JP2007085347A

JP2007085347A - タービンノズルセグメントを検査する方法および装置

Info

Publication number: JP2007085347A
Application number: JP2006255765A
Authority: JP
Inventors: Graham David Sherlock; グラハム・デイヴィッド・シャーロック; Paul L Kalmar; ポール・エル・カルマー; Benjamin Erick Baker; ベンジャミン・エリック・ベイカー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2007-04-05
Also published as: EP1767895B1; EP1767895A1; US20070231124A1; KR20070033927A; CN1936494A; DE602006009038D1; CN1936494B; US7578164B2; KR101280154B1

Abstract

【課題】タービンノズルセグメントの外側前面（１４）と内側前面（２４）が基部の表面（１１６）に接触している状態で、ツール（１１０）の基部（１１２）上にタービンノズルセグメントを配置することを含む、タービンノズルセグメント（１０）を検査する方法を提供する
【解決手段】外壁（１２）は、ツールの第１の台座外側スタンド（１２２）と第２の台座外側スタンド（１５２）との間に配置され、内壁（２２）は、ツールの第１の台座内側スタンド（１３２）と第２の台座内側スタンド（１６２）との間に配置される。外壁および／または内壁の側縁（４２、４４、５２、５４）内に形成されたシール溝（４０、５０）の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つが測定される。タービンノズルセグメントの少なくとも１つの軸方向寸法およびタービンノズルセグメントの少なくとも１つの半径方向寸法が測定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般に、タービンに関するものであり、より具体的には、タービンノズルに関するものである。

タービンノズルは、タービンエンジンの軸を中心とする円周上でつなぎ合わされたノズルセグメントから形成または構成される。それぞれのノズルセグメントは、ノズルセグメントの対向する側縁のところに形成されるシール溝を含む。好適なシールまたはガスケットが隣接するノズルセグメントのシール溝内に配置され、ガスまたは蒸気が、隣接タービンノズルセグメントおよび／または隣接タービンノズルの間など、タービンエンジンの望ましくない場所から漏れるのを防止または制限するシールを形成する。適切なシールを保持するために、それぞれのシール溝の深さおよび／または幅は、所望の工業規格および／または寸法に関する認められている許容誤差範囲内に保持されるか、または適合していなければならない。さらに、機械加工された軸方向寸法および／または機械加工された半径方向寸法を検査し、そのような寸法がそれぞれのタービンノズルセグメントの認められる許容誤差範囲内にあることを確認しなければならない。性能が低下することなくタービンが適切に機能する状態を維持するために、それぞれのシール溝の寸法と共に、ノズルセグメントの他の機械加工された特徴の軸方向寸法および／または半径方向寸法を測定することを含む、ノズルセグメントの定期検査が必要である。

タービンノズルセグメントの機械加工された特徴を測定するための従来のツールおよび方法は、信頼できないものであることが実証されている。しばしば、検査されたおよび／または修理されたノズルは、ノズルセグメントの位置合わせ、連結、および／または封止が適切に行われたかどうかを判定することが可能になる前に完全に組み立てられる。不適合のノズルがもしタービンに取り付けられた場合、その後の性能損失は最大約５％に達することがある。従来のツールおよび方法は、個別のノズルセグメントが工業規格および／または寸法に適合していることを保証する信頼できる方法となりえない。

一実施形態では、タービンノズルセグメントを検査する方法が提供される。タービンノズルセグメントは、外側前面と外側後面との間に延びる軸方向長を有する外壁、および内側前面と内側後面との間に延びる軸方向長を有する対向する内壁、外側前面と内側前面との間に定められた前縁、および外側後面と内側後面との間に定められた後縁を含む。タービンノズルセグメントは、ツールの基部に配置され、外側前面と内側前面はこの基部の表面に接触している。外壁は、ツールの第１の台座外側スタンドと第２の台座外側スタンドとの間に配置される。内壁は、ツールの第１の台座内側スタンドと第２の台座内側スタンドとの間に配置される。

外壁の第１の側縁および第２の側縁のそれぞれに形成され、外壁の軸方向長に少なくとも一部はそって延びる、少なくとも１つのシール溝の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定する。内壁の第１の側縁および第２の側縁のそれぞれに形成され、内壁の軸方向長に少なくとも一部はそって延びる、少なくとも１つのシール溝の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つが測定される。さらに、タービンノズルセグメントの少なくとも１つの軸方向寸法およびタービンノズルセグメントの少なくとも１つの半径方向寸法が測定される。

一実施形態では、タービンノズルセグメントを検査するツールが提供される。このツールは、タービンノズルセグメントの外壁の外面に対応する外側レールを有する基部を備える。外側レールは、タービンエンジンシャフトの軸と同心円状である。基部は、さらに、タービンノズルセグメントの内壁の内面と平行な内側レールを備える。第１の台座は、基部に連結され、外側スタンドおよび連携する内側スタンドを含む。外側スタンドおよび内側スタンドは、それぞれ、少なくとも１つの板を備える。タービンノズルセグメントの第１の側縁は、外側スタンドおよび内側スタンドのそれぞれに関して配置される。第２の台座は、基部に連結され、外側スタンドおよび連携する内側スタンドを含む。外側スタンドおよび内側スタンドは、それぞれ、少なくとも１つの板を備える。タービンノズルセグメントの対向する第２の側縁は、外側スタンドおよび内側スタンドのそれぞれに関して配置される。外壁は、第１の台座の外側スタンドと第２の台座の外側スタンドとの間に配置される。内壁は、第１の台座の内側スタンドと第２の台座の内側スタンドとの間に配置される。

一実施形態では、タービンノズルセグメントを検査するシステムが提供される。このシステムは、タービンノズルセグメントの外壁の外面に対応する外側レールを有する基部を有するツールを備える。外側レールは、タービンエンジンシャフトの軸と同心円状である。基部は、タービンノズルセグメントの内壁の内面と平行な内側レールを備える。第１の台座は、基部に連結される。第１の台座は、外側スタンドおよび内側スタンドを備え、それぞれ複数の空隙を形成する板を備える。第２の台座は、基部に連結され、外側スタンドおよび内側スタンドを備え、それぞれ複数の空隙を形成する板を備える。複数のピンのそれぞれのピンは、複数の板のうちの少なくとも１つに形成された対応する空隙内に配置可能である。ピンは、対応する空隙と連携し、これにより、タービンノズルセグメントの第１の側縁または第２の側縁内に形成されたシール溝の少なくとも一部の位置、深さ、および／または幅を測定する。システムは、さらに、第１の台座に連結され、タービンノズルセグメントの少なくとも一部の断面プロファイルに対応するセッティングプレートを備える。

本発明は、タービンノズル、タービンエンジン、および／またはタービンに含まれる他のコンポーネントに関して軸方向、半径方向、および／または円周の寸法および／または距離を測定することを含む、タービンノズルセグメントを検査するための方法、装置、およびシステムを対象とする。たとえば、本発明の方法、装置、および／またはシステムは、シール溝などのタービンノズルセグメントの機械加工された特徴の寸法を測定し、セグメント要素、コンポーネント、および／または特徴のサイズ、構成、および／または形状が工業規格および寸法に適合していることを確認するために使用することができる。

以下の説明は、タービンノズルセグメントの機械加工された特徴の寸法を検査し、測定することを対象とするが、当業者にとっては、本発明の方法、装置、および／またはシステムは、互換性のあるタービンのパーツ、要素、またはコンポーネント、または任意の機械加工されたパーツ、要素、またはコンポーネントの寸法を測定するために使用することができることは明らかである。したがって、本明細書で説明され例示されているようなタービンノズルセグメントは、例示することのみを目的としており、説明されている方法、装置、およびシステムをいかなる面でも制限することを意図されていない。

図１は、タービンノズルセグメント１０の斜視図である。本明細書で使用されているように、「軸方向寸法」、「軸方向」、または「軸方向長」を参照している場合、これは、軸１００にそって延びる、または平行な、たとえばノズル部またはコンポーネントの測定、距離または長さを参照しているものと理解される。さらに、本明細書における「半径方向寸法」、「半径方向」、または「半径方向長」の参照は、軸１００上の点で軸１００と交差し、それに垂直な、軸２００にそって延びる、または平行な、たとえばノズル部またはコンポーネントの測定、距離または長さを参照しているものと理解される。さらに、本明細書における「円周寸法」、「円周方向」、または「円周長」の参照は、軸１００および軸２００を含む平面またはそのような平面と平行な平面内で測定された、たとえばノズルパーツまたはコンポーネントの測定、距離または長さを参照しているものと理解される。

図１を参照すると、例示的なノズルセグメント１０は、隣接ノズルセグメント１０と連結可能であり、タービンエンジンのノズルを形成する。任意の適当な数のノズルセグメント１０、たとえば１８個のノズルセグメント１０は、タービンハウジングまたはシェル内の円周上に配置され、連結されて、タービンシャフトを中心とするタービンノズルを形成し、一般に軸１００にそって軸方向に延びるようにできる。タービンエンジンは、任意の適当な数のタービンノズルを備えることができる。タービンエンジンの稼働時に、高温のガスがノズルに通され、動翼に衝撃を与え、一般に軸１００にそって延びる長さを持つタービンシャフトを中心として動翼を回転させる。

さらに図１〜４を参照すると、ノズルセグメント１０は、外側前面１４と外側後面１６との間に延びる軸方向長を持つ外壁１２を含む。内壁２２は、一般に、外壁１２に対向し、内側前面２４と内側後面２６との間に延びる軸方向長を有する。ノズルセグメント１０の前縁３０は、外側前面１４と内側前面２４との間に定められ、ノズルセグメント１０の後縁３２は、外側後面１６と内側後面２６との間に定められる。一実施形態では、後縁３２の半径方向長は、前縁３０の半径方向長よりも大きい。ノズルセグメント１０は、外壁１２内に形成された少なくとも１つのシール溝４０および／または内壁２２内に形成された少なくとも１つのシール溝５０を備えることができる。好適なシールまたはガスケット（図に示されていない）をシール溝４０および／または５０内に挿入可能であり、これにより、ノズルセグメント１０をタービンハウジングまたはシェル内に配置してタービンノズルを形成したときに、流体を通さないシールを隣接するノズルセグメント１０および／または隣接するタービンノズルとの間に形成する。

たとえば、図１を参照すると、外壁１２の第１の側縁４２および／または対向する第２の側縁４４内にシール溝４０を形成することができる。一実施形態では、シール溝４０は、外壁１２内に、またはそばに形成され、外側縁４２および／または対向する外側縁４４の軸方向長に実質的にそって延びる。シール溝４０は、シール溝４０から部分的に外側前面１４および／または外側後面１６内に延びる追加の溝部分４６、４８を含むことができる。同様に、内壁２２の第１の側縁５２および／または対向する第２の側縁５４内にシール溝５０を形成することができる。シール溝５０は、内壁２２内に、またはそばに形成され、内側縁５２および／または対向する内側縁５４の軸方向長に実質的にそって延びる。図に示されていないが、シール溝５０は、シール溝５０から部分的に内側前面２４および／または内側後面２６内に延びる追加の溝部分を含むことができる。

シール溝部分４６、４８を含むシール溝４０、および／またはシール溝５０は、好適なレーザー切断、研削、および／または溶接プロセスなどの、当業者に知られている好適な成形プロセスを使用して、それぞれの外側縁４２、４４および内側縁５２、５４内に形成される。シール溝４０および／またはシール溝５０は、正確な工業規格または寸法に合わせてノズルセグメント１０内に形成され、加工可能許容誤差範囲は、好適には約±0.0762ｃｍ（０．０３０インチ）であり、望ましくは約±0.0508ｃｍ（０．０２０インチ）であり、より望ましくは約±0.0127ｃｍ（０．００５インチ）である。このような許容誤差は、たとえばシール４０および／または５０のところの、またはそこを通る隣接ノズルセグメント１０の間の漏れを防ぐか、または最小にする。本発明は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴を検査し測定し、機械加工された特徴測定および／または寸法が工学測定および／または寸法に適合することを保証する方法、装置、およびシステムを実現する。

一実施形態では、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴の測定および／または寸法を含む、ノズルセグメント１０の寸法を検査し測定するためのツール１１０が、図５〜１０に示されているように、備えられる。

ツール１１０は、ノズルセグメントの外壁１２の表面に対応する外側レール１１４を持つ支えまたは基部１１２を備える。たとえば、ノズルセグメント１０は、基部１１２上に配置され、外壁１２の外面１３はそれに対応して外側レール１１４に関して配置されるようにできる。一実施形態では、外側レール１１４は、タービン軸１００と位置合わせされるか、または同心円状に配置される。ノズルセグメント１０を基部１１２上に配置した状態で、前縁３０は、基部１１２の表面１１６に配置され、それにより、外側前面１４の少なくとも一部および／または内側前面２４の少なくとも一部は表面１１６と接触する。基部１１２は、さらに、弦蝶番または壁２５の表面などの、内壁２２の表面と平行な一般に対向する内側レール１１８も備える。上述のように、ノズルセグメント１０を基部１１２に配置した状態で、弦蝶番２５の内面２７を内側レール１１８と実質的に平行になるように位置合わせまたは配置する。他の実施形態では、ツール１１２は、さらに、ノズルセグメント１０の外側弦蝶番と一般に平行な、図に示されていない、第３のレールも含む。

ツール１１０は、第１の台座１２０および連携する第２の台座１５０を備え、それぞれ基部１１２に据え付けられるか、または連結される。たとえば、第１の台座１２０および第２の台座１５０は、ボルトなどの好適な留め具またはコネクタ、および／または好適な溶接プロセスを使用して、基部表面１１６に据え付けるか、または連結することができる。好適な据え付けまたは連結プロセスを使用して、第１の台座１２０および／または第２の台座１５０を基部１１６に固定することができるということは、当業者には明らかであり、また本明細書の教示に示されている。

第１の台座１２０は、外側スタンド１２２および内側スタンド１３２を含む。内側スタンド１３２は、基部１１６上の適切に配置されたノズルセグメント１０への外側スタンド１２２に関して位置合わせされ、連携する。特に、外側スタンド１２２および内側スタンド１３２は、第１の側縁４２が外側スタンド１２２と位置合わせされ、第１の側縁５２が内側スタンド１３２と位置合わせされるように、ツール１１０内に適切に配置された第１の側縁４２、５２を保持する。

図６および７に示されているように、外側スタンド１２２は、外側スタンド１２２に据え付けられた、または連結された上板１２４を備える。一実施形態では、上板１２４は、上板１２４を通して形成され、外側スタンド１２２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１２６を含む。それぞれの空隙１２６は、後述のように、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置されている。それぞれの空隙１２６は、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。

外側スタンド１２２は、さらに、図５〜７に示されているように、外側スタンド１２２の下側部分に据え付けられたまたは連結された下板１２８も含む。一実施形態では、下板１２８は、下板１２８を通して形成され、外側スタンド１２２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１３０を含む。それぞれの空隙１３０は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置されている。それぞれの空隙１３０は、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。一実施形態では、上板１２４は、空隙１２６を形成し、下板１２８は、空隙１３０を形成し、これらの空隙は側縁４２内に形成されたシール溝４０の少なくとも一部の位置、深さ、および／または幅を測定するため一連のメジャーピンと連携する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝４０の少なくとも一部を測定するため空隙１２６、１３０内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１２６、１３０内に配置可能である。

図６および７に示されているように、内側スタンド１３２は、内側スタンド１３２の上側部分に据え付けられた、または連結された上板１３４を備える。一実施形態では、上板１３４は、上板１３４を通して形成され、内側スタンド１３２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１３６を含む。それぞれの空隙１３６は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置されている。それぞれの空隙１３６は、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。

内側スタンド１３２は、さらに、図６および７に示されているように、内側スタンド１３２の下側部分に据え付けられたまたは連結された下板１３８も含む。一実施形態では、下板１３８は、下板１３８を通して形成され、内側スタンド１３２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１４０を形成するか、または含む。それぞれの空隙１４０は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置されている。それぞれの空隙１４０は、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。一実施形態では、上板１３４は、少なくとも１つの空隙１３６を形成し、下板１３８は、空隙１４０を形成し、これらの空隙はノズルセグメント１０の側縁５２内に形成されたシール溝５０の少なくとも一部の位置、深さ、および／または幅を測定するため一連のピンと連携する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝５０の少なくとも一部を測定するため空隙１３６、１４０内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１３６、１４０内に配置可能である。

図５に示されているように、第２の台座１５０は、外側スタンド１５２および内側スタンド１６２を含む。内側スタンド１６２は、基部１１６上の適切に配置されたノズルセグメント１０への外側スタンド１２２および内側スタンド１３２と組み合わせて、外側スタンド１５２に関して位置合わせされ、連携する。特に、外側スタンド１５２および内側スタンド１６２は、第２の側縁４４が外側スタンド１５２と位置合わせされ、第２の側縁５４が内側スタンド１６２と位置合わせされるように、ツール１１２内に適切に配置された第２の側縁４４、５４を保持する。

図８および９に示されているように、外側スタンド１５２は、外側スタンド１５２の上側部分に据え付けられた、または連結された上板１５４を備える。一実施形態では、上板１５４は、上板１５４を通して形成され、外側スタンド１５２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１５６を含む。それぞれの空隙１５６は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置され、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝４０の少なくとも一部を測定するため空隙１５６内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１５６内に配置可能である。

外側スタンド１５２は、さらに、図８に示されているように、外側スタンド１５２の下側部分に据え付けられたまたは連結された下板１５８も含む。一実施形態では、下板１５８は、下板１５８を通して形成され、外側スタンド１５２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１６０を含む。それぞれの空隙１６０は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置され、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝４０の少なくとも一部を測定するため空隙１６０内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１６０内に配置可能である。

図８および９に示されているように、内側スタンド１６２は、内側スタンド１６２の上側部分に据え付けられた、または連結された上板１６４を備える。一実施形態では、上板１６４は、上板１６４を通して形成され、内側スタンド１６２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１６６を含む。それぞれの空隙１６６は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置され、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝５０の少なくとも一部を測定するため空隙１６６内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１６６内に配置可能である。

内側スタンド１６２は、さらに、図８および９に示されているように、内側スタンド１６２の下側部分に据え付けられたまたは連結された下板１６８も含む。一実施形態では、下板１６８は、下板１６８を通して形成され、内側スタンド１６２の中に少なくとも一部は延びている少なくとも１つの空隙１７０を含む。それぞれの空隙１７０は、ノズルセグメント１０の機械加工された特徴と対応するように配置され、ノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴を適切に測定するための好適なサイズおよび／または直径を有する。ブッシュまたは他の好適なライナーは、シール溝５０の少なくとも一部を測定するため空隙１７０内に適切に配置されたメジャーピンを受け入れ、保持する空隙１７０内に配置可能である。

図５〜９を参照すると、一実施形態では、ノズルセグメント１０は、外壁１２が第１の台座１２０の外側スタンド１２２と第２の台座１５０の外側スタンド１５２との間に配置され、内壁２２が第１の台座１２０の内側スタンド１３２と第２の台座１５０の内側スタンド１６２との間に配置されるようにツール１１２内に配置される。この実施形態では、ツール１１２は、さらに、基部１１２に関して軸方向にノズルセグメント１０を配置する外壁１２および／または内壁２２と干渉する、および／または案内する少なくとも１つの軸方向ロケータを備えることができる。たとえば、一実施形態では、ツール１１２は、図５に示されているように、外側軸方向ロケータ１８０および／または内側軸方向ロケータ１８２を備え、これは、それぞれの外壁１２または内壁１４と接触し、干渉し、基部１１２に関して軸方向位置にノズルセグメント１０を適切に配置する。それに加えて、またはそれとは別に、ツール１１０は、基部１１２に固定されたブロック１１９に回転できるように据え付けられるか、または連結された少なくとも１つのツーリングボール１８４を備えることができる。ツーリングボール１８４は、ノズルセグメント１０を基部１１２に関して適切な半径方向に配置する。図５に示されているように、基部１１２に関してノズルセグメント１０の回転運動を防止または制限するために、回転防止ボール１８６も回転可能にブロック１１９に据え付けるか、または連結できる。

一実施形態では、ツール１１０は、第１の台座１２０に据え付けられるか、または連結されたセッティングプレート１９０を含む。さらに図３および１０を参照すると、セッティングプレート１９０は、ノズルセグメント１０の少なくとも一部の側面プロファイルまたは断面プロファイルの測定および／または要素または特徴寸法に直接対応するプロファイルまたは周辺端部１９２を有する。以下で詳述するように、ダイヤルゲージなどの好適な計測器を使用して、ノズルセグメント特徴の寸法または測定を特徴の工業規格または寸法と比較することができる。たとえば、ダイヤルゲージは、セッティングプレート１９０からのノズルセグメント１０の弦蝶番２５上の一点の公称半径方向寸法を測定するために使用され、公称半径方向寸法は記録される。ダイヤルゲージは、ツール１０内に配置されたノズルセグメント１０の弦蝶番２５上の対応する点を測定するために使用される。該寸法は、該寸法が認められた許容誤差範囲内であるかどうかを判定するために公称測定結果と比較することができる。

一実施形態では、ツール１１０は、ノズルセグメント１０の選択された特徴寸法を測定するために使用される。本明細書では説明されていないが、ツール１１０を使用してノズルセグメント１０の特徴を測定できることは、当業者に明らかであり、また本明細書で示している教示により案内される。ノズルセグメント１０は、ツール１００の基部１１２に配置され、外側前面１４と内側前面２４は基部１１２の表面１１６に接触している。外壁１２は、外側スタンド１２２および外側スタンド１５２との間に配置され、内壁２４は、内側スタンド１３２と内側スタンド１６２との間に配置される。

ノズルセグメント１０がツール１１０内に適切に配置された状態で、外壁１２の第１の側縁４２および／または第２の側縁４４内に形成された少なくとも１つのシール溝４０の位置、深さ、および／または幅を測定することができる。同様に、内壁２２の第１の側縁５２および／または第２の側縁５４内に形成された少なくとも１つのシール溝５０の位置、深さ、および／または幅を測定することができる。さらに図１１〜１４を参照すると、外壁１２の軸方向長に少なくとも部分的にそって延びる、シール溝４０の位置、深さ、および／または幅を測定するために好適なメジャーピン１９６が利用可能である。それぞれのメジャーピン１９６は、たとえば、上板１２４内に形成された対応するまたはマークされた空隙１２６、または外側スタンド１２２の下板１２８内に形成された対応するまたはマークされた空隙１３０内に挿入するための選択された直径を有する基部１９７を備える。

メジャーピン１９６は、さらに、基部１９７に対向する先端部１９８も備える。先端部１９８は、先端部１９８がシール溝４０および／またはシール溝５０内に挿入されたときにシール溝４０および／またはシール溝５０の少なくとも一部の位置、深さ、および／または幅を測定する測定位置またはセクションを備える。先端部１９８は、図１１に示されているように、シール溝４０および／またはシール溝５０の一般的に垂直のシール溝部分を測定するために一般的に矩形の断面を有するか、または図１３に示されているように、シール溝４０および／またはシール溝５０の一般的に角のあるまたは対角シール溝部分を測定するために一般的な平行四辺形断面などの好適な多角形断面を有することができる。たとえば、先端部１９８が矩形であるメジャーピン１９６を側縁４２の前部に形成されたシール溝４０の一部に挿入でき、また角のある先端部１９８を有するメジャーピン１９６を側縁４２の後部に形成されたシール溝４０の一部に挿入することができる。先端部１９８がシール溝４０内に挿入されると、図１２および１４に示されているように、側定位置２００、２０２、２０４のうちの１つは、シール溝４０の側縁または壁と干渉する。側縁または壁と干渉する測定位置は、シール溝４０の深さおよび／幅に対応する。

一実施形態では、測定位置２００は、約±0.0127ｃｍ（０．００５インチ）の図面または工業許容誤差に対応し、測定位置２０２は、約±0.0508ｃｍ（０．０２０インチ）の、シール溝またはシール溝を形成する壁を作り直すことなく受け入れられる限界に対応し、測定位置２０４は、約±0.0762ｃｍ（０．０３０インチ）の、作り直しのある、受け入れられる限界に対応する。したがって、約0.0508ｃｍから約0.0762ｃｍだけ位置ずれしているシール溝は、シール溝を溶接して閉じることなく、切削し直し、および／または成形し直さなければならない。しかし、少なくとも約0.0762ｃｍだけ位置ずれしているシール溝は、受け入れられず、ノズルセグメント１０は、ノズル組み立て時に隣接ノズルセグメント１０とロックし望ましくない。シール溝の位置ずれは、壁の歪みのせいと考えられ、壁を油圧で適切な位置に押し戻すことにより適切な位置にすることができる。しかし、滅多にないことだが、シール溝を溶接して閉じ、図面規格および寸法に合わせて新しいシール溝を切り直す必要がある場合がある。

図１５を参照すると、台座スタンドの板面と外壁１２または内壁１４の対応する側縁との間の距離または間隙２１０は、ノズルセグメント１０をツール１１０上に適切に配置した状態で測定できる。たとえば、上板１２４と側縁４２の角のある後部または一部分との間の距離および／または下板１２８と側縁４２の一般に垂直な前部または一部分との間の距離は、平行スライドなどの当業者に知られている好適な計測器を使用して測定することができる。同様に、外壁１２の側縁４４の後部および前部とスタンド１５２の上板１５４および下板１５８との間の距離は、それぞれ、側縁４４と上板１５４または側縁４４と下板１５８との間の間隙内に平行スライドを位置させることにより測定できる。さらに、側縁５２、５４とスタンド１３２、１６２の対応する上および下板との間の距離を測定することができ、その結果、それぞれの側縁４２、４４、５２、５４に対する前部測定および後部測定を含む合計８つの測定結果が得られる。これらの測定結果を約5.08ｃｍ（２.００インチ）の間隙２１０の公称測定結果と比較し、それらの測定結果が修理技術指示（「ＲＥＩ」）に記載されている許容誤差内かどうかを判定する。

一実施形態では、ツール１１０は、ノズルセグメント１０の少なくとも１つの軸方向寸法を測定するために使用される。たとえば、ノズルセグメント１０がツール１１０内に配置されている状態で、制限なく実行できる軸方向の測定は、フック２９の軸方向長さに対応するフック２９と基部表面１１６との間の距離、弦蝶番２５と弦蝶番２５の軸方向長さに対応する基部表面１１６との間の距離、および／または後面、つまり外側後面１６または内側後面２６と基部表面１１６との間の距離である。

一実施形態では、ノズルセグメント１０の特徴は、周辺１９２にそってセッティングプレート１９０から機械加工される。選択された機械加工特徴の軸方向寸法は、ダイヤルゲージを使用してセッティングプレート１９０の外周１９２上でまたはそれにそって測定され、公称測定結果として記録される。ダイヤルゲージは、ツール１０内に配置されたノズルセグメント１０の対応する機械加工された特徴の軸方向寸法を測定するために使用される。ノズルセグメント特徴の測定された軸方向寸法は、公称測定結果と比較され、軸方向寸法が受け入れられる許容誤差の範囲内であるか判定される。特徴測定結果が受け入れられる許容誤差範囲内にない場合、特徴は成形し直し、および／または機械加工をやり直さなければならない。このような成形し直しまたは機械加工やり直しは、受け入れられる工業規格および／または寸法に適合するように特徴を溶接またはろう接および／または切断し直しする必要がある場合がある。当業者に知られており、本明細書の教示により示されている他の好適な計測器を使用して、こうした測定を行うことができる。

一実施形態では、ツール１１０は、ノズルセグメント１０の少なくとも１つの半径方向寸法を測定するために使用される。たとえば、ノズルセグメント１０がツール１１０内に配置されている状態で、制限なく実行できる半径方向の測定は、弦蝶番２５上の１点と軸１００に関して弦蝶番２５の半径方向位置に対応する基部１１２の内側レール１１８との間の半径方向距離、および／またはフック２９上の１点とフック２９の半径に対応する内側レール１１８との間の半径方向距離である。

一実施形態では、選択された機械加工特徴の半径方向寸法または距離は、スタンドに据え付けられた針または指型ダイヤルゲージなどの、ダイヤルゲージを使用してセッティングプレート１９０外周１９２上でまたはそれにそって測定される。半径方向寸法または半径方向距離は、測定され、公称測定結果として記録される。スタンドは、外側レール１１４または内側レール１１８に対ししっかり押し付けられ、実行する測定に応じて長さにそって移動可能または平行移動可能である。たとえば、スタンドを内側レール１１８にしっかり押し付けた状態において、スタンドは内側レール１１８の長さにそって移動され、軸１００に関して弦蝶番２５の半径方向位置を測定する。同様に、スタンドを内側レール１１８または外側レール１１４に対して押し付けて、フック２９の半径を測定することができる。フック半径の公称測定結果は、セッティングプレート１９０上で測定し、記録することができる。次いで、スタンドを内側レール１１８に対向する位置に置き、ダイヤルゲージ針がフックの表面と接触するようにする。スタンドは、針がフック表面と接触した状態で内側レール１１８にそって移動され、フック２９の半径方向寸法または長さを測定する。ノズルセグメント特徴の測定された半径方向寸法は、セッティングプレート１９０から測定された対応する公称測定結果と比較され、半径方向寸法が受け入れられる許容誤差の範囲内であるか判定される。特徴測定結果が受け入れられる許容誤差範囲内にない場合、上述のように、特徴は成形し直し、および／または機械加工をやり直さなければならない。

一実施形態では、ツール１１０は、ノズルセグメント１０の要素または特徴の周長を測定するために使用される。たとえば、外側前面１４の周長は、スタンドが外側レール１１４と逆の方向に動くようにして外側前面１４にそってダイヤルゲージをスイープすることにより測定される。外側前面１４の長さにそった外側前面１４の外面と外側レール１１４との距離が測定される。同様に、外側後面１６の周長を測定できる。

一実施形態では、タービンノズルセグメントを検査するシステムは、上述のように、ツール１１０を含む。システムは、さらに、複数のメジャーピン１９６を備える。それぞれのメジャーピン１９６は、複数の測定部または位置を有する。一実施形態では、それぞれのメジャーピン１９６は、0.0127ｃｍ（０．００５インチ）の許容誤差を有する第１の測定部２００、0.0508ｃｍ（０．０２０インチ）の許容誤差を有する第２の測定部２０２、および約±0.0762ｃｍ（０．０３０インチ）の許容誤差を有する第３の測定部２０４を備える。それぞれのメジャーピン１９６は、板内に形成された対応する空隙内に配置可能な底部分１９７を備える。先端部１９８は、対応するシール溝４０、５０の少なくとも一部の中に配置され、これにより、ノズルセグメント１０の側縁内に形成された、シール溝４０、５０の少なくとも一部分の位置、深さ、および／または幅を測定する。システムは、さらに、第１の台座１２０に連結され、ノズルセグメント１０の少なくとも一部の側面プロファイルまたは断面プロファイルに対応する外周１９２を備えるセッティングプレート１９０を含む。

一実施形態では、システムは、ダイヤルゲージ（図に示されていない）を含む。当業者に知られており、本明細書の教示により示されている任意の好適なダイヤルゲージを、本システムと併用できる。ダイヤルゲージは、セッティングプレート１９０上の機械加工された特徴の公称寸法およびノズルセグメント１０上の対応する機械加工された特徴寸法を測定する。測定された特徴寸法は、公称寸法と比較され、それにより、ノズルセグメント特徴の寸法分散を計算する。システムは、さらに、たとえば、板面などの台座スタンドの表面と、外壁１２の対応する側縁または内壁２２の対応する側縁との間の距離を測定するためのスライドする平行体も備えることができる。

上述の方法、装置、および／またはシステムを使用することにより、タービンエンジンコンポーネントの機械加工された特徴を、費用効果のある方法で適切な時機に検査し、測定することができる。より具体的には、この方法、装置、およびシステムツールを使用することにより、タービンエンジンコンポーネントの機械加工された特徴の測定を簡単に、訓練なしで行うことができる。その結果、タービンエンジンコンポーネントの検査および測定の信頼性および効率が高まり、したがって、生産性を向上させ、修理時間を短縮できる。

ノズルセグメントなどのタービンエンジンコンポーネントの機械加工された特徴を検査するための方法、装置、およびシステムの例示的な実施形態は、上で詳しく説明されている。この方法、装置、およびシステムは、本明細書で説明されている特定の実施形態に限定されず、むしろ、この方法の工程および／または装置およびシステムの要素またはコンポーネントは、本明細書で説明されている他のものとは独立に、また別々に使用することができる。さらに、説明されている方法工程および／または装置およびシステム要素またはコンポーネントは、他の方法、装置、および／またはシステムにおいて定義されるか、または他の方法、装置、および／またはシステムと組み合わせて使用することもでき、本明細書で説明されているような実施にのみ制限されるわけではない。

本発明は、さまざまな特定の実施形態に関して説明されているが、当業者であれば、請求項の精神および範囲内で修正と共に実施できることを理解するであろう。

例示的なタービンノズルセグメントの斜視図である。例示的なタービンノズルセグメントの正面図である。図２に示されているタービンノズルセグメントの側面図である。例示的なタービンノズルセグメントの側面図である。本発明の一実施形態による、タービンノズルセグメントを検査するためのツールの上面図である。断面線Ａ−Ａにそった図５に示されているツールの断面図である。図５に示されているツールの部分側面図である。断面線Ｂ−Ｂにそった図５に示されているツールの断面図である。図５に示されているツールの部分側面図である。本発明の一実施形態による、セッティングプレートの正面図である。本発明の一実施形態による、メジャーピンの正面図である。図１１に示されているメジャーピンの先端部の分解図である。本発明の一実施形態による、メジャーピンの正面図である。図１３に示されているメジャーピンの先端部の分解図である。本発明の一実施形態による、ツール基部に配置されたタービンノズルセグメントの一部の側面図である。

符号の説明

１０タービンノズルセグメント
１２外壁
１３外面
１４外側前面
１６外側後面
２２内壁
２４内側前面
２５弦蝶番または壁
２６内側後面
２７内面
２９フック
３０前縁
３２後縁
４０シール溝
４２第１の外側側縁
４４第２の外側側縁
４６シール溝部分
４８スロット部分
５０シール溝
５２第１の内側側縁
５４第２の内側側縁
１００軸
１１０ツール
１１２基部
１１４外側レール
１１６基部表面
１１８内側レール
１１９ブロック
１２０第１の台座
１２２外側スタンド
１２４上板
１２６空隙
１２８下板
１３０板１２８が形成する空隙
１３２内側スタンド
１３４上板
１３６空隙
１３８下板
１４０板１３８が形成する空隙
１５０第２の台座
１５２外側スタンド
１５４上板
１５６空隙
１５８下板
１６０空隙
１６２内側スタンド
１６４上板
１６６空隙
１６８下板
１７０空隙
１８０外側軸方向ロケータ
１８２内側軸方向ロケータ
１８４ツーリングボール
１８６回転防止ボール
１９０セッティングプレート
１９２プロファイルまたは周辺端部
１９６メジャーピン
１９７底部分
１９８先端部
２００第１の測定部
２０２第２の測定部
２０４第３の測定部
２１０距離または間隙

Claims

外側前面（１４）と外側後面（１６）との間に延びる軸方向長を有する外壁（１２）、および内側前面（２４）と内側後面（２６）との間に延びる軸方向長を有する対向する内壁（２２）を備え、前縁（３０）が前記外側前面と前記内側前面との間に形成され、後縁（３２）が前記外側後面と前記内側後面との間に形成されたタービンノズルセグメント（１０）を検査する方法であって、
前記タービンノズルセグメントをツール（１１０）の基部（１１２）上に配置し、前記外側前面および前記内側前面を前記基部の表面（１１６）に接触させ、前記外壁を前記ツールの第１の台座外側スタンド（１２２）と第２の台座外側スタンド（１５２）との間に配置し、前記内壁を前記ツールの第１の台座内側スタンド（１３２）と第２の台座内側スタンド（１６２）との間に配置することと、
前記外壁の第１の側縁（４２）および第２の側縁（４４）のそれぞれに形成され、少なくとも一部が前記外壁の軸方向長に沿って延びる少なくとも１つのシール溝（４０）の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定することと、
前記内壁の第１の側縁（５２）および第２の側縁（５４）のそれぞれに形成され、少なくとも一部が前記内壁の軸方向長に沿って延びる少なくとも１つのシール溝（５０）の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定することと、
前記タービンノズルセグメントの少なくとも１つの軸方向寸法を測定することと、
前記タービンノズルセグメントの少なくとも１つの半径方向寸法を測定することと
を含む方法。
外側前面（１４）と外側後面（１６）との間に延びる軸方向長を有する外壁（１２）、および内側前面（２４）と内側後面（２６）との間に延びる軸方向長を有する対向する内壁（２２）を備え、前縁（３０）が前記外側前面と前記内側前面との間に形成され、後縁（３２）が前記外側後面と前記内側後面との間に形成されたタービンノズルセグメント（１０）を検査するためのツール（１１０）であって、
前記外壁の外面（１１６）に対応する、タービンエンジンシャフトの軸（１００）と同心円状の外側レール（１１４）、および前記内壁の内面と平行な内側レール（１１８）を備える基部（１１２）と、
前記基部に連結され、外側スタンド（１２２）および連携する内側スタンド（１３２）を備える第１の台座（１２０）であって、前記外側スタンドおよび前記内側スタンドはそれぞれ少なくとも１つの板（１２４、１２８、１３４、１３８）を含み、前記タービンノズルセグメントの第１の側縁（４２、５２）は前記外側スタンドおよび前記内側スタンドのそれぞれに関して配置される、第１の台座（１２０）と、
前記基部に連結され、外側スタンド（１５２）および連携する内側スタンド（１６２）を備える第２の台座（１５０）であって、前記外側スタンドおよび前記内側スタンドはそれぞれ少なくとも１つの板（１５４、１５８、１６４、１６８）を含み、前記タービンノズルセグメントの対向する第２の側縁（４４、５４）は前記外側スタンドおよび前記内側スタンドのそれぞれに関して配置され、前記外壁は前記第１の台座の前記外側スタンドと前記第２の台座の前記外側スタンドとの間に配置され、前記内壁は前記第１の台座の前記内側スタンドと前記第２の台座の前記内側スタンドとの間に配置される、第２の台座（１５０）と
を備えるツール。
前記第１の台座（１２０）および前記第２の台座（１５０）のそれぞれは、さらに、
前記外側スタンド（１２２、１５２）に連結された、それぞれ複数のピンのうちの１つのピン（１９６）と連携し前記タービンノズルセグメント（１０）の側縁内に形成されるシール溝（４０）の少なくとも一部（４６、４８）の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定する少なくとも１つの空隙（１２６、１３０、１５６、１６０）を形成する上板（１２４、１５４）および下板（１２８、１５８）と、
前記内側スタンド（１３２、１６２）に連結された、それぞれ複数のピンのうちの１つのピンと連携し前記側縁内に形成されるシール溝の少なくとも一部の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定する少なくとも１つの空隙（１３６、１４０、１６６、１７０）を形成する上板（１３４、１６４）および下板（１３８、１６８）と
を備える請求項２記載のツール（１１０）。
さらに、前記外壁（１２）および前記内壁（２２）のうちの１つと干渉する少なくとも１つの軸方向ロケータ（１８０、１８２）を備え、前記タービンノズルセグメント（１０）を前記基部（１１２）に関して軸方向に配置する請求項２記載のツール（１１０）。
さらに、前記タービンノズルセグメント（１０）を前記基部（１１２）に関して半径方向に配置する少なくとも１つのツーリングボール（１８４）を備える請求項２記載のツール（１１０）。
さらに、前記タービンノズルセグメント（１０）の回転運動を前記基部（１１２）に関して防止する回転防止ボール（１８６）を備える請求項２記載のツール（１１０）。
外側前面（１４）と外側後面（１６）との間に延びる軸方向長を有する外壁（１２）、および内側前面（２４）と内側後面（２６）との間に延びる軸方向長を有する対向する内壁（２２）を備え、前縁（３０）が前記外側前面と前記内側前面との間に形成され、後縁（３２）は前記外側後面と前記内側後面との間に形成されたタービンノズルセグメント（１０）を検査するシステムであって、
ツール（１１０）を備え、
前記ツール（１１０）が、
前記外壁の外面（１１６）に対応する、タービンシャフトの軸（１００）と同心円状の外側レール（１１４）、および前記内壁の内面と平行な内側レール（１１８）を備える基部（１１２）と、
前記基部に連結され、外側スタンド（１２２）および内側スタンド（１３２）を備える第１の台座（１２０）であって、前記タービンノズルセグメントの第１の側縁（４２、５２）の前部は前記内側スタンドに関して配置され、前記第１の側縁の後部は前記外側スタンドに関して配置され、前記外側スタンドおよび前記内側スタンドはそれぞれ少なくとも１つの空隙（１５６、１６０）を形成する板（１２４、１２８、１３４、１３８）を含む、第１の台座（１２０）と、
前記基部に連結され、外側スタンド（１５２）および内側スタンド（１６２）を備える第２の台座（１５０）であって、前記タービンノズルセグメントの第２の側縁（４４、５４）の前部は前記内側スタンドに関して配置され、前記第２の側縁の後部は前記外側スタンドに関して配置され、前記外側スタンドおよび前記内側スタンドはそれぞれ少なくとも１つの空隙（１２６、１３０）を形成する板（１５４、１５８、１６４、１６８）を含む、第２の台座（１５０）と、を備え、
前記システムは更に、
前記複数のピン（１９６）が、それぞれ前記板内に形成された前記少なくとも１つの空隙のうちの対応する空隙内に配置可能であり、前記対応する空隙と連携して、前記第１の側縁および前記第２の側縁のうちの１つに形成される少なくとも１つのシール溝の少なくとも一部の位置、深さ、および幅のうちの少なくとも１つを測定するための複数のピン（１９６）と、
前記第１の台座に連結され、前記タービンノズルセグメントの少なくとも一部の側面プロファイルおよび断面プロファイルに対応するセッティングプレート（１９０）と、
を備えるシステム。
前記複数のピンのそれぞれのピン（１９６）は、0.0127ｃｍの許容誤差を有する第１の測定部（２００）、0.0508ｃｍの許容誤差を有する第２の測定部（２０２）、および0.0762ｃｍの許容誤差を有する第３の測定部（２０４）を備える請求項７記載のシステム。
さらに、前記タービンノズルセグメント（１０）上の寸法および前記セッティングプレート（１９０）上の対応する公称寸法を測定するダイヤルゲージを備え、前記測定された寸法を前記公称寸法と比較して、前記タービンノズルセグメント（１０）の寸法分散を計算する請求項７記載のシステム。
さらに、台座スタンドの表面と前記第１の側縁および前記第２の側縁のうちの１つとの間の距離を測定するスライドする平行体を備える請求項７記載のシステム。