JP2012082820A - シュラウド・ブロックを機械加工するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シュラウド・ブロック内に穿孔を正確かつ効率的に機械加工することを可能にする方法および装置を提供する。
【解決手段】シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔の箇所を指定することと、シュラウド・ブロック２２を機械加工装置６０内で位置付けることと、シュラウド・ブロック２２を機械加工装置６０内で固定することと、シュラウド・ブロック２２内に穿孔を機械加工することと、を含む。機械加工装置６０は、位置決めツール８２、機械加工ツール、プラットフォーム６２、固定装置６４、および径方向支持部材６６を備えている。径方向支持部材６６は、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８とはまり合って、位置付けの間に機械加工装置６０の機械加工軸７２がシュラウド・ブロック２２の径方向軸７０と位置合わせされ得るように構成されている。
【選択図】図５

Description

本開示は一般的に、タービン・システムに関し、より詳細には、タービン・システム用のシュラウド・ブロック内に穿孔を機械加工するための方法および装置に関する。

タービン・システムは発電などの分野において広く用いられている。たとえば、従来のガス・タービン・システムは、圧縮機、燃焼器、およびタービンを備えている。従来のガス・タービン・システムでは、圧縮機から燃焼器に圧縮空気が送られる。燃焼器に入った空気は、燃料と混合されて燃焼される。燃焼の高温ガスが燃焼器からタービンへ流れて、ガス・タービン・システムを駆動し発電する。

タービン・システムの多くの部品について、タービン・システム内に取り付ける前に機械加工する必要がある。このような部品の一例はシュラウド・ブロックである。このようなシュラウド・ブロックは、タービン・システムのタービン部分内に数多く配置されている。たとえば、複数のシュラウド・ブロックが、ロータ・ブレードの半径方向外側に環状アレイに、またタービン・システム内のノズル間の軸方向に配置されて、ロータ・ブレードとノズルとを囲むシュラウドを形成している場合がある。通常、シュラウドは、タービン・システムのタービン部分の各段内に設けられている。たとえば、ガス・タービン・システムでは、シュラウドは、システムを通って流れる高温ガス経路の径方向の外側境界を部分的に画定する場合がある。

シュラウド・ブロックは通常、内部に種々の穿孔が画定されている。これらは一般的に、種々の目的を果たしている。たとえば、抜止めピン孔が、内部に抜止めピンを受け入れるために設けられている場合がある。抜止めピンは、シュラウド・ブロックをタービン部分内で位置付けて保持する働きをする。他の穿孔たとえば冷却孔が、内部に冷却媒体を受け入れてタービン・システムのシュラウド・ブロックおよび／または他の部品を冷却するために設けられる場合がある。さらに、ボアスコープ孔および／またはプローブ孔などの穿孔が、検査目的で設けられる場合がある。これらの種々の穿孔を、シュラウド・ブロック内に、正確な箇所におよび正確な角度で、かつ小さい許容誤差で機械加工して、シュラウド・ブロックがタービン部分内で正確に位置付けされて適切に機能するようにしなければならない。

通常、現場でおよび／またはシステム停止中にシュラウド・ブロック内に必要な穿孔を機械加工するためのプロセスは、不正確で時間がかかる。たとえば、シュラウド内の穿孔の箇所を、タービン部分内のはめ合い穿孔または他の部品の箇所に基づいて何度も見積もる。はめ合い穿孔の箇所を見積もった後に、穿孔の機械加工を、シュラウド・ブロックを平坦な平面上（たとえば、ボール盤のプラットフォーム上）に置いて、シュラウド・ブロック上の見積もった箇所に穿孔を機械加工することによって行なう場合がある。シュラウド・ブロックには種々の径方向の外面が含まれているため、機械加工するためにこれらの外面を平面上に置くことは、穿孔の機械加工が不正確な角度で行なわれることになる場合がある。箇所を見積もっていることおよび角度が不正確であることが組み合わさる結果、たとえば、穿孔をタービン部分内に適切に設けることができず、および／または穿孔によってシュラウドからもしくはシュラウドへ漏れが起こる可能性が生じる。

さらに、必要な穿孔を機械加工するための現状の処理が不正確であることは、シュラウド・ブロックを繰り返し機械加工して、穿孔を、適切に機能するまで変更する必要がある場合がある。各シュラウド・ブロックに対してこのように繰り返し機械加工することは、時間がかかって非効率的であり、タービン・システムの停止時間が長くなる結果、システムから生じる性能および収益の損失が増える。

したがって、シュラウド・ブロックを機械加工するための方法および装置の改善が、当該技術分野において望まれるであろう。たとえば、シュラウド・ブロック内に穿孔を正確かつ効率的に機械加工することを可能にする方法および装置が好都合であろう。

本発明の態様および優位性は、一つには、以下の説明において説明されるか、もしくは説明から明らかな場合があるか、または本発明の実施を通して習得される場合がある。

一実施形態においては、シュラウド・ブロック内に穿孔を機械加工するための方法が開示される。本方法は、シュラウド・ブロックの外部表面上で穿孔の箇所を指定すること、シュラウド・ブロックを機械加工装置内で位置付けることと、シュラウド・ブロックを機械加工装置内で固定することと、シュラウド・ブロック内に穿孔を機械加工することと、を含む。機械加工装置は、位置決めツール、機械加工ツール、プラットフォーム、固定装置、および径方向支持部材を備えている。径方向支持部材は、シュラウド・ブロックの径方向の外部表面とはまり合って、位置付けの間に機械加工装置の機械加工軸がシュラウド・ブロックの径方向軸と位置合わせされ得るように構成されている。

別の実施形態においては、シュラウド・ブロック内に穿孔を機械加工するための機械加工キットが開示される。機械加工キットは、シュラウド・ブロックの外部表面上で穿孔の箇所を指定するように構成された指定装置を備えている。機械加工キットはさらに、機械加工装置を備えている。機械加工装置は、プラットフォーム、固定装置、径方向支持部材、位置決めツール、および機械加工ツールを備えている。径方向支持部材は、シュラウド・ブロックの径方向の外部表面とはまり合って、機械加工装置の機械加工軸がシュラウド・ブロックの径方向軸と位置合わせされ得るように構成されている。位置決めツールは、穿孔の箇所と相互作用するために設けられている。機械加工ツールは、シュラウド・ブロック内に穿孔を機械加工するために設けられている。

本発明のこれらおよび他の特徴、態様および優位性は、以下の説明および添付の請求項を参照してより良好に理解される。添付図面は、本明細書に取り入れられその一部を構成するものであるが、本発明の実施形態を例示し、また説明と一緒に、本発明の原理を説明する働きをする。

本発明の完全で実施可能な程度の開示が、そのベスト・モードも含めて、当業者に向けられており、本明細書で説明されている。本明細書では添付図を参照する。
本開示によるタービン・システムの一実施形態の概略図である。 本開示の一実施形態によるタービン・ケーシングと種々の穿孔を有するシュラウド・ブロックとの断面図である。 本開示の一実施形態による、タービン・ケーシング、種々の穿孔が内部に機械加工されていないシュラウド・ブロック、ならびに機械加工キットの種々の部品の断面図である。 本開示の一実施形態による、種々の穿孔が内部に機械加工されたシュラウド・ブロック、ならびに機械加工キットの種々の部品の斜視図である。 本開示の一実施形態による機械加工装置の分解斜視図である。 本開示の一実施形態による機械加工装置の組立て斜視図である。

本発明の実施形態について詳細に述べる。実施形態の１または複数の例を図面に例示する。各例は、本発明の説明として与えられており、本発明を限定するものではない。実際には、当業者には明らかであるように、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、種々の変更および変形を本発明において行なうことができる。たとえば、一実施形態の一部として例示または説明される特徴を別の実施形態とともに用いて、さらに他の実施形態を与えることができる。したがって、本発明は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲に入る変更および変形に及ぶことが意図されている。

図１を参照して、タービン・システム１０の概略図を例示する。図１に示すようなタービン・システム１０はガス・タービン・システムである。したがって、システム１０は、システム１０に流れ込むガス（たとえば空気）を加圧するための圧縮機部分１２を備えている。当然のことながら、本明細書においてガスを空気と言う場合があるが、ガスは、ガス・タービン・システム１０内で用いるのに適した任意のガスであっても良い。圧縮機部分１２から放出された加圧空気は、燃焼器部分１４に流れ込む。燃焼器部分１４は一般的に、システム１０の軸の周りに環状アレイに配置された複数の燃焼器を特徴とする。燃焼器部分１４に入った空気は、燃料と混合されて燃焼される。燃焼の高温ガスが、燃焼器部分１４からタービン部分１６へ流れて、システム１０を駆動し発電する。しかし当然のことながら、本開示のタービン・システム１０はガス・タービン・システムに限定されず、任意の好適なタービン・システムが本開示の範囲および趣旨に入る。

タービン・システム１０は、シュラウド（図示せず）または複数のシュラウドを内部に備えていても良い。たとえば、シュラウドは、タービン部分１６に含まれていても良いし、またはタービン・システム１０内の任意の他の好適な部分もしくは箇所に含まれていても良い。各シュラウドは、略環状であっても良く、環状アレイに配置された複数のシュラウド・ブロック２２を備えてシュラウドを形成していても良い。本開示によるシュラウドは、タービン・システム１０内の任意の好適な位置に配置しても良い。たとえば、タービン・システム１０のタービン部分１６において、シュラウドは、第１段のロータ・ブレードおよび／もしくはノズル、第２段のロータ・ブレードおよび／もしくはノズル、または第３段のロータ・ブレードおよび／もしくはノズルに付随していても良い。あるいは、シュラウドは、システム１０内のタービン部分１６もしくは他の部分内の任意の好適な段もしくは箇所または他の箇所に付随していても良い。

次に、図２〜４を参照して、本開示のシュラウド・ブロック２２は、内部に種々の穿孔が画定されていても良い。これらの種々の穿孔２４は種々の機能を実行しても良い。たとえば、穿孔２４は抜止め孔２６であっても良い。抜止め孔２６は、シュラウド・ブロック２２をタービン部分１６内で位置付けて保持する働きをしても良い。これについては後述する。それに加えてまたはその代わりに、穿孔２４は冷却孔２８であっても良い。冷却孔２８は、冷却媒体をシュラウド・ブロック２２を通して流すために設けても良い。それに加えてまたはその代わりに、穿孔２４は、検査目的用に設けたボアスコープ孔（図示せず）および／もしくはプローブ孔（図示せず）であっても良く、または穿孔２４は、任意の他の好適な穿孔であっても良い。

シュラウド・ブロック２２を、タービン部分１６の他の部品に対して取り付けて位置付けても良い。たとえば、図２および３に示すように、シュラウド・ブロック２２を外側タービン・ケーシング３０に取り付けても良い。しかし当然のことながら、本開示は、タービン・ケーシング３０に取り付けられたシュラウド・ブロック２２に限定されず、タービン・システム１０の任意の好適な部品に取り付けられたシュラウド・ブロック２２は、本開示の範囲および趣旨に入る。タービン・ケーシング３０または他の好適な部品によって、種々のはめ合い穿孔３２が画定されていても良い。はめ合い穿孔３２のサイズおよび構成は、シュラウド・ブロック２２内に画定された穿孔２４と合うように設けられていても良い。たとえば、図示したように、タービン・ケーシング３０は抜止め孔３４を備えていても良い。シュラウド・ブロック２２内の抜止め孔２６は、タービン・ケーシング３０内の抜止め孔３４と合うようにシュラウド・ブロック２２内に画定しても良く、またシュラウド・ブロック２２をタービン・ケーシング３０内で位置付けて保持するように、抜止めピン３６を抜止め孔２６および３４を通して配置しても良い。たとえば、抜止め孔２６および３４と抜止めピン３６とは、シュラウド・ブロック２２を、シュラウド内のタービン・ケーシング３０および他のシュラウド・ブロック２２に対して周方向に位置付ける働きをしても良い。

タービン部分１４内のタービン・ケーシング３０および／または他の部品（たとえば他のシュラウド・ブロック２２）はさらに、他の穿孔３２（たとえば、冷却孔、ボアスコープ孔、および／またはプローブ孔）を備えていても良い。これらも同様に、シュラウド・ブロック２２内に画定された対応する孔と合っていても良い。シュラウド・ブロック２２内の穿孔２４が、タービン・ケーシング３０および／または他の部品内の種々の対応する穿孔３２と適切に合うことは、タービン・システム１０の効率的で信頼性の高い性能にとって極めて重要である。したがって、シュラウド・ブロック２２内に画定される穿孔２４は、シュラウド・ブロック２２内の箇所および配向に関して正確に形成しなければならない。

したがって、本開示は、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するための機械加工キット４０、およびシュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するためのプロセスに関する。本機械加工キット４０およびプロセスは、シュラウド・ブロック２２内への穿孔２４の正確で効率的な機械加工を実現して優位な場合がある。たとえば、本機械加工キット４０およびプロセスによって、シュラウド・ブロック２２の外部表面上での穿孔２４の箇所４２が確実に正確に指定される場合があり、さらに、シュラウド・ブロック２２内で穿孔２４が確実に正確に配向される場合がある。優位なことに、後述する本機械加工キット４０およびプロセスによって、さらに具体的に、現場でシステム１０の箇所でおよび／またはシステム１０の停止中に、シュラウド・ブロック２２内への穿孔２４の正確で効率的な機械加工が実現される場合がある。たとえば、典型的な実施形態においては、機械加工キット４０は、現場内にシステム１０の箇所まで持ち運びできるようにデザインされていても良い。機械加工キット４０の種々の部品によって、現場でおよび／または停止中に正確で効率的な機械加工を行なうことが、シュラウド・ブロック２２を現場から発送する必要なく、したがって機械加工プロセスを遅らせておよび／またはシステム１０の停止時間を長くすることなく、可能になる場合がある。

本開示によるシュラウド・ブロック２２は、内部に穿孔２４が機械加工される前に、最初に所望の形状およびサイズに製造されても良い。その結果、シュラウド・ブロック２２は、種々の外部表面４４を備えていても良い。これらの外部表面４４のいくつかは、平面の外部表面４６であっても良いが、他の外部表面４４は径方向の外部表面４８であっても良い。径方向の外部表面４８は一般的に、径方向の外形を有していて、シュラウド内の隣接するシュラウド・ブロック２２の隣接する径方向の外部表面４８が環状の表面を形成し得るようになっている。

いくつかの実施形態においては、シュラウド・ブロック２２を製造した後に、シュラウド・ブロック２２を最初に、図３に示すようにタービン・システム１０内で位置合わせしても良い。たとえば、シュラウド・ブロック２２をタービン・ケーシング３０に取り付ける実施形態では、シュラウド・ブロック２２を最初にタービン・ケーシング３０に取り付けて、シュラウド・ブロック２２の適切な位置合わせおよび位置付けを決めても良い。

図３および４に示すように、本開示の機械加工キット４０は一般的に、指定装置５０を備えている。指定装置５０は、いくつかの実施形態においては、センター・ポンチであっても良い。あるいは、指定装置５０は、任意の好適なロッド、光位置決め装置もしくはレーザー位置決め装置（たとえば高精度レーザー・ビーム）、または穿孔２４の箇所４２を指定するための他の好適なツールであっても良い。これについては後述する。いくつかの実施形態においては、指定装置５０は交換可能な先端５２を有していても良い。交換可能な先端５２は、指定装置５０の残りの部分と同じかまたは異なる材料から形成されていても良い。その結果、交換可能な先端５２は、指定装置５０とは異なる特性（たとえば異なる硬さ）を有していても良い。交換可能な先端５２は、たとえば、先端５２が連続使用から磨耗して、もはや正確に機能しなくなった後に、交換可能であっても良い。

指定装置５０は、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２を指定するように構成しても良い。たとえば、指定装置５０を、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２を位置決めするように構成しても良い。いくつかの実施形態により箇所４２を位置決めするために、指定装置５０を、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔を通して配置して、指定装置５０がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４と相互作用するようにしても良い。たとえば、図３に示すような一実施形態によれば、指定装置５０を、タービン・ケーシング３０内の穿孔３２（たとえば抜止め孔３４）を通して配置しても良い。指定装置５０は、穿孔３２を通ったら、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４と、シュラウド・ブロック内に機械加工すべきはめ合い穿孔２４（たとえば抜止め孔２６）の箇所４２において、相互作用しても良い。指定装置５０は、外部表面４４との相互作用を、たとえば外部表面４４に触れるかそうでなければ接触することによって行なっても良い。

一実施形態においては、指定装置５０の外周は、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔の内周とほぼ等しくても良い。こうして、指定装置５０の外面は、はめ合い穿孔の内面と相互作用することで、はめ合い穿孔内で指定装置５０を位置合わせしても良い。この結果、指定装置５０によって確実に、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上の穿孔２４の箇所４２が、はめ合い穿孔に対して正確に位置決めされる場合がある。

別の実施形態においては、機械加工キット４０はさらに、アダプタ５４を備えていても良い。アダプタ５４を設けて、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔および指定装置５０と相互作用し、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２を位置決めするようにしても良い。たとえば、アダプタ５４の外周が、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔の内周にほぼ等しくても良い。それに加えてまたはその代わりに、アダプタ５４は、はめ合い穿孔の内側ネジ山とはまり合うように構成された外側ネジ山を有していても良いし、またははめ合い穿孔のはめ合い特徴部とはまり合うように構成された他の種々の特徴部を備えていても良い。さらに、指定装置５０の外周は、アダプタ５４の内周にほぼ等しくても良い。アダプタ５４をはめ合い穿孔に対して導入しても良く、また指定装置５０をアダプタ５４を通して配置して、指定装置５０がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４と相互作用するようにしても良い。この結果、指定装置５０によって確実に、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上の穿孔２４の箇所４２が、はめ合い穿孔に対して正確に位置決めされる場合がある。

いくつかの実施形態においては、指定装置５０はさらに、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２をマーキングするように構成されていても良い。たとえば、指定装置５０は、交換可能な先端５２、永続的な先端などの先端、または別の好適なマーキング装置を備えていても良い。穿孔２４の箇所４２がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で特定されたらすぐに、指定装置５０は、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２をマーキングしても良い。一実施形態として、指定装置５０が、先端を有するセンター・ポンチの場合には、たとえば、ハンマーなどの装置を用いてシュラウド・ブロック２２の外部表面４４に圧印することによって、穿孔２４の箇所４２をマーキングしても良い。

それに加えてまたはその代わりに、別個の装置を用いて穿孔２４の箇所４２をマーキングしても良い。たとえば、マーカー（たとえばペンもしくは鉛筆）、別個の圧印装置、または別の好適なマーキング装置を用いて、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２をマーキングすることを、指定装置５０が箇所４２を位置決めしておよび／または箇所４２をマーキングした後に行なっても良い。

いくつかの代替的な実施形態により箇所４２を位置決めするために、図４に示すように、本開示の機械加工キット４０はさらに、位置決め治具５６を備えていても良い。位置決め治具５６を、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上の穿孔２４の箇所４２を、シュラウド・ブロック２２内の既存の穿孔２４に対して位置決めするように構成しても良い。たとえば、一実施形態においては、シュラウド・ブロック２２は抜止め孔２６を備えていても良く、また位置決め治具５６を、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上の冷却孔２８の箇所４２を、抜止め孔２６に対して位置決めするように構成しても良い。位置決め治具５６は、たとえば、既存の穿孔２４の内周にほぼ等しい外周を有する突出物を備えていても良い。位置決め治具５６はさらに、シュラウド・ブロック２２上で位置決め治具５６を位置合わせするための種々の特徴部、たとえばシュラウド・ブロック２２の種々の外部表面４４と相互作用するパネルおよび／または突出物を備えていても良い。位置決め治具５６を、シュラウド・ブロック２２内の既存の穿孔２４に対して導入して、シュラウド・ブロック２２に対する位置合わせを、位置決め治具５６がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２を位置決めするように、行なっても良い。いくつかの実施形態においては、位置決め治具５６はさらに、箇所４２をマーキングするように構成され、前述したようなマーキング用の種々の特徴部を備えていても良い。それに加えてまたはその代わりに、前述したように、別個の装置を用いて穿孔２４の箇所４２をマーキングしても良い。

図５および６に示すように、本開示の機械加工キット４０はさらに、機械加工装置６０を備えていても良い。一般的に、機械加工装置６０は、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するように構成しても良い。たとえば、いくつかの実施形態においては、機械加工装置６０はミル盤であっても良い。他の実施形態においては、機械加工装置６０はボール盤であっても良い。しかし当然のことながら、機械加工装置６０はミル盤およびボール盤に限定されず、むしろシュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するための任意の好適な装置が本開示の範囲および趣旨に入る。後述するように、本開示の機械加工装置６０は、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を正確かつ効率的に機械加工するための種々の新しい部品を備えている。

たとえば、機械加工装置６０はプラットフォーム６２を備えていても良い。一般的に、プラットフォーム６２は、機械加工装置６０の種々の他の部品を置くとともに機械加工用のシュラウド・ブロック２２を置く任意の好適な表面であっても良い。いくつかの実施形態においては、プラットフォーム６２は略平面の作業台を有している。他の実施形態においては、プラットフォーム６２は、任意の好適に外形が付けられた作業台を有していても良い。

機械加工装置６０はさらに、固定装置６４を備えていても良い。固定装置６４は、機械加工するためのシュラウド・ブロック２２（とともに、後述するようなシュラウド・ブロック２２用の種々の支持部材）を固定するように構成しても良い。たとえば、固定装置６４は、任意の好適なクランプもしくは万力装置、または他の任意の好適な固定装置であっても良い。シュラウド・ブロック２２を固定するために、固定装置６４を、シュラウド・ブロック２２と伝達状態にした後に、シュラウド・ブロック２２の周りで締めてシュラウド・ブロック２２を略静止位置に保持しても良い。

機械加工装置６０はさらに、径方向支持部材６６または複数の径方向支持部材６６を備えていても良い。径方向支持部材６６は、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８とはまり合うように構成しても良い。たとえば、図５および６に示すように、本開示による径方向支持部材６６は、径方向の外形を伴う外部表面６８を有していても良い。外部表面６８の径方向の外形は、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８の径方向の外形に概ねマッチしていても良い。さらに、径方向支持部材６６の径方向の外部表面６８は、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８の種々のくぼみおよび突出物とはまり合う種々の突出物およびくぼみを有していても良い。したがって、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８が径方向支持部材６６の径方向の外部表面６８と伝達状態で置かれたときに、表面は互いに合っていても良い。当然のことながら、径方向支持部材６４は、プラットフイォーム６２および固定装置６４と独立していても良いし、プラットフォーム６２および／または固定装置６４内に組み込まれていても良い。たとえば、プラットフォーム６２は、径方向の表面（径方向支持部材６６と考えても良い）を有していても良いし、および／または固定装置６４が、径方向の表面（径方向支持部材６６と考えても良い）を有していても良い。

前述したように、シュラウド内の種々のシュラウド・ブロック２２は、タービン・システム１０内に環状アレイで配置され得るように構成しても良い。したがって、径方向軸７０を、本開示によるシュラウド・ブロック２２を穿孔２４の箇所４２で通るように画定しても良い。これを図５および６に示す。径方向軸７０は、シュラウド・ブロックをシュラウド内に環状アレイで配置したときに、シュラウドの径方向の中心からシュラウド・ブロック２２を通って延びる軸である。したがって、穿孔２４をシュラウド・ブロック２２内に機械加工するときに、穿孔２４をこの径方向軸７０に沿って機械加工することは、タービン・システム１０の性能および機械加工プロセスにとって一般的に不可欠である。図５および６にさらに示すように、機械加工装置６０は一般的に機械加工軸７２を有していても良い。機械加工軸７２は、機械加工装置６０がこれに沿って動作する軸である。したがって、穿孔２４が径方向軸７０に沿って正確に機械加工されるように、径方向軸７０と機械加工軸７２とを位置合わせしなければならない。

したがって、本開示による径方向支持部材６６を、シュラウド・ブロック２２の径方向の外部表面４８とはまり合うように設けて、機械加工軸７２がシュラウド・ブロック２２の径方向軸７０と位置合わせされ得るようにしても良い。たとえば、径方向支持部材６６は、シュラウド・ブロック２２とはまり合った後に、シュラウド・ブロック２２の調整を、穿孔２４の箇所４２が機械加工軸７２と位置合わせされるように実施できても良く、一方で、シュラウド・ブロック２２をさらに径方向軸７０の周りに回転させることで、径方向軸７０と機械加工軸７２とを箇所４２を通して位置合わせできるようにしても良い。これを図６に示す。こうして径方向支持部材６６によって、穿孔２４をシュラウド・ブロック２２内に正確かつ効率的に機械加工することができる。

いくつかの実施形態においては、機械加工装置６０はさらに、補助支持部材７４または複数の補助支持部材７４を備えていても良い。補助支持部材７４は、成形面を有していても良い。成形面は、径方向支持部材６６の表面と同様であっても良いし、シュラウド・ブロック２２の他の種々の表面とはまり合うように構成されていても良い。補助支持部材７４を機械加工装置６０内に設けて、シュラウド・ブロック２２に対する付加的な支持をもたらす一方で、前述したように、シュラウド・ブロック２２が径方向軸７０の周りに回転するようにしても良い。

いくつかの実施形態においては、固定装置６４、径方向支持部材６６、および補助支持部材７４は、装置６４を径方向支持部材６６および／または補助支持部材７４とともにロッキングするためのはめ合い雄ロッキング部品７６および雌ロッキング部品７８を備えていても良い。たとえば、固定装置６４は、雄ロッキング部品７６または雌ロッキング部品７８の一方を備えていても良く、径方向支持部材６６および／または補助支持部材７４が、雄ロッキング部品７６または雌ロッキング部品７８の他方を備えていても良い。雄および雌のロッキング部品７６、７８はそれぞれ、たとえば、鍵および鍵穴、または任意の他の好適な突出物およびくぼみであっても良い。雄および雌のロッキング部品７６、７８によって、径方向支持部材６６および必要に応じて補助支持部材７４が、固定装置６４とともにロックできても良い。この結果、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を正確かつ効率的に機械加工することができる場合がある。

本開示の機械加工装置６０はさらに、位置決めツール８２（図５を参照）および機械加工ツール８４（図６を参照）を備えていても良い。位置決めツール８２を、穿孔２４の箇所４２と相互作用するために設けて、穿孔２４を正確に機械加工するために箇所４２が検出され得るようにしても良い。位置決めツール８２は、たとえば、ドリル・ビット、ロッド、光位置決め装置もしくはレーザー位置決め装置（たとえば高精度レーザー・ビーム）、または箇所４２と相互作用するための任意の他の好適な装置であっても良い。シュラウド・ブロック２２を機械加工装置６０内で位置付ける間、位置決めツール８２を機械加工装置６０内で動作させても良い。動作させたとき、位置決めツール８２は機械加工軸７２に沿って移動しても良い。したがって、穿孔２４の箇所４２を検出するために、前述したように、シュラウド・ブロック２２を径方向支持部材６６の周りに周方向に移動させることを、位置決めツール８２が、機械加工軸７２に沿って移動しているときに穿孔２４の箇所４２と相互作用し得るまで、行なっても良い。シュラウド・ブロック２２の位置付けを箇所４２が機械加工軸７２上になるように行なって、位置決めツール８２が機械加工軸７２に沿って移動して箇所４２と接触することで箇所４２と相互作用し得るようにしたときに、穿孔２４を正確に機械加工するために箇所４２が検出される。

機械加工ツール８４を、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するために設けても良い。たとえば、機械加工ツール８４は、ドリル・ビット、エンド・ミル、または穿孔を機械加工するための任意の好適な機械加工ツールであっても良い。穿孔２４をシュラウド・ブロック２２内に機械加工するために、機械加工ツール８４を機械加工装置６０内で動作させても良い。動作させたとき、機械加工ツール８４は機械加工軸７２に沿って移動しても良い。穿孔２４を機械加工するために、機械加工ツール８４を動作させて機械加工軸７２に沿って移動させることで、シュラウド・ブロック２２に箇所４２で接触してブロック２２内に穿孔２２を形成しても良い。

前述したように、本開示はさらに、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工するための方法に向けられている。本方法は、たとえば、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上に穿孔２４の箇所４２を指定することを含んでいても良い。たとえば、指定ステップは、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２を位置決めすることと、シュラウド・ブロック２２の外部表面４４上で穿孔２４の箇所４２をマーキングすることと、を含んでいても良い。

前述したように、位置決めステップは、たとえば、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔を通して指定装置５０を配置して、指定装置５０がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４と相互作用するようにすることを含んでいても良い。あるいは、位置決めステップは、はめ合い穿孔に対してアダプタ５４を導入し、アダプタ５４を通して指定装置５０を配置して、指定装置５０がシュラウド・ブロック２２の外部表面４４と相互作用するようにすることを含んでいても良い。それに加えてまたはその代わりに、位置決めステップは、シュラウド・ブロック２２内の既存の穿孔２４に対して位置決め治具５６を導入することを含んでいても良い。

本方法はさらに、機械加工装置６０内でシュラウド・ブロック２２を位置付けることを含んでいても良い。たとえば、いくつかの実施形態においては、位置付けステップは、前述したように、径方向の外部表面４８と径方向支持部材６６とを合わせることを含んでいても良い。それに加えてまたはその代わりに、位置付けステップは、前述したように、穿孔２４の箇所４２を検出することを含んでいても良い。たとえば、いくつかの実施形態においては、検出ステップは、位置決めツール８２が穿孔２４の箇所４２と相互作用し得るまで、シュラウド・ブロック２２を径方向支持部材６６の周りに周方向に移動させること含んでいても良い。

いくつかの実施形態においては、位置付けステップはさらに、シュラウド・ブロック２２を水平にすることを含む。たとえば、いくつかの実施形態においては、機械加工装置６０の種々の部品（たとえばプラットフォーム６２）は、最初は１または複数の軸に沿って水平ではなくても良い。位置付けの間、シュラウド・ブロック２２を、機械加工装置６０内に置いた後に、必要に応じて、任意の好適な位置決めおよび／または水平化装置を用いて水平にしても良い。

さらに、いくつかの実施形態においては、本方法は、機械加工装置６０を較正することを含んでいても良い。たとえば、一実施形態においては、較正ステップは、機械加工装置６０を水平にすることを含んでいても良い。たとえば、機械加工装置６０を、任意の好適な位置決めおよび／または水平化装置を用いて、必要に応じて任意の軸に沿って水平にしても良い。それに加えてまたはその代わりに、較正ステップは、プラットフォーム６２に対して機械加工軸７２を位置合わせすることを含んでいても良い。たとえば、一部の実施形態による機械加工軸７２は、望ましくは、プラットフォーム６２の表面に対して略垂直であっても良い。したがって、任意の好適な位置決めおよび／または水平化装置を用いて、必要に応じてプラットフォーム６２に対して機械加工軸７２を位置合わせしても良い。

本方法はさらに、たとえば、前述したように機械加工装置６０内でシュラウド・ブロック２２を固定することを含んでいても良い。最後に、本方法はさらに、前述したように、シュラウド・ブロック２２内に穿孔２４を機械加工することを含んでいても良い。

この書面の説明では、実施例を用いて、本発明を、ベスト・モードも含めて開示するとともに、どんな当業者も本発明を実施できるように、たとえば任意の装置またはシステムを作りおよび用いること、ならびに取り入れた任意の方法を実行することができるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定められるとともに、当業者に想起される他の実施例を含んでいても良い。このような他の実施例は、請求項の文字通りの言葉使いと違わない構造要素を含むか、または請求項の文字通りの言葉使いとの差が非実質的である均等な構造要素を含む場合には、請求項の範囲内であることが意図されている。

Claims (15)

1. シュラウド・ブロック（２２）内に穿孔（２４）を機械加工するための方法であって、
   前記シュラウド・ブロック（２２）の外部表面（４４）上で前記穿孔（２４）の箇所（４２）を指定することと、
   前記シュラウド・ブロック（２２）を機械加工装置（６０）内で位置付けることであって、前記機械加工装置（６０）は、位置決めツール（８２）と、機械加工ツール（８４）と、プラットフォーム（６２）と、固定装置（６４）と、径方向支持部材（６６）とを備え、前記径方向支持部材（６６）は、前記シュラウド・ブロック（２２）の径方向の外部表面（４８）とはまり合って、位置付けの間に前記機械加工装置（６０）の機械加工軸（７２）が前記シュラウド・ブロック（２２）の径方向軸（７０）と位置合わせされ得るように構成されている、位置付けることと、
   前記シュラウド・ブロック（２２）を前記機械加工装置（６０）内で固定することと、
   前記シュラウド・ブロック（２２）内に前記穿孔（２４）を機械加工することと、を含む方法。
2. 前記位置付けステップは、前記径方向の外部表面（４８）と前記径方向支持部材（６６）とを合わせることを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記位置付けステップは、前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）を検出することを含む請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
4. 前記検出ステップは、前記位置決めツール（８２）が前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）と相互作用し得るまで、前記シュラウド・ブロック（２２）を前記径方向支持部材（６６）の周りに周方向に移動させることを含む請求項３に記載の方法。
5. 前記位置付けステップは、前記シュラウド・ブロック（２２）を水平にすることを含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記指定ステップは、前記シュラウド・ブロック（２２）の前記外部表面（４４）上で前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）を位置決めすることと、前記シュラウド・ブロック（２２）の前記外部表面（４４）上で前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）をマーキングすることと、を含む請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記位置決めステップは、はめ合いタービン部品内のはめ合い穿孔（３２）を通して指定装置（５０）を配置して、前記指定装置（５０）が前記シュラウド・ブロック（２２）の前記外部表面（４４）と相互作用するようにすることであって、前記指定装置（５０）の外周は前記はめ合い穿孔（３２）の内周とほぼ等しい、すること、を含む請求項６に記載の方法。
8. 前記位置決めステップは、前記はめ合い穿孔（３２）に対してアダプタ（５４）を導入して、前記アダプタ（５４）を通して指定装置（５０）を配置して、前記指定装置（５０）が前記シュラウド・ブロック（２２）の前記外部表面（４４）と相互作用するようにすることであって、前記指定装置（５０）の外周は前記アダプタ（５４）の内周にほぼ等しい、すること、を含む請求項６に記載の方法。
9. 前記位置決めステップは、前記シュラウド・ブロック（２２）内の既存の穿孔（２４）に対して位置決め治具（５６）を導入することであって、前記位置決め治具（５６）は、前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）を位置決めするように構成されている、導入すること、を含む請求項６に記載の方法。
10. 前記機械加工装置（６０）を較正することをさらに含む請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. シュラウド・ブロック（２２）内に穿孔（２４）を機械加工するための機械加工キット（４０）であって、
    前記シュラウド・ブロック（２２）の外部表面（４４）上で前記穿孔（２４）の箇所（４２）を指定するように構成された指定装置（５０）と、
    機械加工装置（６０）と、を備え、
    前記機械加工装置（６０）は、
    プラットフォーム（６２）と、
    固定装置（６４）と、
    径方向支持部材（６６）であって、前記シュラウド・ブロック（２２）の径方向の外部表面（４８）とはまり合って、前記機械加工装置（６０）の機械加工軸（７２）が前記シュラウド・ブロック（２２）の径方向軸（７０）と位置合わせされ得るように構成された径方向支持部材（６６）と、
    前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）と相互作用するための位置決めツール（８２）と、
    前記シュラウド・ブロック（２２）内に前記穿孔（２４）を機械加工するための機械加工ツール（８４）と、を備える機械加工キット（４０）。
12. 前記指定装置（５０）とはまり合うように構成されたアダプタ（５４）をさらに備える請求項１１に記載の前記機械加工キット（４０）。
13. 前記シュラウド・ブロック（２２）内の既存の穿孔（２４）とはまり合って前記穿孔（２４）の前記箇所（４２）を位置決めするように構成された位置決め治具（５６）をさらに備える請求項１１〜１２のいずれかに記載の機械加工キット（４０）。
14. 前記指定装置（５０）は、交換可能な先端（５２）を備える請求項１１〜１３のいずれかに記載の機械加工キット（４０）。
15. 前記固定装置（６４）は、雄ロッキング部品（７６）および雌ロッキング部品（７８）の一方を備え、前記径方向支持部材（６６）は、前記雄ロッキング部品（７６）および前記雌ロッキング部品（７８）の他方を備え、前記雄ロッキング部品（７６）および雌ロッキング部品（７８）は、前記固定装置（６４）および前記径方向支持部材（６６）を共にロックするように構成されている請求項１１〜１４のいずれかに記載の機械加工キット（４０）。