JP2017138584A - ボロスコープシース - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービンまたは蒸気タービンなどの機械の検査中の温度保護機能を備えるボロスコープを提供する。【解決手段】ボロスコープシース２０は、前端から後端まで延びかつ中央ボア５０の周囲に延びた壁部３２を有し、中央ボアは、中央ボア内へのボロスコープ５５の取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、壁部において延びた１つまたは複数の冷却チャネルと、機械が使用されているときにボロスコープシースを機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のためにボロスコープシースを機械に対して第２の位置へ移動させるための手段を備え、ボロスコープシースの少なくとも一部は、機械の使用中に機械にとどまるように構成および配置されている事を特徴とする。【選択図】図１

Description

本開示は、ガスタービンまたは蒸気タービン用のボロスコープシース、特に１つまたは複数の冷却チャネルを備えるボロスコープシースに関する。

発明の背景
ガスタービンおよび蒸気タービンは、劣化しやすい様々な部品および表面の状態を確認するために定期的に検査される。ほとんどの検査は、ガスタービンまたは蒸気タービンがまずシャットダウンされることを必要とする。これの一例は、ガスタービンのタービンにおけるものであり、そこではブレード、ベーンおよびシールなどの多数の部品が、高温、腐食性雰囲気および高負荷などの極端な条件に曝される。このような部品は、劣化または損傷をチェックするために定期検査を必要とする傾向があるが、完全に組み立てられたガスタービンの内部の奥深くにあり、その結果、ボロスコープ（ボアスコープ）を使用することが、これらの部品を検査する最も実用的な方法である場合がある。

ボロスコープはガスタービンおよび蒸気タービンにおける様々な場所における検査に有効であるが、ボロスコープは通常は低温での使用に制限される。しかしながら、ガスタービンおよび蒸気タービンは通常は摂氏数百度の温度で作動し、シャットダウン後、より大きなガスタービンおよび蒸気タービンは、ボロスコープのために十分に低い温度まで冷却するために数時間さらには数日かかる可能性がある。これは、ガスタービンまたは蒸気タービンのシャットダウンと、ボロスコープを使用する検査との間に長い待ち時間を生じる傾向がある。検査中の待ちに費やされる時間は、ガスタービンまたは蒸気タービンがオフラインで、使用できない時間であり、その時間は貴重である。したがって、この待ち時間を短縮すると有利であることが認識されている。

発明の概要
本発明は、ここで参照すべき添付の独立請求項に規定されている。発明の有利な特徴は従属請求項に示されている。

第１の態様は、機械のボロスコープ検査中の温度保護を備えるボロスコープを提供するためのボロスコープシースにおいて、ボロスコープシースは、ボロスコープシースの前端からボロスコープシースの後端まで延びる細長い管であって、細長い管は、前端から後端まで延びかつ中央ボアの周囲に延びた壁部を有し、中央ボアは、中央ボア内へのボロスコープの取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、壁部において延びた１つまたは複数の冷却チャネルと、機械が使用されているときにボロスコープシースを機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のためにボロスコープシースを機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、ボロスコープシースの少なくとも一部は、機械の使用中に機械にとどまるように構成および配置されている、ボロスコープシースを提供する。機械は、好ましくはガスタービンまたは蒸気タービンである。

これは、多くの利点を提供することができる。このボロスコープシースにより、ボロスコープを機械内で保護することができ、ボロスコープを設定温度未満に保ち、ボロスコープを機械内のより高い温度から保護する。その結果、機械のより高温の環境内により低温の環境を提供することにより、機械が依然として設定温度よりも高い（周囲温度よりも高い）まま、ボロスコープを用いて機械を検査することができる。例えば、ボロスコープシースは、検査の前にエンジン全体（ガスタービンまたは蒸気タービン）を冷却させる必要性を低減または回避することができ、これにより、検査時間を数時間短縮することができる。検査は、ロータターニングの後に行うことができる。検査の柔軟性および容易性を高めることができ、定期検査の間にガスタービンまたは蒸気タービンが停止させられる時間を短縮することができる。ガスタービンまたは蒸気タービンの使用中にガスタービンまたは蒸気タービンにとどまるようにボロスコープシースの少なくとも一部が構成および配置されている装置を提供することは、既存の検査孔から高温のプラグを取り出すことにより生じる健康および安全の危険性を制限することを助けることができる。

１つの実施の形態では、細長い管は、壁部を貫通した孔を有し、ボロスコープシースが第２の位置にあるときに孔を通じて機械の一部を検査することができる。１つの実施の形態では、孔は、細長い管の前端の近くに位置する。１つの実施の形態では、ボロスコープシースの少なくとも一部は、選択的レーザ溶融によって製造されている。

１つの実施の形態では、機械が使用されているときにボロスコープシースを機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のためにボロスコープシースをガスタービンまたは蒸気タービンに対して第２の位置へ移動させるための手段は、ボロスコープシースを第１の位置において所定の位置に保持するために細長い管の周囲に延びた先端シースと、先端シースを機械に取り付けるためのばねとを含む。

第２の態様は、上述のボロスコープシースを含むガスタービンまたは蒸気タービンを提供する。１つの実施の形態では、ガスタービンまたは蒸気タービンは、高温ガス通路を備えるタービンを含み、ボロスコープシースは、検査のために高温ガス通路内へ延びるように構成および配置されている。

第３の態様は、機械のためのボロスコープシースを冷却する方法において、ボロスコープシースは、ボロスコープシースの前端からボロスコープシースの後端まで延びる細長い管であって、細長い管は、前端から後端まで延びかつ中央ボアの周囲に延びた壁部を有し、中央ボアは、中央ボア内へのボロスコープの取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、壁部において延びた１つまたは複数の冷却チャネルと、機械が使用されているときにボロスコープシースを機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のためにボロスコープシースを機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、ボロスコープシースの少なくとも一部は、機械の使用中に機械にとどまるように構成および配置されている、方法において、方法は、第１のステップにおいて中央ボアおよび／または１つまたは複数の冷却チャネルのうちの少なくとも１つの中へ冷却ガスを噴射するステップと、第２のステップにおいて１つまたは複数の冷却チャネルのうちの少なくとも１つの中へ冷却液体を噴射するステップとを含む、機械のためのボロスコープシースを冷却する方法を提供する。機械は、好ましくはガスタービンまたは蒸気タービンである。

１つの実施の形態では、第２のステップの間に、冷却ガスも中央ボアおよび／または１つまたは複数の冷却チャネルのうちの少なくとも１つの中へ噴射する。１つの実施の形態では、ボロスコープシースの温度が、設定点、好ましくは摂氏１００度よりも低くなったときに、第１のステップを終了させ、第２のステップを開始する。１つの実施の形態では、第１のステップの前にボロスコープシースを第１の位置から第２の位置へ移動させる。

第４の態様は、機械の部品を検査する方法において、上述の方法を用いてボロスコープシースを冷却するステップと、ボロスコープシースを第１の位置から第２の位置へ移動させるステップと、ボロスコープによってボロスコープシースにおける孔を通じて機械の一部を検査するステップとを含む、機械の部品を検査する方法を提供する。機械は、好ましくはガスタービンまたは蒸気タービンである。この方法は、ガスタービンのタービンにおけるブレードの損傷、例えば、破砕、き裂または腐食のための検査を可能にすることができる。

第５の態様は、機械のためのボロスコープシースを製造する方法において、ボロスコープシースは、ボロスコープシースの前端からボロスコープシースの後端まで延びる細長い管であって、細長い管は、前端から後端まで延びかつ中央ボアの周囲に延びた壁部を有し、中央ボアは、中央ボア内へのボロスコープの取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、壁部において延びた１つまたは複数の冷却チャネルと、機械が使用されているときにボロスコープシースを機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のためにボロスコープシースを機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、ボロスコープシースの少なくとも一部は、ガスタービンまたは蒸気タービンの使用中に機械にとどまるように構成および配置されている、方法において、ボロスコープシースの少なくとも一部を、選択的レーザ溶融を用いて製造する、機械のためのボロスコープシースを製造する方法を提供する。機械は、好ましくはガスタービンまたは蒸気タービンである。選択的レーザ溶融は、他の製造技術よりも小さな直径のボロスコープシースを可能にすることができる。より小さなボロスコープシースは、より小さなスペースを占めることができ、既存のガスタービンおよび蒸気タービンにおけるより小さな検査孔に適合することができる。より小さなボロスコープシースは、より速く冷却することもできる。

図面の簡単な説明
ここで発明の実施の形態を、添付の図面に関して例としてのみ説明する。

ボロスコープシステムの単純化した断面図を示している。 ボロスコープシース、ガイドおよびボロスコープシース支持システムを備えたボロスコープシステムの透視図および断面図を示している。 図２の拡大版を示している。 図２の拡大版を示している。 冷却チャネルを示す、ボロスコープシースの一部の、部分的にシースルーの透視図を示している。 ボロスコープシースの断面を含む、図５のボロスコープシースの一部の透視図を示している。 ボロスコープシースに沿った１つの位置における断面図による、図６に示したような透視図を示している。 ボロスコープシースに沿った別の位置における断面図による、図６に示したような透視図を示している。 図８の拡大図を示している。 ボロスコープシースの一部の断面図を示している。 冷却チャネルを示す、図５のボロスコープシースの先端部の、部分的にシースルーの透視図を示している。 冷却チャネルを示す、図５のボロスコープシースの先端部の、部分的にシースルーの透視図を示している。 ボロスコープシースの先端部の一部の断面図を示している。 ボロスコープシースの先端部の部分的にシースルーの透視図を示している。 ガイド内のボロスコープシースの一部の断面図を示している。 ボロスコープシース支持システムを示している。 ガスタービンのタービンの一部の単純化した断面図を示している。

好適な実施の形態の詳細な説明
図１は、ボロスコープシステム１０の単純化した断面図を示している。ボロスコープシステムは、ボロスコープシース（ボロスコープ冷却管）２０、ボロスコープ（ボアスコープ）５５およびボロスコープシース支持システム３０を有する。ボロスコープシースは、後端３４から先端部２２へ軸方向１２に延びる壁部３２を備える細長い管を含む。壁部は、中央ボア５０の周囲に延びている。ボロスコープは、中央ボアを通って後端から先端部へ送ることができ、これにより、ボロスコープを図１に示したように配置する。先端部は孔５８を有し、この孔５８を通じて、ボロスコープにおけるカメラを検査のために使用することができる。後端において、ボロスコープシースは支持システム３０に接続されている。少なくとも１つの冷却チャネル（図示せず）は、支持システムから供給され、壁部を通って後端から先端部へ延びている。

図２は、ガスタービンの幾つかの隣接する部材に関連してボロスコープシステム１０のより詳細な例を示している。図３および図４は、図２の拡大図を示している。図２には、ボロスコープシース２０およびボロスコープシース支持システム３０を見ることができる。前側ピース（プラグ）２４、中間ピース２６および後側ピース２８を含むガイドは、ボロスコープシースの周囲に延びている。点線は、様々な部材の範囲を大まかに示している。ボロスコープシースの先端部２２が前側ピース２４を超えて延びていることを見ることができる。使用時には、ボロスコープ（図示せず）は、ボロスコープシース支持システムおよびボロスコープシースを通って挿入される。

図３および図４は、図２のシステムの拡大図を示している。図３において、カメラ視界円錐が先端部２２から延びている。これは、物理的な部材ではないが、ボロスコープから、ボロスコープシース内から利用可能な視角を示している。ボロスコープにおける中央ボア５０も示されている。図４には、支持システム３０の詳細を見ることができ、これは、後でより詳細に説明する。

図５は、ボロスコープシース２０の一部を示している。これは、ガイドの後側ピース２８および中間ピース２６内の図４に示されたボロスコープシース２０の部分にほぼ相当する。冷却流体のための複数のチャネル４０，４２，４４を見ることができる。特に、給気チャネル４４と共に、給水チャネル４０および水戻しチャネル４２を見ることができる。チャネル４０，４２，４４はボロスコープに沿って延びている。図５における例は、給水チャネル４０および水戻しチャネル４２の双方が、プローブの下流の２つの別個のチャネルに分離する前に、チャンバ部分（図７も参照）に移行していることを示している。

図６、図７および図８は、図５のボロスコープシースの断面図を示しており、ボロスコープシースに沿ったチャネル４０，４２，４４の断面形状の変化を示している。ボロスコープが通過することができる中央ボア５０も見ることができる。図９は、図８の拡大図を示している。図９には、溝６３を見ることができる。これらの溝は、後でより詳細に説明するロッキングシステムの一部である。

図１０は、図５に示されたボロスコープシースの部分の右側半分（すなわちより広い部分）にほぼ相当する、ボロスコープシースの部分の断面図を示している。中央ボア５０と共に、給気チャネル４４を見ることができる。給気チャネルから中央ボア５０まで延びるバイパス５２も見ることができる。これにより、空気は給気チャネルから中央ボア内へ通過することができる。

図１１および図１２は、異なる角度からボロスコープシース２０の先端部２２の部分を示している。チャネル４０，４２，４４を再び見ることができる。各給水チャネル４０は、先端水チャネル４１によって水戻しチャネル４２に接続されている。先端水チャネル４１は、先端部の前端５４の近くで、ボロスコープシース２０の中央ボア５０と前端５４との間に延びている。使用時には、ボロスコープの端部にあるカメラ５６が、カメラ孔５８からの視野を提供するために位置決めされる。給気チャネル４４は空気出口７５においてカメラの近くで終わっており、給気チャネルから出た空気流は、例えばカメラの前方に空気の冷却フィルムを提供することによってカメラのための冷却を提供することを助けることができる、および／またはボロスコープカメラを清浄に維持することを助けることができる。

図１３は、先端部２２の一部の断面図を示している。給気チャネル４４を通ってカメラ孔の周囲の領域へ出る冷却空気４５の通路が示されている。使用時にカメラにとって利用可能な視界の範囲を示すカメラ視界円錐５７も見ることができる。

図１４および図１５は、ガスタービンまたは蒸気タービンが使用されているときにボロスコープシースをガスタービンまたは蒸気タービンに対して第１の位置（閉鎖位置）に保持し、かつ検査のためにボロスコープシースをガスタービンまたは蒸気タービンに対して第２の位置（開放位置）へ移動させる手段と共に、先端部２２と、ガイドの前側ピース２４とを示している。文脈においてこの機能を説明するために、本明細書に説明されているシステムを使用することができる位置の一例は、ガスタービンのタービンにおけるブレードおよびベーンの検査のための位置である（図１７参照）。ガスタービンが使用されているとき、ガイドの前側ピース２４内にボロスコープシースを引き込むことにより、高温ガスが中央ボア５０を通って逃げるのを阻止することができる。カメラ孔５８は前端５４ではなく先端部２２の側面に設けられているので、先端部２２をガスタービン内（ガイド内）または先端シース６６内へ引き込むことにより、ボロスコープシースの前端５４および／またはその他の部分が依然として高温ガスに曝されているとしても、孔５８を高温ガス進入から保護することができる。

図１４および図１５における機構は、ボロスコープシース２０における溝６１，６３に係合するための突出部６５を有する先端シース（先端スリーブ）６６と、先端シース６６およびガイドの前側ピース２４に取り付けられたばね６７とを含む。

先端シース６６は、ボロスコープシースにおける開放位置溝６１および閉鎖位置溝６３に嵌合するように配置された２つの突出部６５を有する。溝６３は、前端５４の近くまで延びているが、実際に前端５４には達していない。その結果、ボロスコープシースにおけるカメラ孔５８は、溝６３が突出部６５のうちの１つと整列させられているとき、先端シース６６を超えて移動することができない。ばね６７は、先端シース６６がガイドの前側ピース２４に向かって移動するのを防止している。ボロスコープシースは、ガスタービンが使用されているとき、溝６３が突出部６５のうちの１つと整列した状態にとどまる。

検査のためにボロスコープシース２０を先端シース６６を超えて移動させるために、ボロスコープシースはまずガスタービンから僅かに引き出され（すなわち、前端５４がガイドの前側ピース２４に向かって移動させられ）、これにより、溝６３を突出部６５から離脱させる。ボロスコープシースは、次いで、突出部６５がターンスロット６８に位置した状態で９０度回転させられ、これにより、溝６１を突出部６５と係合させる。溝６１は完全に前端５４まで延びているので、ボロスコープシースは、次いで、先端シース６６を超えて延びることができ、これにより、カメラ孔５８が先端シース６６を超える。突出部６５をより明確に示し、また、ボロスコープシースに対する先端シース６６の２つの異なる向きを示すために、先端シース６６は２つ図示されており、一方は、ばね６７に取り付けられ、突出部６５が溝６３に位置しており、もう一方は単独である。単独で示されたほうの先端シース６６は、突出部６５を溝６１と係合させるために必要な先端シースの向きを示している。

この種の機構を提供することは、検査のためにボロスコープシースを高温ガス通路内へ移動させ、次いで、ボロスコープシースを戻し、ガイドの前側ピース２４内に固定する方法を提供することができる。

図１６は、図２および図４に断面図で示されたように、ボロスコープシース支持システム３０を示している。支持システムは、水入口７０、水出口７２、空気入口７４および空圧装置７６を含む。空圧装置は、ボロスコープシースがガイドの端部を超えて（前側ピースを超えて）延びる範囲を制御するために使用することができる。この例では、ボロスコープは、図４に見ることができるように、支持システムの中央ボア７７を通ってボロスコープシース内へ通過することができる。

図１７は、ガスタービンのタービンの一部の断面図の概略を示している。ブレード８０、ベーン８２、ベーンキャリヤ８４および外側ハウジング８６が示されている。点線の矢印は、上述のようなガイド、ボロスコープシースおよびボロスコープがタービン内に挿入されることを可能にするために、外側ハウジング８６およびベーンキャリヤ８４を貫通した孔を提供することができるところを示している。

ガスタービンは、通常、検査される前に、設定された時間だけ作動し、必要であれば修理もされる。検査の前に、ガスタービンはシャットダウンされる。

図２から図４に示されたシステムを使用する方法の一例において、通常、まずガイド２４，２６，２８およびボロスコープシース２０をガスタービンに挿入する必要はない。なぜならば、これらの部品は、ガスタービンの使用中、ガスタービン内にとどまるからである。支持システムは、含まれているならば、ガスタービンの使用中、所定の位置に残すこともできるか、または択一的に検査と検査の間は取り外すことができる。

したがって、第１のステップは、通常、ボロスコープシースをアンロックし、検査されるタービンの部品内へボロスコープシースを延長させることである。これにより、冷却空気が、ボロスコープシース内へ噴射され、カメラ孔５８および空気出口７５を通ってボロスコープシースから流出することができる。付加的にまたは択一的に、空気を給水チャネル４０および水戻しチャネル４２に通過させることができる。水チャネル４０，４２のみが使用される限り、ボロスコープシースを延長させる必要はないが、ボロスコープシースは、ボロスコープ５５を用いた検査を可能にするために最終的に延長させられなければならない。

したがって、次のステップは、通常、冷却空気を冷却チャネル４０，４２，４４のうちの少なくとも１つおよび／または中央ボア内へ噴射することである。この空気は、ボロスコープシースを冷却する。通常、冷却空気は、ボロスコープシースの温度が（少なくとも水が噴射される冷却チャネルにおいて）、摂氏１００度などの設定点未満になるまで噴射されるべきである。これは、水が噴射されたときの水の沸騰を回避する。ボロスコープシースを摂氏１００度未満に低下させるために必要とされる時間は、例えば、試験段階の間にボロスコープシースにおける１つまたは複数のセンサを使用することによって、またはコンピュータモデリングによって、直接的または間接的に決定することができる。このようなセンサは、ボロスコープの挿入の前に挿入され、次いで、ボロスコープを挿入するために再び取り外されるか、または、ボロスコープシースまたはガスタービンに永久に取り付けられていてもよい。設定された長さの時間が使用されてもよい。例えば、測定される温度は、水戻しチャネル４２から出てくる冷却空気の温度、またはカメラ孔５８または空気出口７５を通って出てくる冷却空気の温度であることができる。

冷却空気のみがボロスコープシース内へ噴射されるステップの後、次のステップが開始され、このステップでは冷却水および冷却空気の両方がボロスコープシース内へ噴射される。このステップの間、空気は給気チャネル４４を通過し、水は給水チャネル４０および水戻しチャネル４２を通過する。空気は、後端３４において直接または給気チャネル４４からバイパス５２を介して（図１０参照）、中央ボア５０を通じて供給することもできる。このステップの間、ボロスコープシースの温度は、第２の設定点未満、例えば摂氏４０度にさらに低下させられる。この第２の設定点は、ボロスコープ５５を安全にボロスコープシース２０内へ挿入することができる温度である。このステップのために必要な時間の長さは、冷却空気噴射ステップのために上述したように直接的または間接的に決定することができる。

この時点までに、ボロスコープシース２０は通常は上述のように既に延長させられている。次いで、ボロスコープ５５をボロスコープシース２０に挿入することができ、検査を行うことができる。ボロスコープシースを、予め決められた長さだけ挿入することができるか、または検査のために必要とされるあらゆる長さまで延長してもよく、より大きな視野を提供する。ボロスコープシース２０は、概して、軸方向１２に関して回転させることもでき、これにより、ボロスコープシース２０の周囲に３６０度の視野を可能にする。ボロスコープシース２０は、概して、直接的に（手動で）または遠隔で、後端３４から移動させることができる。

検査中、水は水チャネル４０，４２を通って循環し続けてもよい、および／または、空気は給気チャネル４４および／または中央ボア５０を通って循環し続けてもよい。ガスタービン全体ではなく局所的領域のみが冷却されるので、概して、検査中にボロスコープシースを冷却し続ける必要はあるが、必要な冷却水および／または空気の流量が減じられる場合がある。

１つの例では、冷却前の初期中央ボア空気温度は摂氏８００度であり、冷却後の最終温度は摂氏４０度である。１つの例では、（ボロスコープシースを冷却し始めたときと、ボロスコープを挿入するときとの間の）冷却段階は、１５分以下、好適には５分以下、特に２〜４分間継続する。

上述のようなボロスコープシース２０は、既存のガスタービンまたは蒸気タービンに改装されてもよい。

ボロスコープシース２０を製造する方法では、ボロスコープシースのうちの一部または全部が、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）を使用して製造されてもよい。特に、細長い管は、ＳＬＭを用いて製造されてもよい。支持システム３０も、ＳＬＭを用いて製造されてもよい。その他の適切な製造法が用いられてもよい。特に既存のタービンを改装する場合、ガスタービンにおけるボロスコープシースのために利用可能なスペースは極めて制限されている可能性があり、ＳＬＭは、このような用途のためのボロスコープシースの製造を可能にするために特に有効であり得る。

ボロスコープシステム１０は、様々なモジュール部材と共に図２に示されている。択一的に、部材のうちの２つ以上を同じ部材内に互いに統合することができる、および／または部材のうちの１つまたは複数を別個の部材として製造することができる。

ボロスコープシース２０は、図１に示したように１つの一体的な部材であってもよいか、または互いに取り付けられた２つ以上の部材を含んでもよい。１つの例では、ボロスコープシースは、３つの部材、すなわち前側部材、中間部材および後側部材を含む。このような例では、ガスタービンにおける複数の異なる位置に取り付けるために異なる長さの複数の異なる中間部材とともに、１つの前側部材および１つの後側部材を提供することができる。２つ以上の部材を備えるボロスコープシースでは、ボロスコープシースの前側部材（例えば、高温ガス通路に隣接した部材）は、ガスタービンの使用中、ガスタービンにとどまることができ、ボロスコープシースの１つまたは複数の他の部材は、検査の前に初めて挿入され、検査後に再び取り外される。これは、健康および安全の観点から有益であることができる。なぜならば、これは、高温ガス通路に隣接したところからプラグを取り外す必要性を回避するからである。

ボロスコープシース２０は、概して、軸方向１２に対して垂直な平面において円形の断面を有しているが、例えば包囲するガイド２４，２６，２８の形状および／またはガスタービンの形状に合致するようにその他の形状も可能である。例えば図１０に示したように、ボロスコープシースの幅はボロスコープシースの長さに沿って変化していてもよい。先端部におけるボロスコープシースの典型的な直径は、５ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは８ｍｍ〜１５ｍｍ、特に１０ｍｍである。冷却チャネル４０，４１，４２，４４の寸法も変化させることができ、冷却チャネルの典型的な直径は、０．５ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ、特に１．０ｍｍである。

先端部２２は、カメラ孔５８が配置されている端部におけるボロスコープシースの一部である。先端部２２は、図１４および図１５におけるガイドの前側ピース２４を超えて突出する部分などの、ボロスコープシースの一部とともに、ボロスコープシースの最前部（前端５４）を含む。後端３４は、ボロスコープシースが図２における支持システム３０に接続されているボロスコープシースの最後部である（ただし、幾つかの実施の形態では支持システムはボロスコープシースのまさに後端に取り付けられなくてもよい）。一例において、ボロスコープシースが図１７におけるタービン７８に取り付けられた後、先端部２２および前端５４は、高温ガス通路８８に隣接するかまたは高温ガス通路８８内に位置し、後端３４は、ベーンキャリヤ８４または外側ハウジング８６に位置するか、またはこれらの外側に位置する。支持システム３０は、必要であれば、概して外側ハウジング８６の外側に位置する。

上述のように前側ピース２４、中間ピース２６および後側ピース２８を含むガイドは、通常、ボロスコープシース２０のためのガイドを提供するためにガスタービン内に取り付けられる。ガイドは、例えばベーンキャリヤ８４および／または外側ハウジング８６に取り付けることができる。閉鎖位置におけるガイドの前側ピース（プラグ）２４とボロスコープシース２０との組合せは、通常、不要な圧力損失を回避するために、ガスタービンまたは蒸気タービンの使用中の高温ガス進入を阻止する。ボロスコープシースの閉鎖は、カメラ孔５８および空気出口７５を遮断することができる。

ガイドは、３つのピースではなく、１つ、２つ、４つ以上のピースであることができ、ボロスコープシース２０の長さの一部または全部に沿ってボロスコープシース２０の周囲に延びていることができる。ガイドは選択的であり、ボロスコープシース２０は択一的にガスタービンに直接取り付けられていてもよい。ガイドの別個のピースは、様々な方式で互いに取り付けることができる。一例は、図３および図１５に示された前側ピース２４と中間ピース２６との間の球面継手９４と、図４に示された中間ピース２６と後側ピース２８との間の球面継手９５である。ガイドは、互いに間隔を置いて配置された２つ以上の部材を含むこともできる。ガイドは、様々な方式でガスタービンに取り付けることもできる。一例は、ガイドにおけるねじ山と、ガスタービンにおける付随するねじ山とを使用することである。ねじ山は、例えば図１５におけるガイドの前側ピース２４におけるねじ山位置９０に設けることができる。

支持システム３０は、図４のような中央ボア７７を有してもよいか、または、択一的に、中央ボアを有さず、ボロスコープが支持システムの片側を通過するようになっていてもよい。支持システムは、通常、あらゆる必要な外側インターフェース、例えば、冷却流体管、センサ配線、制御弁および制御配線のためのインターフェースを提供する。ただし、支持システム自体は選択的であり、例えば冷却流体管をボロスコープシースに直接取り付けることができる。

支持システム３０は、例えば空圧装置７６によって、ガイド（ガスタービン）に対するボロスコープおよび／またはボロスコープシースの配置の制御を提供することもできる。ボロスコープおよびボロスコープシース位置は手動で調節することもできる。ボロスコープを使用してより大きな視界を可能にするために、ボロスコープシース２０は、視野の変化を可能にするように回転可能であることができる。ボロスコープシースの先端部は、視野のさらなる変化を可能にするようにフレキシブルであることもできる。例えばボロスコープシースの軸方向および／または周囲に沿った異なる位置においてボロスコープシース２０に複数のカメラ孔５８を提供することもまた、付加的な視界を提供することができる。

壁部３２は、中央ボア５０の周囲に延びており、通常は直線的であり、軸方向１２に延びている（図１および図２参照）。中央ボア５０もまた、通常は直線的であり、軸方向１２に延びている。中央ボアは概して円筒状であるが（したがって、軸方向１２に対して垂直な円形の断面を有する）、その他の形状も可能である。突出部が壁部に設けられていてもよく、ボロスコープを支持しかつボロスコープを壁部から離して保持するために中央ボア内へ延びている。これは、さらに、壁部３２とボロスコープ５５との間に間隙を残すことによってボロスコープの加熱を低減することができ、冷却空気をボロスコープ５５と壁部３２との間に通過させることもできる。

通常、壁部における冷却チャネルのほとんどは、後端から先端部まで延びている。給水チャネル４０、水戻しチャネル４２および給気チャネル４４は、通常、軸方向１２に延びている。先端水チャネル４１は、通常、軸方向１２に対して垂直な平面に沿って延びている。上記の例に示されたチャネル構成は変更されてもよく、チャネルの様々なその他の数、形状および組合せが可能である。図５に示されたチャネル分岐も選択的であり、チャネルのうちの幾つかまたは全てをその他の形式で分岐させることもできる。空気出口７５およびバイパス５２を他のところに配置することもでき、１つだけではなく、複数の空気出口およびバイパスを設けることができる。

上述のシステムは、冷却流体として水および空気を利用する。水の代わりに別の液体を利用することができ、窒素または二酸化炭素などの別のガスを空気の代わりに利用することができる。水よりも高い沸点を有する液体の利用により液体冷却はより高い温度において開始することができる。

前端５４は、通常、ガスタービンまたは蒸気タービンが使用されているときに高温ガス通路と接触するように構成および配置されている。このために、前端は、先端シース６６などの高温ガスに曝される他の部材のように、サーマルバリアコーティング（ＴＢＣ）によって被覆されていてもよい。択一的にまたは付加的に、高温ガスに曝される部材は、高温ガス露出からより離れた部材よりもより大きな耐熱性を有する材料から形成されていてもよい。例えば図１、図１１および図１２に見ることができるように、前端５４は通常は閉鎖されている。

ボロスコープ５５は、ボロスコープシース内にはめ込まれるあらゆる適切なボロスコープであってもよい。カメラ５６は、例えば静止画を撮影するカメラまたはビデオカメラであることができる。

本明細書において説明されるカメラ孔５８は、先端部２２における壁部３２を貫通して延びている。カメラ孔５８は、前端５４に設けられているのではなく、前端５４の近くに設けられており、軸方向１２に対して半径方向に壁部３２を貫通して延びている。カメラ孔５８は、ガスタービンが使用されているときに孔を閉鎖することができるように孔のためのシャッタとともに前端５４に設けることもできる。カメラ孔は、耐熱性ガラスによって被覆することができる。カメラ孔は、ボロスコープシースの他のところに設けることもできる。

図１４および図１５に示された機構は単なる一例であり、ボロスコープシースを閉鎖（ロック）位置に取外し可能に保持するその他の手段を使用することもできる。例えば、ボロスコープシースをガイド内にクリップ留めするかまたは螺合させることができる。図１４および図１５に示された構成に様々な変更をなすこともできる。例えば、開放位置溝６１、閉鎖位置溝６３および突出部６５のそれぞれの１つまたは複数が設けられてもよく、それぞれ２つが、上記に示された例において設けられている場合、溝は、９０度以外の角度だけ分離させることができる。

ガスタービンは、圧縮機と、圧縮機の下流の燃焼器と、燃焼器の下流のタービンとを含む。図１７は、上記で説明された装置を使用することができるガスタービンのタービン７８における複数の位置を示している。圧縮機内および燃焼器内を含む、ガスタービンにおける様々なその他の領域において、この性質のボロスコープシースの利点が活かされてもよい。蒸気タービンも、高温ガス通路を備えるタービンを含むが、高温ガスは煙道ガスではなく蒸気である。上述のボロスコープシースは、主に、ガスタービンに関連して説明されているが、概念は、概して、蒸気タービンなどの、ボロスコープ検査が必要とされることがある、周囲温度よりも高い温度において作動するその他の機械まで、大きな変更なく拡張することができる。ガスタービンのように、上述のボロスコープシースは、蒸気タービンのタービンにおけるベーンおよびブレードの検査のためなど、蒸気タービンにおける様々な位置における潜在的な用途を有する。

以下の請求項によって規定される発明から逸脱することなく前記実施の形態に対する様々な変更が可能であり、当業者に想起されるであろう。

１０ ボロスコープシステム
１２ 軸方向
２０ ボロスコープシース
２２ 先端部
２４ 前側ピース
２６ 中間ピース
２８ 後側ピース
３０ 支持システム
３２ 壁部
３４ 後端
４０ 給水チャネル（冷却チャネル）
４１ 先端水チャネル（冷却チャネル）
４２ 水戻しチャネル（冷却チャネル）
４４ 給気チャネル（冷却チャネル）
４５ 冷却空気
５０ 中央ボア
５２ バイパス
５４ 前端
５５ ボロスコープ
５６ カメラ
５７ カメラ視界円錐
５８ カメラ孔
６１ 開放位置溝
６３ 閉鎖位置溝
６５ 突出部
６６ 先端シース（先端スリーブ）
６７ ばね
６８ ターンスロット
７０ 水入口
７２ 水出口
７４ 空気入口
７５ 空気出口
７６ 空圧装置
７７ 中央ボア
７８ タービン
８０ ブレード
８２ ベーン
８４ ベーンキャリヤ
８６ 外側ハウジング
８８ 高温ガス通路
９０ ねじ山位置
９４ 球面継手
９５ 球面継手

Claims (13)

1. 機械のボロスコープ検査中の温度に対して保護されたボロスコープを提供するためのボロスコープシース（２０）において、
   該ボロスコープシースの前端（５４）から前記ボロスコープシースの後端（３４）まで延びる細長い管であって、該細長い管は、前記前端から前記後端まで延びかつ中央ボア（５０）の周囲に延びた壁部（３２）を有し、前記中央ボアは、該中央ボア内へのボロスコープ（５５）の取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、
   前記壁部において延在する１つまたは複数の冷却チャネル（４０，４１，４２，４４）と、
   前記機械が使用されているときに前記ボロスコープシースを前記機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のために前記ボロスコープシースを前記機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、
   前記ボロスコープシースの少なくとも一部は、前記機械の使用中に前記機械にとどまるように構成および配置されていることを特徴とする、ボロスコープシース（２０）。
2. 前記細長い管は、前記壁部（３２）を貫通した孔（５８）を有し、前記ボロスコープシースが前記第２の位置にあるときに前記孔を通じて前記機械の一部を検査することができる、請求項１記載のボロスコープシース（２０）。
3. 前記孔（５８）は、前記細長い管の前記前端（５４）の近くに位置する、請求項２記載のボロスコープシース（２０）。
4. 前記ボロスコープシースの少なくとも一部は、選択的レーザ溶融によって製造されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のボロスコープシース（２０）。
5. 前記機械が使用されているときに前記ボロスコープシースを前記機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のために前記ボロスコープシースを前記機械に対して第２の位置へ移動させるための手段は、前記ボロスコープシースを前記第１の位置において所定の位置に保持するために前記細長い管の周囲に延びた先端シース（６６）と、該先端シースを前記機械に取り付けるためのばね（６７）とを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載のボロスコープシース（２０）。
6. 請求項１記載のボロスコープシースを含むガスタービンまたは蒸気タービン。
7. 前記ガスタービンまたは前記蒸気タービンは、高温ガス通路（８８）を備えるタービン（７８）を含み、前記ボロスコープシース（２０）は、検査のために前記高温ガス通路内へ延びるように構成および配置されている、請求項６記載のガスタービンまたは蒸気タービン。
8. 機械のためのボロスコープシース（２０）を冷却する方法において、該ボロスコープシース（２０）は、該ボロスコープシースの前端（５４）から前記ボロスコープシースの後端（３４）まで延びる細長い管であって、該細長い管は、前記前端から前記後端まで延びかつ中央ボア（５０）の周囲に延びた壁部（３２）を有し、前記中央ボアは、該中央ボア内へのボロスコープ（５５）の取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、前記壁部において延在する１つまたは複数の冷却チャネル（４０，４１，４２，４４）と、前記機械が使用されているときに前記ボロスコープシースを前記機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のために前記ボロスコープシースを前記機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、前記ボロスコープシースの少なくとも一部は、前記機械の使用中に前記機械にとどまるように構成および配置されており、
   前記方法は、
   第１のステップにおいて中央ボアおよび／または前記１つまたは複数の冷却チャネルのうちの少なくとも１つの中へ冷却ガスを噴射するステップと、
   第２のステップにおいて前記１つまたは複数の冷却チャネルのうちの少なくとも１つの中へ冷却液体を噴射するステップとを含むことを特徴とする、機械のためのボロスコープシース（２０）を冷却する方法。
9. 前記第２のステップの間に、前記冷却ガスも前記中央ボア（５０）および／または前記１つまたは複数の冷却チャネル（４０，４１，４２，４４）のうちの少なくとも１つの中へ噴射する、請求項８記載の方法。
10. 前記ボロスコープシース（２０）の温度が、設定点、好ましくは摂氏１００度よりも低くなったときに、前記第１のステップを終了させ、前記第２のステップを開始する、請求項８記載の方法。
11. 前記第１のステップの前に前記ボロスコープシース（２０）を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させる、請求項８記載の方法。
12. 機械の部品を検査する方法において、
    請求項８記載の方法を用いてボロスコープシース（２０）を冷却するステップと、
    前記ボロスコープシースを第１の位置から第２の位置へ移動させるステップと、
    ボロスコープ（５５）によって前記ボロスコープシースにおける孔（５８）を通じて前記機械の部品を検査するステップとを含むことを特徴とする、機械の部品を検査する方法。
13. 機械のためのボロスコープシース（２０）を製造する方法であって、該ボロスコープシース（２０）が、
    該ボロスコープシースの前端（５４）から前記ボロスコープシースの後端（３４）まで延びる細長い管であって、該細長い管は、前記前端から前記後端まで延びかつ中央ボア（５０）の周囲に延びた壁部（３２）を有し、前記中央ボアは、該中央ボア内へのボロスコープ（５５）の取外し可能な挿入を可能にするように構成および配置されている、細長い管と、前記壁部において延在する１つまたは複数の冷却チャネル（４０，４１，４２，４４）と、前記機械が使用されているときに前記ボロスコープシースを前記機械に対して第１の位置に保持しかつ検査のために前記ボロスコープシースを前記機械に対して第２の位置へ移動させるための手段と、を備え、前記ボロスコープシースの少なくとも一部は、前記機械の使用中に前記機械にとどまるように構成および配置されている、方法において
    前記ボロスコープシースの少なくとも一部を、選択的レーザ溶融を用いて製造することを特徴とする、機械のためのボロスコープシース（２０）を製造する方法。