JPS6339761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジンのタービンブレ
ードの成長を測定する方法及び装置に係る。

ジエツトエンジンのタービンブレードが曝され
る環境は過酷であるので、正確にタービンブレー
ドの成長を測定することは長年に亘つてほとんど
不可能なことであつた。ブレードの成長はそれが
ブレードの寿命及びその期待し得る寿命（より重
要である）の指標であるので、一つの重要なパラ
メータである。もしブレードがある予め定められ
た値以上に成長すると、そのブレードは破壊し易
くなり保守及び安全上の理由からかかる成長が発
生する前にブレードを交換するのが望ましい。成
長の測定が正確でなければ、ブレードが早期に捨
てられることとなつたり、或いはブレードがその
限度寿命以上の間に亘つて使用され、これにより
ブレードが破損してしまうこともあり得る。従つ
てかかる成長測定の精度を絶対的なものとしまた
繰返し測定可能であるようにすることが望まれ
る。

マイクロメータの如き従来の測定装置により直
接ブレードを物理的に測定するのが望ましいが、
ブレードの構造上多くの場合かかる測定は不可能
である。ブレードの表面に線を切込む等の如き他
の方法も不可能である。何故ならば、かかる方法
によれば応力が作用する領域が生じるのみなら
ず、過酷な運転環境により腐食が生じて時間の経
過と共に切欠み線が不明瞭になつてしまうからで
ある。かかる問題に対処すべくより深い溝を形成
すれば問題が一層悪化するだけである。何故なら
ば、かかる深い溝を耐食性及び耐酸化性を有する
材料にて被覆するのは非常に困難であり、これに
より早期に腐食しそれにより破損してしまうこと
となるからである。

本願発明者らは、ブレードの凹側の外面に窪み
を賢明に配置することにより、ブレード成長の測
定に於ける高精度及び再現性を可能とし上述の如
き問題を排除し得ることを見い出した。この場合
窪みはブレードの腐食や摩耗によつては繰返し使
用された後に於けるその窪みの利用が影響を受け
ないよう形成される。かかる窪みを利用した測定
はブレードの絶対的な表面条件により何ら影響を
受けるものではない。また窪みをブレードの凹側
表面に設ければブレードの実際の物理的状態とは
独立して成長測定を行なうことができる。更に、
窪みはブレードの応力や空気力学的性能に何ら影
響を与えることがない。

本発明の一つの特徴は、実質的に丸い底面とほ
ぼ垂直の側壁とを有する窪みを設けることにより
ジエツトエンジン用のタービンブレードの成長を
測定する場合の高精度及び再現性が可能となると
いうことである。窪みは円錐形ではなく実質的に
スープ皿の形状に形成される。本発明の他の一つ
の特徴は、固定ジヨー内にてブレードの平面（Ｚ
平面）が光学マイクロメータに対し整合されるよ
うブレードを固定する取付具である。ブレードを
正確に割出し且固定してその測定に於ける再現性
を可能とする手段が設けられている。本発明の更
に他の一つの特徴はブレードの成長を測定する方
法である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明をその好
ましい実施例について詳細に説明する。

添付の第１図に於て、典型的な軸流型タービン
のブレード８はもみの木形の固定部を有するルー
ト部１０と、プラツトフオーム１２と、バケツト
部１４とを含んでいる。ルート部とは反対側の外
端部にてブレードの凹側表面に窪み１６が形成さ
れている。第２図よりわかる如く、この窪み１６
は皿形に形成されており、その側壁１８の曲面は
比較的急峻でありその底面２０は比較的平坦であ
る。窪み１６の全ての領域は、腐食や変形が生じ
た使用の後にもその窪みの底面を観察し得るよう
形成されている。

任意の定点がブレードのルート部より選定され
（これ以降Ｚ平面Ｐと称される）、測定はこの定点
より窪み１６の中心までに対して行なわれる。こ
の距離は測定の基礎として使用されるパラメータ
であり、ブレードの成長はかかるパラメータとの
関連で測定される。多数のブレードがかかる距離
と比較されるので、ある与えられた種類のブレー
ドについてのマスターが選定される。従つてオペ
レータはただ単に使用されたブレードとマスター
とを比較するだけでよく、マスターは後に説明す
る如く、ブレードの成長を測定すべく取付具２２
（第３図参照）に固定して使用される。

第３図及び第４図よりわかる如く、取付具２２
はベース部２４と顕微鏡支持部２６とブレード支
持部３０とを含んでいる。顕微鏡支持部２６及び
ブレード支持部３０には、夫々顕微鏡３６及び支
持ジヨー３８を担持するキヤリツジ３２，３４を
摺動可能に支持するための摺動用溝が形成されて
いる。適当な親ねじ（第３図に部分的に図示され
ている）が粗状面を有する回転ナツト４０，４１
を回転することにより夫々キヤリツジ３２，３４
を直線状に移動するようになつている。

かかる特定の用途に適合するよう支持ジヨー３
８にはもみの木形の溝４２が形成されており、タ
ービンブレード８のもみの木形のルート部を受け
るようになつている。溝４２の一方の側にはブレ
ードの脱落を防止しストツパとして機能するスト
ツパプレート４６が装着されている。ねじが切ら
れたジヤツキ部材５０がブレードのルート端部に
当接し、該端部をもみの木形の溝４２にくさび状
に押圧してＺ平面Ｐに対しそのブレードを整合す
るようになつている。従つて全てのブレードは正
確な測定を行ない得るよう同一の相対的位置に配
置される。固定ねじ５４がブレードに当接してそ
のブレードを図示の位置に固定するようになつて
おり、これによりブレードはＺ平面に整合して強
固に固定されるようになつている。

好ましい実施例に於ては、一定寸法の目盛とマ
イクロメータダイヤル５６の回転と共に移動する
一連の同心円とを有するデイスプレースクリーン
を有する適当な市販の光学マイクロメータが使用
される。前記一定寸法の目盛は0.001インチ
（0.254mm）単位にてＺ平面からの真の全長を表示
する。尚、本発明の範囲内にてシエイプグラフの
如き他の光学測定装置も使用可能である。

作動に於ては、まず測定装置は、ねじ切りされ
たジヤツキ部材５０をマスタブレードのルート部
の底面に当接しそのもみの木形のルート部をもみ
の木形の溝４２に押圧しそのブレードがＺ平面と
整合した状態にて所定の位置に固定することによ
り支持ジヨー３８に装着されたマスタブレードを
使用して目盛調整が行なわれる。次いでマイクロ
メータダイヤル５６を回転することによりマイク
ロメータ内の移動同心円が視覚的にブレードの窪
みに中心を合わされる。次いでブレードの窪みの
位置が数字デイスプレーより直接読み取られる。
顕微鏡のデイスプレースクリーン内に同心円を使
用するのが好ましいが、クロスヘアも使用可能で
ある。かくして測定装置がマスタブレードに対し
設定された後、測定されるべきブレードが同様に
取付具に固定され、その窪みの位置がマイクロメ
ータにより読み取られる。

以上に於ては本発明をその特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて種々
の修正並びに省略が可能であることは当業者にと
つて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は凹側の外面に窪みが形成された典型的
なタービンブレードの解図的正面図である。第２
図は第１図の線２−２による解図的部分断面図で
ある。第３図はブレードを固定して測定を容易に
するために使用される測定装置の取付具を示す解
図的斜視図である。第４図はブレードが除去され
た状態にて支持ジヨーの細部を示す解図的斜視図
である。 ８〜ブレード、１０〜ルート部、１２〜プラツ
トフオーム、１４〜バケツト部、１６〜窪み、１
８〜側壁、２０〜底面、２２〜取付具、２４〜ベ
ース部、２６〜顕微鏡支持部、３０〜ブレード支
持部、３２，３４〜キヤリツジ、３６〜顕微鏡、
３８〜支持ジヨー、４０，４１〜ナツト、４２〜
溝、４６〜ストツパプレート、５０〜ジヤツキ部
材、５４〜固定ねじ、５６〜マイクロメータダイ
ヤル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービン型パワープラントの過酷な環境に曝
   されるタービンブレードの成長を測定する方法に
   於て、 ブレードのルート部上のある与えられた点より
   離れた作動側端部より隔置された位置に於てブレ
   ードの凹側曲面に皿形の窪みを形成することと、 前記皿形の窪みを観察することにより前記ある
   与えられた点より前記皿形の窪みまでの距離に目
   盛を合わせることと、 パワープラントに於てブレードが実際に使用さ
   れた後、前記ある与えられた点より前記皿形の窪
   みまでの距離に再度目盛を合わせることと、 を含んでいることを特徴とする方法。 ２ タービン型パワープラントの過酷な環境に曝
   されるタービンブレードであつて、凹状の作動面
   と、ロータリハブに固定されるよう構成されたル
   ート部と、該ルート部とは反対側のブレードの端
   部に近接し且これより隔置された位置にて前記凹
   状の作動面に形成された窪みとを有するブレード
   の成長を測定するタービンブレードの成長測定装
   置に於て、互いに隔置された一対の垂直に延在す
   る部材を含む光学測定装置を含み前記垂直に延在
   する部材の一方は前記窪みと整合するよう前記垂
   直に延在する部材の他方により固定された光学顕
   微鏡に近接してブレードを保持すべく前記ブレー
   ドの前記ルート部を固定するジヨー手段を有して
   おり、前記タービンブレードの成長測定装置は更
   に前記ジヨー手段に設けられた整合手段であつて
   前記窪みの中心から既知の距離にある或る与えら
   れた平面と前記ルート部とを整合する整合手段
   と、前記窪みを前記ブレードの新たな成長位置に
   整合すべく前記光学測定装置を位置決めする位置
   決め装置であつて前記新たな成長位置は前記窪み
   の中心と前記平面との間の距離の値である位置決
   め装置とを含んでいることを特徴とするタービン
   ブレードの成長測定装置。