KR20230154751A - 회전자 블레이드의 제거를 위한 툴링 조립체 및 방법 - Google Patents

Abstract

터보기계의 회전자 디스크(198)로부터 회전자 블레이드(32)를 제거하기 위한 툴링 조립체(100). 툴링 조립체(100)는 제1 플레이트(158) 및 제1 플레이트(158)로부터 이격된 제2 플레이트(160)를 포함한다. 툴링 조립체(100)는 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 연장되는 하나 이상의 부재(162)를 더 포함한다. 툴링 조립체(100)는 하나 이상의 부재(162)에 장착되고 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 하나 이상의 행으로 배열된 복수의 블록(164)을 더 포함한다. 복수의 블록(164)의 적어도 하나의 블록(164)은 회전자 블레이드(32)의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구(210)를 획정한다.

Description

회전자 블레이드의 제거를 위한 툴링 조립체 및 방법{TOOLING ASSEMBLY AND METHOD FOR REMOVAL OF A ROTOR BLADE}

본 개시내용은 일반적으로 터보기계 툴링 조립체 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 회전자 디스크로부터 일련의 회전자 블레이드 내의 하나 이상의 회전자 블레이드를 제거하기 위한 툴링 조립체 및 방법에 관한 것이다.

터보기계는 에너지 전달 목적을 위해 다양한 산업 및 응용에 활용된다. 예를 들어, 가스 터빈 엔진은, 일반적으로, 압축기 부분, 연소 부분, 터빈 부분, 및 배기 부분을 포함한다. 압축기 부분은 가스 터빈 엔진으로 들어가는 작동 유체의 압력을 점진적으로 증가시키고, 이러한 압축된 작동 유체를 연소 부분에 공급한다. 압축된 작동 유체 및 연료(예를 들어, 천연 가스)는 연소 부분 내에서 혼합되고 연소 챔버 내에서 연소되어 고압 및 고온 연소 가스를 생성한다. 연소 가스는 연소 부분으로부터 터빈 부분 내로 유동하여 거기서 팽창하여 일을 생성한다. 예를 들어, 터빈 부분 내의 연소 가스의 팽창은, 예를 들어 전기를 생성하기 위해 발전기에 연결된 회전자 샤프트를 회전시킬 수 있다. 이어서 연소 가스는 배기 부분을 통해 가스 터빈을 빠져나간다.

전형적인 터보기계는 회전자 샤프트에 결합된 회전 구성요소(회전자 블레이드와 같은) 및 케이싱에 결합된 비회전 구성요소(고정자 베인 또는 노즐과 같은)를 모두 포함한다. 회전 구성요소와 비회전 구성요소 모두는 전형적으로 제거 가능하므로, 회전자 디스크(회전 구성요소의 경우) 또는 케이싱(비회전 구성요소의 경우)의 둘레의 상보적인 부착 슬롯과 계합되도록 구성된 적절한 장착 부분을 포함한다. 예를 들어, 회전자 디스크는 복수의 원주방향으로 이격된 슬롯을 획정할 수 있으며, 이들 각각은 회전자 블레이드의 장착 부분을 수용하도록 구성된다.

일반적으로, 회전자 블레이드는 장착 부분으로부터 연장되고 복잡한 기하학적 곡률 또는 윤곽을 갖는 에어포일을 포함한다. 회전자 블레이드의 완전한 링이 회전자 디스크 내에 설치되면, 제거된 회전자 블레이드의 에어포일이 제거 동안 이웃하는 회전자 블레이드의 이웃하는 에어포일에 충돌하게 하거나/부딪치게 할 수 있기 때문에 링의 단일 회전자 블레이드는 단순하게 제거될 수 없다(회전자 블레이드에 손상을 초래할 수 있음).

따라서, 일련의 회전자 블레이드 내의 어떤 회전자 블레이드에도 손상을 유발하지 않으면서 일련의 이웃하는 회전자 블레이드 내의 하나 이상의 회전자 블레이드를 제거하는 것을 허용하는 개선된 툴링 조립체 및 방법이 요구되며, 당업계에서 이해될 것이다.

본 개시내용에 따른 툴링 조립체 및 방법의 양태 및 장점이 하기의 설명에서 부분적으로 제시되거나, 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 본 기술의 실시를 통해 학습될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 터보기계의 회전자 디스크로부터 회전자 블레이드를 제거하기 위한 툴링 조립체가 제공된다. 툴링 조립체는 제1 플레이트, 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 및 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에서 연장되는 하나 이상의 부재를 포함한다. 툴링 조립체는 하나 이상의 부재에 장착되고 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 하나 이상의 행으로 배열된 복수의 블록을 더 포함한다. 복수의 블록 내의 적어도 하나의 블록은 회전자 블레이드의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구를 획정한다.

다른 실시형태에 따르면, 툴링 조립체를 사용하여 터보기계의 회전자 디스크로부터 일련의 회전자 블레이드 내의 회전자 블레이드를 제거하는 방법이 제공된다. 일련의 회전자 블레이드는 제1 회전자 블레이드, 마지막 회전자 블레이드, 및 하나 이상의 중간 회전자 블레이드를 포함한다. 방법은 회전자 디스크에 근접한 베어링 케이싱 상에 툴링 조립체를 위치시키는 단계를 포함한다. 방법은 일련의 회전자 블레이드 내의 제1 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 제1 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 제1 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함한다. 방법은 하나 이상의 중간 회전자 블레이드의 각 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 하나 이상의 중간 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 하나 이상의 중간 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함한다. 방법은 일련의 회전자 블레이드 내의 마지막 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 마지막 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 마지막 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함한다. 방법은 제1 회전자 블레이드가 제1 슬롯으로부터 완전히 제거되고 블록의 제1 행에 장착될 때까지 미끄러지는 단계를 반복하는 단계를 더 포함한다.

본 툴링 조립체 및 방법의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점은 하기의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되고 일부분을 구성하는 첨부 도면은 본 기술의 실시형태를 예시하며, 설명과 함께 본 기술의 원리를 설명하는 역할을 한다.

당업자를 향한, 본 시스템 및 방법의 제조 및 사용의 최선의 형태를 포함하는 본 툴링 조립체 및 방법의 완전하고 가능하게 하는 개시내용이 첨부 도면을 참조하는 본 명세서에 제시되어 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시형태에 따른 터보기계의 개략도이다;
도 2는 본 개시내용의 실시형태에 따른 압축기의 부분 및 툴링 조립체의 평면도를 예시한다;
도 3은 본 개시내용의 실시형태에 따른 압축기의 부분의 측면도를 예시한다;
도 4는 본 개시내용의 실시형태에 따른 툴링 조립체의 사시도를 예시한다;
도 5는 본 개시내용의 실시형태에 따른 툴링 조립체의 사시도를 예시한다;
도 6은 본 개시내용의 실시형태에 따른 반경 방향에 따른 툴링 조립체의 평면도를 예시한다;
도 7은 본 개시내용의 실시형태에 따른 툴링 조립체의 측면도를 예시한다;
도 8은 본 개시내용의 실시형태에 따른 압축기 상의 제거 위치에 배치된 툴링 조립체를 예시한다;
도 9는 본 개시내용의 실시형태에 따른 압축기 상에 툴링 조립체를 설치하는 동안의 툴링 조립체의 확대 사시도를 예시한다.
도 10은 본 개시내용의 실시형태에 따른 설치된 위치의 툴링 조립체의 확대 사시도를 예시한다;
도 11은 본 개시내용의 실시형태에 따른 회전자 디스크로부터 적어도 부분적으로 제거되고 툴링 조립체의 행에 적어도 부분적으로 배치된 일련의 회전자 블레이드를 가지며 압축기에 장착된 툴링 조립체의 사시도를 예시한다;
도 12는 본 개시내용의 실시형태에 따른 회전자 디스크로부터 적어도 부분적으로 제거되고 툴링 조립체의 행에 적어도 부분적으로 배치된 일련의 회전자 블레이드를 가지며 압축기에 장착된 툴링 조립체의 사시도를 예시한다;
도 13은 본 개시내용의 실시형태에 따른 회전자 디스크로부터 적어도 부분적으로 제거되고 툴링 조립체의 행에 적어도 부분적으로 배치된 일련의 회전자 블레이드를 가지며 압축기에 장착된 툴링 조립체의 사시도를 예시한다; 그리고
도 14는 본 개시내용의 실시형태에 따른, 툴링 조립체를 사용하여 일련의 회전자 블레이드 내의 회전자 블레이드를 터보기계의 회전자 디스크로부터 제거하는 방법의 흐름도를 예시한다.

이제, 본 툴링 조립체 및 방법의 실시형태를 상세히 참조할 것이며, 실시형태의 하나 이상 예시가 도면에 예시된다. 각 예시는 기술의 제한보다는 설명으로서 제공된다. 실제로, 청구된 기술의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 본 기술에서 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시형태의 부분으로서 예시되거나 설명된 특징은 다른 실시형태와 함께 사용되어 또 다른 실시형태를 산출할 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범위 내에 속하게 되는 그러한 변형 및 변경을 포괄하는 것으로 의도된다.

용어 "예시적인"은 본 원에서 "예시, 사례 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미하기 위해 사용된다. "예시적인"으로서 본 원에 설명된 임의의 구현예는 반드시 다른 구현예에 대해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 추가적으로, 달리 구체적으로 확인되지 않는 한, 본 원에 설명된 모든 실시 형태는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

상세한 설명은 도면 내의 특징을 지칭하기 위해 숫자 및 문자 표시를 사용한다. 도면 및 설명 내의 동일한 또는 유사한 표시가 본 발명의 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하는 데 사용되었다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "제1", "제2", 및 "제3"은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 상호 교환가능하게 사용될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 중요성을 나타내려는 것은 아니다.

용어 "유체"는 기체 또는 액체일 수 있다. "유체 연통"이라는 용어는, 유체가 지정된 영역 사이를 연결할 수 있다는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "상류"(또는 "전방") 및 "하류"(또는 "후방")는 유체 경로 내의 유체 유동에 대한 상대적인 방향을 지칭한다. 예를 들어, "상류"는 유체가 그로부터 유동하는 방향을 지칭하고, "하류"는 유체가 그를 향해 유동하는 방향을 지칭한다. 그러나, 본원에서 사용되는 "상류" 및 "하류"라는 용어는 또한 전기의 유동을 지칭할 수 있다. 용어 "반경 방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 실질적으로 수직인 상대적인 방향을 지칭하고, 용어 "축방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 실질적으로 평행한 및/또는 동축으로 정렬된 상대적인 방향을 지칭하고, 용어 "원주 방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선 둘레에서 연장되는 상대적인 방향을 지칭한다.

"약", "대략", "일반적으로" 및 "실질적으로"와 같은 근사화 용어는 명시된 정확한 값에 한정되지 않는다. 적어도 일부 사례에서, 근사화 표현은 값을 측정하기 위한 기기의 정밀도, 또는 구성요소 및/또는 시스템을 구성하거나 제조하기 위한 방법 또는 기계의 정밀도에 대응할 수 있다. 적어도 일부 사례에서, 근사화 표현은 값을 측정하기 위한 기기의 정밀도, 또는 구성요소 및/또는 시스템을 구성하거나 제조하기 위한 방법 또는 기계의 정밀도에 대응할 수 있다. 예를 들어, 근사화 표현은 개별 값, 값의 범위(들), 및/또는 값의 범위(들)를 한정하는 종점에 1, 2, 4, 5, 10, 15, 또는 20 퍼센트의 여유 내에 있음을 의미할 수 있다. 각도 또는 방향의 맥락에서 사용될 때, 그러한 용어는 언급된 각도 또는 방향보다 10도 내로 더 크거나 더 작은 것을 포함한다. 예를 들어, "일반적으로 수직"은 임의의 방향, 예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 수직의 10도 내의 방향을 포함한다.

용어 "결합된", "고정된", "부착된" 등은, 본원에서 달리 명시되지 않는 한, 직접 결합, 고정, 또는 부착뿐만 아니라 하나 이상의 중간 구성요소 또는 특징을 통한 간접 결합, 고정 또는 부착을 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "구성하다", "구성하는", "포함하다", "포함하는", "가지다", "가지는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 포괄하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특징으로만 제한되는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 명백하게 상반되게 언급되지 않는 한, "또는"은 포괄적인 또는을 지칭하며, 배타적인 또는을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 a 또는 b는 하기 중 어느 하나에 의해 만족되는데: a는 참(또는 존재함)이고 b는 거짓(또는 존재하지 않음), a는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 b는 참(또는 존재함), a 및 b 둘 모두는 참(또는 존재함).

여기 및 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐서, 범위 한계는 결합되고 교환되며, 이러한 범위는 식별되고, 문맥이나 표현이 달리 나타내지 않는 한, 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함한다. 예를 들어, 본 원에 개시된 모든 범위는 종점을 포함하고, 종점은 서로 독립적으로 조합 가능하다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 예시된 실시형태에서 가스 터빈(10)인 터보기계의 일 실시형태의 개략도를 예시한다. 산업용 또는 지상 기반 가스 터빈이 본원에 도시되고 설명되지만, 본 개시내용은 청구범위에 달리 명시되지 않는 한, 지상 기반 및/또는 산업용 가스 터빈에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본원에서 설명되는 바와 같은 본 발명은, 증기 터빈, 항공기용 가스 터빈, 또는 선박용 가스 터빈을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 터보기계에 사용될 수 있다.

도시된 바와 같이, 가스 터빈(10)은 일반적으로 가스 터빈(10)의 상류 단부에 배치된 압축기(14)를 포함하는 압축기 부분(12), 압축기(14)로부터 하류에 있는 적어도 하나의 연소기(18)를 갖는 연소 부분(16), 및 연소 부분(16)으로부터 하류에 있는 터빈(22)을 포함하는 터빈 부분(20)을 포함한다. 샤프트(24)는 적어도 부분적으로 압축기(14) 및/또는 터빈(22)을 통해 가스 터빈(10)의 축방향 중심선(26)을 따라 연장된다. 특정 구성에서, 샤프트(24)는 서로 결합된 복수의 개별 샤프트로 구성될 수 있다.

압축기 부분(12)은 일반적으로 복수의 회전자 디스크(28) 및 각 회전자 디스크(28)로부터 반경 방향 외측으로 연장되며 각 회전자 디스크(28)에 연결된 복수의 회전자 블레이드(32)를 포함할 수 있다. 각 회전자 디스크(28)는 이어서, 압축기 부분(12)을 통해 연장되는 샤프트(24)의 부분에 결합되거나 이를 형성할 수 있다. 압축기 부분(12)은, 샤프트(24) 및 회전자 블레이드(32)의 부분을 원주 방향으로 둘러싸는 케이싱(38)을 더 포함한다. 고정자 베인(33)은 케이싱(38)에 장착될 수 있다. 회전자 블레이드(32) 및 고정자 베인(33)은 고정자 베인(33)이 회전자 블레이드(32) 사이에 배치되도록 교호하는 방식으로 배열될 수 있다.

터빈 부분(20)은 일반적으로 복수의 회전자 디스크(27) 및 각 회전자 디스크(27)로부터 반경 방향 외측으로 연장되며 각 회전자 디스크(27)에 상호 연결되는 복수의 회전자 블레이드(34)를 포함할 수 있다. 각 회전자 디스크(27)는 이어서, 터빈 부분(20)을 통해 연장되는 샤프트(24)의 부분에 결합되거나 이를 형성할 수 있다. 터빈 부분(20)은, 샤프트(24)의 부분 및 회전자 블레이드(34)를 원주 방향으로 둘러싸며, 이로써 터빈 부분(20)을 통하는 고온 가스 경로(49)를 적어도 부분적으로 획정하는 터빈 케이싱(40)을 추가로 포함한다. 고정 터빈 노즐(35)은 터빈 케이싱(40)에 장착될 수 있다. 회전자 블레이드(34) 및 고정 터빈 노즐(35)은 고정 터빈 노즐(35)이 회전자 블레이드(34) 사이에 배치되도록 교호하는 방식으로 배열될 수 있다.

동작 중에, 공기와 같은 작동 유체(44)는, 이것이 연소 부분(16)을 향하여 보내질 때 부분적으로 회전자 블레이드(32)에 의해 점진적으로 압축되는 압축기(14) 안으로 보내진다. 압축된 작동 유체(46)는 압축기(14)로부터 유동되어 연소 부분(16)으로 공급된다. 압축된 작동 유체(46)는 가연성 혼합물을 제공하기 위해 연료(미도시)와 혼합되는 연소기(18)로 분배된다. 가연성 혼합물은 상대적으로 고온 및 고속인 연소 가스(48)를 생성하기 위해 연소된다. 연소 가스(48)는 열 및 운동 에너지가 회전자 블레이드(34)로 전달되며 이로써 샤프트(24)가 회전되게 하는 터빈(22)을 통하도록 보내진다. 기계적 회전 에너지는 압축기 부분(12)에 동력을 공급하기 위해서/위해서나 전기를 발생시키기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 응용에서, 샤프트(24)는 전기를 생성하기 위해 발전기(미도시)에 결합된다. 터빈 부분(20)을 빠져나가는 연소 가스(48)는 이어서 배기 부분을 통해 가스 터빈(10)으로부터 배기될 수 있다.

압축기(14) 및 터빈(22) 각각은 회전 구성요소(회전자 블레이드(32), 회전자 블레이드(34) 또는 기타) 및 비회전 또는 고정 구성요소(고정자 베인(33), 고정 터빈 노즐(35), 또는 기타)를 포함할 수 있다. 회전 구성요소는 회전 구성요소가 샤프트(24)와 함께 회전하도록 회전자 디스크(28, 27)에 결합될 수 있다. 비회전 구성요소는 비회전 구성요소가 가스 터빈(10)의 동작 중에 고정되도록 케이싱(예를 들어, 케이싱(38) 또는 터빈 케이싱(40)에 결합될 수 있다. 회전 구성요소 및 비회전 구성요소 모두는 회전자 디스크(28, 27)(회전 구성요소를 위한) 또는 케이싱(38, 40)(비회전 구성요소를 위한)의 둘레에 획정된 상보적인 원주형 슬롯과 계합하도록 구성된 장착 부분을 포함할 수 있다. 장착 부분은 도브테일, 후크, 또는 대응하는 원주형 슬롯에 의해 수용되는 다른 측방향 돌출부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원주형 슬롯은 비회전 구성요소를 위한 케이싱(38, 40) 또는 회전 구성요소를 위한 회전자 디스크(28, 27)에 획정될 수 있다.

가스 터빈(10)은 축방향 중심선(26)을 따라 연장되는 축선 방향(a), 축방향 중심선(26)에 수직인 반경 방향(r), 및 축방향 중심선(26) 주위로 연장되는 원주 방향(c)을 갖는 원통형 좌표 시스템를 정의할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(38)은 일반적으로 작동 유체(예를 들어, 공기)를 수용할 수 있도록 압축기(14)를 둘러싼다. 회전자 블레이드(32) 및 고정자 베인(33)은 작동 유체가 제2 스테이지 전에 제1 스테이지를 통해 이동하는 등등 직렬로 배열된 그룹화된 스테이지(50)(예를 들어, 제1 스테이지, 제2 스테이지, 제3 스테이지 등)로 케이싱(38) 내에 배열될 수 있다. 회전자 블레이드(32) 및 고정자 베인(33)의 스테이지(50)는 운동 에너지를 작동 유체에 점진적으로 제공하여 높은 에너지 상태에 있는 압축된 작동 유체를 생성한다. 각 회전자 블레이드(32)는 회전자 디스크(28) 주위에 원주 방향으로 배열될 수 있고(그리고 회전자 디스크(28)에 결합될 수 있고), 케이싱(38)을 향해 반경 방향 외측으로 연장될 수 있다. 반대로, 각 고정자 베인(33)은 케이싱(38) 주위에 원주 방향으로 배열될 수 있고(그리고 케이싱(38)에 결합될 수 있고), 회전자 블레이드(32)의 인접 스테이지를 분리하는 스페이서 디스크(29)를 향해 반경 방향 내측으로 연장될 수 있다.

도 2는 일련의 회전자 블레이드(150)의 적어도 하나의 회전자 블레이드(32)의 제거를 용이하게 하는 압축기(14) 및 툴링 조립체(100)의 부분의 평면도를 예시하고, 도 3은 본 개시내용의 실시형태에 따른 압축기(14)의 부분의 측면도를 예시한다. 툴링 조립체(100)는 압축기(14)의 세부 사항을 도시하기 위해 도 2에 점선 박스로 예시되어 있음을 이해해야 한다. 예시적인 구현예에서, 일련의 회전자 블레이드(150)는 압축기(14)의 제1 스테이지에 배치될 수 있어서, 툴링 조립체(100)는 압축기(14)의 제1 스테이지 내의 하나 이상의 회전자 블레이드(32)를 제거하기 위해 사용된다.

많은 실시형태에서, 회전자 블레이드(32)는 압축기(14)의 회전자 디스크(28)에 회전자 블레이드(32)를 연결하고/하거나 고정하도록 형성된 장착 부분(57)을 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 장착 부분(57)은 T자형 구조, 도브테일, 후크, 하나 이상의 측방향 돌출부, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 장착 부분(57)은 플랫폼(에어포일이 연장되는), 목부 (플랫폼으로부터 연장되는), 및 목부로부터 말단 단부까지 연장되는 도브테일을 포함할 수 있다. 장착 부분(57)은 축선 방향(a), 반경 방향(r), 및/또는 원주 방향(c)으로 회전자 디스크(28) 안으로 장착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전자 디스크(28)는 서로 원주방향으로 이격된 복수의 슬롯(56)을 획정할 수 있다. 각 슬롯(56)은 단일 회전자 블레이드(32)가 각 슬롯(56) 내에 장착되도록 회전자 블레이드(32)의 장착 부분(57)을 미끄러지듯 수용하도록 크기 및 형상화될 수 있다. 각 슬롯(56)은 일반적으로 장착 부분(57)의 형상과 대응하여, 장착 부분(57)이 슬롯(56) 내로 미끄러지듯 삽입될 수 있다. 각 슬롯(56)은 축방향(A)에 대해 일반적으로 비스듬한 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 각 슬롯(56)은 서로 축방향으로 분리된 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장될 수 있다. 슬롯(56)의 제1 단부 및 슬롯(56)의 제2 단부는 서로 원주방향으로 오프셋될 수 있고, 슬롯(56)은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 일반적으로 직선으로 연장될 수 있어서, 슬롯(56)은 일반적으로 축방향(A)에 대해 비스듬하다.

회전자 블레이드(32) 각각은 장착 부분(57)으로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 에어포일(104)을 포함할 수 있다. 각 에어포일(104)은 압축기(14)의 작동 중에 작동 유체가 유동하는 복잡한 기하학적 형상 또는 윤곽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 에어포일(104)은 리딩 에지, 트레일링 에지, 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 압력 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 흡입 측면을 포함할 수 있다. 또한, 각 에어포일(104)은 장착 부분(57)에 결합된 베이스부터 팁까지 반경 방향으로 연장될 수 있다.

압축기(14)가 완전히 조립되면, 각 회전자 디스크(28)는 그 안에 장착된 회전자 블레이드(32)의 전체 원주 링(예를 들어, 가스 터빈(10)의 축방향 중심선(26) 주위에 360°)을 포함할 수 있으며, 회전자 블레이드(32)의 원주 링에 있는 각 회전자 블레이드(32)는 각 슬롯(56) 내로 설치될 수 있다. 이러한 방식으로, 회전자 블레이드(32)의 원주 링의 각 회전자 블레이드(32)는 회전자 블레이드(32)의 원주 링의 2개의 다른 회전자 블레이드(32)에 직접 이웃할 수 있다.

때때로, 회전자 블레이드(32)의 원주 링의 하나 이상의 회전자 블레이드(32)가 제거될 필요가 있을 수 있다(예를 들어, 유지 보수 또는 다른 이유로). 그러나, 에어포일(104)의 복잡한 기하학적 윤곽으로 인해, 회전자 블레이드(32)의 원주 링의 단일 회전자 블레이드(32)는 이웃하는 회전자 블레이드(32)의 에어포일(104)에 충돌하거나 부딪치게될 것이기 때문에 단순히 미끄러지듯 제거될 수 없다.

본 원에 개시된 툴링 조립체(100)는 에어포일(104)에 충돌하거나 부딪치게 하는 것 없이 일련의 회전자 블레이드(150)(또는 회전자 블레이드(32)의 원주 링에서)에서 하나 이상의 회전자 블레이드(32)를 제거하는 것을 유리하게 용이하게 하여, 에어포일(104)에 대한 손상을 방지한다. 일련의 회전자 블레이드(150)는 회전자 디스크(28)에 배열된 하나 이상의(또는 일부 실시형태에서는 복수의) 원주방향으로 이웃하는 회전자 블레이드(32)를 포함할 수 있다. 일련의 회전자 블레이드(150)는 회전자 블레이드(32)의 전체 원주 링의 부분을 형성할 수 있다. 특히, 일련의 회전자 블레이드(150)는 제1 회전자 블레이드(152)(또는 제거 회전자 블레이드), 하나 이상의 중간 회전자 블레이드(154), 및 마지막 회전자 블레이드(156)를 포함할 수 있다. 툴링 조립체(100)로 제1 회전자 블레이드(152)를 회전자 디스크(28)로부터 완전히 제거하기 위해, 모든 중간 회전자 블레이드(154) 및 마지막 회전자 블레이드(156)는 회전자 디스크(28)로부터 부분적으로 제거되어야 한다(중간 회전자 블레이드(154) 및 마지막 회전자 블레이드(156)는 제1 회전자 블레이드(152)의 제거 동안 부분적으로 슬롯(56) 및 부분적으로 툴링 조립체(100) 내에 있을 수 있다).

도 2 및 도 3은 4개의 회전자 블레이드(단일 제1 회전자 블레이드(152), 2개의 중간 회전자 블레이드(154), 및 단일 마지막 회전자 블레이드(156)를 갖는 일련의 회전자 블레이드(150)를 예시하지만, 일련의 회전자 블레이드(150)는 임의의 적합한 개수의 회전자 블레이드를 포함할 수 있고, 본 개시내용은 특별히 청구범위에 구체적으로 언급되지 않는 한 임의의 특정 수의 회전자 블레이드로 제한되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다.

일련의 회전자 블레이드(150)의 각 회전자 블레이드(32)는 일련의 회전자 블레이드(150)에서 제1 회전자 블레이드(152)를 완전히 제거하기 위해 각 슬롯(56)으로부터 툴링 조립체(100) 내로 적어도 부분적으로 제거되어야 한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 일련의 회전자 블레이드의 제1 회전자 블레이드(152)를 제거하기 위해, 일련의 회전자 블레이드(150)의 각 회전자 블레이드(32)는 제1 회전자 블레이드(152)부터 마지막 회전자 블레이드(156)까지 순서대로 점진적으로 미끄러져 나와야 한다. 특히, 제1 회전자 블레이드(152)는 슬롯(56)에서 첫번째 거리만큼 미끄러져 나와야 하고, 하나 이상의 중간 회전자 블레이드(154)는 마지막보다 각각 더 짧고 첫번째 거리보다 각각 더 짧은 하나 이상의 중간 거리만큼 미끄러져 나와야 하고, 마지막 회전자 블레이드(156)는 하나 이상의 중간 거리보다 짧고 첫번째 거리보다 짧은 마지막 거리만큼 미끄러져 나와야 한다.

도 4 내지 도 7은 본 개시의 실시형태에 따른, 터보기계의 회전자 디스크(28)로부터 회전자 블레이드(32)를 제거하기 위한 툴링 조립체(100)의 다양한 도면을 예시한다. 특히, 각각 본 개시내용의 실시형태에 따른, 도 4 및 도 5는 툴링 조립체(100)의 사시도를 각각 예시하고, 도 6은 툴링 조립체(100)의 평면도를 예시하고, 도 7은 툴링 조립체(100)의 측면도를 예시한다. 도 4 내지 도 7은 툴링 조립체(100)의 원통형 좌표 시스템(예를 들어, 축 방향 (A), 반경 방향(R) 및 원주 방향을 갖는)을 예시한다. 툴링 조립체(100)의 원통형 좌표 시스템은 가스 터빈(10)의 원통형 좌표 시스템과 동일할 수 있다. 예를 들어, 툴링 조립체(100)의 원통형 좌표 시스템은 툴링 조립체가 하나 이상의 회전자 블레이드(32)(도 8)를 제거하기 위해 압축기(14)에 장착될 때 가스 터빈(10)의 원통형 좌표 시스템과 정렬될 수 있다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)는 제1 플레이트(158), 제2 플레이트(160), 하나 이상의 부재(162), 및 복수의 블록(164)을 포함한다. 제1 플레이트(158) 및 제2 플레이트(160)는 서로 이격될 수 있다(예를 들어, 축방향으로 이격). 제1 플레이트(158) 및 제2 플레이트(160)는 일반적으로 원주방향으로 연장될 수 있다. 제1 플레이트(158)는 본체(174) 및 본체(174)로부터 반경 방향으로 연장되는 하나 이상의 돌출부(176)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(158) 및 제2 플레이트(160)는 각각 제1 단부(166, 168)로부터 제2 단부(170, 172)까지 원주방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(158)(특히 제1 플레이트(158)의 본체(174)는 제1 단부(166)로부터 제1 플레이트(158)의 제2 단부(170)까지 원주방향으로 연장될 수 있다. 유사하게, 제2 플레이트(160)는 제1 단부(168)로부터 제2 단부(172)까지 원주방향으로 연장될 수 있다. 제1 플레이트(158) 및 제2 플레이트(160)는 일반적으로 서로 평행할 수 있다.

많은 실시형태에서, 제1 플레이트(158)의 하나 이상의 돌출부(176)는 복수의 U자형 개구(178)가 본체(174) 및 제1 플레이트(158)의 돌출부(176)에 의해 획정되도록 각각 원주방향으로 이격된 복수의 돌출부(176)일 수 있다. 각 돌출부(176)는 본체(174)로부터 말단 단부까지 반경 방향으로 연장될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 하나 이상의 신속 해제 핀(180)은 툴링 조립체(100)를 회전자 디스크(28)에 결합시키기 위해 제1 플레이트(158) 또는 제2 플레이트(160) 중 하나를 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 신속 해제 핀(180)은 툴링 조립체(100)를 회전자 디스크(28)에 결합시키기 위해 하나 이상의 돌출부(176)의 돌출부(176)를 통해 연장될 수 있다. 특히, 제1 플레이트(158)의 하나 이상의 돌출부(176)는 구멍(177)을 획정할 수 있고, 신속 해제 핀(180)은 회전자 블레이드(32)(도 10)에 대한 툴링 조립체(100)의 적절한 정렬을 유지하면서 툴링 조립체(100)를 회전자 디스크에 결합시키기 위해 회전자 디스크(28)의 후크(182)를 통해 제1 플레이트(158)에 획정된 구멍(177) 내로 삽입될 수 있다. 도시된 바와 같이, 신속 해제 핀(180)은 핸들 및 핸들부터 말단 단부까지 연장되는 핀 몸체를 포함할 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 하나 이상의 부재(162)는 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 연장될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부재(162)는 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 배열된 복수의 부재(162)를 포함할 수 있다. 각 부재(162)는 2개의 구성요소 사이에서 연장되고, 2개의 구성요소를 함께 결합하는 기다란 막대, 로드 또는 다른 구조일 수 있다. 다양한 실시형태에서, 각 부재(162)는 중공이고 2개의 플랜지 사이에서 연장되는 기다란 직사각형 막대일 수 있다. 각 부재(162)는 일반적으로 축방향으로 연장될 수 있고, 각 부재(162)는 제1 플레이트(158) 및 제2 플레이트(160)에 대해 일반적으로 수직일 수 있다.

다양한 실시형태에서, 하나 이상의 부재(162)는 각각 제1 플레이트(158)로부터 제2 플레이트(160)까지 연장되는 제1 외부 부재(184) 및 제2 외부 부재(186)를 포함할 수 있다. 특히, 제1 외부 부재(184) 및 제2 외부 부재(186)는 각각 제1 플레이트(158)의 내면부터 제2 플레이트(160)의 내면까지 연장될 수 있다. 제2 외부 부재(186)는 제1 플레이트(158)의 제1 단부(166)로부터 제2 플레이트(160)의 제1 단부(168)까지 일반적으로 축방향으로 연장될 수 있다. 유사하게, 제1 외부 부재(184)는 제1 플레이트(158)의 제2 단부(170)로부터 제2 플레이트(160)의 제2 단부(172)까지 일반적으로 축방향으로 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 플레이트(158), 제2 외부 부재(186), 제2 플레이트(160), 및 제1 외부 부재(184)는 툴링 조립체(100)의 외부 둘레를 형성할 수 있다.

많은 실시형태에서, 하나 이상의 부재(162)는 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이(예를 들어, 축방향으로 사이에) 및 제2 외부 부재(186)와 제1 외부 부재(184) 사이에(예를 들어, 원주방향으로 사이에) 배열된 복수의 행 부재(188)를 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 각 행 부재는 제1 외부 부재(184) 및 제2 외부 부재(186)와 길이가 동일할 수 있어서, 각 행 부재(188)는 중간 블록(220)을 통해 연장된다. 이러한 실시형태에서, 각 중간 블록(220)은 행 부재(188) 주위에 배치될 수 있고, 플랜지(190, 192)는 중간 블록(220)을 하나 이상의 볼트(194)(예를 들어, 나사)로 행 부재에 고정하기 위해 행 부재(188)에 용접될 수 있다. 이러한 방식으로, 블록은 제거 동안 회전자 블레이드를 안내하고 이에 손상을 피하기 위해 외부 부재(184, 186), 행 부재(188), 및 플레이트(158, 160)에 의해 생성된 강철 구조 위에 놓일 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 복수의 행 부재(188)의 각 행 부재(188)는 제2 외부 부재(186) 및 제1 외부 부재(184)보다 더 짧을 수 있다(예를 들어, 약 50% 축방향으로 더 짧은 것과 같이, 축방향으로 더 짧은). 복수의 행 부재(188)의 각 행 부재(188)는 복수의 블록(164)의 제1 블록, 제1 플레이트(158), 또는 제2 플레이트(160) 중 하나로부터 복수의 블록(164)의 제2 블록, 제1 플레이트(158), 또는 제2 플레이트(160) 중 하나까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 도 7에 집합적으로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 행 부재(188)는 제1 플레이트(158)로부터 복수의 블록(164)의 블록까지 연장될 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 행 부재(188)는 제2 플레이트(160)로부터 복수의 블록(164)의 블록까지 연장될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 적어도 하나의 행 부재(188)는 복수의 블록(164)의 제1 블록으로부터 복수의 블록(164)의 제2 블록까지 연장될 수 있다.

많은 실시형태에서, 각 부재(162)는 제1 플랜지(190)(또는 전방 플랜지)와 제2 플랜지(192)(또는 후방 플랜지) 사이에서 연장될 수 있다. 제1 플랜지(190)는 하나 이상의 볼트(194)(제1 플랜지(190)를 통해 연장되는 2개의 나사형 볼트와 같은)를 통해 제1 플레이트(158) 또는 복수의 블록(164)의 블록 중 하나에 결합될 수 있다. 유사하게, 제2 플랜지(192)는 하나 이상의 볼트(194)(제2 플랜지(192)를 통해 연장되는 2개의 나사형 볼트와 같은)를 통해 제2 플레이트(160) 또는 복수의 블록(164)의 블록에 결합될 수 있다.

특정 실시형태에서, 툴링 조립체(100)는 복수의 부재(162)의 적어도 하나의 부재(162)로부터 반경 방향으로 연장되는 레벨링 피트(196)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 레벨링 피트(196)는 제2 외부 부재(186) 및 제1 외부 부재(184)를(예를 들어, 반경 방향 내측으로) 반경 방향으로 연장할 수 있다. 레벨링 피트(196)는 제2 외부 부재(186) 또는 제1 외부 부재(184)에 나사 결합된 나사형 로드(197), 및 나사형 로드(197)의 말단 단부 상에 배치된 디스크(198)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 툴링 조립체(100)는 4개의 레벨링 피트(196)(예를 들어, 제2 외부 부재(186)에 결합된 2개 및 제1 외부 부재(184)에 결합된 2개)를 포함할 수 있다. 레벨링 피트(196)는 툴링 조립체(100)가 베어링 케이싱(199)와 같은 원주방향으로 만곡된 표면 상에 놓여지게 할 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 복수의 블록(164)은 하나 이상의 부재(162)에 장착되고 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이의 하나 이상의 행(202, 204, 206, 208) 내에 배열될 수 있다. 복수의 블록(164)의 각 블록(164)은 개구(210)를 획정할 수 있다. 복수의 블록(164)의 적어도 하나의 블록(164)은 회전자 블레이드(32)의 장착 부분(57)의 외부 형상에 대응하는 개구(210)를 획정할 수 있다.

하나 이상의 행(202, 204, 206, 208)은 블록(164)의 제1 행(202), 블록(164)의 하나 이상의 중간 행(제2 행(204) 및 제3 행(206)과 같은), 및 블록의 마지막 행(208)을 포함할 수 있다. 많은 실시형태에서, 복수의 블록(164)은 제1 행(202), 제2 행(204), 제3 행(206), 및 마지막 행(208) 내에 배열될 수 있다. 본원에 도시되고 설명된 툴링 조립체(100)는 4개의 행(202, 204, 206, 208) 내에 배열된 복수의 블록(164)을 갖지만, 복수의 블록(164)은 임의의 적합한 수의 행 내에 배열될 수 있고, 본 발명은 청구범위에 구체적으로 언급되지 않는 한 임의의 특정 수의 행으로 제한되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 예시적인 실시형태에서, 블록(164)의 4개의 행(202, 204, 206, 208)은 단지 3개(최소임)의 다른 회전자 블레이드(32)가 부분적으로 제거되는 것을 요구하지만(예를 들어, 각 행 내으로) 회전자 블레이드(32)의 안전한 제거를 허용하기 때문에 툴링 조립체(100)를 위해 특히 유리할 수 있다.

블록(164)의 각 행(202, 204, 206, 208)은 제1 플레이트(158)에 결합된 전방 블록(218) 및 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 배치된 중간 블록(220)을 포함할 수 있다(예를 들어, 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이에 직접 중심선 상에 배치된 것과 같이, 축방향으로 사이에). 제1 행(202) 및 제2 행(204)은 제2 플레이트(160)에 결합된 후방 블록(222)을 더 포함할 수 있다. 전방 블록(218), 중간 블록(220) 및 후방 블록(222)은 서로 축방향으로 이격될 수 있다. 많은 실시형태에서, 하나 이상의 부재(162)는 블록의 주어진 행에 대해 전방 블록(218)으로부터 중간 블록(220)까지 연장될 수 있고, 하나 이상의 부재(162)는 블록의 주어진 행에 대해 중간 블록(220)으로부터 후방 블록(222)까지 연장될 수 있다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 부재(162)는 제1 플레이트(158)와 제2 플레이트(160) 사이 모든 블록(218, 220, 222)을 통과할 수 있다.

복수의 블록(164)의 각 블록(164)은 제1 측벽(212), 제1 측벽(212)으로부터 이격된 제2 측벽(214)(예를 들어, 원주 방향(C)으로), 및 제1 측벽(212)과 제2 측벽(214) 사이에 연장되는 베이스(216)를 포함할 수 있다. 전방 블록(218)의 측벽(212, 214)은 중간 블록(220)의 측벽(212, 214) 및/또는 후방 블록(222)의 측벽(212, 214) 보다 짧을 수 있다. 블록의 제1 행(202)의 각 블록(164)의 측벽(212, 214)은 직선으로 연장될 수 있어서(예를 들어, 윤곽있는 내부 표면없이 반경 방향으로), 제1 행(202)의 각 블록(164)은 일반적으로 U자형이며, 그에 의해 일반적으로 직사각형 형상인(예를 들어, 단일 측부가 누락된) 개구(210)를 획정한다. 대조적으로, 제2 행(204) 내의 각 블록(164)의 측벽(212, 214), 제3 행(206) 및 블록의 마지막 행(208)은 회전자 블레이드(32)의 장착 부분(57)의 외부 형상에 대응하는 내부 윤곽을 포함할 수 있어서, 중간 행(예를 들어, 제2 행(204) 및 제3 행(206)의 각 블록(164) 및 마지막 행(208)의 각 블록(164)은 회전자 블레이드(32)의 장착 부분(57)의 외부 형상에 대응하는 개구(210)를 획정한다. 이러한 방식으로, 제2 행(204), 제3 행(206) 및 마지막 행(208) 내의 각 블록(164)은 회전자 블레이드(32)를 행 내의 블록(164)에 고정하기 위해 블록의 행 내로 부분적으로 제거되는 회전자 블레이드(32)로 간섭 맞춤(또는 마찰 맞춤)을 형성할 수 있다.

여러 실시형태에서, 블록(164)의 제1 행(202)은 블록(164)의 하나 이상의 중간 행의 블록(164)의 하나의 중간 행(예를 들어, 제2 행(204)에 원주방향으로 이웃할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 행(202)은 툴링 조립체(100)의 블록(164)의 외측 행을 원주방향으로 형성할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 잠금 핀(224)은 복수의 블록(164)의 하나 이상의 블록(164)을 통해 연장될 수 있다. 잠금 핀(224)은 블록(164)의 측벽(212, 214)을 통해 연장될 수 있다. 특히, 잠금 핀(224)은 제1 행(202)의 중간 블록(220) 및 제1 행(202)의 후방 블록(222)과 같은 블록(164)의 제1 행(202) 내의 하나 이상의 블록(164)을 통해 연장된다. 잠금 핀(224)은 연장되는 블록(164)에 나사 결합될 수 있어서, 회전자 블레이드(32)를 블록(164)의 개구(210) 내에서 회전자 디스크(28)로부터 안전하게 제거하기 위해 제거 가능하게 고정할 수 있다.

도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 양태에 따라 압축기(14) 상의 제거 위치에 배치된 툴링 조립체(100)를 예시한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)는 회전자 블레이드(32)의 제1 스테이지에서 하나 이상의 회전자 블레이드(32)를 제거하기 위해 회전자 디스크(28)에 근접한 베어링 케이싱(199) 상에 위치될 수 있다. 레벨링 피트(196)는 베어링 케이싱(199)에 접촉할 수 있고, 툴링 조립체(100)를 지지할 수 있다. 신속 해제 핀(180)은 하나 이상의 회전자 블레이드(32)의 제거를 위해 툴링 조립체(100)를 압축기(14)에 결합시키도록 회전자 디스크(28)의 후크(182)를 통해 툴링 조립체(100)의 제1 플레이트(158) 내로 연장될 수 있다. 각 행(202, 204, 206, 208)은 회전자 디스크(28) 내의 각 회전자 블레이드(32)에 정렬될 수 있다. 더 특히, 각 행(202, 204, 206, 208)은 회전자 블레이드(32)가 유지되는 슬롯(56)의 중심선에 정렬될 수 있어서, 각 회전자 블레이드(32)가 각 슬롯(56)으로부터 미끄러져 나오고 툴링 조립체(100)의 각 행(202, 204, 206, 208) 내로 미끄러져 들어갈 수 있다.

도 9는 툴링 조립체(100)를 압축기(14) 상에 설치하는 동안 툴링 조립체(100)의 확대 사시도를 예시하고, 도 10은 본 개시내용의 실시형태에 따른 설치 위치의 툴링 조립체(100)의 확대 사시도를 예시한다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 회전자 디스크(28)는 홈(226) 및 애퍼쳐(228)를 각각 획정하는 복수의 후크(182)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)의 설치 동안, 제1 플레이트(158)는 돌출부(176)가 후크(182) 사이에 배치되도록 위치될 수 있다. 이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)는 돌출부를 통해 획정된 구멍(177)이 후크를 통해 획정된 애퍼쳐(228)에 정렬될 때까지 돌출부(176)가 홈(226) 내로 이동되도록 원주방향으로 이동될 수 있다. 다음으로, 신속 해제 핀(180)은 애퍼쳐(228)를 통해 구멍(177) 내로 삽입되어, 툴링 조립체(100)를 회전자 디스크(28)에 결합시킬 수 있다.

도 11 내지 도 13은 각각 압축기(14)에 장착되고 회전자 디스크(28)로부터 적어도 부분적으로 제거되고 툴링 조립체의 행 내에 적어도 부분적으로 배치된 일련의 회전자 블레이드(150)를 갖는 툴링 조립체(100)의 사시도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 블록(164)의 각 행(202, 204, 206, 208)은 복수의 회전자 블레이드(32)의 각 회전자 블레이드(32)를 유지할 수 있다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 툴링 조립체(100)는 압축기(14)의 베어링 케이싱(199)에 제거 가능하게 장착될 수 있고, 일련의 회전자 블레이드(150) 내의 하나 이상의 회전자 블레이드(32)는(예를 들어, 제1 스테이지의) 회전자 블레이드(32)의 각각이 행(202, 204, 206, 208)을 획정하는 하나 이상의 블록(164) 내로 미끄러져 들어감으로써 회전자 디스크(28)로부터 제거될 수 있다. 각 행(202, 204, 206, 208)은 단일 회전자 블레이드(32)를 유지하도록 구성될 수 있다.

이제 도 14를 참조하면, 본 주제의 양태에 따라 툴링 조립체를 사용하여 터보기계의 회전자 디스크로부터 일련의 회전자 블레이드 내의 회전자 블레이드를 제거하는 방법(1400)의 하나의 실시형태의 흐름도가 예시되어 있다. 일반적으로, 방법(1400)은 도 1 내지 도 13을 참조하여 상술된 가스 터빈(10), 압축기(14), 및 툴링 조립체(100)를 참조하여 본원에서 설명될 것이다. 그러나, 개시된 방법(1400)이 일반적으로 임의의 적합한 터보기계와 함께 활용될 수 있고/있거나 임의의 다른 적합한 시스템 구성을 갖는 시스템과 관련하여 활용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 도 14에 예시 및 논의의 목적을 위해 특정 순서로 수행되는 단계를 도시하지만, 본원에서 논의된 방법은, 청구범위에서 달리 특정되지 않는 한, 임의의 특정 순서 또는 배열에 한정되지 않는다. 당업자는 본원에 제공된 개시내용을 사용하여, 본원에 개시된 방법의 다양한 단계가 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고서 생략되고, 재배열되고, 조합되고, 그리고/또는 다양한 방식으로 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도시된 바와 같이, 방법(1400)의 맥락에서 설명된 일련의 회전자 블레이드는 제1 회전자 블레이드, 마지막 회전자 블레이드, 및 제1 회전자 블레이드와 마지막 회전자 블레이드 사이에 배치된 하나 이상의 중간 회전자 블레이드 (2개의 중간 회전자 블레이드와 같은)를 포함할 수 있다. 방법(1400)은 단계(1402)에서 회전자 디스크에 근접한 베어링 케이싱 상에 툴링 조립체를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 회전자 디스크에 근접한 베어링 케이싱 상에 툴링 조립체를 위치시키는 단계는 복수의 돌출부의 각 돌출부를 회전자 디스크의 후크에 의해 획정된 각 홈 내로 원주방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 도 9 및 도 10을 비교함으로써 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)의 설치 동안, 제1 플레이트(158)는 돌출부(176)가 후크(182) 사이에 배치되도록 위치될 수 있다. 이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 툴링 조립체(100)는, 돌출부를 통해 획정된 구멍(177)이 후크를 통해 획정된 애퍼쳐(228)에 정렬될 때까지 각 돌출부(176)가 각 홈(226) 내로 이동되도록 원주방향으로 이동될 수 있다. 다음으로, 신속 해제 핀(180)은 애퍼쳐(228)를 통해 구멍(177) 내로 삽입되어, 툴링 조립체(100)를 회전자 디스크(28)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 방법(1400)은 복수의 후크의 후크에 획정된 구멍을 통해 복수의 돌출부의 돌출부 내로 신속 해제 핀을 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

많은 구현예에서, 방법(1400)은 단계(1404)에서 일련의 회전자 블레이드의 제1 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 제1 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나가고 블록의 제1 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 회전자 블레이드는 제1 행의 블록에 의해 획정된 개구 내로 이동(또는 미끄러져 들어 갈) 될 수 있다. 예를 들어, 단계(1404)에서 미끄러지는 단계는 일련의 회전자 블레이드의 제1 회전자 블레이드가 제1 거리만큼 미끄러지는 단계를 포함할 수 있다(가장 큰 거리인 제1 거리로).

방법(1400)은 단계(1406)에서 하나 이상의 중간 회전자 블레이드의 각 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 하나 이상의 중간 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 하나 이상의 중간 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간 회전자 블레이드는 블록의 중간 행의 블록에 의해 획정된 개구 내로 이동(또는 미끄러져 들어 갈) 될 수 있다. 예를 들어, 단계(1406)에서 미끄러지는 단계는 일련의 회전자 블레이드의 중간 회전자 블레이드가 제1 회전자 블레이드가 이동되거나 미끄러지는 거리보다 작은 중간 거리만큼 미끄러지는 단계를 포함할 수 있다.

방법(1400)은 단계(1408)에서 일련의 회전자 블레이드의 마지막 회전자 블레이드가 회전자 디스크 내의 마지막 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 마지막 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 마지막 회전자 블레이드는 블록의 마지막 행의 블록에 의해 획정된 개구 내로 이동(또는 미끄러져 들어 갈) 될 수 있다. 예를 들어, 단계(1408)에서 미끄러지는 단계는 일련의 회전자 블레이드의 마지막 회전자 블레이드가 마지막 거리로 미끄러지는 단계를 포함할 수 있다. 마지막 거리는 제1 회전자 블레이드가 이동되는 제1 거리 및 중간 회전자 블레이드가 이동하는 중간 거리에 비해 최소 또는 최단 거리이다.

예시적인 구현예에서, 방법(1400)은 단계(1410)에서 제1 회전자 블레이드가 제1 슬롯으로부터 완전히 제거되고 블록의 제1 행 내에 장착될 때까지 단계 (1404 내지 1408)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 회전자 블레이드를 제거하는 단계는 이웃하는 에어포일의 충돌을 피하기 위해 반복 프로세스일 수 있다. 예를 들어, 다시 간략히 도 2를 참조하면, 제1 회전자 블레이드(152)가 슬롯(56)으로부터 완전히 제거되고 툴링 조립체(100) 내에 유지되면, 일련의 회전자 블레이드(32)의 다른 회전자 블레이드(32)는 여전히 각 슬롯(56) 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 제1 회전자 블레이드(152)를 제거하는 단계는 에어포일 충돌을 피하기 위해 반복 프로세스이다. 예를 들어, 일련의 회전자 블레이드(150)의 제1 회전자 블레이드(152)를 제거할 때, 제1 회전자 블레이드(152)는 제1 거리만큼 이동되고, 이어서 일련의 회전자 블레이드(150)의 제2 회전자 블레이드는 제1 거리보다 짧은 제2 거리만큼 이동되고, 이어서 일련의 회전자 블레이드(150)의 제3 회전자 블레이드는 제2 거리보다 짧은 제3 거리만큼 이동되고, 이어서 일련의 회전자 블레이드(150)의 마지막 회전자 블레이드(156)는 제3 거리보다 짧은 마지막 거리만큼 이동된다. 이러한 프로세스는 제1 회전자 블레이드(152)가 회전자 디스크(28)로부터 제거되고 툴링 조립체(100) 내에 위치될 때까지 반복된다.

일부 실시형태에서, 제1 회전자 블레이드를 블록의 제1 행에 장착하기 위해, 방법(1400)은 제1 회전자 블레이드를 하나 이상의 잠금 핀으로 블록의 제1 행에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 잠금 핀은 블록의 제1 행의 하나 이상의 블록을 통해 연장될 수 있다. 하나 이상의 잠금 핀은 블록의 제1 행의 하나 이상의 블록에 나사 결합될 수 있어서, 잠금 핀의 회전은 그 위치를 이동시킨다. 하나 이상의 잠금 핀은 하나 이상의 잠금 핀이 제1 회전자 블레이드에 접촉할 때까지 회전될 수 있어, 제1 회전자 블레이드를 툴링 조립체의 블록에 고정할 수 있다.

다양한 구현예에서, 제1 회전자 블레이드가 완전히 제거된 후(예를 들어, 단계(1410) 후에), 방법(1400)은 하나 이상의 중간 회전자 블레이드가 하나 이상의 중간 블록으로부터 미끄러져 나오고 다시 하나 이상의 중간 슬롯 내로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다. 유사하게, 방법(1400)은 제1 회전자 블레이드가 완전히 제거되면 마지막 회전자 블레이드가 마지막 블록에서 미끄러져 나오고 마지막 슬롯 내로 다시 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다. 그 후, 툴링 조립체는 압축기(14)로부터 분리될 수 있다.

이 기술된 설명서는 최선의 형태를 포함하여 본 발명을 개시하기 위하여, 그리고 또한 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 및 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 모든 당업자가 실시하는 것을 가능하게 하기 위하여, 예시를 사용한다. 본 발명의 특허가능 범위는 청구범위에 의해서 한정되고, 당업자에게 발생하는 다른 예시를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예시는 청구범위의 문헌적 표현과 상이하지 않은 구조적 요소를 포함한다면, 또는 그들이 청구범위의 문헌적 표현과 사소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

본 발명의 추가 양태는 하기 항목의 주제에 의해 제공된다:

제1항. 터보기계의 회전자 디스크로부터 회전자 블레이드를 제거하기 위한 툴링 조립체에 있어서, 상기 툴링 조립체는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 연장되는 하나 이상의 부재: 및 상기 하나 이상의 부재에 장착되고 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 하나 이상의 행으로 배열된 복수의 블록을 포함하며, 상기 복수의 블록의 적어도 하나의 블록이 상기 회전자 블레이드의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구를 획정하는, 툴링 조립체.

제2항. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 각각 제1 단부부터 제2 단부까지 원주방향으로 연장되는, 툴링 조립체.

제3항. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재의 적어도 하나의 부재부터 반경 방향으로 연장되는 레벨링 피트를 더 포함하는, 툴링 조립체.

제4항. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재는 상기 복수의 블록의 제1 블록, 상기 제1 플레이트, 또는 상기 제2 플레이트 중 하나로부터 상기 복수의 블록의 제2 블록, 상기 제1 플레이트, 또는 상기 제2 플레이트 중 하나까지 연장되는 복수의 행 부재를 포함하는, 툴링 조립체.

제5항. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재는 상기 제1 플레이트부터 상기 제2 플레이트까지 각각 연장되는 제1 외부 부재 및 제2 외부 부재를 포함하는, 툴링 조립체.

제6항. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 행은 블록의 제1 행, 블록의 하나 이상의 중간 행, 및 블록의 마지막 행을 포함하는, 툴링 조립체.

제7항. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 블록의 상기 제1 행의 각 블록은 U자형을 획정하고, 블록의 마지막 행의 각 블록 및 블록의 하나 이상의 중간 행의 각 블록은 상기 회전자 블레이드의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구를 획정하는, 툴링 조립체.

제8항. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 블록의 상기 제1 행은 블록의 상기 하나 이상의 중간 행의 블록의 하나의 중간 행에 원주방향으로 이웃하는, 툴링 조립체.

제9항. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 핀은 상기 복수의 블록의 하나 이상의 블록을 연장시키는, 툴링 조립체.

제10항. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 신속 해제 핀은 상기 툴링 조립체를 상기 회전자 디스크에 결합시키기 위해 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트 중 하나를 통해 연장되는, 툴링 조립체.

제11항. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 플레이트는 본체 및 상기 본체로부터 반경 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 하나 이상의 신속 해제 핀은 상기 제1 플레이트의 상기 돌출부를 통해 연장되는, 툴링 조립체.

제12항. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 블레이드는 상기 압축기의 제1 스테이지의 압축기 회전자 블레이드인, 툴링 조립체.

제13항. 일련의 회전자 블레이드가 상기 제1 회전자 블레이드, 마지막 회전자 블레이드, 및 하나 이상의 중간 회전자 블레이드를 포함하며, 툴링 조립체를 사용하여 터보기계의 회전자 디스크로부터 상기 일련의 회전자 블레이드의 회전자 블레이드를 제거하는 방법에 있어서, 상기 방법은: 상기 툴링 조립체를 상기 회전자 디스크에 근접한 베어링 케이싱 상에 위치시키는 단계; 상기 일련의 회전자 블레이드의 제1 회전자 블레이드가 상기 회전자 디스크 내의 제1 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고 블록의 제1 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계; 상기 하나 이상의 중간 회전자 블레이드의 각 블레이드가 상기 회전자 디스크의 하나 이상의 중간 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 하나 이상의 중간 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계; 상기 일련의 회전자 블레이드의 마지막 회전자 블레이드가 상기 회전자 디스크의 마지막 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 마지막 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계; 및 상기 제1 회전자 블레이드가 상기 제1 슬롯으로부터 완전히 제거되고, 블록의 상기 제1 행 내로 장착될 때까지 단계(b) 내지 단계(d)를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.

제14항. 제13항에 있어서, 상기 툴링 조립체는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 연장되는 하나 이상의 부재를 포함하는, 방법.

제15항. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 회전자 디스크는 각각 홈을 획정하는 복수의 후크를 더 포함하고, 상기 제1 플레이트는 본체 및 상기 본체로부터 연장되는 복수의 돌출부를 포함하는, 방법.

제16항. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 툴링 조립체를 상기 회전자 디스크에 근접한 베어링 케이싱 상에 위치시키는 단계는 상기 복수의 돌출부의 각 돌출부를 각 홈 내로 원주방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.

제17항. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 신속 해제 핀을 상기 복수의 후크의 후크에 획정된 구멍을 통해 상기 복수의 돌출부의 돌출부 내로 삽입하는 단계를 더 포함하는, 방법.

제18항. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 블록의 상기 제1 행의 상기 제1 회전자 블레이드를 장착하는 단계는 블록의 상기 제1 행의 상기 제1 회전자 블레이드를 하나 이상의 잠금 핀으로 고정하는 단계를 포함하는, 방법.

제19항. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 회전자 블레이드가 완전히 제거된 후에, 상기 방법은 상기 하나 이상의 중간 회전자 블레이드가 블록의 상기 하나 이상의 중간 행으로부터 미끄러져 나오고 다시 상기 하나 이상의 중간 슬롯 내로 미끄러져 들어가는 단계를 더 포함하는, 방법.

제20항. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마지막 회전자 블레이드가 상기 마지막 블록으로부터 미끄러져 나오고 다시 마지막 슬롯으로 미끄러져 들어가는 단계를 추가로 포함하는, 방법.

Claims (15)

1. 터보기계의 회전자 디스크(198)로부터 회전자 블레이드(32)를 제거하기 위한 툴링 조립체(100)로서, 상기 툴링 조립체(100)는:
   제1 플레이트(158);
   상기 제1 플레이트(158)로부터 이격된 제2 플레이트(160);
   상기 제1 플레이트(158)와 상기 제2 플레이트(160) 사이에 연장되는 하나 이상의 부재(162); 및
   상기 하나 이상의 부재(162)에 장착되고 상기 제1 플레이트(158)와 상기 제2 플레이트(160) 사이에 하나 이상의 행으로 배열된 복수의 블록(164)을 포함하며, 상기 복수의 블록(164)의 적어도 하나의 블록(164)이 상기 회전자 블레이드(32)의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구(210)를 획정하는, 툴링 조립체(100).
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트(158) 및 상기 제2 플레이트(160)는 각각 제1 단부(166)로부터 제2 단부(170)까지 원주방향으로 연장되는, 툴링 조립체(100).
3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재(162)의 적어도 하나의 부재로부터 반경 방향으로 연장되는 레벨링 피트(196)를 더 포함하는, 툴링 조립체(100).
4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재(162)는 상기 복수의 블록(164)의 제1 블록(164), 상기 제1 플레이트(158), 또는 상기 제2 플레이트(160) 중 하나로부터 상기 복수의 블록(164)의 제2 블록(164), 상기 제1 플레이트(158), 또는 상기 제2 플레이트(160) 중 하나까지 연장되는 복수의 행 부재(162)를 포함하는, 툴링 조립체(100).
5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 부재(162)는 상기 제1 플레이트(158)로부터 상기 제2 플레이트(160)까지 각각 연장되는 제1 외부 부재(184) 및 제2 외부 부재(186)를 포함하는, 툴링 조립체(100).
6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 행은 블록의 제1 행(202), 블록의 하나 이상의 중간 행, 및 블록의 마지막 행(208)을 포함하는, 툴링 조립체(100).
7. 제6항에 있어서, 블록의 상기 제1 행(202)의 각 블록(164)은 U자형을 획정하고, 블록의 마지막 행(208)의 각 블록(164) 및 블록의 상기 하나 이상의 중간 행의 각 블록(164)은 상기 회전자 블레이드(32)의 장착 부분의 외부 형상에 대응하는 개구(210)를 획정하는, 툴링 조립체(100).
8. 제6항에 있어서, 블록의 상기 제1 행(202)은 블록의 상기 하나 이상의 중간 행의 블록의 하나의 중간 행에 원주방향으로 이웃하는, 툴링 조립체(100).
9. 제1항에 있어서, 잠금 핀(224)은 상기 복수의 블록(164)의 하나 이상의 블록을 연장시키는, 툴링 조립체(100).
10. 제1항에 있어서, 하나 이상의 신속 해제 핀(180)은 상기 툴링 조립체(100)를 상기 회전자 디스크(198)에 결합시키기 위해 상기 제1 플레이트(158) 또는 상기 제2 플레이트(160) 중 하나를 통해 연장되는, 툴링 조립체(100).
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 플레이트(158)는 본체(174) 및 상기 본체(174)로부터 반경 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 하나 이상의 신속 해제 핀(180)은 상기 제1 플레이트(158)의 상기 돌출부를 통해 연장되는, 툴링 조립체(100).
12. 제1항에 있어서, 상기 회전자 블레이드(32)는 압축기의 제1 스테이지의 압축기 회전자 블레이드(32)인, 툴링 조립체(100).
13. 툴링 조립체(100)를 사용하여 터보기계의 회전자 디스크(198)로부터 일련의 회전자 블레이드(150)의 회전자 블레이드(32)를 제거하는 방법으로서, 상기 일련의 회전자 블레이드(150)는 제1 회전자 블레이드(152), 마지막 회전자 블레이드(156), 및 하나 이상의 중간 회전자 블레이드(154)를 포함하며, 상기 방법은:
    (a) 상기 툴링 조립체(100)를 상기 회전자 디스크(198)에 근접한 베어링 케이싱(199) 상에 위치시키는 단계;
    (b) 상기 일련의 회전자 블레이드(150)의 제1 회전자 블레이드(152)가 상기 회전자 디스크(198)의 제1 슬롯(56)으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고 블록의 제1 행(202) 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계;
    (c) 상기 하나 이상의 중간 회전자 블레이드(154)의 각 회전자 블레이드가 상기 회전자 디스크(198)의 하나 이상의 중간 슬롯으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 하나 이상의 중간 행 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계;
    (d) 상기 일련의 회전자 블레이드의 상기 마지막 회전자 블레이드(156)가 상기 회전자 디스크(198)의 마지막 슬롯(56)으로부터 부분적으로 미끄러져 나오고, 블록의 마지막 행(208) 내로 부분적으로 미끄러져 들어가는 단계; 및
    (e) 상기 제1 회전자 블레이드(152)가 상기 제1 슬롯(56)으로부터 완전히 제거되고 블록의 상기 제1 행(202)에 장착될 때까지 단계(b) 내지 단계(d)를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 툴링 조립체(100)는 제1 플레이트(158), 상기 제1 플레이트(158)로부터 이격된 제2 플레이트(160), 및 상기 제1 플레이트(158)와 상기 제2 플레이트(160) 사이에 연장되는 하나 이상의 부재(162)를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 회전자 디스크(198)는 각각 홈(226)을 획정하는 복수의 후크를 더 포함하고, 상기 제1 플레이트(158)는 본체(174) 및 상기 본체(174)로부터 연장되는 복수의 돌출부(176)를 포함하는, 방법.