特許 7584985 ガスタービンエンジン用のケーシングの内面にスロットを機械加工するためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】ガスタービンエンジン用のケーシングの内面にスロットを機械加工するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20241111BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20241111BHJP

   F01D 25/24 20060101ALI20241111BHJP

【ＦＩ】

F02C7/00 D

F01D25/00 X

F01D25/24 D

F01D25/24 R

【請求項の数】 8

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020174589

(22)【出願日】2020-10-16

(65)【公開番号】P2021071113

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2023-10-06

(31)【優先権主張番号】16/668,846

(32)【優先日】2019-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】カート・クラマー・シュレイフ

(72)【発明者】

【氏名】ファビアン・グーベルマン

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・デイビッド・エリス

(72)【発明者】

【氏名】ロバート・デイビット・ジョーンズ

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・グロール

(72)【発明者】

【氏名】ロマン・ステファン・ペーター

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第７０２９３７１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１８５５７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ １／００－ ９／００

Ｆ０１Ｄ １／００－２５／３６

Ｆ０２Ｃ １／００－ ９／５８

Ｆ２３Ｒ ３／００－ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン（１１）用のケーシング（４２）の内面にスロット（４５）を機械加工するためのミリング装置（７４，９６，１３４）であって、当該ミリング装置（７４，９６，１３４）が、
前記ケーシング（４２）の前記内面上の構造的特徴（６６）と係合し、前記ケーシング（４２）の長手方向軸（３６）に対する当該ミリング装置（７４，９６，１３４）の軸方向位置を維持するように構成された複数の構造ガイド（８８，１３２）を備えるフレームアセンブリ（７６，９８，１３６）と、
前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）に結合されたミリングカッタ（７８，１００，１３８）と
を備えており、
当該ミリング装置（７４，９６，１３４）が、前記長手方向軸（３６）に対して円周方向（３４）に変位し、前記ミリングカッタ（７８，１００，１３８）を介して、前記円周方向（３４）に前記ケーシング（４２）の前記内面に沿って前記スロット（４５）を機械加工するように構成されており、
前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）が、一対のバー（１４８）に結合された一対のレール（１５０，１５２）を備えており、前記一対のレール（１５０，１５２）の各レール（１５０，１５２）の位置が、前記一対のバー（１４８）の長さに沿って調整可能である、ミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項2】

前記複数の構造ガイド（８８，１３２）の各構造ガイド（８８，１３２）の断面が、Ｌ字形状を有する、請求項１に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項3】

前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）が、サイズが調整可能であり、構造ガイド（８８，１３２）の異なるセットに交換可能に結合されるように構成され、構造ガイド（８８，１３２）の各異なるセットが、前記ケーシング（４２）の前記内面上で、異なるサイズ、形状又はそれらの組み合わせの構造的特徴（６６）と係合するように構成される、請求項１に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項4】

前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）に結合されたプレート（１５８）を備え、前記ミリングカッタ（７８，１００，１３８）が、前記プレート（１５８）を介して前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）に結合される、請求項１に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項5】

前記プレート（１５８）上の前記ミリングカッタ（７８，１００，１３８）の位置が、前記ケーシング（４２）の前記長手方向軸（３６）に対して軸方向（３０）に調整可能である、請求項４に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項6】

ガスタービンエンジン（１１）のケーシング（４２）の内面と連係するように構成され、前記ケーシング（４２）の前記長手方向軸（３６）に垂直な方向に支持力を提供し、前記長手方向軸（３６）に対して円周方向（３４）への当該ミリング装置（７４，９６，１３４）の移動を可能にするベアリング支持体をさらに備えており、
前記ベアリング支持体が、前記ケーシング（４２）の前記内面に面する前記フレームアセンブリ（７６，９８，１３６）の表面上に配置される、請求項１に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項7】

前記ベアリング支持体が、前記ケーシング（４２）の前記長手方向軸（３６）に垂直な方向に支持力を提供するように構成された複数のばね荷重ピン（１９０）を備え、前記複数のばね荷重ピン（１９０）の各ばね荷重ピン（１９０）が、摩擦がなく、前記円周方向（３４）への当該ミリング装置（７４，９６，１３４）の移動を可能にする、請求項６に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【請求項8】

前記円周方向（３４）への当該ミリング装置（７４，９６，１３４）の移動を可能にするローラ（１２０）を備える、請求項１に記載のミリング装置（７４，９６，１３４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題は、ガスタービンシステムに関し、より具体的には、ガスタービンシステムのケーシングにスロットを機械加工するためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、様々な用途で動力を生成するために使用される。典型的には、これらのガスタービンを利用する前に（例えば、発電所で）、試験および検証が実施される。効果的な試験および検証により、ガスタービンならびに発電所の効率および生産性を向上させることができる。しかし、ガスタービンエンジンに対して試験および検証を実施するための機器の設置は、労働集約的であり、時間がかかる場合がある。

【発明の概要】

【0003】

最初に特許請求する主題の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求する主題の範囲を限定することを意図しておらず、むしろ、これらの実施形態は、本主題の可能性がある形態の概要を提供することのみを意図している。実際、本主題は、以下に記載する実施形態に類似してもよく、あるいは異なってもよい様々な形態を包含することができる。

【0004】

一実施形態では、ガスタービンエンジン用のケーシングの内面にスロットを機械加工するためのミリング装置が提供される。ミリング装置は、ケーシングの内面上の構造的特徴と係合し、ケーシングの長手方向軸に対するミリング装置の軸方向位置を維持するように構成された複数の構造ガイドを含むフレームアセンブリを含む。ミリング装置はまた、フレームアセンブリに結合されたミリングカッタを含む。ミリング装置は、長手方向軸に対して円周方向に変位し、ミリングカッタを介して、円周方向にケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するように構成される。

【0005】

別の実施形態では、スレッドミリング装置が提供される。スレッドミリング装置は、フレームアセンブリと、フレームアセンブリに結合されたミリングカッタとを含む。スレッドミリング装置はまた、ガスタービンエンジンのケーシングの内面と連係するように構成され、ケーシングの長手方向軸に垂直な方向に支持力を提供し、長手方向軸に対して円周方向へのスレッドミリング装置の移動を可能にするベアリング支持体を含む。スレッドミリング装置は、円周方向に変位し、ミリングカッタを介して、円周方向にケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するように構成される。

【0006】

さらなる実施形態では、ガスタービンエンジン用のケーシングの内面にスロットを機械加工するためのミリングシステムが提供される。ミリングシステムは、フレームアセンブリと、ミリングカッタとを含むスレッドミリング装置を含む。スレッドミリング装置は、ケーシングの長手方向軸に対して円周方向に変位し、ミリングカッタを介して、円周方向にケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するように構成され、フレームアセンブリは、構造ガイドの異なるセットに交換可能に結合されるように構成される。構造ガイドの各セットは、異なるサイズ、形状、またはそれらの組み合わせを含み、スレッドミリング装置がケーシングの内面上の異なる構造的特徴と係合し、ケーシングの長手方向軸に対するミリング装置の軸方向位置を維持することを可能にする。ミリングシステムはまた、構造ガイドの異なるセットを含む。

【0007】

本主題のこれらの、ならびに他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】空気力学測定システムを有するタービンシステムの一実施形態のブロック図である。

【図2】空気力学測定システムを備えた、図１に示されるタービンシステムの一実施形態の断面側面図である。

【図3】複数の円周方向トラックを有するガスタービンエンジン用のケーシング（例えば、圧縮機ケーシング）の一部の内面の一実施形態の斜視図である。

【図4】図３の線４－４内にある、ケーシングの内面に埋め込まれた円周方向トラックの一部の一実施形態の斜視図である。

【図5】ケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するために利用されているミリングシステムの一実施形態の側面概略図である。

【図6】ケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の一実施形態の斜視図である。

【図7】図６のスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の上面斜視図である。

【図8】図６のスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の側面断面図である。

【図9】ケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の一実施形態の正面斜視図である。

【図10】図９のスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の背面斜視図である。

【図11】図９のスロットを機械加工するために利用されているミリング装置の側面図である。

【図12】図９のミリング装置の一部の（例えば、構造ガイドの）側面図である。

【図13】ミリング装置を利用して、ケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するための方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１つまたは複数の具体的な実施形態を、以下に記載する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施態様のすべての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施態様の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施態様に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施態様ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発努力は、複雑で時間がかかるが、それでもなお本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。

【0010】

本開示の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「１つの（ａ、ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つまたは複数存在することを意味することを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図し、列挙された要素以外にもさらなる要素が存在してもよいことを意味する。

【0011】

本開示の実施形態は、ガスタービンエンジンのケーシング（例えば、圧縮機ケーシング）の内面または直径にスロット（例えば、円周方向スロット）をミリングするためのミリングシステムを含む。スロットは、ケーシングまたはガスタービンエンジンの長手方向軸に対して円周方向に延びる。スロットは、ガスタービンエンジンの動作を検証するための測定システム（例えば、複数のセンサを有する）を受け入れるための空洞を画定する円周方向トラックを受け入れるように構成される。ミリングシステムは、フレームアセンブリと、フレームアセンブリに結合されたミリングカッタ（例えば、エンドミルカッタまたはビット）とを含むミリング装置またはツール（例えば、スレッド型のミリング装置またはツール）を含む。フレームアセンブリは、ケーシングの内面上の構造的特徴（例えば、圧縮機ステータベーンを保持するためのスロットを画定する構造的特徴（例えば、突起部）上のスロットまたは保持ローブ）と係合し、長手方向軸に対するミリング装置の軸方向位置を維持するように構成された構造ガイドを含むか、またはそれに結合される。フレームアセンブリは、構造ガイドの異なるセット（例えば、構造ガイドのサイズおよび／または形状がセット間で異なる）に交換可能に結合されてもよく、構造ガイドの各セットは、異なるサイズおよび／または形状を有するケーシングの内面上の構造的特徴と係合するように設計されている。ミリング装置は、ケーシングの内面に沿って円周方向に（例えば、オペレータによって加えられる力を介して）変位し、ミリングカッタを介してスロットを機械加工するように構成される。特定の実施形態では、ミリング装置は、ケーシングの内面と連係するベアリング支持体を含み、これは、長手方向軸に垂直な方向に支持力を提供しながら、円周方向にスレッドミリング装置の移動を可能にする。ミリング装置のアーキテクチャは、ミリングされる領域の近くにケーシングの特徴を有するガスタービンエンジンの任意のケーシング（例えば、円形または半円形のケーシング）の内面に装置を適合させて利用することを可能にする。ミリング装置はまた、ケーシングの特徴を利用して円周方向スロットを形成するために、ミリングまたは切削ツールの正確な位置合わせを可能にする。ミリング装置は、損傷した、反りのある、または摩耗したケーシングにも利用することができる。加えて、ミリング装置は、小型かつ軽量であるために輸送性が高く、一人で利用してスロットを機械加工することができる。

【0012】

図を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン１１を有するタービンシステム１０の一実施形態のブロック図である。参考までに、ガスタービンエンジン１１は、軸方向３０（例えば、ガスタービンエンジン１１またはケーシング４２の長手方向軸３６に対して、図２参照）、長手方向軸３６に向かう、または長手方向軸３６から離れる半径方向３２、および長手方向軸３６周りの円周方向３４に延びることができる。開示されたタービンシステム１０は、測定システム１３（例えば、空気力学測定システム）を採用し、その設置および使用は、以下でより詳細に説明されるミリングシステムによって可能になる。測定システム１３は、ガスタービンエンジン１１の動作を検証する際のベースラインデータを提供するために利用される多様な動作パラメータを測定する複数のセンサを有するセンサアセンブリを含み得る。測定システム１３は、ガスタービンエンジン１１の制御システムとは独立して動作する。センサの数は、数十から数百～数千のセンサの範囲である場合がある。センサの少なくともいくつかは、光学系および／または光ファイバを採用することができる。測定される動作パラメータは、ブレード先端のタイミング（例えば、変位、応力、周波数など）、ブレード先端のクリアランス、温度、動圧、静圧、ロータ振動、ストール検出、およびロータ速度を含み得る。

【0013】

センサアセンブリは、ガスタービンエンジン１１のケーシング（例えば、圧縮機ケーシング）の内面または直径に沿った円周方向スロット内に埋め込まれた円周方向トラックによって画定された空間または空洞内に配置される。円周方向トラックおよびスロットは、ガスタービンエンジン１１の長手方向軸３６に対して円周方向３４に延びる。特定の実施形態では、ケーシングは、軸方向３０において互いに間隔を置いて配置された複数の円周方向トラック（および円周方向スロット）を含み得る。特定の実施形態では、測定システム１３は、各々が複数のセンサを有する複数のセンサアセンブリを含んでもよく、センサアセンブリは、複数の円周方向トラックに挿入することができる。

【0014】

円周方向スロットは、埋め込まれたセンサトラックシステムを受け入れるために特定のプロファイルを有することが必要である。ミリング装置を含むミリングシステム（例えば、スレッド型のミリングシステム）を利用して、円周方向スロットを機械加工する。ミリング装置は、ミリング装置用のサポートとミリング装置の経路用のガイドの両方として、ミリングまたは機械加工される領域の近くのケーシングの内面上にある既存のケーシング構造的特徴（例えば、圧縮機ステータベーンを保持するための保持ローブまたはスロットを画定する突起部）を利用する。ミリング装置は、フレームアセンブリと、フレームアセンブリに結合されたミリングカッタ（例えば、エンドミルカッタまたはビット）とを含む。ミリング装置で利用されるカッタのタイプは、交換可能である。フレームアセンブリは、ケーシングの内面上の構造的特徴と係合し、長手方向軸に対するミリング装置の軸方向位置を維持するように構成された構造ガイドを含むか、またはそれに結合される。フレームアセンブリは、構造ガイドの異なるセット（例えば、構造ガイドのサイズおよび／または形状がセット間で異なる）に交換可能に結合されてもよく、構造ガイドの各セットは、異なるサイズおよび／または形状を有するケーシングの内面上の構造的特徴と係合するように設計されている。したがって、ミリング装置を利用して、異なるタイプのスロットプロファイルを形成することができる。ミリング装置の適応性により、装置は、損傷した、反りのある、または摩耗したケーシングに利用することが可能である。加えて、ミリング装置は、ケーシングの内面に沿って円周方向に（例えば、オペレータによって加えられる力を介して）変位し、ミリングカッタを介してスロットを機械加工するように構成される。特定の実施形態では、ミリング装置は、ケーシングの内面と連係するベアリング支持体を含み、これは、長手方向軸に垂直な方向に支持力を提供しながら、円周方向にスレッドミリング装置の移動を可能にする。ミリング装置は、任意のタイプの円形または半円形のケーシング（例えば、圧縮機ケーシング、タービンケーシングなど）で利用されてもよい。

【0015】

タービンシステム１０は、タービンシステム１０を駆動するために、天然ガスおよび／または合成ガスなどの液体またはガス燃料を使用することができる。図示のように、１つまたは複数の燃料ノズル１２は、燃料供給１４を取り込み、燃料を空気と部分的に混合して燃料および空気－燃料混合物を燃焼器１６に分配し、そこで燃料と空気との間でさらなる混合が行われる。空気－燃料混合物は、燃焼器１６内の燃焼室において燃焼することで、高温の加圧された排気ガスを生成する。燃焼器１６は、排気ガスをタービン１８を通して排気出口２０に向けて送る。排気ガスがタービン１８を通過すると、ガスはタービンブレードに力を与え、タービンシステム１０の軸に沿ってシャフト２２を回転させる。示されるように、シャフト２２は、圧縮機２４を含むタービンシステム１０の様々な構成要素に接続される。圧縮機２４はまた、シャフト２２に結合されたブレードを含む。シャフト２２が回転すると、圧縮機２４内のブレードも回転し、それによって吸気口２６から圧縮機２４を通る空気を圧縮し、燃料ノズル１２および／または燃焼器１６に送る。シャフト２２はまた、負荷２８に接続されてもよく、負荷２８は、例えば、発電プラント内の発電機または航空機のプロペラなどの車両または静止負荷であってもよい。負荷２８は、タービンシステム１０の回転出力によって動力が供給され得る任意の適切な装置を含んでもよい。

【0016】

図２は、図１に示されるガスタービンエンジン１１の一実施形態の断面側面図である。ガスタービンエンジン１１は、長手方向軸３６を有する。動作中、空気は、吸気口２６を通ってガスタービンエンジン１１に入り、圧縮機２４内で加圧される。次に、圧縮空気は、燃焼器１６内で燃焼するためにガスと混合する。例えば、燃料ノズル１２は、燃料－空気混合物を、最適な燃焼、排出量、燃料消費、および動力出力ために適切な比率で燃焼器１６に噴射することができる。燃焼は、高温の加圧された排気ガスを生成し、これは次にタービン１８内のタービンブレード３８を駆動してシャフト２２を回転させ、したがって、圧縮機２４および負荷２８を回転させる。タービンブレード３８の回転は、シャフト２２の回転を引き起こし、それによって圧縮機２４内のブレード４０（例えば、圧縮機ブレード）は、吸気口２６によって受け取られた空気を引き込んで加圧する。

【0017】

図示のように、ケーシング４２（例えば、圧縮機ケーシング）が、圧縮機２４のブレード４０（およびステータベーン）を取り囲んでいる。ケーシング４２は、圧縮機２４の内部を画定するために長手方向軸３６の周りに完全に互いに延びる複数のセクション（例えば、２つの半体）を含み得る。円周方向トラック４４が、ケーシング４２の内面または直径４６に沿ってスロット４５内に埋め込まれている。測定システム１３は、円周方向トラック４４とケーシング４２の内径４６との間に画定された空間または空洞内に配置された複数のセンサを有するセンサアセンブリ４８を含む。円周方向トラック４４は、ステータベーンの列（図示せず）の間に軸方向３０に配置され、それにより円周方向トラック４４、およびしたがって、センサアセンブリ４８のセンサは、回転ブレード４０の平面内にある（かつ回転ブレード４０と軸方向３０に整列する）。円周方向トラック４４は、ケーシング４２の内径４６の周りの少なくとも一部を円周方向３４に延びる。特定の実施形態では、円周方向トラック４４は、ケーシング４２の内径４６全体の周りに延びる。

【0018】

図３は、複数の円周方向トラック４４を有するガスタービンエンジン１１用のケーシング４２（例えば、圧縮機ケーシング）の一部の内面４６の一実施形態の斜視図である。ステータベーンおよびそれらを受け入れるためのそれぞれのスロットは、示されていない。特定の実施形態では、円周方向トラック４４の数は、ブレード４０の段の数に対応し得る。他の実施形態では、円周方向トラック４４の数は、ブレード４０の段の数よりも少なくても多くてもよい。図示のように、円周方向トラック４４は、長手方向軸３６に対して互いに間隔を置いて軸方向３０に配置される。上述のように、円周方向トラック４４は、ステータベーンの列の間に軸方向３０に配置され、それにより円周方向トラック４４、およびしたがって、センサアセンブリ４８のセンサは、回転ブレード４０の平面内にある（かつ回転ブレード４０と軸方向３０に整列する）。円周方向トラック４４は、ケーシング４２の内径４６の周りの少なくとも一部を円周方向３４に延びる。特定の実施形態では、円周方向トラック４４は、ケーシング４２の内径４６全体の周りに延びる。

【0019】

特定の実施形態では、円周方向トラック４４は、円周方向トラック５２で図示されるような単一のセグメント５０である。他の実施形態では、円周方向トラック４４は、円周方向トラック５４で図示されるような複数のセグメント５０を含み得る。各円周方向トラック４４は、センサアセンブリ４８が円周方向トラック４４およびケーシング４２の内径４６によって画定された空間内に適切に挿入されたとき、センサアセンブリ４８のセンサが圧縮機２４の内部に（例えば、ブレード４０に）面することを可能にする開口部５６を含む。開口部５６は、特定のセンサ用のサイズであるより大きな開口部５８およびより小さな開口部６０を含むことができる。特定の実施形態では、開口部５６は、円周方向３４または軸方向３０に整列され得る。図４に図示のように、空間または空洞６２が、円周方向トラック４４とケーシング４２の内面４６との間に画定される。センサアセンブリ４８は、空間または空洞６２に挿入され、かつ／またはそこから取り外すことができる。

【0020】

図５は、ケーシング４２の内面４６に沿ってスロット４５を機械加工するために利用されているミリングシステム６４（例えば、機械加工システム）の一実施形態の側面概略図である。図示のように、ケーシング４２の内面４６は、構造的特徴６６を含む。これらの構造的特徴は、突起部７０の間に画定されたステータベーン（例えば、圧縮機ステータベーン）を保持するために円周方向３４に延びるスロット６８を含む。突起部７０は、スロット６８内にステータベーンを保持するのに利用される保持ローブ、スロット、または凹部７２を含む。これらの構造的特徴６６は、サイズ、形状、または互いの間の間隔が異なり得る。ミリングシステム６４は、スロット４５を機械加工する際のミリングシステム６４の支持とガイドの両方において構造的特徴６６を利用する。

【0021】

ミリングシステム６４は、スロット４５（例えば、突起部７０内）を機械加工（例えば、ルーティング、研削、ミリングなど）するためのミリング装置またはツール７４を含む。ミリング装置７４は、フレームアセンブリ７６と、フレームアセンブリ７６に結合され、スロット４５を機械加工するミリングカッタまたはビット７８（例えば、エンドミルカッタ）とを含む。ミリング装置７４は、異なるミリングカッタ（例えば、荒削りエンドミル、仕上げエンドミル、スクエアエンドミル、ボールエンドミルなど）に交換可能に結合することができる。ミリングカッタ７８は、電源（図示せず）に結合された電気モータドライブに結合され得る。図示のように、フレームアセンブリ７６は、プレート８０と、プレート８０に隣接する一対のレール８２とを含む。プレート８０は、一対のレール８２（半径方向３２に垂直に延びる）に対して水平に配向されている。ミリングカッタ７８は、プレート８０に結合される。特定の実施形態では、プレート８０に沿ったミリングカッタ７８の位置は、調整されてもよい（例えば、長手方向軸３６に対するミリングカッタ７８の軸方向位置を変更するために）。フレームアセンブリ７６は、ケーシング４２の内面４６上の構造的特徴６６を考慮してサイズが調整可能である。特に、レール８２間の距離８４は、突起部７０の幅８６に対応するように調整可能である。図示のように、ミリング装置７４は、突起部７０上に延びる。特定の実施形態では、ミリング装置７４は、複数の隣接する突起部７０の間に延びる。

【0022】

ミリングシステム６４は、レール８２に結合された構造ガイド８８を含む。構造ガイド８８は、突起部７０上の構造的特徴６６（例えば、保持ローブ７２）と係合し、ミリング装置７４の軸方向位置（例えば、長手方向軸３６に対して）を維持するように構成される。図示のように、構造ガイド８８は、レール８２の内面９０上に配置され、同じ突起部７０の対向する側上に配置された保持ローブ７２と係合する。特定の実施形態では、構造ガイド８８は、レール８２の外面またはフレームアセンブリ７６の別の部分上に配置され、異なる突起部７０上でそれぞれの保持ローブ７２と係合することができる（例えば、異なる突起部７０が、スロット４５が機械加工される突起部７０に隣接する場合）。ミリングシステム６４は、構造ガイド８８の異なるセットを含み得る。構造ガイド８８の各セットは、異なるサイズおよび／または形状の異なる構造的特徴６６に合わせて特別に成形またはサイズ設定されてもよい。ミリング装置７４は、構造ガイド８８の異なるセットに交換可能に結合することができる。これにより（フレームアセンブリ７６の調整可能性と共に）、ミリング装置７４は、任意のタイプの円形または半円形のケーシング４２（損傷した、反りのある、または摩耗した内面４６を有するものを含む）上の異なる構造的特徴６６に結合することが可能になる。

【0023】

ミリング装置７４はまた、ケーシング４２の内面４６（例えば、突起部７０の上部）と連係する（例えば、接触する）摩擦なし支持構造（ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）９２を含む。特定の実施形態では、摩擦なし支持構造９２は、ベアリング支持体として機能する。摩擦なし支持構造９２は、長手方向軸３６に垂直な方向（例えば、半径方向３２）に支持力を提供する。加えて、摩擦なし支持構造９２は、オペレータによって加えられた力に応じて、ケーシング４２の内面４６に沿って円周方向３４での移動（矢印９４によって示される）を可能にする。したがって、ミリング装置７４は、スレッド型のミリング装置として機能する。ミリング装置７４が小型かつ軽量であるため、ミリング装置７４は、一人で利用してスロット４５を機械加工することが可能である。特定の実施形態では、摩擦なし支持構造９２は、ばね荷重摩擦なしピン（ｓｐｒｉｎｇ ｌｏａｄｅｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓ ｐｉｎｓ）（例えば、プラスチック、グラファイト、またはいくつかの他の摩擦なし材料で製作される）を含んでもよい。図示のように、摩擦なし支持構造９２は、プレート８０の底部から延びる。他の実施形態では、摩擦なし支持構造９２は、フレームアセンブリ７６の別の部分（例えば、レール８２）から延びることができる。

【0024】

図６～図８は、ケーシング４２の内面４６に沿ってスロット４５を機械加工するために利用されているミリング装置９６を図示する。ケーシング４２およびその特徴は、図５を参照して説明した通りである。ミリング装置９６は、フレームアセンブリ９８と、フレームアセンブリ９８に結合され、スロット４５を機械加工するミリングカッタまたはビット１００（例えば、エンドミルカッタ）とを含む。ミリング装置９６は、異なるミリングカッタ（例えば、荒削りエンドミル、仕上げエンドミル、スクエアエンドミル、ボールエンドミルなど）に交換可能に結合することができる。ミリングカッタ１００は、ハウジング１０２内に配置された電源（図示せず）に結合された電気モータドライブに結合され得る。

【0025】

フレームアセンブリ９８は、半径方向３２に垂直に配向されたプレートまたはブラケット１０４を含む。ミリング装置９６は、プレート１０６を介して支持プレート１０４に結合される。一対の支持アームまたはレール１０８は、一対のそれぞれの支持ブラケット１１０を介してプレート１０４に結合される。支持アーム１０８は、締結具１１１（例えば、ボルト）を介して支持ブラケット１１０に結合される。支持アーム１０８および支持ブラケット１１０は、ミリングカッタ１００に隣接し、プレート１０４から離れて延びる。支持ブラケット１１０は、締結具（図示せず）を介して、プレート１０６に隣接するプレート１０４内のそれぞれのスロット１１２に結合される。支持アーム１０８間の幅または距離１１４は、スロット１１２に沿った軸方向３０における支持アーム１０８の位置を変更することによって調整することができる。支持アーム１０８はまた、支持アーム１０８の位置を支持ブラケット１１０に対して半径方向３２に調整することを可能にし、したがって、ミリングカッタ１００の垂直位置およびスロット４５の深さ１１８を変更することを可能にするスロット１１６を含む。

【0026】

各支持アーム１０８は、ローラ１２０に結合される。それぞれのローラ１２０は、支持アーム１０８の各端部１２２の対向する内面に結合される。各支持ブラケット１１０は、支持構造１２６に結合される。支持構造１２６は、長手方向軸３６に垂直な方向（例えば、半径方向３２）に支持力を提供する。各支持構造１２６は、ステム部分１２８と、端部部分１３０とを含む。ステム部分１２８は、支持構造１２６内の凹部１３１内で半径方向３２に移動し、支持構造１２６が（例えば、軸方向における）ケーシング４２の内面４６に沿った構造的特徴６６の高さの差に調整することを可能にするように構成される。図８に図示のように、支持構造１２６は、突起部７０上の隣接する保持ローブ７２間の高さの差に対応するために、異なる長さでそれらのそれぞれの支持ブラケット１１０から延びる。端部部分１３０は、保持ローブ７２内に係合または嵌合するフランジまたは構造ガイド１３２を含む。フランジ１３２は、ミリング装置９６が長手方向軸３６に対して軸方向位置を維持することを可能にする。端部部分１３０は、摩擦がない。摩擦なし端部部分（ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓ ｅｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）１３０は（ローラ１２０と共に）、オペレータによって加えられた力に応じて、ケーシング４２の内面４６に沿って円周方向３４での移動を可能にする。したがって、ミリング装置９６は、スレッド型のミリング装置として機能する。ミリング装置９６は、端部部分１３０の異なるセットに交換可能に結合することができる。端部部分１３０の各セットは、異なるサイズおよび／または形状の構造的特徴６６と係合するように特別に成形またはサイズ設定された構造ガイド１３２を含み得る。これにより（フレームアセンブリ９８の調整可能性と共に）、ミリング装置９６は、任意のタイプの円形または半円形のケーシング４２（損傷した、反りのある、または摩耗した内面４６を有するものを含む）上の異なる構造的特徴６６に結合することが可能になる。

【0027】

図９～図１２は、ケーシング４２の内面４６に沿ってスロット４５を機械加工するために利用されているミリング装置１３４を図示する。ケーシング４２およびその特徴は、図５を参照して説明した通りである。ミリング装置１３４は、フレームアセンブリ１３６と、フレームアセンブリ１３６に結合され、スロット４５を機械加工するミリングカッタまたはビット１３８（例えば、エンドミルカッタ）とを含む。ミリング装置１３４は、異なるミリングカッタ（例えば、荒削りエンドミル、仕上げエンドミル、スクエアエンドミル、ボールエンドミルなど）に交換可能に結合することができる。ミリングカッタ１３８は、ハウジング１４０内に配置された電源（図示せず）に結合された電気モータドライブに結合され得る。ミリング装置１３４は、オペレータが円周方向３４にミリング装置を変位させるための１つまたは複数のハンドル１４２を含むことができる。ハンドル１４２の１つは、ミリングカッタ１３８を作動させるためのアクチュエータ１４４（例えば、トリガ）を含み得る。ミリング装置１３４はまた、スロット４５の機械加工を検査するための計装器１４６を含み得る。

【0028】

フレームアセンブリ１３６は、一対のバー１４８と、締結具１５４、１５６（例えば、ボルト）を介してバー１４８に結合された（例えば、クランプされた）第１の対のレール１５０および第２の対のレール１５２とを含む。バー１４８は、軸方向３０に延び、レール１５０、１５２は、円周方向３４に延びる。第１の対のレール１５０は、第２の対のレール１５２に隣接している。レール１５０、１５２は、バー１４８に沿って軸方向３０で調整可能である。これにより、フレームアセンブリ１３６は、ケーシング４２の内面４６に沿った構造的特徴６６に調整することが可能である。

【0029】

プレート１５８が、締結具１６０（例えば、ボルト）を介して第１の対のレール１５０に結合される。プレート１６２が、締結具１６６（例えば、ボルト）を介してプレート１５８に締結されたブラケット１６４を介してプレート１５８に結合される。ミリングカッタ１３８は、プレート１５８、１６２の両方を通って延びるハウジング１４０内のドライブ（図示せず）に結合される。ミリングカッタ１３８は、プレート１５８上のスロット１６８内に配置される。スロット１６８は、軸方向３０に延びる。各プレート１５８、１６２は、それぞれのねじ付きレセプタクル１７０、１７２に結合される。ねじ付きレセプタクル１７０、１７２は、軸方向３０で互いに垂直に整列する。アクチュエータ１７４（例えば、ノブねじ）は、レセプタクル１７０、１７２を通って延びる。アクチュエータ１７４は、ノブ１７６と、ねじ付き部分１７８とを含む。ねじ付き部分１７８は、レセプタクル１７０、１７２のねじ付き部分内で連係する。アクチュエータ１７４の作動（例えば、回転）は、軸方向３０におけるプレート１５８に対するプレート１６２の位置を調整し、これは、スロット１６８内のミリングカッタ１３８の軸方向位置を調整する。

【0030】

図１０に示すように、ミリング装置１３４は、レール１５２に結合された構造ガイド１８０を含む。各レール１５２上の構造ガイド１８０の数は、異なってもよい（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上の構造ガイド１８０）。構造ガイド１８０は、突起部７０上の構造的特徴６６（例えば、保持ローブ７２）と係合し、ミリング装置１３４の軸方向位置（例えば、長手方向軸３６に対して）を維持するように構成される。構造ガイド１８０は、締結具１８４（例えば、ボルト）を介してレール１５２に結合されたブラケット支持体１８２にそれぞれ結合される。図示のように、構造ガイド１８０は、レール８２の外面１８６上に配置され、スロット４５が機械加工される突起部７０に隣接する突起部７０上に配置された保持ローブ７２と係合する。図示のように、構造ガイド１８０は、Ｌ字形状を有する。ミリング装置１３４は、構造ガイド１８０の異なるセットに交換可能に結合され得る。構造ガイド１８０の各セットは、異なるサイズおよび／または形状の異なる構造的特徴６６に合わせて特別に成形またはサイズ設定されてもよい。これにより（フレームアセンブリ１３６の調整可能性と共に）、ミリング装置は、任意のタイプの円形または半円形のケーシング４２（損傷した、反りのある、または摩耗した内面４６を有するものを含む）上の異なる構造的特徴６６に結合することが可能になる。

【0031】

ミリング装置１３４はまた、（例えば、スロット６８内で）ケーシング４２の内面４６と連係する（例えば、接触する）摩擦なし支持構造１８８を含む。摩擦なし支持構造１８８は、ばね荷重摩擦なしピン１９０（例えば、プラスチック、グラファイト、またはいくつかの他の摩擦なし材料で製作される）である。図示のように、摩擦なし支持構造１８８は、レール１５２の底面１９２から延びる。摩擦なし支持構造１８８は、長手方向軸３６に垂直な方向（例えば、半径方向３２）に支持力を提供する。加えて、摩擦なし支持構造１８８は、摩耗を補償するものである。特に、ばね荷重摩擦なしピン１９０のばねは、システムのセットアップまたは精度を変更することなく、摩擦なし支持構造１８８が摩耗または消費されることを可能にする。さらに、摩擦なし支持構造１８８は、オペレータによって加えられた力に応じて、ケーシング４２の内面４６に沿って円周方向３４での移動を可能にする。したがって、ミリング装置１３４は、スレッド型のミリング装置として機能する。ミリング装置１３４が小型かつ軽量であるため、ミリング装置１３４は、一人で利用してスロット４５を機械加工することが可能である。

【0032】

図１３は、ミリング装置（例えば、ミリング装置７４、９６、１３４）を利用して、ガスタービンエンジンのケーシングの内面に沿ってスロットを機械加工するための方法１９４のフローチャートである。方法１９４は、構造ガイドをミリング装置のフレームアセンブリ上に結合することを含む（ブロック１９６）。上記のように、構造ガイドは、ミリング装置がガスタービンエンジンのケーシングの内面上の構造的特徴と係合し、ミリング装置の軸方向位置（例えば、ケーシングの長手方向軸に対して）を維持することを可能にする。特定の実施形態では、構造ガイドがミリング装置に既に結合されている場合、構造ガイドは、異なるサイズおよび／または形状を有する別のセットの構造ガイドに交換することができる。方法１９４はまた、フレームアセンブリのサイズを調整し、内面の構造的特徴を利用してミリング装置をケーシングの内面に取り付けることを含む（ブロック１９８）。方法１９４は、ミリング装置を利用して、ケーシングの内面にスロットを機械加工することをさらに含む（ブロック２００）。ミリング装置は、ケーシングの内面の周りに円周方向に押される。

【0033】

開示された実施形態の技術的効果は、ガスタービンエンジンのケーシングの内面に沿って円周方向スロットを機械加工するように構成されたミリング装置を提供することを含む。ミリング装置のアーキテクチャは、ミリングされる領域の近くにケーシングの特徴を有するガスタービンエンジンの任意のケーシング（例えば、円形または半円形のケーシング）の内面に装置を適合させて利用することを可能にする。ミリング装置はまた、ケーシングの特徴を利用して円周方向スロットを形成するために、ミリングまたは切削ツールの正確な位置合わせを可能にする。ミリング装置は、損傷した、反りのある、または摩耗したケーシングにも利用することができる。加えて、ミリング装置は、小型かつ軽量であるために輸送性が高く、一人で利用してスロットを機械加工することができる。

【0034】

本明細書は、開示される主題を最良の態様を含めて開示すると共に、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実施を含む開示される主題の実践を当業者にとって可能にするために、実施例を使用している。開示される主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差異を有さない等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。

【符号の説明】

【0035】

１０ タービンシステム
１１ ガスタービンエンジン
１２ 燃料ノズル
１３ 測定システム
１４ 燃料供給
１６ 燃焼器
１８ タービン
２０ 排気出口
２２ シャフト
２４ 圧縮機
２６ 吸気口
２８ 負荷
３０ 軸方向
３２ 半径方向
３４ 円周方向
３６ 長手方向軸
３８ タービンブレード
４０ 回転ブレード
４２ ケーシング
４４ 円周方向トラック
４５ スロット
４６ 内面、直径、内径
４８ センサアセンブリ
５０ セグメント
５２ 円周方向トラック
５４ 円周方向トラック
５６ 開口部
５８ より大きな開口部
６０ より小さな開口部
６２ 空間、空洞
６４ ミリングシステム
６６ 構造的特徴
６８ スロット
７０ 突起部
７２ 保持ローブ、スロット、凹部
７４ ミリング装置、ツール
７６ フレームアセンブリ
７８ ミリングカッタ、ビット
８０ プレート
８２ レール
８４ 距離
８６ 幅
８８ 構造ガイド
９０ 内面
９２ 摩擦なし支持構造
９４ 矢印
９６ ミリング装置
９８ フレームアセンブリ
１００ ミリングカッタ、ビット
１０２ ハウジング
１０４ ブラケット、支持プレート
１０６ プレート
１０８ 支持アーム、レール
１１０ 支持ブラケット
１１１ 締結具
１１２ スロット
１１４ 距離
１１６ スロット
１１８ 深さ
１２０ ローラ
１２２ 端部
１２６ 支持構造
１２８ ステム部分
１３０ 摩擦なし端部部分
１３１ 凹部
１３２ フランジ、構造ガイド
１３４ ミリング装置
１３６ フレームアセンブリ
１３８ ミリングカッタ、ビット
１４０ ハウジング
１４２ ハンドル
１４４ アクチュエータ
１４６ 計装器
１４８ バー
１５０ 第１の対のレール
１５２ 第２の対のレール
１５４ 締結具
１５６ 締結具
１５８ プレート
１６０ 締結具
１６２ プレート
１６４ ブラケット
１６６ 締結具
１６８ スロット
１７０ ねじ付きレセプタクル
１７２ ねじ付きレセプタクル
１７４ アクチュエータ
１７６ ノブ
１７８ ねじ付き部分
１８０ 構造ガイド
１８２ ブラケット支持体
１８４ 締結具
１８６ 外面
１８８ 摩擦なし支持構造
１９０ ばね荷重摩擦なしピン
１９２ 底面
１９４ 方法
１９６ ブロック
１９８ ブロック
２００ ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】