(57)【要約】      （修正有）【課題】タービン翼を監視し、査定する正確な方法を提供する。【解決手段】ロータシャフトに取り付けた複数のブレードを含むタービンエンジンの動翼を監視する方法であって、ａ）アンテナ１６２を含むＲＦＩＤタグ１６０を動翼の少なくとも１つに固定するステップと、ｂ）タービンエンジンの固定面上の前記ＲＦＩＤタグ１６０の動作近傍にＲＦＩＤ読み取り機１６６を固定するステップと、ｃ）タービンエンジンの動作中に、前記ＲＦＩＤ読み取り機１６６で前記ＲＦＩＤタグ１６０を監視するステップとを含む方法。【選択図】図４
2010203433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータシャフトに取り付けた複数のブレード（１２０、１２６）を含むタービンエンジン（１００）の動翼（１２０、１２６）を監視する方法であって、
ａ）アンテナ（１６２）を含むＲＦＩＤタグ（１６０）を前記動翼（１２０、１２６）の少なくとも１つに固定するステップと、
ｂ）前記タービンエンジンの固定面上の前記ＲＦＩＤタグ（１６０）の動作近傍にＲＦＩＤ読み取り機（１６６）を固定するステップと、
ｃ）前記タービンエンジンの動作中に、前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）で前記ＲＦＩＤタグ（１６０）を監視するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）を前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）で監視するステップは、
ｉ）前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が動作しているか否かを検知するステップと、
ｉｉ）前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が固定されている前記動翼（１２０、１２６）が前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）を通過すると、前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）で前記ＲＦＩＤタグ（１６０）からデータを読み取るステップとの少なくとも１つを選択的に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｄ）動作中に前記ＲＦＩＤタグ（１６０）に可変情報を選択的にプログラムするステップを更に含み、
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）の動作を監視するステップには、前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）が前記プログラムされた前記ＲＦＩＤタグ（１６０）の可変情報を読み取るステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｅ）前記プログラムされた可変情報の読み取り後に、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）に別の可変情報を再プログラムするステップを含み、
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）に別の可変情報を再プログラムする前記ステップは、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）に接続されたセンサによって少なくとも部分的に完了する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）には更に、後続のプログラミング及び（ｄ）及び（ｅ）による再プログラミングによって影響されない非可変情報が事前プログラムされる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）は、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が配置され、固定される前記動翼（１２０、１２６）の領域に形成されるものと予測される亀裂の形成及び／又は伝搬によって前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が動作不能になり、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が前記ＲＦＩＤ読み取り機（１６６）で読み取り不能になるように前記動翼（１２０、１２６）上に配置され、固定される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）は、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が配置され、固定される前記動翼（１２０，１２６）の領域に形成されるものと予測される亀裂の形成及び／又は伝搬によって前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が伸張し、所望レベルまで伸張すると前記アンテナ（１６２）が破損するように前記動翼（１２０，１２６）上に配置され、固定される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）は、前記ＲＦＩＤタグ（１６０）が配置され、固定される前記動翼（１２０，１２６）の領域に形成されるものと予測される亀裂の方向に対して前記アンテナ（１６２）の少なくとも一部がほぼ垂直であるように配置され、固定される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記動翼（１２０，１２６）はコンプレッサ動翼（１２０）を含み、
前記ＲＦＩＤタグ（１６０）は受動ＲＦＩＤタグ（１６０）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサは、歪みゲージ（１６８）、運動センサ（１７０）、及び加速度計（１７０）の少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タービンエンジンの効率及び／又は動作を向上させる方法、システム及び／又は装置に関し、本明細書で用いられ、別途特に言及されない限り、ガスタービンエンジン、航空機エンジン、蒸気タービンエンジンその他を含むあらゆる種類のタービン又はロータリエンジンを含むことを意味する。より具体的には、本発明はそれに限定されないが、診断で利用できる状態情報を送信するためにＲＦＩＤを使用することを含むタービン翼の診断の向上に関する方法、システム及び／又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは典型的には、コンプレッサ、燃焼器、及びタービンを含む。コンプレッサとタービンは一般に、段内に軸方向に積層されたブレード列を含む。各段は、周囲方向に離隔され、固定された静翼列と、中心軸又はシャフトを中心に回転する動翼列とを含む。動作時には、一般に、コンプレッサ動翼はシャフトを中心に回転し、静翼と協働して空気流を圧縮する。その後供給される圧縮空気は、燃焼室内で燃料供給を燃焼させる。その結果生ずる燃焼室からの高温膨張ガスの流れ、すなわち作動流体がエンジンのタービン部分を経て膨張する。作動流体がタービンを通って流れると、動翼の回転を誘発する。動翼は、動翼の回転がシャフトを回転させるように中心シャフトに連結される。
【０００３】
このようにして、燃料に含まれるエネルギが回転シャフトの機械的エネルギに転換され、このエネルギは例えば、燃焼に必要な圧縮空気の供給がなされるようにコンプレッサ動翼を回転させ、また、電力が生成されるようにジェネレータのコイルを回転させるために利用する。動作中は、高温ガス経路の温度が極度に高く、作動流体の速度が速く、且つエンジンの回転速度が速いので、一般に前述のように回転する回転動翼と、固定された周囲方向に離隔された静翼とを含むタービン翼は、極度の機械的負荷及び熱負荷で高度の応力を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，３６０，９９６Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの条件下で、コンプレッサ及びタービン動翼の健全さを密接に監視することが重要である。当業者には理解されるように、ブレードの欠陥はタービンエンジンに壊滅的で費用がかかる損傷を誘発することがある。一般に、このようなブレードの欠陥の多くは予測できるので、ブレード上の高度に応力がかかるある特定の領域での歪みのレベル及び／又は亀裂の形成／伝搬に関する情報を正確に収集し、監視すれば回避できる。しかし一般には、このようなデータは収集が不可能であるか、費用が莫大で収集が困難であり、従来の手段で収集した場合は、データの信頼性が低い。例えば、チップタイミングはブレードの振動周波数を測定するための従来の方法である。亀裂があるとブレードの振動周波数が変化するので、それをブレードが損なわれたことの警告として利用できると考えられる。しかし、この方法で得られる結果は多くの用途で信頼できないことが実証されている。勿論、別の方法はタービンエンジンの動作を遮断し、ブレードを視覚的に検査することである。しかし、このタイプの検査は動作中に発生する応力に関する情報を提供せず、これも信頼性が低くなりがちであり、労力が必要であり、エンジンを遮断する必要があるという両方の理由から大きな費用がかかる。従って、タービン翼の監視及び診断の向上に関わる方法、システム及び／又は装置、及び特にタービンの動作中に動翼の健全さを監視し、査定する正確な方法が引き続き必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ロータシャフトに実装された複数のブレードを含むタービンエンジンの動翼を監視する方法を説明する。ある実施形態によれば、方法は、ａ）アンテナを含むＲＦＩＤタグを少なくとも１つの動翼に固定するステップと、ｂ）タービンエンジンの固定面上のＲＦＩＤタグの動作近傍にＲＦＩＤ読み取り機を固定するステップと、ｃ）タービンエンジンの動作中に、ＲＦＩＤ読み取り機でＲＦＩＤタグを監視するステップとを含む。
【０００７】
ある実施形態では、ＲＦＩＤタグをＲＦＩＤ読み取り機で監視するステップは、選択的に、ｉ）ＲＦＩＤタグが動作しているか否かを検知するステップと、ｉｉ）ＲＦＩＤタグが取り付けられている動翼がＲＦＩＤ読み取り機を通過すると、ＲＦＩＤ読み取り機でＲＦＩＤタグからデータを読み取るステップとの少なくとも１つを含む。
【０００８】
ある実施形態では、方法は更に、ｄ）動作中にＲＦＩＤタグに可変情報を選択的にプログラムするステップを含む。ＲＦＩＤタグの動作の監視には、ＲＦＩＤ読み取り機がプログラムされたＲＦＩＤタグの可変情報を読み取るステップを含む。
【０００９】
ある実施形態では、方法は更に、ｅ）プログラムされた可変情報の読み取り後に、ＲＦＩＤタグに別の可変情報を再プログラムするステップを含む。ＲＦＩＤタグに別の可変情報を再プログラムするステップは、ＲＦＩＤタグに接続されたセンサによって少なくとも部分的には完了する。
【００１０】
ある実施形態では、ＲＦＩＤタグには更に、後続のプログラミング及び（ｄ）及び（ｅ）による再プログラミングによって影響されない非可変情報が事前プログラムされている。
【００１１】
ある実施形態では、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグが配置され、固定される動翼の領域に形成されるものと予測される亀裂の形成及び／又は伝搬によってＲＦＩＤタグが動作不能になり、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ読み取り機で読み取り不能になるように動翼上に配置され、固定される。
【００１２】
ある実施形態では、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグが配置され、固定される動翼の領域に形成されるものと予測される亀裂の形成及び／又は伝搬によってＲＦＩＤタグが伸張し、所望レベルまで伸張するとアンテナが破損するように動翼上に配置され、固定される。
【００１３】
ある実施形態では、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグが配置され、固定される動翼の領域に形成されるものと予測される亀裂の方向に対してアンテナの少なくとも一部がほぼ垂直であるように配置され、固定される。
【００１４】
ある実施形態では、動翼はコンプレッサ動翼を含み、ＲＦＩＤタグは受動ＲＦＩＤタグを含む。ある実施形態では、センサは歪みゲージ、運動センサ、及び加速度計の少なくとも１つを含む。
【００１５】
本発明の上記及びその他の特徴は、図面と添付の特許請求の範囲を参照して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を検討することにより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による、例示的なガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による、ガスタービンエンジン内のコンプレッサの断面図である。
【図３】本発明の実施形態による、ガスタービンエンジン内のタービンの断面図である。
【図４】本発明の例示的実施形態によるＲＦＩＤタグの配置、及び読み取り機／受信機の相対位置を示す例示的なコンプレッサ動翼の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の上記及びその他の目的及び利点は、添付図面と併せて記載した本発明の例示的実施形態のより詳細な説明を十分に検討することにより、完全に理解されるであろう。
【００１８】
無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）タグは、ある分野で知られている識別方法である。より具体的には、従来のＲＦＩＤシステムの読み取り機は、接続されている電子駆動回路によって励起されると特定の周波数でインタロゲーション電磁界を生成し、放射する。ＲＦＩＤタグ又はデバイスは典型的には、ＲＦ回路を有する半導体チップ、論理回路、メモリ、並びにアンテナを含む。デバイスは、コード化された無線周波数（ＲＦ）信号に応答して機能する。デバイスがインタロゲーション電磁界内に十分な時間置かれると、ＲＦＩＤインレイが刺激され、一意的にコード化された信号を送信し、読み取り機又は別個の受信アンテナがこの信号を受信する。ＲＦ搬送波信号が復調されて、ＲＦＩＤデバイスに記憶されている情報を復元する。様々なＲＦＩＤの構造、回路及びプログラミングプロトコルがこの分野で知られている。その例は米国特許第５，６８２，１４３号（Ｂｒａｄｙ等）、及び米国特許第５，４４４，２２３号（Ｂｌａｍａ）に記載されており、双方とも参照として本明細書に組み込む。
【００１９】
ＲＦＩＤデバイス又はタグはその他の識別手段ほどは普及していないが、ＲＦＩＤデバイスは様々な用途で普及しつつある。それらの用途には、鉄道の有蓋車及びトラクター−トレーラーの識別方式、バスや地下鉄の運賃カード、動物の識別章、従業員及び警備員のバッジ、及び自動高速料金システム等がある。例えばＥＺパス等の自動高速道路料金システムでは、ドライバーはＲＦＩＤデバイスを車両のフロントガラスに取り付ける。ＲＦＩＤデバイスには、アカウント状態、車両情報等のドライバー情報が事前プログラムされている。車両が料金所を通過すると、料金所の基地送信機が信号を発信し、これがＲＦＩＤデバイスによって反射される。ドライバーのアカウントが十分である場合は、緑のランプが点灯し、ドライバーは料金所をフリーパスできることを表示する。
【００２０】
電子ＲＦＩＤデバイスは市販されており、それ自体は発明を具現するものではない。初期のＲＦＩＤシステムは比較的大型のパッケージを使用して開発され、使用できる製品は限られていた。最近では、ＲＦＩＤデバイスはより小型化されているので、タグやラベルに容易に組み込むことができ、その用途を更に広げることができる。このような電子デバイスの特徴は、薄く、平坦で基本的に可撓性のデバイスであることである。
【００２１】
当業者には理解されるように、ＲＦＩＤタグは「能動型」又は「受動型」として特徴付けられる。能動型のＲＦＩＤタグは、その回路に給電するために内蔵バッテリを使用する。能動型のタグは更に、無線波を読み取り機に一斉送信するために独自のバッテリを使用する。能動型のタグは一般に８５０〜９５０ＭＨｚの高周波を一斉送信し、これは１００フィート以上離れた位置から読み取ることができる。受動型のＲＦＩＤタグは、読み取り機を電源として全面的に依存している。これらのタグは最大２０フィート離れた位置から読み取ることができ、製造コストが低い。一般に、両方のタグとも同様に動作する。すなわち、１）ＲＦＩＤタグのマイクロチップに記憶されているデータが読み取りを待機し、２）タグのアンテナがＲＦＩＤ読み取り機のアンテナから電磁エネルギを受け、３）内蔵バッテリからの電力（能動型のタグの場合）、又は読み取り機の電磁場から取り込む電力を利用して、タグが無線波を読み取り機に返送し、４）読み取り機がタグからの無線波をピックアップして、周波数を有意のデータとして解読する。
【００２２】
本出願の発明は、ＲＦＩＤトランスポンダ技術をガスタービン、蒸気タービン、又は航空機タービン等のタービンエンジンの動翼に組み込むことで、ブレード上に設置されているトランスポンダへの電力入力を必要とせずに、動翼から周囲のタービンケーシング上の位置等の動翼の近傍の固定位置にデータを無線送信することを可能にする。
【００２３】
図を参照すると、図１はガスタービンエンジン１００の概略図を示す。一般に、ガスタービンエンジンは、圧縮空気の蒸気中の燃料を燃焼させることによって生成される加圧された高温ガス流からエネルギを抽出することによって動作する。図１に示すように、ガスタービンエンジン１００は、共通シャフト又はロータによって下流のタービン部又はタービン１１０に機械的に連結された軸流コンプレッサ１０６、及びコンプレッサ１０６とタービン１００との間に位置する燃焼器１１２とを備えて構成する。以下に記載の発明は、ガスタービンエンジン、蒸気タービンエンジン、航空機エンジン等のあらゆる種類のタービンエンジで使用できることに留意されたい。以下では、本発明をガスタービンエンジンに関連して説明する。この説明は例示的なものであるに過ぎず、決して限定的なものではない。
【００２４】
図２は、ガスタービンエンジに使用できる例示的な多段軸流コンプレッサ１１８を示す。図示の通り、コンプレッサ１１８は複数の段を含む。各段はコンプレッサ動翼１２０の列を含み、続いてコンプレッサ静翼１２２の列が続いていても良い。このように、第１の段は中心シャフトの周囲を回転するコンプレッサ動翼１２０の列を含み、動作中固定状態を保つコンプレッサ静翼１２２の列が続いていても良い。コンプレッサ静翼１２２は一般に、互いに周囲方向に離隔され、回転軸の周囲に固定されている。コンプレッサ動翼１２０は、動作中にシャフトが回転すると、コンプレッサ動翼１２０がシャフトを中心に回転するようにシャフトに対して周囲方向に離隔されてこれに固定されている。当業者には理解されるように、コンプレッサ動翼１２０は、シャフトを中心に回転すると、ブレードがコンプレッサ１１８を通って流れる空気又は作動流体に運動エネルギを加えるように構成されている。コンプレッサ１１８は、図２に示した段以上の別の多くの段を有しても良い。追加段は、周囲方向に離隔された複数のコンプレッサ動翼１２０、及びその後に続く周囲方向に離隔された複数のコンプレッサ静翼１２２を含んでも良い。
【００２５】
図３は、ガスタービンエンジンで使用する例示的なタービン部又はタービン１２４の部分図である。タービン１２４もまた複数の段を含む。例示的な３つの段を示すが、タービン１２４内にある段はそれ以上でもそれ以下でも良い。第１の段は、動作中にシャフトを中心に回転する複数のタービンバケット又はタービン動翼１２６と、動作中に固定状態を保つ複数のノズル又はタービン静翼１２８とを含む。タービン静翼１２８は一般に、互いに周囲方向に離隔され、回転軸の周囲に固定される。タービン動翼１２６は一般に、シャフト（図示せず）を中心に回転するようにタービンホイール（図示せず）上に実装される。タービン１２４の第２の段も図示する。第２の段も同様に、周囲方向に離隔された複数のタービン静翼１２８と、その後に続く周囲方向に離隔された複数のタービン動翼１２６とを含み、これも回転するようにタービンホイール上に実装される。第３の段も示しており、同様に複数のタービン静翼１２８とタービン動翼１２６とを含む。タービン静翼１２８とタービン動翼１２６の全体がタービン１２４の高温ガスの流路内に位置することが理解されよう。高温ガス流路を流れる高温ガスの流れ方向を矢印で示す。当業者には理解されるように、タービン１２４は図３に示す段以上の他の多くの段を含んでも良い。各々の追加段は、タービン静翼１２８の列と、それに続くタービン動翼１２６の列を含んでも良い。
【００２６】
本明細書で用いる「動翼」は、別途指定されない限りコンプレッサ１１８又はタービン１２４のいずれかの動翼を意味し、コンプレッサ動翼１２０とタービン動翼１２６の両方を含む。「静翼」は、別途指定されない限りコンプレッサ１１８又はタービン１２４のいずれかの静翼を意味し、コンプレッサ静翼１２２とタービン静翼１２８の両方を含む。本明細書で用いる「ブレード」はどの種類のブレードをも意味する。従って別途指定されない限り、「ブレード」という用語には、コンプレッサ動翼１２０、コンプレッサ静翼１２２、タービン動翼１２６の及びタービン静翼１２８を含むあらゆる種類のタービンエンジンのブレードが含まれる。
【００２７】
使用時には、コンプレッサ動翼１２０が軸流コンプレッサ１１８内で回転すると、空気流を圧縮する。燃焼器１１２内で圧縮空気が燃料と混合され点火すると、エネルギが開放される。その結果生じた燃焼器１１２からの高温ガス流はタービン動翼１２６の上方に向けられ、それによりタービン動翼１２６がシャフトを中心に回転し、ひいては高温ガス流のエネルギを動翼の機械的エネルギに、また、シャフト内で動翼が連結されているため回転シャフトの機械的エネルギに転換し得る。そしてシャフトの機械的エネルギは、コンプレッサ動翼１２０の回転を駆動するのに利用されることによって、必要な圧縮空気の供給がなされ、例えば発電用のジェネレータにも供給される。
【００２８】
前述の通り、１つのブレードの欠陥がタービンエンジンに壊滅的な損傷を引き起こすことがあるため、コンプレッサ及びタービンの動翼の健全さを綿密に監視することが重要である。ブレードの欠陥は予測できるので、ブレード上の高度に応力がかかるある特定の領域での歪みのレベル及び／又は亀裂の形成／伝搬に関する情報を正確に収集し、監視すれば回避できる。しかし一般には、このようなデータは収集が不可能であるか、費用が莫大で収集が困難であり、従来の手段で収集した場合は、データの信頼性が低い。従って、タービン翼の監視及び診断の向上に関わる方法、システム及び／又は装置、及び特にタービンの動作中に動翼の健全さを監視し、査定する正確な方法が引き続き必要である。
【００２９】
例示目的として、図４はコンプレッサ動翼１５０を概略的に示す。当業者には理解されるように、コンプレッサ動翼１５０は一般に、通常は一体に形成された翼根１５４から径方向に延びる翼型１５２を含む。翼型１５２は一般に、凹面の圧力側壁又は圧力側面と、周囲方向又は横方向の反対側の凸面の吸込側壁又は吸込側面とを含む。圧力側壁と吸込側壁とは両方とも前縁部１５６と後縁部１５８との間に軸方向に延びている。圧力側壁と吸込側壁とは更に、翼根１５４と径方向外側の翼端１５９との間に延びている。
【００３０】
本発明の例示的実施形態によれば、ＲＦＩＤタグ又は複数のＲＦＩＤタグ１６０を、従来の手段で動翼１５０の１つ又は複数の位置に固着しても良い。図４に示すように（縮尺は一定で描かれていないが）、タグ１６０を、１）翼型１５２の前縁部１５６の径方向内側の、すなわち翼根１５４の近傍の位置、２）翼型１５２の吸込側面のほぼ中間位置、及び／又は３）翼型１５２の前縁部１５６の近傍の吸込側面の外側径方向縁部の近傍に張り付けても良い。これらのタグによって収集し得る情報（すなわち亀裂の形成及び伝搬、翼端の逸れ、歪みレベル等）を監視することが有利であるかもしれない位置が動翼１５０には数か所あるため、これらの好ましい位置は例示的なものである。前述のように、タグ１６０は従来のアンテナ１６２、又は送信されたデータを受信するためのその他の従来の手段を含んでも良い。
【００３１】
場合によっては、ＲＦＩＤデバイスを外側のシート又は層の間に積層して、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第７，４００，０５４号に説明されているように、電子機構がコンプレッサ内の状態から保護されるようにしても良い。コンプレッサ内で、ＲＦＩＤタグ１６０を段内の各動翼に貼着して、各々のタグを監視できるようにしても良い。別の実施形態では、特定の段内のブレード全体の健全さを代表するものとして、選択されたブレードだけを監視するようにしても良い。
【００３２】
ＲＦＩＤシステムの受信機又は読み取り機１６６が動翼上に取り付けたタグを読み取ることができるような距離を置いて、これらをコンプレッサ内に適宜設置しても良い。読み取り機１６６を従来の手段によって、ケーシング（図示せず）の内表面上の位置等の、コンプレッサの内側のいずれかの非回転面に取り付けても良い。前述のように、読み取り機１６６は前述のようなインタロゲーション電磁界を生成し、放射する。好ましくは、各々のタグ１６０は関連する動翼１５０を一意的に識別して、例えばケーシングの内表面上に設置された読み取り機１６６が、動作中に、通過する各々のタグ１６０及びいずれかの関連情報を、必要な又は望ましい頻度でそれぞれ検知し、記録するようにする。
【００３３】
一例示的実施形態では、形成されるものと予測されるいずれかの亀裂が形成されて、亀裂がタグ１６０を動作不能にするような位置の向きにタグ１６０及び関連するアンテナ１６２を配置しても良い。この実施形態の例は、翼型１５２の前縁部１５６の近傍の径方向内側に配置される図４のタグ１６０である。図示の通り、この実施形態のタグ１６０／アンテナ１６２を、ブレードの特定の領域での通常の亀裂形成個所から予測される亀裂の伸張によってＲＦＩＤタグ１６０のアンテナ１６２が裂開、破壊又は動作不能にされる位置に配置しても良い。タグ１６０は動作不能になるので、動翼が通過しても読み取り機１６６によって検知されなくなる。従って、動作不能になったタグ１６０からの信号がなく、又は次の動翼からのタグ信号が順次検知されると、特定の動翼に亀裂が形成されたことを関連するオペレーティングシステム（図示せず）に対して表示し、更に、場合によっては、適切な修理活動を誘発するエラー又は欠陥信号を適宜にトリガしても良い。このように、どの動翼が損傷を受けることがあるか、及び損傷の時間を記録して、メンテナンス、タービンの動作遮断、又はその他のいずれかの適宜の対応のスケジュールを組むことに利用し得る。
【００３４】
当業者には理解されるように、オペレーティングシステムは任意の適宜の高性能のソリッドステート・スイッチングシステムを含んでも良い。オペレーティングシステムはコンピュータでも良いが、これは本発明の範囲内の適宜の高性能の制御システムの一例であるに過ぎない。限定されないが、オペレーティングシステムは例えば、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、サイリスタ、ＭＯＳ制御サイリスタ（ＭＣＴ）、及び絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの少なくとも１つを含んでも良い。オペレーティングシステムは更に、全体的なシステムレベルの制御のためのメインプロセッサ又は中央プロセッサ部分と、中央プロセッサ部分の制御下で異なる様々な特定の組み合わせ、機能及びその他のプロセスを実行する専用の別個の部分とを有するＡＳＩＣ等の、単一の特定用途向け集積回路として実装しても良い。個別素子回路又はＰＬＤ、ＰＡＬ、ＰＬＡ等のプログラム可能論理デバイスを含む配線電子回路又は論理回路等の多様な別個の専用回路、又はプログラム可能集積回路又はその他の電子回路又はデバイスを使用して、オペレーティングシステムを実装しても良いことが当業者には理解されよう。更に、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ又はその他のプロセッサデバイス等の適宜のプログラムされた汎用コンピュータを単独で、又は１つ又は複数のデータ及び信号処理周辺機器と組み合わせて、オペレーティングシステムを実装しても良い。一般に、上記の論理を実装可能な有限状態機械を含むいずれかのデバイス又は類似のデバイスをオペレーティングシステムとして使用しても良い。図示の通り、分散処理アーキテクチャは最高のデータ／信号処理能力及び速度にとって好適である。
【００３５】
あるＲＦＩＤタグは、無線周波数識別デバイス（ＲＦＩＤデバイス）を搭載した物体が読み取り機／受信機の検知領域を通過するとそれを表示するように簡単に構成されている。別のＲＦＩＤデバイスは、読み取り機／受信機によって読み取り可能な非可変情報が事前にプログラムされ、追加情報を提供する（すなわち物体とそれに関連する情報が存在することだけではなく、どれであるかを識別する）。更に別のＲＦＩＤシステムは、ある種の（事前プログラムされた）読み取り専用情報、及びある種の再書き込み可能情報を含むように構成され、且つ／又は選択的に入力された（可変）情報を有することができる。このように、タービンエンジンのコンプレッサ又はタービンの動翼に設けられたＲＦＩＤタグは、前述のように選択的に動作不能にされるように構成されても良く、又は他の情報を検知し、記録するためにより複雑な電子回路を備えても良い。従って、ＲＦＩＤタグに選択的にこの可変ブレード情報をプログラムすることができ、読み取り機は通信された可変情報を読み取り、必要に応じて反応することができる。ＲＦＩＤタグは好ましくは、可変情報が読み取られた後、周期的に他の可変情報が再プログラムされる。このように、ケーシング上に設置される読み取り機を単に作動可能なＲＦＩＤタグの存在を検知するためだけに備えても良く、又はタグからワイヤレスで情報をダウンロードする読み取り機を更に含んでも良い。
【００３６】
使用中にＲＦＩＤタグ１５０に可変情報が再プログラムされるこのような一実施形態は、図４に翼型１５２の吸込側面のほぼ中間領域に位置するタグ１６０及びアンテナ１６２で示す動翼１５０の特定位置での歪みレベルを測定する従来の歪みゲージ１６８を含む。この場合、歪みゲージ１６８は従来の手段でＲＦＩＤタグ１５０に結合され、歪みゲージ１６８の電流レベル又は読み取り値を示す可変情報を所望の時間間隔でタグ１６０に再プログラムするであろう。そしてこの情報は読み取り機１６６に送られ、そこでオペレーティングシステム（図示せず）によって記録され、それに従って活動に移される。例えば、歪みゲージ１６８の読み取り値があるレベルを超えると、歪みの読み取り値が歪みゲージ１６８によって検知／記録され、タグ１６０にプログラムされ、読み取り機／オペレーティングシステムに送信され、そこで所望の警報又は警告メッセージが作成される。このような実施形態は、開示内容全体が参照として本明細書に組み込まれている米国特許第７，３６０，９９６号に記載されている複雑な電子回路及び圧電ファイバ等を含んでも良い。
【００３７】
使用中のＲＦＩＤタグ１５０に可変情報が再プログラムされる別の実施形態は、従来の加速度計／運動センサ１７０の組み合わせを含み、これは組み合わせると動翼１５０の特定位置での翼端の逸れの評価基準になることが実証されている。この特定の例示的実施形態は、図４に翼型１５２の前縁部１５６の近傍の吸込側面の径方向外側縁部の近傍に位置するタグ１６０及びアンテナ１６２で示す。この場合、組み合わされた従来の加速度計／運動センサ１７０は、従来の手段でＲＦＩＤタグ１５０に結合され、所望の時間間隔でタグ１６０にその位置での翼端の逸れを示す可変情報を再プログラムするであろう。そしてこの情報がタグ１６０から読み取り機１６６に送られ、そこでオペレーティングシステム（図示せず）によって記録され、それに従って活動に移されても良い。例えば、翼端の逸れの読み取り値があるレベルを超えると、読み取り値は組み合わされた従来の加速度計／運動センサ１７０によって検知／記録され、タグ１６０にプログラムされ、読み取り機１６６／オペレーティングシステムに送信され、そこで所望の警報又は警告メッセージが作成されても良い。このような実施形態は、本明細書に組み込まれている上記の複雑な電子回路及び圧電ファイバ等を含んでも良い。他の種類のセンサをＲＦＩＤタグと結合しても良い。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態の上記の説明から、当業者は改良、変更及び修正を想到できるであろう。当業者が想到する範囲内でのこのような改良、変更及び修正は、添付の特許請求の範囲に含まれることを意図するものである。更に、上記は記載した本発明の実施形態のみに関わるものであり、以下の特許請求の範囲及びそれと同等の内容により定義される本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく、多くの変更と修正を行っても良いことは明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１００  ガスタービンエンジン
１０６  コンプレッサ
１１０  タービン
１１２  燃焼器
１２０  コンプレッサ動翼
１２２  コンプレッサ静翼
１２６  タービン動翼
１２８  タービン静翼
１５２  翼型
１５４  翼根
１５６  前縁部
１５８  後縁部
１５９  翼端
１６０  ＲＦＩＤタグ
１６２  アンテナ
１６６  読み取り機
１６８  歪みゲージ
１７０  加速度計／運動センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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