(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムを提供する。【解決手段】光学的監視システム３６は、ガスタービンエンジン１０の中へのそれぞれのビューポート３９からの複数の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサー４０を含む。光学的マルチプレクサーは、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含み、検出器アレイは、光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている。【選択図】図１
2015007426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムであって、
前記ガスタービンエンジンの中へのそれぞれの複数のビューポートから複数の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーを含み、光学的マルチプレクサーが、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含み、前記検出器アレイが、前記光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている、システム。
【請求項２】
前記反射デバイスが、ミラーを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記反射デバイスが、プリズムを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記反射デバイスが、第１の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間で、並進するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記反射デバイスが、第１の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間で、回転するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
第１の期間にわたり前記第１の位置へ、および、第２の期間にわたり前記第２の位置へ、前記反射デバイスを回転させるように構成される、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の位置を通して前記反射デバイスを連続的に回転させるように構成される、請求項５記載のシステム。
【請求項８】
前記検出器アレイを有する赤外線カメラを含み、前記検出器アレイが、短波の赤外線画像、中間波の赤外線画像、または、その組み合わせを検出するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記それぞれのビューポートからのそれぞれの画像を前記光学的マルチプレクサーへ伝達するように構成された複数の光学的接続部を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記光学的マルチプレクサーが、前記反射デバイスを介して前記検出器アレイの上に各それぞれの画像の焦点を合わせるように構成された複数のレンズを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムであって、
検出器アレイと、
前記ガスタービンエンジンの中への第１のビューポートから第１の画像を受信し、前記ガスタービンエンジンの中への第２のビューポートから第２の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーとを含み、前記光学的マルチプレクサーは、前記第１の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、前記第２の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間を、選択的に移動するように構成された可動式の反射デバイスを含み、
前記検出器アレイが、前記光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている、システム。
【請求項１２】
前記検出器アレイを有する赤外線カメラを含み、前記検出器アレイが、短波の赤外線画像、中間波の赤外線画像、または、その組み合わせを検出するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記反射デバイスが、ミラーまたはプリズムを含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記検出器アレイが、多次元の画像を検出するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記ガスタービンエンジンが動作している間に、前記ガスタービンエンジンを監視するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムであって、
検出器アレイと、
前記ガスタービンエンジンの中への第１のビューポートから第１の画像を受信し、前記ガスタービンエンジンの中への第２のビューポートから第２の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーであって、それぞれの画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含む、光学的マルチプレクサーと、
前記第１の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、前記第２の画像の少なくとも一部分を前記検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間を移動するように前記反射デバイスに命令するように構成された制御装置と
を含み、
前記検出器アレイが、前記光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている、システム。
【請求項１７】
前記制御装置が、第１の期間にわたり前記第１の位置へ、および、第２の期間にわたり前記第２の位置へ回転するように、前記反射デバイスに命令するように構成される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御装置が、前記第１および第２の位置を通して連続的に回転するように、前記反射デバイスに命令するように構成される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
前記制御装置が、第１の期間にわたり前記第１の位置へ、および、第２の期間にわたり前記第２の位置へ並進するように、前記反射デバイスに命令するように構成される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１および第２のビューポートが、前記ガスタービンエンジンのタービンおよび燃焼器のうちの少なくとも１つから画像を受信するように構成される、請求項１６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示されている主題は、ガスタービンエンジンのための光学的監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定のガスタービンエンジンは、ビューポートを有するタービンおよび／または燃焼器を含み、ビューポートは、タービンおよび／または燃焼器の中の様々なコンポーネントの監視を促進するように構成される。例えば、高温測定システムは、ビューポートを通して放射線信号を受信し、ガスタービンエンジンの高温ガス流路の中の特定のコンポーネントの温度を測定することが可能である。高温測定システムは、複数のセンサーを含むことが可能であり、それぞれが、対応するビューポートに光学的に連結されており、かつ、タービンコンポーネントおよび／または燃焼器コンポーネントによって放出される放射線の強度を測定するように構成される。例えば、特定のセンサー（例えば、光学的センサー）は、見通しのきく点の温度測定、または、それぞれの監視されているコンポーネントの平均温度測定を、提供するように構成される。二次元の検出器アレイを有する赤外線カメラを利用することによって、コンポーネントの中の熱応力などのような、それぞれの監視されているコンポーネントの性能に関する追加的な情報を提供することが可能である。しかし、赤外線カメラに関連する取得コストに起因して、それぞれの赤外線カメラを使用してガスタービンエンジンの中の複数のビューポートを監視することは、経済的に実現不可能である可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８４３２４４０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムは、ガスタービンエンジンの中へのそれぞれのビューポートから複数の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーを含む。光学的マルチプレクサーは、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含み、検出器アレイは、光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている。
【０００５】
別の実施形態では、ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムは、検出器アレイを含む。また、システムは、ガスタービンエンジンの中への第１のビューポートから第１の画像を受信し、ガスタービンエンジンの中への第２のビューポートから第２の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーを含む。光学的マルチプレクサーは、第１の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間を、選択的に移動するように構成された可動式の反射デバイスを含む。加えて、検出器アレイは、光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている。
【０００６】
さらなる実施形態では、ガスタービンエンジンを光学的に監視するためのシステムは、検出器アレイを含む。また、システムは、ガスタービンエンジンの中への第１のビューポートから第１の画像を受信し、ガスタービンエンジンの中への第２のビューポートから第２の画像を受信するように構成された光学的マルチプレクサーを含む。光学的マルチプレクサーは、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含む。加えて、システムは、第１の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間を移動するように反射デバイスに命令するように構成された制御装置を含む。検出器アレイは、光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている。
【０００７】
本発明のこれらの特徴、態様、および利点、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て、以下の詳細な説明を読めば、より良く理解されるであろう。図面では、同様の文字は、図面を通して、同様の部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】単一の検出器アレイを用いて複数のビューポートを監視するように構成された光学的監視システムを含む、ガスタービンシステムの実施形態のブロック図である。
【図２】光学的監視システムによって監視され得る様々なタービンコンポーネントを含む、タービンセクションの実施形態の断面図である。
【図３】光学的監視システムによって監視され得る様々な燃焼器コンポーネントを含む、燃焼器の実施形態の断面図である。
【図４】光学的マルチプレクサーを有する光学的監視システムの実施形態の概略図である。
【図５】光学的マルチプレクサーを有する光学的監視システムの別の実施形態の概略図である。
【図６】光学的マルチプレクサーを有する光学的監視システムのさらなる実施形態の概略図である。
【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が、以下に説明されることとなる。これらの実施形態の簡潔な説明を提供する目的で、実際の実施の全ての特徴が、明細書の中に説明されてはいない可能性がある。任意のエンジニアリングまたは設計プロジェクトなどのような任意の実際の実施の開発において、システム関連の制約およびビジネス関連の制約（それは、実施ごとに変化する可能性がある）を順守するなどのような、開発者の特定の目標を実現するために、多数の実施時固有の決断がなされなければならないということが認識されるべきである。そのうえ、そのような開発努力は、複雑であり、時間がかかるが、それにもかかわらず、この開示の利益を有する当業者にとって、設計、組み立て、製造の日常的業務であるいうことが認識されるべきである。
【００１０】
本明細書で開示されている様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、要素のうちの１つまたは複数が存在するということを意味するように意図されている。用語の「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包含的であることが意図されており、リストアップされている要素以外の追加的な要素が存在することが可能であるということを意味することが意図されている。
【００１１】
本明細書で開示されている実施形態は、単一の検出器アレイを使用して、ガスタービンエンジンの中の複数のコンポーネントの二次元の温度プロファイルの決定を促進することが可能である。特定の実施形態では、光学的監視システムは、光学的マルチプレクサーを含み、光学的マルチプレクサーは、ガスタービンエンジンの中へのそれぞれのビューポートからの複数の画像を受信するように構成される。光学的マルチプレクサーは、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含み、検出器アレイは、光学的マルチプレクサーの上に固定場所に向けて方向付けされている。例えば、特定の実施形態では、光学的監視システムは、ミラーまたはプリズムを含むことが可能であり、ミラーまたはプリズムは、第１の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間で、回転するように構成される。さらなる実施形態では、光学的マルチプレクサーは、ミラーまたはプリズムを含むことが可能であり、ミラーまたはプリズムは、第１の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第１の位置と、第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて方向付けする第２の位置との間で、並進するように構成される。光学的マルチプレクサーは、（例えば、タービンの中への、および／または、燃焼器の中への）複数のビューポートからの複数の画像を、単一の検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成されるので、複数の検出器アレイを有する光学的監視システム（例えば、それぞれのビューポートに対して１つの検出器アレイ）と比較して、光学的監視システムのコストを実質的に低減させることが可能である。加えて、検出器アレイは、それぞれの監視されているコンポーネントの二次元の温度プロファイルの決定を促進することが可能であるので、追加的な情報（例えば、コンポーネントの中の熱応力）を決定することが可能である。
【００１２】
ここで図面を見てみると、図１は、タービンシステム１０の実施形態のブロック図であり、単一の検出器アレイを用いて複数のビューポートを監視するように構成された光学的監視システムを含む。タービンシステム１０は、燃料噴射器１２と、燃料供給部１４と、燃焼器１６とを含む。図示されているように、燃料供給部１４は、天然ガスなどのような、液体燃料および／またはガス燃料を、ガスタービンシステム１０に送り、燃料噴射器１２を通して燃焼器１６の中へ送る。後述されるように、燃料噴射器１２は、燃料を噴射し、燃料を圧縮空気と混合するように構成される。燃焼器１６は、燃料−空気混合物を点火および燃焼させ、次いで、高温加圧排気ガスをタービン１８の中へ通す。認識されることとなるように、タービン１８は、固定されている静翼またはブレードを有する１つまたは複数のステーターと、ステーターに対して回転するブレードを有する１つまたは複数のローターとを含む。排気ガスは、タービンローターブレードを通過し、それによって、タービンローターを駆動し、回転させる。タービンローターとシャフト１９との間の連結が、シャフト１９の回転を引き起こし、シャフト１９は、図示されているように、ガスタービンシステム１０を通して、いくつかのコンポーネントにも連結されている。最終的に、燃焼プロセスの排気は、排気出口部２０を介してガスタービンシステム１０を出ていく。
【００１３】
圧縮機２２は、ローターに強固に装着されているブレードを含み、ローターは、シャフト１９によって駆動され、回転する。空気が回転ブレードを通過するにつれて、空気圧力が上昇し、それによって、適正な燃焼のために十分な空気を燃焼器１６に提供する。圧縮機２２は、空気取り入れ口２４を介して、ガスタービンシステム１０に空気を取り入れる。さらに、シャフト１９は、負荷２６に連結することが可能であり、負荷２６は、シャフト１９の回転を介して動力を与えられる。認識されることとなるように、負荷２６は、ガスタービンシステム１０の回転出力の動力を使用することが可能な任意の適切なデバイス（発電プラント、または、外部の機械的な負荷など）であることが可能である。例えば、負荷２６は、発電機、飛行機のプロペラなどを含むことが可能である。空気取り入れ口２４は、冷気取り入れ口などのような適切なメカニズムを介して、ガスタービンシステム１０の中へ空気３０を引き込む。次いで、空気３０は、圧縮機２２のブレードを通って流れ、圧縮機２２は、圧縮空気３２を燃焼器１６に提供する。とりわけ、燃料噴射器１２は、燃料−空気混合物３４として、圧縮空気３２および燃料１４を、燃焼器１６の中へ噴射することが可能である。代替的に、圧縮空気３２および燃料１４は、混合および燃焼のために、燃焼器の中へ直接的に噴射され得る。
【００１４】
図示されているように、タービンシステム１０は、タービン１８に光学的に連結されている光学的監視システム３６を含む。図示されている実施形態では、光学的監視システム３６は、タービン１８の中へのそれぞれのビューポート３９と光学的マルチプレクサー４０との間に延在する光学的接続部３８（例えば、光ファイバーケーブル、光導波路など）を含む。以下で詳細に述べられるように、光学的マルチプレクサー４０は、それぞれのビューポート３９からそれぞれの画像を受信するように、および、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成されており、検出器アレイ４２は、光学的マルチプレクサー４０の上の固定場所に向けて方向付けされている。検出器アレイ４２は、光学的マルチプレクサー４０から画像を受信するように、および、それぞれの画像に対する所望の波長範囲の中の放射エネルギーの強度マップ（例えば、一次元の強度マップ、二次元の強度マップなど）を示すそれぞれの信号を出力するように構成される。図示されている実施形態では、検出器アレイ４２は、制御装置４４に通信可能に連結されており、制御装置４４は、信号を受信するように、および、信号に基づいて、それぞれの監視されているタービンコンポーネントの二次元の温度マップを計算するように構成される。光学的監視システム３６は、二次元の温度マップを発生させるので、それぞれの監視されているタービンコンポーネントにわたる温度勾配を測定することが可能であり、それによって、見通しのきく点の温度、または、それぞれのコンポーネントの平均温度だけを測定する構成と比較して、コンポーネント応力に関連する追加的な情報を提供する。
【００１５】
図示されている実施形態では、制御装置４４は、光学的マルチプレクサー４０にも通信可能に連結されている。以下で詳細に述べられるように、光学的マルチプレクサー４０は、可動式の反射デバイス（例えば、ミラー、プリズムなど）を含み、可動式の反射デバイスは、それぞれのビューポートからのそれぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成される。制御装置４４は、複数の位置同士の間で移動するように反射デバイスに命令するように構成されており、それによって、対応する画像を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。例えば、制御装置４４は、第１の期間にわたり第１の位置へ回転するように反射デバイスに命令することが可能であり、それによって、第１の画像を検出器アレイに向けて方向付けする。次いで、制御装置４４は、第２の期間にわたり第２の位置へ回転するように反射デバイスに命令することが可能であり、それによって、第２の画像を検出器アレイに向けて方向付けする。代替的に、制御装置は、第１および第２の位置を通って連続的に回転するように反射デバイスに命令するように構成され得る。さらなる実施形態では、制御装置は、第１の期間にわたり第１の位置へ並進するように反射デバイスに命令することが可能であり、それによって、第１の画像を検出器アレイに向けて方向付けする。次いで、制御装置４４は、第２の期間にわたり第２の位置へ並進するように反射デバイスに命令することが可能であり、それによって、第２の画像を検出器アレイに向けて方向付けする。光学的マルチプレクサー４０の動作を制御することによって、制御装置４４は、どの画像がタービンから検出器アレイ４２へ伝達されるかを選択することが可能である。
【００１６】
特定の実施形態では、制御装置４４は、光学的マルチプレクサー４０の動作を制御するように、および／または、検出器アレイ４２からのデータを処理するように構成された電気回路を有する電子制御装置である。例えば、制御装置４４は、プロセッサーと、記憶デバイスと、メモリーデバイスとを含むことが可能である。（１つまたは複数の）プロセッサーが使用され、光学的マルチプレクサー制御ソフトウェア、画像処理ソフトウェアなどのようなソフトウェアを実行することが可能である。そのうえ、（１つまたは複数の）プロセッサーは、１つまたは複数の「汎用」マイクロプロセッサー、１つまたは複数の専用マイクロプロセッサーなどのような、１つまたは複数のマイクロプロセッサー、および／もしくは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣＳ）、または、それらのいくつかの組み合わせを含むことが可能である。例えば、（１つまたは複数の）プロセッサーは、１つまたは複数の縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサーを含むことが可能である。
【００１７】
（１つまたは複数の）記憶デバイス（例えば、不揮発性記憶装置）は、読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）、フラッシュメモリー、ハードドライブ、または、任意の他の適切な光学的記憶媒体、磁気的記憶媒体、もしくはソリッドステート記憶媒体、あるいは、それらの組み合わせを含むことが可能である。（１つまたは複数の）記憶デバイスは、データ（例えば、画像データ、マルチプレクサー制御データなど）、命令（例えば、マルチプレクサーを制御するためのソフトウェアまたはファームウェアなど）、および、任意の他の適切なデータを保存することが可能である。（１つまたは複数の）メモリーデバイスは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのような揮発性のメモリー、および／または、ＲＯＭなどのような不揮発性メモリーを含むことが可能である。（１つまたは複数の）メモリーデバイスは、様々な情報を保存することが可能であり、かつ、様々な目的のために使用することが可能である。例えば、（１つまたは複数の）メモリーデバイスは、光学的マルチプレクサー制御ソフトウェアおよび／または画像処理ソフトウェアのための命令などのような、（１つまたは複数の）プロセッサーが実行するためのプロセッサー実行可能命令（例えば、ファームウェアまたはソフトウェア）を保存することが可能である。
【００１８】
図示されている実施形態では、ガスタービンシステム１０は、燃焼器１６に光学的に連結されている第２の光学的監視システム３６を含む。上記に説明されているタービンの光学的監視システムと同様に、燃焼器の光学的監視システムは、燃焼器１６へのそれぞれのビューポート３９と光学的マルチプレクサー４０との間に延在する複数の光学的接続部３８を含む。光学的マルチプレクサー４０は、ビューポート３９からのそれぞれの画像を受信するように、および、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成されており、検出器アレイ４２は、光学的マルチプレクサー４０の上の固定場所に向けて方向付けされている。図示されている実施形態は、燃焼器１６およびタービン１８を監視するために、別々の光学的監視システム３６を用いるが、代替的な実施形態では、燃焼器１６およびタービン１８を監視するために、単一の光学的マルチプレクサーを有する単一の光学的監視システムが用いられるということが認識されるべきである。そのような実施形態では、１つまたは複数の光学的接続部が、タービン１８および燃焼器１６からマルチプレクサー４０へ延在することが可能である。さらなる実施形態では、１つまたは複数の光学的監視システムが用いられ、圧縮機２２、取り入れ口２４、燃料噴射器１２、および／または、排気２０の中のコンポーネントを監視することが可能である。
【００１９】
図２は、タービンセクションの断面図であり、光学的監視システム３６によって監視され得る様々なタービンコンポーネントを含む。図示されているように、燃焼器１６からの排気ガス４６は、軸線方向４８および／または円周方向５０に、タービン１８の中へ流れる。図示されているタービン１８は、少なくとも２つの段を含み、２つの第１段が、図２に示されている。他のタービン構成は、より多くの、または、より少ないタービン段を含むことが可能である。例えば、タービンは、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、または、それ以上のタービン段を含むことが可能である。第１のタービン段は、静翼５２およびブレード５４を含み、静翼５２およびブレード５４は、タービン１８の周りに円周方向５０に実質的に等しく間隔をあけて配置されている。第１段静翼５２は、タービン１８に強固に装着されており、かつ、燃焼ガスをブレード５４に向けて方向付けするように構成される。第１段ブレード５４は、ローター５６に装着されており、ローター５６は、ブレード５４を通って流れる排気ガス４６によって駆動され、回転する。そして、ローター５６は、シャフト１９に連結されており、シャフト１９は、圧縮機２２および負荷２６を駆動する。次いで、排気ガス４６は、第２段静翼５８および第２段ブレード６０を通って流れる。また、第２段ブレード６０も、ローター５６に連結されている。排気ガス４６がそれぞれの段を通って流れるにつれて、ガスからのエネルギーが、ローター５６の回転エネルギーへ変換される。それぞれのタービン段を通過した後に、排気ガス４６は、軸線方向４８にタービン１８を出ていく。
【００２０】
図示されている実施形態では、それぞれの第１段静翼５２は、エンドウォール６２から半径方向６４に外向きに延在している。エンドウォール６２は、高温排気ガス４６が、ローター５６に進入するのを阻止するように構成される。同様のエンドウォールが、第２段静翼５８、および、（存在する場合には）その次の下流の静翼に隣接して存在することが可能である。同様に、それぞれの第１段ブレード５４は、プラットフォーム６６から半径方向６４に外向きに延在している。認識されることとなるように、プラットフォーム６６は、ブレード５４をローター５６に連結するシャンク６８の一部である。また、シャンク６８は、高温排気ガス４６がローター５６に進入するのを阻止するように構成されたシールまたはエンジェルウィング７０を含む。同様のプラットフォームおよびエンジェルウィングが、第２段ブレード６０、および、（存在する場合には）その次の下流のブレードに隣接して存在することが可能である。そのうえ、シュラウド７２が、第１段ブレード５４から半径方向外向きに位置付けされている。シュラウド７２は、ブレード５４をバイパスする排気ガス４６の量を低減させるように構成される。バイパスするガスからのエネルギーが、ブレード５４によって獲得されず、かつ、回転エネルギーへ転換されないので、ガスのバイパスは望ましくない。光学的監視システム３６は、ガスタービンエンジン１０のタービン１８の中の監視コンポーネントを参照して下記に説明されているが、蒸気または別の作動流体が、タービンブレードを通過し、動力または推進力を提供するタービンなどのような、他の回転機械および／または往復式機械の中のコンポーネントを監視するために光学的監視システム３６を用いることが可能であるということが認識されるべきである。
【００２１】
認識されることとなるように、タービン１８の中の様々なコンポーネント（例えば、静翼５２および５８、ブレード５４および６０、エンドウォール６２、プラットフォーム６６、エンジェルウィング７０、シュラウド７２など）が、燃焼器１６からの高温排気ガス４６に露出されている。結果的に、タービン１８の動作中に特定のコンポーネントの温度を測定し、温度が所望の範囲の中にあり続けるということを確実にすること、および／または、コンポーネントの中の熱応力を監視することが望ましい可能性がある。例えば、光学的監視システム３６は、第１段タービンブレード５４の二次元の温度マップを決定するように構成することが可能である。認識されることとなるように、二次元の温度マップが利用され、それぞれのブレード５４にわたる温度勾配を決定することが可能であり、それによって、ブレード５４の中の熱応力の計算を促進する。
【００２２】
ブレード５４の表面にわたって温度が変化し得るので、図示されている実施形態は、ブレード５４の異なる領域に向けて方向付けされている３つのビューポート３９を含む。３つの光学的接続部３８は、ビューポート３９を光学的マルチプレクサー４０に光学的に連結している。図示されているように、第１の光学的接続部６９は、ブレード５４の上流部分の画像を光学的マルチプレクサー４０に伝達するように構成されており、第２の光学的接続部７１は、ブレード５４の円周方向側部の画像を光学的マルチプレクサー４０に伝達するように構成されており、第３の光学的接続部７３は、ブレード５４の下流部分の画像を光学的マルチプレクサー４０に伝達するように構成される。ビューポート３９は、軸線方向４８、円周方向５０、および／または、半径方向６４に角度を付けられ、ビューポート３９をブレード５４の所望の領域に向けて方向付けすることが可能である。代替的な実施形態では、より多くの、または、より少ないビューポート３９および光学的接続部３８が用いられ、第１段ブレード５４の画像を得ることが可能である。例えば、特定の実施形態は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、または、それ以上のビューポート３９、および、対応する数の光学的接続部３８を用い、ブレード５４の画像を光学的マルチプレクサー４０へ伝達することが可能である。認識されることとなるように、用いられるビューポート３９および光学的接続部３８が多ければ多いほど、監視することが可能なブレード５４の領域が多くなる。光学的接続部３８は、例えば、光ファイバーケーブルまたは光学的画像システム（例えば、剛体の画像用光導波路システム）を含むことが可能である。また、特定の実施形態は、光学的接続部３８を省略することが可能であり、光学的マルチプレクサー４０をビューポート３９に直接的に光学的に連結することが可能であるということも認識されるべきである。
【００２３】
図示されている実施形態では、ビューポート３９は、第１段ブレード５４に向けて方向付けされているが、代替的な実施形態では、ビューポート３９は、他のタービンコンポーネントに向けて方向付けされ得るということが認識されるべきである。例えば、１つまたは複数のビューポート３９が、第１段静翼５２、第２段静翼５８、第２段ブレード６０、エンドウォール６２、プラットフォーム６６、エンジェルウィング７０、シュラウド７２、または、タービン１８の中の他のコンポーネントに向けて方向付けされ得る。さらなる実施形態は、タービン１８の中の複数のコンポーネントに向けて方向付けされているビューポート３９を含むことが可能である。第１段ブレード５４と同様に、光学的監視システム３６は、ビューポート３９の視野の中のそれぞれのコンポーネントのための二次元の温度マップを決定することが可能である。このように、様々なタービンコンポーネントの中の熱応力を測定することが可能であり、それによって、タービンシステム１０の動作パラメーターを調節するために、および／または、メンテナンス間隔を決定するために、使用することが可能なデータをオペレーターに提供する。
【００２４】
先述のように、光学的接続部３８（例えば、光ファイバーケーブル、光導波路など）は、タービン１８からの画像を光学的マルチプレクサー４０へ伝達する。そして、光学的マルチプレクサー４０は、それぞれの画像を検出器アレイ４２へ選択的に伝達するように構成される。光学的マルチプレクサー４０は、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成された可動式の反射デバイスを含み、検出器アレイ４２は、光学的マルチプレクサーの上の固定場所に向けて方向付けされている。以下で詳細に述べられるように、可動式の反射デバイス（例えば、ミラー、プリズムなど）は、回転または並進し、それぞれの画像を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成される。したがって、可動式の反射デバイスは、回転可能であり、それによって、回転式の移動を促進し、または、並進可能であり、それによって、並進式の移動を促進することが可能である。
【００２５】
検出器アレイ４２は、それぞれの画像を受信するように、および、それぞれの画像に対する所望の波長範囲の中の放射エネルギーの強度マップを示す信号を出力するように構成される。検出器アレイ４２は、所定期間にわたって複数の画像を獲得するように構成することが可能である。認識されることとなるように、上記に説明されている第１段ブレード５４などのような、特定のタービンコンポーネントは、タービン１８の円周方向５０に沿って、高速で回転することが可能である。結果的に、そのようなコンポーネントの画像を獲得するために、検出器アレイ４２は、それぞれのコンポーネントの実質的な静止画像を制御装置４４に提供するのに十分な周波数で、動作するように構成することが可能である。例えば、特定の実施形態では、検出器アレイ４２は、おおよそ２５，０００Ｈｚ、５０，０００Ｈｚ、１００，０００Ｈｚ、２００，０００Ｈｚ、４００，０００Ｈｚ、６００，０００Ｈｚ、８００，０００Ｈｚ、もしくは１，０００，０００Ｈｚ、または、それ以上よりも大きい周波数で、それぞれの画像の強度マップを示す信号を出力するように構成することが可能である。さらなる実施形態では、検出器アレイ４２は、おおよそ２５、２０、１５、１０、５、３、２、１、または０．５マイクロ秒、または、それ以下よりも短い積分時間で、それぞれの画像の強度マップを示す信号を出力するように構成することが可能である。このように、二次元の温度マップを、それぞれの回転しているタービンコンポーネントに関して、発生させることが可能である。
【００２６】
図３は、燃焼器１６の実施形態の断面図であり、光学的監視システム３６によって監視され得る様々な燃焼器コンポーネントを含む。図示されているように、燃焼器１６は、燃料ノズル１２を含み、燃料ノズル１２は、燃焼器１６のベース部において、端部カバー７４に取り付けられている。特定の実施形態では、燃焼器１６は、５つのまたは６つの燃料ノズル１２を含むことが可能である。他の実施形態では、燃焼器１６は、単一の大きい燃料ノズル１２を含むことが可能である。とりわけ、燃料ノズル１２の表面および幾何学形状は、燃料−空気混合物が燃焼器１６を通って下流に流れるにつれて、空気および燃料の混合を強化させるように構成される。混合の強化は、燃焼器効率を上昇させることが可能であり、それによって、タービンエンジンの中により多くの動力を生成させる。燃料−空気混合物は、燃料ノズル１２から燃焼器外筒８０の内側の燃焼ゾーン７８へ、下流方向７６に排出される。燃焼ゾーン７８は、燃料ノズル１２から下流に位置付けされており、高温燃焼ガスから燃料ノズル１２への熱伝達を低減させる。図示されている実施形態では、燃焼ゾーン７８は、燃焼器外筒８０の内側に、燃料ノズル１２から下流に、および、燃焼器１６のトランジションピース８２から上流に、位置付けされている。トランジションピース８２は、加圧排気ガスをタービン１８に向けて方向付けし、かつ、収束（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ）セクションを含み、収束セクションは、排気ガスの速度を増加させ、それによって、回転式にタービン１８を駆動するためのより大きい力を生成させるように構成される。図示されている実施形態では、燃焼器１６は、ライナー８４を含み、ライナー８４は、ケーシング８０の内側に位置付けされ、冷却空気フローのための中空の環状経路を提供しており、冷却空気フローは、燃焼ゾーン７８の周りのケーシング８０を冷却する。ライナー８４は、燃料ノズル１２からタービン１８へのフローを改善するために適切な形状を確立することが可能である。
【００２７】
図示されている実施形態では、光学的監視システム３６は、燃焼器１６の中への６つのそれぞれのビューポート３９への６つの光学的接続部３８を含む。図示されているように、ビューポート３９は、燃焼器１６の長さに沿って方向７６に、および、燃焼器１６の周囲部の周りに方向７７に分配されている。それぞれのビューポート３９は、燃焼器１６の中の関心領域に向けて方向付けすることが可能である。例えば、図示されている実施形態では、燃料ノズル１２の近位に位置付けされているビューポート３９は、火炎８６の近位の燃焼ゾーン７８の中の表面（例えば、ライナー８４など）に向けて方向付けされており、さらに遠くに下流に位置付けされているビューポート３９は、燃焼器ライナー８４および／またはトランジションピース８２に向けて方向付けされている。このように、燃焼器１６の様々な領域を、光学的監視システム３６によって監視することが可能である。加えて、燃焼器１６の周りに円周方向７７にビューポート３９を位置付けることによって、光学的監視システム３６は、燃焼器ライナー８４および／またはトランジションピース８２の異なる部分を監視することが可能である。
【００２８】
タービン１８を参照して上記に説明されている光学的監視システム３６と同様に、燃焼器の光学的監視システム３６は、光学的マルチプレクサー４０を含み、光学的マルチプレクサー４０は、燃焼器１６の中へのそれぞれのビューポート３９から複数の画像を受信するように構成される。光学的マルチプレクサー４０は、可動式の反射デバイスを含み、可動式の反射デバイスは、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成されており、検出器アレイ４２は、光学的マルチプレクサー４０の上の固定場所に向けて方向付けされている。光学的マルチプレクサー４０は、複数のビューポート３９からの複数の画像を単一の検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成されるので、複数の検出器アレイを有する光学的監視システム（例えば、それぞれのビューポートに対して１つの検出器アレイ）と比較して、光学的監視システムのコストを実質的に低減させることが可能である。
【００２９】
図示されている実施形態は、燃焼器１６の中への６つのビューポートを含んでいるが、代替的な実施形態は、より多くの、または、より少ないビューポートを含むことが可能であるということが認識されるべきである。例えば、特定の実施形態では、燃焼器１６は、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、または、それ以上のビューポート３９を含むことが可能である。そのうえ、図示されている実施形態では、光学的監視システム３６は、単一の燃焼器を監視するように構成されるが、代替的な実施形態では、光学的監視システム３６は、複数の燃焼器を監視するように構成することが可能であるということが認識されるべきである。例えば、光学的接続部３８は、光学的マルチプレクサー４０からガスタービンエンジンの中のそれぞれの燃焼器１６へ延在することが可能である。例として、ガスタービンエンジンが、１２個の燃焼器１６を含み、それぞれの燃焼器１６が、２つのビューポート３９を含む場合には、合計２４個の光学的接続部３８が、それぞれのビューポート３９から単一の光学的マルチプレクサー４０へ延在することが可能である。そのような構成では、光学的マルチプレクサー４０は、それぞれのビューポートからのそれぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２へ選択的に方向付けするように構成される。さらなる実施形態では、複数の光学的監視システム（それぞれが、光学的マルチプレクサーおよび検出器アレイを有している）が用いられ、タービンシステムの中の１つまたは複数の燃焼器を監視することが可能である。加えて、図示されている実施形態では、光学的監視システム３６は、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の燃焼器を監視するように構成されるが、光学的監視システム３６が用いられ、ボイラーまたはガス化システムの中の燃焼器などのような、別の機械またはデバイスの燃焼器を監視することが可能であるということが認識されるべきである。
【００３０】
図４は、光学的マルチプレクサー４０を有する光学的監視システム３６の実施形態の概略図である。図示されている実施形態では、ビューポート３９は、タービン１８のブレード５４に向けて方向付けされている。ビューポート３９は、視野９０を有するレンズ８８を含み、視野９０は、ブレード５４の所望の領域の画像を獲得するように構成される。図示されている光ファイバーケーブルなどのような、光学的接続部３８は、画像を光学的マルチプレクサー４０へ伝達するように構成される。図示されているビューポート３９は、タービン１８のブレード５４に向けて方向付けされているが、代替的な実施形態では、プラットフォーム６６またはエンジェルウィング７０に向けて、ビューポート３９を方向付けすることが可能であるということが認識されるべきである。加えて、ライナーまたはトランジションピースなどのような、燃焼器のコンポーネントに向けて、ビューポート３９を方向付けすることが可能であるということが認識されるべきである。
【００３１】
図示されているように、光学的接続部３８は、ブレード５４の画像９２を、光学的マルチプレクサー４０のレンズ９４の上に映すように構成される。レンズ９４は、図示されているプリズム９６などのような反射デバイスを介して、画像の少なくとも一部分を、検出器アレイ４２の上に焦点を合わせるように構成される。図示されている実施形態では、プリズム９６は、半径方向内向きの方向９８から画像を受信するように、および、検出器アレイ４２に向けて軸線方向１００（例えば、半径方向内向きの方向に対して約９０度）に画像を反射させるように構成される。認識されることとなるように、プリズム９６の幾何学形状、および／または、プリズム９６に適用されるコーティングは、とりわけ、所望の波長範囲の画像を効率的に反射させるように選択されている。例えば、検出器アレイ４２が、短波の赤外線画像を監視するように構成される場合には、プリズム９６は、とりわけ、短波の赤外線画像を軸線方向１００に検出器アレイ４２に向けて反射させるように構成することが可能である。図示されている光学的マルチプレクサー４０は、検出器アレイ４２に向けて画像を反射させるためにプリズムを含んでいるが、代替的な実施形態では、光学的マルチプレクサーは、軸線方向１００に画像を反射させるために、ミラーまたは他の反射デバイスを含むことが可能であるということが認識されるべきである。
【００３２】
図示されている実施形態では、第２のレンズ１０２が、赤外線カメラ１０６の第３のレンズ１０４の上に、プリズムからの画像の焦点を合わせるように構成される。図示されているように、赤外線カメラ１０６は、光学的マルチプレクサー４０の上の固定場所に向けて（例えば、第２のレンズ１０２およびプリズム９６に向けて）方向付けされている。赤外線カメラ１０６は、検出器アレイ４２を含み、検出器アレイ４２は、短波の赤外線画像、および／または、中間波の赤外線画像を検出するように構成することが可能である。認識されることとなるように、短波の赤外線画像は、タービン１８の中のコンポーネントなどのような、冷却器コンポーネントの温度を決定するのに適切である可能性があり、中間波の赤外線画像は、燃焼器１６の中のコンポーネントなどのような、より高温のコンポーネントの温度を決定するのに適切である可能性がある。検出器アレイ４２の上にそれぞれの画像の焦点を合わせるために、赤外線カメラ１０６は、カメラ１０６が軸線方向１００に並進することを可能にする並進アッセンブリに連結され得る。検出器アレイ４２は、図示されているタービンブレード５４の二次元の強度マップ１０７などのような、監視されているコンポーネントによって放出される熱放射の強度マップを示す信号を出力するように構成される。そして、制御装置４４は、信号を受信するように、および、監視されているコンポーネントの二次元の温度マップを決定するように構成される。したがって、それぞれの監視されているタービンコンポーネントにわたる温度勾配を測定することが可能であり、それによって、コンポーネントの応力に関連する追加的な情報を提供する。
【００３３】
図示されている実施形態では、光学的マルチプレクサー４０は、円周方向１０８に実質的に均等に分配されている８個のマルチプレクサーレンズを含む。したがって、プリズム９６は、第１のマルチプレクサーレンズ９４に実質的に整合させられている第１の位置から、第２のマルチプレクサーレンズ１１０に実質的に整合させられている第２の位置へ、円周方向１０８に回転するように構成される。第１の位置にある間に、プリズム９６は、第１の画像９２の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて方向付けし、第２の位置にある間に、プリズム９６は、（例えば、別のビューポートからタービン１８への）第２の画像１１２の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。したがって、単一の検出器アレイ４２が、ガスタービンエンジンの中の２つの遠隔の場所から画像を監視することが可能である。プリズム９６が、円周方向１０８に回転し続けると、プリズムは、第３のマルチプレクサーレンズ１１４に整合させられている第３の位置へ移行し、それによって、（例えば、別のビューポートからタービン１８の中への）第３の画像１１６の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。図示されている光学的マルチプレクサー４０は、８個のそれぞれのビューポートからの８個の画像を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成されるが、代替的なマルチプレクサーは、より多くの、または、より少ない画像を、検出器アレイへ選択的に方向付けするように構成することが可能であるということが認識されるべきである。例えば、特定の実施形態では、光学的マルチプレクサーは、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、または、それ以上のレンズを含むことが可能であり、それによって、光学的マルチプレクサーが、対応する数の画像を検出器アレイへ選択的に方向付けすることを可能にする。そのうえ、特定の実施形態では、マルチプレクサーレンズを省略することが可能であり、光学的接続部３８が、回転しているプリズム９６の上に画像を直接的に映すことが可能である。
【００３４】
図示されている実施形態では、制御装置４４は、光学的マルチプレクサー４０に通信可能に連結されており、かつ、マルチプレクサーの動作を制御するように構成される。特定の実施形態では、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）それぞれの位置を通って連続的に回転するようにプリズム９６に命令するように構成されており、それによって、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて順次方向付けする。例えば、プリズム９６が第１のマルチプレクサーレンズ９４に向けて方向付けされている間に、プリズムは、第１の画像９２の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。プリズム９６が、第１および第２のレンズ９４および１１０の間の中間位置へ回転しているとき、プリズム９６は、第１の画像９２の一部分、および、第２の画像１１２の一部分を、検出器アレイに向けて方向付けする。そして、プリズム９６が第２のマルチプレクサーレンズ１１０に向けて方向付けされている間に、プリズムは、第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。このように、それぞれのビューポートからの画像が、検出器アレイ４２に向けて順次方向付けされる。
【００３５】
特定の実施形態では、制御装置４４は、検出器アレイ４２の動作をプリズム９６の回転と調和させるように構成される。例えば、制御装置４４は、プリズムがそれぞれのマルチプレクサーレンズに整合させられている間に、画像を獲得するように検出器アレイに命令することが可能である。代替的な実施形態では、検出器アレイ４２は、プリズムが回転するときに、マルチプレクサーから画像を実質的に連続的に獲得することが可能であり、制御装置４４は、獲得される画像を処理し、それぞれのビューポートに関するそれぞれの画像を確立することが可能である。例えば、特定の実施形態では、それぞれの二次元のビューポート画像にわたってプリズム９６が回転するときに、検出器アレイ４２は、一連の一次元の強度マップを獲得するように構成することが可能である。そのような実施形態では、制御装置４４は、一連の一次元のマップを組み合わせることによって、それぞれのコンポーネントの二次元の強度マップを構築するように構成することが可能である。
【００３６】
さらなる実施形態では、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）所望の期間にわたりそれぞれの位置へ回転するようにプリズムに命令するように構成される。例えば、特定の実施形態では、制御装置４４は、第１の期間にわたり第１の位置へ回転し、第１のビューポートから複数の画像を獲得するように、プリズムに命令する。次いで、制御装置４４は、第２の期間にわたり第２の位置へ回転し、第２のビューポートから複数の画像を獲得するように、プリズム９６に命令する。このように、複数の画像をそれぞれのビューポートから獲得することが可能である。第１および第２の期間は、とりわけ、監視されているコンポーネントに基づいて選択することが可能である。例えば、第１のビューポートが、回転しているタービンブレードに向けて方向付けされている場合には、第１の期間は、とりわけ、タービンローターの所望の数の回転を通して、ブレード、または複数のブレードを獲得するように選択することが可能である。
【００３７】
プリズム９６を、任意の適切な駆動メカニズムによって回転するように駆動することが可能である。例えば、特定の実施形態では、プリズムは、電気モーター、空気圧式のモーター、または、液圧モーターに連結され、プリズム９６の回転を促進させることが可能である。さらなる実施形態では、プリズムを、（例えば、検流計を介して）磁界または電界によって回転するように駆動することが可能である。制御装置４４は、駆動メカニズムに通信可能に連結され、プリズムの回転を制御している。
【００３８】
図５は、光学的マルチプレクサーを有する光学的監視システムの別の実施形態の概略図である。図４を参照して上記に説明されている実施形態と同様に、光学的マルチプレクサー４０は、ガスタービンエンジンの中へのそれぞれのビューポートからの複数の画像を受信するように構成される。図示されている実施形態では、光学的マルチプレクサー４０は、回転ミラー１１８を含み、回転ミラー１１８は、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けするように構成される。図示されているように、ミラー１１８は、光学的マルチプレクサー４０の中心軸線１２０の周りに円周方向１２２に回転するように構成される。加えて、光学的接続部３８、および、対応するマルチプレクサーレンズは、中心軸線１２０の周りに円周方向１２２に実質的に均等に分配されている。この構成では、ミラー１１８の回転が、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて選択的に方向付けする。例えば、図示されている第１の位置にミラー１１８が配向されている状態で、第１の静止ミラー１２４は、軸線方向１２５から第１の画像を受信し、かつ、半径方向内向きの方向１２７へ画像を約９０度反射させ、それによって、回転ミラー１１８に向けて画像を方向付けする。そして、回転ミラー１１８は、半径方向内向きの方向１２７から軸線方向１２５へ、第１の画像を約９０度反射させ、それによって、検出器アレイ４２に向けて画像を方向付けする。次いで、ミラー１１８は、点線によって図示されているように、第２の位置へ回転する。第２の位置にミラー１１８が配向されている状態で、第２の静止ミラー１２６は、軸線方向１２５から第２の画像を受信し、かつ、半径方向内向きの方向１２７へ画像を約９０度反射させ、それによって、回転ミラー１１８に向けて画像を方向付けする。そして、回転ミラー１１８は、半径方向内向きの方向１２７から軸線方向１２５へ、第２の画像を約９０度反射させ、それによって、検出器アレイ４２に向けて画像を方向付けする。図示されている光学的マルチプレクサー４０は、２つのそれぞれのビューポートから２つの画像を受信するように構成されるが、特定の実施形態では、光学的マルチプレクサーは、中心軸線１２０の周りに円周方向１２２に分配されているそれぞれの光学的接続部から、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、または、それ以上の画像を受信するように構成することが可能であるということが認識されるべきである。
【００３９】
図４を参照して上記に説明されている実施形態と同様に、任意の適切な駆動メカニズム（例えば、電気モーター、空気圧式のモーターなど）が利用され、回転式にミラー１１８を駆動することが可能である。加えて、ミラーは、コーティングを含むことが可能であり、コーティングは、とりわけ、所望の波長範囲（例えば、短波の赤外線、中間波の赤外線など）の中の光を反射させるように構成されるということが認識されるべきである。そのうえ、図示されている実施形態は、回転ミラー１１８を含んでいるが、代替的な実施形態は、回転プリズム、または、他の反射デバイスを用いることが可能であるということが認識されるべきである。図示されている実施形態では、制御装置４４は、光学的マルチプレクサー４０に通信可能に連結されており、かつ、マルチプレクサーの動作を制御するように構成される。例えば、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）第１の期間にわたり第１の位置へ回転し、次いで、第２の期間にわたり第２の位置へ回転するように、ミラー１１８に命令するように構成することが可能であり、それによって、検出器アレイが、それぞれのビューポートから画像を順次獲得することを可能にする。加えて、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）第１および第２の位置を通して連続的に回転するように、ミラー１１８に命令するように構成することが可能であり、それによって、それぞれの画像の少なくとも一部分を検出器アレイ４２に向けて順次方向付けする。
【００４０】
図６は、光学的マルチプレクサーを有する光学的監視システムのさらなる実施形態の概略図である。図４を参照して上記に説明されている実施形態と同様に、光学的マルチプレクサー４０は、ガスタービンエンジンの中へのそれぞれのビューポートからの複数の画像を受信するように構成される。図示されている実施形態では、光学的マルチプレクサー４０は、可動式のミラーを含み、可動式のミラーは、複数の位置の間で並進し、第１の画像または第２の画像の少なくとも一部分を検出器アレイに向けて選択的に方向付けするように構成される。図示されているように、光学的マルチプレクサー４０は、固定ミラー１２８を含み、固定ミラー１２８は、それぞれのビューポートからの画像を検出器アレイ４２に向けて反射させるように構成される。また、光学的マルチプレクサーは、第１の可動式のミラー１３０も含み、第１の可動式のミラー１３０は、第１の可動式のミラー１３０が図示されている第１の位置にある間に、第２の画像１１２を固定ミラー１２８に向けて反射させるように構成される。したがって、第１の可動式のミラー１３０が第１の位置にある状態で、第２の画像１１２は、長手方向１３１に沿って受信され、第１の可動式のミラー１３０から水平方向１３３に約９０度反射され、次いで、固定ミラー１２８から長手方向１３１に約９０度反射され、それによって、第２の画像を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。第１の可動式のミラー１３０は、第２の位置へ方向１３２に並進するように構成される。第１の可動式のミラー１３０が第２の位置にある状態で、第２の画像１１２は、（例えば、長手方向１３１に沿って固定ミラーの上方へ）固定ミラー１２８から離れて方向付けされている。加えて、第２の固定ミラー１３４は、第１の画像９２を第１の固定ミラー１２８に向けて反射させている。したがって、第１の可動式のミラー１３０が第２の位置にある状態で、第１の画像９２は、長手方向１３１に沿って受信され、第２の固定ミラー１３４から水平方向１３３に約９０度反射され、次いで、固定ミラー１２８から長手方向１３１に約９０度反射され、それによって、第１の画像９２を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。次いで、第１の可動式のミラー１３０は、方向１３６に第１の位置へ並進して戻ることが可能であり、それによって、第１の画像９２を遮断し、かつ、第２の画像１１２を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。第１および第２の位置の間で第１の可動式のミラー１３０を選択的に並進させることによって、光学的マルチプレクサー４０は、第１の画像および第２の画像を検出器アレイに向けて周期的に方向付けすることが可能である。
【００４１】
図示されている実施形態では、光学的マルチプレクサー４０は、第２の可動式のミラー１３８を含み、第２の可動式のミラー１３８は、第２の可動式のミラー１３８が第１の位置（例えば、固定ミラー１２８に整合させられている）にある間に、第３の画像１１６を固定ミラー１２８に向けて反射させるように構成される。したがって、第２の可動式のミラー１３８が第１の位置にある状態で、第３の画像１１６は、長手方向１３１に沿って受信され、第２の可動式のミラー１３８から水平方向１３３に約９０度反射され、次いで、固定ミラー１２８から長手方向１３１に約９０度反射され、それによって、第３の画像１１６を検出器アレイ４２へ方向付けする。第２の可動式のミラー１３８は、図示されている第２の位置へ方向１３２に並進するように構成される。第２の可動式のミラー１３８が第２の位置にある状態で、第３の画像１１６は、（例えば、長手方向１３１に固定ミラー１２８の上方へ）固定ミラー１２８から離れて方向付けされている。加えて、（例えば、第１の可動式のミラー１３０の位置に応じて）第１の画像９２または第２の画像１１２が、（例えば、第２の固定ミラー１３４または第１の可動式のミラー１３０、および、第１の固定ミラー１２８から反射されることによって）検出器アレイ４２に向けて方向付けされる。次いで、第２の可動式のミラー１３８は、方向１３６に第１の位置へ並進して戻ることが可能であり、それによって、第１の画像９２または第２の画像１１２を遮断し、かつ、第３の画像１１６を検出器アレイ４２に向けて方向付けする。それぞれの第１および第２の位置の間で、第１および第２の可動式のミラーを選択的に並進させることによって、光学的マルチプレクサー４０は、第１、第２、および第３の画像を検出器アレイに向けて順次方向付けすることが可能である。図示されている光学的マルチプレクサー４０は、３つの画像を検出器アレイへ選択的に方向付けするように構成される２つの可動式のミラーを含んでいるが、代替的な実施形態では、より多くの、または、より少ないミラーが用いられ、より多くの、または、より少ない画像を検出器アレイに向けて方向付けすることが可能であるということが認識されるべきである。例えば、特定の実施形態では、光学的マルチプレクサーは、１個、２個、３個、５個、７個、９個、１１個、または、それ以上の可動式のミラーを含むことが可能である。
【００４２】
認識されることとなるように、任意の適切な駆動メカニズム（例えば、電気モーター、空気圧式のモーター、リニアアクチュエーター、リニアモーターなど）が利用され、並進する可動式のミラー１３０および１３８を駆動することが可能である。加えて、ミラーは、それぞれのコーティングを含むことが可能であり、それぞれのコーティングは、とりわけ、所望の波長範囲（例えば、短波の赤外線、中間波の赤外線など）の中の光を反射させるように構成されるということが認識されるべきである。そのうえ、図示されている実施形態は、並進ミラー１３０および１３８を含んでいるが、代替的な実施形態は、並進プリズム、または、他の反射デバイスを用いることが可能であるということが認識されるべきである。図示されている実施形態では、制御装置４４は、光学的マルチプレクサー４０に通信可能に連結されており、かつ、マルチプレクサーの動作を制御するように構成される。例えば、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）第１の期間にわたり第１の位置へ並進し、次いで、第２の期間にわたり第２の位置へ並進するように、第１の可動式のミラー１３０に命令するように構成することが可能であり、それによって、検出器アレイが、第２の画像および第１の画像を順次獲得することを可能にする。加えて、制御装置４４は、（例えば、駆動メカニズムによって）第３の期間にわたり第１の位置へ並進し、次いで、第４の期間にわたり第２の位置へ並進するように、第２の可動式のミラー１３８に命令するように構成することが可能である。したがって、検出器アレイは、第２の可動式のミラー１３８が第１の位置にある間に、第３の画像を獲得することが可能であり、かつ、第２の可動式のミラー１３８が第２の位置にある間に、（例えば、第１の可動式のミラー１３０の位置に応じて）第１または第２の画像を獲得することが可能である。
【００４３】
この書面による説明は、本発明を開示するために、また、任意の当業者が本発明を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、例（最良の形態を含む）を使用している。本発明の特許の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、または、特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ガスタービンエンジン、ガスタービンシステム
１２  燃料ノズル、燃料噴射器
１４  燃料供給部
１６  燃焼器
１８  タービン
１９  シャフト
２０  排気出口部
２２  圧縮機
２４  空気取り入れ口
２６  負荷
３０  空気
３２  圧縮空気
３４  燃料−空気混合物
３６  光学的監視システム
３８  光学的接続部
３９  ビューポート
４０  光学的マルチプレクサー
４２  検出器アレイ
４４  制御装置
４６  高温排気ガス
４８  軸線方向
５０  円周方向
５２  第１段静翼
５４  第１段タービンブレード
５６  ローター
５８  第２段静翼
６０  第２段ブレード
６２  エンドウォール
６４  半径方向
６６  プラットフォーム
６８  シャンク
６９  第１の光学的接続部
７０  エンジェルウィング
７１  第２の光学的接続部
７２  シュラウド
７３  第３の光学的接続部
７４  端部カバー
７６  下流方向
７７  円周方向
７８  燃焼ゾーン
８０  ケーシング、燃焼器外筒
８２  トランジションピース
８４  燃焼器ライナー
８６  火炎
８８  レンズ
９０  視野
９２  第１の画像
９４  第１のマルチプレクサーレンズ
９６  プリズム
９８  半径方向内向きの方向
１００  軸線方向
１０２  第２のレンズ
１０４  第３のレンズ
１０６  赤外線カメラ
１０７  強度マップ
１０８  円周方向
１１０  第２のマルチプレクサーレンズ
１１２  第２の画像
１１４  第３のマルチプレクサーレンズ
１１６  第３の画像
１１８  回転ミラー
１２０  中心軸線
１２２  円周方向
１２４  静止ミラー
１２５  軸線方向
１２６  静止ミラー
１２７  半径方向内向きの方向
１２８  第１の固定ミラー
１３０  第１の可動式の並進ミラー
１３１  長手方向
１３２  方向
１３３  水平方向
１３４  第２の固定ミラー
１３６  方向
１３８  第２の可動式のミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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