(57)【要約】  ガス及び蒸気タービンのような発電機械の内部構成部材は、あらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って機械内の興味ある領域にカメラの視野（ＦＯＶ）を自動的に位置付け、人的介入なく画像を捕捉することが可能な光学カメラ検査システムを用いて、検査される。自動的なカメラ位置付け及び画像捕捉は、自動的にまたは操作者の許可を受けた後に開始される。あらかじめ指定したナビゲーション経路は、発電機械または同一タイプの同様の発電機械内で検査スコープを操作者が手動で位置付けることによって、規定される。ナビゲーション経路は、仮想的模擬によって規定されてもよい。検査システムは、関節式多軸検査スコープを有する。
2015513631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの内部検査のためのシステムであって、
タービン検査ポートに付けるための基体と、
検査スコープであって、前記基体に回転可能に結合される基端部と前記タービン検査ポート内に挿入するための先端部とを有し、中心軸を画成する伸長可能な細長い本体部と、前記基端部と前記先端部との中間にある伸長部分と、反対側にある第１及び第２継手端部を有し、前記第１継手端部が当該検査スコープの前記先端部に結合される関節継手と、を有する検査スコープと、
視野を有し、前記関節継手の前記第２継手端部に連結されるカメラヘッドと、
前記検査スコープを当該検査スコープの前記中心軸回りに回転させるための全体回転駆動体であって、前記検査スコープに連結される、全体回転駆動体と、
前記伸長部分を平行移動させるためのスコープ伸長駆動体であって、前記伸長部分に連結される、スコープ伸長駆動体と、
前記カメラヘッドの視野を前記検査スコープの前記中心軸に対して関節移動させるための関節駆動体であって、前記カメラヘッドに連結される、関節駆動体と、
前記カメラヘッドに連結されたカメラであって、視野内の画像を捕捉するためのカメラと、
前記全体回転駆動体、前記スコープ伸長駆動体及び前記関節駆動体並びに前記カメラに連結された制御システムであって、前記検査スコープ及び視野を前記タービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って興味ある内部領域へ自動的に位置付けるための、かつ、人的介入なく前記カメラのカメラ画像を捕捉するための、制御システムと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記制御システムが、視野を複数の興味ある領域へ自動的にかつ連続的に位置付け、興味ある領域の画像それぞれを捕捉させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の興味ある領域の画像を組み合わせて、
複数の興味ある領域の画像を組み合わせて複合画像を生成することと、
複数回撮像した画像を組み合わせて当該画像を重ね合わせることと、
からなる群から選択した複合画像を含む複合画像を生成することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記検査スコープに結合された冷却システムであって、前記検査スコープを通るように加圧冷却ガスを経路設定するための冷却システムをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記カメラヘッドに連結された照明システムであって、前記カメラヘッドの視野を照明するための照明する照明システムをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ナビゲーション経路の指定が、
選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプのタービン内で検査システムを人間が制御して位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプの仮想タービン内で仮想検査システムを人間が制御して模擬的に位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
模擬的な選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプの仮想検査スコープ及び仮想発電機械を人的介入なく模擬的に位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記タービンが、ガスタービンであり、
前記基体が、燃焼器検査ポートに結合され、
捕捉した画像は、燃焼器セクションの内部構成部材、タービンセクションの内部構成部材、列１の羽根及び列１のブレードからなる群から選択されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記カメラヘッドに連結される第１カメラであって、前記カメラヘッドの中心軸とほぼ平行な第１視野にある画像を捕捉することが可能な、第１カメラと、
前記カメラヘッドに連結される第２カメラであって、前記カメラヘッドの前記中心軸に対してほぼ横方向に位置合わせされている第２視野にある画像を捕捉することが可能な、第２カメラと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記関節継手の前記第２継手端部と前記カメラヘッドとの中間にあるカメラヘッド伸長体であって、カメラヘッド入れ子部分と、前記カメラヘッドに及び前記制御システムに連結され、前記カメラヘッド入れ子部分を平行移動させるためのカメラヘッド伸長駆動体と、を有する、カメラヘッド伸長体をさらに備え、そのため、前記制御システムが、視野に位置付ける際に前記カメラヘッド伸長体を平行移動させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記関節継手の前記第２継手端部と前記カメラヘッドとの中間にあるカメラヘッド回転／パン継手であって、前記カメラヘッドに及び前記制御システムに連結され、前記カメラヘッドを回転させるためのカメラヘッド回転／パン駆動体を有する、カメラヘッド回転／パン継手をさらに備え、そのため、前記制御システムが、視野に位置付ける際に前記カメラヘッドを回転させる／パンさせること可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記検査スコープの基端部及び先端部の中間にあるナックル継手であって、前記検査スコープを選択的に折り畳むためのナックル継手をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
ガスタービンの内部検査のためのシステムであって、
ガスタービン検査ポートに付けるための基体と、
検査スコープであって、前記基体に回転可能に結合される基端部と前記タービン検査ポート内に挿入するための先端部とを有し、中心軸を画成する伸長可能な細長い本体部と、前記基端部と前記先端部との中間にある伸長部分と、反対側にある第１及び第２継手端部を有し、前記第１継手端部が当該検査スコープの前記先端部に結合される関節継手と、前記関節継手の前記第２継手端部に連結され、カメラヘッド入れ子部分を有する、カメラヘッド伸長体と、前記関節継手の前記第２継手端部に連結されるカメラヘッド回転／パン継手と、を有する、検査スコープと、
視野を有し、前記カメラヘッド伸長体及び前記カメラヘッド回転／パン継手に連結されるカメラヘッドと、
前記検査スコープを当該検査スコープの前記中心軸回りに回転させるための全体回転駆動体であって、前記検査スコープに連結される、全体回転駆動体と、
前記伸長部分を平行移動させるためのスコープ伸長駆動体であって、前記伸長部分に連結される、スコープ伸長駆動体と、
前記カメラヘッドの視野を前記検査スコープの前記中心軸に対して関節移動させるための関節駆動体であって、前記カメラヘッドに連結される、関節駆動体と、
前記カメラヘッド入れ子部分を平行移動させるためのカメラヘッド伸長駆動体であって、前記カメラヘッド入れ子部分に連結される、カメラヘッド伸長駆動体と、
前記カメラヘッドを回転させるためのカメラヘッド回転／パン駆動体であって、前記カメラヘッドに連結される、カメラヘッド回転／パン駆動体と、
前記カメラヘッドに連結されたカメラであって、視野内の画像を捕捉するためのカメラと、
前記全体回転駆動体、前記スコープ伸長駆動体、前記関節駆動体、前記カメラヘッド伸長体、前記カメラヘッド回転／パン駆動体及び前記カメラに連結された制御システムであって、前記検査スコープ及び視野をタービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って興味ある内部領域へ自動的に位置付けるための、かつ、人的介入なく前記カメラのカメラ画像を捕捉するための、制御システムと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記検査スコープに結合された冷却システムであって、前記検査スコープ及び前記カメラヘッドを通るように加圧冷却ガスを経路設定するための冷却システムと、
前記カメラヘッドの視野を照明するために前記カメラヘッドに連結される照明システムと、
前記カメラヘッドに連結される第１カメラであって、前記カメラヘッドの中心軸とほぼ平行な第１視野にある画像を捕捉することが可能な、第１カメラと、
前記カメラヘッドに連結される第２カメラであって、前記カメラヘッドの前記中心軸に対してほぼ横方向に位置合わせされている第２視野にある画像を捕捉することが可能な、第２カメラと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
タービンを内部検査するための方法であって、
内部検査システムを準備するステップであって、前記内部検査システムが、
タービン検査ポートに付けるための基体と、
検査スコープであって、前記基体に回転可能に結合される基端部と前記タービン検査ポート内に挿入するための先端部とを有し、中心軸を画成する伸長可能な細長い本体部と、前記基端部と前記先端部との中間にある伸長部分と、反対側にある第１及び第２継手端部を有し、前記第１継手端部が当該検査スコープの前記先端部に結合される関節継手と、を有する検査スコープと、
視野を有し、前記関節継手の前記第２継手端部に連結されるカメラヘッドと、
前記検査スコープを当該検査スコープの前記中心軸回りに回転させるための全体回転駆動体であって、前記検査スコープに連結される、全体回転駆動体と、
前記伸長部分を平行移動させるためのスコープ伸長駆動体であって、前記伸長部分に連結される、スコープ伸長駆動体と、
前記カメラヘッドの視野を前記検査スコープの前記中心軸に対して関節移動させるための関節駆動体であって、前記カメラヘッドに連結される、関節駆動体と、
前記カメラヘッドに連結されたカメラであって、視野内の画像を捕捉するためのカメラと、
前記全体回転駆動体、前記スコープ伸長駆動体及び前記関節駆動体並びに前記カメラに連結された制御システムであって、前記検査スコープ及び視野を前記タービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って興味ある内部領域へ自動的に位置付けるための、かつ、人的介入なく前記カメラのカメラ画像を捕捉するための、制御システムと、
を有する、ステップと、
前記ナビゲーション経路を前記制御システムに提供するステップと、
前記制御システムを用いて、前記ナビゲーション経路に沿って前記検査スコープ及び前記カメラヘッドの視野を自動的に位置付け、人的介入なく視野のカメラ画像を捕捉することによって、前記タービンを検査するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記内部検査システムに、
前記関節継手の前記第２端部と前記カメラヘッドとの中間にあるカメラヘッド伸長体であって、カメラヘッド入れ子部分と、前記カメラヘッドに及び前記制御システムに連結され、前記カメラヘッド入れ子部分を平行移動させるためのカメラヘッド伸長駆動体と、を有し、そのため、前記制御システムが、視野に位置付ける際に前記カメラヘッド伸長体を平行移動させることが可能である、カメラヘッド伸長体と、
前記関節継手の前記第２継手端部と前記カメラヘッドとの中間にあるカメラヘッド回転／パン継手であって、前記カメラヘッドに及び前記制御システムに連結され、前記カメラヘッドを回転させるためのカメラヘッド回転／パン駆動体を有し、そのため、前記制御システムが、視野に位置付ける際に前記カメラヘッドを回転させる／パンさせること可能である、カメラヘッド回転／パン継手と、
を設けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記内部検査システムに、
前記カメラヘッドに連結される第１カメラであって、前記カメラヘッドの中心軸とほぼ平行な第１視野にある画像を捕捉することが可能な、第１カメラと、
前記カメラヘッドに連結される第２カメラであって、前記カメラヘッドの前記中心軸に対してほぼ横方向に位置合わせされている第２視野にある画像を捕捉することが可能な、第２カメラと、
を設けるステップと、
人的介入なく、前記第１及び第２カメラ双方からカメラ画像を捕捉するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記検査するステップ中に、前記制御システムが、前記検査スコープを移動させることによって、前記ナビゲーション経路に沿って、前記カメラの視野を複数の興味ある領域へ自動的にかつ連続的に位置付け、視野それぞれの画像を捕捉することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
複数の興味ある領域の画像を組み合わせて複合画像を生成することと、
複数回撮像した画像を組み合わせて当該画像を重ね合わせることと、
からなる群から選択した画像を組み合わせるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ナビゲーション経路が、
選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプのタービン内で検査システムを人間が制御して位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプの仮想タービン内で仮想検査システムを人間が制御して模擬的に位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
模擬的な選択したナビゲーション経路に沿って、同一タイプの仮想検査スコープ及び仮想発電機械を人的介入なく模擬的に位置付け、検査スコープ制御システムによるその後の反復のために前記ナビゲーション経路を記録すること、
からなる群から選択される方法によって指定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記タービンが、ガスタービンであり、
前記付けるステップ中に、前記基体を燃焼器検査ポートに連結し、
前記検査するステップ中に、捕捉した画像を、内部構成部材、タービンセクションの内部構成部材、列１の羽根及び列１のブレードからなる群から選択することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
同時係属出願の参照
本願は、本願と同日出願され、出願番号（１３／３６２，４１７）が割り当てられた「産業用ガスタービン及び他の発電機械の自動光学検査のためのシステム及び方法」と題された同時係属中の米国特許出願であって、代理人整理番号Ｎｏ．２０１１Ｐ２８９８３ＵＳである、米国特許出願と、本願と同日出願され、出願番号（１３／３６２，３５２）が割り当てられた「関節式多軸検査スコープを有する、産業用ガスタービン及び他の発電機械の自動光学検査のためのシステム及び方法」と題された同時係属中の米国特許出願であって、代理人整理番号Ｎｏ．２０１１Ｐ２２７４２ＵＳである、米国特許出願と、の優先権を主張し、これらすべてを参考として本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、限定しない例として蒸気タービン及び発電機を含む、産業用ガスタービン及び他の発電機械の非破壊内部検査のための光学カメラに関する。より具体的には、本発明は、カメラ視野（ＦＯＶ）を機械内の興味ある領域に自動的に位置付け、人間を介入させることなく画像を捕捉することが可能な光学カメラ検査システムに関する。自動式カメラ位置付け及び画像捕捉は、自動的にまたは操作者の許可を受けた後に開始される。
【背景技術】
【０００３】
蒸気またはガスタービンのような発電機械は、しばしば、定期検査及び保守期間で連続的に動作されており、このとき、タービンは、ラインから取り外されて停止される。一例として、ガスタービンのエンジンは、しばしば、約４０００時間にわたって連続的に発電するように動作されており、その後すぐに、定期保守、検査及び検査中に特定された構成部材の補修のためにラインから取り外される。定期保守のためにガスタービンをラインから取り外して最終的に完全に停止することは、複数日かかるプロジェクトである。タービンロータセクションのようないくつかのタービン構成部材は、１０００℃（１８３２°Ｆ）を超える温度で動作れている。構成部材の反りまたは他の変形の可能性を低減するために、タービンは、４８時間〜７２時間の冷却期間を必要として完全に停止する前に環境温度を達成する。停止段階中に、ロータが反る可能性を低減するために、タービンロータは、約１０ＲＰＭ以下で補助駆動モータによって「ギア回転モード」で回転される。タービン筐体のような他のタービン構成部材は、同様に、環境温度まで徐々に冷却される。
【０００４】
最大約７２時間のコースを完了していったんタービンを環境温度まで冷却すると、現在静止しているタービンの内部構成部材を、光学カメラ検査システムを用いて検査する。公知の光学カメラ検査システムは、タービン周辺回りに位置する検査ポートを通って挿入される硬質のまたは可撓性を有する光学ボアスコープを採用する。ボアスコープは、手で位置付けられており、そのため、その視野は、１以上の羽根またはブレード、燃焼器ブラケットなどのようなタービン内の興味ある領域を包含する。ボアスコープに光学的に連結されたカメラは、検査者によって遠隔視覚化及び（必要なら）アーカイブするために、視野内の興味ある対象物の画像を捕捉する。
【０００５】
所定のタービン検査ポート内でさまざまな興味ある領域における一連のさまざまな画像を必要とする場合、操作者は、カメラ検査システムのボアスコープを手動で再度位置付けし、興味ある内部領域と視野との所望の相対的な位置合わせを達成しなければならない。相対的な位置合わせは、ボアスコープを物理的に移動させることによって達成されており、そのため、その視野ポートは、静止している興味ある領域の基端側に位置する。ボアスコープと静的タービン構成部材とのこのような相対的な移動の例は、静的燃焼器内でさまざまな方向でボアスコープを挿入することによる、または、羽根またはブレード列間の空間にボアスコープを入れるまたは空間から出すことによる。相対的な位置合わせは、同様に、ボアスコープの視野ポートを静止位置で維持し、タービンの内部構成部材を静的視野内に動作させることによって達成されてもよい。タービンの内部構成部材と静的ボアスコープとの相対的な移動の例は、タービンロータを連続して少量の角度回転させ、ブレードの画像を捕捉することによるブレード列にあるさまざまなブレードの検査である。ロータは、連続的に回転され、列にある各所望の個別ブレードをカメラの視野内に位置合わせする。
【０００６】
完全なタービン検査は、人間の検査者による、カメラ検査システムの視野ポートとタービン内の興味ある領域との間における複数回の相対的な再度の位置付け手順を必要とする。検査品質及び生産性は、検査者及び検査チームの検査及び操作技能の影響を受ける。検査装置の位置付けは、ガスタービン内の構成部材間にある操作経路が複雑であることに起因して、困難である。例えば、第１列の羽根または関連する支持部の先端縁を検査するために、燃焼器の検査ポートにボアスコープを挿通することは、複合的な操作を必要とする。タービン内で検査装置の位置付けが不正確であると、タービンの内部構成部材を損傷する可能性がある。複数の操作者からなる検査チームは、しばしば、公知の検査方法及び装置を用いて手動検査を実行する必要がある。すなわち、公知の手動カメラ検査の手順及び検査システムの操作は、時間がかかり、実際は繰り返され、さらに、複数人からなる検査チームの補助をしばしば必要とする。公知の手動カメラ検査手順及び検査システム操作で必要とする「人的要因」は、人的技能レベルのバラツキに基づいて、不要な検査処理の不一致を招く。人的技能の不一致において、一部の検査チームは、他のチームよりも、検査に時間をかけることなく完了することができ、良好な画像品質を達成し、検査損傷リスクが低い。高い業務検査チームの理想的な技能は、すべてのチームによって使用されるように記録される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光学カメラ検査システムおよび方法に関する技術において、非限定的な例として蒸気またはガスタービン並びに発電機を含む発電機械の非破壊内部検査を実行するために必要な総合時間を、公知の検査装置及び方法で達成されるよりも低減し、そのため、保守サイクル中により迅速に発電を再開するために機械を戻して配置されることに対する必要性がある。
【０００８】
光学カメラ検査システムおよび方法に関する技術において、非限定的な例として蒸気またはガスタービン並びに発電機を含む発電機械内で検査装置を位置付けることが、個別の機械検査サイクル内でまたは複数の異なる機械の検査サイクル内で一貫してかつ繰り返し可能に、可能であり、公知の検査装置及び方法で達成されるよりも、機械の内部構成部材への損傷リスクを最小化し、画像品質が高く、検査サイクル時間が迅速であることに対する別の必要性がある。
【０００９】
光学カメラ検査システムおよび方法に関する技術において、さまざまな検査チーム間で検査技能レベル及び生産性を平均化することを支援することに対するさらに別の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の可能性のある目的は、他の目的と結合してまたは個別に、（非限定的な例として蒸気またはガスタービン及び発電機を含む）発電機械のための光学検査システム及び方法を形成することであり、この光学検査システム及び方法は、公知の検査器具及び方法と比較して、総合的な定期保守期間を低減し、個別の機械の検査サイクル内でまたは複数の異なる機械の検査サイクル内で検査器具を一貫してかつ繰り返して位置付け、機械の内部構成部材への損傷の危険性を最小化すると共に画質が高く、さまざまな検査チーム間で検査技能レベル及び生産性を均質化することを補助する。
【００１１】
ガス及び蒸気タービンまたは発電機のような発電機械の内部構成部材を光学カメラ検査システムを用いて検査し、この光学カメラ検査システムは、あらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って、機械内の興味ある領域にカメラの視野（ＦＯＶ）を自動的に位置付け、人的介入なく画像を捕捉することが可能である。自動的なカメラ位置付け及び画像捕捉は、自動的にまたは操作者の許可を受けて開始される。あらかじめ指定したナビゲーション経路は、操作者が手動で検査スコープを発電機械または同一タイプの同様の発電機械内で位置付け、将来の反復のために位置付けステップのシーケンスを記録することによって、規定される。
【００１２】
これら及び他の目的は、ガスまたは蒸気タービンを内部検査するためのシステムによって、本発明にしたがって達成される。システムは、タービン検査ポートに付けるための基体を有する。システムは、同様に、基体に回転可能に連結された基端部とタービン検査ポート内に挿入するための先端部とを有する伸長可能な細長い本体部を有する検査スコープを有する。検査スコープは、基端部と先端部との中間にある伸長部分と、反対側にある第１及び第２継手端部を有し、第１継手端部が検査スコープの先端部に連結された関節継手と、を有する。視野を有するカメラヘッドは、関節継手の第２継手端部に連結されている。全体回転駆動体は、検査スコープの中心軸回りで検査スコープを回転させるために、検査スコープに連結されている。スコープ伸長駆動体は、伸長体を平行移動させるために、伸長部分に連結されている。関節駆動体は、検査スコープの中心軸に対してカメラヘッドの視野を関節移動させるために、カメラヘッドに連結されている。カメラは、視野内の画像を捕捉するために、カメラヘッドに連結されている。システムは、同様に、制御システムを有し、この制御システムは、タービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って、検査スコープ及び視野を興味ある内部領域に自動的に位置付けるために、かつ、人的介入なくカメラ画像を捕捉するために、全体回転駆動体、スコープ伸長駆動体、関節駆動体及びカメラに連結されている。
【００１３】
本発明は、同様に、蒸気またはガスタービンを内部検査するためのシステムを特徴としており、このシステムは、ガスタービン検査ポートに付けるための基体を有する。システムは、同様に、基体に回転可能に連結される基端部とタービン検査ポート内に挿入するための先端部とを有し、中心軸を画成する伸長可能な細長い本体部を有する。
伸長部分は、基端部と先端部との中間にある。検査スコープは、反対側にある第１及び第２関節継手を有し、第１継手端部が検査スコープの先端部に連結された関節継手を有する。カメラヘッド伸長体は、関節継手の第２端部に連結されている。この伸長体は、カメラヘッド入れ子部分と、関節継手の第２端部に連結されるカメラヘッド回転／パン継手と、を有する。検査スコープは、視野を有し、カメラヘッド伸長体及びカメラヘッド回転／パン継手に連結されたカメラヘッドを有する。検査スコープは、運動軸に関する駆動体を有する。全体回転駆動体は、検査スコープをその中心軸回りに回転させる。スコープ伸長駆動体は、伸長部分を平行移動させ、関節駆動体は、カメラヘッドの視野を検査スコープの中心軸に対して関節移動させる。カメラヘッド伸長駆動体は、カメラヘッド入れ子部分を平行移動させ、カメラヘッド回転／パン駆動体は、カメラヘッドを回転させる。カメラは、スコープの視野内の画像を捕捉するためにカメラヘッドに連結されている。制御システムは、タービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って検査スコープ及び視野を興味ある内部領域へ自動的に位置付けるために、かつ、人的介入なくカメラ画像を捕捉するために、全体回転駆動体、スコープ伸長駆動体、関節駆動体、カメラヘッド伸長駆動体及びカメラヘッド回転／パン駆動体並びにカメラそれぞれに連結されている。
【００１４】
本発明は、同様に、蒸気またはガスタービンを内部検査するための方法を特徴とし、内部検査システムを準備するステップを有する。検査システムは、タービン検査ポートに付けるための基体と、基体に連結される検査スコープと、を有する。より詳しくは、検査スコープは、中心軸を画成し、基体に回転可能に連結される基端部とタービン検査ポートに挿入するための先端部とを有する伸長可能な細長い本体部を有する。検査スコープは、基端部と先端部との中間にある伸長部分と、反対側にある第１及び第２継手端部を有し、第１継手端部が検査スコープの先端部に連結される関節継手と、を有する。視野を有するカメラヘッドは、関節継手の第２継手端部に連結されている。検査スコープは、同様に、選択的な運動をスコープに付与するための複数の駆動体を有する。全体回転駆動体は、検査スコープをその中心軸回りに回転させる。スコープ伸長駆動体は、伸長部分を平行移動させる。関節駆動体は、カメラヘッドの視野を検査スコープの中心軸に対して関節移動させる。カメラは、検査スコープの視野内の画像を捕捉するためにカメラヘッドに連結されている。システムは、タービン内のあらかじめ指定したナビゲーション経路に沿って検査スコープ及び視野を興味ある内部領域に位置付けるために、かつ、人的介入なくそのカメラ画像を捕捉するために、全体回転駆動体、スコープ伸長駆動体及び関節駆動体並びにカメラに連結された制御システムを有する。検査方法は、基体をタービン検査ポートに付けることによってさらに実行される。ナビゲーション経路は、制御システムに提供される。タービンは、制御システムを用いて、ナビゲーション経路に沿って検査スコープ及びカメラヘッドの視野を自動的に位置付け、人的介入なくそのカメラ画像を捕捉することによって、検査される。
【００１５】
ナビゲーション経路は、複数の方法によってあらかじめ指定されており、検査ステップで使用された実際の検査スコープの制御システムによって将来の反復のために記録される。ナビゲーション経路をあらかじめ指定する方法は、選択したナビゲーション経路に沿って、実際に検査するガスタービン内において（または実際に検査するガスタービンと同一タイプの内部構造を有する別のガスタービン内において）検査ステップ中に使用したタイプの検査スコープを以前に人間が制御して位置付けること、選択したナビゲーション経路に沿って、検査するタイプの仮想的な発電機械内において検査ステップ中に使用したタイプの仮想的な検査スコープを人間が制御して模擬的に位置付けること、人的介入なく、模擬的な選択したナビゲーションに沿って、検査ステップで使用したタイプの仮想的な検査スコープと仮想的な発電機械とを模擬的に位置付けること、を有する。
【００１６】
本発明の目的及び特徴は、当業者による任意の組み合わせまたはサブコンビネーションにおいて結合してまたは個別に適用される。
【００１７】
本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって、迅速に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】公知のガスタービンを示す概略部分横断面図である。
【図２】公知のガスタービンを示す概略部分横断面図であって、本発明の実施形態にかかる光学カメラ検査システムを燃焼器の検査ポート内に部分的に挿入することを示す、概略部分横断面図である。
【図３】公知のガスタービンを示す概略部分横断面図であって、図２に示す光学カメラ検査システムを用いて燃焼器の内部構成部材の検査を実行する、概略部分横断面図である。
【図４】公知のガスタービンを示す概略部分横断面図であって、図２に示す光学カメラ検査システムを用いて列１のタービンブレードの先端縁における検査を実行する、概略部分横断面図である。
【図５】図２の実施形態にかかる光学カメラ検査システムを示す概略斜視図であって、得られる運動度Ω、Τ、Φ、Ε及びΘを示す、概略斜視図である。
【図６】図２の折畳検査位置にある図５の光学カメラ検査システムを示す概略斜視図である。
【図７】図３のロック検査位置にある図５の光学カメラ検査システムを示す概略斜視図である。
【図８】図５の光学カメラ検査システムの伸長管機構部分を示す概略斜視図であって、運動度Ω及びΤを示す、概略斜視図である。
【図９】タービンの検査ポートに取り付けられる本願発明のアダプタリングを示す概略斜視図である。
【図１０】図５の光学カメラ検査システムのカメラヘッド関節移動及び回転（パン）機構を示す概略正面図であって、運動度Φ及びΘを示す、概略正面図である。
【図１１】図１０のカメラヘッド関節移動及び回転（パン）機構を示す概略平面図である。
【図１２】図５の光学カメラ検査システムのカメラヘッド伸長機構を示す概略正面図であって、運動度Εを示す、概略正面図である。
【図１３】図５の光学カメラ検査システムのカメラヘッドを示す概略斜視図である。
【図１４】図５の光学カメラ検査システムのカメラヘッドを示す概略分解斜視図である。
【図１５】図１４のカメラヘッドを示す概略部分組立斜視図である。
【図１６】図５の光学カメラ検査システムのための制御ボックス及び制御システムを示すブロックダイアグラムである。
【図１７】一実施形態のタブレットコンピュータ型ヒューマン・マシン・インターフェース（ＨＭＩ）であって本発明の光学カメラ検査システムを操作者が遠隔観測して制御するためのＨＭＩを示す概略斜視図である。
【図１８】公知のガスタービンを示す概略部分断面図であって、本発明の一実施形態の別の光学カメラ検査システムを検査ポートそれぞれの２つの別個のタービンセクション列内に挿入することを示す、概略部分断面図である。
【図１９】図１８の実施形態の光学カメラ検査システムを示す正面斜視図であって、得られる運動度Τ、Θ及びΦを示す、正面斜視図である。
【図２０】運動度Φのための揺動プリズム関節機構を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
理解を容易にするため、必要に応じて、図で共通する同一の要素を判別するために、同一の参照符号を使用する。
【００２０】
以下の説明を考慮した後、当業者は、本発明の教示が非限定的な例として蒸気またはガスタービン及び発電機を含む発電機械の非破壊内部検査のための光学カメラ検査システムで直ちに使用されることを明確に理解する。光学カメラ検査システムは、自動的に、カメラの視野（ＦＯＶ）を機械内の興味ある領域に位置付け、人的介入なく画像を捕捉することが可能である。自動的にカメラを位置付けること及び画像を捕捉することは、自動的にまたは操作者の許可を受けた後に開始される。あるいは、システムは、「手動」モードで人的に操作されてもよい。
【００２１】
カメラ検査システムの概略
図１を参照すると、本発明の実施形態は、ガスタービン３０の内部構成部材の自動オフライン遠隔視覚検査を容易にし、この内部構成部材は、燃焼器３４、タービンセクションの列１及び列２の固定羽根４２、４６、先頭の列１及び列２の回転ブレード４４、４８、並びに、リングセグメントを含む。図２から図４及び図１８に示すように、本発明の実施形態にかかる検査システムは、遠隔操作される光学カメラ検査スコーププローブ６０、２２０をタービンの検査ポート３６、５０及び５２に取り付けることによって、環境温度まで完全には冷却されていないオフラインのタービンの検査を可能とする。取り付けると、検査スコーププローブ６０、２２０は、運動制御システムの命令下で内部運動制御サーボモータを介して（操作者によって自動的にまたは操作者なく自動的に）選択的に位置付けられる。画像データは、取得され、捕捉され、かつ必要に応じてさらなる解析のためにアーカイブされる。
【００２２】
関節式検査スコープ
図２から図４は、一実施形態の関節式検査スコープ６０を燃焼器３４の検査ポート３６に挿入すること（図２）による、ガスタービンの検査を示す。ガスタービン設備の境界の周囲におけるスコープ６０の間隔を操縦するため、検査スコープ６０は、折畳式ナックル継手を有し、そのため、スコープは、細長いスコープであれば、半分においてほぼＬ字状プロファイルへ折り畳まれる。いったんスコープ６０を検査ポート３６内に位置付けると、図３に示すように、ナックル継手を真っ直ぐにする。検査スコープ６０を検査ポート３６に付けた後、スコープは、そのカメラヘッドを回転させたり伸長させたりすることによって、燃焼器の内部構成部材に対して検査するために使用される。図４において、スコープ６０をさらに伸長してそのカメラヘッドが連節されているので、列１の羽根及び列１のブレードの先端縁の画像を取得する。タービンロータが回転モードにある場合、列１のすべてのブレードの画像は、これらがカメラヘッドの視野を回転して通り過ぎるので、捕捉される。
【００２３】
図５を参照すると、検査スコープ６０は、３つの主構成部材セクション、伸長管状セクション６２（図５から図９参照）、モータ被覆体６４（図５及び図１０から図１２）及びカメラ先端６６（図５及び図１２から図１５）を有し、これらは、以下の５つの運動自由度を実行可能である。
Ω−全体回転
Τ−入れ子式伸長
Φ−カメラヘッドの関節移動
Ε−カメラヘッド先端の伸長
θ−カメラヘッドの回転／パン
【００２４】
伸長管状セクション６２は、取付管体７０と、燃焼器の検査ポート３６のような検査ポートに取り付けられる取付襟体７２と、を有する。モータ筐体７４は、取付襟体７２の先端側において取付管体７０の反対側の端部に取り付けられており、運動度Ω及びΤを実行するのに必要なサーボモータを収容する。３つの入れ子式管体７５〜７７は、Τ方向の運動を提供するために、取付管体７０内に陥没する。
【００２５】
図６及び図７に示すように、バネ負荷式ロックナックル継手８０は、図２に示しかつ上述のように、タービン３０に関して小型化した操縦のために、検査スコープ６０全体を折り畳むことを可能とする。ロックスリーブ７７Ａは、入れ子式管体７７上をスライドし、検査スコープ６０が図７に示すようなロック検査位置にある場合にナックル継手８０をそこで拘束する。
【００２６】
図５に示すように、モータ被覆体６４は、モータ駆動式の関節継手８２を位置付けるために必要なサーボモータを収容し、この関節継手は、運動度Φと、カメラヘッドの入れ子式伸長体８４、８６を介した伸長運動Εと、カメラヘッド８８の回転／パンの運動度Θと、を提供する。カメラヘッド８８は、軸方向及び横方向それぞれの視野（ＦＯＶ）のためのカメラポート９０、９２を有する。
【００２７】
図８は、モータ筐体７４の詳細図であり、回転ハブ１００内にあり、２つの同軸上に入れ子にされ、独立駆動された大径及び小径のギアを示す。回転駆動ギア１０２は、回転ハブ１００内の大径ギアの回転によってΩ運動を生じさせるために、回転サーボモータ１０４によって駆動される。入れ子式伸長駆動ネジ１０６は、回転ハブ１００内の小径ギアにしっかりと結合されており、順に、伸長駆動ギア１０８に係合する。伸長サーボモータ１１０は、回転ハブ１００内にある小径ギアを回転させることによってΤ運動を生じさせることに関与する。取付襟体７２は、アダプタリング１１２に取り付けられており、順に、燃焼器の検査ポート３６のような検査ポートに取り付けられている。図９に示すように、アダプタリングは、襟体７２内の対になる内ネジ山に係合される複数の外ネジ山１１４を有している。アダプタリング１１２は、テーパ状のヘッド機械ネジ１１８を受けるための取付穴部１１６を有する。ネジ１１８は、アダプタリング１１２内に係留するように取り付けられている。アダプタリングの他の構造及びスコープを検査ポートに付ける基部の他の形状をアダプタリング１１２と置き換えてもよい。
【００２８】
図１０を参照すると、モータ被覆体６４は、一対の間隔を開けた耳状のモータ被覆体旋回軸１２２を有するモータ被覆体筐体１２０を有する。関節運動サーボモータ１２４は、カメラ旋回ハブ１２８を傾けることによって関節運動Φを付与する駆動ネジ１２６を回転させる。傾斜運動軸１３２は、回転可能にモータ被覆体旋回軸１２２に連結されるカメラハブ旋回軸１３０との間に形成されている。オフセットリンク１３３は、駆動ネジ１２６に連結されており、直線運動を傾斜運動軸１３２回りの回転運動に変換する。
【００２９】
モータ被覆体筐体１２０は、同様に、図１１に示すように、カメラヘッド６６にΘ運動度を付与するカメラパン／回転サーボモータ１３４を収容する。サーボモータ１３４は、傘歯車列１３６を駆動し、この傘歯車列は、同様に回転ハブ１２９を回転させるために、順に、カメラ旋回ハブ１２８内に回転可能に捕えられた駆動式傘歯車を有する。回転ハブ１２９は、カメラヘッド入れ子式伸長体８４にしっかりと連結されている。カメラ先端入れ子式伸長体８４及び８６は、伸長サーボモータ１４０によって運動度Εで伸長されかつ後退され、この伸長サーボモータは、順に、直線駆動ネジ１４２に係合している。駆動ネジ１４２は、駆動プーリ１４４を有し、このプーリは、張力をかけたケーブル１４６を通り過ぎる。副プーリ１４８は、カメラヘッド８８に取り付けられており、同様に、ケーブル１４６に連結されている。コイルバネ１５０は、カメラヘッド８８と回転ハブ１２９との間に介在されており、これらを互いから離間するように付勢しており、それにより、ケーブル１４６に張力をかけている。結果として、伸長サーボモータ１４０によって駆動ネジ１４２を選択的に平行移動させることがカメラヘッド８８を図中の左右（運動Ε）に移動させることになる。
【００３０】
図１３から図１５は、カメラヘッド筐体１５２及び選択的に取り外し可能なカバー１５を有する二枚貝構造を有するカメラヘッド８８を示す。カメラ１５６は、カメラヘッド８８の中心軸に沿って延在する「カメラ１」ポート９０を通した視野（ＦＯＶ）を有する。カメラ１５８は、カメラヘッド８８の中心軸に対して横方向または垂直である「カメラ２」ポート９２を通した視野（ＦＯＶ）を有する。カメラ１５６は、プリズム１６０を通してその画像を発生させる。カメラ１５６、１５８は、パーソナルコンピュータで通常使用されるタイプの公知の自動焦点ＵＳＢカメラである。発光ダイオード（ＬＥＤ）１６２及び１６４は、発電機械の内部検査中にカメラ１５６、１５８に対して照明を提供する。
【００３１】
検査スコープ６０は、図１５に概略的に示すように、冷却空気ライン１７０及び加圧冷却空気源１７２（例えば圧縮空気）によって外部から冷却されている。冷却空気は、スコープ６０を通過し、熱を器具から離間して移送しており、冷却空気は、カメラ１５６、１５８及びＬＥＤ１６２、１６４の周囲にあるカメラポート９０、９２、プリズム１６０のようなスコープの外面にある間隙を通して排出する。これら間隙は、冷却空気排気口として有効に機能する。さまざまな冷却ポートから排気された冷却空気は、スコープ６０から熱を移送することを補助し、完全には冷却されていないタービン３０の内部温度よりも相対的に冷たいカメラヘッド８８周囲に熱バリアを形成することを補助する。この方法において、検査スコープ６０は、停止したがいまだに高温であるタービン内に、タービンが環境空気温度まで冷却する前に数時間挿入されることができる。この方法において、公知の検査システムで許容されていたよりも、検査を数時間、場合により数日早く開始できる。この方法において、従来可能であったよりも、検査処理をタービンの耐用年数においてより早く開始して完了でき、場合によっては、総計の保守サイクル期間を低減する。
【００３２】
カメラ検査スコープの制御及び操作
検査スコープ６０をその５つの運動度に沿って位置付けることは、５つの上述した精密運動制御サーボモータ１０４（Ω）、１１０（Τ）、１２４（Θ）、１２４（Φ）及び１４０（Ε）に電圧を印加することによって達成される。サーボモータは、公知の運動制御システムのコントローラにより使用するためのモータ位置情報のフィードバックを提供する関連するエンコーダを有する。図１６は、本発明の例示的な運動制御システムを示すブロックダイアグラムである。上述した検査スコープ６０のハードウエアは、破線６０で示されており、多経路ケーブル１９２及びＵＳＢカメラケーブルのような公知の通信経路を用いて、同様に破線で示す制御ボックス１８０と通信する。
【００３３】
制御ボックス１８０は、運動コントローラ１８６及び運動コントローラモータ駆動体１８８のための第１及び第２電源１８２、１８４を有する。構成部材１８２〜１８８すべては、産業用の運動制御システムで使用される公知の設計からなる。運動コントローラ１８６は、検査スコープ６０のサーボモータ１０４（Ω）、１１０（Τ）、１２４（Θ）、１２４（Φ）及び１４０（Ε）に電圧を印加して反転させるために、運動制御モータ駆動体１８８に命令を出す。簡潔にするため、このようなモータすべてを集合的に「サーボモータ」称する。サーボモータそれぞれは、関連するエンコーダを有しており、これらエンコーダは、その運動範囲それぞれにおけるスコープ位置を示すエンコーダ信号を発生させる。例えば、サーボモータ１０４に関連するエンコーダは、伸長管状部分６２の全体回転位置（Ω）を示す回転位置信号を発生させる。各エンコーダからの位置信号情報は、運動コントローラ１８６によってアクセスされる。運動コントローラ１８６は、モータエンコーダ信号を検査スコープ６０の空間位置と相互に関連付ける。デジタル光コントローラ１９０は、ＬＥＤ１６２、１６４の照度出力及びオン／オフを制御し、運動コントローラ１８６と通信する。運動コントローラ１８６は、同様に、例えば冷却ポート１７４から出る流速など、検査スコープ６０への及び検査スコープを通る冷却空気を制御する。
【００３４】
運動コントローラ１８６は、任意の無線通信機能１９４を有する。イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する通信信号を伝達するケーブルなどの有線データ経路１９８は、ホストコントローラ２００と通信する。例示的なホストコントローラ２００は、内部メモリ機能及び必要に応じて外部メモリ２０２を有するパーソナルコンピュータである。ホストコントローラ２００は、同様に、カメラ１５６（ＵＳＢカメラ１）からの及びカメラ１５８（ＵＳＢカメラ２）からの処理される画像データを受信し、処理する。コンピュータ２００は、に加工のまたは処理した画像データをメモリ２０２内にアーカイブする、そうでなければ保存する。検査スコープ６０は、例えばジョイスティック２０４及び／またはＨＭＩ視覚／タッチスクリーン２０６を介して、人的命令または制御の下で位置付けられてもよい。任意で、コンピュータ２００は、例えばＨＭＩを有するタブレットコンピュータなどを含む他のコンピュータと通信するために、無線通信機能を有してもよい。図１７は、カメラ１の画像表示部２１２とカメラ２の画像表示部２１４とプローブ位置情報表示部２１６と検査スコープ６０の位置を操作するためのＨＭＩ制御インタフェース２１８とを含む例示的なタブレットコンピュータのＨＭＩ表示スクリーンを示す。タブレットコンピュータ２１０は、ホストコントローラコンピュータ２００を介して通信する必要がない、運動コントローラ１８６との直接通信機能を有してもよい。
【００３５】
ブレード／羽根検査スコープ
実施形態にかかるブレード／羽根検査スコープ２２０を図１８から図２０に示す。この実施形態は、列をなす回転ブレードと静止羽根との間で、ガスタービン３０のタービンセクション３８の境界内を検査するのに特に適している。図１８は、それぞれが列１の検査ポート５０及び列２の検査ポート５２それぞれに取り付けられた一対の検査スコープ２２０を示す。しかしながら、検査チームの裁量により、単一の検査スコープ２２０を選択した検査ポートに取り付けても、２より多い検査スコープ２２０を検査手順中に同時にタービン３０に取り付けてもよい。同様に、検査チームは、その裁量により、任意の検査手順において、１以上の検査スコープ６０の実施形態を検査スコープ２２０の実施形態と同時にまたは検査スコープ２２０の実施形態なく操作してもよい。
【００３６】
図１９及び図２０に示すように、実施形態にかかる検査スコープ２２０は、取付フランジ２２２によってガスタービンの検査ポート（ここでは列１の検査ポート５０）に取り付けられる。関連するサーボモータ及びエンコーダを有する直線駆動体２２４は、入れ子式伸長位置運動度Τにおいて検査スコープを平行移動させる。関連するサーボモータ及びエンコーダを有する回転駆動体２２６は、カメラ回転／パン運動度Θにおいて検査スコープを回転させる。ボアスコープ２２８は、直線駆動体２２４及び回転駆動体２２６に機械的に連結されており、その視野（ＦＯＶ）内で捕捉するカメラヘッド２３０を有する。カメラヘッド２３０は、旋回プリズム２３２を有し、関節運動度Φにおけるこの旋回プリズムの運動は、関連するサーボモータ及びエンコーダによって付与される。ボアスコープ２２８は、公知の構成からなり、ファイバ光学レンズ２３４と、照明してカメラヘッドの視野内の画像をカメラ２３６に伝達する補助的な外部照明（図示略）と、を有する。カメラ２３６は、図１６に示すように運動制御システムに連結される自動焦点ＵＳＢカメラであってもよい。その運動度Φ、Θ及びΤに沿う検査スコープ２２０の全体運動制御及び位置付け並びにカメラ画像の捕捉は、検査スコープ６０の実施形態に関して上述したように実行される。
【００３７】
検査スコープ２２０は、タービンセクション３０の温度が最大約１５０℃までまだ上昇しているタービン３０の冷却段階中に検査するための外部冷却システムを有する。検査スコープ６０の実施形態に関連して述べたように、冷却システムは、ボアスコープ２２８と平行にまたはボアスコープ内に延在する空気ライン１７０を有し、この空気ラインは、冷却空気源から得られた冷却空気を例えばカメラヘッド２３０周囲にある１以上の機能的な冷却空気排気口を通して排出する。
【００３８】
実施形態にかかるブレード／羽根検査スコープ２２０における３つの運動度Φ、Θ及びΤは、タービンロータが回転ギアモードで回転している間に、所定列内のすべての回転タービンブレードにおける先端側または後端側の完全な画像を得るのに十分である。例えば図１８において、列１のタービンブレード４４それぞれの先端側は、検査ポート５０に位置付けられた検査スコープ２２０によって検査される。個別のブレードそれぞれがカメラヘッド２３０の視野内で回転するにしたがって、その画像は、関連する制御システムによって捕捉される。一連のブレード画像の一部またはすべては、タービン３０が回転ギアモードにある間に、単一のロータ４０の回転中に得られる。単一のカメラヘッド２３０の視野は、タービンブレードの興味ある領域において径方向長さ全体を捕捉しなくてもよい。カメラヘッドの傾斜角Φを再度位置付けることによって、または、自由度Τに沿ってボアスコープ２２８を挿入する／後退させることによって、カメラの視野は、ブレードまたは羽根の長さに沿って径方向に再度位置付けられる。異なるブレード／羽根の径方向位置で捕捉された画像を組み合わせ、ブレード全体の集合画像を形成する。同様に、先端縁に関してしたように、検査スコープ２２０をタービン検査ポート５２に位置付けることによって、列１にある各ブレード４４の後端縁の画像を捕捉してもよい。
【００３９】
例示的なタービン検査手順
本発明にかかるカメラ検査システムは、人的介入なく、ガスタービンのようなタービン内の興味ある領域に対して検査カメラの視野を自動的に位置付けして捕捉する機能を提供する。検査スコープを位置付けるシーケンス情報をシステムに提供した後、検査チームにおける検査スコープを位置付ける個別の技能または検査速度にかかわらず、異なる検査チームによってその後の検査を繰り返し可能である。自動式検査は、公知の検査手順と比較して、迅速に完了し、人間により作り出される誤りを可能性が低い。本発明の検査方法のさらなる説明を例示的な産業用ガスタービンの検査を参照しながらする。
【００４０】
検査スコープの位置付けシーケンス情報は、本発明の実施形態にかかる検査スコープを選択した検査ポートに設置し、すべての制御した運動を初期化または「開始」位置に方向付けることによって、得られる。人間の検査者は、制御システムのＨＭＩを介して検査スコープを案内する。人間の検査者は、例えばジョイスティックまたはタッチスクリーンパッドによって、制御システムのＨＭＩを介して、制御システムのコントローラ／ホストコンピュータの一方または双方内で記録されているタービン内のナビゲート経路を通って検査スコープを案内する。ナビゲーション経路は、タービンの内部構成部材とのスコープの所望しない衝撃を引き起こさずに、検査スコープのカメラヘッドの視野を興味ある領域内で方向付けるように選択されている。
【００４１】
制御システムは、初期の人間が制御した検査からナビゲーション経路を保持し、同一タービンまたは同一内部構造を有する他のタービンに対する将来の検査サイクルのために検査スコープ位置付けシーケンスをその後に繰り返すことができる。例えば、ナビゲーション経路シーケンスは、単一の試験タービンで実行されてもよく、シーケンスは、現場にある同一構造のガスタービンを検査している検査チームで使用するために他の遠隔にある場所に通信されてもよい。現場において、検査チームは、異なるガスタービンがオリジナルのガスタービンとは内部構造にバラツキがあるかもしれないことを懸念することがある。現場チームは、現場に設置されたタービンに必要な経路バラツキに適合して検査を実行する局所オーバーライドを用いて、記録されているナビゲーション経路を個別に段階ごと確認してもよく、または、現場にあるタービンを対象とする新規のナビゲーション経路をプログラムするように選択してもよい。
【００４２】
あるいは、人間の検査者が模擬したタービン内のナビゲーション経路を模擬し、この経路を実際のタービンにおける検査で後に使用するために記録することによって、ナビゲーション経路を仮想空間で決定する。別の代替例として、スコープ検査模擬プログラムは、人間の検査者によって検討して承認するために、提案された検査ナビゲーション経路を準備する。
【００４３】
ナビゲーション経路シーケンスは、カメラヘッドの視野を１つの興味ある位置から別の興味ある位置へ移動させる。例えば、検査スコープは、燃焼器の検査ポートに付けられるとすぐ、検査システムは、燃焼器内の内部構成部材の画像を捕捉して記録し、そして、列１の羽根の先端縁に移動してこれら羽根を通過し、列１のブレードの先端縁を検査する。タービンが回転ギアモードにある場合、カメラヘッドは、単一のロータ回転中に、各ブレードに関する同一画像を連続的に記録する。
【００４４】
ナビゲーション経路位置にあるとき、カメラヘッドを同一の基準点から再度位置付けて異なるカメラの視野からの画像情報を得てもよい。同一基準点から取得したさまざまな画像を組み合わせ、複合的もしくは「縫い合わせた(stitched)」構造的要素の図を得てもよい、または、タービン内部の任意のもしくはすべての部分の仮想的「巡察(tour)」をしてもよい。
【００４５】
検査スコープのカメラヘッドの視野を１つの位置から別の位置へ移動させるのではなく、タービン構成部材の興味ある領域を静的なカメラヘッドの視野内で移動させてもよい。例えば、タービンが回転ギアモードにあろうとなかろうと、または、完全に停止したタービンロータをカメラヘッドの前で操作者が手動で連続的に各ブレードに突き当たろうとなかろうと、ブレード及び羽根列間に挿入された検査スコープは、カメラの視野内で回転する各ブレードの画像を捕捉できる。
【００４６】
本発明の教示を組み込んださまざまな実施形態を本明細書で示して説明したが、当業者は、これら教示を依然として組み込んだ多数の他の変形実施形態を容易に想到できる。例えば、タービンの内部構成部材の「光学画像」は、可視光スペクトルでまたは赤外線スペクトルで得られてもよい。検査スコープの運動度は、サーボモータ１０４（Ω）、１１０（Τ）、１２４（Θ）、１２４（Φ）及び１４０（Ε）によって可能となる例示的なこれら運動に限定される必要はない。スコープの運動は、サーボモータによって付与される必要はなく、公知の別の空圧のまたは他の運動制御システムを有してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
３０  ガスタービン，タービンセクション，タービン、３４  燃焼器、３６  検査ポート、３６、５０  タービンの検査ポート、３８  タービンセクション、４０  ロータ、４２、４６  固定羽根、４４，４８  タービンブレード，ブレード、５０，５２  タービン検査ポート，検査ポート、６０，２２０  光学カメラ検査スコーププローブ，検査スコーププローブ，羽根検査スコープ，関節式検査スコープ，検査スコープ，スコープ、６２  伸長管状部分，伸長管状セクション、６６  カメラ先端，カメラヘッド、７５〜７７  入れ子式管体、８０  バネ負荷式ロックナックル継手，ナックル継手、８２  関節継手、８４，８６  カメラヘッド入れ子式伸長体，カメラ先端入れ子式伸長体、８８，２３０  カメラヘッド、１５６，１５８，２３６  カメラ、１８８  運動コントローラモータ駆動体，運動制御モータ駆動体、２２４  直線駆動体、２２６  回転駆動体
【図１】
2015513631.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2015513631.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2015513631.tif 000021
【図２０】
2015513631.tif 000022
【国際調査報告】
2015513631.tif 000023
2015513631.tif 000024