(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブレードの変位を監視するためのシステムであって、
切歯（１０６）を備えたタービンブレード（１００）と、
タービンロータから様々な所定の半径方向距離で、アブレイダブル材料（２０６）内に埋め込まれた複数のラジアル・センサワイヤ（２０８）であって、各々が、独立した回路を形成しているとともに、タービンブレードの変位に応じて前記切歯（１０６）によって切断された状態になることができる切断可能部分を備えている複数のラジアル・センサワイヤ（２０８）と
を含むシステム。
【請求項２】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の各々の状態を監視するための手段をさらに含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の状態を監視するための手段が、前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の各々に電圧を印加するための手段と、前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）のいずれかにおける電圧の変化を検出するための手段とを含む、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の状態を監視するための手段が、前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の各々の電気抵抗を監視するための手段と、前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）のいずれかにおける電気抵抗の変化を検出するための手段とを含む、請求項２記載のシステム。
【請求項５】
前記アブレイダブル材料（２０６）がハニカム（２０６）を構成している、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の少なくとも１つが、指示ラジアル・センサワイヤ（２０８）を含み、
前記切歯（１０６）による前記指示ラジアル・センサワイヤ（２０８）の切断により、前記タービンブレード（１００）がその受けた半径方向の伸長に起因してその有効作動寿命の最大限度に達したことが指示されるような前記タービンロータからの所定の半径方向距離において前記指示ラジアル・センサワイヤ（２０８）が前記ハニカム（２０６）内に埋め込まれる、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）が切断されたときに通知を送信するための手段をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のシステム。
【請求項８】
前記アブレイダブル材料（２０６）の全長に沿った様々な所定の軸方向位置において前記ハニカム（２０６）内に埋め込まれた複数のアキシャル・センサワイヤ（４０３）をさらに含む、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のシステム。
【請求項９】
タービンエンジンでのタービンブレードの変位を判定する方法であって、
タービンロータから様々な所定の半径方向距離で、アブレイダブル材料（２０６）内に埋め込まれた複数のラジアル・センサワイヤ（２０８）であって、各々が、独立した回路を形成しているとともに、タービンブレードの変位に応じてタービンブレード上の切歯（１０６）によって切断された状態になることができる切断可能部分を備えている複数のラジアル・センサワイヤ（２０８）の状態を監視する段階と、
ラジアル・センサワイヤのいずれが切断された状態になったかに基づいて、タービンブレードが受けた変位量を定量化する段階と
を含む方法。
【請求項１０】
前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の状態を監視する段階が、前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の各々に電圧を印加して前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）のいずれかにおける電圧の変化を検出すること、或いは前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）の各々の電気抵抗を監視して前記ラジアル・センサワイヤ（２０８）のいずれかにおける電気抵抗の変化を検出することを含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、総括的にはタービンの運転中に発生するタービンブレードの変位を監視するための方法及びシステムに関する。より具体的には、それに限定するつもりはないが、本出願は、センサワイヤを配置することによってタービンブレードの変位を監視するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ガスタービン及び航空機エンジンのタービンブレードは、その温度が通常は６００℃〜１５００℃に達する高温環境において作動する。さらに、一般的には、出力及びエンジン効率を増大させるためにタービン作動温度を高める傾向にある。これらの条件に関連してタービンブレード上に生じる熱応力は、厳しいものとなる。
【０００３】
一般に、タービンブレードは、タービンの回転速度により加わる力に起因する高レベルの機械的応力を受ける。これらの応力は、運転中により高い出力トルクを生み出すより大きい環状空間面積を備えたタービンブレード設計に適応する一環として、なお一層高いレベルまで押し進められてきた。さらに、より大きな表面積のタービンブレード先端シュラウドを設計する要望により、タービンブレード端部に付加的重量が付加され、このことが、運転中にブレードに加わる機械的応力をさらに増大させることになった。これらの機械的応力が厳しい熱応力と組合さった時、タービンブレードは、材料の設計限界値で又はその近くで作動する結果になる。そのような条件下では、タービンブレードは一般的に、しばしば「金属クリープ」と呼ばれる緩やかな変形を受ける。金属クリープというのは、金属部分が長期間にわたる応力及び高温への露出によりその形状を緩やかに変化させる状態のことをいう。タービンブレードは、半径方向又は軸方向に変形する可能性がある。
【０００４】
その結果として、ガスタービンの後方段における主要な関心事であるタービンブレード損傷モードは、金属クリープ、特に半径方向金属クリープ（すなわち、タービンブレードの伸長）である。未処置の状態で放置した場合、金属クリープは、最終的にはタービンブレードの破壊を引き起こす可能性があり、このことが、タービンユニットに甚大な損傷を引き起こし、大きな修理休止期間を招くおそれがある。一般に、タービンブレードにおける金属クリープを監視する従来の方法は、（１）等温クリープ試験片に関して実験室内で行ったクリープ歪み試験に基づいたアルゴリズムによりクリープ歪みを計算する例えば有限要素法解析プログラムのような解析ツールを使用することによって時間の関数としてタービンブレードの累積クリープ伸長量を予測しようとする試み、又は（２）ユニットの休止期間の間に行った目視検査及び／又は手計測のいずれかを含む。しかしながら、多くの場合予測解析ツールで得られる結果は、不正確である。また、目視検査及び／又は手計測は、労働集約的であり、コストが高くなり、かつ多くの場合得られる結果は不正確である。
【０００５】
いずれにしても、解析ツール、目視検査又は手計測のいずれを使用して行われたにせよ、タービンブレードの健全性に関する不正確な予測は、犠牲の大きいものになるおそれがある。一方、不正確な予測は、タービンブレードがその有効作動寿命を越えて作動するのを許し、タービンブレード損傷を招く可能性があり、このことは、タービンユニットへの甚大な損傷及び修理休止期間を引き起こすおそれがある。他方、不正確な予測は、タービンブレードを早期に（すなわち、その有効作動寿命が終わる前に）廃棄する可能性があり、このことは、非効率をもたらすおそれがある。従って、タービンブレードの金属クリープ変位を正確に監視することができることは、タービンエンジンユニットの全体効率を増大させることを可能にする。そのような監視は、タービンブレード損傷の危険性を回避しながら、タービンブレードの耐用年数を最大限にすることができる。さらに、時間消費かつ労働集約的な目視検査又は手計測の出費なしにそのような監視を行うことができた場合には、更なる効率化が実現されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、タービンブレードの金属クリープ変位を監視又は測定するためのシステムの改良に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本出願は、タービンブレードの変位を監視するためのシステムを記述することができ、本システムは、切歯を備えたタービンブレードと、タービンブレード変位が発生した時に切歯によって切断された状態になることができる切断可能部分をその各々が備えた１つ又はそれ以上のセンサワイヤとを含む。本システムはさらに、センサワイヤの各々の状態を監視するための手段を含むことができる。センサワイヤの状態を監視するための手段は、センサワイヤのいずれが切断されたかを判定するための手段を含むことができる。
【０００８】
幾つかの実施形態では、センサワイヤの状態を監視するための手段は、センサワイヤの各々の両端間に電圧を印加するための手段と、センサワイヤの各々内に形成された回路が開状態になった時点を判定するための手段とを含むことができる。他の実施形態では、センサワイヤの状態を監視するための手段は、センサワイヤの各々の両端間における電気抵抗を監視するための手段と、電気抵抗の変化が発生した時点を判定するための手段とを含むことができる。
【０００９】
１つ又はそれ以上のセンサワイヤは、ハニカム内に埋め込むことができる。ハニカムは、タービンシュラウドに取り付けられたアブレイダブル材料の区域とすることができる。１つ又はそれ以上のセンサワイヤは、タービンロータからの様々な所定の半径方向距離においてハニカム内に埋め込まれた複数のラジアル・センサワイヤを含むことができる。所定の半径方向距離は、規則正しい間隔で存在するようにすることができる。ラジアル・センサワイヤの少なくとも１つは、指示ラジアル・センサワイヤを含むことができる。指示ラジアル・センサワイヤは、切歯による該指示ラジアル・センサワイヤの切断により、タービンブレードがその受けた半径方向の伸長に起因してその有効作動寿命の最大限度に達したことが指示されるようなタービンロータからの所定の半径方向距離においてハニカム内に埋め込まれる。本システムはさらに、指示ラジアル・センサワイヤが切断された時点の通知を送信するための手段を含むことができる。
【００１０】
幾つかの実施形態では、１つ又はそれ以上のセンサワイヤは、ハニカムの全長に沿った様々な所定の軸方向位置において該ハニカム内に埋め込まれた複数のアキシャル・センサワイヤを含むことができる。所定の軸方向距離は、規則正しい間隔で存在する。
【００１１】
ここではさらに、タービンエンジン内でのタービンブレードの変位を判定する方法が開示され、この方法は、（１）タービンブレードの変位が発生した時にタービンブレード上の切歯によって切断された状態になることができる１つ又はそれ以上のセンサワイヤを監視する段階と、（２）１つ又はそれ以上のセンサワイヤのいずれが切断された状態になったかに基づいて、タービンブレードが受けた変位量を定量化する段階とを含む。本方法はさらに、センサワイヤの各々の両端間に電圧を印加して、センサワイヤを監視する段階がセンサワイヤの各々内に形成された回路が開状態であるか否かを判定する段階を含むようにする段階を含むことができる。幾つかの実施形態では、本方法は、センサワイヤの各々の両端間における電気抵抗を監視して、センサワイヤを監視する段階がセンサワイヤの各々の両端間における電気抵抗が変化したか否かを判定する段階を含むようにする段階を含むことができる。
【００１２】
１つ又はそれ以上のセンサワイヤは、タービンロータからの様々な所定の半径方向距離においてハニカム内に埋め込まれた複数のラジアル・センサワイヤを含むことができる。他の実施形態では、１つ又はそれ以上のセンサワイヤは、ハニカムの全長に沿った様々な所定の軸方向位置においてハニカム内に埋め込まれた複数のアキシャル・センサワイヤを含むことができる。そのような実施形態では、本方法は、以下の段階、すなわち（１）切歯によりハニカム内に加えられた初期切断によってアキシャル・センサワイヤのいずれが切断されたかを監視することによって、切歯の初期軸方向位置を判定する段階と、（２）残りの複数のアキシャル・センサワイヤのいずれが次に切断されたかを監視することによって、タービンブレードの軸方向変位の方向及び程度を判定する段階とを含むことができる。本システムはさらに、センサワイヤのいずれが切断されたかに関する通知を送信する段階を含むことができる。
【００１３】
本出願のこれらの及びその他の特徴は、図面及び特許請求の範囲と併せて以下の好ましい実施形態の詳細な説明を精査することによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、幾つかの図にわたって様々な参照符号が同じ部分を表している図を参照すると、図１は、本出願の例示的な実施形態によるタービンブレード１００の端部の図を示している。タービンブレード１００は、該タービンブレード１００の基部（図示せず）から該タービンブレード１００の端部に取り付けられた先端シュラウド１０４まで延びる翼形部１０２を含むことができる。運転中、翼形部１０２は、燃焼器からの膨張排気ガスのエネルギーを機械的エネルギーに変換する働きをする。先端シュラウド１０４は、翼形部１０２の表面に対してほぼ垂直に延びる表面積を形成することができる。先端シュラウド１０４の表面積は、排気ガスからのエネルギーのより大きなパーセンテージをタービンによって機械的エネルギーに変換することができるように、タービン排気ガスを翼形部１０２上に保持する（すなわち、排気ガスが翼形部の端部を越えて移動できないようにする）のを助けることができる。従って、先端シュラウドは、ガスタービンエンジンの性能を向上させることができる。
【００１５】
タービンブレード１００はまた、先端シュラウド１０４の頂面上に切歯１０６を含むことができる。切歯１０６は、先端シュラウド１０４の外面から突き出たシャープリッジを形成することができる。下記にさらに詳しく説明するように、タービンブレード１００の回転時に、切歯１０６は、その外観故にしばしば「ハニカム」と呼ばれる軟質金属の区域内に溝を切込むことができる。当業者には分かるように、本出願による切歯１０６の設計は、単なる例示である図１に示す設計とは大きく異なるものとすることができる。一般に、切歯１０６は、タービンブレード１００上にあらゆるエッジ又は突出面を含むことができる。切歯１０６によって軟質金属内に切込まれた溝は、タービンブレード１００とタービンのケーシングに結合されたタービンシュラウドとの間に有益なラビリンスシールを形成することができる。
【００１６】
図２は、タービンブレード変位監視システム２００の断面図を示し、システム２００は、タービンシュラウド２０２と並んで設置されたタービンブレード１００を含むことができる。タービンシュラウド２０２は、タービンケース２０４に結合された固定シュラウドである。タービンケース２０４は、タービンロータ（図示せず）及びその上に設置されたタービンブレード１００を囲むケーシングである。タービンシュラウド２０２は、タービン排気ガスをタービンブレード１００の翼形部１０２上に導き、従って排気ガスから取り入れる機械的エネルギーを増大させることによって、タービンの効率を増大させることができる。
【００１７】
タービンシュラウド２０２は、ハニカム２０６を含むことができる。図２に示すように、ハニカム２０６は、タービンブレード１００の真上の位置においてタービンシュラウド２０２に取り付けることができる。上述したように、ハニカム２０６は、比較的軟質な又はアブレイダブルな（磨耗可能な）材料とすることができる。例えば、ハニカム２０６は、ヘイン２１４（haynes214）で作ることができる。さらに、ハニカムはまた、グラファイト、フェルトメタル、多孔質セラミック材料、或いは他の同様な比較的軟質な金属又は他の多孔質材料で作ることができる。本明細書で使用する場合、ハニカム２０６というのは、回転中に回転タービンブレード１００によって切込まれるいずれかのアブレイダブル材料の区域を含むものとして定義される。一般に、タービンブレード１００がハニカム２０６内に切込むことにより、タービンブレード１００とタービンシュラウド２０２又はタービンケース２０４との間に有益なラビリンスシールが形成される。ハニカム２０６は、従来の方法によってタービンシュラウド２０２に取り付けることができる。タービンブレード１００の真上に位置させることで、ハニカム２０６は、タービンブレード１００の切歯１０６の真上に配置することができ、この切歯１０６は、図示するようにタービンブレード１００のほぼ中間点に設置することができる。
【００１８】
タービンブレード変位監視システム２００はさらに、１つ又はそれ以上のラジアル・センサワイヤ２０８を含むことができる。ラジアル・センサワイヤ２０８は、タービンシュラウド２０２（図示の場合）又はタービンケーシング２０４内に設置された電源２１０において始まることができる。従来通りの手段によって、電源２１０は、ラジアル・センサワイヤ２０８の状態を監視し、センサワイヤ２０８の状態を制御システム（図示せず）に報告することができる。
【００１９】
制御システムは、いずれかの適切な高出力固体スイッチング素子を含むことができる。制御システムは、コンピュータとすることができるが、しかしながらこれは、本出願の技術的範囲内である適切な高出力制御システムの単なる例示に過ぎない。例えば、それに限定するつもりはないが、制御システムは、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少なくとも１つを含むことができる。制御システムはまた、全体的なシステムレベル制御のための主又は中央プロセッサセクションと、中央プロセッサセクションの制御下で各種の様々な特定の合成、関数及び他の処理を実行する個別の専用セクションとを有するＡＳＩＣのような単一の特定用途向け集積回路として実施することができる。当業者には分かるように、制御システムはまた、ＰＬＤ、ＰＡＬ、ＰＬＡ又は同様のもののような個別素子回路又はプログラム可能論理素子を含む配線電子又は論理回路のような、様々な個別の専用或いはプログラム可能な集積或いは他の電子回路又は装置を用いて実施することができる。制御システムはまた、単体か或いは１つ又はそれ以上の周辺データ処理及び信号処理装置と組合せるかのいずれかで、ＣＰＵ又はＭＰＵのようなマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラのような適切にプログラムされた汎用コンピュータ或いは他のプロセッサ装置を用いて実施することができる。
【００２０】
図２の透視図に示すように、ラジアル・センサワイヤ２０８は、電源２１０からタービンシュラウド２０２を通って下方にハニカム２０６内に延びることができる。ラジアル・センサワイヤ２０８は、タービンロータの回転軸線からの様々な半径方向距離又は深さにおいてハニカム２０６内部に配置することができる。これらの半径方向深さは、予め定めることができ、従って各ラジアル・センサワイヤ２０８の各々の位置は、タービンオペレータに知らせることができる。本明細書で使用する場合のタービンオペレータというのは、タービンの運転を管理する要員又は自動運転システムを含むことができる。例えば、第１のラジアル・センサワイヤ２１２は、ハニカム２０６の表面近くに設置することができる。第２のラジアル・センサワイヤ２１４は、第１のラジアル・センサワイヤ２１２よりもハニカム２０６内部により深く埋めることができ、従って第１のラジアル・センサワイヤ２１２よりも切歯１０６からより大きな距離にある位置に保持することができる。第３のラジアル・センサワイヤ２１６は、第２のラジアル・センサワイヤ２１４よりもハニカム２０６内部により深く埋めることができ、従って第２のラジアル・センサワイヤ２１４よりも切歯１０６からより大きな距離にある位置に保持することができる。第４のラジアル・センサワイヤ２１８は、第３のラジアル・センサワイヤ２１６よりもハニカム２０６内部により深く埋めることができ、従って第３のラジアル・センサワイヤ２１６よりも切歯１０６からより大きな距離にある位置に保持することができる。
【００２１】
ラジアル・センサワイヤ２０８の間隔は、規則正しくすることができる。幾つかの実施形態では、ラジアル・センサワイヤ２０８は、約１０〜２０ｍｍの測定値を有する規則正しい間隔で間隔を置いて配置することができるが、この距離は、用途に応じて大きく変化させることができる。より多くの又はより少ない数のラジアル・センサワイヤ２０８を使用することができ、４つのセンサワイヤの説明は単なる例示に過ぎないことは、当業者には分かるであろう。幾つかの実施形態では、１つのみのラジアル・センサワイヤ２０８を使用することができる。
【００２２】
運転中、タービン環境に関連する機械的及び熱的応力は、タービンブレード１００に緩やかな変形を引き起こす可能性がある。この緩やかな変形すなわち金属クリープは、タービンブレード１００を伸長させる、すなわちタービンブレード１００の端部からタービンロータまでの半径を増大させる可能性がある。時間の経過とともに、タービンブレード１００は、「クリープ」して、切歯１０６がハニカム２０６内に次第により深くなる半径方向溝を切込むようになり、このことは、切歯１０６とハニカム２０６との重なりによって図３に示している。上述したように、この半径方向溝は、タービンブレード１００とタービンシュラウド２０２との間にラビリンスシールを形成することができる。本明細書に開示した本発明は、それに限定されないが金属クリープを含むあらゆる要因によって引き起こされたタービンブレード１００の変位を監視することができる点に注目されたい。変位の原因としての金属クリープの説明は、単なる例示に過ぎない。
【００２３】
タービンブレード１００の半径方向クリープ（すなわち、半径方向の伸長）はまた、ハニカム２０６内に埋め込まれたラジアル・センサワイヤ２０８の切断を開始することができる。より具体的には、タービンブレード１００の切歯１０６がハニカム２０６に切込むにつれて、切歯１０６はまた、ハニカム２０６内に埋め込まれたラジアル・センサワイヤ２０８を１本ずつの方式で切断することができる。図３に示すように、タービンブレード１００は、タービンブレード１００の切歯１０６が第１のセンサワイヤ２１２を切断する程度まで既に伸長している。
【００２４】
従って、タービンブレード１００の半径方向クリープすなわち伸長はその後、ラジアル・センサワイヤ２０８の状態（すなわち、ラジアル・センサワイヤ２０８のいずれが切断されたか）を監視することによって、監視しかつ定量化することができる。このことは、幾つかの方法で達成することができる。例えば、電源２１０は、ラジアル・センサワイヤ２０８の各々を通して電圧を印加することができる。センサワイヤ２０８の１つが切断された時に、その特定のラジアル・センサワイヤ２０８における電圧の変化は、制御システムによって記録することができる（例えば、開回路を記録することができる）。それに代えて、ラジアル・センサワイヤ２０８の各々における電気抵抗を監視して、ラジアル・センサワイヤ２０８の１つが切断された時に、制御システムによって抵抗の変化を記録することができる（例えば、実質的に無限大の電気抵抗が記録される）。
【００２５】
これらの方法（又は、他の同様なシステム）のいずれかを使用して、制御システムは、幾つかのラジアル・センサワイヤ２０８の状態を追跡する（すなわち、ラジアル・センサワイヤ２０８のいずれが切断されたかの追跡を判定しかつ追跡を継続する）ことができる。ラジアル・センサワイヤ２０８は様々な既知の深さに埋め込まれているので、ラジアル・センサワイヤ２０８のいずれがタービンブレード１００の切歯１０６によって切断されたかを知ることによって、タービンオペレータは、切歯１０６の現在の半径方向位置（すなわち、切歯１０６からタービンロータまでの半径の長さ）を知ることができる。次に、切歯１０６の現在位置を切歯１０６の既知の始動位置（すなわち、タービンブレード１００の組込み時における切歯１０６の半径方向位置）と比較して、タービンブレード１００がそのタービン内部での作動の間に受けた伸長量（すなわち、金属クリープによる半径方向の伸び）を求めることができる。
【００２６】
このようにして、タービンブレード１００の半径方向金属クリープは、タービン運転時に自動的に定量化しかつ追跡することができる。ラジアル・センサワイヤ２０８の１つは、切断した時に、タービンブレード１００が受けた半径方向金属クリープに起因してタービンブレード１００の有効寿命が消尽近くになっていること及び／又はタービンブレード損傷の危険性が異常に高いことを指示する深さに埋めることができる。この特定のラジアル・センサワイヤ２０８が切断された時には、制御システムは、この状態の指摘を電子メール、コンピュータ警報又は他の同様な手段によってタービンオペレータに与えることができ、それによってタービンブレード１００又はタービンブレードの組をさらに検査するか及び／又は交換することができる。このようにして、半径方向金属クリープに起因するタービンブレード損傷の異常に高いリスクを冒すことなく、タービンブレード１００の有効寿命を最大限にすることができる。
【００２７】
同様な方向及びシステムはまた、軸方向におけるタービンブレード１００の金属クリープを追跡するために使用することができる。図４は、本出願の別の実施形態、すなわちタービンブレード変位監視システム４００の断面図を示す。上述したように、受けている半径方向の変形に加えて、タービンブレード１００は、軸方向にクリープする可能性がある。軸方向は、図４上に矢印４０１、４０２で示している。従って、ハニカム２０６内に様々な半径方向深さでラジアル・センサワイヤ２０８を埋め込むことに代えて（又は、に加えて）、ハニカム２０６の全長に沿って１つ又はそれ以上のアキシャル・センサワイヤ４０３を埋め込むことができる。アキシャル・センサワイヤ４０３は、電源２１０から（タービンシュラウド２０２及びハニカム２０６を通して）ハニカム２０６の表面の手前の位置まで下方にループ形成することができる。アキシャル・センサワイヤ４０３がハニカム２０６内部に形成するループは、ハニカム２０６の外面に対してほぼ垂直とすることができる。
【００２８】
図示したように、アキシャル・センサワイヤ４０３は、第１のアキシャル・センサワイヤ４０４、第２のアキシャル・センサワイヤ４０６、第３のアキシャル・センサワイヤ４０８、第４のアキシャル・センサワイヤ４１０及び第５のアキシャル・センサワイヤ４１２を含むことができる。アキシャル・センサワイヤ４０３の間隔は、規則正しくすることができる。幾つかの実施形態では、アキシャル・センサワイヤ４０３は、約１０〜２０ｍｍの測定値を有する規則正しい間隔で間隔を置いて配置することができるが、この距離は、用途に応じて大きく変化させることができる。より多くの又はより少ない数のアキシャル・センサワイヤ４０３を使用することができ、図４において５つのアキシャル・センサワイヤを設けているのは単なる例示に過ぎないことは、当業者には分かるであろう。
【００２９】
運転中、タービン１００は、作動時にハニカム２０６内への初期切込みを行うことができる。図４で整列しているように、初期切込みは、第３のアキシャル・センサワイヤ４０８を切断することができる。アキシャル・センサワイヤ４０３は、ラジアル・センサワイヤ２０８について上述したのと同様な方法で制御システムによって監視することができる。従って、制御システムは、第３のアキシャル・センサワイヤ４０８が切断されたことを記録することができる。このアキシャル・センサワイヤ４０３の初期切り込みは、タービンブレード１００の切歯１０６の初期軸方向位置に関する情報を制御システム及びタービンオペレータに提供することができる。運転時に、タービンブレード１００は、軸方向にクリープし、従って初期切込みを拡大する可能性がある。例えば、タービンブレード１００は、矢印４０２の方向にクリープする可能性がある。その場合には、十分なタービン運転量（また、タービン運転によって生じた関連する軸方向クリープ）の後に、切歯１０６は、第４のアキシャル・センサワイヤ４１０を切断することができる。第３のセンサワイヤ４０８の最初の切断及び第４のセンサワイヤ４１０のその後の切断が与えられると、タービンオペレータは、タービンブレード１００の軸方向クリープの方向及び程度に関する正確な情報を得ることになる。
【００３０】
例えば、付加的なアキシャル・センサワイヤ４０３又は幾つかの他のアキシャル・センサワイヤ４０３の切断後のある時点において、タービンブレード１００が受けた軸方向クリープの程度に基づいて、タービンブレード１００の有効寿命が消尽近くになっていること及び／又はタービンブレード損傷の危険性が異常に高いことを決定することができる。制御システムは、この状態の指摘を電子メール、コンピュータ警報又は他の同様な手段によってタービンオペレータに伝えることができ、それによってタービンブレード１００を交換することができる。このようにして、軸方向金属クリープに起因するタービンブレード損傷の異常に高いリスクを冒すことなく、タービンブレード１００の有効寿命を最大限にすることができる。
【００３１】
上述の説明は、本出願の記載した実施形態のみに関するものであり、また提出した特許請求の範囲及びその均等物によって定まる本出願の技術思想及び技術的範囲から逸脱せずに本明細書において多くの変更及び修正を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本出願の例示的な実施形態による例示的なタービンブレードの端部の斜視図。
【図２】本出願の例示的な実施形態によるタービンブレード変位監視システムの断面図。
【図３】その作動を示す、図２のタービンブレード変位監視システムの断面図。
【図４】本出願の別の例示的な実施形態によるタービンブレード変位監視システムの断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１００  タービンブレード
１０２  翼形部
１０４  先端シュラウド
１０６  切歯
２００  タービンブレード変位監視システム
２０２  タービンシュラウド
２０４  タービンケース
２０６  ハニカム
２０８  ラジアル・センサワイヤ
２１０  電源
２１２  第１のラジアル・センサワイヤ
２１４  第２のラジアル・センサワイヤ
２１６  第３のラジアル・センサワイヤ
２１８  第４のラジアル・センサワイヤ
４０３  アキシャル・センサワイヤ
４０４  第１のアキシャル・センサワイヤ
４０６  第２のアキシャル・センサワイヤ
４０８  第３のアキシャル・センサワイヤ
４１０  第４のアキシャル・センサワイヤ
４１２  第５のアキシャル・センサワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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