(57)【要約】【課題】  狭い入口ギャップに対応できる検査装置を提供する。【解決手段】  エアギャップ検査装置（１００）。エアギャップ検査装置（１００）は、マスト（１１０）と、マスト（１１０）に装着された検査ヘッド（１６０）とを含んでもよい。マスト（１１０）は、伸縮自在の管の形態であってもよい。マスト（１１０）は、ばね鋼、ニッケル合金又は炭素繊維複合材料から製造することができる。また、マスト（１１０）は、収縮プロファイル及び膨張プロファイルを含むことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮自在の管を具備するマスト（１１０）と；
前記マスト（１１０）に装着された検査ヘッド（１６０）とを具備するエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項２】
前記マスト（１１０）は、ばね鋼、ニッケル合金又は炭素繊維複合材料から製造される請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項３】
前記マスト（１１０）は、収縮プロファイル及び膨張プロファイルを有する請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項４】
前記マスト（１１０）は、１．３〜５ｍｍ（０．０５〜０．２インチ）の幅を有する収縮プロファイルを有する請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項５】
前記マスト（１１０）は、２５．４〜６３．５ｍｍ（１〜２．５インチ）の幅を有する膨張プロファイルを有する請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項６】
コイル（１４０）を更に具備し、前記マスト（１１０）は前記コイル（１４０）の内部に格納される請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項７】
駆動機構（１５０）を更に具備し、前記マスト（１１０）は前記駆動機構（１５０）により駆動される請求項１記載のエアギャップ検査装置（１００）。
【請求項８】
検査ヘッド（１６０）及びマスト（１１０）を有するエアギャップ検査装置（１００）によって、入口ギャップ（２４０）を介して発電機磁界（２５０）を検査する方法において、
前記検査ヘッド（１６０）を前記マスト（１１０）に位置決めすることと；
前記入口ギャップ（２４０）を通して前記検査ヘッド（１６０）及び前記マスト（１１０）を挿入することと；
前記マスト（１１０）を前進させることと；
前記検査ヘッド（１６０）によって前記発電機磁界（２５０）を検査することとから成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に小型ロボット装置に関し、特に、発電機磁界及び固定子鉄心の現場検査を実行するための小型ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機磁界及び固定子鉄心の目視検査は、定期的に実施される。従来の発電機磁界／固定子鉄心の検査及び試験の手順は、装置に対して検査又は試験を実施する前に、通常、固定子鉄心を完全に解体し、発電機磁界を除去する必要がある。解体及び発電機磁界の除去に要する費用、その作業を完了するのに要する時間、並びに発電機磁界の除去に付随する危険性を考慮して、場合によっては、定期的な運転停止スケジュールから発電機磁界及び固定子鉄心の検査が省略されることもあった。
【０００３】
発電機の現場検査は、ポール、トロリー及び磁界回転技術を用いて実施されていた。それらの手順は、一般に、十分な検査タスクを行なえるものではなかった。
【０００４】
本出願と同一の所有者により所有され、開示内容が参考として本明細書中にも取り入れられている米国特許第５，６５０，５７９号公報（特許文献１）及び第６，１００，７１１号公報（特許文献２）に、小型エアギャップ検査クローラ（「マジック」）が開示されている。それらのクローラは、発電機磁界及び固定子鉄心の現場検査のために、鉄心の鉄と保持リングとの間の半径方向エアギャップを通過するように構成される。
【０００５】
発電機磁界及び固定子鉄心の検査を実行するために、クローラにビデオカメラ及び他の検査ツールが装着されてもよい。例えば、高解像度ビデオカメラは、固定子鉄心の積層構造、固定子ウェッジ、界磁ウェッジ及び保持リングの内側端部の鮮明な画像を提供してもよい。従って、クローラは、固定子ウェッジの緩み、振動バー火花発生、異物、モータリング及びホットスポットによる鉄心積層構造の損傷、界磁ウェッジアーク発生及び表面加熱損傷を検出する能力を有する。同様に、本出願と同一の所有者により所有される米国特許出願第１１／１６３，１９６号公報（特許文献３）、第１１／３０６，６００号公報（特許文献４）及び第１１／３０６，６０１号公報（特許文献５）は、磁界及び固定子鉄心の超音波検査を説明する。それらの特許出願は、参考として本明細書中に取り入れられている。発電機の現場検査によって、発電機全体の状態に関する情報を収集でき、その情報は、磁界の除去が必要であるか否かを判定する上で有用である。
【０００６】
上記の周知の装置は、発電機の現場検査には適切であるが、その使用の大部分は、入口ギャップが約０．５インチ（約１２．７ｍｍ）より広い場合に限られる。入口ギャップが約０．５インチ（約１２．７ｍｍ）より狭い場合には、一般に、検査に際して磁界を固定子から引き出さなければならない。
【特許文献１】米国特許第５，６５０，５７９号公報
【特許文献２】米国特許第６，１００，７１１号公報
【特許文献３】米国特許出願第１１／１６３，１９６号公報
【特許文献４】米国特許出願第１１／３０６，６００号公報
【特許文献５】米国特許出願第１１／３０６，６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、約０．５インチ（約１２．７ｍｍ）より狭い入口ギャップに対応できる検査装置が望まれる。検査装置は、目視検査、超音波検査、ウェッジ締り試験、電気鉄心検査並びにその他の種類の検査及び試験を実行できるのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本出願はエアギャップ検査装置を説明する。エアギャップ検査装置は、マストと、マストに装着された検査ヘッドとを含んでもよい。マストは、伸縮自在の管の形態であってもよい。
【０００９】
マストは、ばね鋼、ニッケル合金又は炭素繊維複合材料から製造されてもよい。マストは、収縮プロファイル及び膨張プロファイルを含んでもよい。マストは、約０．０５〜約０．２インチ（約１．３〜約５ｍｍ）の幅を有する収縮プロファイルと、約１〜約２．５インチ（約２５．４〜約６３．５ｍｍ）の幅を有する膨張プロファイルとを含んでもよい。検査ヘッドはカメラを含んでもよい。
【００１０】
エアギャップ検査装置はコイルを更に含んでもよく、マストはコイルの内部に格納される。エアギャップ検査装置は駆動機構を更に含んでもよく、マストは駆動機構により駆動される。エアギャップ検査装置は装着板を更に含んでもよく、装着板は検査ヘッドとマストとを結合する。
【００１１】
本出願は、検査ヘッド及びマストを有するエアギャップ検査装置によって、入口ギャップを介して発電機磁界を検査する方法を更に説明する。方法は、検査ヘッドをマストに位置決めすることと、入口ギャップを通して検査ヘッド及びマストを挿入することと、マストを前進させることと、検査ヘッドによって発電機磁界を検査することとを含んでもよい。
【００１２】
方法は、マストを格納する工程を更に含んでもよく、マストを格納する工程は、収縮プロファイルでマストを格納することを含んでもよい。マストを前進させる工程は、膨張プロファイルでマストを前進させることを含んでもよい。
【００１３】
本出願は、エアギャップ検査クローラを更に説明する。エアギャップ検査クローラは、収縮プロファイル及び膨張プロファイルを有するマストと、マストに関して位置決めされる検査ヘッドとを含んでもよい。検査ヘッドはカメラを含んでもよい。
【００１４】
マストは、ばね鋼、ニッケル合金又は炭素繊維複合材料から製造されてもよい。収縮プロファイルは、約０．０５〜約０．２インチ（約１．３〜約５ｍｍ）の幅を含んでもよく、膨張プロファイルは、約１〜約２．５インチ（約２５．４〜約６３．５ｍｍ）の幅を含んでもよい。エアギャップ検査クローラはコイルを更に含んでもよく、マストはコイルの内部に格納される。エアギャップ検査クローラは駆動機構を更に含んでもよく、マストは駆動機構により駆動される。
【００１５】
本出願の上記の特徴及びその他の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と関連させて以下の詳細な説明を検討することにより、当業者には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】
【００１６】
図面を参照して説明すると、図１〜図３は、本明細書中で説明される小型エアギャップ検査クローラ１００を示す。尚、図面中、同一の図中符号は同じ要素を示す。小型エアギャップ検査クローラ１００は、伸縮自在のマスト１１０を含む。
【００１７】
マスト１１０の大部分は、第１の側面１２０及び第２の側面１３０を有する伸縮自在の管の形態をとってもよい。マスト１１０は、幾分かの剛性を有するが、ある程度の可撓性及び復元力を備えた材料から製造されるのが好ましい。そのような材料の例には、ばね鋼、ニッケル合金、炭素繊維複合材料及びそれに類似する種類の材料などがある。図２及び図３に示されるように、マスト１１０は、側面１２０、１３０が互いに近接して大部分が平坦である収縮プロファイル（収縮断面特性）と、側面１２０、１３０が撓み、互いに離間している膨張プロファイル（膨張断面特性）とを有してもよい。側面１２０、１３０は、長さに沿って互いに溶接されてもよいし、あるいは、側面１２０、１３０は、接着剤、機械式ファスナ又はそれに類似する技術により接合されてもよい。他の種類の膨張自在の構造が使用されてもよい。
【００１８】
収縮状態にあるとき、マスト１１０は、約０．０５〜約０．２インチ（約１．３〜約５ｍｍ）の幅（図２及び図３に示される垂直方向）を有してもよい。膨張状態にあるとき、マスト１１０は、約１〜約２．５インチ（約２５．４〜約６３．５ｍｍ）の幅を有してもよい。マスト１１０は、任意の所望の長さを有してもよい。本実施形態においては、マスト１１０は、約５〜約１５フィート（約１．５〜約５ｍ）の長さを有する。任意の所望の長さが使用されてよい。
【００１９】
マスト１１０は、不使用時にコイル１４０の内部に格納されてもよい。他の種類の格納手段が使用されてもよい。マスト１１０を任意の所望の長さまで前進及び後退させるために、コイル１４０は駆動手段１５０に接続されてもよい。駆動手段１５０は、電動機、ピストン又はそれに類似する種類の駆動装置であればよい。
【００２０】
小型エアギャップ検査クローラ１００は、検査ヘッド１６０を更に含んでもよい。本実施形態においては、概略的に示されるように、検査ヘッド１６０はカメラ１７０を含むが、カメラは単なる一例である。概略的に示されるカメラ１７０は、ナビゲーション及び検出に使用される固定焦点式フォワードビューカメラと、固定子及び磁界面を観察するためのパワーフォーカス構体及び直角プリズムを有する可変ビューカメラとを含んでもよい。任意の所望の種類のカメラが使用されてよい。検査ヘッド１６０は、約１〜約３インチ（約２５〜約７５ｍｍ）の幅を有してもよい。必要に応じて、それらの寸法は変更されてもよい。
【００２１】
検査ヘッド１６０は、上記のカメラの代わりに又はカメラに加えて、従来の構造の超音波変換器を更に含んでもよい。変換器は、約０．２５インチ（約６．３５ｍｍ）程度の大きさの亀裂を検出してもよい。検査ヘッド１６０は、変換器の前に接触媒質を拡散するための手段を更に含んでもよい。（接触媒質は、変換器から試験標本の内部への超音波エネルギーの透過を促進する物質（通常は液体）である。）検査ヘッド１６０は、ウェッジタッピング試験を実行するために、ウェッジ締りモジュールを更に含んでもよい。同様に、検査ヘッド１６０は、短絡固定子パンチングを検査するためのＥＬＣＩＤコイル（電磁鉄心欠陥検出器）を更に含んでもよい。他の任意の種類の検査装置を単独で又は組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
小型エアギャップ検査クローラ１００は、装着板１８０を更に含んでもよい。装着板１８０は、検査ヘッド１６０をマスト１１０に装着してもよい。装着板１８０は、溶接、機械式ファスナ又はそれに類似する種類の結合手段を介してマスト１１０に装着されてもよい。他の種類の装着装置が使用されてもよい。
【００２３】
図４に示されるように、使用中、検査ヘッド１６０は、装着板１８０を介してマスト１１０の一端部に装着されてもよい。その後、小型エアギャップ検査クローラ１００は、発電機２００に隣接して位置決めされてもよい。特に、小型エアギャップ検査クローラ１００は、複数の可撓性トラック２２０を介して、発電機２００の保持リング２１０に装着されてもよい。小型エアギャップ検査クローラ１００を保持リング２１０の周囲に沿って移動するように、小型エアギャップ検査クローラ１００は、トラクタ部分２３０と組み合わせて使用されてもよい。トラクタ部分２３０は、本出願と同一の所有者により所有される上述の米国特許第６，１００，７１１号公報に記載されるトラクタ部分と同様であってもよい。
【００２４】
次に、検査ヘッド１６０及びマスト１１０は、エアギャップ２４０の中で位置決めされてもよい。マスト１１０は、コイル１４０から出て、エアギャップ２４０を通って前進する間、収縮状態にある。マスト１１０がエアギャップ２４０を通過したならば、マスト１１０は、検査ヘッド１６０を前進させるのに十分な剛性を有するように、膨張状態まで撓む。その後、マスト１１０を発電機磁界２５０及び固定子鉄心２６０の長さに沿って操作し、検査ヘッド１６０が所望の検査を実行するように、駆動手段１５０が動作されればよい。マスト１１０が磁界の長さ２５０に沿った動きを完了したならば、検査ヘッド１６０が別のパスを実行できるように、マスト１１０は回転されてもよい。
【００２５】
以上の説明は、本出願の好適な実施形態のみに関し、添付の特許請求の範囲及びそれと等価のものにより定義される本発明の総体的趣旨の範囲から逸脱せずに、数多くの変更及び変形を当業者により実施できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本明細書中で説明されるテープ送り用小型エアギャップ検査クローラを示した概略図である。
【図２】収縮プロファイルで示された図１のテープ送り用小型エアギャップ検査クローラのマストの側横断面図である。
【図３】膨張プロファイルで示されたマストの側横断面図である。
【図４】発電機に組み込まれた状態で示された図１のテープ送り用小型エアギャップ検査クローラの側平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００…小型エアギャップ検査クローラ、１１０…マスト、１４０…コイル、１５０…駆動手段、１６０…検査ヘッド、１７０…カメラ、２００…発電機、２１０…保持リング、２４０…エアギャップ、２５０…磁界、２６０…固定子鉄心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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