JP6866081B2 - 仮想的なターボ機械ブレード接触ギャップの検査 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、機械検査に関し、より詳細には、仮想的なターボ機械ブレード接触ギャップの検査に関する。

ターボ機械では、作動流体の流れからパワーを発生させるためにブレードが使用されている。詳細には、いくつかのブレードをロータに結合することができ、それによってそこを横切る作動流体の流れによりロータに回転運動を及ぼす。初めに、ターボ機械のブレードは、非常に効率的なブレードを作り出す理想的なモデルに基づいて成型される。各ブレードは、隣接したブレードのシュラウドの合わせ硬質面と相互に作用する硬質面を備えたシュラウドをブレードの外端に備えることができる。硬質面は、摩耗材料を備えるとともに振動を減衰させるためにベースロードで互いに接触するシュラウドの一部である。タービンエンジンの動作中、シュラウド付きのタービンブレードは、大きな量の歪みおよびねじれを受ける。２つの隣接したブレード間の接触ギャップは、ターボ機械動作中のバケット係合を確実にするために重要である。ターボ機械のブレードが摩耗するので、２つの隣接したブレード間の接触ギャップは増大し、ブレードの係合が不十分になる。したがって、ターボ機械のブレードの硬質面は、定期修理過程中にしばしば修復することを必要とする。

修理後、ブレードが適切に修復されたことを確実にするために検査が行われる。検査の一部として、特定の段のブレード全部が、ブレードをロータホイール上の合わせカップリング上の所定の位置に軸方向にスライドさせることによってロータホイール上で所定の位置に配置される。ブレードの個数は、ブレード段に応じて変更され得るが、典型的には、比較的多い個数、例えば、９２個、１００個などである。この点において、知られたサイズのシムが、硬質面に相互に作用するそれぞれの隣接したブレードシュラウド対の間に配置される。シムの累積寸法は、ロータホイールの硬質面間の接触ギャップ全部についての累積寸法の指標を与える。あまりにも大きい累積接触ギャップは、継続使用中にブレードの不適当を示す。加えて、いくつかの隣接したブレードシュラウドの間の所定位置にシムを配置することができないことは、１つまたは複数のブレードが使用のためにあまりにねじられ過ぎている可能性があり、すなわち、隣接したシュラウド硬質面の間に接触ギャップがないことを示す。さらに、最大許容ギャップのチェックは、検査中に行うこともできる。検査が完了すると、ブレードは、出荷するため、およびターボ機械の部位に装着するために取り除かれる。この検査プロセスは、ロータホイールへブレードを搭載すること、接触ギャップ全部に詰め物を入れること、接触ギャップ／シムを測定すること、ブレードの全部を取り除くことは、とても大きな労働力を有するおよび時間がかかるという課題を有する。

米国特許第８１４０３０８号明細書

本開示の第１の態様は、ターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的に検査するコンピュータ化された方法であって、ブレード段は知られている寸法を有し、コンピュータシステムの中で、デジタル化デバイスを用いたデジタル化によって作り出されたブレード段の各ブレードのシュラウドの３次元モデルから各シュラウドの硬質面平面の幾何学的位置データを抽出するステップと、ブレード段の幾何学的位置データおよび知られている寸法に基づいてブレード段のシュラウドの３次元仮想レンダリングを生成するステップであって、３次元仮想レンダリングは、隣接したシュラウド間の接触ギャップのレンダリングを含む生成するステップと、３次元仮想レンダリングを用いてブレード段を検査するステップとを含む方法を提供することである。

本開示の第２の態様は、ターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的検査するためのシステムであって、ブレード段は知られている寸法を有し、デジタル化デバイスを用いたデジタル化によって作り出されたブレード段の各ブレードのシュラウドの３次元モデルから各シュラウドの硬質面平面の幾何学的位置データを抽出するステップと、ブレード段の幾何学的位置データおよび知られている寸法に基づいてブレード段のシュラウドの３次元仮想レンダリングを生成するステップであって、３次元仮想レンダリングは、隣接したシュラウド間の接触ギャップのレンダリングを含む生成するステップと、３次元仮想レンダリングを用いてブレード段を検査するステップとを実行するように構成された少なくとも１つのモジュールを含むコンピュータシステムを備えたシステムを提供する。

本開示の第３の態様は、ターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的検査するためのシステムであって、ブレード段は知られている寸法を有し、ブレード段の各ブレードのシュラウドの３次元モデルを得るためのデジタル化デバイスと、３次元モデルから各シュラウドの硬質面平面の幾何学的位置データを抽出するステップであって、空間内の各硬質面平面のｘ，ｙおよびｚ座標、ならびに空間内の各硬質面平面の角度向きを特定するステップを含む抽出するステップと、ブレード段の幾何学的位置データおよび知られている寸法に基づいてブレード段のシュラウドの３次元仮想レンダリングを生成するステップであって、３次元仮想レンダリングは、隣接したシュラウド間の接触ギャップのレンダリングを含む生成するステップにおいて、各硬質面平面に対しての単位法線ベクトルを計算するステップと、ブレード段のシュラウド半径に基づいて共通軸に対して各硬質面平面を半径方向に配置するステップと、ブレード段内のブレードの個数に応じた間隔を用いて共通軸を中心にして各硬質面平面を円周方向に配置するステップとを含む生成するステップと、ａ）単位法線ベクトル方向に各硬質面平面を拡張するステップと、隣接したシュラウドの拡張した硬質面平面の交差に応じて隣接したシュラウド間の干渉を特定するステップと、ならびにｂ）３次元仮想レンダリングにおける隣接したブレードの各対の硬質面平面間の接触ギャップを測定するステップと、少なくとも１つの接触ギャップパラメータがそれぞれの閾値を超えるか判定するステップとの少なくとも１つによって３次元仮想レンダリングを用いてブレード段を検査するステップとを実行するように構成された少なくとも１つのモジュールを含むコンピュータシステムとを備えたシステムを提供する。

本開示の例示的態様は、本明細書中に記載の課題および／または述べられていない他の課題を解決するように設計されている。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付図面と併せて得られる本開示の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。

本開示の実施形態によるターボ機械のブレード段の接触ギャップを実質的に検査する検査システムの例示的環境のブロック図である。 本開示の実施形態によるブレードのシュラウドの例示的３次元モデルである。 本開示の実施形態によるブレード段の３次元仮想レンダリングを示す図である。 本開示の実施形態によるいくつかのシュラウド端の拡大平面図である。 本開示の実施形態による検査を受けるシュラウド端の例の拡大図である。 本開示の実施形態による検査を受けるシュラウド端の例の拡大図である。 本開示の実施形態による検査を受けるシュラウド端の例の拡大図である。 本開示の実施形態による検査を受けるシュラウド端の例の拡大図である。

本開示の図面は一定の縮尺でないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことが意図されており、したがって本開示の範囲の限定とみなされるべきではない。図面では、この図面間で同じ番号は同じ要素を表す。

上述したように、本開示は、仮想的なターボ機械ブレード接触ギャップの検査を提供する。本発明の実施形態は、ターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的に検査するコンピュータ化された方法およびシステムを含むことができる。検査されているブレード段は、知られている寸法、すなわち、外径、円周、内径、ブレードの個数などを有する。

ここで、図１を参照すると、本開示の実施形態によるターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的に検査するための例示的環境１００のブロック図が示されている。ここで、環境１００は、ターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的検査するための本明細書に記載の様々なプロセスステップを実行することができるコンピュータインフラ１０２を含む。詳細には、検査システム１０６を含むコンピューティングデバイスまたはシステム１０４を含むコンピュータインフラ１０２が示されており、この検査システム１０６は、コンピューティングデバイス１０４が本開示のプロセスステップを実行することによってターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的に検査することを可能にする。

メモリ１１２、プロセッサ（ＰＵ）１１４、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１１６、およびバス１１８を備えたコンピューティングデバイス１０４が示されている。さらに、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース１２０およびストレージシステム１２２と通信するコンピューティングデバイス１０４が示されている。当技術分野で知られているように、通常、プロセッサ１１４は、メモリ１１２および／またはストレージシステム１２２に記憶されている検査システム１０６などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードを実行する間、プロセッサ１１４は、メモリ１１２、ストレージシステム１２２、および／またはＩ／Ｏインターフェース１１６への／からのターボ機械ブレードのシュラウドのデジタル化３次元モデルなどのデータを読み取りおよび／または書き込みすることができる。バス１１８は、コンピューティングデバイス１０４内のコンポーネントのそれぞれの間に、通信リンクをもたらす。Ｉ／Ｏデバイス１１８は、ユーザが、コンピューティングデバイス１０４と相互通信することを可能にする任意のデバイス、またはコンピューティングデバイス１０４が、１つまたは複数の他のコンピューティングデバイスと通信することを可能にする任意のデバイスを備えることができる。（キーボード、ディスプレイ、またはポインティングデバイスなどを含むがこれらに限定されない）入出力デバイスは、直接、または介在するＩ／Ｏ制御器を通じて、システムに結合することができる。

いずれにしても、コンピューティングデバイス１０４は、ユーザによってインストールされたコンピュータプログラムコードを実行することができる任意の汎用コンピューティング工業製品（例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、またはハンドヘルドデバイスなど）を備えることができる。しかしながら、コンピューティングデバイス１０４および検査システム１０６は、本開示の様々なプロセスステップを実行することができる様々な可能性ある均等なコンピューティングデバイスの一例に過ぎないことが理解されよう。ここで、他の実施形態において、コンピューティングデバイス１０４は、特定の機能を実行するためのハードウェアおよび／またはコンピュータプログラムコードを備える任意の専用コンピューティング工業製品を備えることができ、任意のコンピューティング工業製品は、専用ならびに汎用ハードウェア／ソフトウェアなどの組み合わせを備える。各場合において、プログラムコードおよびハードウェアは、それぞれ、標準的なプログラミング技術およびエンジニアリング技術を使用して作り出すことができる。

同様に、コンピュータインフラ１０２は、本開示を実施するための様々な種類のコンピュータインフラの一例に過ぎない。例えば、一実施形態において、コンピュータインフラ１０２は、ネットワークまたは共有メモリ等などの任意の種類の有線および／または無線通信リンクで通信して本開示の様々なプロセスステップを実行する２つ以上のコンピューティングデバイス（例えば、サーバクラスタ）を備える。通信リンクがネットワークを備えるとき、ネットワークは、１つまたは複数のタイプのネットワーク（例えば、インターネット、ワイドエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、および仮想プライベートネットワークなど）の任意の組み合わせを備えることができる。アダプタが本システムに結合されてもよく、それによってデータ処理システムが、介在するプライベートネットワークまたは公衆ネットワークを介して他のデータ処理システムまたはリモートプリンタもしくはストレージデバイスへ結合することも可能にする。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネット（登録商標）カードは、現在利用可能な種類のネットワークアダプタのほんの一部である。しかし、コンピューティングデバイス間の通信は、様々なタイプの伝送技法の任意の組み合わせを使用することができる。

前述したようにおよび以下さらに述べるように、検査システム１０６は、コンピュータィングインフラ１０２がターボ機械のブレード段の接触ギャップを仮想的に検査することを可能にする。ここで、いくつかのモジュール１２４を備えた検査システム１０６が示されている。これらのモジュールの各々の動作は、概して本明細書に述べられている。しかしながら、コンピュータインフラ１０２に含まれる１つまたは複数の別個のコンピューティングデバイスのために、図１に示された様々なシステムの一部は、独立して、組み合わせて、および／またはメモリに記憶されて実行することができると理解されよう。さらに、システムおよび／または機能の一部は実施されなくてもよく、または追加のシステムおよび／または機能は環境１００の一部として含まれてもよいことが理解されよう。

環境１００は、デジタル化によってブレード段の各ブレードのシュラウド１３４の（ストレージシステム１２２に示された）３次元（３Ｄ）モデル１３２を作り出すためのデジタル化デバイス１３０を備えることもできる。本明細書で使用される場合、「デジタル化」は、部品の少なくとも一部の３次元座標を作り出す任意の目下知られているまたは後で開発される方法を含む。デジタル化デバイス１３０は、トレーシング先端を用いるものなどの機械的装置を備えることができ、またはレーザスキャナまたは他の構造化光を用いるものなどの光システムを含むことができる。いずれにしても、デジタル化は、３Ｄモデル１３２がディスプレイ上にメッシュの形態をとるように３次元空間内に多数の座標を作り出す。各シュラウド１３４は、それぞれのロータホイールから離されかつ他のシュラウドから独立して分解された状態でデジタル化することができる。任意の適切な固定具が、デジタル化中に各シュラウドを均一なやり方で支持し保持するために用いられ得る。図１は、シュラウド１３４をデジタル化するためのデジタル化デバイス１３０を含んで例示されているが、本発明の実施形態は、デジタル化デバイスを用いたデジタル化によってブレード段の各ブレードのシュラウドの３次元モデルを「得る」ことを必要とすることを理解されたい。したがって、本方法の実施形態は、直接生成されずにデジタル化を実行するサードパーティから得られる３Ｄモデル１３２を用いることもできることを理解されたい。データがデジタル化デバイス１３０によって直接生成されないとき、他のシステム／構成要素が、３Ｄモデル１３２を生成しこれを検査システム１０６に送る／またはシステムによるアクセスのためにデータを記憶する図示のシステム／構成要素から離されて実施されてもよいことを理解されたい。この点については、記載したような様々なシステムおよび構成要素がシュラウドの３Ｄモデル１３２等などのデータを「得る」ことができる。対応するデータは、任意の解決手段を用いて得ることができることを理解されたい。例えば、対応するシステム／構成要素は、１つまたは複数のデータ記憶部（例えば、データベース）からデータを取得し、または他のシステム／構成要素、および／または同じようなものからデータを受信することができる。

図２を参照すると、ブレード１４０のシュラウド１３４の例示的３Ｄモデル１３２が示されている。３Ｄモデル１３２は、シュラウド１３４の第１の円周端１４４における硬質面１４２の第１の硬質面平面Ｄ１と、反対の第２の円周端１４８で第２の硬質面１４６の第２の硬質面平面Ｄ２とを示す。当業界で理解される通り、ブレード１４０は、ロータ軸（図示せず）に平行である軸方向ｘにロータホイールの中にスライドされ、隣接したブレード１４０は、硬質面１４２および１４６に沿って合わさる。述べたように、３Ｄモデル１３２は、トレーシング先端を用いるものなどの機械的装置を含むことができる、またはレーザスキャナまたは他の構造化光を用いるものなどの光システムを含むことができるデジタル化デバイス１３０（図１）を用いて得ることができる。図３は、限定されるものではないがＧＯＭ ＧｍｂＨから入手できるＡＴＯＳ工業用３Ｄスキャナ、またはＱ−Ｐｌｕｓ Ｌａｂｓから入手できるＳｔｅｉｎｂｉｃｈｌｅｒのＣＯＭＥＴ Ｌ３Ｄスキャナなどの３Ｄ光スキャナによって作り出される構造化光デバイスの形態でデジタル化デバイスからのレンダリングを示す。

図２を続けると、検査システム１０６（図１）は、各シュラウド１３４の硬質面平面Ｄ１、Ｄ２幾何学的位置データを３Ｄモデル１３２から抽出する。幾何学的位置データの抽出は、例えば、空間内の各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２のｘ，ｙおよびｚ座標を特定することを含むことができる。図２では、ｘ軸はロータ軸（図示せず）と平行に延び、ｙ軸はロータ軸から横に第１の半径方向に延び、ｚ軸は、ロータ軸から垂直に第２の半径方向に延びる（図３のマーキングも参照）。したがって、各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２は、最良適合平面を確かめることができるように３次元空間内にいくつかのデータ点を含む。各ブレード１３４が、デジタル化中に全ての他のブレードに対して同一の方式でホルダまたは支持体に固定されるとき、ｘ，ｙおよびｚ座標は、基準として共通の原点を共有する。抽出は、（１つだけ示されている）空間内の各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２のコンパウンド角度向きαを特定することを含むこともできる。したがって、抽出は、共通基準点に対しての各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２の幾何学的位置データを与える。

図３に示されるように、検査システム１０６（図１）は、各ブレードの幾何学的位置データ（図２）、およびブレード段１５４の知られている寸法に基づいてブレード段１５４のシュラウド１５２（２つボックスで示されている）の３次元（３Ｄ）仮想レンダリング１５０を生成する。３Ｄ仮想レンダリング１５０の生成は、ブレード段１５４のシュラウド半径Ｒに基づいて共通軸（ｙ軸）に対して、各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２を半径方向に配置することを含むことができる（一対が集合的に図３に１５６として参照されているが、ブレードごとに生成される）。シュラウド半径Ｒは、ブレード段１５４の知られている寸法であり、そこで、例えば、図３において作業用ｘ，ｙおよびｚ座標の中心においてＸ，Ｙ，Ｚ座標から、シュラウド１５２（ブレード段１５４のブレード）にオフセットされた特定のｚ軸が３Ｄ仮想レンダリング１５０に配置され得る。加えて、この生成は、ブレード段１５０内のブレードの個数に応じた間隔を用いて共通軸（ｙ軸）を中心にして各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２（図３）を円周方向に配置することを含むことができる。この円周方向の配置は、３６０°をブレード段１５４内のブレードの個数によって除したものに等しいクロッキング角度βを各ブレード１５２に割り当てることを含むことができる。図示の例では、９２個のブレードが用意され、そしてクロッキング角度βまたは円周方法の間隔は３．９１°であり、他の角度は、異な個数のブレードに使用される。

図４は、本明細書に説明されるように、拡張された硬質面平面Ｄ１、Ｄ２の例の半径方向内側の拡大図を示す。拡張された硬質面平面は、図３の符号１５６として各シュラウド１５２について集合的にやはり示される。

図５および図６は、図３および図４の符号１５６として各シュラウド１５２について集合的に示されるように、硬質面平面Ｄ１、Ｄ２の拡大概略図の２つの例を示す。本例では、硬質面平面Ｄ１は前縁の平面であり、硬質面平面Ｄ２は後縁の平面である。図５は、接触ギャップＣＧが存在する状況を示し、図６は、ギャップが存在しない場合の干渉状況を示す。したがって、３Ｄ仮想レンダリング１５０（図３）は、存在する場合、ブレード段１５４（図３）内のシュラウド１５２（図３）全部について隣接したシュラウド間で、接触ギャップＣＧのレンダリングを含む。したがって、３Ｄ仮想レンダリング１５０は、各ブレードを実際にロータホイール上の位置におく必要なくブレード段１５４の仮想モデルを与え、したがってシュラウド修理作業を評価するために必要な時間および労働を減少させる。図５および図６にやはり示されるように、生成は、各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２に対しての単位法線ベクトル（ＵＮＶ：単位法線ベクトル）を計算することを含むこともでき、これは、各平面に垂直な方向を示す。単位法線ベクトルの機能は、本明細書に説明される。

図５〜図６を参照すると、検査システム１０６は、３Ｄ仮想レンダリング１５０（図３）を用いてブレード段１５４（図３）の様々な検査ステップを行うこともできる。一実施形態では、図７および図８に示されるように、検査は、単位法線ベクトル（ＵＮＶ）方向に各硬質面平面Ｄ１、Ｄ２を拡張することを含むことができる。図７および図８に示されるように、この拡張は、それぞれの各平面Ｄ１、Ｄ２からそれぞれ直角に突出した長方形形状１６０、１６２になる。この拡張に基づいて、検査システム１０６は、図８に示されるように、隣接したシュラウドの拡張した硬質面平面１６０、１６２の交差に応じて隣接したシュラウド間の干渉を特定することができる。対照的に、図７において、硬質面平面Ｄ１、Ｄ２の拡張した硬質面平面１６０、１６２はそれぞれ干渉しないので、干渉は特定されない。検査は、３Ｄ仮想レンダリング１５０（図３）における隣接したシュラウド１５２（図３）の各対について行うことができ、これによって各接触ギャップを物理的にチェックする必要をなくす。

他の実施形態では、検査システム１０６は、３Ｄ仮想レンダリング１５０（図３）における隣接したブレード１５２（図３）の各対の硬質面平面Ｄ１、Ｄ２間の接触ギャップＣＧ（図５）を測定することができる。この測定は、いくつかのやり方で使用することができる。一実施形態では、検査システム１０６は、接触ギャップ間の最小接触ギャップを特定し、次いで最小接触ギャップが閾値を超えるか判定するために測定した接触ギャップを使用することができる。例えば、個々の接触ギャップがある寸法未満であり得るものでない場合、このステップは、シュラウド１５２の対が適合外にあったか特定する。同様に、検査システム１０６は、接触ギャップ間の最大接触ギャップを特定し、次いで最大接触ギャップが閾値を超えるか判定するために測定した接触ギャップを使用することができる。個々の接触ギャップがある寸法より大きいものであり得るものでない場合、このステップは、シュラウド１５２の対が適合外にあったか特定する。さらに、他の実施形態では、検査システム１０６は、接触ギャップ、すなわち、シュラウド対全部について合計することにより累積接触ギャップを計算し、累積接触ギャップが閾値を超えているか判定することができる。硬質面平面Ｄ１、Ｄ２の角度向きは、３Ｄ仮想レンダリング１５０（図３）を用いて評価することもできる。

いずれにしても、必要であり得る１つまたは複数のブレードの任意の変更は、検査システム１０６の結果に基づいて実行することができる。この変更は、接触ギャップ距離および／または角度等を変更するために、硬質面の材料またはシュラウド１５０の他の対の交換、除去、または追加などの任意の現在知られているまたは後で開発される変更を含むことができる。検査システム１０６は、再使用される前に修正がなされてブレード１５２が適切に修理されていることを確実し、最大ギャップ、累積ギャップ、および結果として生じる係合について最適な結果を実現すると、繰り返し用いることができる。

本明細書に記載した検査システム１０６および関連した方法論およびソフトウェアは、硬質面接触ギャップの特徴付けを可能にして、ターボ機械のブレードの係合を改善するとともに、潜在的な寿命減少を減らし、ブレードが適切に組み立てられるのか確実のするのを助ける。それは時間がかかり、大きな労働力を有するしっかりした固定および関連したホイールギャプ測定技術の必要をもなくす。

当業者には明らかなように、本発明の実施形態は、システム、方法またはコンピュータプログラム製品として実現可能である。したがって、本発明は、完全にハードウェアによる実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）完全にソフトウェアによる実施形態、または一般的に全て本明細書において「回路」、「モジュール」または「システム」と呼ばれ得るソフトウェアとハードウェアの態様が組み合わされた実施形態を採ることができる。さらに本発明は、コンピュータ使用可能プログラムコードが媒体に組み込まれた任意の有形な表現媒体に組み込まれたコンピュータプログラム製品の形態を採り得る。

１つまたは複数のコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ読み取り可能媒体の任意の組み合わせが利用可能である。このコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式もしくは半導体のシステム、装置、デバイス、または伝搬媒体とすることができるが、これらには限定されない。コンピュータ読み取り可能記憶媒体のさらに具体的な例（すべてを列挙し尽くしたリストではないが）には以下が含まれ得る。すなわち、１つまたは複数のワイヤを有する電気的な接続、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、インターネットまたはイントラネットをサポートするものなどの伝達媒体、または磁気記憶装置が含まれ得る。コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ読み取り可能媒体は、プログラムは例えば紙または他の媒体の光学スキャンによって電子的に取り込み、そして必要があればコンパイル、インタプリット、または適切なやり方で他の処理を受け、次いでコンピュータのメモリに記憶できるので、プログラムを印刷する紙または他の適切な媒体でもよいことに留意されたい。本文書の文脈では、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ読み取り可能媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによってまたはそれらと組み合わせて使用するためのプログラムを格納、記憶、通信、伝送、または伝達することができる任意の媒体であり得る。コンピュータ使用可能媒体には、ベースバンドまたは搬送波の一部として、コンピュータ使用可能プログラムコードが組み込まれた伝搬データ信号が含まれ得る。コンピュータ使用可能プログラムコードは、任意の適当な媒体を使用して伝送することができ、これにはワイヤレス、ワイヤ線、光ファイバケーブル、ＲＦなどが含まれ得るが、これには限定されない。

本発明の演算を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等などのようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語またはこれに類似するプログラミング言語のような従来の手続プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。このプログラムコードは、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータ上で全部実行することができ、ユーザのコンピュータ上で一部分実行することができ、ユーザのコンピュータ上で一部分実行されかつリモートコンピュータ上で一部分実行することができ、またはリモートコンピュータもしくはサーバ上で全部実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、または外部のコンピュータ（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを介して）に接続を確立することができる。

本発明は、本発明の実施形態による方法、機器（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して本明細書に記載されている。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、ならびにフローチャート図および／またはブロック図におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実現できることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給されて機械を構成し、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの命令が、上記のフローチャートおよび／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックで特定された機能／作用を実現する手段を作り出すようになっている。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶することも可能であり、このコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に特定のやり方で機能するように指示し、これにより、このコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されている命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに示した機能／作用を実現する命令手段を含む製品を製造するようになっている。

コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置にロードすることもでき、それによって一連の演算ステップが、上記のコンピュータまたは他のプログラム可能装置で実行されて、コンピュータに実施されるプロセスが形成され、それによりコンピュータまたは他のプログラム可能装置上で実行される命令は、上記のフローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに示した機能／作用を実現するためのプロセスが提供されるようになっている。

上記の図におけるフローチャートおよびブロック図には、本発明の種々の実施形態によるシステム、方法およびコンピュータプログラム製品の考えられ得る実施のアーキテクチャ、機能および動作が示されている。この点に関し、上記のフローチャートまたはブロック図における各ブロックは、特定された論理的な機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメントまたはコードの一部分を表し得る。代替の実施のいくつかにおいては、ブロックに示された機能が、図に示したのと異なる順序で行われ得ることにも留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、含まれる機能に応じて、ほぼ同時に実行されてもよく、または、場合によっては複数のブロックが逆の順序で実行されてもよい。上記のブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組み合わせは、上記の特定された機能または作用を実行する専用ハードウェアベースのシステムによって、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実現できることにも留意されたい。

前述の図面は、本開示のいくつかの実施形態による関連した処理の一部を示す。この点に関しては、図面のフロー内の各図面は、記載した本方法の実施形態に関連したプロセスを表す。いくつかの代替の実施において、図面またはブロックに示された作用は、図に示された順序以外で行われ得、または例えば、実際には、伴われた作用に応じて、ほぼ同時に行われてもよくまたは逆の順序で行われてもよいことにも留意されたい。また、当業者は、処理を記述する追加のブロックが追加され得ることを認識されよう。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本開示を限定することは意図されていない。本明細書で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上明白に他に示すものでない限り、複数形も含むことが意図されている。本明細書で使用されるとき、用語「含む、備える」および／または「含んでいる、備えている」は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または、構成要素の存在を特定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらの群の存在または追加を除外するものではないことがさらに理解されよう。

以下の特許請求の範囲における全てのミーンズプラスファンクション要素またはステッププラスファンクション要素の対応する構造、材料、作用および均等物は、具体的に請求された他の請求された要素と組み合わせて機能を実行する任意の構造、材料または作用を含むことが意図される。本発明の説明は、例示および説明の目的で提示されてきたが、この本発明の説明は、網羅的であるように意図されたものではなく、開示された形態に本開示を限定することも意図されていない。多くの変更および改変が、本開示の範囲および精神から逸脱することなしに、当業者に明らかとなろう。本開示の原理および実際的な適用を最もよく説明し、企図される特定の使用に適した種々の変更を伴う種々の実施形態について本開示を当業者が理解することを可能にすることのために、上記の実施形態は選ばれ説明されてきた。

１００ 例示的環境
１０２ コンピュータインフラ
１０４ コンピューティングデバイス
１０６ 検査システム
１１２ メモリ
１１４ プロセッサ（ＰＵ）
１１６ 入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
１１８ バス
１２０ 外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース
１２２ ストレージシステム
１２４ モジュール
１３０ デジタル化デバイス
１３２ ３次元（３Ｄ）モデル
１３４、１５２ シュラウド、ブレード
１４０ ブレード
１４２ 硬質面
１４４ 第１の円周端
１４６ 第２の硬質面
１４８ 第２の円周端
１５０ 仮想レンダリング
１５４ ブレード段
１５６ 符号
１６０、１６２ 長方形形状、硬質面平面

Claims (9)

1. ターボ機械のブレード（１４０）段の接触ギャップを仮想的に検査するコンピュータ化された方法であって、前記ブレード（１４０）段が既知の寸法を有し、当該方法が、コンピュータシステムにおいて、
   デジタル化デバイス（１３０）を用いたデジタル化によって作り出された前記ブレード（１４０）段の各ブレード（１４０）のシュラウド（１３４、１５２）の３次元モデル（１３２）から各シュラウド（１３４、１５２）の硬質面平面の幾何学的位置データを抽出するステップと、
   前記ブレード（１４０）段の前記幾何学的位置データ及び前記既知の寸法に基づいて前記ブレード（１４０）段の前記シュラウド（１３４、１５２）の３次元仮想レンダリング（１５０）を生成するステップであって、前記３次元仮想レンダリング（１５０）が、隣接したシュラウド（１３４、１５２）間の接触ギャップのレンダリングを含む、ステップと、
   前記３次元仮想レンダリング（１５０）を用いて前記ブレード（１４０）段を検査するステップと
   を含み、
   前記幾何学的位置データを抽出するステップが、
   空間内の各硬質面平面のｘ，ｙ及びｚ座標を特定するステップと、
   空間内の各硬質面平面の角度向きを特定するステップと
   を含み、
   前記３次元仮想レンダリング（１５０）を生成するステップが、
   前記ブレード（１４０）段のシュラウド（１３４、１５２）半径に基づいて共通軸に対して各硬質面平面を半径方向に配置するステップと、
   前記ブレード（１４０）段内のブレード（１４０）の個数に応じた間隔を用いて前記共通軸を中心にして各硬質面平面を円周方向に配置するステップと
   を含む、方法。
2. 前記円周方向に配置するステップが、３６０°を前記ブレード（１４０）段内のブレード（１４０）の前記個数によって除したものに等しいクロッキング角度を各ブレード（１４０）に割り当てるステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記３次元仮想レンダリング（１５０）を生成するステップが、各硬質面平面に対しての単位法線ベクトルを計算するステップをさらに含み、
   前記前記ブレード（１４０）段を検査するステップが、
   前記単位法線ベクトル方向に各硬質面平面を拡張するステップと、
   隣接したシュラウド（１３４、１５２）の前記拡張した硬質面平面の交差に応じて隣接したシュラウド（１３４、１５２）間の干渉を特定するステップと
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ブレード（１４０）段を検査するステップが、前記３次元仮想レンダリング（１５０）における隣接したブレード（１４０）の各対の硬質面平面間の接触ギャップを測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記ブレード（１４０）段を検査するステップが、
   前記接触ギャップ間の最小接触ギャップを特定するステップと、
   前記最小接触ギャップが閾値を超えるか判定するステップと
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ブレード（１４０）段を検査するステップが、
   前記接触ギャップ間の最大接触ギャップを特定するステップと、
   前記最大接触ギャップが閾値を超えるか判定するステップと、
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記ブレード（１４０）段を検査するステップが、
   前記接触ギャップを合計することによって累積接触ギャップを計算するステップと、
   前記累積接触ギャップが閾値を超えるか判定するステップと
   をさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. １つ又は複数のブレード（１４０）を変更するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. ターボ機械のブレード（１４０）段の接触ギャップを仮想的に検査するためのシステムであって、前記ブレード（１４０）段が既知の寸法を有し、当該システムが、
   デジタル化デバイス（１３０）を用いたデジタル化によって作り出された前記ブレード（１４０）段の各ブレード（１４０）のシュラウド（１３４、１５２）の３次元モデル（１３２）から各シュラウド（１３４、１５２）の硬質面平面の幾何学的位置データを抽出するステップと、
   前記ブレード（１４０）段の前記幾何学的位置データ及び前記既知の寸法に基づいて前記ブレード（１４０）段の前記シュラウド（１３４、１５２）の３次元仮想レンダリング（１５０）を生成するステップであって、前記３次元仮想レンダリング（１５０）が、隣接したシュラウド（１３４、１５２）間の接触ギャップのレンダリングを含む、ステップと、
   前記３次元仮想レンダリング（１５０）を用いて前記ブレード（１４０）段を検査するステップと
   を実行するように構成された少なくとも１つのモジュールを含むコンピュータシステムを備えており、
   前記幾何学的位置データを抽出するステップが、
   空間内の各硬質面平面のｘ，ｙ及びｚ座標を特定するステップと、
   空間内の各硬質面平面の角度向きを特定するステップと
   を含み、
   前記３次元仮想レンダリング（１５０）を生成するステップが、
   前記ブレード（１４０）段のシュラウド（１３４、１５２）半径に基づいて共通軸に対して各硬質面平面を半径方向に配置するステップと、
   前記ブレード（１４０）段内のブレード（１４０）の個数に応じた間隔を用いて前記共通軸を中心にして各硬質面平面を円周方向に配置するステップと
   を含む、システム。

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