KR20030041098A - 가스 터빈의 블레이드 팁을 판정하는 방법, 가스 터빈의블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치 및 회전블레이드 팁과 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 간거리를 간접적으로 판정하는 방법 - Google Patents

가스 터빈의 블레이드 팁을 판정하는 방법, 가스 터빈의블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치 및 회전블레이드 팁과 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 간거리를 간접적으로 판정하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 터빈에 관한 것으로, 가스 터빈의 블레이드 팁 간극(blade tip clearance)를 판정하는 방법은 초음파 센서(16)와 스테이터 슈라우드 표면(14) 간 거리(A)를 측정하는 단계(a)와, 라디오 주파수 센서(20)와 가스 터빈의 회전 블레이드 팁(13) 간 거리(B)를 측정하는 단계(b)와, 라디오 주파수 센서(20)에 의해 측정된 거리에서 초음파 센서(16)에 의해 측정된 거리를 빼는 단계(c)를 구비하고 있다. 본 장치는 스테이터 슈라우드 표면(stator shroud surface)(14)과 초음파 센서(16) 간 거리를 측정하는 초음파 센서(16)와, 가스 터빈의 회전 블레이드 팁(13)과 라디오 주파수 센서 간 거리를 측정하는 라디오 주파수 센서(20)와, 초음파 센서 측정치를 수신하여 라디오 주파수 센서 측정치에서 빼는 컴퓨터 시스템(24)을 구비하고 있다.

Description

가스 터빈의 블레이드 팁을 판정하는 방법, 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치 및 회전 블레이드 팁과 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 간접적으로 판정하는 방법{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING TURBINE BLADE TIP CLEARANCE}
본 발명은 가스 터빈(gas turbines)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라디오 주파수 및 초음파 변환기(ultrasonic tranducers)를 사용하는 터빈의 블레이드 팁 간극(blade tip clearance)을 측정하는 혼성 센서(hybrid sensor)에 관한 것이다.
가스 터빈의 효율성이 증대되는 것이 바람직하다. 가스 터빈 엔진의 효율성은 터빈의 블레이드 팁(blade tip)과 터빈의 외피(casing) 간 간극(clearance)에 의존하므로, 압축기(compressor)의 이동 로터 블레이드(moving rotor blade)와 고정 슈라우드(stationary shroud) 및 가스 터빈의 터빈 섹션들(turbine sections) 간 간극을 측정하는 것이 요구된다. 따라서, 간극이 작으면 작을수록 에어 포일(airfoil) 팁의 누출 가스량은 그만큼 적어진다. 그러나, 특정 엔진 조건 하에서 에어 포일과 그와 연관된 디스크의 열이 상승할 수 있고, 이렇게 되면 외피와의 접촉 위험이 커질 수가 있다.
회전 블레이드 팁과 그와 연관된 외피 간 간극을 정확히 측정하는 것은 가스 터빈의 엔진 개발에 있어서 필수적인 것이다. 그와 같은 측정을 위한 종래의 접근 방안과 시스템에는 블레이드 주위의 외피에 설치되는 프로브(probe)가 포함되어 있다. 블레이드 팁과 프로브는 캐패시터(capacitor)의 양측 판으로 기능하는데, 프로브는 블레이드과 외피/프로브 간 간극의 캐패시턴스(capacitance) 변화에 의존하여 블레이드 팁 간극(clearance)을 측정한다.
보다 상세하게는, 용량성 프로브는 발진기(oscillator)에 의해 고주파 전기 신호가 제공되는 전기 회로의 일부를 형성한다. 고주파 전기 신호는 블레이드 팁이 프로브 가까이 통과함에 따른 전기 캐패시턴스의 변화에 의하여 진폭 변조된다. 프로브와 블레이드 팁 간 갭(gap)은 신호 진폭의 변화를 기초로 계산되어 블레이드 팁 간극을 판정한다. 그러나 용량성 측정은 오히려 블레이드 팁과 프로브 사이를 통과하는 가스에 포함되어 있는 수분(water content)의 변화는 물론 근처에 존재하는 전기장 또는 자기장에 영향을 받게 되는 문제점이 있다. 이 접근 방안은 또한 프로브가 터빈의 뜨거운 부분 가까이에 위치해야만 해, 프로브의 수명을 제한하게 된다는 단점이 있다.
또 다른 접근 방안으로, 전기 스파크의 전압을 이용하여 전극(프로브)과 블레이드 팁 간 거리를 측정하는 방법이 있다. 이 경우에는 측정이 오히려 블레이드 팁과 프로브 사이를 통과하는 가스의 압력 및/또는 가스에 포함되어 있는 수분의 변화에 영향을 받는다. 전기 스파크도 통과하고 있는 블레이드 팁에 손상을 입힐수가 있다.
또 다른 접근 방안에서는, 블레이드 팁이 자기 프로브 근방을 통과할 때 관찰되는 자기장 강도의 변화가 프로브와 블레이드 팁 사이의 갭에 비례한다. 용량성 기법과 비교했을 때 이 방안은 일반적으로 낮은 주파수 응답으로 인해 가스 터빈에서는 사용되지 않는다. 이 접근 방안도 위에서 확인한 바와 같이 다른 접근 방안들이 갖는 한계를 면할 수가 없다.
터빈의 블레이드 팁 간극을 측정하는 광학 기술도 발전되어 왔다. 광학 기술은 응답 시간이 보다 신속하고 전기장이나 자기장이 변하는 곳에서도 사용될 수 있는 장점이 있지만, 이러한 광학 기술은 광학 시스템 상에 먼지나 오일 침전물이 생기기 쉬어 이미지의 질을 저하시키기 쉽다.
따라서, 블레이드 팁 간극(즉, 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면(stator shroud surface) 간 거리)를 측정하기 위해서는 선행 기술이 갖고 있는 문제점을 극복할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 두 개의 상이한 에너지원 및 연관된 신호 처리 회로를 사용하여 회전 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 판정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
라디오 주파수(RF:Radio Frequency) 에너지 및 레이다(RADAR) 신호 처리 기술은 고정 변환기(fixed transducer)에서 이동 금속 블레이드까지의 거리를 측정하는 데에 이용된다. 따라서, 이 기법은 센서 변환기 및 관련된 전자 장치를 터빈의 뜨거운 부분과 멀리 떨어진 곳에 위치시켜 센서의 수명을 증가시키는 장점을 제공한다. 세라믹이나 다른 비도전 물질이 웨이브가이드(waveguide)로 사용되어 변환기로 또는 변환기로부터 RF 에너지가 지향(direct)한다. RF 에너지는 통과하고 있는 블레이드에서 반사되며 따라서 블레이드 팁과 RF 변환기 간 거리를 계산할 수 있다. 그러나, 위 접근 방식을 이용하면, 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 거리는 계산되지 않는다.
상세하게는, 압축기의 이동 로터 블레이드 및 고정 슈라우드와 가스 터빈의 터빈 섹션들 간 간극은 혼성 센서 장치(hybrid sensor apparatus)에 의해 성취된다. 전술한 바와 같이, RF 에너지가 블레이드 팁과 RF 변환기 간 거리를 측정하는 데에 이용되며, 초음파 에너지가 스테이터 슈라우드와 초음파(UT) 변환기 간 거리를 측정하는 데에 이용된다. RF 변환기와 UT 변환기는 터빈 중심선으로부터 동일 방사상의 거리에 위치하는 것이 바람직하다. 스테이터 슈라우드 표면과 UT 변환기 간 거리를 블레이드 팁과 RF 변환기 간 거리에서 빼 블레이드 팁 간극을 판정한다. 위 뺄셈은 전자 회로를 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.
보다 넓은 측면에서, 본 발명은 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법을 제공하는데, 그 방법은 초음파 센서와 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 측정하는 단계(a)와, 라디오 주파수 센서와 가스 터빈의 회전 블레이드 팁 간 거리를 측정하는 단계(b)와, 단계(a)에서 측정된 거리와 단계(b)에서 측정된 위 거리를 이용하여 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 단계(c)를 구비하고 있다. 단계(a)는 초음파 변환기를 이용하여 초음파 에너지를 스테이터 슈라우드 표면으로 공급하고 반사된 초음파 에너지를 수신하는 단계와, 측정치를 프로세서에 실시간으로 제공하는 단계를 더 구비하고 있다. 단계(b)는 라디오 주파수 변환기를 이용하여 라디오 주파수 에너지를 가스 터빈의 회전 블레이드로 공급하고 반사된 라디오 주파수 에너지를 수신하는 단계와, 측정치를 프로세서에 실시간으로 제공하는 단계를 더 구비하고 있다.
초음파 변환기와 스테이터 슈라우드 표면 사이에 초음파 에너지를 공급하는 데에 바람직하게 초음파 웨이브가이드가 사용된다. 라디오 주파수 변환기와 가스 터빈의 회전 블레이드 팁 사이에 라디오 주파수 에너지를 공급하는 데에 바람직하게 라디오 주파수 웨이브가이드를 사용한다. 라디오 주파수 웨이브가이드는 세라믹 물질(ceramic materials)로 이루어지는 것이 바람직하다. 초음파 센서와 라디오 주파수 센서는 가스 터빈의 중심선에서 동일 방사상의 거리에 위치하는 것이 바람직한데, 이 때 기준점은 로터의 중심선이다.
또 다른 측면으로, 본 발명은 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 장치를 제공하는데, 이 장치는 스테이터 슈라우드 표면과 초음파 센서 간 거리를 측정하고 그것을 표시하는 제 1 신호를 제공하는 초음파 센서와, 가스 터빈의 회전 블레이드 팁과 라디오 주파수 센서의 위치 간 거리를 측정하고 그것을 표시하는 제 2 신호를 제공하는 라디오 주파수 센서와, 위 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하고 처리하여 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 프로세서를 구비하고 있다. 본 장치는 초음파 센서와 스테이터 슈라우드 표면 사이에 초음파 에너지를 지향하는 초음파 웨이브가이드를 더 구비하고 있으며, 초음파 웨이브가이드의 첫 번째 끝은 초음파 센서에 고정되어 있고 반대 쪽 두 번째 끝은 슈라우드 표면과 일체로 된 어느 한 부분으로 되어 있다. 본 장치는 라디오 주파수 센서와 가스 터빈의 회전 블레이드 사이에 라디오 주파수를 지향하는 라디오 주파수 웨이브가이드를 더 구비하고 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 가스 터빈의 회전 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 판정하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 초음파 변환기와 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 측정하는 단계(a)와, 라디오 주파수 변환기와 가스 터빈의 회전 블레이드 간 거리를 측정하는 단계(b)와, 단계(a)에서 측정된 거리와 단계(b)에서 측정된 거리를 이용하여 가스 터빈의 회전 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 거리를 판정하는 단계를 구비하고 있다.
본 발명의 다른 측면으로, 본 발명은 스테이터 슈라우드 표면을 가지고 있는 스테이터를 구비한 가스 터빈을 제공하는데, 각각이 블레이드 팁이 구비된 다수의 회전 블레이드와, 스테이터 슈라우드 표면과 제 1 수단 간 거리를 측정하는 제 1 수단과, 회전 블레이드 팁과 제 2 수단 간 거리를 측정하는 제 2 수단과, 제 1 수단 및 제 2 수단에 의해 측정된 측정치를 수신하고 이를 이용해서 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 수단을 구비하고 있다. 본 장치는 제 1 수단과 제 2 수단 사이에 초음파 에너지를 공급하는 수단과, 제 2 수단과 가스 터빈의 블레이드 팁 사이에 라디오 주파수를 공급하는 수단을 더 구비하고 있다. 제 1 수단 및 상기 제 2 수단은 모두 가스 터빈 중심선에서 동일 방사상의 거리에 위치하는 것이바람직하며, 이 때 기준점은 가스 터빈 로터의 중심선이다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 가스 터빈의 회전블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 간 간극을 판정하는 혼성 센서는 스테이터 슈라우드 표면과 초음파 센서 간 거리를 측정하는 초음파 센서와, 회전 블레이드 팁과 라디오 주파수 센서 간 거리를 측정하는 라디오 주파수 센서와, 위 초음파 센서의 측정치와 라디오 주파수 센서의 측정치를 수신하고 이를 이용하여 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 프로세서를 구비하고 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 가스 터빈을 작동시키는 방법은 초음파 변환기를 사용하여 스테이터 슈라우드 표면과 초음파 변환기 간 거리를 표시하는 제 1 신호를 발생시키는 단계(a)와, 라디오 주파수(RF) 변환기를 이용하여 회전 블레이드 팁과 RF 변환기의 위치-초음파 위치와 이 RF 변환기의 위치는 본질적으로 가스 터빈 상의 기준점에서 동일 방사상의 거리에 위치함- 간 거리를 표시하는 제 2 신호를 발생시키는 단계(b)와, 위 제 1 신호 및 제 2 신호를 이용하여 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 간극을 판정하는 단계(c)를 구비하고 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 가스 터빈을 작동시키는 방법은 제 1 센서를 사용하여 스테이터 슈라우드 표면과 제 1 센서의 위치 간 거리를 표시하는 제 1 신호를 발생시키는 단계(a)와, 제 2 신호를 사용하여 회전 블레이드 팁과 제 2 센서의 위치-상기 제 1 센서의 위치와 상기 제 2 센서의 위치는 본질적으로 가스 터빈 상의 기준점에서 동일 방사상의 거리에 위치함- 간 거리를 나타내는 제 2 신호를 발생시키는 단계(b)와, 위 제 1 신호 및 제 2 신호를 사용하여 블레이드 팁과 스테이터 슈라우드 표면 간 간극을 판정하는 단계(c)를 구비하고 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 본 발명의 방법과 장치는 본 발명의 다양한 측면에 따라 스팀 터빈의 블레이드 팁 간극을 측정하는 데에 이용된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 본 발명의 방법과 장치는 본 발명의 다양한 측면에 따라 압축기의 블레이드 팁 간극을 측정하는 데에 이용된다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 본 발명은 본 발명의 다양한 측면에 따라 압축기의 이동 로터 블레이드 및 고정 슈라우드와 가스 터빈의 터빈 섹션들 간 간극을 판정하는 혼성 센서를 제공한다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 거리 측정 장치를 나타내는 구성도,
도 2는 도 1의 장치를 이용하여 측정된 측정치로부터 블레이드 팁 간극을 판정하는 시스템의 구성도,
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 발명에 따른 블레이드 팁 간극을 판정하는 순서도,
도 4는 도 1에 도시된 장치를 구비하는 가스 터빈의 상위 수준의 구성도,
도 5는 스팀 터빈의 블레이드 팁 간극을 측정하는 도 1에 도시된 장치를 나타내는 구성도,
도 6은 압축기의 블레이드 팁 간극을 측정하는 도 1에 도시된 장치를 나타내는 구성도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 측정 장치12 : 회전 블레이드
13 : 블레이드 팁14 : 스테이터 슈라우드
16 : UT 변환기18 : UT 웨이브가이드
20 : RF 변환기 22 : RF 웨이브가이드
24 : 컴퓨터 시스템
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 거리 측정 장치(10)를 나타낸 도면이다. 본 장치(10)는 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 근처에 위치한 초음파 변환기("UT transducer")(16)를 구비하고 있다. UT 변환기는 또한 초음파 센서("UT 센서")라고도 지칭된다. 초음파 웨이브가이드("UT 웨이브가이드")(18)가 스테이터 슈라우드 표면 근처에 구비되어 UT 변환기(16)에서 스테이터 슈라우드 표면(14)으로, 또한 그 역으로도 초음파 에너지를 공급한다. 바람직하게는 UT 웨이브가이드(18)의 한 쪽 끝은 UT 변환기(16)에 단단히 고정되어 있는 반면 다른 쪽 끝은 슈라우드 표면(14)과 일체로 된 어느 한 부분으로 되어 있다. UT 웨이브가이드(18)는 변환기로 또는 변환기로부터 에너지를 지향(direct) 하기 위하여 예를 들어, 금속, 세라믹, 중합체(polymer)와 같은 물질로 이루어져 있다. UT 웨이브가이드를 만드는 데 사용하는 물질은 바람직하게는 다음과 같은 특성, 즉 (a)위 물질은 UT 센서에서 슈라우드 표면까지 요구되는 거리에 걸쳐 초음파 에너지를 약하게 해서는 안되며, (b)위 물질은 압축기(compressor) 또는 터빈 환경에서 견딜 수 있어야 하며(온도, 압력 등에 견딜 수 있는 능력)-이는 센서가 사용되는 가스 터빈, 증기 터빈이나 압축기의 특정 축의 위치에 의존할 것임-, 또한 (c)웨이브가이드는 블레이드 팁이 슈라우드와 접촉하게 되는 경우에 먼저 마모되어야 하므로, 위 물질은 블레이드 팁보다도 더 연질(softer)이어야 하는 특성을 충족하고 있어야 한다. UT 변환기(16)는 스테이터 슈라우드 표면(14)과 UT 변환기(16)의 위치 간 거리를 판정하는 데에 이용되는데, 본 명세서에서는 이 거리를 일반적으로 "A"로 표시한다.
장치(10)는 스테이터 슈라우드 표면(14) 근처에 위치한 라디오 주파수(RF) 변환기(20)를 더 구비하고 있다. RF 웨이브가이드(22)는 회전 블레이드(12)의 팁까지의 방사상의 거리를 측정하기 위하여 RF 변환기(20)에서 가스 터빈(11)의 회전 블레이드(12)로 RF 에너지를 지향하며, 또한 그 역으로도 에너지를 공급한다. RF 변환기는 RF 센서로도 지칭된다. 단일 블레이드(12)가 도 1에 단순화되어 도시되어 있다. 터빈은 아마도 그와 같은 블레이드를 다수 개 구비하고 있다고 이해될 것이다.
RF 웨이브가이드(22)는 웨이브가이드의 한 쪽 끝이 RF 변환기(20)에 고정된 반면 반대 쪽 끝은 슈라우드 표면(14)과 일체로 되도록 바람직하게 위치된다. RF 웨이브가이드(22)로는 세라믹 또는 기타 다른 비도전물질을 사용하는 것이 바람직하다. RF 웨이브가이드가 상대적으로 길기 때문에 RF 센서는 터빈의 뜨거운 부분과 멀리 떨어져 있게 되어 센서의 수명을 증대시킬 수가 있다. RF 및 UT 변환기는 가스 터빈의 기준점으로부터 동일 방사상의 거리에 위치해 있는 것이 바람직한데, 이 때 위 기준점은 일반적으로 가스 터빈의 로터의 중심선이다. RF 변환기(20)는 가스 터빈의 회전 블레이드 팁과 RF 변환기(20)의 위치 간 거리를 판정하는 데에 이용되는데, 본 명세서에서는 일반적으로 "B"로 표시하고 있다.
(도 2의) 컴퓨터 시스템은 프로세서(26)와 데이타베이스(28)를 구비하고 있다. 컴퓨터 시스템(24)은 UT 변환기(16)와 RF 변환기(20)로부터 신호를 수신하여 블레이드 팁 간극을 판정한다. 측정치 A와 B는 컴퓨터 시스템(24)에 제공되고 데이타베이스(28)에 저장된다. 프로세서(26)는 거리 B(즉, 블레이드 팁과 RF 변환기 간 거리)에서 거리 A(즉, 스테이터 슈라우드 표면과 UT 변환기(16) 간 거리)를 빼도록 프로그래밍되어, 실시간으로 블레이드 팁 간극의 측정이 가능하다. 컴퓨터 시스템(24)은 블레이드 팁 간극을 표시하는 값을 출력한다. 컴퓨터 시스템(24)은 또한 블레이드 팁이 슈라우드와 접촉하게 될 때는 시각적 또는 가청 신호를 제공함으로써 오퍼레이터(operator)에 경고한다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 블레이드 팁 간극 판정시 수반되는 여러 단계들을 설명하고 있는 흐름도이다. 동작이 시작되면, 일반적으로 단계(29)에 나타낸 바와 같이, UT 센서로부터의 초음파 에너지는 UT 웨이브가이드를 통해 스테이터 슈라우드 표면 쪽으로 공급되어 UT 변환기와 스테이터 슈라우드의 표면 사이의 거리를 판정한다. 이와 마찬가지로, 단계(30)에 나타낸 바와 같이, RF 변환기(20)로부터의 RF 에너지는 RF 웨이브가이드(22)를 통해 가스 터빈의 회전 블레이드(12)로 공급되어 RF 변환기와 회전 블레이드 팁 사이의 거리를 판정한다. 단계(31)에 나타낸 바와 같이 (A)와 (B)의 거리를 표시하는 신호는 (도 2의) 컴퓨터 시스템(24)에 인가되어 데이타베이스(28)에 저장되고, 단계(32)에 나타낸 바와 같이 프로세서(26)는 저장된 데이타를 이용하여 블레이드 팁 간극 즉, (도 1의) 회전 블레이드 팁(13)과 스테이터 슈라우드(14) 표면 간 거리를 판정한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 1에 도시된 것과 같은 블레이드 팁 간극 측정 장치(10)를 구비하고 있는 가스 터빈(11)의 상위 수준의 구성도를 보여주고 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 1에 도시된 블레이드 팁 간극 측정 장치(10)를 구비하고 있는 스팀 터빈(33)의 상위 수준의 구성도를 보여주고 있다. 간단히 하기 위해 도 5는 스팀 터빈의 일부를 도시하였다. RF 및 UT 변환기는 스팀 터빈의 기준점에서 동일 방사상의 거리에 위치하는데, 일반적으로 위 기준점은 스팀 터빈의 로터의 중심선이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 1에 도시된 블레이드 팁 간극 측정 장치(10)를 구비하는 압축기(11)의 상위 수준의 구성도를 보여주고 있다. RF 및 UT 변환기는 스팀 터빈 상의 기준점에서 동일 방사상의 거리에 위치하는데, 일반적으로 위 기준점은 스팀 터빈의 로터의 중심선이다.
본 발명은 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 여겨지는 것과 관련하여 설명되어졌지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라고 이해되어야 하며, 오히려 다양한 수정과 균등한 구성이 본 발명의 사상과 범위 내에 포함될 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전기장이나 자기장의 변화와 같은 외부 환경에 영향받지 않고 터빈의 블레이드 팁 간극을 보다 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 센서 변환기 및 관련된 전자 장치를 터빈의 뜨거운 부분과 멀리 떨어진 곳에 위치시켜 센서의 수명을 증가시키는 장점을 제공한다.

Claims (10)

  1. 가스 터빈의 블레이드 팁 간극(blade tip clearance)를 판정하는 방법으로서,
    초음파 센서(16)와 스테이터 슈라우드 표면(stator ahroud surface)(14) 간 거리(A)를 측정하는 단계(a)와,
    라디오 주파수 센서(20)와 가스 터빈의 회전 블레이드 팁(13) 간 거리(B)를 측정하는 단계(b)와,
    상기 단계(b)에서 측정된 상기 거리 B에서 상기 단계(a)에서 측정된 상기 거리 A를 빼는 단계(c)
    를 포함하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(a)는
    초음파 에너지를 상기 스테이터 슈라우드 표면(14)으로 공급하는 단계와,
    상기 측정치를 컴퓨터 시스템(24)에 실시간으로 제공하는 단계를 더 구비하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)는 라디오 주파수 에너지를 상기 가스 터빈의 회전 블레이드(12)로 공급하는 단계와,
    상기 측정치를 컴퓨터 시스템(24)에 실시간으로 제공하는 단계를 더 구비하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 에너지를 공급하는 단계는 초음파 웨이브가이드(ultrasonic waveguide)(18)를 통해 수행되는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 라디오 주파수 에너지를 공급하는 단계는 라디오 주파수 웨이브가이드(radio frequency waveguide)(22)를 통해 수행되는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 라디오 주파수 웨이브가이드(22)는 세라믹 물질(ceramic materials)로 이루어진 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 센서(16)와 상기 라디오 주파수 센서(20)가 상기 가스 터빈 중심선에서 동일 방사상의 거리에 위치하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 판정하는 방법.
  8. 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치(10)에 있어서,
    상기 장치는 스테이터 슈라우드 표면(14)과 상기 초음파 센서(16) 간 거리(A)를 측정하는 초음파 센서(16)와,
    상기 가스 터빈의 회전 블레이드 팁(13)과 상기 라디오 주파수 센서(20) 간 거리(B)를 측정하는 라디오 주파수 센서(20)와,
    상기 초음파 센서 측정치를 수신하여 상기 라디오 주파수 센서 측정치에서 빼는 컴퓨터 시스템(24)
    을 포함하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 초음파 센서(16)에서 상기 스테이터 슈라우드 표면(14)으로와, 또한 그 역으로 초음파 에너지를 공급하는 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 초음파 웨이브가이드(18)의 첫 번째 끝은 상기 초음파 센서(16)이고 반대 쪽 두 번째 끝은 상기 슈라우드 표면(14)과 일체가된 어느 한 부분으로 된 가스 터빈의 블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치.
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