KR20130029111A - 터빈 디스크용 검사 운반체 - Google Patents

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Abstract

터빈 디스크(12)가 터빈 하우징 조립체(10) 내에 배치되어 있는 동안에, 터빈 디스크(12)의 일부, 바람직하게 블레이드 부착 허브(15)를 검사하도록 구성된 검사 운반체(20)를 제공한다. 일반적으로, 터빈 디스크(12)는 평면형이나, 내측 허브(15) 및 외측 블레이드 부착 허브(15)를 포함한다. 내측 허브(15)는 샤프트(14)에 연결되고 그리고 블레이드 부착 허브(15)는 분리가능한 블레이드가 부착되는 표면(16)을 제공한다. 내측 허브(15)와 외측 블레이드 부착 허브(15) 사이의 영역은 실질적으로 평면형이다. 내측 허브 및 블레이드 부착 허브(15)는, 검사 운반체가 검사하도록 구성되는 "검사 영역"이 된다. 검사 운반체(20)는 2개의 허브(15) 사이의 평면형 표면 위에서 이동하고, 그리고 그러한 표면에 자기적으로 커플링된다.

Description

터빈 디스크용 검사 운반체{INSPECTION VEHICLE FOR A TURBINE DISK}
본원 발명은 터빈 디스크를 검사하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 터빈 디스크를 원위치(in situ)에서 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.
발전 시스템의 부품으로서 사용되는 터빈 디스크는 정상 유지보수의 일부로서 균열 및 기타 결함에 대해서 반드시 검사되어야 한다. 전형적으로, 그러한 검사는 초음파 변환기, 와류 프로브, 및 유사한 장치에 의해서 실시된다. 통상적으로, 터빈 디스크의 검사는 디스크 조립체를 터빈 하우징 조립체로부터 분리할 것을 요구한다. 이는 시간이 많이 소요되고, 노동력이 많이 요구되며, 그리고 비용이 많이 드는 프로세스이다. 터빈 디스크 조립체들 사이에 끼워맞춤되도록 구성된 선단부(tip)를 가지는 세장형 아암(arm) 상에 장착되기 위한 것으로서, 초음파 변환기, 또는 다른 검사 장치를 위해서 이러한 시스템을 개선하기 위한 하나의 개선책이 제공되었다. 이러한 검사 시스템에서는, 터빈 디스크 조립체를 터빈 하우징 내에서 유지할 수 없다. 터빈 디스크에 대한 접근을 제공하기 위해서, 터빈 디스크는 터빈 하우징 조립체로부터 분리되어야 한다. 그에 따라, 터빈 디스크 조립체는, 일반적으로 고정된(stationary) 검사 장치 상에 그리고 그 장치 하부에서 회전되도록 배치된다.
본 발명은 터빈 디스크를 원위치에서 검사하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 개시 내용 및 청구된 개념은, 터빈 디스크가 터빈 하우징 조립체 내에 배치되어 있는 동안에, 터빈 디스크의 일부, 바람직하게 블레이드 부착 허브를 검사하도록 구성된 검사 운반체를 제공한다. 일반적으로, 터빈 디스크는 평면형이나, 내측 허브 및 외측 블레이드 부착 허브를 포함한다. 내측 허브는 샤프트에 연결되고 그리고 블레이드 부착 허브는 분리가능한 블레이드가 부착되는 표면을 제공한다. 내측 허브와 외측 블레이드 부착 허브 사이의 영역은 실질적으로 평면형이다. 내측 허브 및 블레이드 부착 허브는, 검사 운반체가 검사하도록 구성되는 "검사 영역"이 된다. 검사 운반체는 2개의 허브들 사이의 평면형 표면 위에서 이동하고, 그리고 그러한 표면에 자기적으로 커플링된다.
검사 운반체는 실질적으로 자율적이고(autonomous); 사용자의 입력이 없이 또는 거의 없이, 터빈 디스크의 표면 위에서 이동될 수 있다. 검사 운반체는 복수의 구성요소를 지지하도록 구성된 세장형 본체, 운반체 본체에 커플링되고 운반체 본체를 터빈 디스크에 대해서 이동가능하게 커플링시키도록 구성된 자기적 커플링 조립체, 상기 터빈 디스크 위에서 상기 운반체 본체를 이동시키도록 구성된 구동 조립체, 그리고 터빈 디스크 허브를 검사하도록 구성된 검사 조립체를 포함한다.
자기적 커플링 조립체는 검사 운반체를 원위치, 즉 동작 위치의 터빈 디스크에 대해서 커플링하는데 이용되며, 상기 디스크의 평면은 일반적으로 수직으로 연장한다. 구동 조립체는 복수의 휘일, 바람직하게 4개의 휘일을 포함하고, 각각의 휘일은 구동 모터를 조정하고 그리고 구동 모터에 연결된다. 구동 조립체는 또한 센서 및 제어 유닛을 포함한다. 상기 센서는 내측 디스크 허브의 내경 위치를 검출하도록 구성된 초음파 변환기, 이동 거리를 트랙킹(track)하도록 구성된 휘일 상의 인코더, 그리고 중력 센서를 포함하고, 그러한 센서는 검사 운반체가 터빈 디스크 내의 운반체의 원주방향 위치를 트랙킹할 수 있게 하는 데이터를 제공한다. 구동 조립체는, 사용자의 상호작용이 없이 또는 거의 없이, 터빈 디스크의 표면 위에서 검사 운반체를 구동하도록 추가적으로 구성된다. 검사 조립체는 터빈 디스크 허브 모두를 검사하기 위한 초음파 변환기를 지지하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 1인 사용자가 검사 운반체를 동작시킬 수 있을 것이다.
첨부 도면을 참조하여 본원의 기재 내용을 파악할 때, 이하의 바람직한 실시예로부터 본원 발명을 추가적으로 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 터빈 조립체의 개략도,
도 2는 터빈 디스크 및 검사 운반체의 등축도,
도 3은 검사 조립체가 없는 상태에서 도시한 검사 운반체의 등축도,
도 4는 검사 조립체가 없는 상태에서 도시한 검사 운반체의 저면도,
도 5는 검사 조립체가 있는 상태에서 도시한 검사 운반체의 평면도,
도 6은 휘일 조립체 및 베벨(bevel) 기어 조립체의 상세 단면도,
도 7은 휘일의 등축도,
도 8은 선회(turning) 조립체의 상세 평면도,
도 9는 검사 조립체의 상세 등축도.
본원에서 사용된 바와 같이, "원위치(in situ)" 터빈 디스크는 터빈 디스크가 터빈 하우징 내의 터빈 디스크의 동작 위치에 있다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 기어, 기어-유사 장치, 또는 액슬(axle)과 관련하여 사용될 때, "동작적인 결합(operatively engage)"은 하나의 요소의 회전이 다른 요소의 회전을 또한 유도하는 방식으로 둘 이상의 요소가 서로 접촉한다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 자기적으로 끌어당길 수 있는 다른 요소로부터 "동작적으로 이격된" 자석은, 자석이 구속(restrain)되지 않은 경우에, 그 자석이 다른 요소와 접촉되게 이동될 수 있도록 충분한 힘으로 다른 요소에 대해서 끌어당겨질 수 있을 정도로 근접하여 2개의 요소가 근접한다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "커플링된"은 둘 이상의 요소 사이의 링크(link)를 의미하는 것으로서, 그러한 링크가 직접적이든지 또는 간접적이든지 간에, 링크가 발생되는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "직접적으로 커플링된"은 2개의 요소가 서로 직접적으로 접촉한다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "고정적으로 커플링된" 또는 "고정된(fixed)"은 2개의 구성요소가 서로에 대한 일정한 배향을 유지하면서 하나로서 이동되도록 커플링된다는 것을 의미한다. 예를 들어, "고정된 액슬"을 가지는 휘일은 휘일 및 액슬이 하나의 구성요소로서 이동한다는 것을 의미한다. 그에 따라, 액슬로 인가되는 회전력은 휘일을 회전시킨다.
방향적인 지시어, 예를 들어, 상부, 하부, 위, 수직, 수평은 일반적으로 관련 도면에서 도시된 화상과 관련된 것이고, 청구범위를 제한하는 것이 아니다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 터빈 조립체(10)는 하우징(11)(개략적으로 도시됨), 샤프트(14)에 커플링된 복수의 디스크(12)를 포함한다. 터빈 조립체(10)의 샤프트(14)는 전체적으로 수평으로 연장한다. 그에 따라, 터빈 디스크(12)의 평면형 표면(16)은 전체적으로 방사상으로 연장된다. 각각의 터빈 디스크(12)는 내측 허브(15), 상기 터빈 디스크(12)의 각각의 측부 상의 방사상 평면형 표면(16) 및 외측 허브(18)(도 1에 도시되지 않고, 도 2에 도시됨)를 포함한다. 방사상 평면형 표면(16)은 표면을 제공하는데, 상기 표면 위에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 검사 운반체(20)가 이동되도록 구성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 검사 운반체(20)는 본체(22), 자기적 커플링 조립체(24)(도 3 및 4), 운동(motion) 조립체(26)(도 5), 및 검사 조립체(28)(도 5)를 포함한다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 운반체 본체(22)는 자기적 커플링 조립체(24)(도 3 및 4), 운동 조립체(26)(도 5), 및 검사 조립체(28)(도 5)와 같은(그러나, 이러한 것으로 제한되는 것은 아니다) 복수의 구성요소를 지지하도록 구성된다. 운반체 본체(22)는, 바람직하게, 선단 에지(27) 및 후단(trailing) 에지(29)를 구비하는 세장형이다. 일반적으로, 운반체 본체(22)는 선단 에지(27)를 향해서 이동하나, 차량 본체(22)가 후단 에지(29)를 향해서 반대로 이동할 수 있거나, 또는 만약 차량 조립체 휘일(62)(이하에서 설명함)이 차량 본체(22)의 길이방향 축에 대해서 전체적으로 측방향으로 배향된다면, 차량 본체(22)는 측방향으로 이동할 수 있을 것이다.
일반적으로, 자기적 커플링 조립체(24)가 차량 본체(22)에 대해서 커플링되고 그리고 차량 본체(22)를 검사되는 터빈 디스크(12)에 대해서 이동가능하게 커플링하도록 구성된다. 다른 언급이 없다면, 이하에서 "터빈 디스크"는 검사되는 터빈 디스크(12)를 지칭한다는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 운동 조립체(26)는 차량 본체(22)를 터빈 디스크(12) 위에서 이동시키도록 구성되고 그리고 상기 검사 조립체(28)는 터빈 디스크 내측 허브(15) 및 블레이드 부착 허브(18)를 검사하도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 방사상 평면형 표면(16)(도 2)은, 터빈 디스크(12)가 원위치에 있을 때, 전체적으로 수직으로 연장한다. 그에 따라, 검사 운반체(20)는 상기와 같은 수직 표면 위에서 이동하도록 구성되어야 한다. 이는 자기적 커플링 조립체(24)에 의해서 달성된다. 운반체 본체(22)는 휘일 측부(30)를 가지고, 그러한 휘일 측부는 평면형 표면(16)에 인접한 측부이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 운반체 본체(22)와 관련된 방향적인 용어 및 문구는 차량 본체(22)의 물리적인 배향/방향과 무관할 것이다. 그 대신에, 운반체 본체(22)의 방향적인 용어 및 문구는, 운반체 본체(22)가 수평 표면 상에서 이동하는 차량과 같이 기술될 것이다. 그에 따라, 예를 들어, 운반체 본체(22)의 "상단부" 또는 "상부" 측부는 터빈 디스크(12)로부터 가장 먼 측부이다. 따라서, 자기적 커플링 조립체(24)가 운반체 본체 휘일 측부(30) 상에 배치되기 때문에, 자기적 커플링 조립체(24)는 평면형 표면(16)에 인접하여 배치된다. 자기적 커플링 조립체(24)는 본체 휘일 측부(30)에 커플링된 복수의 자석(32)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 자기적 커플링 조립체(24) 내에는 6개의 자석(32)이 위치된다. 그러나, 운반체 본체(22)의 중량 및 자석(32)의 강도에 따라서, 임의 수의 자석(32)이 존재할 수 있다. 자석(32)은 터빈 디스크(12)로부터 동작적으로 이격된다. 터빈 디스크(12)가 자석을 끌어당기는 철계 금속을 포함한다는 것을 주지하여야 한다. 또한, 자석 부착력의 크기 즉, 강도가 자석(32)과 터빈 디스크(12) 사이의 간격을 조정함으로써 제어될 수 있을 것이다. 그에 따라, 복수의 자석(32) 중 적어도 하나의 자석이 조정 나사(그러나, 이러한 것으로 제한되는 것은 아니다)와 같은 조정가능한 커플링 장치(40)에 의해서 운반체 본체(22)에 커플링되고, 그에 따라 터빈 디스크(12)와 본체(22)에 커플링된 적어도 하나의 자석(32) 사이의 간격이 조정가능한 커플링 장치(40)에 의해서 변경될 수 있을 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 운동 조립체(26)는 복수의 휘일 조립체(50), 복수의 휘일 구동 조립체(52), 및 복수의 선회 조립체(54)를 포함한다. 각각의 휘일 조립체(50)는 차량 본체(22)에 대해서 휘일 조립체(50)를 회전시키도록(즉, 휘일을 선회시키도록) 구성된 요소, 및 휘일의 축 주위로 휘일(62)을 회전시키도록(즉, 휘일을 구동시키도록) 구성된 요소를 가지는 실질적으로 내장된 유닛이다. 즉, 휘일 구동 조립체(52) 및 선회 조립체(54) 모두의 요소는 각각의 휘일 조립체(50) 내로 포함되거나, 그 내부에 배치된다.
적어도 3개의, 바람직하게 4개의 휘일 조립체(50)가 존재한다. 휘일 조립체(50)는, 바람직한 실시예에서, 전체적으로 직사각형 패턴으로 배치된다. 각각의 휘일 조립체(50)는 전체적으로 원형인 조립체(60) 및 고정된 액슬(63)(도 7)을 가지는 휘일(62)을 포함한다. 즉, 액슬(63)은 휘일 조립체 휘일(62)에 고정되고 그리고 그 휘일과 함께 회전된다. 각각의 휘일 조립체 하우징 조립체(60)는 전체적으로 원통형이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 휘일 조립체 하우징 조립체(60)는 복수의 적층된 토로이드(toroid) 부재(64)를 포함한다. 토로이드 부재(64)가 휘일 구동 조립체(52) 및 선회 조립체(54)의 요소를 지지하도록 구성되는 것과 다르게, 각각의 토로이드 부재(64)의 구체적인 성질은 본원 발명과 관련된 것이 아니다. 예를 들어, 하나의 토로이드 부재(64)는 제 2 베벨 기어(84)를 휘일 조립체 하우징 조립체(60)의 다른 요소와의 접촉으로부터 보호하기 위해서 제 2 베벨 기어(84) 주위로 연장하도록 구성된 부싱이다. 그러나, 가장 낮은(터빈 디스크(12)에 가장 근접한) 토로이드 부재(64)는 토로이드 부재 축의 대향 측부 상에 배치된 개구부(67)의 쌍을 포함한다는 것을 주지하여야 한다. 휘일 액슬(63)은 개구부(67) 내에 배치된다. 그에 따라, 각각의 휘일 조립체 휘일(62)의 축은 연관된 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 대해서 고정된 배향을 가진다.
운반체 본체(22)가 터빈 디스크(12)에 커플링될 때, 각각의 휘일 조립체 하우징 조립체(60) 축 및 토로이드 부재(64)에 대한 축이 터빈 디스크(12)의 표면에 대해서 전체적으로 수직으로 연장하도록, 각각의 휘일 조립체 하우징 조립체(60)가 배향된다. 각각의 휘일 조립체 하우징 조립체가 운반체 본체(22)에 회전식으로 커플링된다. 그에 따라, 이러한 구성에서, 각각의 휘일 조립체 하우징(60)은 운반체 본체(22)에 대해서 회전되도록 구성된다. 또한, 각각의 휘일 축의 배향이 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 대해서 고정됨에 따라, 휘일 조립체 하우징 조립체(60)의 회전에 의해서 연관된 휘일 조립체 휘일(62)이 운반체 본체(22)에 대해서 선회된다.
도 5에 도시된 바와 같이 그리고 이하에서 설명하는 바와 같이, 검사 조립체(28)(도 5 및 6) 및 위치 제어 조립체(104)는 초음파 변환기(108A, 108B)를 포함한다. 그러한 변환기가 포지셔닝과 관련하여 매우 민감하기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같은 휘일(62)은 실질적으로 일정한 반경을 가지도록 구성되어야 한다. 즉, 각각의 휘일(62)은 반드시 강성(rigid)이어야 한다. 그러나, 동시에, 휘일(62)은, 전체적으로 수직인 표면 상에서 이동하도록 검사 운반체(20)에 대한 충분한 견인력(traction)을 제공하여야 한다. 그에 따라, 각각의 휘일 조립체 휘일(62)은 강성 부분(68)을 가지는 외측 표면(66), 그리고 유연성(pliable) 부분(70)을 포함하고, 상기 강성 부분은 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장하고 그리고 상기 유연성 부분(70)은 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장한다. 바람직하게, 상기 강성 부분(68)은 스틸로 이루어진다. 유연성 부분(70)은 바람직하게 고무로 이루어진다. 보다 구체적으로, 각각의 휘일(62)은 바람직하게 원주방향 홈(가시적으로 도시되지 않음)을 형성하는 스틸 본체(72)를 가진다. 고무 삽입체(74)가 홈 내에 배치된다. 고무 삽입체(74)는 홈의 깊이에 대해서 실질적으로 상응하는 두께를 가지도록 구성된다. 이러한 구성에서, 홈 및 삽입체(74)의 외측 표면을 형성하는 휘일 본체의 외측 원주방향 스틸 부분(72)은 실질적으로 동일한 반경을 가지고 그리고 휘일 외측 표면(66)을 형성한다. 동작 중에, 휘일 외측 표면(66)의 스틸 부분은 터빈 디스크(12)로부터의 차량 본체(22)의 간격을 유지하고 그리고 휘일 외측 표면(66)의 고무 부분은 견인력을 제공한다. 마지막으로, 각각의 휘일(62)의 축이 휘일 조립체 하우징(60)의 축에 대해서 전체적으로 수직으로 연장한다는 것을 주지하여야 한다. 즉, 조립되었을 때, 각각의 휘일(62)의 축이 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 수평으로 연장한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 검사 운반체(20)는 적어도 하나의, 바람직하게 2개의 휘일 구동 조립체(52)를 포함하나; 그보다 더 많은 휘일 구동 조립체(52)가 존재할 수도 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 2개의 휘일 구동 조립체(52)가 존재하고, 각각의 휘일 구동 조립체(52)는 4개의 휘일 조립체(50) 중 2개로 파워(power; 동력)를 제공한다. 각각의 휘일 구동 조립체(52)는 세장형 출력 샤프트(81)를 가지는 모터(80) 및 각각의 휘일 조립체(50)에 대한 베벨 기어 조립체(82)를 포함한다. 각각의 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)는 2개의 휘일 조립체(50)를 가로질러 연장한다. 바람직한 실시예에서, 각각의 휘일 구동 모터 조립체(52)가 선단 에지(27)에 근접한 휘일 조립체(50)와 후단 에지(29)에 인접한 휘일 조립체(50) 사이에 배치된다. 이러한 구성에서, 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)는 운반체 본체(22)의 길이방향 축에 대해서 전체적으로 평행하게 연장한다. 휘일 구동 조립체(52)가 선단 에지(27)에 근접한 휘일 조립체(50)와 후단 에지(29)에 인접한 휘일 조립체(50) 사이에 배치될 때, 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)가 휘일 구동 모터(80)의 2개의 대향 측부로부터 연장한다.
각각의 휘일 조립체(50)에 대한 베벨 기어 조립체(82)가 실질적으로 유사하고 그리고 각각의 베벨 기어 조립체(82)가 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)에 커플링되고 그러한 출력 샤프트(81)에 의해서 파워를 공급받는다는 것을 이해하여야 할 것이다. 따라서, 이하의 설명은 하나의 베벨 기어 조립체(82)를 기술하고 있으나, 각각의 휘일 조립체(50)가 연관된 베벨 기어 조립체(82)를 구비한다는 것을 이해하여야 할 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 베벨 기어 조립체(82)는 제 1 베벨 기어(83), 제 2 베벨 기어(84), 제 3 베벨 기어(85), 및 제 4 베벨 기어(86)를 포함한다. 제 2 및 제 3 베벨 기어(84, 85) 각각은 연관된 베벨 기어(84, 85)의 후방 측부로부터 그리고 연관된 베벨 기어(84, 85)의 축 주위로 연장하는 토로이드 칼라(87, 89)를 구비한다. 토로이드 칼라(87, 89)의 말단 단부가 커플링되고 그리고 제 2 및 제 3 베벨 기어(84, 85)가 서로에 대해서 고정된 배향으로 유지된다. 그에 따라, 제 2 및 제 3 베벨 기어(84,85)가 베벨 기어 샤프트(88)를 형성하고, 상기 제 2 및 제 3 베벨 기어(84,85)가 베벨 기어 샤프트(88)의 말단 단부에 배치된다. 바람직하게, 각각의 베벨 기어가 약 45도로 각을 이룬다.
휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)는 휘일 조립체(50)의 축에 실질적으로 근접한 위치에서 각각의 휘일 조립체(50) 위로 연장한다. 제 1 베벨 기어(83)가 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)에 고정되고 그리고 베벨 기어 샤프트(88)와 결합하도록 위치된다. 베벨 기어 샤프트(88)의 길이방향 축은 실질적으로 휘일 조립체 하우징 조립체(60) 축선을 따라서 연장한다. 즉, 베벨 기어 샤프트는, 실질적으로, 휘일 조립체 하우징 조립체 토로이드 부재(64)의 중심을 통해서 연장한다. 바람직하게, 부싱과 같은(그러나, 이러한 것으로 제한되지 않는다) 적어도 하나의 휘일 조립체 하우징 조립체 토로이드 부재(64)는 베벨 기어 샤프트(88)와 접촉하여 지지하도록 구성된 내경을 가진다. 즉, 부싱과 같은(그러나, 이러한 것으로 제한되지 않는다) 적어도 하나의 휘일 조립체 하우징 조립체 토로이드 부재(64)는 베벨 기어 샤프트(88)를 휘일 조립체(50) 내에서 실질적으로 중심에 위치시키도록 구성된다. 제 4 베벨 기어(86)가 휘일 액슬(63)에 고정된다.
제 1 베벨 기어(83)는 제 2 베벨 기어(84)와 결합된다. 제 3 베벨 기어(85)는 제 4 베벨 기어(86)와 결합된다. 이러한 구성에서, 각각의 베벨 기어 조립체(82)는 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)의 운동을 수평 회전으로부터 수직 회전으로, 그리고 다시 수평 회전으로 변환하도록 구성된다. 따라서, 휘일 구동 조립체(52)는 연관된 휘일 조립체 휘일(62)을 회전시킬 수 있도록 구성된다. 즉, 휘일 구동 조립체 모터(80)가 작동될 때, 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)가 회전된다. 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81)의 회전에 의해서 제 1 베벨 기어(83)가 회전된다. 제 1 베벨 기어(83)가 제 2 베벨 기어와 결합되기 때문에, 제 2 베벨 기어(84)가 또한 회전된다. 제 2 베벨 기어(84) 및 제 3 베벨 기어(85)가 베벨 기어 샤프트(88) 상에서 고정된 배향을 가지기 때문에, 제 2 베벨 기어(84)의 회전에 의해서 제 3 베벨 기어(85)가 회전된다. 제 3 베벨 기어(85)가 제 4 베벨 기어(86)와 결합하기 때문에, 제 3 베벨 기어(85)의 회전은 제 4 베벨 기어(86)를 회전시킨다. 제 4 베벨 기어(86)가 휘일 조립체 휘일 액슬(63)에 고정되기 때문에, 제 4 베벨 기어(86)의 회전은 휘일 조립체 휘일 액슬(63)을 회전시킨다. 휘일 조립체 휘일 액슬(63)이 휘일 조립체 휘일(62)에 고정되기 때문에, 휘일 조립체 휘일 액슬(63)의 회전은 휘일 조립체 휘일(62)을 회전시킨다. 그에 따라, 베벨 기어 조립체(82)는 휘일 구동 조립체 모터 출력 샤프트(81) 및 연관된 휘일(82) 모두와 작동적으로 결합된다.
운반체 본체(22)에 대한 휘일 조립체(50)의 회전 즉, 선회는 선회 조립체(54)(도 5)에 의해서 달성된다. 휘일 구동 조립체(52)를 구비함에 따라, 4개의 휘일 조립체(50)에 대해서 바람직하게 2개의 선회 조립체(54)가 존재한다. 바람직한 실시예에서, 선단 에지(27)에 인접한 2개의 휘일 조립체(50)를 선회시키도록 구성된 선회 조립체(54A) 및 후단 에지(29)에 인접한 2개의 휘일 조립체(50)를 선회시키도록 구성된 다른 선회 조립체(54B)가 존재한다. 이러한 구성에서, 선단 에지(27)에 인접한 2개의 휘일 조립체(50)가 동시에 선회되고 그리고 후단 에지(29)에 인접한 2개의 휘일 조립체(50)가 동시에 선회된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 선회 조립체(54A, 54B)는 출력 샤프트(92)를 가지는 모터(91)(도 5), 워엄 기어(94), 중앙 기어 조립체(96), 및 외측 기어(98)를 포함한다. 상기 중앙 기어 조립체(96)는 제 1 기어(97) 및 제 2 기어(99)를 포함한다. 중앙 기어 조립체 제 1 및 제 2 기어(97,99)가 각각 중앙 기어 조립체 액슬(95)에 고정된다. 따라서, 중앙 기어 조립체 제 1 및 제 2 기어(97,99)가 함께 회전된다. 선회 조립체 중앙 기어 조립체 제 1 기어(97)는 워엄 기어(94)와 결합하도록 구성된다. 선회 조립체 중앙 기어 조립체 제 2 기어(99)는 선회 조립체 외측 기어(98)와 결합하도록 구성된다. 2개의 인접한 휘일 조립체(50)가 존재할 때, 바람직한 실시예에서와 같이, 선회 조립체 중앙 기어 조립체 제 2 기어(99)는 휘일 조립체(50)에 인접한 2개의 선회 조립체 외측 기어(98) 모두와 동시에 결합되도록 구성된다. 외측 기어(98)가 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 고정된다. 즉, 외측 기어(98), 또는 보다 구체적으로 외측 기어(98)의 치형부(teeth)가 휘일 조립체 하우징 조립체(60)의 외측 표면 주위로 연장한다. 따라서, 외측 기어(98)는 휘일 조립체 하우징 조립체(60)를 형성하는 토로이드 부재(64) 중 하나일 수 있을 것이다. 그 대신에, 외측 기어(98)가 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 고정될 수 있을 것이다.
휘일 구동 조립체(52)와 같이, 선회 조립체(54)는 실질적으로 유사하고 그리고 단지 하나에 대해서만 이하에서 설명한다. 2개의 선회 조립체(54)가 실질적으로 유사한 구성요소를 가지고 그리고 실질적으로 유사한 방식으로 동작된다는 것이 이해될 것이다. 검사 운반체 본체(22)의 길이방향 축에 대해서 전체적으로 평행하게 연장되는 선회 조립체 모터 출력 샤프트(92)를 이용하여 선회 조립체 모터(91)가 검사 운반체 본체(22)에 커플링된다. 선회 조립체 모터 출력 샤프트(92)는 적어도 선회 조립체 중앙 기어 조립체(96)에 인접한 위치로 연장된다. 워엄 기어(94)는 선회 조립체 중앙 제 1 기어(97)에 인접하여 선회 조립체 모터 출력 샤프트(92)에 고정된다. 또한, 워엄 기어(94)는 선회 조립체 중앙 기어 제 1 기어(97)와 결합된다.
선회 조립체 중앙 기어 조립체(96)는, 검사 운반체 본체(22)의 길이방향 축에 대해서 전체적으로 수직으로 연장하고 그리고, 검사 운반체가 사용 중일 때, 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 수평으로 연장하는 축으로, 운반체 본체(22)에 회전식으로 커플링된다. 선회 조립체 중앙 제 2 기어(99)는, 전체적으로, 선단 에지(27)에 인접한 휘일 조립체(50) 또는 후단 에지(29)에 인접한 휘일 조립체(50) 사이에서 균등한 거리에 배치된다. 또한, 선회 조립체 중앙 제 2 기어(99)는 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 고정된 외측 기어(98)와 동작적으로 결합된다. 만약, 2개의 인접한 휘일 조립체(50)가 존재한다면, 선회 조립체 중앙 제 2 기어(99)가 인접한 휘일 조립체(50)의 양자 모두(both) 상의 외측 기어(98)와 결합된다. 이러한 구성에서, 중앙 기어(96)의 회전에 의해서, 2개의 인접한 휘일 조립체 하우징 조립체(60)가 운반체 본체(22)와 관련하여 직렬로 이동 즉, 회전된다. 또한, 바람직하게 휘일 조립체 하우징 조립체(60)가 전체적으로 동일한 직경을 가질 때, 휘일 조립체 하우징 조립체(60)의 회전 속도가 실질적으로 유사하다.
조립되었을 때, 선회 조립체 모터(91)의 작동으로 인해서, 선회 조립체 모터 출력 샤프트(92)가 회전하게 된다. 선회 조립체 모터 출력 샤프트(92)의 회전으로 인해서, 그 샤프트에 고정된 워엄 기어(94)가 회전된다. 워엄 기어(94)의 회전으로 인해서 중앙 기어 조립체 제 1 기어(97)가 회전하게 된다. 전술한 바와 같이, 중앙 기어 조립체 제 1 및 제 2 기어(97, 99)가 함께 회전된다. 중앙 기어 조립체 제 2 기어(99)의 회전으로 인해서 인접한 휘일 조립체(50) 상의 적어도 하나의, 바람직한 실시예에서는 2개의, 외측 기어(98)가 회전하게 된다. 외측 기어(98)는 휘일 조립체 하우징 조립체(60)에 고정됨에 따라, 그리고 휘일 조립체 하우징 조립체(60)가 운반체 본체(22)에 회전가능하게 커플링됨에 따라, 외측 기어(98)의 회전으로 인해서 휘일 조립체 하우징 조립체(60)가 운반체 본체(22)에 대해서 회전하게 된다. 따라서, 선단 에지 휘일 조립체(50)가 서로 함께 선회되고 그리고 후단 에지 휘일 조립체(50)가 서로 함께 선회된다. 마지막으로, 워엄 기어(94)가 고정적일 때, 휘일 조립체(50)가 운반체 본체(22)에 대해서 실질적으로 회전되는 것이 방지된다는 것을 주지하여야 한다. 즉, 휘일 구동 조립체(52)에 의해서 휘일 조립체에 인가되는 어떠한 힘도 운반체 본체(22)에 대한 휘일 조립체(50)의 어떠한 실질적인 상대적 회전도 유발하지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 운동 조립체(26)는 위치 제어 조립체(100)(개략적으로 도시됨)를 더 포함한다. 위치 제어 조립체(100)는 검사 운반체(20)의 운동을 트랙킹하고 제어하도록 구성된다. 일반적으로, 위치 제어 조립체(100)는 통합된 회로/컴퓨터 제어부를 포함하고, 그러한 제어부는 수많은 루틴을 실행하고 그리고 복수의 배향/운동 센서로부터 데이터를 수신한다. 루틴은 휘일 구동 조립체(52) 및 선회 조립체(54)를 제어한다. 그에 따라, 배향/운동을 나타내는 데이터를 수신하고 그리고 운반체 본체(22)의 운동을 제어함으로써, 그리고 이하에서 설명하는 바와 같이 허브(15, 18)에 대한 거리를 측정함으로써, 디스크(12)에 대한 검사 운반체(20)의 위치가 결정될 수 있고 그리고 트랙킹될 수 있다.
위치 제어 조립체(100)는 제어 유닛(102), 복수의 인코더 조립체(104), 중력 감지 유닛(106)(모두 개략적으로 도시됨), 그리고 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)를 포함한다. 제어 유닛(102)은 적어도 하나의 프로그램이 가능한 논리 회로(110), 메모리 장치(112) 및 적어도 하나의 루틴(114)(모두 개략적으로 도시됨)을 포함한다. 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)는, 바람직하게, 2개의 포지셔닝 초음파 변환기(108A, 108B)를 포함한다. 2개의 포지셔닝 초음파 변환기(108A, 108B)는 디스크 내측 허브(15)를 향해서 배향 신호를 투사(project)하도록 구성된다. 포지셔닝 초음파 변환기(108A, 108B) 신호를 나타내는 데이터가 제어 유닛(102)으로 통신된다. 즉, 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)가 제어 유닛(102)으로 데이터를 제공하도록 구성된다. 제어 유닛(102), 그리고 보다 구체적으로, 적어도 하나의 프로그램 가능 논리 회로(110)에서 실행되는 적어도 하나의 루틴(114)은 검사 운반체(20)와 내측 허브(15) 사이의 거리를 결정하기 위해서 포지셔닝 초음파 변환기(108) 신호를 해석하도록 구성된다.
또한, 복수의 인코더 조립체(104)의 각각은 인코더 휘일(120) 및 판독기(122)를 구비한다. 각각의 인코더 휘일(120)은 복수의 지표(indicia)(121)를 구비하고, 그에 따라 인코더 휘일(120)의 회전이 측정될 수 있을 것이다. 즉, 각각의 판독기(122)는 인코더 휘일 표지(120)가 판독기(122)를 통과할 때 그 표지를 검출하고 그리고 판독기(122)에 의해서 검출된 각각의 인코더 휘일 지표(121)에 대한 신호 펄스를 생성하도록 구성된다. 각각의 판독기(122)는 제어 유닛(102)과 전자적으로 통신된다. 각각의 휘일 모터 조립체 출력 샤프트(90) 및 선회 모터 출력 샤프트(92)는 출력 샤프트(90)에 고정된 연관된 인코더 조립체(104) 즉, 인코더 휘일(120)을 구비하며, 그러한 인코더 조립체(104)는 출력 샤프트(90)의 회전 변위를 결정하도록 구성된다. 운동 조립체(26) 구성요소의 특성, 예를 들어 샤프트, 휘일 및 기어의 직경 그리고 기어비(그러나, 이러한 것으로 제한되지 않는다)를 알고 있기 때문에, 알고 있는 시작 지점에 대한 검사 운반체(20)의 위치가 결정될 수 있을 것이다.
중력 감지 유닛(106)은 수직에 대한 배향을 검출하도록 그리고 배향을 나타내는 데이터를 가지는 신호를 생성하도록 구성된다. 중력 감지 유닛(106)은 또한 제어 유닛(102)과 전자적으로 통신된다.
따라서, 제어 유닛(102)은 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)로부터의 데이터, 각각의 판독기(122)로부터의 중력 감지 유닛(106) 신호 및 신호 펄스를 수신한다. 적어도 하나의 루틴(114)이 메모리 장치(112)에 저장되고 그리고 프로그램 가능 논리 회로(110) 상에서 동작할 수 있도록 구성된다. 적어도 하나의 루틴(114)은 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)로부터의 데이터, 각각의 판독기(122)로부터 중력 감지 유닛(106) 신호뿐만 아니라 신호 펄스를 수신하도록 구성된다. 이러한 데이터를 기초로, 운반체 본체(22)의 터빈 디스크(12)에 대한 위치가 트랙킹될 수 있을 것이다. 또한, 적어도 하나의 루틴(114)은 바람직하게 각각의 선회 모터(91) 및 각각의 휘일 모터 조립체(77)를 제어하도록 구성된 제 2 루틴을 포함한다. 따라서, 제어 유닛(102)은 터빈 디스크(12)에 대한 운반체 본체(22)의 위치를 트랙킹하도록 그리고 운반체 본체(22)를 구동하도록 구성된다. 따라서, 검사 운반체(20)가 포지셔닝과 관련하여 실질적으로 자율적이 되도록 제조될 수 있을 것이다. 즉, 제어 유닛(102)은 검사 운반체(20)를 평면형 표면(16) 상의 임의 지점으로 이동될 수 있을 것이고, 그리고, 검사 운반체(20)가 이전에 검사된 영역을 검사하지 않도록 보장함으로써, 허브(15, 18)가 검사될 수 있을 것이다. 즉, 적어도 하나의 루틴(114)이 평면형 표면(16)의 맵(map)을 나타내는 데이터를 포함할 수 있을 것이고, 그리고, 트랙킹 데이터를 평면형 표면(16)의 맵에 대해서 비교함으로써, 검사 운반체(20)가 이전에 검사된 영역을 검사하지 않도록 검사 운반체(20)가 안내될 수 있을 것이다.
선단 에지(27)에 배치된 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108) 및 후단 에지(29)에 배치된 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)를 포함하는 2개의 포지셔닝 초음파 변환기(108)가 존재하는 것이 바람직하다는 것을 주지하여야 한다. 이러한 포지셔닝 초음파 변환기(108A, 108B)는, 바람직하게, 내측 허브(15)의 내경에 대한 선단 에지(27) 거리를 나타내는 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)와 내측 허브(15)의 내경에 대한 후단 에지(29) 거리를 나타내는 다른 초음파 변환기(108)와 직렬식으로 동작되며, 그에 따라 내측 허브(15)의 내경에 대한 검사 운반체(20)의 선단 에지(27) 및 후단 에지(29)의 균일한 방사상 위치를 제공한다. 또한, 그리고 허브(15)가 검사 운반체(20)의 전체적으로 측방향으로 그리고 "아래에" 배치되기 때문에, 2개의 포지셔닝 초음파 변환기(108A, 108B)는 평면형 표면(16)의 평면에 대해서 약 0도 내지 30도의 각도로, 그리고 보다 바람직하게 평면형 표면(16)의 평면에 대해서 약 15도의 각도로 동작되도록 구성된다. 위치 제어 조립체(100)가 위치적 데이터를 수집하고 트랙킹하기 때문에, 그리고 위치 제어 조립체(100)가 구동 모터를 제어할 수 있기 때문에, 외부 공급원으로부터 제어 유닛(102)으로 운동 제어 데이터(본원에서 사용된 바와 같이: 속도 및 방향과 관련된 데이터)가 제공될 필요가 없다. 그에 따라, 외부 제어 유닛으로 데이터를 제공하도록 구성된 통신 케이블이 또한 필요하지 않게 된다. 이러한 케이블에 대한 필요성을 배제하는 것은 또한 그와 관련된 중량을 배제하고, 이는 다시 검사 운반체(20)의 중량을 감소시킨다. 검사 운반체(20)의 중량이 감소될 때, 검사 운반체(20)는 자기적 커플링 조립체(24) 내의 보다 적은 수의 및/또는 보다 약한 자석(32)에 의해서 지지될 수 있을 것이다.
검사 조립체(28)는 테스팅 장비 및, 보다 바람직하게, 초음파 변환기(190)를 지지하기 위해서 이용되는 구조물이다. 따라서, 검사 조립체(28)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 운반체 본체(22)로부터 연장하는 김블(gimble) 프레임 조립체(150) 및 검사 초음파 변환기(190)를 포함한다. 김블 프레임 조립체(150)는 복수의 강성 부재(152)를 구비하고, 상기 강성 부재(152)는 서로 회전가능하게 커플링되어 3개의 회전 축을 제공한다. 제시된 바와 같이, 김블 프레임 조립체(150)는 장착 부분(154) 및 김블 부분(156)을 포함한다. 장착 부분(154)은 김블 프레임 조립체(150)를 운반체 본체(22)에 커플링하도록 구성된 회전가능한 커플링(158)을 포함한다. 장착 부분(154)은 검사 초음파 변환기(190)를 운반체 본체(22)로부터 이격시키는데 도움이 되기 때문에, 장착 부분(154)은 통상적으로 운반체 본체(22)의 에지에 커플링된다. 바람직하게, 회전가능한 커플링(158)에 대한 회전 축은 커플링되는 운반체 본체(22)의 에지에 대해서 전체적으로 평행하게 연장된다. 또한, 회전가능한 커플링(158)은 김블 부분(156)을 평면형 표면(16)에 대해서 편향시키도록 구성된 편향 장치, 통상적으로 스프링(160)을 포함할 수 있을 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 장착 부분(154)은 운반체 본체(22)의 측방향 측부 상에 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 보다 큰 신장(elongation)을 가지는 장착 부분(154)이 또한 운반체 본체(22)의 선단 에지(27) 또는 후단 에지(29)에 커플링될 수 있을 것이다.
바람직하게, 김블 부분(156)은 2개의 U-형상의 요크(yokes), 즉 제 1 및 제 2 요크(162, 164)를 포함한다. 제 1 요크(163)는 세장형 가로 부재(166) 및 2개의 타인(tines)(168)을 구비하고, 상기 타인(168)은 상기 가로 부재(166)의 선단부로부터 상기 가로 부재에 대해서 수직으로 연장한다. 제 1 요크 타인(168)은 동일한 방향으로 그리고 전체적으로 동일한 평면 내에서 연장한다. 비록 회전되도록 구성되나, 제 1 요크(163)의 평면은 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 평행하다. 제 1 피봇 로드(170)가 가로 부재(166) 상의 중간 위치에 배치되고 그리고 또한 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 평행한 평면 내에서 연장된다. 제 1 피봇 로드(170)는 장착 부분(154)에 추가적으로 커플링된다. 제 1 피봇 로드(170)는 김블 프레임 조립체(150)에 대한 하나의 회전 축을 제공한다.
제 2 요크(164)는 세장형 가로 부재(172) 및 2개의 타인(174)을 구비하고, 상기 타인(174)은 상기 가로 부재(172)의 선단부로부터 상기 가로 부재에 대해서 수직으로 연장한다. 제 2 요크 타인(174)은 동일한 방향으로 그리고 전체적으로 동일한 평면 내에서 연장한다. 2개의 제 2 피봇 로드(176A, 176B)가 제 1 및 제 2 요크(162, 164)와 함께 커플링된다. 보다 구체적으로, 제 1 및 제 2 요크(162, 164)는 제 1 요크 타인(168) 및 제 2 요크 타인(174)의 말단 단부에 회전가능하게 커플링된다. 제 2 피봇 로드(176A, 176B)에 대한 회전 축이 정렬된다. 제 2 피봇 로드(176A, 176B)에 대한 회전 축은 제 1 피봇 로드(170)에 대한 회전 축에 대해서 전체적으로 수직하게 그리고 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 평행하게 연장한다. 제 2 피봇 로드(176A, 176B)는 김블 프레임 조립체(150)에 대한 제 2 회전 축을 제공한다.
액슬(180)이 제 2 요크(164)의 중간 부분에 배치되고 그리고 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 수직으로 연장한다. 액슬(180)의 하부 단부는 검사 초음파 변환기(190)에 커플링된다. 액슬(180)은 김블 프레임 조립체(150)에 대한 제 3 회전 축을 제공한다. 김블 구동 조립체(200)는 워엄 기어(204)가 상부에 배치된 연장된 출력 샤프트(202)를 가지는 모터(201)를 포함한다. 김블 구동 조립체 모터 출력 샤프트(202)는 제 2 요크 가로 부재(172)에 대해서 전체적으로 평행하게 연장한다. 김블 구동 조립체 워엄 기어(204)는 액슬(180)에 인접하여 배치된다. 액슬(180)은 그 액슬(180)에 고정된 기어(206)를 구비할 수 있고, 그러한 기어는 김블 모터 워엄 기어(204)와 동작적으로 결합되도록 구성된다. 김블 구동 조립체 모터(201)는 제어 유닛(102)에 의해서 제어되도록 그리고 제어 유닛(102)과 전자적으로 통신하도록 구성된다. 김블 구동 조립체 모터(201)의 작동은 액슬(180) 및 그에 따른 검사 초음파 변환기(190)를 검사 변환기의 중심 상에서 회전되게 한다.
검사 초음파 변환기(190)가 액슬(180)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정된다. 검사 초음파 변환기(190)는 평면형 표면(16)에 대해서 전체적으로 평행하게 연장하는 전체적으로 평면형인 검사면(192)을 구비한다. 운반체 본체(22)와 김블 프레임 조립체(150) 사이의 경계에 배치되는 회전가능한 커플링 스프링(160)이 검사 초음파 변환기 검사면(192)을 평면형 표면(16)을 향해서 즉, 터빈 디스크(12)의 표면을 향해서 편향시킨다는 것을 주지하여야 한다.
본원 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였지만, 본원 개시 내용의 전체적인 교시에 비추어볼 때 당업자에게는 여러 가지 변경 및 변화가 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 본원에 개시된 특별한 실시예는 단지 설명을 위한 것이고 그리고 그러한 실시예가 첨부된 청구범위 및 그 청구범위의 임의의 그리고 모든 균등물들의 범위 내에서 있다면, 그러한 실시예들은 본원 발명을 제한하지 않는다.

Claims (19)

  1. 터빈 디스크(12)가 원위치에 있는 동안 터빈 디스크(12)를 검사하도록 구성된 검사 운반체(20)에 있어서,
    복수의 구성요소를 지지하도록 구성된 본체(22);
    상기 본체(22)에 커플링되고 그리고 상기 본체(22)를 상기 터빈 디스크(12)에 대해서 이동가능하게 커플링하도록 구성되는 자기적 커플링 조립체(24);
    상기 본체(22)를 상기 터빈 디스크(12) 위에서 이동시키도록 구성된 운동 조립체(26); 및
    상기 터빈 디스크(12)를 검사하도록 구성된 검사 조립체(28)를 포함하는
    검사 운반체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 조립체(26)는 복수의 휘일 조립체(50), 복수의 휘일 구동 조립체(26), 및 복수의 선회 조립체(54)를 포함하며,
    각각의 휘일 조립체(50)는 상기 본체(22)에 회전가능하게 커플링되고 그리고 하우징 조립체(60) 및 휘일(62)을 구비하며,
    각각의 선회 조립체(54)는 상기 휘일 조립체(50)를 상기 본체(22)에 대해서 회전시키도록 구성되며,
    각각의 구동 조립체(26)는 연관된 휘일(62)을 회전시키도록 구성되는
    검사 운반체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 휘일 조립체의 휘일(62)은 외측 표면(66)을 포함하고,
    각각의 휘일의 외측 표면(66)은 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장하는 강성 부분(68) 및 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장하는 유연성 부분(70)을 구비하는
    검사 운반체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 본체(22)는 휘일 측부(30)를 구비하고,
    상기 자기적 커플링 조립체(24)는 상기 본체의 휘일 측부(30)에 커플링된 복수의 자석(32)을 포함하고,
    상기 본체(22)가 상기 터빈 디스크(12)에 커플링될 때, 각각의 자석(32)이 상기 터빈 디스크(12)로부터 동작적으로 이격되는
    검사 운반체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 자석(32) 내의 적어도 하나의 자석(32)은 상기 조정가능한 커플링 장치(40)에 의해서 상기 본체(22)에 커플링되고, 그에 따라 상기 조정가능한 커플링 장치(40)에 의해서 상기 본체(22)에 커플링된 적어도 하나의 자석(32)과 상기 터빈 디스크(12) 사이의 간격이 변경될 수 있는
    검사 운반체.
  6. 제 3 항에 있어서,
    각각의 휘일 조립체의 휘일(62)은 본체(72)를 구비하고,
    각각의 휘일 조립체의 휘일의 본체(72) 및 상기 외측 표면의 강성 부분(68)은 스틸로 이루어지고,
    각각의 휘일 조립체의 휘일의 외측 표면의 유연성 부분(70)은 고무로 이루어지는
    검사 운반체.
  7. 제 2 항에 있어서,
    각각의 휘일 구동 조립체(52)는 출력 샤프트(81)를 가지는 모터(80)를 포함하고,
    각각의 휘일 구동 조립체의 베벨 기어 조립체(82)는 상기 휘일 구동 조립체의 모터의 출력 샤프트(81) 및 연관된 상기 휘일(62)에 동작적으로 결합되며,
    그에 따라 각각의 휘일(62)는 연관된 휘일 구동 조립체의 모터(80)의 작동시에 회전되고,
    각각의 휘일(62)이 구동 휘일(62)로서 작용하는
    검사 운반체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 본체(22)는 선단 에지(27) 및 후단 에지(29)를 구비하며,
    상기 복수의 휘일 조립체(50)는 4개의 휘일 조립체를 포함하고, 2개의 휘일 조립체는 상기 선단 에지(27)에 근접하여 배치되고 그리고 2개의 휘일 조립체는 상기 후단 에지(29)에 근접하여 배치되며,
    각각의 휘일 조립체의 하우징(60)은 대체로 원통형이고, 상기 본체(22)가 상기 터빈 디스크(12)에 커플링될 때, 각각의 휘일 조립체의 하우징(60) 축은 상기 터빈 디스크(12)의 표면(16)에 대해서 대체로 수직으로 연장하고,
    상기 복수의 선회 조립체(54)는 2개의 선회 조립체(54A, 54B)를 포함하고,
    각각의 선회 조립체(54A, 54B)는 외측 샤프트(92)를 구비하는 선회 모터(91), 워엄 기어(92), 중앙 기어(96) 및 외측 기어(98)를 포함하고,
    하나의 상기 중앙 기어 조립체(96)는 상기 본체(22)에 대해서 회전가능하게 커플링되고 그리고 상기 선단 에지(27)의 휘일 조립체(50) 양쪽 모두상의 각각의 상기 외측 기어(98) 사이에 배치되고 상기 외측 기어와 동작적으로 결합하며,
    다른 상기 중앙 기어 조립체(96)는 상기 본체(22)에 대해서 회전가능하게 커플링되고 그리고 상기 후단 에지(29)의 휘일 조립체(50) 양쪽 모두상의 각각의 상기 외측 기어(98) 사이에 배치되고 상기 외측 기어와 동작적으로 결합하며,
    상기 선단 에지(27)의 휘일 조립체(50)는 서로 함께 선회되고 그리고 상기 후단 에지(29)의 휘일 조립체(50)는 서로 함께 선회되는
    검사 운반체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 휘일 조립체의 휘일(62)은 외측 표면(66)을 포함하고,
    각각의 휘일(62)의 외측 표면(66)은 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장하는 강성 부분(68) 및 상기 외측 표면(66)의 원주 주위로 연장하는 유연성 부분(70)을 구비하는
    검사 운반체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 휘일 조립체의 휘일(62)은 본체(22)를 구비하며,
    각각의 휘일 조립체의 휘일의 본체(22) 및 상기 외측 표면의 강성 부분(68)은 스틸로 이루어지고,
    각각의 휘일 조립체의 휘일의 외측 표면의 유연성 부분(70)은 고무로 이루어지는
    검사 운반체.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체(22)는 선단 에지(27) 및 후단 에지(29)를 구비하며,
    상기 복수의 휘일 조립체(50)는 4개의 휘일 조립체를 포함하고, 2개의 휘일 조립체는 상기 선단 에지(27)에 근접하여 배치되고 그리고 2개의 휘일 조립체는 상기 후단 에지(29)에 근접하여 배치되며,
    각각의 휘일 조립체의 하우징(60)은 대체로 원통형이고, 상기 본체(22)가 상기 터빈 디스크(12)에 커플링될 때, 각각의 휘일 조립체의 하우징(60) 축은 상기 터빈(10)의 표면(16)에 대해서 대체로 수직으로 연장하고,
    상기 복수의 선회 조립체(54)는 2개의 선회 조립체(54A, 54B)를 포함하고,
    각각의 선회 조립체(54A, 54B)는 외측 샤프트(92)를 구비하는 선회 모터(91), 워엄 기어(92), 중앙 기어(96) 및 외측 기어(98)를 포함하고,
    하나의 상기 중앙 기어 조립체(96)는 상기 본체(22)에 대해서 회전가능하게 커플링되고 그리고 상기 선단 에지(27)의 휘일 조립체(50) 양쪽 모두상의 각각의 상기 외측 기어(98) 사이에 배치되고 상기 외측 기어와 동작적으로 결합하며,
    다른 상기 중앙 기어 조립체(96)는 상기 본체(22)에 대해서 회전가능하게 커플링되고 그리고 상기 후단 에지(29)의 휘일 조립체(50) 양쪽 모두상의 각각의 상기 외측 기어(98) 사이에 배치되고 상기 외측 기어와 동작적으로 결합하며,
    상기 선단 에지(27)의 휘일 조립체(50)는 서로 함께 선회되고 그리고 상기 후단 에지(29)의 휘일 조립체(50)는 서로 함께 선회되는
    검사 운반체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 터빈 디스크(12)는 축방향으로 융기된 디스크 허브(15)를 포함하며,
    상기 구동 조립체(26)는 위치 제어 조립체(100)를 포함하고, 상기 위치 제어 조립체(100)는 제어 유닛(102), 복수의 인코더 조립체(104), 중력 감지 유닛(106), 및 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)는 상기 디스크 허브(15)를 향해서 배향 신호를 투사하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)는 상기 제어 유닛(102)에 데이터를 제공하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 복수의 인코더 조립체(104) 각각은 인코더 휘일(120) 및 판독기(122)를 구비하며, 상기 인코더 휘일(120)은 복수의 지표(121)를 구비하고, 그에 따라 상기 인코더 휘일(120)의 회전이 측정될 수 있으며, 상기 판독기(122)는 상기 인코더 휘일의 표지(121)를 검출하고 그리고 상기 판독기(122)에 의해서 검출된 각각의 인코더 휘일의 지표(121)에 대한 신호 펄스를 생성하도록 구성되며, 각각의 판독기(122)는 제어 유닛(102)과 전자적으로 통신되며,
    각각의 휘일 모터 조립체의 출력 샤프트(90) 및 선회 모터의 출력 샤프트(92)는 상기 출력 샤프트(90)의 회전 변위를 결정하도록 구성되는 연관된 인코더 조립체(104)를 구비하고,
    상기 중력 감지 유닛(106)은 수직에 대한 배향을 검출하도록 그리고 배향을 나타내는 데이터를 가지는 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 중력 감지 유닛(106)은 상기 제어 유닛(102)과 전자적으로 통신되며,
    상기 제어 유닛(102)은 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)로부터의 데이터, 각각의 판독기(122)로부터의 상기 중력 감지 유닛(106)의 신호 및 신호 펄스를 수신하도록 구성되며,
    상기 제어 유닛(102)은 적어도 하나의 프로그램 가능 논리 회로(110), 메모리 장치(112) 및 적어도 하나의 루틴(114)을 구비하고,
    상기 루틴(114)은 상기 메모리 장치(112)에 저장되고 그리고 적어도 하나의 프로그램 가능 논리 회로(110)에서 동작될 수 있으며, 상기 루틴(114)은 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)로부터의 데이터, 각각의 판독기(122)로부터의 상기 중력 감지 유닛(106)의 신호 및 신호 펄스를 수신하도록 구성되며, 그에 따라 상기 터빈 디스크(12)에 대한 상기 본체(22)의 위치가 트랙킹될 수 있는
    검사 운반체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(102)은 적어도 제 2 루틴을 포함하고, 상기 제 2 루틴은 각각의 선회 모터(91) 및 각각의 휘일 모터 조립체(52)를 제어하도록 구성되는
    검사 운반체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(102)은 외부 공급원으로부터의 어떠한 운동 제어 데이터도 필요로 하지 않는
    검사 운반체.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 포지셔닝 초음파 변환기(108)는 제 1 포지셔닝 초음파 변환기(108A) 및 제 2 포지셔닝 초음파 변환기(108B)를 포함하고,
    상기 제 1 포지셔닝 초음파 변환기(108A)는 상기 본체(22)의 선단 에지(27)에 배치되고,
    상기 제 2 포지셔닝 초음파 변환기(108B)는 상기 본체의 후단 에지(29)에 배치되는
    검사 운반체.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 검사 조립체(28)는 상기 본체(22)로부터 연장하는 김블 프레임 조립체(150) 및 검사 초음파 변환기(190)를 포함하고,
    상기 김블 프레임 조립체(150)는 복수의 강성 부재(152)를 구비하고, 상기 강성 부재(152)는 서로에 대해서 회전가능하게 커플링되며 그에 따라 상기 김블 프레임 조립체(150)는 3개의 회전 축을 제공하며,
    상기 김블 프레임 조립체(150)는 검사 초음파 변환기(190)를 지지하도록 구성되고,
    상기 검사 초음파 변환기는 상기 김블 프레임 조립체(150)에 커플링되는
    검사 운반체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 검사 초음파 변환기(190)는 상기 터빈 디스크(12)의 표면에 대해서 대체로 평행하게 연장하도록 구성된 검사면(192)을 구비하고,
    상기 김블 프레임 조립체(150)는 상기 검사 초음파 변환기(190)를 상기 검사 초음파 변환기의 검사면(192)에 대해서 대체로 수직으로 연장하는 축 주위로 회전시키도록 구성된 구동 조립체(200)를 포함하는
    검사 운반체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 김블 프레임 조립체(150)는 상기 터빈 디스크(12)의 평면에 대해서 대체로 수직으로 연장하는 액슬(180)을 포함하고, 상기 액슬(180)은 상부에 기어(206)를 구비하고,
    상기 김블 프레임 조립체의 구동 조립체(200)는 모터(201), 출력 샤프트(202) 및 워엄 기어(204)를 포함하고,
    상기 김블 구동 조립체의 모터 샤프트(202)는 상기 터빈 디스크(12)의 평면에 대해서 대체로 평행하게 연장하며,
    상기 김블 구동 조립체의 워엄 기어(204)는 상기 김블 구동 조립체의 출력 샤프트(202) 상에 배치되며,
    상기 김블 구동 조립체의 워엄 기어(204)는 상기 액슬 기어(206)와 동작적으로 결합하며,
    상기 검사 초음파 변환기(190)는 상기 액슬(180)에 고정되는
    검사 운반체.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 김블 프레임 조립체(150)는 상기 검사 초음파 변환기의 검사면(192)을 상기 터빈 디스크(12)의 표면(66)을 향해서 편향시키도록 구성된 스프링(160)을 포함하는
    검사 운반체.
KR1020137002476A 2010-06-30 2011-06-08 터빈 디스크용 검사 운반체 KR101757508B1 (ko)

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US12/826,789 2010-06-30
US12/826,789 US8333116B2 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Inspection vehicle for a turbine disk
PCT/US2011/039534 WO2012003071A1 (en) 2010-06-30 2011-06-08 Inspection vehicle for a turbine disk

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