KR20140027390A - 터빈 엔진의 연소실용 검사 시스템 - Google Patents

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클리포드 해쳐
포레스트 알. 루게
아이언 티. 도란
로버트 지. 샤논
데니스 에이치. 르뮤
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지멘스 에너지, 인코포레이티드
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Abstract

파일럿 노즐 포트(18)를 통하여 말단으로 가스 터빈 엔진(22)의 연소실(16) 로 연장하는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 지지하는 하나 이상의 내부 챔버(14)를 포함하는 적어도 검사 시스템 하우징(12)으로 형성된 검사 시스템(10)이 공개된다. 검사 시스템(10)은 위치 좌표들과 함께 고 품질 이미지들을 포착할 수 있는 카메라(24)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 검사 시스템(10)은 가스 터빈 엔진(22)의 연소실(20) 내의 이미지들을 후속하는 기기 정지에서 포착 및 재포착되는 것을 허용하여, 이미지들이 예방 정비, 고장 수리 등을 위해 분석되고 비교될 수 있다. 검사 시스템(10)은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16) 상에 장착된 카메라(24)에 대한 3개의 자유도들을 포함할 수 있다.

Description

터빈 엔진의 연소실용 검사 시스템 {INSPECTION SYSTEM FOR A COMBUSTOR OF A TURBINE ENGINE}
본 발명은 일반적으로 터빈 엔진들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 터빈 엔진들 내의 연소실들용 검사 시스템들에 관한 것이다.
전형적으로, 가스 터빈 엔진들은 공기를 압축하기 위한 압축기, 압축된 공기와 연료를 혼합하여 이 혼합물을 점화하기 위한 연소실, 및 전력을 생성하기 위한 터빈 블레이드 조립체를 포함한다. 연소실들은 종종 2,500 ℉를 초과할 수 있는 고온에서 작동한다. 전형적인 터빈 연소실 구성들은 터빈 연소실 구성요소들을 이러한 고온에 노출시킨다. 이러한 터빈 연소실 구성요소들은 파국적인 고장을 방지하기 위해 기기 정지(outage) 동안 검사된다.
현재의 표준 검사는 비디오 내시경 및 검사를 요구하는 구성요소의 내 외로 카메라를 조작하는데 능숙함 및 기술들을 가지는 상당히 훈련된 기술자 또는 엔지니어를 이용하여 실시된다. 연소실 구성요소의 특별한 영역을 검사하는 프로세스는 검사를 위한 원하는 시야(view)를 얻기 위해 가요성 도관을 관련 영역으로 밀어넣고 비틀고 4방 관절 시스템을 조작하는 것을 요구한다. 카메라를 위치 설정하는 수동 프로세스에 의해, 불가능하지는 않지만, 높은 반복성을 가지고 동일한 데이터를 포착하는 것이 매우 적다. 표준 검사는 배율을 증가시키거나 감소시키기 위해 다양한 광학에 의해 640 H x 480 V 화소들의 해상도로 수행된다. 기술자 또는 엔지니어는 모든 임계적 영역들의 완전한 시각적 기록화를 보장하도록 모든 전위 불연속성과 친숙하여야 한다. 상기 검사는 검사를 수행하는 기술자 또는 엔지니어의 능력 및 지식에 상당히 의존한다. 상기 기술자 또는 엔지니어는 전문가이어야 하고 데이터 해석 및 보고를 위해 현장(on site)에 있어야 한다. 따라서, 이 같은 시스템은 낮은 반복성 때문에, 품질이 낮아진다.
본 발명은 연소실 배스킷 및 전이 섹션을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 터빈 엔진의 구성요소들의 이미지들을 현장(in-situ)에서 포착하기 위한 터빈 엔진용 검사 시스템에 관한 것이다. 검사 시스템은 파일럿 노즐 포트를 통하여 가스 터빈 엔진의 연소실로 말단으로 연장하는 연장 가능한 카메라 지지샤프트를 지지하는 하나 이상의 내부 챔버를 포함하는 검사 시스템 하우징으로 형성될 수 있다. 검사 시스템은 위치 좌표들과 함께 고 품질 이미지들을 포착할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 이에 따라, 검사 시스템은 가스 터빈 엔진의 연소실의 내부 양태들의 이미지들이 후속하는 기기 정지 동안 포착되고 재포착되는 것을 가능하게 할 수 있어 이미지들이 예방 정비, 고장 수리, 등을 위해 분석되고 비교될 수 있다. 검사 시스템은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트 상에 장착된 카메라에 대한 3개의 자유도들을 포함할 수 있다. 이와 같이, 검사 시스템은 연소실 내의 이미지들의 방대한 어레이의 포착을 가능하게 한다.
검사 시스템은 하나 이상의 내부 챔버를 포함하는 하나 또는 둘 이상의 검사 시스템 하우징들을 포함할 수 있다. 검사 시스템 하우징은 파일럿 노즐 및 관련된 연료 라인들이 제거된 후 터빈 엔진의 연소실의 파일럿 노즐 포트에 부착 가능할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트들은 검사 시스템 하우징 내의 말단 개구로부터 말단으로 연장되는 내부 챔버 내에 위치될 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 길이 방향 축을 중심으로 회전가능할 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 연장 가능할 수 있어 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 말단부가 길이 방향 축을 중심으로 길이 방향으로 가동될 수 있다. 일 실시예에서, 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 튜브일 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 카메라 공동을 포함할 수 있으며, 상기 카메라는 카메라 공동 내에 적어도 부분적으로 위치 설정될 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 파일럿 노즐 포트에서 검사 시스템 하우징으로부터 연소실을 통하여 연소실로부터 말단으로 연장하는 전이 섹션의 말단부로 연장하는 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 연장 가능한 카메라 지지 샤프트는 신축(telescopic)될 수 있고, 이에 의해 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 길이가 변화되는 것을 가능하게 한다.
상기 검사 시스템은 말단 개구의 말단에 있는 검사 시스템 하우징의 외부 위치에서 연장 가능한 카메라 지지 샤프트에 의해 지지된 하나 또는 둘 이상의 카메라 렌즈들을 포함할 수 있다. 카메라 렌즈는 기울어질 수 있어 카메라 렌즈가 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 길이 방향 축에 대해 일반적으로 직교하는 축을 중심으로 회전가능할 수 있다. 카메라 렌즈는 고 품질 이미지들을 포착하기 위해 이용가능한 카메라와 소통할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 카메라 렌즈는 카메라에 부착될 수 있고, 카메라는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트에 커플링될 수 있다. 카메라 렌즈는 자동 및 수동 조합식 포커스 렌즈일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 카메라는 전하-결합 소자(CCD) 카메라일 수 있다. 카메라는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 말단부에 위치설정될 수 있다.
검사 시스템은 하나 또는 둘 이상의 카메라 렌즈들과 소통하는 카메라에 의해 포착된 하나 이상의 이미지를 이용하여 상세 이미지 정보를 조정하도록 구성된 데이터 관리 시스템을 포함할 수 있다. 데이터 관리 시스템은 위치 좌표들 및 메모들과 함께 이미지를 저장할 수 있다. 데이커 관리 시스템은 터빈 엔진 내의 특정 구성요소들의 간격 연장을 계산하기 위한 알고리즘들을 이용한 분석을 위해 위치 좌표들과 함께 이미지들을 제공할 수 있다. 데이터 관리 시스템은 메타데이터(metadata)로서 이미지들과 위치 좌표들을 연관시킬 수 있다.
카메라의 측방향 연장, 회전 및 기울기는 수동으로 제어될 수 있거나 자동화 시스템에 의해 제어될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 검사 시스템은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트를 회전시키도록 구성되는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트와 소통하는 하나 또는 둘 이상의 모터들을 포함할 수 있다. 검사 시스템은 또한 연장 가능한 카메라 지지 샤프트를 길이 방향 축을 따라 길이 방향으로 이동시키도록 구성되는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트와 소통하는 하나 또는 둘 이상의 모터들을 포함할 수 있다. 또한, 검사 시스템은 또한 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 길이 방향 축에 대해 일반적으로 직교하는 축을 중심으로 상기 렌즈를 회전시키기 위해 카메라 렌즈와 소통하는 하나 또는 둘 이상의 모터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 모터는 축을 중심으로 카메라를 회전시키기 위해 카메라와 소통할 수 있고, 이에 의해 카메라의 기울기를 변화시킨다.
검사 시스템의 장점은 검사 시스템이 반복성을 가지고 연소 가스 터빈 엔진 상의 연소실 구성요소들의 작동 상태를 검사하기 위해 사용될 수 있는 자동화된 시각적 검사 도구라는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 검사 시스템이 카메라 위치 및 배향의 용이한 재반복성 및 재현성을 가능하게 하는 표준 포맷으로 고 해상도 이미지들의 포착을 가능하게 한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 검사 시스템이 원격 위치들로부터 이미지들의 데이터 포착 및 숙련된 검토를 가능하게 한다는 것이다.
검사 시스템의 다른 장점은 검사 시스템이 상당히 반복가능하여, 자동 모드에서 완전한 표면 기록화를 허용한다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 검사 시스템이 신속한 확인; 컴퓨터 지원 설계(CAD) 링키지; 모델 기반 데이터 분석; 전면적이고(full-field), 빠르고, 직관적인 시스템; 프로그램가능한 검사 포착; 및 인-프레임(in-frame) 및 원격 성능이 제공된다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 시스템의 제조, 조립, 및 통합의 비용 절감들이 종래의 검사 시스템들에 비해 상당하다는 것이다.
이들 및 다른 실시예들이 아래에서 더 상세하게 설명된다.
명세서의 일 부분 내에 포함되고 일 부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본원에서 공개된 발명의 실시예들을 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리들을 공개한다.
도 1은 가스 터빈 엔진의 전이 섹션 및 터빈 연소실 내로 연장하고 파일럿 노즐 포트에 부착된 검사 시스템의 사시도이다.
도 2는 단면선 2-2에서 취한 도 1에 도시된 검사 시스템의 횡방향 단면의 사시도이다.
도 3은 상세부 3-3에서 취한 도 1에 도시된 검사 시스템의 상세도이다.
도 4는 상세부 4-4에서 도 2에 도시된 검사 시스템의 부분 횡방향 단면의 상세 사시도이다.
도 5는 검사 시스템을 형성하는 구성요소들의 사시도이다.
도 6은 상세부 6-6에서 취한 도 1의 검사 시스템의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트의 말단부의 상세도이다.
도 7은 검사 시스템의 데이터 관리 시스템의 하드웨어 구성요소들의 개략적인 도면이다.
도 1 내지 도 7에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 연소실 배스킷(20) 및 전이부(54)를 포함하는(그러나, 이에 제한되는 것은 아님) 터빈 엔진의 구성요소들의 이미지들을 현장에서 포착하기 위한 터빈 엔진용 검사 시스템(10)에 관한 것이다. 검사 시스템(10)은 파일럿 노즐 포트(18)를 통하여 가스 터빈 엔진(22)의 연소실(20) 내로 말단으로 연장하는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 지지하는 하나 이상의 내부 챔버(14)를 포함하는 검사 시스템 하우징(12)으로 형성될 수 있다. 검사 시스템은 위치 좌표들과 함께 고 품질 이미지들을 포착할 수 있는 카메라(24)를 포함한다. 이에 따라, 검사 시스템(10)은 가스 터빈 엔진(22)의 연소실(20)의 내부 양태들의 이미지들이 후속하는 기기 정지 동안 포착되고 재포착되는 것을 가능하게 할 수 있어, 이미지들이 예방 정비, 고장 수리, 등을 위해 분석되고 비교될 수 있다. 검사 시스템(10)은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16) 상에 장착된 카메라(24)에 대한 3개의 자유도들을 포함할 수 있다. 이와 같이, 검사 시스템(10)은 연소실(20) 내의 이미지들의 방대한 어레이의 포착을 가능하게 한다.
검사 시스템(10)은 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하나 또는 둘 이상의 검사 시스템 하우징(12)들로 형성될 수 있다. 파일럿 노즐 및 관련된 연료 라인들이 파일럿 노즐 포트(18)로부터 제거된 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 검사 시스템 하우징(12)은 파일럿 노즐 포트(18)에 부착되도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 검사 시스템 하우징(12)은 파일럿 노즐 포트 상의 나사형성부(thread)들과 정합하도록 구성된 나사형성부들을 포함할 수 있고, 이에 의해 검사 시스템 하우징(12)이 파일럿 노즐 포트(18)에 나사식으로 커플링될 수 있는 것을 가능하게 한다. 다른 실시예에서, 검사 시스템 하우징(12)은 해제가능한 클램프 또는 다른 적절한 장치에 의해 파일럿 노즐 포트(18)에 커플링될 수 있다.
검사 시스템 하우징(12)은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 지지하도록 구성된, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은, 하나 또는 둘 이상의 내부 챔버(14)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 내부 챔버(14)는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 외측면의 횡단면적과 일치하는 횡단면적을 가질 수 있다. 특히, 하나 이상의 실시예에서, 내부 챔버(14)는 일반적인 원통형 형상을 가질 수 있으며, 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 외측면은 일반적인 원통형일 수 있고 내부 챔버(14) 보다 약간 더 작은 크기일 수 있어 과도한 이동에 의해 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이 방향 축(26)과 정렬되지 않게 되지 않으면서 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)가 내부 챔버(14) 내에 끼워 맞춰질 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 길이 방향 축(26)을 중심으로 회전가능할 수 있고 반면 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 검사 시스템 하우징(12)의 내부 챔버(14) 내에 지지된다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 검사 시스템 하우징(12) 내의 말단 개구(28)로부터 말단으로 연장할 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 도 1에 도시된 바와 같이 파일럿 노즐 포트(18)에서 검사 시스템 하우징(12)으로부터 연소실(20)을 통하여 연소실(20)로부터 말단으로 연장하는 전이 섹션(54)의 말단부로 연장하는 크기를 가질 수 있다.
연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 연장 가능할 수 있어 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 말단부(36)가 길이 방향 축(26)을 중심으로 길이 방향으로 가동된다. 특히, 하나 이상의 실시예에서, 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 신축될 수 있고, 이에 의해 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이가 변화되는 것을 가능하게 한다.
연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 도 6에 도시된 바와 같이 말단 개구(28)에 대해 말단인 검사 시스템 하우징(12)의 외부 위치에서 하나 또는 둘 이상의 카메라 렌즈(32)들을 지지할 수 있다. 카메라 렌즈(32)는 카메라(24)와 소통될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 카메라 렌즈(32)는 카메라(24)에 직접 부착될 수 있다. 카메라 렌즈(32)는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이 방향 축(26)에 대해 일반적으로 직교하는 축(38)을 중심으로 회전가능할 수 있으며, 이에 의해 조정가능한 기울기를 제공한다. 카메라 렌즈(32)가 카메라(32)에 부착되는 다른 실시예에서, 카메라(32)는 축(38)을 중심으로 회전가능할 수 있다.
카메라(24)는 고 품질 이미지들을 포착할 수 있는 전하-결합 소자(CCD)일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 카메라는 백만 화소보다 큰 해상도를 가진 카메라일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 카메라(24)는 팔백만 화소까지의 정지 이미지들을 포착하는 능력에 의해 사실적인 유체 비디오(fluid, true-to-life vedio)를 전달하는 2백만 화소의 센서를 포함할 수 있다. 검사 시스템(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 연소실(20)의 가시성을 증가시키기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 등(light; 56), 예를 들면 150 W 석영 할로겐 등(그러나, 이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있다. 카메라 렌즈(32)는 자동 및 수동 조합식 포커스 렌즈일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 실시예에서, 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 튜브로 형성될 수 있다. 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 적어도 카메라(24)의 일 부분을 수용하는 카메라 공동(34)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라(24)는 카메라 공동(34) 내에 포함될 수 있고, 이에 의해 카메라(24) 또는 카메라 렌즈(32)에 대한 손상의 우려를 감소시킨다. 카메라 공동(34)은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 말단부(36)에 위치 설정될 수 있다. 카메라 공동(34)은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 말단부(36)에 위치설정될 수 있다.
검사 시스템(10)은 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라 렌즈(32)와 소통되는 카메라(24)에 의해 포착된 하나 이상의 이미지를 이용하여 상세 이미지 정보를 조정하도록 구성될 수 있는 데이터 관리 시스템(40)을 포함할 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 카메라(24) 및 제어기(52)와 소통하는 중앙 처리 유닛(50)을 포함할 수 있다. 데이터 관린 시스템(40)은 메타데이터로서 이미지와 위치 좌표들을 연관시킬 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 위치 좌표들과 함께 이미지들을 저장할 수 있도록 구성될 수 있어 이미지들이 포착될 수 있고 이어서 정비 기간들 외의 후속하는 동안 1회 또는 2회 이상 재포착될 수 있다. 이때 사진들이 문제점이 표시될 수 있는 터빈 연소실 구성요소들에서의 변화를 확인하기 위해 분석될 수 있다. 검사 시스템(10)은 라이너 구멍들 균열(공진기들 아래), 플레이트 핀 라이너 외측 프레임 용접 균열, 라인너 열적 배리어 코팅(TBC) 손실 또는 침식, 상부 패널 출구 입구 균열, 하부 패널 출구 입구 균열, TBC 손실 또는 침식, 입국 링 균열 등의 이미지들을 포착할 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 또한 터빈 엔진 내의 특정 부품들의 간격 연장을 계산하기 위한 알고리즘들을 이용한 분석을 위해 위치 좌표들과 함께 이미지를 제공할 수 있다.
카메라(24)를 포함하는, 검사 시스템(10)은 30% 내지 95%의 습도 및 약 41 ℉ 내지 150의 ℉의 주변 작동 온도를 구비한 환경 내에서 작동되도록 구성될 수 있다. CPU(50)와 같은 검사 시스템(10)의 전기 구성요소들, 카메라(24) 및 관련된 하드웨어가 160 Hertz에서 110 볼트로 또는 다른 적절한 전력원에서 작동될 수 있다.
검사 시스템(10)은 자동화될 수 있어 카메라(24) 및 카메라 렌즈(32)의 배향의 위치가 하나 또는 둘 이상의 모터(42)들과 협력하여 데이터 관리 시스템(40)에 의해 제어될 수 있다. 카메라(24)의 위치, 배향, 기울기 등은 초기에 유저(user)에 의해 설정될 수 있고, 이에 의해 3개의 운동 축들의 프로그램가능한 제어가 가능하다. 대안적으로, 이미지는 데이터 관린 시스템(40) 내로 이전에 입력된 미리 결정된 이미지일 수 있으며, 이는 이어서 원하는 이미지를 포착하도록 위치 좌표들에 따라 카메라(24)를 위치 설정한다. 하나 이상의 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 모터(44)들은 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 회전시키도록 구성되는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통될 수 있다. 모터(44)는 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 직접 접촉되는 구동 샤프트를 포함할 수 있거나 하나 또는 둘 이상의 기어들, 예를 들면 감속 기어들(그러나, 이에 제한되지 않음)을 통하여 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통될 수 있다. 또한, 하나 또는 둘 이상의 모터(46)들은 길이 방향 축(26)을 따라 길이 방향으로 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 이동시키도록 구성되는 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통될 수 있다. 모터(46)는 연장 가능한 지지 샤프트(16)와 직접 접촉되는 구동 샤프트를 포함할 수 있거나 하나 또는 둘 이상의 기어들, 예를 들면 감속 기어들(그러나, 이에 제한되지 않음)을 통하여 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통될 수 있다. 검사 시스템(10)은 또한 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이 방향 축(26)에 대해 일반적으로 직교하는 축(38)을 중심으로 렌즈(32)를 회전시키기 위해 카메라 렌즈(32)와 소통하는 하나 또는 둘 이상의 모터(48)들을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모터(48)는 카메라(24)의 기울기를 제어한다. 모터(44, 46 및 48)들은 임의의 적절한 모터, 예를 들면 스테퍼 모터, 예를 들면 2상 "1/8" 스텝 및 엔코더를 구비한 DC 모터(그러나 이에 제한되지 않음)로 형성될 수 있다. 모터(48)는 카메라 렌즈(32)와 직접 접촉하는 구동 샤프트를 포함할 수 있거나 하나 또는 둘 이상의 기어들, 예를 들면 감속 기어들(그러나, 이에 제한되지 않음)을 통하여 카메라 렌즈(32)와 소통될 수 있다.
이용 도중, 가스 터빈 엔진(22)이 먼저 정지되고 파일럿 노즐 및 대응하는 연료 라인들이 제거되고, 이에 의해 파일럿 노즐 포트((18)가 노출된다. 검사 시스템 하우징(12)은 파일럿 노즐 포트(18)에 부착될 수 있어 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)가 파일럿 노즐 포트(18) 내로 삽입되고, 검사 시스템 하우징(12)이 파일럿 노즐 포트(18)에 부착된다. 이어서 카메라는 가스 터빈 엔진(22) 상의 연소실 구성요소들의 작동 상태를 검사하기 위하여 연소실(20) 내에 위치 설정될 수 있다. 카메라(24)의 라이너 연장, 회전 및 기울기는 수동으로 제어될 수 있으며, 다른 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 모터(42)들에 의해 제어될 수 있다. 이와 같이, 모터(42)들은 카메라(24)의 라이너 연장, 회전 및 기울기를 제어할 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 카메라(24)가 이미지를 포착하는 것을 유발할 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 또한 이미지가 기록되었을 때 카메라(24)의 위치와 관련된 위치 좌표들을 기록할 수 있다. 데이터 관리 시스템(40)은 또한 이미지와 함께 메모를 포함시키기 위해 이용될 수 있다. 이러한 상세 데이터 정보는 데이터 관리 시스템(40)에 의해 기록될 수 있다. 기록되면, 직원, 예를 들면, 검사원들 및 엔지니어들(그러나, 이에 제한되지 않음)은 데이터를 검토할 수 있고 데이터 수집 리포트를 완료할 수 있다.
데이터가 수집되었으면, 데이터는 두 개의 방식들로 이용될 수 있다. 예를 들면, 다음 기기 정지 동안, 이미지는 동일한 위치에서 재포착될 수 있고 이어서 특별한 징후가 악화되었는지를 결정하기 위해 첫번째 이미지와 비교된다. 적절한 작용이 이 시점에서 취해질 수 있다. 상세 데이터 정보는 연소실 내의 특정 구성요소들의 간격 연장을 계산하기 위해 알고리즘들이 이용될 수 있다.
전술된 것은 본 발명의 실시예들을 예시, 설명, 그리고 기술하기 위해 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 수정들 및 적용들은 당업자에게 명백할 수 있고 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다.

Claims (14)

  1. 터빈 엔진(22)용 검사 시스템(10)에 있어서,
    하나 이상의 내부 챔버(14)를 포함하는 하나 이상의 검사 시스템 하우징(12)으로서, 상기 터빈 엔진(22)의 연소실(20) 내의 파일럿 노즐 포트(18)에 부착가능한, 하나 이상의 검사 시스템 하우징(12);
    상기 하나 이상의 검사 시스템 하우징(12) 내의 말단 개구(28)로부터 말단으로 연장하는 하나 이상의 내부 챔버(14) 내에 위치 설정되는 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)로서, 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이 방향 축(26)을 중심으로 회전가능하고, 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 말단 단부(36)가 상기 길이 방향 축(26)을 따라 길이 방향으로 가동되도록 연장 가능한, 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16);
    상기 말단 개구(28)에 대해 말단의 상기 하나 이상의 검사 시스템 하우징(12)의 외부 위치에 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)에 의해 지지되는 하나 이상의 카메라 렌즈(32)로서, 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 길이 방향 축(26)에 대해 일반적으로 직교하는 축(38)을 중심으로 회전가능한, 하나 이상의 카메라 렌즈(32); 및
    상기 하나 이상의 카메라 렌즈(32)와 소통하는 하나 이상의 카메라(24)에 의해 포착된 하나 이상의 이미지를 이용하여 상세 이미지 정보를 조정하도록 구성된 데이터 관리 시스템(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라(24)는 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)에 커플링되고 상기 하나 이상의 카메라 렌즈(32)는 상기 하나 이상의 카메라(24)에 부착되는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라(24)는 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 말단부(36)에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 튜브인 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 카메라 공동(34)을 포함하며 상기 하나 이상의 카메라(24)는 상기 공동(34) 내에 적어도 부분적으로 위치되는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    회전시 변화를 위해 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 회전시키도록 구성되는 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통되는 하나 이상의 모터(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    측방향 위치에서의 변화를 위해 상기 길이 방향 축(26)을 따라 길이 방향으로 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)를 이동시키도록 구성되는 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)와 소통되는 하나 이상의 모터(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라 렌즈(32)의 기울기를 변화시키도록 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)의 상기 길이 방향 축(26)에 대해 일반적으로 직교하는 상기 축(38)을 중심으로 상기 렌즈를 회전시키기 위해 상기 하나 이상의 카메라 렌즈(32)와 소통하는 하나 이상의 모터(48)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 관리 시스템(40)은 메타데이터(metadata)로서 이미지들과 위치 좌표들을 연관시키는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 관리 시스템(40)은 위치 좌표들과 함께 이미지를 저장하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 관리 시스템(40)은 상기 터빈 엔진(22) 내의 특성 구성요소들의 간격 연장을 계산하기 위해 알고림즘들을 이용한 분석을 위해 위치 좌표들과 함께 이미지들을 제공하는 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라 렌즈(32)는 자동 및 수동 조합형 포커스 렌즈인 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라(24)는 전하-결합 소자(CCD) 카메라인 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)는 상기 연소실(20)을 통한 상기 파일럿 노즐 포트(18)에서 하나 이상의 검사 시스템 하우징(12)으로부터 상기 연소실(20)로부터 말단으로 연장하는 전이 섹션의 말단부(36) 까지 연장하는 크기를 가지며, 상기 하나 이상의 연장 가능한 카메라 지지 샤프트(16)가 신축성(telescopic)인 것을 특징으로 하는,
    터빈 엔진용 검사 시스템.
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KR20170010730A (ko) * 2015-07-20 2017-02-01 지멘스 에너지, 인코포레이티드 구형 카메라를 갖춘 단축 검사 스코프 및 발전 기계류의 내부 검사 방법

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