KR20170010730A - 구형 카메라를 갖춘 단축 검사 스코프 및 발전 기계류의 내부 검사 방법 - Google Patents

Abstract

발전 기계류(power generation machinery)의 내부 컴포넌트(Internal component)들, 이를테면 가스 터빈 엔진들(gas turbine engines)은, 콤팩트한 직경의 단축 검사 스코프(compact diameter, single-axis inspection scope) 상에 장착되는 구형(spherical) 광학 카메라 검사 시스템으로 검사되는데, 이 스코프는 검사 포트 또는 다른 억세스가능한 삽입 지점 내에서의 삽입을 가능하게 한다. 검사 스코프는 연장 축을 규정하는 안착된(nested) 회전불가능한 신축자재식(telescoping) 튜브들을 포함한다. 외접하는(circumscribing) 신축자재식 튜브들은 회전방지 칼라들(anti-rotation collars)을 가지며, 이 칼라들은 외접된 튜브의 외주 표면 상에서 정합하는 축방향 그루브와 미끄러지게 맞물림한다. 카메라는 안착된 드라이브 튜브들에 의해서 스코프 연장 축(scope extension axis)을 따라 전진 및/또는 후퇴되는데, 이 튜브들은 외접되는 드라이브 튜브 상에 적어도 하나의 외부 드라이브 스크류 및 외접하는 드라이브 튜브 내에 형성된 대응하는 암형 스레드들(female threads)을 포함한다. 구형 카메라는 360도 시야(field of view)를 가지며 스코프 연장 축을 중심으로하는 회전 없이 이미지들을 캡쳐한다.

Description

구형 카메라를 갖춘 단축 검사 스코프 및 발전 기계류의 내부 검사 방법{SINGLE-AXIS INSPECTION SCOPE WITH SPERICAL CAMERA AND METHOD FOR INTERNAL INSPECTION OF POWER GENERATION MACHINERY}

본 출원은, 2015년 7월 20일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Optical Inspection Scope with Deformable, Self-Supporting Deployment Tether"인 미국 실용 특허 출원 일련 번호 제 14/803,149 호의 일부 계속 출원이며, 이를 우선권으로 주장하고, 이 출원은 2012년 1월 31일자로 출원되고 발명의 명칭이 "System and Method For Automated Optical Inspection of Industrial Gas Turbines and Other Power Generation Machinery with Multi-Axis Inspection Scope" 인 미국 실용 특허 출원 일련 번호 제 13/362,352 호의 일부 계속 출원(이제는 2014년 5월 6일자로 허여된 미국 특허 제 8,713,999 호)이며, 그리고 2012년 8월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Hybrid Scope - Turbine Combustor Hardware Visual Inspection Tooling That Can Also Be Used To Inspect The Row 1 Turbine Blades While They Are On Turning Gear (1-1000rpm)" 인 미국 가특허 출원 일련 번호 제 61/692,393 호를 우선권 주장하고, 2012년 8월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Vision Scope - 3D Scanner Tip for Visual Inspection and Measurement" 인 미국 가특허 출원 일련 번호 제 61/692,409 호를 우선권 주장하며, 이들 각각의 전체 내용들은 본원에 인용에 의해 포함된다.

본 발명은 발전 기계류(power generation machinery), 이를테면 가스 터빈 엔진들(gas turbine engines)의 비파괴적인, 시각 검사(non-destructive, visual inspection)에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 단축 검사 스코프(single-axis inspection scope) 및 구형 카메라(spherical camera)를 갖는 검사 시스템(inspection system)을 사용한, 발전 기계류, 이를테면 가스 터빈 엔진들의 시각 검사에 관한 것이다. 많은 실시예들에서, 검사 스코프는 카메라와 함께 발전기(machine)의 검사 포트(port) 내로 삽입된다.

2014년 5월 6일자로 허여되고 발명의 명칭이 "System and Method For Automated Optical Inspection of Industrial Gas Turbines and Other Power Generation Machinery with Multi-Axis Inspection Scope" 인 미국 특허 제 8,713,999 호에서 설명된 바와 같이, 발전 기계류, 이를테면 제너레이터들(generators), 또는 증기 또는 가스 터빈 엔진들은 종종 예정된 검사 및 유지보수 기간들로 연속적으로 작동되는데, 이 시간에, 발전기는 검사 동안 확인되는 임의의 컴포넌트들(components)의 검사 및 보수를 위해서, 라인(line)에서 제거되고 셧다운(shut down)된다. 본원의 추가 설명은 예시적 가스 터빈 엔진 검사에 초점을 맞출 것이다. 냉각되면, 이제 정적 가스 터빈 엔진(static gas turbine engine)이 광학 카메라 검사 시스템들에 의해 검사된다. 미국 특허 제 8,713,999 호에 도시되고 설명된 검사 스코프 실시예들은 다축 검사 스코프들(multi-axis inspection scopes)을 포함하며, 이 다축 검사 스코프들은 조인트된 스코프 세그먼트들(jointed scope segments)의 회전 및 관절결합을 통해, 엔진 내에서 광학 검사 카메라 시야의 선택적인 배향을 용이하게 한다. 미국 특허 제 8,713,999 호에서 설명된 일부 실시예들에서, 검사 스코프는 카메라 시야를 360도 회전시키는 능력을 갖춘 단일 병진운동 축을 갖는다. 단일 병진운동 축의 회전하는 시야 스코프 실시예들은 터빈 엔진(turbine engine)에서 베인 로우들(vane rows)과 블레이드(blade) 사이의 삽입에 유용한 것으로 설명된다.

본 발명자들은 1.709 인치(inch)(43.41 밀리미터(millimeter)) 만큼 작은 직경들의 비교적 작은 엔진 검사 포트들 내로의 삽입을 위해서, 작은 직경의 컴포넌트 엔벨로프(envelope)를 갖춘 광학 카메라 검사 시스템을 개발하는 것에 대한 필요를 인식하였다. 이에 따라, 본원에서 설명되는 예시적 실시예들의 사용에 의해, 43.41 밀리미터 보다 큰 임의의 포트들, 또는 다른 통로들은 잠재적인 스코프 삽입 사이트(site)들, 이를테면 연소기 파일롯 노즐(combustor pilot nozzle) 통로들이다.

본 발명의 광학 검사 스코프들의 예시적 실시예들은, 1.709 인치(inch)(43.41 밀리미터(millimeter)) 만큼 작게, 엔진, 또는 다른 발전 기계류, 검사 포트들 또는 다른 잠재적인 스코프 삽입 사이트들 내로 삽입 가능하다. 발전기, 이를테면 가스 터빈 엔진의 내부 컴포넌트들은 컴팩트한(compact) 직경의 단축 검사 스코프 상에 장착되는 구형 광학 카메라 검사 시스템에 의해 검사된다. 카메라를 포함하는 스코프는, 검사 포트 또는 다른 접근가능한 삽입 사이트 내에서 삽입가능하다. 검사 스코프는 연장 축(extension axis)을 규정하는 내포된(nested), 회전 불가능한 신축(telescoping) 튜브들(tubes)을 포함한다. 외접하는(circumscribing), 신축 튜브들은 회전 방지 칼라들(anti-rotation collars)을 가지며, 이 회전 방지 칼라들은 외접된 튜브의 외주 표면(outer circumferential surface) 상에서 정합하는(mating) 축방향 그루브(groove)와 슬라이딩 맞물림한다(sliding engagement). 일부 실시예들에서, 정합하는 회전 방지 칼라는, 대응하는 축방향 그루브와 맞물림하며 조합하여 리니어 슬라이딩 베어링(linear sliding bearing)을 형성하는 하나 또는 그 초과의 볼 베어링들(ball bearings)을 포함한다. 구형 카메라는 360도의 시야(field of view)를 가지며, 스코프 연장 축을 중심으로한 회전 없이 엔진 또는 다른 발전기의 내부 이미지들(images)을 캡처한다(captures). 카메라는 내포된 드라이브 튜브들(nested drive tubes)에 의해서 스코프 연장 축을 따라 전진 및/또는 후퇴되며, 이러한 드라이브 튜브들은 외접된 드라이브 튜브 상에서 적어도 하나의 외부 드라이브 스크류(external drive screw) 및 정합하고 외접하는 드라이브 튜브에 형성된 대응하는 암형 스레드들(female threads)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 카메라 시야는 검사된 발전기 내에서 전진되며, 이미지들은 각각의 전진 위치들에서 캡처된다(captured). 일부 실시예들에서, 이미지 프로세싱 시스템(image processing system)은 각각의 이미지들을 탐색가능한 복합 이미지(navigable composite image)에 결합한다.

본 발명의 예시적 실시예들은, 발전기의 내부 검사를 위한 시스템을 특징으로 한다. 이 시스템은 발전기의 검사 포트 내로 삽입하기 위한 단축의 연장 가능한 검사 스코프를 포함한다. 검사 스코프는 각각 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 갖는 제 1 및 제 2 내포식 신축 튜브들을 갖는다. 제 2 신축 튜브는 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브를 갖는다. 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며(coupled) 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라를 갖는다. 이 스코프는 또한, 신축 튜브들 내에서 리테이닝되며(retained) 각각 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 갖는 제 1 및 제 2 내포식 드라이브 튜브들을 갖는다. 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱(bushing)을 가지며, 이들 양자 모두는 신축 튜브들 내에서 회전가능하며, 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어(bore)를 규정한다. 제 2 드라이브 튜브는 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형(male) 드라이브 스레드들을 규정한다. 카메라 장착 칼라는 제 2 신축 튜브 및 제 2 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되며, 이는 이들의 상대 회전을 방지한다. 회전가능한 드라이브 허브(hub)는 그의 선택적인 회전을 위해, 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링된다. 장착 플랜지(mounting flange)는 발전기 검사 포트로의 부착을 위해, 제 1 신축 튜브에 커플링된다. 시스템은 또한, 발전기 내로의 삽입 그리고 그 내부에서의 검사 이미지들의 캡처(capture)를 위해, 360도의 시야를 가지며 카메라 장착 칼라에 커플링되는 구형 카메라를 포함한다.

일부 실시예들에서, 회전가능한 드라이브 허브의 말단 단부는 제 1 신축 튜브의 선단 단부 내에 배향되며 제 1 드라이브 튜브 내에 맞물림되는 한편, 드라이브 허브의 선단 단부는 제 1 신축 튜브 외부에 있는 드리븐 기어(driven gear)에 커플링된다. 이러한 특정 실시예에서, 제 1 드라이브 기어는 드리븐 기어 및 드라이브 허브를 회전시키기 위해, 드리븐 기어에 맞물림된다. 드라이브 장치는 제 1 드라이브 기어, 이를테면 핸드 크랭크(hand crank) 또는 전기 모터(electric motor)에 커플링된다. 일부 실시예들은 각각 그의 자체 드라이브 기어에 커플링되는 전기 모터 드라이브들 및 핸드 크랭크를 병렬식(in parallel)으로 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 회전 방지 칼라들은 정합하는 외접된 신축 튜브의 외주 내에 형성된 대응하는 축방향 그루브와 맞물림하는 볼 베어링을 리테이닝하며, 이 볼 베어링은 조합하여 리니어 베어링 조립체를 포함한다. 일부 실시예들에서, 카메라는 카메라 장착 칼라에 커플링되는 카메라 하우징(camera housing) 내에 리테이닝된다. 일부 실시예들에서, 카메라 하우징은 또한 조명 시스템, 이를테면 발광 다이오드들(LEDs: light emitting diodes)의 어레이(array)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 시스템은, 카메라 시야의 축방향 변위와 허브 회전의 상관을 위한 위치 엔코더(position encoder); 및 상이한 카메라 축방향 변위 위치들에서 취해진 복수 개의 이미지들을 저장하고 복수 개의 검사 이미지들을 복합 이미지로 결합하기 위한, 카메라 및 위치 엔코더에 커플링되는 이미지 프로세싱 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에서, 검사 스코프들은 2 개 초과의 신축 튜브들 및/또는 2 개 초과의 내포식 드라이브 튜브들을 포함한다.

본 발명의 다른 예시적 실시예들은, 발전기의 내부 검사를 위한 시스템을 특징으로 한다. 시스템은, 발전기의 검사 포트 내로 삽입하기 위한, 단축의 연장 가능한 검사 스코프―이 검사 스코프는 연장 축을 규정함―를 포함한다. 스코프는, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 내포식 신축 튜브들을 가지며; 이 튜브들 각각은 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 갖는다. 제 2, 제 3 및 제 4 신축 튜브들 각각은 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브를 갖는다. 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라를 갖는다. 제 2 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 제 3 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 2 회전 방지 칼라를 갖는다. 제 3 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 제 4 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 3 회전 방지 칼라를 갖는다. 이 스코프는, 또한 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 신축 튜브들 내에서 리테이닝되는 제 1, 제 2 및 제 3 내포식 드라이브 튜브들을 갖는다. 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱을 가지며, 이들 양자 모두는 제 4 신축 튜브 내에서 회전가능하다. 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어를 규정한다. 제 2 드라이브 튜브는 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 스레드들을 규정하고, 그의 말단 단부에 커플링되는 제 2 드라이브 부싱을 가지며, 이들 양자 모두는 제 4 신축 튜브 내에서 회전가능하다. 제 2 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어를 규정한다. 제 3 드라이브 튜브는 제 2 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 드라이브 스레드들을 규정한다. 검사 시스템은, 제 4 신축 튜브 및 제 3 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되어 이들의 상대 회전을 방지하는 카메라 장착 칼라를 더 포함한다. 회전가능한 드라이브 허브는 그의 선택적인 회전을 위해, 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링된다. 장착 플랜지는 발전기 검사 포트로의 부착을 위해, 제 1 신축 튜브에 커플링된다. 검사 시스템은, 또한 발전기 내로의 삽입 그리고 내부에서의 검사 이미지들의 캡처를 위해, 360도의 시야를 가지며 카메라 장착 칼라에 커플링되는 구형 카메라를 포함한다. 일부 실시예들에서, 시스템은 카메라 시야의 축방향 변위와 허브 회전의 상관을 위한 위치 엔코더; 및 상이한 카메라 축방향 변위 위치들에서 취해진 복수 개의 이미지들을 저장하고 복수 개의 검사 이미지들을 탐색가능한 복합 이미지로 결합하기 위한, 카메라 및 위치 엔코더에 커플링되는 이미지 프로세싱 시스템을 포함한다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예들은 발전기의 내부 검사를 위한 방법을 특징으로 한다. 방법의 실행시에, 발전기의 검사를 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 발전기의 검사 포트 내로 삽입하기 위한, 단축의 연장 가능한 검사 스코프―이 검사 스코프는 연장 축을 규정함―를 포함한다. 제공된 스코프는 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 제 1 및 제 2 내포식 신축 튜브들을 갖는다. 제 2 신축 튜브는 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브를 갖는다. 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라를 갖는다. 제 1 및 제 2 내포식 드라이브 튜브들은 선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 신축 튜브들 내에 리테이닝된다. 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱을 가지며, 이들 양자 모두는 신축 튜브들 내에서 회전가능하다. 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어를 규정한다. 제 2 드라이브 튜브는 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 드라이브 스레드들을 규정한다. 스코프는 또한 제 2 신축 튜브 및 제 2 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되어 이들의 상대 회전을 방지하는 카메라 장착 칼라를 갖는다. 회전가능한 드라이브 허브는 그의 선택적인 회전을 위해, 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링된다. 장착 플랜지는 발전기 검사 포트로의 부착을 위해, 제 1 신축 튜브에 커플링된다. 360도의 시야를 갖는 구형 카메라가 발전기 내로의 삽입 그리고 내부에서의 검사 이미지들의 캡처를 위해, 카메라 장착 칼라에 커플링된다. 방법의 실행시에, 제공된 검사 스코프의 장착 플랜지는 내부에 검사 스코프를 삽입하면서, 발전기의 검사 포트, 또는 발전기의 다른 검사 진입 사이트에 부착된다. 이후에, 드라이브 허브가 회전되며, 이에 의해 제 1 드라이브 튜브를 회전시키며, 이에 따라 검사 스코프의 연장 축을 중심으로 카메라를 회전시키지 않고, 발전기 내에서 제 2 드라이브 튜브 및 카메라 시야를 전진시킨다. 카메라 시야가 발전기 내에서 전진됨에 따라, 발전기 내에 있는 각각의 카메라 이미지들이 복수 개의 위치들에서 캡처된다

본원에 설명된 본 발명의 예시적 실시예들의 피처들(features)은 임의의 조합 또는 하위 조합(sub-combination)으로 공동으로 또는 각기 적용될 수 있다.

본 발명의 예시적 실시예들은 첨부된 도면들과 함께 이후의 상세한 설명을 고려함으로써 이해될 수 있다.
도 1은 발전기(power generation machine)의 검사 포트, 이를테면 가스 터빈 엔진(gas turbine engine)의 검사 포트 내에 삽입되는 본 발명의 검사 스코프(inspection scope)의 실시예의 상부 평면도이다.
도 2는 도 1의 검사 스코프의 제어기 박스(controller box)의 상부 사시도이다.
도 3은 기어 커버(gear cover)의 제거 후, 드라이브 기어들 및 드리븐 기어를 도시하는 도 2의 제어기 박스의 단부 사시도이다.
도 4는 외부 커버들의 제거 후, 드리븐 기어에 맞물림하는 서로 크랭크연결되는(manually-cranked) 드라이브 기어 및 전동식 드라이브(motorized drive) 기어를 도시하는 도 2의 제어기 박스의 상부 사시도이다.
도 5는 도 1의 검사 스코프의 신축(telescoping) 튜브들 및 드라이브 튜브들을 통해 취한 축방향 단면도이다.
도 6은 도 5의 검사 스코프의 선단 단부에서 외부 신축 튜브 및 회전가능한 드라이브 허브(hub)를 통해 취한 상세한 부분적인 축방향 단면도이다.
도 7은 도 5의 검사 스코프의 말단 단부에서 신축 튜브들 및 드라이브 튜브들의 모두를 통해 취한 상세한 부분적인 축방향 단면도이다.
도 8은 도 7의 도면에 수직하게 배향된 그리고 제 1 또는 외부 신축 튜브의 회전 방지 칼라를 통해 취한, 도 7의 검사 스코프의 축방향 입면 단면도(elevational axial cross sectional view)이다.
도 9는 도 8의 9-9를 따라 취한, 도 1의 스코프의 반사 방지 칼라의 단면도이다.
도 10은 도 1의 스코프의 카메라 하우징의 상부 평면도이다.
도 11은 도 1의 카메라 헤드(head)의 사시도이다.
도 12는 도 1의 검사 스코프 내에 포함되는 전기 회로들의 블록 선도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 부호들은 가능하다면 도면들에서 공통인 동일한 요소들을 지정하기 위해서 사용되고 있다. 도면들은 축척대로 도시되지 않는다.

본 발명의 예시적 실시예들은, 발전 기계류, 이를테면 가스 터빈 엔진들(gas turbine engines)의 내부 컴포넌트들의 검사를 위해 활용된다. 엔진 내부 컴포넌트들은 검사 포트 또는 다른 접근가능한 삽입 사이트 내에서 삽입 가능한 컴팩트한 직경의 단축(single-axis) 검사 스코프 상에 장착되는 구형 광학 카메라 검사 시스템에 의해 검사된다. 일부 실시예들에서, 카메라를 갖는 검사 스코프가 연소기 파일롯 포트를 통해, 대응하는 연소기 트랜지션(combustor transition)을 통해 삽입되고, 로우 1 블레이드들(blades) 및 베인들(vanes)의 관점에서, 로우 1 베인들 이전에 정지한다. 시스템은 카메라 병진운동 경로(camera translation path)를 따라 이미지들(images)을 캡처링(capturing)하는 것이 가능하다. 복수 개의 이미지들이 검사 경로 내에서 컴포넌트들의 복합 이미지(composite image)를 발생시키도록 결합된다. 일부 실시예들에서, 복합 이미지는 일부 인터넷 기반 맵(internet-based map) 및 트립 네비게이션 사이트들(trip navigation sites) 상에서 이용가능한 "스트리트 뷰(street view)" 지리적 경로 이미지들과 유사하고 탐색가능하다(navigable).

검사 스코프는 연장 축(extension axis)을 규정하는 내포된(nested), 회전 불가능한 신축 튜브들을 포함한다. 외접하는(circumscribing), 신축 튜브들은 회전 방지 칼라들을 가지며, 이 칼라들은 외접된 튜브의 외주 표면(outer circumferential surface) 상에서 정합하는(mating) 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는데, 그루브와 칼라는 리니어 슬라이드(linear slide)를 형성한다. 카메라는 내포된 드라이브 튜브들에 의해서 스코프 연장 축을 따라 전진 및/또는 후퇴되며, 이러한 드라이브 튜브들은 외접된 드라이브 튜브 상에서 적어도 하나의 외부 드라이브 스크류 및 정합하고 외접하는 드라이브 튜브에 형성된 대응하는 암형 스레드들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 암형 스레드들은 대응하는 드라이브 튜브에 커플링되는 드라이브 부싱에 형성된다. 구형 카메라는 360도의 시야(field of view)를 가지며, 스코프 연장 축을 중심으로 한 회전 없이 이미지들을 캡처한다.

도 1은 예시적 발전기, 이를테면 가스 터빈 엔진(20)을 도시하며, 이 가스 터빈 엔진(20)은 내부 통로 최소 간극 직경(Dp)을 갖는 검사 포트(22)를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "포트"는 검사들의 완료 이후에 밀봉되는 전용 검사 포트들, 또는 엔진 내부로의 검사 스코프의 통과를 허용하는 임의의 다른 유형의 진입 틈새(entry aperture)를 포함한다. 예시적 진입 틈새들 또는 검사 억세스 사이트들(access sites)의 다른 유형들은 연소기 내에서의 연소 파일롯 노즐 삽입 틈새 또는 가스 터빈 엔진의 맨웨이 억세스 커버(manway access cover)를 포함한다. 예시적 검사 시스템(28)은 엔진(20) 내로의 삽입을 위한 신축 부분(32)을 갖는 검사 스코프(30)를 포함하고, 제어기 박스(34)는 엔진 외부측에 유지된다. 검사 스코프(30)는 패스너들(fasteners)(40)에 의해 검사 포트(22)에 부착되는 장착 플랜지(38)와 함께, 신축 부분(32)에 커플링되는 장착 칼라(36)를 포함한다. 장착 칼라(36)는 외부 또는 제 1 신축 튜브(44)의 외부 표면을 따라 조절가능하게 클램핑되는(clamped) 장착 칼라 리테이닝 클램프(collar-retaining clamp)(42)를 포함한다. 리테이닝 클램프(42)는 임의의 특정 검사 절차들을 위해 필요에 따라 또는 요망되는 바와 같이, 제 1 신축 튜브(44)에 대해 선택적으로 위치되고 축방향으로 클램핑된다. 카메라-장착 칼라(46)는 검사 스코프 신축 부분(32)의 말단 단부에 커플링되며, 카메라 하우징(48)에 커플링된다. 카메라 하우징(48)은 검사 스코프 신축 부분(32)의 연장 축을 중심으로 카메라 FOV를 회전(팬(pan))시킬 필요 없이 엔진(20) 내에서 컴포넌트들의 이미지들을 캡처하기 위해 360도의 시야("FOV":field of view)를 갖는 구형 카메라(50)를 리테이닝한다. 구형 카메라(50)는 카메라 하우징(48)의 일측 상에 제 1 카메라 렌즈(camera lens)(52) 및 카메라 하우징의 타측 상에 제 2 카메라 렌즈(54)를 가지며, 이 제 2 카메라 렌즈(54)는 이러한 특정 실시예에서 제 1 카메라 렌즈(52)에 대해 180도 반대로 배향된다. 검사 스코프(30)는 카메라(50)에 의해 캡처되는 이미지들의 실시간 모니터링(real-time monitoring)을 위해, 또는 이전에 캡처되고 저장된 이미지들의 검색(retrieval)을 위해, 제어기 박스(34) 내에 리테이닝되는 시각적 디스플레이(visual display)(56)를 포함한다. 선택적으로, 카메라 이미지들은 원격(remotely)으로 보여지며, 검사 스코프는 외부 컴퓨팅 디바이스(computing device), 이를테면 태블릿 컴퓨터(tablet computer)(58)에 의해 원격으로 제어된다. 태블릿 컴퓨터(58)는 하드와이어 케이블(hardwire cable)(도시 생략)에 의해 또는 무선 통신 경로(wireless communication pathway)에 의해 검사 스코프(30)와 통신한다. 검사 스코프 신축 부분(32) 및 카메라 하우징(48)은 포트 최소 간극 직경(Dp)보다 더 작은 최대 외경(D)을 갖는다. 검사 스코프의 작동 실시예들은, 1.68 인치(inch)(42.67 밀리미터(millimeter))의 최대 외경 및 연장 축(T)을 따라 48 인치(1220 밀리미터)의 신축 연장 범위로 구조화된다.

도 2 내지 도 4는 검사 스코프 신축 부분(32) 및 그의 제 1 또는 외부 신축 튜브(44)의 선단 부분들의 부분도로 제어기 박스(34)를 도시한다. 제어기 박스(34)는 핸드 크랭크(hand crank)(69)에 대한 선택적인 커플링(coupling)을 위해, 외부에서 접근가능한 핸드 크랭크 소켓(hand crank socket)(62) 및 제거 가능한 기어 커버(60)를 갖는다. 치형식(toothed) 드리븐 기어(64)는 외부 핸드 크랭크 소켓(62)에 커플링되는 드라이브 기어 허브 연장부(68)를 갖는 제 1 드라이브 기어(66)의 정합 치형부들(mating teeth)과 맞물림한다. 도 4에서, 핸드 크랭크(69)는 기어 커버(60) 또는 핸드 크랭크 소켓(62) 없이 드라이브 기어(64)에 직접 커플링되는 것으로 도시되어, 스코프 신축 부분(32)이 드라이브 기어(64)의 회전에 의해 신축 연장 축/디멘전(dimension)(T)을 따라 어떻게 전진 또는 후퇴되는지를 예시한다. 또한, 검사 스코프(30)는 수동 또는 핸드 크랭킹 드라이브(hand-cranking drive)와 병행하여(in parallel with) 그리고 독립적으로(independently) 작동하는 신축 부분(32)을 전진 및 후퇴시키기 위한 전동식 드라이브(motorized drive)를 갖는다. 치형식 제 2 드라이브 기어(70)는 드리븐 기어(64)의 정합 치형부들과 맞물림한다. 모션 제어 시스템들(motion control systems)에서 사용되는 공지된 모터인 전기 모터(72)는 제 2 드라이브 기어(70)를 구동한다. 이 실시예에서, 모터(72)는 모터 샤프트 회전 수(the number of motor shaft turns)를 나타내는 엔코더 데이터(encoder data)를 발생시키는 회전 위치 엔코더(rotary positon encoder)를 포함한다. 검사 스코프(30)는 드리븐 기어(64)의 회전 모션들(rotary motions)(R)을 신축 부분(32)의 선형 병진운동(linear translation)(T)으로 전환한다. 이에 따라, 모터 드라이브 샤프트의 회전 모션 및 위치 엔코더 데이터는 신축 부분(32)의 선형 병진운동(T)과 상관시킨다. 공지된 위치 엔코더들의 다른 유형들은 모터 내부 위치 엔코더(74)로 대체될 수 있다. 드리븐 기어(64)는 회전가능한 드라이브 허브(76)에 커플링되어서, 제 1 드라이브 기어(66) 또는 제 2 드라이브 기어(70)에 의한 드라이브 기어(64)의 회전이 또한 드라이브 허브(76)를 회전시킨다.

도 1 그리고 도 5 내지 도 9는 검사 스코프 신축 부분(32)의 내부 구조를 도시한다. 신축 부분(32)의 선단 단부는, 드리븐 기어(64) 및 회전가능한 허브(76)를 리테이닝하는 한편, 카메라 장착 칼라(46) 및 카메라 수납 장착 스크류(78)는 그의 말단 단부 상에 배향된다. 제 1 또는 외부 신축 튜브(44)는 회전가능한 허브(76)의 장착을 위한 드라이브 허브 롤러 베어링(drive hub roller bearing)(80) 및 허브 서포트 부싱(82)뿐만 아니라 제 1 또는 외부 드라이브 튜브(86)의 리텐션(retention)을 위한 드라이브 튜브 서포트 부싱(drive tube support bushing)(84)을 리테이닝한다. 제 1 드라이브 튜브는 제 1 핀(pin)(88)에 의해 회전가능한 허브(76)에 커플링된다. 시계방향 또는 반시계 방향(R)으로의 드리븐 기어(64)의 회전은 이에 따라 허브(76) 및 제 1 드라이브 튜브(86)를 회전시킨다. 제 1 드라이브 튜브(86)의 다른 하류, 말단 제 2 드라이브 튜브(112) 및 제 3 드라이브 튜브(122)로의 상호 연결, 및 이들의 작동은 본원에서 이후에 보다 상세히 설명된다.

검사 스코프 신축 부분(32)은 제 1 또는 외부(44), 제 2(92), 제 3(96), 및 제 4(100) 내포된 신축 튜브들을 포함하며, 이 튜브들은 이에 따라 제 1 또는 외부(86), 제 2(112) 그리고 제 3 또는 내부(122) 드라이브 튜브들을 리테이닝한다. 드라이브 튜브들 및 신축 튜브들의 전진 또는 후퇴는, 검사 스코프 신축 부분(32)의 축방향 길이(T)를 조절한다. 신축 튜브들(44, 92, 96 및 100)은 회전 방지 구조 특징들을 포함하고, 이 특징들은 신축 부분(32)의 연장 축을 중심으로 카메라 하우징(48)의 회전을 방지한다. 신축 튜브들의 각각의 인접 쌍은 하나 또는 그 초과의 리니어 베어링들을 포함하는데, 외접하는 신축 튜브는 회전방지 칼라 및 하나 또는 그 초과의 리테이닝된 볼 베어링들을 포함하고, 이들은 외접된 신축 튜브의 외주에 형성된 정합하는 축방향 그루브에 얹혀진다(ride in). 컴팩트한 리니어 베어링 구조는, 1.68 인치(42.67 밀리미터)의 신축 튜브들 및 칼라들의 비교적 작은 최대 직경(D)을 가능하게 한다. 보다 특히, 제 1 신축 튜브(44)는 제 2 신축 튜브(92)에 형성된 대응하는 축방향 그루브에 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라(90)를 갖는다. 이에 따라, 제 2 신축 튜브는 제 3 신축 튜브(96)에 형성된 축방향 그루브와 맞물림하는 제 2 회전 방지 칼라(94)를 갖는다. 이에 따라, 제 3 신축 튜브(96)는 제 4 또는 내부 신축 튜브(100)에 형성된 축방향 그루브와 맞물림하는 제 3 회전 방지 칼라(98)를 갖는다. 제 4 튜브 칼라(102)는 제 4 신축 튜브(100)에 강성으로 커플링되며, 이 제 4 신축 튜브(100)는 이에 따라 카메라 장착 칼라(46)에 튜브를 강성으로 커플링한다. 이에 따라, 스크류들(124)은 카메라 장착 칼라(46)를 제 3 또는 내부 드라이브 튜브(122)에 강성으로 커플링하여서, 카메라 하우징(48)이 검사 스코프의 신축 부분(32)의 연장 축을 중심으로 회전하지 않는다. 카메라 장착 칼라(46)로의 제 3 드라이브 튜브(122)의 강성 부착은, 카메라 장착 칼라(46)에 형성된 제 3 드라이브 튜브의 루멘(lumen)(128) 및 틈새들(128)을 통해서, 카메라 하우징(48)과 제어기 박스(34) 사이에서의 케이블들의 라우팅(routing)을 가능하게 한다.

제 1, 제 2 및 제 3 또는 내부 드라이브 튜브들(86, 112, 122)의 구조 및 작동이 이제 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된다. 앞서 설명된 바와 같이, 양쪽 방향(either direction)(R)으로의 회전가능한 허브(76)의 회전은 제 1 핀(88)에 의해 상호연결되는 제 1 또는 외부 드라이브 튜브(86)를 회전시킨다. 제 1 드라이브 부싱(104)은 제 1 드라이브 부싱 핀(106)에 의해 제 1 드라이브 튜브(86)의 말단 단부에 강성으로 커플링된다. 제 1 드라이브 부싱(104) 및 제 1 드라이브 튜브(86)는 제 4 또는 내부 신축 튜브(100)의 내부 루멘(inner lumen) 내에서 자유롭게 회전가능하다. 제 1 드라이브 부싱(104)은 제 2 드라이브 튜브(112)의 외주 상에 형성된 대응하는 수형 외부 드라이브 스레드들(110)과 맞물림하는 내부 암형 드라이브 스레드들(internal female drive threads)(예컨대, 애크미 프로파일(acme profile) 드라이브 스레드들)(108)을 규정한다. 제 1 드라이브 튜브(86)의 회전은 회전하는 제 1 드라이브 부싱(bushing)(104)에 대해 외부 드라이브 스레드들(110)을 전진시키며, 이에 따라 연장 축(T)을 따라, 도 8에서 우측으로 제 2 드라이브 튜브를 전진시킨다. 회전 정지부는 제 2 드라이브 튜브(112)의 선단 단부, 이를테면 스레드들(110) 프로파일에 있는 트라프(trough) 내로 구동되는 핀 또는 스크류에 포함되어, 제 1 드라이브 튜브(86)와 제 2 드라이브 튜브(112) 사이의 축방향 분리를 방지한다. 제 2 드라이브 튜브(112) 선단 단부 회전 정지부가 제 1 드라이브 부싱(104)과 접촉할 때, 회전가능한 허브(76)의 추가 회전이 또한 제 2 드라이브 튜브의 회전을 개시한다.

제 2 드라이브 튜브(112)의 말단 단부는 강성으로 장착되는 제 2 드라이브 부싱(114)을 포함하며, 이들은 제 2 드라이브 부싱 핀(116)에 의해 서로 강성으로 연결된다. 제 2 드라이브 부싱(114)은 제 3 또는 내부 드라이브 튜브(122)의 외주 상에서 대응하는 수형 외부 스레드들(118)과 맞물림하는 암형 스레드들을 규정한다. 제 2 드라이브 부싱(114) 및 제 2 드라이브 튜브(112)는 제 4 또는 내부 신축 튜브(100)의 내부 루멘(inner lumen) 내에서 자유롭게 회전가능하다. 제 2 드라이브 부싱(114)은 제 3 드라이브 튜브(122)의 외주 상에 형성된 대응하는 수형 외부 드라이브 스레드들(120)과 맞물림하는 내부 암형 드라이브 스레드들(예컨대, 애크미 프로파일 드라이브 스레드들)(108)을 규정한다. 제 1 드라이브 튜브(86)와 함께 제 2 드라이브 튜브(112)의 회전은 회전하는 제 2 드라이브 부싱(114)에 대해 외부 드라이브 스레드들(120)을 전진시키며, 이에 따라 연장 축(T)을 따라, 도 8에서 우측으로 제 3 드라이브 튜브(122)를 전진시킨다. 회전 정지부는 제 3 드라이브 튜브(122)의 선단 단부, 이를테면 스레드들(120) 프로파일에 있는 트라프(trough) 내로 구동되는 핀 또는 스크류에 포함되어, 제 2 드라이브 튜브(112)와 제 3 또는 내부 드라이브 튜브(122) 사이의 축방향 분리를 방지한다. 내부 드라이브 튜브(122)는 카메라 장착 칼라(46) 및 제 4 또는 내부 신축 튜브(100)에 강성으로 커플링된다. 내부 드라이브 튜브는 연장 축(T)에 대해 회전할 수 없다.

도 8 및 도 9는 신축 튜브들(44, 92, 96 및 100) 사이의 상대 회전(relative rotation)을 방지하는 리니어 베어링 구조를 상세히 도시한다. 외접하는 제 1 신축 튜브(44) 그리고 이 튜브와 맞닿으며 내접하는 제 2 신축 튜브(92) 사이의 정합 계면(mating interface)에 집중하면, 제 2 신축 튜브(92)는 검사 스코프의 연장 축에 평행한 축방향 그루브(132)를 갖는다. 축방향 그루브(132)는 제 2 신축 튜브(92)의 선단 단부 및 말단 단부의 안쪽(inboard of)에서 종료하여, 제 1 신축 튜브(44)로부터의 축방향 분리를 방지한다. 제 1 회전 방지 칼라(90)는 축방향 그루브(132)와 맞물림하는 볼 베어링들(134)을 리테이닝한다. 각각의 볼 베어링 장력조정 스크류들(ball bearing tensioning screws)(136)은, 정합하는 축방향 그루브(132)에 대한 볼 베어링(134) 압력을 선택적으로 조절한다. 각각의 제 2 회전 방지 칼라(94)와 제 3 회전 방지 칼라(98)는 제 1 회전 방지 칼라(90)와 동일한 리니어 베어링 구조를 포함하며, 이러한 리니어 베어링 구조는 외접된 내부 정합 튜브 내의 정합하는 축방향 그루브(튜브 연장 동안 축방향 분리 방지를 포함) 및 볼 베어링을 갖는다. 전술된 회전 방지 칼라들 모두는 리텐션 스크류들(138)에 의해 그의 대응하는 신축 튜브에 부착된다.

도 8, 도 10 및 도 11은 카메라 하우징(48)의 추가의 구조적 상세들을 도시한다. 카메라 하우징(48)은 수납 장착 스크류(78)에 의해 카메라 장착 칼라(46)에 커플링된다. 하우징(48)은 구형 카메라(50)를 리테이닝하고, 하우징의 양쪽면들 상에서 카메라 렌즈들(52 및 54)을 위한 틈새들을 규정한다. 이러한 예시적 실시예에서, 360도의 시야를 갖는 구형 카메라(50)는 대응하는 작동 소프트웨어를 갖는 기성품의(off-the-shelf) 상업적으로 이용가능한 카메라, 이를테면 일본 도쿄의 Ricoh Company, Ltd.에 의해 제작되고 미국, 펜실베니아(Pennsylvania), 맬번(Malvern)의 Ricoh USA, Inc.에 의해 판매되는 model Theta S 카메라이다. 또한, 카메라 하우징(48)은 조명, 발광 다이오드들(LEDs: light emitting diodes)의 리텐션을 위한 틈새들(140)를 제공한다. LED 케이블(146) 및 카메라 케이블(148)은 제 3 드라이브 튜브 루멘(126) 및 카메라 장착 칼라 틈새들(128)을 통해 통과하며, 이후 장착 칼라(46)의 섕크 부분(shank portion)에 대해 둘러싸여져, 각각의 LED(140) 및 카메라(50)에 대한 이들 케이블들의 연결들에 대한 변형 경감 방지(strain relief protection)를 제공한다.

도 12의 블록 선도는, 검사 시스템(28) 내에서 컴포넌트들 및 서브시스템들(subsystems)의 상호작동가능한 연결을 도시한다. 검사 스코프(30), 제어기 박스(34) 및 카메라 하우징(48)의 전기 기계식 구조들은 파선들(dashed lines)로 개략적으로 도시된다. 제어기 박스(34) 내에서 예시적 목적들을 위해 본원에 도시된 파워 서플라이(power supply)(142)는, 제어기(144), 디스플레이(display)(56), 모터(motor)(72) 및 그의 엔코더(74), 조명 시스템(140) 및 카메라(50)를 위한 파워를 제공한다. 제어기(144)는 조명(140), 카메라(50), 모터(72)를 제어하며, 일부 실시예들에서 엔코더(74)로부터 엔코더 데이터를 수신한다. 일부 실시예들에서, 제어기(144)는 인터넷을 포함하는, 임의의 공지된 형태의 데이터 통신 네트워크(data communications network)를 통해 또는 공지된 무선 라우터(wireless router)(150)를 통해 또는 직접 또는 간접 통신을 위한 무선 통신 능력을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제어기(144) 및/또는 카메라(50)는 태블릿 컴퓨터(58) 또는 이미지 프로세서(image processor)(154) 또는 임의의 다른 유형의 공지된 워크스테이션(workstation)과 무선(wireless) 또는 하드-와이어드(hard-wired) 통신한다.

도 1, 도 3 및 도 12를 참조하면, 검사 시스템(28)은, 검사 스코프(30) 장착 플랜지(38)를 검사 포트(22) 또는 다른 발전기 검사 진입 사이트로 부착하는 한편 발전기의 내부 내로 카메라 하우징(48)을 포함하는 검사 스코프 신축 부분(32)을 삽입함으로써 발전기(20), 이를테면 가스 터빈 엔진의 내부 구조를 검사하기 위해서 사용된다. 검사 스코프(30)가 검사를 위해서 위치된다면, 카메라 하우징(48)은 제어기 박스(34)에 커플링되는 핸드 크랭크(69)를 사용하여 드리븐 기어(64) 및 그의 부착된 드라이브 허브(76)를 회전시킴으로써 또는 자체 내장된(self-contained) 내부 모터(72)를 작동시킴으로써 발전기 내로 전진되고, 이에 의해, 검사 스코프의 연장 축(T)을 중심으로 카메라(50)를 회전시키지 않고 검사 스코프의 연장 축(T)을 따라, 발전기 내에서 그의 360도 구형 카메라(50)를 사용하여, 제 1 드라이브 튜브(86)를 회전시키고, 제 2 드라이브 튜브(112) 및/또는 제 3 드라이브 튜브(122) 그리고 궁극적으로 카메라 하우징(48)을 전진시킨다. 카메라 시야 내에서 생성된 360도 이미지들은 연장 축(T)을 따라 하나 또는 그 초과의 위치들에서 캡처된다.

많은 검사 실시예들에서, 카메라(50) 이미지들은 연장 축(T)을 따라 복수 개의 위치들에서 캡처된다. 검사 스코프(30)에 위치 엔코더, 이를테면 모터(72)의 위치 엔코더(74)가 제공되는 실시예들에서, 엔코더는 연장 축(T)을 따라 카메라(50) 시야의 축방향 변위와 상관시키는 위치 출력 데이터를 발생시킨다. 제어기(144), 원격 태블릿 또는 다른 컴퓨터(58) 또는 원격의 전용 이미지 프로세싱 워크스테이션(154)의 이미지 프로세싱 시스템은, 위치 엔코더(74) 출력 데이터를 사용하여 카메라 시야의 축방향 변위 위치를 판정하고, 판정된 축방향 변위 위치(T)를 대응하는 카메라 이미지 내에서 대응하는 위치와 상관시킨다. 이미지와 엔코더(74) 출력 위치 데이터의 상관은 공지된 상업적으로 이용가능한 데이터 획득 하드웨어(data acquisition hardware) 및 소프트웨어(software)에 의해 수행된다. 일부 실시예들에서, 제어기(144), 및/또는 원격 컴퓨터들, 이를테면 태블릿 컴퓨터(58), 및/또는 이미지 프로세싱 시스템(154)은 이미지들 및/또는 엔코더 위치 데이터를 보관한다(archive). 일부 실시예들에서, 실시간 및/또는 보관된 이미지들은 또한 제어기 박스(34)의 디스플레이(56) 상에서 볼 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(144)는 엔코더(74)에 의해 피드백 루프(feedback loop)로 모터(72)를 제어함으로써 연장 축(T)을 따라 카메라 하우징(48)의 전진을 자동으로 제어한다.

일부 실시예들에서, 이미지 프로세싱 시스템은, 어디에 위치되든, 탐색가능한 복합 이미지 내로 복수 개의 검사 이미지들을 결합하며, 이러한 복합 이미지는 일부 웹 기반 어플리케이션들(web-based applications)에서 이용가능한 "스트리트 뷰" 지리적 매핑(geographic mapping)과 유사하다. 제어기 및/또는 컴퓨터 하드웨어 플랫폼들(hardware platforms) 상에서 작동가능한, 상업적으로 이용가능한 이미지 결합, 및 이미지 탐색 소프트웨어 패키지들(software packages)은, 오스트리아(Austria), 도이취크로이츠(Deutschkreutz)의 krpano Gesellschaft mbH로부터 이용가능한 krpano Panorama Viewer를 포함한다.

예시적 제어기(144) 또는 태블릿 컴퓨터(58) 또는 원격 워크스테이션(154) 플랫폼 아키텍쳐(platform architecture), 및 각각의 디바이스의 인터널 프로세서(internal processor)에 의해서 실행되는 소프트웨어 모듈들(software modules)에 의한 작동 태스크들(operational tasks)의 구현을 참조하면, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 특수 목적 프로세서들(special purpose processors) 또는 이들의 조합의 다양한 형태들로 본 발명의 예시적 실시예들이 구현되는 것이 또한 이해될 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 실시예들의 양태들은, 비휘발성, 비일시적 신호, 프로그램(program) 저장 디바이스 상에서 유형적으로 구체화되는 프로그램으로서 소프트웨어로 구현된다. 프로그램은, 임의의 적절한 아키텍처를 포함하는 머신(machine)에 업로딩되고(uploaded) 그리고 이에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게는, 머신은 하나 또는 그 초과의 중앙 처리 유닛들(CPU: central processing units), 랜덤 억세스 메모리(RAM: random access memory), 및 입/출력(I/O: input/output) 인터페이스(interface)(들)와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에서 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 작동 시스템 및 마이크로인스트럭션 코드(microinstruction code)를 포함한다. 본원에 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 작동 시스템을 통해 실행되는 프로그램의 일부 또는 마이크로인스트럭션 코드의 일부(또는 그의 조합)일 수 있다. 게다가, 다른 다양한 주변 디바이스들이 컴퓨터/제어기 플랫폼에 연결될 수 있다.

첨부 도면들에 도시된 구성성분 시스템 컴포넌트들 및 방법 단계들 중 일부가 바람직하게는 소프트웨어로 구현되기 때문에, 시스템 컴포넌트들(또는 프로세스 단계들) 사이의 실제 연결들은 예시적 실시예들이 프로그래밍되는(programmed) 방식에 따라 상이할 수 있음이 이해되어야 한다. 자세하게는, 컴퓨터 플랫폼들 또는 디바이스들 중 일부는 임의의 기존의 또는 이후에 발견되는 네트워킹(networking) 기술을 사용하여 상호연결될 수 있으며; 이들 모두는 더 큰 네트워크 시스템, 이를테면 코포레이트(corporate) 네트워크, 메트로폴리탄(metropolitan) 네트워크 또는 글로벌(global) 네트워크, 이를테면 인터넷을 통해 연결될 수 있다.

본 발명을 포함하는 다양한 실시예들이 본원에서 상세히 도시되고 설명되어 있지만, 당업자들은 청구된 본 발명을 여전히 포함하는 많은 다른 다양한 실시예들을 쉽게 창작할 수 있다. 본 발명은 도면들에서 예시되거나 설명에서 제시된 컴포넌트들의 어레인지먼트(arrangement) 및 구성의 예시적 실시예 상세들로 본 발명의 적용에 있어서 제한되지 않는다. 본 발명은, 다른 실시예들이 가능하며 그리고, 다양한 방식들로 실시되거나 실행될 수 있다. 게다가, 본원에 사용된 기술용어(termiology)는 설명을 위한 것이지 제한으로서 고려되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 "구비하는", "포함하는" 또는 "가지는" 및 이들의 변형들의 사용은 이하에 기재된 아이템들(items)과 이의 균등물 뿐만 아니라 추가 아이템들을 포함해야 하는 것으로 의도된다. 달리 특정되거나 제한되지 않는 한, 용어 "장착된", "연결된", "지지된" 및 "커플링된" 및 그의 변형들은 광범위하게 이용되고 있으며 직접 및 간접 장착물들, 연결물들, 지지물들 및 커플링들(couplings)을 포함한다. 게다가, "연결된" 또는 "커플링된"은 물리적, 기계적, 또는 전기적 연결물들 또는 커플링들로 제한되지 않는다.

Claims (20)

1. 발전기(power generation machine)의 내부 검사용 시스템(system)으로서,
   발전기의 검사 포트(inspection port) 내로 삽입하기 위한 단축의(single-axis) 연장가능한 검사 스코프(inspection scope); 및
   상기 검사 스코프는,
   선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 제 1 및 제 2 내포식(nested) 신축 튜브들(telescoping tubes)―상기 제 2 신축 튜브는 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브(axial groove)를 가지며, 상기 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며(coupled) 상기 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는(sliding engagement) 제 1 회전 방지 칼라(collar)를 가짐―,
   선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는, 상기 신축 튜브들 내에 리테이닝되는(retained) 제 1 및 제 2 내포식 드라이브 튜브들(drive tubes)―상기 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱(drive bushing)을 가지며 이들 양자 모두는 상기 신축 튜브들 내에서 회전가능하고 상기 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들(female drive threads)을 갖는 보어(bore)를 규정하며, 상기 제 2 드라이브 튜브는 상기 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 드라이브 스레드들(male drive threads)을 규정함―,
   상기 제 2 신축 튜브 및 제 2 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되어 이들의 상대 회전을 방지하는 카메라 장착 칼라(camera-mounting collar),
   이의 선택적인 회전을 위해, 상기 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링되는 회전가능한 드라이브 허브(drive hub),
   발전기 검사 포트(port)로의 부착을 위해, 상기 제 1 신축 튜브에 커플링되는 장착 플랜지(mounting flange)를 가지며;
   발전기 내로의 삽입 그리고 내부에서의 검사 이미지들(inspection images)의 캡처(capture)를 위해, 360도의 시야(field of view)를 가지며 상기 카메라 장착 칼라에 커플링되는 구형 카메라(spherical camera)를 포함하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 신축 튜브의 선단 단부 내에 배향되며 상기 제 1 드라이브 튜브 내에 맞물림되는 회전가능한 드라이브 허브(drive hub)의 말단 부분;
   상기 제 1 신축 튜브 외부에 있는 드리븐 기어(driven gear)에 커플링되는 드라이브 허브의 선단 부분;
   상기 드리븐 기어 및 드라이브 허브를 회전시키기 위해, 상기 드리븐 기어에 맞물림되는 제 1 드라이브 기어; 및
   상기 제 1 드라이브 기어에 커플링되는 드라이브 장치를 더 포함하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 드라이브 장치는 핸드 크랭크(hand crank)를 포함하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 드라이브 장치는 전기 모터(electric motor)를 포함하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 드리븐 기어에 직접 맞물림되며 핸드 크랭크 드라이브 장치에 의해 구동되는 제 1 드라이브 기어; 및
   상기 드리븐 기어에 직접 맞물림되며 전기 모터에 의해 구동되는 제 2 드라이브 기어를 더 포함하며;
   상기 각각의 드라이브 기어들은 상기 드리븐 기어들을 독립적이고 그리고 선택적으로 구동가능한,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 회전 방지 칼라는 상기 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브 내에서 맞물림되는 볼 베어링(ball bearing)을 리테이닝하는(retaining),
   발전기의 내부 검사용 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 신축 튜브와 상기 제 2 신축 튜브 사이에서 개재되고(interposed) 내포되는(nested) 적어도 하나의 추가의 신축 튜브를 더 포함하며, 각각의 추가의 신축 튜브는 내부에 리테이닝되는 내접된(inscribed) 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는, 외접하는(circumscribing) 신축 튜브의 회전 방지 칼라 그리고 그의 말단 단부 선단에 커플링되는 회전 방지 칼라와 맞물림하기 위해, 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브를 규정하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 드라이브 튜브와 제 2 드라이브 튜브 사이에 개재되고 내포된 적어도 하나의 추가의 드라이브 튜브를 더 포함하고, 각각의 추가의 드라이브 튜브는 내부에 리테이닝되는 내접된 드라이브 튜브의 드라이브 스레드들과 맞물림하는, 외접하는 드라이브 튜브의 드라이브 부싱 및 그의 말단 단부 선단에 커플링되는 드라이브 부싱의 암형 스레드들과의 맞물림을 위해, 그의 외주 표면 상에 수형 드라이브 스레드들을 규정하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 카메라를 봉입하는(enveloping), 상기 카메라 칼라에 커플링되는 카메라 하우징(camera housing)을 더 포함하는,
   발전기의 내부 검사용 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 카메라 하우징은 상기 카메라 시야(field of view)를 조명하기(illuminating) 위해, 상기 카메라 하우징에 커플링되는 조명 시스템(illumination system)을 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 시야의 축방향 변위와 허브 회전을 상관시키는 위치 엔코더(position encoder); 및
    상이한 카메라 축방향 변위 위치들에서 취해진 복수 개의 이미지들을 저장하고 복수 개의 검사 이미지들을 복합 이미지로 결합하기 위한, 상기 카메라 및 상기 위치 엔코더에 커플링되는 이미지 프로세싱 시스템(image processing system)을 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
12. 발전기(power generation machine)의 내부 검사용 시스템(system)으로서,
    발전기의 검사 포트 내로 삽입하기 위한, 연장 축을 규정하는, 단축의 연장가능한 검사 스코프; 및
    상기 검사 스코프는,
    선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 내포식(nested) 신축 튜브들(telescoping tubes)―상기 제 2, 제 3 및 제 4 신축 튜브들 각각은 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브를 가지며, 상기 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 상기 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라를 가지고, 상기 제 2 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 상기 제 3 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 2 회전 방지 칼라를 가지며, 상기 제 3 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 상기 제 4 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 3 회전 방지 칼라를 가짐―,
    선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는, 상기 신축 튜브들 내에 리테이닝되는(retained) 제 1, 제 2 및 제 3 내포식 드라이브 튜브들―상기 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱을 가지며 이들 양자 모두는 상기 제 4 신축 튜브 내에서 회전가능하며, 상기 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어를 규정하고, 상기 제 2 드라이브 튜브는 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 스레드들을 규정하고 그의 말단 단부에 커플링되는 제 2 드라이브 부싱을 가지며 이들 양자 모두는 상기 제 4 신축 튜브 내에서 회전가능하고 상기 제 2 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들을 갖는 보어를 규정하며, 상기 제 3 드라이브 튜브는 상기 제 2 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 드라이브 스레드들을 규정함―
    상기 제 4 신축 튜브 및 제 3 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되어 이들의 상대 회전을 방지하는 카메라 장착 칼라,
    이의 선택적인 회전을 위해, 상기 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링되는 회전가능한 드라이브 허브(drive hub),
    발전기 검사 포트(port)로의 부착을 위해, 상기 제 1 신축 튜브에 커플링되는 장착 플랜지(mounting flange)를 가지며,
    발전기 내로의 삽입 그리고 내부에서의 검사 이미지들(inspection images)의 캡처(capture)를 위해, 360도의 시야(field of view)를 가지며 상기 카메라 장착 칼라에 커플링되는 구형 카메라(spherical camera)를 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 방지 칼라들 중 적어도 하나는 상기 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브 내에서 맞물림되는 볼 베어링을 리테이닝하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 신축 튜브의 선단 단부 내에 배향되며 상기 제 1 드라이브 튜브 내에 맞물림되는 회전가능한 드라이브 허브(drive hub)의 말단 부분;
    상기 제 1 신축 튜브 외부에 있는 드리븐 기어(driven gear)에 커플링되는 드라이브 허브의 선단 부분;
    상기 드리븐 기어 및 드라이브 허브를 회전시키기 위해, 상기 드리븐 기어에 맞물림되는 제 1 드라이브 기어; 및
    상기 제 1 드라이브 기어에 커플링되는 드라이브 장치를 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 드리븐 기어 및 제 1 드라이브 기어를 리테이닝하는 제어기 박스―상기 제 1 드라이브 기어는 상기 드리븐 기어에 직접 맞물림되며 핸드 크랭크 드라이브 장치에 의해 구동됨―;
    상기 드리븐 기어에 직접 맞물림되며 전기 모터에 의해 구동되는 제 2 드라이브 기어―이들 양자 모두는 상기 드라이브 기어 하우징 내에 리테이닝됨―;
    상기 각각의 드라이브 기어들은 상기 드리븐 기어를 독립적으로 그리고 선택적으로 구동 가능함; 및
    상기 카메라 시야 내에 캡처되는 이미지들을 보기 위해, 상기 제어기 박스 내에 포함된 시각적 디스플레이(visual display)를 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 카메라 칼라에 커플링되며 상기 카메라를 봉입하는 카메라 하우징; 및 상기 카메라 시야를 조명하기 위해 상기 카메라 하우징에 커플링되는 조명 시스템을 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 카메라 시야의 축방향 변위와 허브 회전을 상관시키는 위치 엔코더(position encoder); 및
    상이한 카메라 축방향 변위 위치들에서 취해진 복수 개의 이미지들을 저장하고 복수 개의 검사 이미지들을 탐색가능한 복합 이미지(navigable composite image) 내로 조합하는, 상기 카메라 및 상기 위치 엔코더에 커플링되는 이미지 프로세싱 시스템을 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사용 시스템.
18. 발전기의 내부 검사를 위한 방법으로서,
    발전기의 검사용 시스템을 제공하는 단계;
    상기 시스템은,
    발전기의 검사 포트 내로 삽입하기 위한, 연장 축을 규정하는, 단축의 연장가능한 검사 스코프, 및
    상기 검사 스코프는,
    선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는 제 1 및 제 2 내포식(nested) 신축 튜브들(telescoping tubes)―상기 제 2 신축 튜브는 그의 외주 표면 상에 축방향 그루브(axial groove)를 가지며, 상기 제 1 신축 튜브는 그의 말단 단부 선단에 커플링되며 상기 제 2 신축 튜브의 축방향 그루브와 슬라이딩 맞물림하는 제 1 회전 방지 칼라를 가짐―,
    선단 단부 및 말단 단부 그리고 축방향 길이를 각각 갖는, 상기 신축 튜브들 내에 리테이닝되는(retained) 제 1 및 제 2 내포식 드라이브 튜브들(drive tubes)―상기 제 1 드라이브 튜브는 그의 말단 단부에 커플링되는 제 1 드라이브 부싱(drive bushing)을 가지며 이들 양자 모두는 상기 신축 튜브들 내에서 회전가능하고 상기 제 1 드라이브 부싱은 암형 드라이브 스레드들(female drive threads)을 갖는 보어(bore)를 규정하며, 상기 제 2 드라이브 튜브는 상기 제 1 드라이브 부싱 암형 스레드들과 맞물림하는 외부 수형 드라이브 스레드들(male drive threads)을 규정함―,
    상기 제 2 신축 튜브 및 제 2 드라이브 튜브의 각각의 말단 단부들에 강성으로 커플링되어 이들의 상대 회전을 방지하는 카메라 장착 칼라(camera-mounting collar),
    이의 선택적인 회전을 위해, 상기 제 1 드라이브 튜브의 선단 단부에 커플링되는 회전가능한 드라이브 허브(drive hub), 및
    발전기 검사 포트(port)로의 부착을 위해, 상기 제 1 신축 튜브에 커플링되는 장착 플랜지(mounting flange)를 가지며,
    발전기 내로의 삽입 그리고 내부에서의 검사 이미지들의 캡처를 위해, 360도의 시야를 가지며 상기 카메라 장착 칼라에 커플링되는 구형 카메라를 포함하고;
    내부에 검사 스코프를 삽입하면서, 발전기의 검사 포트, 또는 발전기의 다른 검사 진입 사이트(entry site)에 상기 장착 플랜지를 부착하는 단계;
    상기 드라이브 허브를 회전시키며, 이에 의해 제 1 드라이브 튜브를 회전시키며, 상기 검사 스코프의 연장 축을 중심으로 상기 카메라를 회전시키지 않고, 상기 발전기 내에서 제 2 드라이브 튜브 및 상기 카메라 시야를 전진시키는 단계; 및
    상기 카메라 시야가 상기 발전기 내에서 전진됨에 따라 복수 개의 위치들에서 상기 발전기 내에 각각의 카메라 이미지들을 캡처하는 단계를 포함하는,
    발전기의 내부 검사를 위한 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제공된 검사용 시스템은, 상기 카메라 시야의 축방향 변위와 상기 허브 회전을 상관시키고 위치 출력 데이터(output data)를 발생시키는 위치 엔코더 및 상이한 카메라 축방향 변위 위치들에서 취해진 복수 개의 이미지들을 저장하고 복수 개의 검사 이미지들을 복합 이미지로 결합하기 위한, 상기 카메라 및 상기 위치 엔코더에 커플링되는 이미지 프로세싱 시스템을 더 포함하고;
    상기 이미지 프로세싱 시스템은 상기 위치 엔코더 출력 데이터를 사용하여 상기 카메라 시야의 축방향 변위 위치를 판정하고 상기 카메라 이미지 내에서 대응하는 위치와 상기 판정된 축방향 변위 위치를 상관시키며;
    상기 이미지 프로세싱 시스템은 상기 복수 개의 검사 이미지들을 탐색가능한 복합 이미지로 결합하는 것을 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사를 위한 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 발전기 내에서 상기 허브를 회전시키고 상기 카메라 시야를 자동으로 전진시키기 위해, 상기 회전가능한 허브에 커플링되는 전동식 드라이브를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    발전기의 내부 검사를 위한 방법.

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