熱検査・機械加工システムおよび使用方法
【課題】機械加工、移送および検査のステップ数を減らすと同時に構成要素の品質全体を改善するような改善された熱検査システム、機械加工システム、および使用方法を提供すること。
【解決手段】本出願は、機械の構成要素（１３０）のための熱画像化・機械加工システム（１００）を提供する。熱画像化・機械加工システム（１００）は、機械の構成要素（１３０）に１つまたは複数の孔（１４０）を穿孔するための機械加工装置（３００）を備えた機械加工サブシステム（１２０）、および機械加工サブシステム（１２０）のまわりに位置決めされた熱検査サブシステム（１１０）を含むことができる。熱検査サブシステム（１１０）は、機械の構成要素（１３０）内の孔（１４０）の熱応答を決定することができるように、イメージャ（１６０）および１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）を含むことができる。
【解決手段】本出願は、機械の構成要素（１３０）のための熱画像化・機械加工システム（１００）を提供する。熱画像化・機械加工システム（１００）は、機械の構成要素（１３０）に１つまたは複数の孔（１４０）を穿孔するための機械加工装置（３００）を備えた機械加工サブシステム（１２０）、および機械加工サブシステム（１２０）のまわりに位置決めされた熱検査サブシステム（１１０）を含むことができる。熱検査サブシステム（１１０）は、機械の構成要素（１３０）内の孔（１４０）の熱応答を決定することができるように、イメージャ（１６０）および１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）を含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に、熱検査・機械加工システムおよびその使用方法に関し、より詳細には、タービンの構成要素などにおける冷却孔の自動化された穿孔および検査のための、関連する機械加工システムと統合された熱検査システム、ならびにその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのエーロフォイルなどの高温ガス経路の構成要素は一般に、きわめて高い動作温度に耐えるように先進の冷却技術を使用している。こうした先進技術は、膜冷却の使用を含むことができる。膜冷却された構成要素は通常、手作業のピンチェックなどによって検査される。ピンチェックは一般に、サイズの小さいピンゲージの使用および／または水流の可視化を含む。そうした水流の可視化技術には、水を構成要素を通して流し、水が各フィルム孔から流れていることをオペレータに目視で確認させることが必要である。しかしながら、こうした手作業による手法は定性的であり、オペレータの判断に依存する。
【０００３】
赤外線検査技術によって、ほとんど自動化された形で、膜冷却された構成要素の定量的かつ客観的な検査を実施できる可能性がある。しかしながら、赤外線検査システムおよび現行の空気流点検システムは通常、別個の赤外線検査システムおよび空気流点検システムを使用するような矛盾した技術要件を有することがある。そのように別個に使用することによって、時間がかかり、かなり高価になる可能性がある。
【０００４】
赤外線検査システムも空気流点検システムも、一般的には、問題の構成要素にすべてのまたはほとんどのフィルム孔が穿孔されるか、あるいは機械加工されて完成した後に用いられる。そのため、例えば不適切に穿孔されたフィルム孔などが検出された場合には、その構成要素を穿孔装置または他の装置に戻してさらに機械加工することが必要になる場合がある。さらに、特に冷却流路内へのレーザ穿孔の場合には、穿孔中に孔の貫通を検知することが難しいことがしばしばである。したがって、周知の機械加工装置および検査技術を用いた複数の検査、移送および機械加工のステップが必要になる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、機械加工、移送および検査のステップ数を減らすと同時に構成要素の品質全体を改善するような改善された熱検査システム、機械加工システム、および使用方法が所望されている。そうした改善されたシステムおよび方法によって、質のよい構成要素を提供する同時に、周知の手動操作に見られる時間的および主観的影響を回避することが可能になる。同様に、そうした改善されたシステムおよび方法によって、より短時間でかつオペレータの関与を少なくして全体的な費用を削減し、質のよい構成要素を提供することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
しがたって、本出願は、機械の構成要素のための熱画像化・機械加工システムを提供する。熱画像化・機械加工システムは、機械の構成要素に１つまたは複数の孔を穿孔するための機械加工装置を備えた機械加工サブシステム、および機械加工サブシステムのまわりに位置決めされた熱検査サブシステムを含むことができる。熱検査サブシステムは、機械の構成要素内の孔の熱応答を決定することができるように、イメージャおよび１つまたは複数の流体供給ラインを含むことができる。
【０００８】
本出願はさらに、機械の構成要素を機械加工および検査する方法を提供する。方法は、機械の構成要素を通る流体の定常の流量および／または圧力を維持するステップと、機械の構成要素内に少なくとも１つの孔を穿孔するステップと、流量および／または圧力の変化を検出したどうかを判定するステップと、流体を第１の温度、次いで第２の温度で機械の構成要素を通して流すステップと、機械の構成要素内の少なくとも１つの孔を画像化するステップと、機械の構成要素内の少なくとも１つの孔の熱応答が所定の範囲の値を満たすかどうかを判定するステップとを含むことができる。
【０００９】
本出願はさらに、高温ガス経路の構成要素のための熱画像化・機械加工システムを提供する。熱画像化・機械加工システムは、高温ガス経路の構成要素に１つまたは複数の孔を穿孔するための穿孔装置を備えた機械加工サブシステム、および機械加工サブシステムのまわりに位置決めされた熱検査サブシステムを含むことができる。熱検査サブシステムは、高温ガス経路の構成要素内の孔の過渡熱応答を決定することができるように、赤外線カメラ、高温空気ラインおよび低温空気ラインを含むことができる。
【００１０】
いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な記述を考察すると、当業者には、本出願のこれらのおよび他の特徴ならびに改善点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書に記載される熱検査・機械加工システムの概略図である。
【図２】本明細書に記載される熱検査・機械加工システムの使用における方法ステップの一例の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に図面を参照するが、複数の図面を通じて、同様の番号は同様の要素を指す。図１は、本明細書において記載される熱検査・機械加工システム１００を示している。熱検査・機械加工システム１００は、熱検査サブシステム１１０および機械加工サブシステム１２０を含むことができる。本明細書において、他のサブシステムおよび他の構成を用いることもできる。
【００１３】
熱検査サブシステム１１０は、複数の冷却用フィルム孔１４０、複数の内部流路および他のタイプの内部構成を備えた、いくつかの高温ガス経路の構成要素または他のタイプの機械の構成要素１３０を検査することが可能である。構成要素１３０の例は、静翼（ノズル）、タービン羽根（ロータ）、燃焼ライナ、他の燃焼システムの構成要素、トランジションピース、シュラウドなど、膜冷却される高温ガス経路の構成要素を含むことができる。
【００１４】
熱検査サブシステム１１０は、流体源１５０を含むことができる。流体源１５０は、高温の流れおよび低温の流れを、直接的にまたは間接的に構成要素１３０の少なくとも１つの内部流路に供給するように構成することができる。本明細書で使用するとき、「流体」という用語は、液体および気体を包含することを理解すべきである。例示的な流体は、圧縮空気などの圧縮ガス、窒素、蒸気、水および任意のニュートン流体を含むことができる。同様に「高温の」および「低温の」という用語は、相対的な意味に用いるにすぎず、特定の値を示すものではない。例えば図１に示す配置では、流体源１５０は工場空気、すなわち、熱検査・機械加工システム１００が内部に収容された組立施設または他の場所の内部の環境条件における「低温の」空気の供給源とすることができる。
【００１５】
熱検査サブシステム１１０はさらに、イメージャ１６０を含むことができる。イメージャ１６０は、構成要素１３０を通る高温および低温の流れに対する構成要素１３０の過渡熱応答に対応する、時系列の画像を取り込むように構成することができる。熱応答は、構成要素１３０の外面に対するいくつかの強度または温度の値に対応する。強度の値は、温度を決定するように温度の値と関係付けることができる。それだけに限らないが、赤外線カメラ１７０などの赤外線検出装置を含めたいくつかのイメージャ１６０を使用することができる。例として、赤外線カメラ１７０を、ＩｎＳｂ検出器を備えたＦＬＩＲ ＳＣ４０００赤外線カメラ１６とすることができる。カメラ１７０は名目上、約３〜５ミクロンの波長範囲で動作し、範囲を約３.９〜５にさらに狭めるフィルタを有することができる。イメージャ１６０の他の例は、作動高温計（ａｃｔｕａｔｉｎｇ ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ)および単点高温計（ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｉｎｔ ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ）を含むことができる。本明細書において、他のタイプの画像化装置および他の構成を用いることもできる。
【００１６】
熱検査サブシステム１１０はさらに、マニピュレータ１８０を含むことができる。マニピュレータ１８０は、イメージャ１６０および／または構成要素１３０の他方に対する動きを制御および自動化するように構成することができる。マニピュレータ１８０は、ロボットアーム１９０または他のタイプの自動化手段を含むことができる。例えばイメージャ１６０を、ＦＡＮＵＣ ＬＲ Ｍａｔｅ２００ ｉＣ ６軸ロボットアーム１９０に取り付けることができる。ロボットアーム１９０は基部に取り付けることができ、基部は適切な安全インタロックで完全に囲むことができる。本明細書において、他のタイプの位置決め装置および他の構成を用いることもできる。
【００１７】
熱検査サブシステム１１０はさらに、構成要素１３０に供給された高温および低温の流れを測定するように構成された少なくとも１つの流量計２００を含むことができる。特定の実現方法に応じて、流れを加熱から冷却へ、または冷却から加熱へ切り換えることができる。流量計２００の例は、音速ノズル、コリオリメータ、層流流量計、オリフィス板、亜音速ベンチュリなどを含むことができる。本明細書において、他のタイプの流れ制御装置および他の構成を用いることもできる。
【００１８】
熱検査サブシステム１００はさらに、いくつかの空気供給ライン２０５を含むことができる。この例では、少なくとも１つの低温空気ライン２１０および少なくとも１つの高温空気ライン２２０を用いることができる。低温空気ライン２１０は工場空気を供給することができ、高温空気ライン２２０は加熱された空気を提供する。したがって、高温空気ライン２２０は、その内部またはそのまわりにヒータ２３０を含むことができる。ヒータ２３０は、所望の加熱過渡プロファイルを与えるプログラム可能なロジックを備えるＤＣ電源（図示せず）に接続された、ニクロムＶのワイヤメッシュ３０などのメッシュヒータとすることができる。本明細書において、他のタイプのヒータ２３０を用いることもできる。流れ指示器２４０（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）は、空気の流れを流量計２００から低温空気ライン２１０または高温空気ライン２２０へ方向付けることができる。流れ指示器２４０は、ソレノイド弁によって作動される空気圧式の三方弁とすることができる。本明細書において、他のタイプの弁および他の構成の空気供給装置を用いることもできる。
【００１９】
検査される構成要素１３０は、標準的な空気流フィクスチャ（ｆｉｘｔｕｒｅ）２５０内に位置決めすることができる。空気フィクスチャ２５０は、構成要素がフィルム孔の空気流の仕様を満たすかどうかなどを判定するために現在用いられているものと同様とすることができる。空気フィクスチャ２５０は構成要素１３０の底部を密閉し、低温空気ライン２１０および高温空気ライン２２０と連通する内側のプレナム２６０から内部流路へ空気が流れるのを可能にする。本明細書において、他のタイプの支持装置および他の構成を用いることもできる。
【００２０】
熱検査サブシステム１１０はさらに、プレナム２６０内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ２７０、およびプレナム２６０内の流体の温度を測定するための少なくとも１つの温度センサ２８０を含む。追加の圧力センサ２７０および温度センサ２８０を、流量計２００のまわりおよび他の場所に位置決めすることもできる。本明細書において、他のタイプのセンサ、ならびに他のタイプの装置および構成を用いることもできる。
【００２１】
熱検査サブシステム１１０はさらに、イメージャ１６０および本明細書において使用される他の装置と通信するプロセッサ２９０を含むことができる。プロセッサ２９０は、構成要素１３０の過渡熱応答を決定し、その過渡熱応答を１つまたは複数の所定の値もしくはベースライン値、または許容可能な範囲の値と比較して、以下にさらに詳しく記載するように構成要素１３０が所望の仕様を満たすかどうかを判定するように構成することができる。プロセッサ２９０は、圧力センサ２７０および温度センサ２８０、ならびに流量計２００に動作可能に接続することもできる。プロセッサ２９０はさらに、プレナム２６０内の圧力および温度、ならびに流量計２００によって測定された質量流量に基づいて、内部流路の少なくとも１つを通る流量を決定するように構成することができる。具体的には、プロセッサ２９０は、測定された質量流量、圧力および温度の値を標準的な条件に合わせ、標準化された質量流量、圧力および温度の値をそれぞれのベースライン値と比較して、構成要素１３０が所望の仕様を満たしているかどうかを判定するように構成することができる。
【００２２】
構成要素１３０は、内部にプレナム２６０を備えた空気フィクスチャ２５０内に入れることができる。一連の自動化されたステップによって、構成要素１３０を適所に固定し、流量計２００および圧力センサ２７０を介して構成要素１３０を通る所望の空気の質量流量を確立することができる。ロボットアーム１９０に取り付けられた赤外線カメラ１７０は、構成要素１３０上のフィルム孔１４０を検査するために様々な位置に位置決めすることができる。カメラ１７０は、構成要素１３０が高温空気ライン２２０内のヒータ２３０を用いて短い加熱過渡状態を経ると、所望の位置における表面温度応答を記録するように作動させることができる。高温の空気によって、ほぼ階段状の温度変化がもたらされる。次いで、ヒータ２３０が切られると同時に、低温空気ライン２１０を介してプレナム２６０に低温の工場空気が送られると、冷却過度状態が生じる。
【００２３】
画像処理アルゴリズムを用いて、各フィルム孔１４０を画定する画素を識別することができる。具体的には、プロセッサ２９０は、過渡状態の間の１つまたは複数の適当な時間に、強度または温度の値の２次導関数を問い合わせることによって、過渡熱応答を決定するように構成することができる。１次導関数を用いることもできる。プロセッサ２９０は、強度または温度の値の導関数を、１つまたは複数の所定の値もしくはベースライン値、または許容可能な範囲の値と比較して、構成要素１３０が所望の仕様を満たすかどうかを判定することによって比較を行うように構成することができる。通常、画像のそれぞれはいくつかの画素に対応し、プロセッサ２９０はさらに、画像における画素の相対的な強度などに基づいて、構成要素１３０の外面上のフィルム孔１４０のそれぞれの位置を識別するように構成することができる。一般的に記述すると、赤外線カメラ１７０が、特定の波長範囲について物体から放射された赤外線放射を測定し画像化する。その放射の強度または大きさは、放射率、周囲の反射および周囲の大気条件を含めた多くの要素に依存する。
【００２４】
開放されたフィルム孔１４０の場合、高温から低温の空気への過渡状態における２次導関数の最大点の大きさは、一般的に高い絶対値になる。フィルム孔１４０が配置された場所などの要素が、この一般論に影響を及ぼす可能性がある。フィルム孔１４０はそれぞれ、特徴付けなければならない熱過渡状態に対する特有の応答を有し得る。塞がれたフィルム孔１４０では対流による付加的な冷却の利点が失われ、伝導のみに依存し、したがって、開放されたフィルム孔１４０に比べて温度または強度の２次導関数の大きさが減少する。
【００２５】
画像化・機械加工システム１００の機械加工サブシステム１２０は、機械加工装置３００を含むことができる。機械加工装置３００は、穿孔装置３１０とすることができる。穿孔装置３１０は、レーザドリル、ＥＭＤ（放電加工）、機械的ドリル、電気化学的穿孔、アブレシブジェット穿孔、ＣＮＣフライス加工（計算機数値制御）などとすることができる。穿孔装置３１０または他のタイプの機械加工装置３００は、多軸装置とすることができる。本明細書において、他のタイプの機械加工装置３００を用いることもできる。
【００２６】
穿孔装置３１０または他のタイプの機械加工装置３００を、マニピュレータ１８０のロボットアーム１９０、または同様のタイプの位置決め装置に取り付けることができる。穿孔装置３１０も、プロセッサ２９０と通信することができる。穿孔装置３１０は、構成要素１３０内にフィルム孔１４０を穿孔する。本明細書において、他のタイプの孔または他の操作を用いることもできる。穿孔装置３１０は、正確な位置決めのために、構成要素１３０および／または空気フィクスチャ２５０に関する１つまたは複数の基準点を必要とすることがある。穿孔装置３１０と構成要素１３０の間には、一般に少なくとも１つの既知の空間的な関係が必要である。
【００２７】
使用時には、熱画像化・機械加工システム１００の熱検査サブシステム１１０および機械加工サブシステム１２０は、フィルム孔１４０を提供するとともに、フィルム孔の貫通の検出および確認を行う。したがって、これらのサブシステム１１０、１２０を組み合わせることによって、不正確に穿孔された孔１４０をその場で補正することができる。具体的には、仕様を満たす質のよいフィルム孔１４０の存在は、それまでの孔の穿孔状態に比べて予想される空気流量の増加を伴う適切な赤外線信号および分析の示度によって認識することができる。
【００２８】
各フィルム孔１４０またはフィルム孔１４０の並びは、穿孔装置３１０による穿孔の直後に、自動化された形で検査することができる。室温の工場（「低温の」）空気を、流量計２００および低温空気ライン２１０を介して構成要素１３０に導入することができる。同じ供給圧力が維持された、または圧力センサ２７０およびプロセッサ２９０によって再度確立されたとすれば、孔１４０を穿孔した後、それまでの孔の穿孔ステップに比べて空気流の既知のまたは予想される増加が観察されるはずである。高温空気ライン２２０およびヒータ２３０を介して「高温の」空気を構成要素１３０に簡単に導入し、続いて、低温空気ライン２１０および流れ指示器２４０を介して低温である室温の工場空気を導入することができる。温度の過渡状態は、赤外線カメラ１７０を用いて記録することができる。換言すれば、初期温度とは異なる温度における制御された流体の流れによって生成される過渡条件に対する構成要素の熱応答を評価する。したがって、空気流および赤外線の測定値によって、（内部の形状の影響などを受けやすい）適切に穿孔され流動させるフィルム孔１４０の存在が確かめられる。したがって、赤外線データと組み合わせた空気流量および供給圧力の変化によって、貫通を検出することが可能になる。他の過渡状態を用いることもできる。
【００２９】
図２は、熱画像化・機械加工システム１００の使用の一例における、いくつかの高レベルの方法ステップに関する流れ図３２０を示している。ステップ３３０では、熱検査サブアセンブリ１１０が、流量計２００および圧力センサ２７０によって測定された、構成要素１３０内への定常のもしくは少なくとも繰り返し可能な圧力および／または流量を維持する。定常の流量または圧力は、通常の器具および測定装置に関連付けられる許容可能な精度および不確定な制限の範囲内で一定であるか、または繰り返し可能であると考えられる。この時点で、流れのデータを記録することが可能であり、使用される穿孔方法および装置に応じて、流れを継続させるまたは終わらせることができる。ステップ３４０では、機械加工サブアセンブリ１２０が穿孔装置３１０によってフィルム孔１４０を穿孔するか、または既存のフィルム孔１４０を修正する。ステップ３５０では、継続された流れまたは再度確立された流れに基づいて、プロセッサ２９０が流量計２００によって検査された流量の増加を、かつ／または圧力センサ２７０によって圧力の低下を調べる。予想される変化は、ステップ３６０で方法が継続するような、適切なフィルム孔１４０が穿孔されたことを示すものである。変化がない（貫通がない）こと、または変化が小さいこと（不適切に穿孔された孔）が検出された場合には、方法はステップ３４０に戻り、穿孔を継続することができる。
【００３０】
ステップ３６０では、高温空気ライン２２０およびヒータ２３０を介して、プレナム２６０および構成要素１３０のフィルム孔１４０に高温の空気を流入させることによって、熱画像化サブアセンブリ１１０が熱遷移状態を開始する。次いで低温の空気を、低温空気ライン２１０を通して、プレナム２６０および構成要素１３０のフィルム孔１４０に流入させる。次いでステップ３７０では、赤外線カメラ１７０が、問題の１つまたは複数のフィルム孔１４０の１つまたは複数の画像を撮り、ステップ３８０において、プロセッサ２９０により強度を決定する。信号が所定の期待値もしくはベンチマークの期待値、またはある範囲の期待値を満たす（孔が適切に穿孔された）場合には、ステップ３９０において新しいフィルム孔１４０のためにプロセスを繰り返すこと、またはさらに穿孔するために、プロセスがステップ３４０に戻ることができる。次いで、方法が終了する。本明細書において、他のステップを任意の所望の順序で用いることもできる。流動のステップ３５０および熱遷移状態のステップ３６０は、構成要素１３０の処理における他の中間点で所望されるように繰り返すことが可能であり、図２に示すものに限定されないことを認識すべきである。構成要素の加熱およびそれに続く冷却について記載してきたが、構成要素の冷却およびそれに続く加熱によって熱過渡状態を得ることも可能であることをさらに認識すべきである。
【００３１】
熱検査サブシステム１１０は完全に自動化することが可能であり、したがって、現行の検査システムより高速になり、精度が改善される。そのような場合には、熱検査サブシステム１１０によって、生産のスループットを高めるようにオペレータが他の仕事を行うことが可能になると同時に、検査した構成要素すべてのアーカイブを生成することが適宜可能になる。再加工を要することが確認されたフィルム孔１４０を、機械加工サブシステム１２０によって自動的に補正することができる。
【００３２】
したがって、熱検査・機械加工システム１００によって、生産工場では、空気流の設計仕様および開放された孔の検査に関するガスタービンの構成要素の検査について、費用節約および生産性向上の可能性がもたらされる。節約は、設備費および人件費の削減によって実現することができる。赤外線のピンチェックによって、面倒な手作業によるピンチェックおよび目視による水流の検査が省かれる。オペレータは通常、１つの構成要素の検査に５〜１０分を費やすことがある。赤外線のピンチェックを自動化すると、その時間を他の製造領域に再配分することが可能になる。
【００３３】
熱検査・機械加工システム１００の他の利益には、赤外線のピンチェックの方法によって孔の開放状態の定量的な測定が可能になることが含まれ、一方、ピンチェックおよび水流の操作は定性的であり、オペレータの判断に依存する。さらに、赤外線のピンチェックの示度は電子的に記録することが可能であるが、ピンチェックおよび水流は通常、検査および製造品質を監視するためのデータベースの生成には用いられない。
【００３４】
前述のことは、本出願の特定の実施形態のみに関するものであり、以下の特許請求の範囲およびその等価物によって定められる本発明の全体的な趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者が本明細書に関して多くの変更および修正を加えることが可能であることを明確にすべきである。
【符号の説明】
【００３５】
１００ 熱検査・機械加工システム
１１０ 熱検査サブシステム
１２０ 機械加工サブシステム
１３０ 構成要素
１４０ フィルム孔
１５０ 流体源
１６０ イメージャ
１７０ 赤外線カメラ
１８０ マニピュレータ
１９０ ロボットアーム
２００ 流量計
２０５ 空気供給ライン
２１０ 低温空気ライン
２２０ 高温空気ライン
２３０ ヒータ
２４０ 流れ指示器
２５０ 空気フィクスチャ
２６０ プレナム
２７０ 圧力センサ
２８０ 温度センサ
２９０ プロセッサ
３００ 機械加工装置
３１０ 穿孔装置
３２０ 流れ図
３３０ ステップ
３４０ ステップ
３５０ ステップ
３６０ ステップ
３７０ ステップ
３８０ ステップ
３９０ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に、熱検査・機械加工システムおよびその使用方法に関し、より詳細には、タービンの構成要素などにおける冷却孔の自動化された穿孔および検査のための、関連する機械加工システムと統合された熱検査システム、ならびにその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのエーロフォイルなどの高温ガス経路の構成要素は一般に、きわめて高い動作温度に耐えるように先進の冷却技術を使用している。こうした先進技術は、膜冷却の使用を含むことができる。膜冷却された構成要素は通常、手作業のピンチェックなどによって検査される。ピンチェックは一般に、サイズの小さいピンゲージの使用および／または水流の可視化を含む。そうした水流の可視化技術には、水を構成要素を通して流し、水が各フィルム孔から流れていることをオペレータに目視で確認させることが必要である。しかしながら、こうした手作業による手法は定性的であり、オペレータの判断に依存する。
【０００３】
赤外線検査技術によって、ほとんど自動化された形で、膜冷却された構成要素の定量的かつ客観的な検査を実施できる可能性がある。しかしながら、赤外線検査システムおよび現行の空気流点検システムは通常、別個の赤外線検査システムおよび空気流点検システムを使用するような矛盾した技術要件を有することがある。そのように別個に使用することによって、時間がかかり、かなり高価になる可能性がある。
【０００４】
赤外線検査システムも空気流点検システムも、一般的には、問題の構成要素にすべてのまたはほとんどのフィルム孔が穿孔されるか、あるいは機械加工されて完成した後に用いられる。そのため、例えば不適切に穿孔されたフィルム孔などが検出された場合には、その構成要素を穿孔装置または他の装置に戻してさらに機械加工することが必要になる場合がある。さらに、特に冷却流路内へのレーザ穿孔の場合には、穿孔中に孔の貫通を検知することが難しいことがしばしばである。したがって、周知の機械加工装置および検査技術を用いた複数の検査、移送および機械加工のステップが必要になる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、機械加工、移送および検査のステップ数を減らすと同時に構成要素の品質全体を改善するような改善された熱検査システム、機械加工システム、および使用方法が所望されている。そうした改善されたシステムおよび方法によって、質のよい構成要素を提供する同時に、周知の手動操作に見られる時間的および主観的影響を回避することが可能になる。同様に、そうした改善されたシステムおよび方法によって、より短時間でかつオペレータの関与を少なくして全体的な費用を削減し、質のよい構成要素を提供することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
しがたって、本出願は、機械の構成要素のための熱画像化・機械加工システムを提供する。熱画像化・機械加工システムは、機械の構成要素に１つまたは複数の孔を穿孔するための機械加工装置を備えた機械加工サブシステム、および機械加工サブシステムのまわりに位置決めされた熱検査サブシステムを含むことができる。熱検査サブシステムは、機械の構成要素内の孔の熱応答を決定することができるように、イメージャおよび１つまたは複数の流体供給ラインを含むことができる。
【０００８】
本出願はさらに、機械の構成要素を機械加工および検査する方法を提供する。方法は、機械の構成要素を通る流体の定常の流量および／または圧力を維持するステップと、機械の構成要素内に少なくとも１つの孔を穿孔するステップと、流量および／または圧力の変化を検出したどうかを判定するステップと、流体を第１の温度、次いで第２の温度で機械の構成要素を通して流すステップと、機械の構成要素内の少なくとも１つの孔を画像化するステップと、機械の構成要素内の少なくとも１つの孔の熱応答が所定の範囲の値を満たすかどうかを判定するステップとを含むことができる。
【０００９】
本出願はさらに、高温ガス経路の構成要素のための熱画像化・機械加工システムを提供する。熱画像化・機械加工システムは、高温ガス経路の構成要素に１つまたは複数の孔を穿孔するための穿孔装置を備えた機械加工サブシステム、および機械加工サブシステムのまわりに位置決めされた熱検査サブシステムを含むことができる。熱検査サブシステムは、高温ガス経路の構成要素内の孔の過渡熱応答を決定することができるように、赤外線カメラ、高温空気ラインおよび低温空気ラインを含むことができる。
【００１０】
いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な記述を考察すると、当業者には、本出願のこれらのおよび他の特徴ならびに改善点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書に記載される熱検査・機械加工システムの概略図である。
【図２】本明細書に記載される熱検査・機械加工システムの使用における方法ステップの一例の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に図面を参照するが、複数の図面を通じて、同様の番号は同様の要素を指す。図１は、本明細書において記載される熱検査・機械加工システム１００を示している。熱検査・機械加工システム１００は、熱検査サブシステム１１０および機械加工サブシステム１２０を含むことができる。本明細書において、他のサブシステムおよび他の構成を用いることもできる。
【００１３】
熱検査サブシステム１１０は、複数の冷却用フィルム孔１４０、複数の内部流路および他のタイプの内部構成を備えた、いくつかの高温ガス経路の構成要素または他のタイプの機械の構成要素１３０を検査することが可能である。構成要素１３０の例は、静翼（ノズル）、タービン羽根（ロータ）、燃焼ライナ、他の燃焼システムの構成要素、トランジションピース、シュラウドなど、膜冷却される高温ガス経路の構成要素を含むことができる。
【００１４】
熱検査サブシステム１１０は、流体源１５０を含むことができる。流体源１５０は、高温の流れおよび低温の流れを、直接的にまたは間接的に構成要素１３０の少なくとも１つの内部流路に供給するように構成することができる。本明細書で使用するとき、「流体」という用語は、液体および気体を包含することを理解すべきである。例示的な流体は、圧縮空気などの圧縮ガス、窒素、蒸気、水および任意のニュートン流体を含むことができる。同様に「高温の」および「低温の」という用語は、相対的な意味に用いるにすぎず、特定の値を示すものではない。例えば図１に示す配置では、流体源１５０は工場空気、すなわち、熱検査・機械加工システム１００が内部に収容された組立施設または他の場所の内部の環境条件における「低温の」空気の供給源とすることができる。
【００１５】
熱検査サブシステム１１０はさらに、イメージャ１６０を含むことができる。イメージャ１６０は、構成要素１３０を通る高温および低温の流れに対する構成要素１３０の過渡熱応答に対応する、時系列の画像を取り込むように構成することができる。熱応答は、構成要素１３０の外面に対するいくつかの強度または温度の値に対応する。強度の値は、温度を決定するように温度の値と関係付けることができる。それだけに限らないが、赤外線カメラ１７０などの赤外線検出装置を含めたいくつかのイメージャ１６０を使用することができる。例として、赤外線カメラ１７０を、ＩｎＳｂ検出器を備えたＦＬＩＲ ＳＣ４０００赤外線カメラ１６とすることができる。カメラ１７０は名目上、約３〜５ミクロンの波長範囲で動作し、範囲を約３.９〜５にさらに狭めるフィルタを有することができる。イメージャ１６０の他の例は、作動高温計（ａｃｔｕａｔｉｎｇ ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ)および単点高温計（ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｉｎｔ ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ）を含むことができる。本明細書において、他のタイプの画像化装置および他の構成を用いることもできる。
【００１６】
熱検査サブシステム１１０はさらに、マニピュレータ１８０を含むことができる。マニピュレータ１８０は、イメージャ１６０および／または構成要素１３０の他方に対する動きを制御および自動化するように構成することができる。マニピュレータ１８０は、ロボットアーム１９０または他のタイプの自動化手段を含むことができる。例えばイメージャ１６０を、ＦＡＮＵＣ ＬＲ Ｍａｔｅ２００ ｉＣ ６軸ロボットアーム１９０に取り付けることができる。ロボットアーム１９０は基部に取り付けることができ、基部は適切な安全インタロックで完全に囲むことができる。本明細書において、他のタイプの位置決め装置および他の構成を用いることもできる。
【００１７】
熱検査サブシステム１１０はさらに、構成要素１３０に供給された高温および低温の流れを測定するように構成された少なくとも１つの流量計２００を含むことができる。特定の実現方法に応じて、流れを加熱から冷却へ、または冷却から加熱へ切り換えることができる。流量計２００の例は、音速ノズル、コリオリメータ、層流流量計、オリフィス板、亜音速ベンチュリなどを含むことができる。本明細書において、他のタイプの流れ制御装置および他の構成を用いることもできる。
【００１８】
熱検査サブシステム１００はさらに、いくつかの空気供給ライン２０５を含むことができる。この例では、少なくとも１つの低温空気ライン２１０および少なくとも１つの高温空気ライン２２０を用いることができる。低温空気ライン２１０は工場空気を供給することができ、高温空気ライン２２０は加熱された空気を提供する。したがって、高温空気ライン２２０は、その内部またはそのまわりにヒータ２３０を含むことができる。ヒータ２３０は、所望の加熱過渡プロファイルを与えるプログラム可能なロジックを備えるＤＣ電源（図示せず）に接続された、ニクロムＶのワイヤメッシュ３０などのメッシュヒータとすることができる。本明細書において、他のタイプのヒータ２３０を用いることもできる。流れ指示器２４０（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）は、空気の流れを流量計２００から低温空気ライン２１０または高温空気ライン２２０へ方向付けることができる。流れ指示器２４０は、ソレノイド弁によって作動される空気圧式の三方弁とすることができる。本明細書において、他のタイプの弁および他の構成の空気供給装置を用いることもできる。
【００１９】
検査される構成要素１３０は、標準的な空気流フィクスチャ（ｆｉｘｔｕｒｅ）２５０内に位置決めすることができる。空気フィクスチャ２５０は、構成要素がフィルム孔の空気流の仕様を満たすかどうかなどを判定するために現在用いられているものと同様とすることができる。空気フィクスチャ２５０は構成要素１３０の底部を密閉し、低温空気ライン２１０および高温空気ライン２２０と連通する内側のプレナム２６０から内部流路へ空気が流れるのを可能にする。本明細書において、他のタイプの支持装置および他の構成を用いることもできる。
【００２０】
熱検査サブシステム１１０はさらに、プレナム２６０内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ２７０、およびプレナム２６０内の流体の温度を測定するための少なくとも１つの温度センサ２８０を含む。追加の圧力センサ２７０および温度センサ２８０を、流量計２００のまわりおよび他の場所に位置決めすることもできる。本明細書において、他のタイプのセンサ、ならびに他のタイプの装置および構成を用いることもできる。
【００２１】
熱検査サブシステム１１０はさらに、イメージャ１６０および本明細書において使用される他の装置と通信するプロセッサ２９０を含むことができる。プロセッサ２９０は、構成要素１３０の過渡熱応答を決定し、その過渡熱応答を１つまたは複数の所定の値もしくはベースライン値、または許容可能な範囲の値と比較して、以下にさらに詳しく記載するように構成要素１３０が所望の仕様を満たすかどうかを判定するように構成することができる。プロセッサ２９０は、圧力センサ２７０および温度センサ２８０、ならびに流量計２００に動作可能に接続することもできる。プロセッサ２９０はさらに、プレナム２６０内の圧力および温度、ならびに流量計２００によって測定された質量流量に基づいて、内部流路の少なくとも１つを通る流量を決定するように構成することができる。具体的には、プロセッサ２９０は、測定された質量流量、圧力および温度の値を標準的な条件に合わせ、標準化された質量流量、圧力および温度の値をそれぞれのベースライン値と比較して、構成要素１３０が所望の仕様を満たしているかどうかを判定するように構成することができる。
【００２２】
構成要素１３０は、内部にプレナム２６０を備えた空気フィクスチャ２５０内に入れることができる。一連の自動化されたステップによって、構成要素１３０を適所に固定し、流量計２００および圧力センサ２７０を介して構成要素１３０を通る所望の空気の質量流量を確立することができる。ロボットアーム１９０に取り付けられた赤外線カメラ１７０は、構成要素１３０上のフィルム孔１４０を検査するために様々な位置に位置決めすることができる。カメラ１７０は、構成要素１３０が高温空気ライン２２０内のヒータ２３０を用いて短い加熱過渡状態を経ると、所望の位置における表面温度応答を記録するように作動させることができる。高温の空気によって、ほぼ階段状の温度変化がもたらされる。次いで、ヒータ２３０が切られると同時に、低温空気ライン２１０を介してプレナム２６０に低温の工場空気が送られると、冷却過度状態が生じる。
【００２３】
画像処理アルゴリズムを用いて、各フィルム孔１４０を画定する画素を識別することができる。具体的には、プロセッサ２９０は、過渡状態の間の１つまたは複数の適当な時間に、強度または温度の値の２次導関数を問い合わせることによって、過渡熱応答を決定するように構成することができる。１次導関数を用いることもできる。プロセッサ２９０は、強度または温度の値の導関数を、１つまたは複数の所定の値もしくはベースライン値、または許容可能な範囲の値と比較して、構成要素１３０が所望の仕様を満たすかどうかを判定することによって比較を行うように構成することができる。通常、画像のそれぞれはいくつかの画素に対応し、プロセッサ２９０はさらに、画像における画素の相対的な強度などに基づいて、構成要素１３０の外面上のフィルム孔１４０のそれぞれの位置を識別するように構成することができる。一般的に記述すると、赤外線カメラ１７０が、特定の波長範囲について物体から放射された赤外線放射を測定し画像化する。その放射の強度または大きさは、放射率、周囲の反射および周囲の大気条件を含めた多くの要素に依存する。
【００２４】
開放されたフィルム孔１４０の場合、高温から低温の空気への過渡状態における２次導関数の最大点の大きさは、一般的に高い絶対値になる。フィルム孔１４０が配置された場所などの要素が、この一般論に影響を及ぼす可能性がある。フィルム孔１４０はそれぞれ、特徴付けなければならない熱過渡状態に対する特有の応答を有し得る。塞がれたフィルム孔１４０では対流による付加的な冷却の利点が失われ、伝導のみに依存し、したがって、開放されたフィルム孔１４０に比べて温度または強度の２次導関数の大きさが減少する。
【００２５】
画像化・機械加工システム１００の機械加工サブシステム１２０は、機械加工装置３００を含むことができる。機械加工装置３００は、穿孔装置３１０とすることができる。穿孔装置３１０は、レーザドリル、ＥＭＤ（放電加工）、機械的ドリル、電気化学的穿孔、アブレシブジェット穿孔、ＣＮＣフライス加工（計算機数値制御）などとすることができる。穿孔装置３１０または他のタイプの機械加工装置３００は、多軸装置とすることができる。本明細書において、他のタイプの機械加工装置３００を用いることもできる。
【００２６】
穿孔装置３１０または他のタイプの機械加工装置３００を、マニピュレータ１８０のロボットアーム１９０、または同様のタイプの位置決め装置に取り付けることができる。穿孔装置３１０も、プロセッサ２９０と通信することができる。穿孔装置３１０は、構成要素１３０内にフィルム孔１４０を穿孔する。本明細書において、他のタイプの孔または他の操作を用いることもできる。穿孔装置３１０は、正確な位置決めのために、構成要素１３０および／または空気フィクスチャ２５０に関する１つまたは複数の基準点を必要とすることがある。穿孔装置３１０と構成要素１３０の間には、一般に少なくとも１つの既知の空間的な関係が必要である。
【００２７】
使用時には、熱画像化・機械加工システム１００の熱検査サブシステム１１０および機械加工サブシステム１２０は、フィルム孔１４０を提供するとともに、フィルム孔の貫通の検出および確認を行う。したがって、これらのサブシステム１１０、１２０を組み合わせることによって、不正確に穿孔された孔１４０をその場で補正することができる。具体的には、仕様を満たす質のよいフィルム孔１４０の存在は、それまでの孔の穿孔状態に比べて予想される空気流量の増加を伴う適切な赤外線信号および分析の示度によって認識することができる。
【００２８】
各フィルム孔１４０またはフィルム孔１４０の並びは、穿孔装置３１０による穿孔の直後に、自動化された形で検査することができる。室温の工場（「低温の」）空気を、流量計２００および低温空気ライン２１０を介して構成要素１３０に導入することができる。同じ供給圧力が維持された、または圧力センサ２７０およびプロセッサ２９０によって再度確立されたとすれば、孔１４０を穿孔した後、それまでの孔の穿孔ステップに比べて空気流の既知のまたは予想される増加が観察されるはずである。高温空気ライン２２０およびヒータ２３０を介して「高温の」空気を構成要素１３０に簡単に導入し、続いて、低温空気ライン２１０および流れ指示器２４０を介して低温である室温の工場空気を導入することができる。温度の過渡状態は、赤外線カメラ１７０を用いて記録することができる。換言すれば、初期温度とは異なる温度における制御された流体の流れによって生成される過渡条件に対する構成要素の熱応答を評価する。したがって、空気流および赤外線の測定値によって、（内部の形状の影響などを受けやすい）適切に穿孔され流動させるフィルム孔１４０の存在が確かめられる。したがって、赤外線データと組み合わせた空気流量および供給圧力の変化によって、貫通を検出することが可能になる。他の過渡状態を用いることもできる。
【００２９】
図２は、熱画像化・機械加工システム１００の使用の一例における、いくつかの高レベルの方法ステップに関する流れ図３２０を示している。ステップ３３０では、熱検査サブアセンブリ１１０が、流量計２００および圧力センサ２７０によって測定された、構成要素１３０内への定常のもしくは少なくとも繰り返し可能な圧力および／または流量を維持する。定常の流量または圧力は、通常の器具および測定装置に関連付けられる許容可能な精度および不確定な制限の範囲内で一定であるか、または繰り返し可能であると考えられる。この時点で、流れのデータを記録することが可能であり、使用される穿孔方法および装置に応じて、流れを継続させるまたは終わらせることができる。ステップ３４０では、機械加工サブアセンブリ１２０が穿孔装置３１０によってフィルム孔１４０を穿孔するか、または既存のフィルム孔１４０を修正する。ステップ３５０では、継続された流れまたは再度確立された流れに基づいて、プロセッサ２９０が流量計２００によって検査された流量の増加を、かつ／または圧力センサ２７０によって圧力の低下を調べる。予想される変化は、ステップ３６０で方法が継続するような、適切なフィルム孔１４０が穿孔されたことを示すものである。変化がない（貫通がない）こと、または変化が小さいこと（不適切に穿孔された孔）が検出された場合には、方法はステップ３４０に戻り、穿孔を継続することができる。
【００３０】
ステップ３６０では、高温空気ライン２２０およびヒータ２３０を介して、プレナム２６０および構成要素１３０のフィルム孔１４０に高温の空気を流入させることによって、熱画像化サブアセンブリ１１０が熱遷移状態を開始する。次いで低温の空気を、低温空気ライン２１０を通して、プレナム２６０および構成要素１３０のフィルム孔１４０に流入させる。次いでステップ３７０では、赤外線カメラ１７０が、問題の１つまたは複数のフィルム孔１４０の１つまたは複数の画像を撮り、ステップ３８０において、プロセッサ２９０により強度を決定する。信号が所定の期待値もしくはベンチマークの期待値、またはある範囲の期待値を満たす（孔が適切に穿孔された）場合には、ステップ３９０において新しいフィルム孔１４０のためにプロセスを繰り返すこと、またはさらに穿孔するために、プロセスがステップ３４０に戻ることができる。次いで、方法が終了する。本明細書において、他のステップを任意の所望の順序で用いることもできる。流動のステップ３５０および熱遷移状態のステップ３６０は、構成要素１３０の処理における他の中間点で所望されるように繰り返すことが可能であり、図２に示すものに限定されないことを認識すべきである。構成要素の加熱およびそれに続く冷却について記載してきたが、構成要素の冷却およびそれに続く加熱によって熱過渡状態を得ることも可能であることをさらに認識すべきである。
【００３１】
熱検査サブシステム１１０は完全に自動化することが可能であり、したがって、現行の検査システムより高速になり、精度が改善される。そのような場合には、熱検査サブシステム１１０によって、生産のスループットを高めるようにオペレータが他の仕事を行うことが可能になると同時に、検査した構成要素すべてのアーカイブを生成することが適宜可能になる。再加工を要することが確認されたフィルム孔１４０を、機械加工サブシステム１２０によって自動的に補正することができる。
【００３２】
したがって、熱検査・機械加工システム１００によって、生産工場では、空気流の設計仕様および開放された孔の検査に関するガスタービンの構成要素の検査について、費用節約および生産性向上の可能性がもたらされる。節約は、設備費および人件費の削減によって実現することができる。赤外線のピンチェックによって、面倒な手作業によるピンチェックおよび目視による水流の検査が省かれる。オペレータは通常、１つの構成要素の検査に５〜１０分を費やすことがある。赤外線のピンチェックを自動化すると、その時間を他の製造領域に再配分することが可能になる。
【００３３】
熱検査・機械加工システム１００の他の利益には、赤外線のピンチェックの方法によって孔の開放状態の定量的な測定が可能になることが含まれ、一方、ピンチェックおよび水流の操作は定性的であり、オペレータの判断に依存する。さらに、赤外線のピンチェックの示度は電子的に記録することが可能であるが、ピンチェックおよび水流は通常、検査および製造品質を監視するためのデータベースの生成には用いられない。
【００３４】
前述のことは、本出願の特定の実施形態のみに関するものであり、以下の特許請求の範囲およびその等価物によって定められる本発明の全体的な趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者が本明細書に関して多くの変更および修正を加えることが可能であることを明確にすべきである。
【符号の説明】
【００３５】
１００ 熱検査・機械加工システム
１１０ 熱検査サブシステム
１２０ 機械加工サブシステム
１３０ 構成要素
１４０ フィルム孔
１５０ 流体源
１６０ イメージャ
１７０ 赤外線カメラ
１８０ マニピュレータ
１９０ ロボットアーム
２００ 流量計
２０５ 空気供給ライン
２１０ 低温空気ライン
２２０ 高温空気ライン
２３０ ヒータ
２４０ 流れ指示器
２５０ 空気フィクスチャ
２６０ プレナム
２７０ 圧力センサ
２８０ 温度センサ
２９０ プロセッサ
３００ 機械加工装置
３１０ 穿孔装置
３２０ 流れ図
３３０ ステップ
３４０ ステップ
３５０ ステップ
３６０ ステップ
３７０ ステップ
３８０ ステップ
３９０ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の構成要素（１３０）のための熱画像化・機械加工システム（１００）であって、
前記機械の構成要素（１３０）に１つまたは複数の孔（１４０）を穿孔するための機械加工装置（３００）を備える機械加工サブシステム（１２０）と、
前記機械加工サブシステム（１２０）のまわりに位置決めされた熱検査サブシステム（１１０）であって、前記機械の構成要素（１３０）内の前記１つまたは複数の孔（１４０）の熱応答を決定することができるように、イメージャ（１６０）および１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）を備える熱検査サブシステム（１１０）と
を含む熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項２】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）のまわりに位置決めされた流量計（２００）および１つまたは複数の圧力センサ（２７０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項３】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）と連通する空気フィクスチャ（２５０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項４】
前記空気フィクスチャ（２５０）が、前記機械の構成要素（１３０）と連通する空気プレナム（２６０）備える請求項３記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項５】
前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）が複数の流体供給ライン（２０５）を含み、前記複数の流体供給ライン（２０５）が高温空気ライン（２２０）および低温空気ライン（２１０）を含む請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項６】
前記高温空気ライン（２２０）が、そのまわりに位置決めされたヒータ（２３０）を備える請求項５記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項７】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記高温空気ライン（２２０）および前記低温空気ライン（２１０）と連通する流れ指示器（２４０）を備える請求項５記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項８】
前記イメージャ（１６０）が赤外線カメラ（１７０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項９】
前記熱検査サブシステム（１１０）がマニピュレータ（１８０）を備え、その上に前記イメージャ（１６０）が位置決めされる請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１０】
前記マニピュレータ（１８０）がロボットアーム（１９０）を備える請求項９記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１１】
前記機械加工装置（３００）が穿孔装置（３１０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１２】
プロセッサ（２９０）をさらに備え、前記プロセッサ（２９０）が、過渡状態のために前記イメージャ（１６０）によって取り込まれた１つまたは複数の強度または温度の値の導関数を問い合わせることによって、前記熱応答を決定する請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１３】
機械の構成要素（１３０）を機械加工および検査する方法であって、
前記機械の構成要素（１３０）を通るガスの繰り返し可能な流量および／または圧力を維持するステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内に孔（１４０）を穿孔するステップと、
前記流量および／または前記圧力の変化を検出したどうかを判定するステップと、
前記ガスを第１の温度、次いで第２の温度で前記機械の構成要素（１３０）を通して流すステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内の前記孔（１４０）を画像化するステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内の前記孔（１４０）の熱応答が所定の範囲の値を満たすかどうかを判定するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記流量および／または前記圧力の変化が検出されなかった場合に、さらなる穿孔ステップを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記熱応答が前記所定の値を満たさない場合に、さらなる穿孔ステップを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１】
機械の構成要素（１３０）のための熱画像化・機械加工システム（１００）であって、
前記機械の構成要素（１３０）に１つまたは複数の孔（１４０）を穿孔するための機械加工装置（３００）を備える機械加工サブシステム（１２０）と、
前記機械加工サブシステム（１２０）のまわりに位置決めされた熱検査サブシステム（１１０）であって、前記機械の構成要素（１３０）内の前記１つまたは複数の孔（１４０）の熱応答を決定することができるように、イメージャ（１６０）および１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）を備える熱検査サブシステム（１１０）と
を含む熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項２】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）のまわりに位置決めされた流量計（２００）および１つまたは複数の圧力センサ（２７０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項３】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）と連通する空気フィクスチャ（２５０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項４】
前記空気フィクスチャ（２５０）が、前記機械の構成要素（１３０）と連通する空気プレナム（２６０）備える請求項３記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項５】
前記１つまたは複数の流体供給ライン（２０５）が複数の流体供給ライン（２０５）を含み、前記複数の流体供給ライン（２０５）が高温空気ライン（２２０）および低温空気ライン（２１０）を含む請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項６】
前記高温空気ライン（２２０）が、そのまわりに位置決めされたヒータ（２３０）を備える請求項５記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項７】
前記熱検査サブシステム（１１０）が、前記高温空気ライン（２２０）および前記低温空気ライン（２１０）と連通する流れ指示器（２４０）を備える請求項５記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項８】
前記イメージャ（１６０）が赤外線カメラ（１７０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項９】
前記熱検査サブシステム（１１０）がマニピュレータ（１８０）を備え、その上に前記イメージャ（１６０）が位置決めされる請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１０】
前記マニピュレータ（１８０）がロボットアーム（１９０）を備える請求項９記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１１】
前記機械加工装置（３００）が穿孔装置（３１０）を備える請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１２】
プロセッサ（２９０）をさらに備え、前記プロセッサ（２９０）が、過渡状態のために前記イメージャ（１６０）によって取り込まれた１つまたは複数の強度または温度の値の導関数を問い合わせることによって、前記熱応答を決定する請求項１記載の熱画像化・機械加工システム（１００）。
【請求項１３】
機械の構成要素（１３０）を機械加工および検査する方法であって、
前記機械の構成要素（１３０）を通るガスの繰り返し可能な流量および／または圧力を維持するステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内に孔（１４０）を穿孔するステップと、
前記流量および／または前記圧力の変化を検出したどうかを判定するステップと、
前記ガスを第１の温度、次いで第２の温度で前記機械の構成要素（１３０）を通して流すステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内の前記孔（１４０）を画像化するステップと、
前記機械の構成要素（１３０）内の前記孔（１４０）の熱応答が所定の範囲の値を満たすかどうかを判定するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記流量および／または前記圧力の変化が検出されなかった場合に、さらなる穿孔ステップを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記熱応答が前記所定の値を満たさない場合に、さらなる穿孔ステップを含む請求項１３記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１２７９５９（Ｐ２０１２−１２７９５９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７２８８４（Ｐ２０１１−２７２８８４）
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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