JP2017187021A

JP2017187021A - アクティブクリアランス制御のための方法および装置

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Publication number: JP2017187021A
Application number: JP2017042309A
Authority: JP
Inventors: バスカール・ナンダ・モンダル; Nanda Mondal Bhaskar; ケネス・エドワード・サイツァー; Edward Seitzer Kenneth; モンティ・リー・シェルトン; Monty Lee Shelton; トーマス・オリー・モニズ; Thomas O Moniz; アタヌ・サーハ; Saha Atanu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: CN107178396B; EP3216987A1; CN107178396A; US10393149B2; CA2959708A1; CA2959708C; US20170268535A1; JP6397525B2

Abstract

【課題】内側環状ケーシングと外側環状ケーシングの間にはキャビティを画定され、クリアランス制御システムはマニホールドシステムを含み、マニホールドシステムは、キャビティ間の冷却流体の流れの流路を形成するように構成された導管を含む。【解決手段】クリアランス制御システムはまたインピンジメントシステム２０６を含み、インピンジメントシステムは、内側環状ケーシングへの冷却流体の流れの流路を形成するように構成されたヘッダおよびプレナムを含む。導管は、インピンジメントシステムへの冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。クリアランス制御システムはさらに流路システムを含み、流路システムは、ターボ機械への冷却流体の流れの流路を形成するように構成された流路を含む。流路は、マニホールドシステム２０４への冷却流体の流れを制御するように構成される。【選択図】図２

Description

本開示の分野は一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンにおけるアクティブクリアランス制御のための方法および装置に関する。

少なくともいくつかの公知の航空機エンジンは、限定するものではないが、高圧圧縮機などの様々な内部構成部品の作動中に熱を発生する。高圧圧縮機には、ロータディスク、ロータディスクに結合された圧縮機ブレード、および高圧圧縮機を収容するケーシングが含まれる。ディスク、圧縮機ブレード、および圧縮機ケーシングの熱膨張差によって、圧縮機ブレードの先端と圧縮機ケーシングの内側表面との間のクリアランスが変化する。圧縮機ブレードの先端と圧縮機ケーシングの内側表面との間のクリアランスが大きくなると、エンジンは非効率となり、それによって、圧縮機の圧力上昇能力が落ち、安定性が悪化しやすくなる。アクティブクリアランス制御は、圧縮機ブレードの先端と内側圧縮機ケーシングとの間のクリアランスを維持する。圧縮機ブレードの先端と内側圧縮機ケーシングとの間のクリアランスを制御するための公知の方法の少なくともいくつかには、熱的なアクティブ制御および機械的なアクティブ制御がある。例えば、いくつかの公知の熱的なアクティブ制御方法は、圧縮機抽気およびファン排出空気を使用して内側圧縮機ケーシングを冷却する。圧縮機抽気およびファン排出空気は、内側圧縮機ケースの半径方向外側表面に導かれる。圧縮機抽気およびファン排出空気は内側圧縮機ケーシングを冷却する。熱的なアクティブ制御方法は、熱的な応答が遅い。

さらに、いくつかの公知の機械的なアクティブ制御方法は、リンク機構および作動を使用して圧縮機ブレードの先端と内側圧縮機ケーシングとの間のクリアランスを制御する。セグメント化されたシュラウドは、ユニゾンリングに取り付けられ、アクチュエータは、各シュラウドの位置を個々に制御する。機械的なアクティブ制御方法は応答速度が速いが、機械的なアクティブ制御方法に必要な追加の機器は航空機に重量を付け加える。

米国特許出願公開第２０１５０１５９４９９号公報

一態様では、ターボ機械用のクリアランス制御システムが提供される。ターボ機械は、回転軸を定める圧縮機、および圧縮機の少なくとも一部分を覆って周方向に延在する内側環状ケーシングを含む。内側環状ケーシングは半径方向外側表面を含む。ターボ機械はさらに、内側環状ケーシングの少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシングを含む。内側環状ケーシングと外側環状ケーシングとは、それらの間に複数のキャビティを画定する。クリアランス制御システムはマニホールドシステムを含み、マニホールドシステムは、複数のキャビティ内に配置された複数の導管を含む。複数の導管は、内側環状ケーシングに沿って軸方向に延在する。複数の導管は、複数のキャビティ間の冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。クリアランス制御システムはまた、ヘッダおよび複数のプレナムを含むインピンジメントシステムを含み、ヘッダおよび複数のプレナムは、内側環状ケーシングの半径方向外側表面への冷却流体の流れの流路を形成するように構成され、かつ複数のキャビティ内に配置される。インピンジメントシステムは、内側環状ケーシングの周りを周方向に延在する。複数の導管は、インピンジメントシステムへの冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。クリアランス制御システムはさらに複数の流路を含む流路システムを含み、複数の流路は、外側環状ケーシングの半径方向外側表面上に配置され、ターボ機械への冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。ここで、複数の流路は、マニホールドシステムへの冷却流体の流れを制御するように構成される。

別の態様では、複数の圧縮機ブレードの先端と内側環状ケーシングとの間のクリアランスを制御する方法が提供される。本方法は、第１のキャビティ、第２のキャビティ、および第３のキャビティを内側環状ケーシングと外側環状ケーシングとの間に画定するステップを含む。本方法はまた、第１のキャビティから、第２および第３のキャビティ内に配置された複数の導管を含むマニホールドシステムへの冷却流体の複数の流れの流路を形成するステップを含む。本方法はさらに、マニホールドシステムから、第３のキャビティ内に配置され、内側環状ケーシングの半径方向外側表面上に配置されたインピンジメントシステムへの冷却流体の複数の流れの流路を形成するステップを含む。

さらに別の態様では、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、回転軸を定める圧縮機、および圧縮機の少なくとも一部分を覆って周方向に延在する内側環状ケーシングを含む。内側環状ケーシングは半径方向外側表面を含む。ターボ機械はさらに、内側環状ケーシングの少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシングを含む。内側環状ケーシングと外側環状ケーシングとは、それらの間に複数のキャビティを画定する。クリアランス制御システムはマニホールドシステムを含み、マニホールドシステムは、複数のキャビティ内に配置された複数の導管を含む。複数の導管は、内側環状ケーシングに沿って軸方向に延在する。複数の導管は、複数のキャビティ間の冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。クリアランス制御システムはまた、ヘッダおよび複数のプレナムを含むインピンジメントシステムを含み、ヘッダおよび複数のプレナムは、内側環状ケーシングの半径方向外側表面への冷却流体の流れの流路を形成するように構成され、かつ複数のキャビティ内に配置される。インピンジメントシステムは、内側環状ケーシングの周りを周方向に延在する。複数の導管は、インピンジメントシステムへの冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。クリアランス制御システムはさらに複数の流路を含む流路システムを含み、複数の流路は、外側環状ケーシングの半径方向外側表面上に配置され、ターボ機械への冷却流体の流れの流路を形成するように構成される。ここで、複数の流路は、マニホールドシステムへの冷却流体の流れを制御するように構成される。

本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様な符号が同様な部品を表している添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。

ガスタービンエンジンの概略図である。図１に示すアクティブクリアランス制御システムの斜視図である。高圧圧縮機抽気から隔離されたキャビティ内に配置された、図１および２に示すアクティブクリアランス制御システムの概略図である。

本明細書で提供する図面は、別に指摘しない限り、本開示の実施形態の特徴を示すことを意図している。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を備える広範なシステムにおいて適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するのに必要な当業者の公知の従来の特徴をすべて含めることを意図していない。

以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらの用語は、以下の意味を有するものと定義する。

単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈においてそうではないと明示しない限り、複数を言及することを含む。

「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意には（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、それに続いて記述される事象または状況は起こる場合も起こらない場合もあるが、この記述は、この事象が起こる場合と起こらない場合とを含むことを意味する。

本明細書および特許請求の範囲を通じてここで用いる近似表現は、関連する基本的機能に変化を生じさせることなく変化することが許容される任意の量的表示を修飾するために適用することができる。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」、「ほぼ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、その特定された正確な値には限定されない。少なくともいくつかの場合には、近似表現はその値を測定するための機器の精度に対応することがある。ここで、および本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は、組み合わせることができ、かつ／または交換することができ、このような範囲は、文脈または表現がそうでないことを示さない限り、そこに含まれるすべての部分範囲として特定され、かつすべての部分範囲を含む。

用語「プロセッサ」および「コンピュータ」、ならびに「処理装置」、「コンピュータ装置」、および「制御器」などの関連する用語は、本明細書で使用するとき、本技術でコンピュータと呼ばれる集積回路だけに限定されるものではなく、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路を広く指し、これらの用語は本明細書においては交換可能に使用される。本明細書で説明する実施形態では、メモリは、限定するものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）などのコンピュータ読取可能な媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ読取可能な不揮発性媒体を含むことができる。あるいは、フロッピディスク、コンパクトディスク−読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：ｃｏｍｐａｃｔｄｉｓｃ−ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ：ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｋ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌｖｅｒｓａｔｉｌｅｄｉｓｃ）もまた使用することができる。また、本明細書で説明する実施形態では、追加の入力チャネルは、限定するものではないが、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースと関係するコンピュータ周辺機器とすることができる。あるいは、例えば、限定するものではないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺機器もまた使用することができる。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、限定するものではないが、オペレータインターフェースモニタを含むことができる。

用語「非一時的コンピュータ読取可能な媒体」は、本明細書で使用するとき、情報を短期および長期に記憶するために任意の方法または技術で実装された、任意の有形のコンピュータベースの装置を表すことを意図しており、その情報とは、例えば、コンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、または任意の装置の他のデータである。したがって、本明細書で説明する方法は、有形の非一時的コンピュータ読取可能な媒体に収められる実行可能な命令としてコード化することができ、ここで、有形の非一時的コンピュータ読取可能な媒体は、限定するものではないが、記憶装置、および／またはメモリ装置を含む。プロセッサがこのような命令を実行するとき、プロセッサはこのような命令によって本明細書で説明する方法の少なくとも一部分を実行する。さらに、用語「非一時的コンピュータ読取可能な媒体」は、本明細書で使用するとき、限定するものではないが、非一時的コンピュータ記憶装置を含むすべての有形のコンピュータ読取可能な媒体を含み、非一時的コンピュータ記憶装置には、限定するものではないが、揮発性および不揮発性媒体、取外し可能および取外し不可能な媒体、例えば、ファームウェア、物理および仮想ストレージ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ならびにネットワークまたはインターネットなどの他の任意のデジタルソースが含まれ、まだ開発されていないデジタル手段も含まれるが、一時的伝播信号はその唯一の例外である。

本明細書で説明するアクティブクリアランス制御システムの実施形態は、例えば、航空機エンジンなどのターボ機械の高圧圧縮機の内側環状ケーシングと高圧圧縮機ブレードの先端との間のクリアランスを制御する。アクティブクリアランス制御システムは、空気入口、マニホールドシステム、制御器、およびインピンジメントシステムを含む。空気入口は、第４段圧縮機抽気をバイパス空気流通路からマニホールドシステムに導く。マニホールドシステムは、空気を分配マニホールドおよび複数の供給管を通じてインピンジメントシステムに導く。空気弁および制御器は、インピンジメントシステムに導かれる空気量を制御する。供給管は、空気をインピンジメントシステムの複数のプレナムに導く。プレナムは、空気を内側環状ケーシングの半径方向外側表面に導くことによって、高圧圧縮機の内側環状ケーシングを冷却する。高圧圧縮機の内側環状ケーシングを冷却すると、ケーシングの熱膨張が低減され、航空機エンジンの高圧圧縮機の内側環状ケーシングと高圧圧縮機ブレードの先端との間のクリアランスが狭くなる。

本明細書で説明するアクティブクリアランス制御システムは、航空機エンジンのクリアランスを制御する公知の方法に優る複数の利点を提供する。より具体的には、本明細書で説明するアクティブクリアランス制御システムは、圧縮機ケーシングの冷却流体として、第７段圧縮機抽気よりむしろ、第４段圧縮機抽気を使用することを促進する。第４段圧縮機抽気は、通常は、第７段圧縮機抽気よりも実質的に温度が低い。冷却流体として第４段圧縮機抽気を使用することによって、より素早い熱応答とより急速なクリアランス制御が容易を形成する。さらに、本明細書で説明するアクティブクリアランス制御システムは、航空機エンジンの高圧圧縮機の内側環状ケーシングと高圧圧縮機ブレードの先端との間のクリアランスを制御するための機械部品の数が少ない、かつ／またはサイズが小さいことによって、航空機の重量を低減する。これに加えて、本明細書で説明するアクティブクリアランス制御システムは、エンジンの性能が改善されることによって航空機の重量を低減する。

図１は、本開示の例示的な実施形態によるガスタービンエンジン１１０の概略断面図である。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１１０は高バイパスターボファンジェットエンジン１１０であり、これを本明細書では「ターボファンエンジン１１０」と称する。図１に示すように、ターボファンエンジン１１０は、軸方向Ａ（参考のために示した長手方向の中心線１１２に平行に延在する）、および半径方向Ｒを定める。一般に、ターボファンエンジン１１０は、ファンセクション１１４、およびファンセクション１１４の下流に配置されたコアタービンエンジン１１６を含む。

図示の例示的なコアタービンエンジン１１６は一般に、環状入口１２０を画定する実質的に管状の外側ケーシング１１８を含む。外側ケーシング１１８および内側ケーシング１１９内には、直列流れ関係で、ブースタまたは低圧（ＬＰ：ｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅ）圧縮機１２２および高圧（ＨＰ：ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ）圧縮機１２４を含む圧縮機セクション１２３、燃焼セクション１２６、高圧（ＨＰ）タービン１２８および低圧（ＬＰ）タービン１３０を含むタービンセクション、ならびにジェット排気ノズルセクション１３２が収まっている。外側ケーシング１１８と内側ケーシング１１９との間の区域は複数のキャビティ１２１を形成する。高圧（ＨＰ）シャフトまたはスプール１３４は、ＨＰタービン１２８をＨＰ圧縮機１２４に駆動接続する。低圧（ＬＰ）シャフトまたはスプール１３６は、ＬＰタービン１３０をＬＰ圧縮機１２２に駆動接続する。圧縮機セクション１２３、燃焼セクション１２６、タービンセクション、およびノズルセクション１３２は一緒になってコア空気流路１３７を定める。

図１に示すように、ファンセクション１１４はファン１３８を含み、ファン１３８は、ディスク１４２に、間隔を置くように結合された複数のファンブレード１４０を有する。図示のように、ファンブレード１４０は、半径方向Ｒに概ね沿ってディスク１４２から外向きに延在する。ファンブレード１４０およびディスク１４２は、ＬＰシャフト１３６によって長手方向軸１１２の周りを一緒に回転することができる。

例示的な実施形態では、ディスク１４２は、空気流が複数のファンブレード１４０を通りやすくなるように空気力学的な輪郭をもつ回転可能な前面ハブ１４８によって覆われる。さらに、例示的なファンセクション１１４は、ファン１３８および／またはコアタービンエンジン１１６の少なくとも一部分を周方向に取り囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル１５０を含む。ナセル１５０は、周方向に離間した複数の出口案内翼１５２によって、コアタービンエンジン１１６に対して支持されるように構成される。ナセル１５０の下流セクション１５４は、コアタービンエンジン１１６の外側部分を覆って延在して、それらの間にバイパス空気流通路１５６を画定する。複数のアクティブクリアランス制御システム１５１はキャビティ１２１内に配置され、コアタービンエンジン１１６を囲む。第４段抽気導管１５３、第７段抽気導管１５５、およびデッドキャビティ抽気導管１５７は、外側ケーシング１１８上に配置される。移送導管１５９は、第４段抽気導管１５３とデッドキャビティ抽気導管１５７とを流れ連通して結合する。弁１６１は、移送導管１５９内に配置されて、第４段抽気導管１５３、デッドキャビティ抽気導管１５７、および移送導管１５９内の流れを制御する。制御器１６３は弁１６１を制御する。

ターボファンエンジン１１０の作動中、ある量の空気１５８が、ナセル１５０および／またはファンセクション１４４の付随した入口１６０を通ってターボファンエンジン１１０に入る。空気１５８がファンブレード１４０を通りすぎると、矢印１６２で示す空気１５８の第１の部分は、バイパス空気流通路１５６内に導かれ、または送られ、矢印１６４で示す空気１５８の第２の部分は、コア空気流路１３７、または、より具体的には、ＬＰ圧縮機１２２内に導かれ、または送られる。空気の第１の部分１６２と空気の第２の部分１６４との比は通常、バイパス比として知られる。次いで、空気の第２の部分１６４の圧力は、ＨＰ圧縮機１２４を通って燃焼セクション１２６内に送られると上昇し、そこで燃料と混合されて燃焼して燃焼ガス１６６を供給する。

矢印１６５で示す空気の第２の部分１６４の第１の抽気部分は、ＨＰ圧縮機１２４からキャビティ１２１内に抽気され、内側ケーシング１１９を冷却するためにアクティブクリアランス制御システム１５１内に、または第４段抽気導管１５３に導かれる。矢印１６７で示す空気の第２の部分１６４の第２の抽気部分は、ＨＰ圧縮機１２４から抽気されてキャビティ１２１内に入り、第７段抽気導管１５５に流れる。抽気１６５は、第４段抽気導管１５３から移送導管１５９内に導かれる。弁１６１を閉じると、第４段抽気導管１５３からの流れが減少し、より多くの抽気１６５がアクティブクリアランス制御システム１５１内に導かれて内側ケーシング１１９を冷却する。抽気１６５は内側ケーシング１１９を冷却した後、デッドキャビティ抽気導管１５７内に導かれる。第７段抽気導管１５５および移送導管１５９は、抽気１６５および１６７を航空機内の他の使用箇所に導く。

燃焼ガス１６６はＨＰタービン１２８を通るように送られ、そこで、燃焼ガス１６６からの熱エネルギーおよび／または運動エネルギーの一部分が、外側ケーシング１１８に結合されたＨＰタービンステータベーン１６８と、ＨＰシャフトまたはスプール１３４に結合されたＨＰタービンロータブレード１７０との連続した段によって取り出され、したがって、ＨＰシャフトまたはスプール１３４を回転させ、それによって、ＨＰ圧縮機１２４の作動が維持される。次いで、燃焼ガス１６６はＬＰタービン１３０を通るように送られ、そこで、燃焼ガス１６６から、熱エネルギーおよび運動エネルギーの第２の部分が、外側ケーシング１１８に結合されたＬＰタービンステータベーン１７２と、ＬＰシャフトまたはスプール１３６に結合されたＬＰタービンロータブレード１７４との連続した段によって取り出され、したがって、ＬＰシャフトまたはスプール１３６を回転させ、それによって、ＬＰ圧縮機１２２の作動および／またはファン１３８の回転が維持される。

続いて、燃焼ガス１６６は、コアタービンエンジン１１６のジェット排気ノズルセクション１３２を通るように送られて推進力を与える。同時に、空気の第１の部分１６２がバイパス空気流通路１５６を通るように送られると、空気の第１の部分１６２の圧力が実質的に上昇し、それから、ターボファンエンジン１１０のファンノズル排気セクション１７６から排出されてこれもまた推進力を与える。ＨＰタービン１２８、ＬＰタービン１３０、およびジェット排気ノズルセクション１３２は、コアタービンエンジン１１６を通るように燃焼ガス１６６を送るための高温ガス通路１７８を少なくとも部分的に画定する。

図１に示した例示的なターボファンエンジン１１０は単なる一例にすぎず、他の実施形態では、ターボファンエンジン１１０は、他の任意の適切な構成を有することができる。さらなる他の実施形態では、本開示の態様は、他の任意の適切なガスタービンエンジンに組み込むことができることもまた認識すべきである。例えば、他の実施形態では、本開示の態様は、例えば、ターボプロップエンジンに組み込むことができる。

図２は、内側環状ケーシング２００および例示的なアクティブクリアランス制御システム１５１の斜視図である。アクティブクリアランス制御システム１５１は、ＨＰ圧縮機１２４（図１に示す）を囲む内側環状ケーシング２００を囲む。アクティブクリアランス制御システム１５１は、マニホールドシステム２０４と流れ連通して結合された複数の吸気システム２０２を含み、マニホールドシステム２０４はインピンジメントシステム２０６と流れ連通して結合される。各吸気システム２０２は、キャビティ１２１内に配置された空気供給管２１０への空気供給入口２０８を含む。マニホールドシステム２０４の周りを周方向に配置された多数の吸気システム２０２は、冷却空気をマニホールドシステム２０４の周りに均等に分配する。マニホールドシステム２０４は、分配マニホ−ルド２１２および複数の供給管２１４を含む。分配マニホールド２１２は、ＨＰ圧縮機１２４の少なくとも一部分を囲む環状の供給管である。供給管２１４は、分配マニホールド２１２およびインピンジメントシステム２０６と流れ連通して結合される。インピンジメントシステム２０６は、内側環状ケーシング２００の半径方向外側表面２１８に周方向に間隔を置いて配置された複数のプレナム２１６を含む。プレナム２１６は、内側環状ケーシング２００の半径方向外側表面２１８と流れ連通している。

ターボファンエンジン１１０（図１に示す）の作動中、空気の部分１６５は、キャビティ１２１内および空気供給入口２０８内に導かれる、または送られる。空気は、空気供給管２１０から分配マニホールド２１２に流れる。分配マニホールド２１２は、空気をプレナム２１６に分配する供給管２１４に空気を分配する。プレナム２１６は、空気を内側環状ケーシング２００の半径方向外側表面２１８に分配して、半径方向外側表面２１８を冷却する。半径方向外側表面２１８を冷却すると、内側環状ケーシング２００の熱膨張が低減される。

図３は、例示的なアクティブクリアランス制御システム１５１の概略図である。アクティブクリアランス制御システム１５１は、前方キャビティ３０２、抽気キャビティ３０４、および後方キャビティ３０６内に配置され、コアタービンエンジン１１６を囲む。外側ケーシング１１８と、内側ケーシング１１９と、前方キャビティ壁３０８と、前方抽気キャビティ壁３１０との間の区域が、前方キャビティ３０２を形成する。外側ケーシング１１８と、内側ケーシング１１９と、前方抽気キャビティ壁３１０と、抽気後方キャビティ壁３１２との間の区域が、抽気キャビティ３０４を形成する。外側ケーシング１１８と、内側ケーシング１１９と、抽気後方キャビティ壁３１２と、後方キャビティ壁３１４との間の区域が、後方キャビティ３０６を形成する。ＨＰ圧縮機１２４は、ＨＰ圧縮機ブレード３１６および複数のＨＰ圧縮機ベーン３１８を含む。クリアランス３２０は、ＨＰ圧縮機ブレード３１６と内側環状ケーシング１１９との間の距離である。第４段内側抽気スロット３２２は、ＨＰ圧縮機１２４を前方キャビティ３０２と流れ連通して結合する。第７段内側抽気スロット３２４は、ＨＰ圧縮機１２４を抽気キャビティ３０４と流れ連通して結合する。

第４段抽気導管１５３、第７段抽気導管１５５、およびデッドキャビティ抽気導管１５７は、外側ケーシング１１８に配置される。移送導管１５９は、第４段抽気導管１５３とデッドキャビティ抽気導管１５７とを流れ連通して結合する。弁１６１は、移送導管１５９内に配置されて、第４段抽気導管１５３、デッドキャビティ抽気導管１５７、および移送導管１５９内の流れを制御する。制御器１６３は弁１６１を制御する。第４段外側抽気スロット３２６は、前方キャビティ３０２を第４段抽気導管１５３と流れ連通して結合する。第７段外側抽気スロット３２８は、抽気キャビティ３０４を第７段抽気導管１５５と流れ連通して結合する。デッドキャビティ外側抽気スロット３３０は、後方キャビティ３０６をデッドキャビティ抽気導管１５７と流れ連通して結合する。

ターボファンエンジン１１０（図１に示す）の第１の動作の実施形態の間、空気の部分１６５（図１に示す）は第４段内側抽気スロット３２２を通って前方キャビティ３０２内に導かれる、または送られる。空気の部分１６５は、矢印３３２で示すように、第４段外側抽気スロット３２６を通って第４段抽気導管１５３内に導かれる。空気の部分３３２は、矢印３３４で示されるように、移送導管１５９内に導かれる。弁１６１は開いており、空気の部分３３４は、航空機によって使用するために航空機に流れることができる。さらに、空気の部分１６７（図１に示す）は、第７段抽気スロット３２４を通って抽気キャビティ３０４内に導かれる、または送られる。空気の部分１６７は、矢印３３６で示すように、第７段外側抽気スロット３２８を通って第７段抽気導管１５５内に導かれ、航空機によって使用するために航空機に流れる。

ターボファンエンジン１１０（図１に示す）の第２の動作モードの間、空気の部分１６５（図１に示す）は、第４段内側抽気スロット３２２を通って前方キャビティ３０２内に導かれる、または送られる。空気の部分１６５は、矢印３３２で示すように、第４段外側抽気スロット３２６を通って第４段抽気導管１５３内に導かれる。空気の部分３３２は、矢印３３４で示すように、移送導管１５９内に導かれる。弁１６１は少なくとも部分的に閉じており、空気の部分１６５を空気供給入口２０８および空気供給管２１０内に向かわせる。空気弁１６１は、制御器１６３によって制御される。ターボファンエンジン１１０が出力増大動作モードで作動しているとき、弁１６１は部分的に開いて少量の空気の部分１６５をアクティブクリアランス制御システム１５１に向かわせることができる。しかしながら、ターボファンエンジン１１０が巡航動作モードで作動しているとき、弁１６１は完全に閉じて大量の空気の部分１６５をアクティブクリアランス制御システム１５１に向かわせることができる。アクティブクリアランス制御システム１５１に向けられる空気の量は、各動作モードに対して予め決めることができる。代替の実施形態では、近接センサ３３８がクリアランス３２０を測定して、制御器１６３にクリアランス３２０を伝えることができる。制御器１６３は、クリアランス３２０の測定値に応答して弁１６１の位置を調整する。

空気供給管２１０からの空気流は分配マニホールド２１２に流れる。分配マニホールド２１２は、空気をプレナム２１６に分配する供給管２１４に空気を分配する。プレナムは、空気を内側環状ケーシング１１９の半径方向外側表面２１８に分配して、それを冷却する。内側環状ケーシング１１９の半径方向外側表面２１８を冷却すると、内側環状ケーシング１１９の熱膨張が低減され、クリアランス３２０が狭くなる。冷却空気は、矢印３４０で示すように、デッドキャビティ抽気導管１５７内に導かれる。弁１６１を閉じることによって、弁１６１は冷却空気の流れ３４０を制限し、より多くの空気３３４が航空機の他の部品に進んで行くことを可能にする。

第４段圧縮機抽気１６５は、第７段圧縮機抽気１６７より温度が低く、第７段圧縮機抽気１６７より速く内側環状ケーシング１１９を冷却する。抽気後方キャビティ壁３１２は、第７段圧縮機抽気１６７がアクティブクリアランス制御システム１５１に接触することを防ぐことによって、アクティブクリアランス制御システム１５１を熱的に隔離する。アクティブクリアランス制御システム１５１を熱的に隔離することによって、第７段圧縮機抽気１６７からアクティブクリアランス制御システム１５１への熱伝達が防がれ、それによって、アクティブクリアランス制御システム１５１内の空気の温度を下げる。アクティブクリアランス制御システム１５１内の空気の部分１６５の温度が低いことによって、内側環状ケーシング１１９の半径方向外側表面２１８の冷却が強化され、それによって、内側環状ケーシング１１９の熱膨張が低減され、クリアランス３２０が狭くなる。

上記のアクティブクリアランス制御システムは、ターボ機械のブレードクリアランスを制御するための効率的な方法を提供する。具体的には、第４段圧縮機抽気を直接ＨＰ圧縮機の表面に供給して、ＨＰ圧縮機ケーシングの熱膨張を低減する。さらに、第４段圧縮機抽気を、アクチュエータやリンク機構を使用せずに直接ＨＰ圧縮機の表面に供給することによって、ターボ機械の重量が軽くなる。最後に、圧縮機抽気がアクティブクリアランス制御システムに接触することを防ぐことによって、ＨＰ圧縮機の表面に接触する第４段圧縮機抽気の温度を下げ、アクティブクリアランス制御システムの応答速度を速くする。

本明細書で説明した方法、システム、および装置の例示的な技術的効果としては、（ａ）ターボ機械の内側環状ケーシングの温度を下げる、（ｂ）ターボ機械のＨＰ圧縮機ブレードの先端と内側環状ケーシングとの間のクリアランスを狭くする、（ｃ）圧縮機抽気から抽気キャビティ内のアクティブクリアランス制御システムへの熱伝達を減らす、のうちの少なくとも１つが含まれる。

アクティブクリアランス制御システムの例示的な実施形態が上記で詳細に説明されている。アクティブクリアランス制御システム、およびこのようなユニットおよび装置を動作させる方法は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成部品および／または方法のステップは、本明細書で説明した他の構成部品および／またはステップとは独立に、および別個に利用することができる。例えば、本方法はまた、クリアランスを制御するための他のシステムと組み合わせて使用することができ、本明細書で説明したシステムおよび方法のみで実行することに限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、クリアランス制御を必要とする多くの他の機械用途に関連して実施および利用することできる。

本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されないことがあるが、これは単に便宜上のことである。本開示の原理にしたがって、１つの図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。

いくつかの実施形態は、１つまたは複数の電子装置またはコンピュータ装置の使用を含む。そのような装置は、通常は、汎用の中央処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ：ｇｒａｐｈｉｃｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ：ｒｅｄｕｃｅｄｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｅｔｃｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）装置、および／または、本明細書で説明する機能を実行することができる他の任意の回路もしくは処理装置などのプロセッサ、処理装置、または制御器を含む。本明細書で説明する方法は、限定するものではないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含むコンピュータ読取可能な媒体内に収められる実行可能な命令としてコード化することができる。処理装置がこのような命令を実行するとき、処理装置はこのような命令によって本明細書で説明した方法の少なくとも一部分を実行する。上記の例は例示にすぎず、したがって、プロセッサおよび処理装置という用語の定義および／または意味を何らかに限定することを意図するものではない。

本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本開示を説明し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本開示を実施できるようにしている。本開示の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
ターボ機械（１１０）用のクリアランス制御システム（１５１）であって、前記ターボ機械（１１０）が、回転軸（１１２）を定める圧縮機（１２４）、および前記圧縮機（１２４）の少なくとも一部分を覆って周方向に延在する内側環状ケーシング（１１９）を含み、前記内側環状ケーシング（１１９）が半径方向外側表面（２１８）を含み、前記ターボ機械（１１０）がさらに、前記内側環状ケーシング（１１９）の少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシング（１１８）を含み、前記内側環状ケーシング（１１９）と前記外側環状ケーシング（１１８）とが、それらの間に少なくとも１つのキャビティ（３０２）を画定し、
前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）内に配置された少なくとも１つの導管（２０８）を備えるマニホールドシステム（２０４）であって、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記内側環状ケーシング（１１９）に沿って軸方向に延在し、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）間の冷却流体の流れの流路（２１４）を形成するように構成された、マニホールドシステム（２０４）と、
ヘッダ（２１０）および少なくとも１つのプレナム（２１６）を備えたインピンジメントシステム（２０６）であって、前記ヘッダ（２１０）および前記少なくとも１つのプレナム（２１６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の前記半径方向外側表面（２１８）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成され、かつ前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）内に配置され、前記インピンジメントシステム（２０６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の周りを周方向に延在し、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記インピンジメントシステム（２０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、インピンジメントシステム（２０６）と、
前記外側環状ケーシング（１１８）の半径方向外側表面上に配置された少なくとも１つの流路（２１４）を備え、かつ前記ターボ機械（１１０）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された流路（２１４）システムであって、前記少なくとも１つの流路（２１４）が、前記マニホールドシステム（２０４）への冷却流体の前記流れを制御するように構成された、流路（２１４）システム（２１２）と
を備えるクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様２］
前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）が、第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を含み、前記マニホールドシステム（２０４）が、前記第１のキャビティ（３０２）から前記第２のキャビティ（３０４）を通って前記第３のキャビティ（３０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、実施態様１に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様３］
抽気スロット（３２２）が、前記第１のキャビティ（３０２）への冷却流体の前記流れの流路を形成し、抽気スロット（３２４）が、前記第２のキャビティ（３０４）への冷却流体の前記流れの流路を形成する、実施態様２に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様４］
前記第２のキャビティ（３０２）と前記第３のキャビティ（３０２）との間に配置された壁（３１２）をさらに備える実施態様３に記載のクリアランス制御システム（１５１）であって、前記壁（３１２）が前記第２のキャビティ（３０２）を前記第３のキャビティ（３０２）から隔離するように構成された、クリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様５］
前記壁（３１２）が断熱材を含む、実施態様４に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様６］
前記流路（２１４）システム（２１２）が空気弁（１６１）を備える、実施態様１に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様７］
前記空気弁（１６１）の位置を制御するように構成された制御器（１６３）をさらに備える、実施態様６に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様８］
前記冷却流体が空気を含む、実施態様１に記載のクリアランス制御システム（１５１）。
［実施態様９］
少なくとも１つの圧縮機ブレード（３１６）の先端と内側環状ケーシング（２００）との間のクリアランス（３２０）を制御する方法であって、
第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を前記内側環状ケーシング（２００）と外側環状ケーシング（１１８）との間に画定するステップと、
前記第１のキャビティ（３０２）から、前記第２および第３のキャビティ（３０４、３０６）内に配置された少なくとも１つの導管（２０８）を含むマニホールドシステム（２０４）への冷却流体の少なくとも１つの流れの流路を形成するステップと、
前記マニホールドシステム（２０４）から、前記第３のキャビティ（３０６）内に配置され、前記内側環状ケーシング（２００）の半径方向外側表面（２１８）上に配置されたインピンジメントシステム（２０６）への冷却流体の前記少なくとも１つの流れの流路を形成するステップと
を含む方法。
［実施態様１０］
前記第１のキャビティ（３０２）からマニホールドシステム（２０４）への冷却流体の少なくとも１つの流れの流路を形成するステップが、前記第１のキャビティ（３０２）から前記マニホールドシステム（２０４）へ空気の流路を形成するステップを含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１１］
第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を前記内側環状ケーシング（２００）と外側環状ケーシング（１１８）との間に画定するステップが、第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を前記内側環状ケーシング（２００）と外側環状ケーシング（１１８）との間に画定し、前記第１および第２のキャビティ（３０２、３０４）が高圧圧縮機（１２４）と流れ連通するステップを含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１２］
第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を前記内側環状ケーシング（２００）と外側環状ケーシング（１１８）との間に画定するステップが、第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を前記内側環状ケーシング（２００）と外側環状ケーシング（１１８）との間に画定し、前記第３のキャビティ（３０６）が高圧圧縮機（１２４）から熱的に隔離されるステップを含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１３］
前記第１のキャビティ（３０２）から、前記第２および第３のキャビティ（３０４、３０６）内に配置された少なくとも１つの導管（２０８）を含むマニホールドシステム（２０４）への冷却流体の少なくとも１つの流れの流路を形成するステップが、前記第１のキャビティから、前記マニホールドシステム（２０４）内に配置された空気弁（１６１）への冷却流体の少なくとも１つの流れの流路を形成するステップを含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１４］
回転軸（１１２）を定める圧縮機（１２４）を備えるターボ機械（１１０）であって、
前記圧縮機（１２４）が、
半径方向外側表面（２１８）を含む内側環状ケーシング（１１９）と、
前記内側環状ケーシング（１１９）の少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシング（１１８）であって、前記内側環状ケーシング（１１９）と前記外側環状ケーシング（１１８）とが、それらの間に複数のキャビティを画定する、外側環状ケーシング（１１８）と、
クリアランス制御システム（１５１）であって、
前記複数のキャビティ内に配置された複数の導管（２０８）を備えるマニホールドシステム（２０４）であって、前記複数の導管（２０８）が、前記内側環状ケーシング（１１９）に沿って軸方向に延在し、前記複数の導管（２０８）が、前記複数のキャビティ間の冷却流体の流れの流路（２１４）を形成するように構成された、マニホールドシステム（２０４）と、
ヘッダ（２１０）および複数のプレナム（２１６）を備えたインピンジメントシステム（２０６）であって、前記ヘッダ（２１０）および前記複数のプレナム（２１６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の前記半径方向外側表面（２１８）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成され、かつ前記複数のキャビティ内に配置され、前記インピンジメントシステム（２０６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の周りを周方向に延在し、前記複数の導管（２０８）が、前記インピンジメントシステム（２０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、インピンジメントシステム（２０６）と、
前記外側環状ケーシング（１１８）の前記半径方向外側表面（２１８）上に配置された複数の流路（２１４）を備え、かつ前記ターボ機械（１１０）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された流路（２１４）システム（２１２）であって、前記複数の流路（２１４）が、前記マニホールドシステム（２０４）への冷却流体の前記流れを制御するように構成された、流路（２１４）システム（２１２）と
を備えるクリアランス制御システム（１５１）と
を備える、ターボ機械（１１０）。
［実施態様１５］
前記冷却流体が空気を含む、実施態様１４に記載のターボ機械（１１０）。
［実施態様１６］
前記複数のキャビティ（３０２）が、第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を含み、前記マニホールドシステム（２０４）が、前記第１のキャビティ（３０２）から前記第２のキャビティ（３０４）を通って前記第３のキャビティ（３０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、実施態様１４に記載のターボ機械（１１０）。
［実施態様１７］
前記第２のキャビティ（３０２）と前記第３のキャビティ（３０２）との間に配置された壁（３１２）をさらに備える実施態様１６に記載のターボ機械（１１０）であって、前記壁（３１２）が前記第２のキャビティ（３０２）を前記第３のキャビティ（３０２）から隔離するように構成された、ターボ機械（１１０）。
［実施態様１８］
前記壁（３１２）が断熱材を含む、実施態様１７に記載のターボ機械（１１０）。
［実施態様１９］
前記流路（２１４）システム（２１２）が空気弁（１６１）を備える、実施態様１４に記載のターボ機械（１１０）。
［実施態様２０］
前記空気弁（１６１）の位置を制御するように構成された制御器（１６３）をさらに備える、実施態様１９に記載のターボ機械（１１０）

１１０ターボファンエンジン
１１２長手方向軸
１１４ファンセクション
１１６コアタービンエンジン
１１８外側ケーシング
１１９内側ケーシング
１２０環状入口
１２１キャビティ
１２２低圧（ＬＰ）圧縮機
１２３圧縮機セクション
１２４高圧（ＨＰ）圧縮機
１２６燃焼セクション
１２８高圧タービン
１３０低圧タービン
１３２ジェット排気ノズルセクション
１３４高圧シャフトまたはスプール
１３６低圧シャフトまたはスプール
１３７コア空気流路
１３８ファン
１４０ファンブレード
１４２ディスク
１４８前面ハブ
１５０ナセル
１５１アクティブクリアランス制御システム
１５２出口案内翼
１５３第４段抽気導管
１５４下流セクション
１５５第７段抽気導管
１５６バイパス空気流通路
１５７デッドキャビティ抽気導管
１５８空気の量
１５９移送導管
１６０付随した入口
１６１弁
１６２空気の第１の部分
１６３制御器
１６４空気の第２の部分
１６５抽気
１６６燃焼ガス
１６７抽気
１６８高圧タービンステータベーン
１７０高圧タービンロータブレード
１７２低圧タービンステータベーン
１７４低圧タービンロータブレード
１７６ファンノズル排気セクション
１７８高温ガス通路
２００内側環状ケーシング
２０２吸気システム
２０４マニホールドシステム
２０６インピンジメントシステム
２０８空気供給入口
２１０空気供給管、ヘッダ
２１２分配マニホールド、流路システム
２１４供給管、流路
２１６プレナム
２１８半径方向外側表面
３０２前方キャビティ
３０４抽気キャビティ
３０６後方キャビティ
３０８前方キャビティ壁
３１０抽気キャビティ壁
３１２抽気後方キャビティ壁
３１４後方キャビティ壁
３１６ＨＰ圧縮機ブレード
３１８ＨＰ圧縮機ベーン
３２０クリアランス
３２２第４段内側抽気スロット
３２４第７段抽気スロット
３２６第４段外側抽気スロット
３２８第７段外側抽気スロット
３３０デッドキャビティ外側抽気スロット
３３２矢印
３３４矢印
３３６矢印
３３８近接センサ
３４０冷却空気の流れ

Claims

ターボ機械（１１０）用のクリアランス制御システム（１５１）であって、前記ターボ機械（１１０）が、回転軸（１１２）を定める圧縮機（１２４）、および前記圧縮機（１２４）の少なくとも一部分を覆って周方向に延在する内側環状ケーシング（１１９）を含み、前記内側環状ケーシング（１１９）が半径方向外側表面（２１８）を含み、前記ターボ機械（１１０）がさらに、前記内側環状ケーシング（１１９）の少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシング（１１８）を含み、前記内側環状ケーシング（１１９）と前記外側環状ケーシング（１１８）とが、それらの間に少なくとも１つのキャビティ（３０２）を画定し、
前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）内に配置された少なくとも１つの導管（２０８）を備えるマニホールドシステム（２０４）であって、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記内側環状ケーシング（１１９）に沿って軸方向に延在し、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）間の冷却流体の流れの流路（２１４）を形成するように構成された、マニホールドシステム（２０４）と、
ヘッダ（２１０）および少なくとも１つのプレナム（２１６）を備えたインピンジメントシステム（２０６）であって、前記ヘッダ（２１０）および前記少なくとも１つのプレナム（２１６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の前記半径方向外側表面（２１８）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成され、かつ前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）内に配置され、前記インピンジメントシステム（２０６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の周りを周方向に延在し、前記少なくとも１つの導管（２０８）が、前記インピンジメントシステム（２０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、インピンジメントシステム（２０６）と、
前記外側環状ケーシング（１１８）の半径方向外側表面上に配置された少なくとも１つの流路（２１４）を備え、かつ前記ターボ機械（１１０）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された流路（２１４）システム（２１２）であって、前記少なくとも１つの流路（２１４）が、前記マニホールドシステム（２０４）への冷却流体の前記流れを制御するように構成された、流路（２１４）システム（２１２）と
を備えるクリアランス制御システム（１５１）。
前記少なくとも１つのキャビティ（３０２）が、第１のキャビティ（３０２）、第２のキャビティ（３０４）、および第３のキャビティ（３０６）を含み、前記マニホールドシステム（２０４）が、前記第１のキャビティ（３０２）から前記第２のキャビティ（３０４）を通って前記第３のキャビティ（３０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、請求項１記載のクリアランス制御システム（１５１）。
抽気スロット（３２２）が、前記第１のキャビティ（３０２）への冷却流体の前記流れの流路を形成し、抽気スロット（３２４）が、前記第２のキャビティ（３０４）への冷却流体の前記流れの流路を形成する、請求項２記載のクリアランス制御システム（１５１）。
前記第２のキャビティ（３０２）と前記第３のキャビティ（３０２）との間に配置された壁（３１２）をさらに備える請求項３記載のクリアランス制御システム（１５１）であって、前記壁（３１２）が前記第２のキャビティ（３０２）を前記第３のキャビティ（３０２）から隔離するように構成された、クリアランス制御システム（１５１）。
前記壁（３１２）が断熱材を含む、請求項４記載のクリアランス制御システム（１５１）。
前記流路（２１４）システム（２１２）が空気弁（１６１）を備える、請求項１記載のクリアランス制御システム（１５１）。
前記空気弁（１６１）の位置を制御するように構成された制御器（１６３）をさらに備える、請求項６記載のクリアランス制御システム（１５１）。
前記冷却流体が空気を含む、請求項１記載のクリアランス制御システム（１５１）。
回転軸（１１２）を定める圧縮機（１２４）を備えるターボ機械（１１０）であって、
前記圧縮機（１２４）が、
半径方向外側表面（２１８）を含む内側環状ケーシング（１１９）と、
前記内側環状ケーシング（１１９）の少なくとも一部分を覆って延在する外側環状ケーシング（１１８）であって、前記内側環状ケーシング（１１９）と前記外側環状ケーシング（１１８）とが、それらの間に複数のキャビティを画定する、外側環状ケーシング（１１８）と、
クリアランス制御システム（１５１）であって、
前記複数のキャビティ内に配置された複数の導管（２０８）を備えるマニホールドシステム（２０４）であって、前記複数の導管（２０８）が、前記内側環状ケーシング（１１９）に沿って軸方向に延在し、前記複数の導管（２０８）が、前記複数のキャビティ間の冷却流体の流れの流路（２１４）を形成するように構成された、マニホールドシステム（２０４）と、
ヘッダ（２１０）および複数のプレナム（２１６）を備えたインピンジメントシステム（２０６）であって、前記ヘッダ（２１０）および前記複数のプレナム（２１６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の前記半径方向外側表面（２１８）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成され、かつ前記複数のキャビティ内に配置され、前記インピンジメントシステム（２０６）が、前記内側環状ケーシング（１１９）の周りを周方向に延在し、前記複数の導管（２０８）が、前記インピンジメントシステム（２０６）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された、インピンジメントシステム（２０６）と、
前記外側環状ケーシング（１１８）の前記半径方向外側表面（２１８）上に配置された複数の流路（２１４）を備え、かつ前記ターボ機械（１１０）への冷却流体の前記流れの流路（２１４）を形成するように構成された流路（２１４）システム（２１２）であって、前記複数の流路（２１４）が、前記マニホールドシステム（２０４）への冷却流体の前記流れを制御するように構成された、流路（２１４）システム（２１２）と
を備えるクリアランス制御システム（１５１）と
を備える、ターボ機械（１１０）。
前記冷却流体が空気を含む、請求項９記載のターボ機械（１１０）。