(57)【要約】      （修正有）【課題】熱作動変位装置の変位を制御する方法の提供。【解決手段】作動装置１８は、第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材４６と、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材４８であって、第１の細長部材４６内に嵌め込まれる第２の細長部材４８とを含む。作動装置１８は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づいて、温度変化に伴って、一部分が該装置の主軸に沿って所定の距離だけ変位するように構成される。【選択図】図２
2010053863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材（４６）と；
第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材（４８）であって、第１の細長部材（４６）内に嵌め込まれる第２の細長部材（４８）とからなり、温度変化に伴って、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づいて、一部分が自身の主軸（５０）に沿って所定の距離だけ変位するように構成される作動装置（１８）。
【請求項２】
第２の細長部材（４８）は中空円筒管であり、前記１以上の第１の細長部材（４６）は複数の部材である、請求項１に記載の装置（１８）。
【請求項３】
前記複数の部材は、（ｉ）第２の細長部材（４８）内に配設され、且つ第２の細長部材（４８）の第１の端部（２６、５８）に接続される内側部材（２４、５６）と、（ｉｉ）第２の細長部材（４８）を取り巻き、且つ第２の細長部材（４８）に第２の細長部材（４８）の第２の端部（３２、６２）において接続される中空外側部材（３０、６０）とを含む、請求項２に記載の装置（１８）。
【請求項４】
第１の端部（３４、５２）において固定され、温度上昇により、自身の第２の端部（２８、５４）が前記主軸（５０）に沿って変位する、請求項１に記載の装置（１８）。
【請求項５】
第１のＣＴＥは、第２のＣＴＥの２分の１より大きく、温度上昇により、第２の端部（２８、５４）が第１の端部（３４、５２）から離れる方向に変位する、請求項４に記載の装置（１８）。
【請求項６】
第１のＣＴＥは、第２のＣＴＥの２分の１より小さく、温度上昇により、第２の端部（２８、５４）が第１の端部（３４、５２）の方へと変位する、請求項４に記載の装置（１８）。
【請求項７】
作動装置（１８）の一部分を変位させる方法であって、
前記作動装置（１８）の第１の端部を固定位置に固定する段階であって、前記作動装置（１８）が、第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材（４６）と、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材（４８）とを含み、
第２の細長部材（４８）を、第１の細長部材（４６）内に嵌め込む段階と、
前記装置（１８）に熱源を導入して、前記装置（１８）の温度を変化させる段階と、
前記温度変化に伴って前記装置（１８）の第２の端部を前記装置（１８）の主軸（５０）に沿って所定の距離だけ変位させる段階であって、前記所定の距離は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づく段階とを含む方法。
【請求項８】
第２の細長部材（４８）は中空円筒管であり、前記１以上の第１の細長部材（４６）は複数の部材である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の部材は、（ｉ）第２の細長部材（４８）内に配設され、且つ第２の細長部材（４８）の第１の端部（２６、５８）に接続される内側部材（２４、５６）と、（ｉｉ）第２の細長部材（４８）を取り巻き、且つ第２の細長部材（４８）に第２の細長部材（４８）の第２の端部（３２、６２）において接続される中空外側部材（３０）とを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の部材は、１以上の追加の中空外側部材（４２）を含み、前記追加の外側部材（４２）は、追加の第２の細長部材（４８）に接続され、前記複数の部材（２４、５６、３０、４２）の各々は、前記１以上の第２の細長部材（４８）を自身間に有する同心的な区画を形成する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の主題は、アクチュエータに関し、特に熱作動変位のための装置と方法とシステムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
動作時に変位するよう構成された構成要素が、様々なシステム及び装置に含まれることがある。このような装置の例には、燃焼機関や昇降機が含まれる。例えば、発電用途又は航空機用途のガスタービンには、タービンケーシング内に配設されるタービン「シュラウド」が用いられる。このシュラウドは、タービンロータ上に配設されるバケット先端とシュラウドとの間のクリアランス（間隙）を、バケット先端とタービンケーシングとの間のクリアランスに比べて小さくする機能を果たし、これにより、バケット先端を越える不都合な高温ガスの「漏れ」が減少し、効率が高まる。現行のシュラウドシステムには専ら、タービンケーシングに接続され、例えばタービンケーシングのフック部によって共に保持される分割シュラウドが用いられている。バケット先端とシュラウドとの間のクリアランスは、タービンケーシングとロータ／バケットとの間の熱時定数特性のみによって定まる。組立時に固定的な冷間クリアランスを、十分に摩擦が和らぐ程度の大きさで設けることもあるが、この場合、定常動作時のクリアランスが増大し、エンジンの効率と出力とが低下してしまう。
【０００３】
クリアランス制御又は変位システムとしては他に、機械式、電気式及び／又は電気機械式のアクチュエータが用いられているものがあるが、これらは、ガスタービン及びエンジンに想定されるような苛酷な環境において劣化する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６２４１５９号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２０９９５１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、ガスタービンの過渡動作及び／又は定常動作時において、タービンのバケット先端とシュラウドとの間のクリアランスをはじめとする装置の変位を制御するシステム及び方法の改良が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的実施形態に従って構成される作動装置は、第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材と、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材であって、第１の細長部材内に嵌め込まれる第２の細長部材とを含み、温度変化に伴って第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づいて自身の一部分が自身の主軸に沿って所定の距離だけ変位するように構成される。
【０００７】
本発明の更なる実施形態には、作動装置の一部分を変位させる方法が含まれる。この方法は、第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材と、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材であって、第１の細長部材内に嵌め込まれる第２の細長部材とを含む作動装置の第１の端部を固定位置に固定する段階と、作動装置に熱源を導入して作動装置の温度を変化させる段階と、温度変化に伴って作動装置の第２の端部を作動装置の主軸に沿って、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づいて所定の距離だけ変位させる段階とを含む。
【０００８】
本発明の更に他の例示的実施形態には、タービンロータと複数のバケットとを含むガスタービンにおいてクリアランスを調節するシステムが含まれる。このシステムは、タービンケーシングの内側に配設される１以上のシュラウド区画と、タービンケーシングの少なくとも一部分を貫通して延在し、且つタービンケーシングに対して固定位置にある第１の端部を有する作動装置であって、第１の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する１以上の第１の細長部材と、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材とを含んでおり、第２の細長部材は第１の細長部材内に嵌め込まれ、温度変化に伴って、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づいて自身の第２の端部が自身の主軸に沿って所定の距離だけ変位するように構成される作動装置とを含む。
【０００９】
更に他の特徴と利点とは、本発明の例示的実施形態の技術により明らかになる。本発明のその他の実施形態及び態様は、本明細書に詳細に説明され、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の一部分とみなされる。本発明を、その利点及び特徴と共によりよく理解するために、以下の詳細な説明と添付図面とを参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る、ガスタービンのタービン内部ケーシングの例示的実施形態の側面斜視図である。
【図２】本発明に係る作動装置の例示的実施形態の垂直断面図である。
【図３】作動装置の更なる例示的実施形態の垂直断面図である。
【図４】作動装置の更なる例示的実施形態の垂直断面図である。
【図５】作動装置の更なる例示的実施形態の垂直断面図である。
【図６】作動装置の更なる例示的実施形態の斜視図である。
【図７】図６の作動装置の側面図である。
【図８】図６の作動装置の垂直断面図である。
【図９】図６の作動装置の様々な例示的実施形態の増幅率を示すグラフである。
【図１０】作動装置を含む図１のタービン内部ケーシングの区画の側面斜視図である。
【図１１】図１のタービン内部ケーシングのシールアセンブリの側面斜視図である。
【図１２】熱作動式アクチュエータを制御するシステムの図である。
【図１３】作動装置の一部分を変位させる例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の例示的実施形態において、熱作動変位のための装置とシステムと方法とを提供する。このシステムは、ガスタービンシステムに含まれる、バケット先端と１つ以上のシュラウドとの間のクリアランス等のガスタービンシステムの構成要素の変位を調節する熱作動装置を含む。
ガスタービンシステムと作動装置を関連付けて説明するが、熱作動により構成要素を変位させることが有利であれば、本発明はいかなるシステムにも適用可能である。
【００１２】
この作動装置は、第１の熱膨張率（「ＣＴＥ」）を有する１以上の第１の細長部材と、この第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する１以上の第２の細長部材とを含む。第２の細長部材は、第１の細長部材内に嵌め込まれる。作動装置は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づき、温度変化に伴って、該装置の主軸に沿って所定の距離だけ伸長するよう構成される。細長部材は、本明細書において、略円筒状の棒体、管体又はこれらを組み合わせたものとして説明されるが、適宜の形状であって良い。更に、この細長部材を熱作動させて、この細長部材の端部を変位させる段階を含む方法も提供する。
【００１３】
図１に、本発明の例示的実施形態に係る、ガスタービンの一部分を概して参照符号１０により示す。ガスタービン１０は、例えば複数のタービン段に係合するように構成されるタービン内部ケーシング１２を含む。このタービンケーシング１２は、各々がスロット１６により分離されるとともに作動装置１８を保持するように構成される複数の区画１４を含む。一実施形態において、各区画１４上に配設されるシールアセンブリ２０は、作動装置１８に係合し、それにより、この作動装置の第１の端部が区画１４に対して固定位置に固定される。各作動装置１８は、例えば、自身の第２の端部においてタービンケーシング１２の内側に配置されるシュラウド又はその他の構成要素に接続される。この作動装置は、タービン１０と関連付けて説明されるが、構成要素の軸方向移動を必要とするいかなるシステム又は装置にも適用可能である。
【００１４】
図２に、作動装置１８の実施形態を示す。この作動装置は、１以上の第１の細長部材４６と１以上の第２の細長部材４８とを含む。一実施形態において、第２の細長部材は、２つの第１の細長部材４６間に嵌め込まれる。第１の細長部材４６は、第１の熱膨張率（「ＣＴＥ」）を有する第１の材料によって作製される。第２の細長部材４８は、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する第２の材料によって作製される。作動装置１８は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づき、温度変化に伴って、該装置の一部分が自身の主軸５０に沿って所定の距離だけ変位するように構成される。
【００１５】
使用時、装置１８の温度を変化させるには、電流、電気加熱器及び／又は空気又は蒸気等のガス等の熱源を用いる。装置１８は、第１の端部５２と第２の端部５４とを有する。
【００１６】
一実施形態において、第１の端部５２が、タービンケーシング１２等の本体に対して固定される。第１の端部５２は、挿着又は螺着等の何らかの適切な機構により固定される。第２の端部５４は、温度変化に伴って、主軸５０に沿って距離「δ」だけ変位する。
【００１７】
例えば、第１の細長部材４６のＣＴＥが、第２の細長部材４８のＣＴＥよりも大きいとき、温度上昇に伴って、第２の端部５４が第１の端部５２から離れる方向に距離δだけ変位する。この変位は、各々の第１の細長部材４６を主軸５０に沿って、第２の細長部材４８よりも大きく膨張させるよう、入れ子状に行われる。その結果、第２の端部５４は、単一の細長部材４６が用いられた場合よりも長距離にわたって変位する。
【００１８】
更なる実施形態において、第１の細長部材４６のＣＴＥは、第２の細長部材４８のＣＴＥよりも小さい。従って、温度上昇に伴って、第２の端部５４が第１の端部５２の方へと距離δだけ変位する、即ち装置１８が収縮する。この変位は、主軸５０に沿った第２の細長部材４８の膨張が、第１の細長部材４６の膨張よりも大きくなるために起こる。この収縮作用も、単一の細長部材４６の場合よりも大きい。
【００１９】
第１及び第２の細長部材４６、４８は、所望のＣＴＥを有する適宜の熱伝導材料によって作製される。このような材料の例として、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）９０９等のニオブ強化超合金、３１０ＳＳ等のステンレス鋼及びＡ２８６等の高強度鉄系超合金が含まれる。本明細書に記載の実施形態では、第１及び第２の細長部材４６、４８を、中実又は中空の円筒部材として説明するが、第１及び第２の細長部材４６、４８は、いかなる適宜の形状であっても良い。
【００２０】
図３の実施形態において、作動装置１８は、複数の同心部材を含み、一方の端部において本体２０に、他方の端部において可動部材２２に接続される。この実施形態では、第２の細長部材４８により、複数の第１の細長部材４６間に嵌め込まれる中空の円筒管が形成される。第１の細長部材４６は、第２の細長部材４８内に配置され、第１の端部２６において第２の細長部材４８に接続されており、且つ第２の端部２８において可動部材２２に接続される内側部材２４を含む。第１の細長部材４６は更に、第２の細長部材４８を取り巻き、第１の端部３２において第２の細長部材４８に接続されており、且つ第２の端部３４において本体２０に接続される中空の外側部材３０を含む。
【００２１】
作動装置１８は、ガス流路又はキャビティ３６を形成し、所定の温度を有する空気、ガス又はその他の物質でこの作動装置１８の構造を包囲して、作動装置１８を膨張させたり収縮させたりする。更に、各々の細長部材４６、４８は、自身を貫通する穴又は孔部を有し、これにより、作動装置が空気、ガス又はその他の物質に曝され易くなる。
【００２２】
図４の実施形態において、アクチュエータ１８は、追加部材を含み、これにより変位作用を更に増幅させる。各々の追加部材は、追加の第２の細長部材４８に同心的に接続される。この実施形態において、第２の細長部材４８は、第１の円筒管３８と追加の円筒管４０とを形成する。第１の細長部材４６は、内側部材２４と外側部材３０と追加の外側部材４２とを含む。追加の円筒管４０は、外側部材３０と追加の外側部材４２との間に嵌め込まれる。追加の外側部材４２は、本体２０に接続される。追加の層をなす細長部材を嵌め込むことにより、長さＬを増加させることなく変位を増幅させることができ、その結果、部材２２による移動距離を増加させることができる。
【００２３】
図５の実施形態において、第１の細長部材４６は、細長棒体又はその他の部材であり、第２の細長部材によって、一方の端部において本体２０に、他方の端部において第１の細長部材４６に接続される中空円筒部材が形成されている。第１の細長部材４６は、一方の端部において第２の細長部材４８に、他方の端部において可動部材２２に接続される。一実施形態において、作動装置１８は、本体２０の外側からタービンケーシング１２を貫通して形成される開口を介して延在し、第２の細長部材４８は、本体２０の外側から突出する。
【００２４】
一例において、本体２０は、タービンケーシングであり、可動部材２２は、タービン動翼又はバケット４４から分離されるタービンシュラウドであるが、本実施形態はこれらに制限されない。細長部材４６、４８を所定の温度の空気に曝すこと等により作動装置１８の温度を制御して、シュラウド２２とバケット４４との間のクリアランスＣを制御する。
【００２５】
図６〜８の実施形態において、作動装置１８は複数の同心部材を含む。図６及び７は、それぞれ作動装置１８の外側の斜視図及び側面図である。図８は、作動装置１８の垂直断面図である。
【００２６】
再び図８を参照すると、第２の細長部材４８は、複数の第１の細長部材４６間に嵌め込まれた中空の円筒管である。この実施形態において、第１の細長部材４６は、第２の細長部材４８内に配設されるとともに第２の細長部材４８の第１の端部５８に接続される内側部材５６と、第２の細長部材４８を取り巻き、第２の細長部材４８に該部材の第２の端部６２において接続される中空の外側部材６０とを含む。
【００２７】
一実施形態において、作動装置１８は、該作動装置１８内に形成される様々なガス流路を含む。一実施形態において、ガス流路は、第１及び第２の細長部材４６、４８及び／又は細長部材４６、４８の所定の部分を貫通して形成される追加の導管により形成される。一例として、中空の外側部材６０は無穴であり、第２の細長部材４８は、自身を貫通する１つ以上の穴又は孔部を含む。
【００２８】
更なる例において、第１の端部５２は、中空であり、中空の外側部材６０と第２の細長部材４８との間に形成される流路に接続される導管を形成する。任意で、１つ以上の孔部又は穴を第２の細長部材４８に形成し、これにより、中空の外側部材６０と内側部材５６との間にガスを流動させても良い。更なる例において、第２の端部５４は、中空であり、自身を貫通するガス流導管を形成する。
【００２９】
その他の実施形態において、変位効果を更に増幅させるために、追加の外側部材６０を含む。各々の追加の外側部材６０は、追加の第２の細長部材４８に同心的に接続される。
【００３０】
上記のように、異なるＣＴＥの材料を第１及び第２の細長部材４６、４８に用いることにより、変位δを増幅させることができる。この増幅作用は、ＣＴＥの差と、第１及び第２の細長部材４６、４８間の接続とが相まって、部材４６、４８が主軸５０に沿って対向する方向に膨張することによってもたらされる。
【００３１】
変位δとＣＴＥの差との関係は、以下の式で表される。
【００３２】
【数１】
2010053863.tif 000003
式中、「α１」は第１の細長部材４６の膨張率（ＣＴＥ）であり、「α２」は第２の細長部材４８のＣＴＥであり、「Ｌ」は作動装置１８の作用部の主軸５０に沿った長さであり、「ΔＴ」は作動装置１８の温度変化である。この実施形態において、作用部は、第１及び第２の細長部材４６、４８である。一実施形態において、作用部はいくつかの細長部材４６、４８を含む。
【００３３】
この式から、ＣＴＥの差と変位δとの間に以下の関係が成立する。
１．α１＝α２／２の場合、δ＝０、
２．α１＞α２／２の場合、δ＞０、
３．α１＜α２／２の場合、δ＜０。
【００３４】
変位δとＣＴＥの差との関係を、あらゆる個数「ｎ」の第１の細長部材に関して更に一般化することができる。
【００３５】
【数２】
2010053863.tif 000004
この式から、ＣＴＥの差と変位δとの間に以下の関係が成立する。
１．α１＝（ｎ−１）×α２／ｎの場合、δ＝０、
２．α１＞（ｎ−１）×α２／ｎの場合、δ＞０、
３．α１＜（ｎ−１）×α２／ｎの場合、δ＜０。
【００３６】
そこで、第１の細長部材４６の個数を増やすことによって、変位を増幅させることができる。第１の細長部材４６は、本実施形態では中空管であるが、いかなる所望の形態であっても良い。例えばｎ＝５、α１＝（２）×α２の場合、変位は以下の式で表される。
【００３７】
【数３】
2010053863.tif 000005
このように、ＣＴＥの差の因数が２である５つの管の場合は、作動装置１８の作用部の変位の増幅は（３×α１×Ｌ×ΔＴ）となる。
【００３８】
図９は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの比が異なる場合の、増幅率と管の個数との関係を示すグラフである。
【００３９】
図１０及び１１には、作動装置１８を本体２０又はタービンケーシング１２に固定する機構を例示する。この実施形態において、第１の端部５２は、略球形であり、シールアセンブリ２０の内部は円錐状の内面を有し、これにより、区画１４と作動装置１８との間をボールアンドコーンシールし易くなる。その他の実施形態では、何らかの適宜の機構を用い、第１の端部５２が区画１４に固定的に接続される。
【００４０】
図１２に、作動装置１８を制御し、例えばシュラウド２０、２４、２６と１つ以上のバケット先端とのクリアランスを制御するシステム７０を示す。このシステム７０には、使用者又は作動装置１８及び／又はシュラウドアセンブリ１４内に内蔵されるセンサからデータを受けることができるコンピュータ７１又はその他の処理装置を搭載しても良い。一実施形態において、コンピュータ７１が、これもまた電気加熱器３６及びガス、蒸気及び／又は空気源等の熱エネルギー源に接続され、これにより、エネルギー源を制御することができる。処理装置を、シュラウドアセンブリ１４と関連させて含んでも、遠隔処理装置の一部分として含んでも良い。
【００４１】
一実施形態において、システム７０は、アクチュエータ７２に接続されたコンピュータ７１を含み、このアクチュエータは、更に作動装置１８にも接続されており、作動装置１８に熱エネルギーを供給する。コンピュータ７１には更に、クリアランス測定センサ７４が接続されており、コンピュータ７１が作動装置を制御することで所望のクリアランスを形成又は維持することができるようになっている。一実施形態において、アクチュエータ７２は、電気加熱器３６及び／又は電源に接続されるリレー又はその他のスイッチ等の加熱機構を含む。更なる実施形態において、アクチュエータ７２は、空気、ガス及び／又は蒸気源に接続された弁を含む。コンピュータ７１の例示的な構成要素として、処理装置、記憶装置、メモリ、入力装置、又は出力装置等のうち少なくとも１つが含まれるが、これらに制限されるわけではない。これらの構成要素については、当業者には周知であるため、本明細書では説明を割愛する。
【００４２】
一般に、本明細書の教示内容の一部には、機械可読媒体上に記憶される命令が含まれる。これらの命令は、コンピュータ７１によって実行され、オペレータに所望の出力を提供する。
【００４３】
図１３に、作動装置１８の一部分を変位させ、例えば、タービンロータと複数のバケットとを含むガスタービンにおいてクリアランスを調節する例示的な方法８０を示す。この方法８０は、段階８１〜８３の１つ以上を含む。例示的実施形態において、この方法には、全ての段階８１〜８３を記載の順序で実行することを含むが、ある段階を省略しても良く、段階を追加しても段階の順序を変更しても良い。本明細書に記載の例示的実施形態では、この方法を、シュラウドアセンブリ１４とコンピュータ７１に関連付けて説明する。しかし、方法８０を、いかなる種類の処理装置と関連させて実施しても、手動で実施しても、熱変位可能なアクチュエータと共に使用可能な適宜のアプリケーションと関連付けて実施しても良い。
【００４４】
第１段階８１では、作動装置の第１の端部５２を固定位置に固定する。例えば、作動装置１８を、突起３４及び／又はタービンケーシング１２に固定する。
【００４５】
第２段階８２では、電気加熱器３６、蒸気、空気及びガス等の熱源を作動装置１８に導入し、第２の端部５４を変位させる。一実施形態において、加熱された空気又はガスである熱源は、作動装置１８の外側、第１及び第２の細長部材４６、４８間の内側キャビティ及び／又は作動装置１８に形成される様々な導管に導入される。一実施形態において、熱源は、突起３４及び／又は入口３８を介して作動装置１８に導入され、これにより内部ケーシング２６が伸長したり収縮したりする。
【００４６】
第３段階８３では、熱源の導入による温度変化に伴って、作動装置１８の第２の端部５４を、主軸５０に沿って所定の距離だけ変位させる。上記のように、この所定の変位距離は、第１のＣＴＥと第２のＣＴＥとの関係に基づく。一例として、第２の端部５４が内部シュラウド２６に接続され、作動装置１８に熱源を導入することにより、バケット先端に対して内部シュラウドが相応に移動する。
【００４７】
一実施形態において、作動装置１８は、タービンケーシング１２の内側から入口３８を介して空気を導入すること等によって所定の温度に維持され、突起３４に熱を加えて突起３４を膨張させることにより、収縮する。例えば、過渡的動作において、バケット先端と内部シュラウド２６との間の最大ピンチ時に、電気加熱器３６の電源がＯＮになり、作動装置１８を収縮させる。
【００４８】
本明細書では、本発明によるシステム及び方法をガスタービンと関連して用いているが、あらゆるその他の適宜の種類のタービンを用いることができる。例えば、本明細書に記載のシステム及び方法を、蒸気タービン又はガス及び蒸気の両方を発生させるタービンに適用しても良い。
【００４９】
本発明による装置、システム及び方法には、先行技術によるシステムを超える数多くの利点がある。例えば、これらの装置、システム及び方法により、バケット先端とシュラウドとの間のクリアランスを積極的に制御することができ、これによって使用者はタービンエンジンを先行技術のシステムよりも狭いクリアランスで運転することができる。これらの装置、システム及び方法は、シュラウドを独立的に移動させることにより、クリアランスを制御し、製造時の公差を補完できる、単便且つ低コストの手段である。
【００５０】
本発明による装置、システム及び方法により、ガスタービンの内側に作動装置を設置することと、所定の温度の空気又はその他の熱源を用いてアクチュエータを移動させることが可能になる。タービンの外側に至る、シールを要する穴もなく、先行技術の電気的方策及び／又は機械的方策に特有の、温度制限を有する部品もない。
【００５１】
本発明による装置、システム及び方法は、先行技術のシステムに比べて信頼性が高く、より苛酷な環境でも使用可能であり、しかも組立長さが短い。これら全ての結果もたらされたこのシステム固有の信頼性により、コストが削減される。本発明による装置、システム及び方法において、更に、正の温度変化によって端部の正又は負のいずれかの変位を生じるよう設計可能なアクチュエータが実現する。
【００５２】
本発明に係る実施形態の機能を、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はこれらを任意に組合せて実施することができる。一例として、開示の実施形態の１つ以上の態様を、例えばコンピュータ使用可能媒体を有する製品（例えば１つ以上のコンピュータプログラム製品）に実装することができる。この媒体には、例えば、本発明の機能を実行し展開するコンピュータ可読プログラムコード手段が実装されている。この製品は、コンピュータシステムの一部分として含まれても、別途に販売されても良い。加えて、機械により実行可能な、開示の実施形態の機能を実行するための１以上の命令プログラムを含む、機械読取可能な１以上のプログラム記憶装置を用いても良い。
【００５３】
以上、最良の態様を含めた様々な例示を用いて本発明を説明してきたが、これにより、
本発明に係る装置又はシステムを作製すること、並びにこれに関連する方法を実施することが当業者に可能となる。添付の特許請求の範囲において本発明の特許可能な範囲を記載するが、これには当業者に想起可能なその他の実施形態も含まれる。かかるその他の実施形態は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する限り、又は特許請求の範囲の文言と本質的に相違ない同等の構成要素を有する限り、本発明の例示的実施形態とみなされる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ガスタービン
１２  タービンケーシング
１４  区画
１４  シュラウドアセンブリ
１６  スロット
１８  作動装置
１８  アクチュエータ
２０  シールアセンブリ
２０  本体
２０  シュラウド
２２  可動部材
２２  シュラウド
２４  内側部材
２４  シュラウド
２６  内側部材の第１の端部
２６  シュラウド
２８  内側部材の第２の端部
３０  中空の外側部材
３２  外側部材の第１の端部
３４  外側部材の第２の端部
３４  突起
３６  キャビティ
３６  電気加熱器
３８  第１の円筒管
３８  入口
４０  追加の円筒管
４２  追加の外側部材
４４  バケット
４６  第１の細長部材
４８  第２の細長部材
５０  主軸
５２  装置の第１の端部
５４  装置の第２の端部
５６  内側部材
５８  第２の細長部材の第１の端部
６０  外側部材
６２  第２の細長部材の第２の端部
７０  システム
７１  コンピュータ
７２  アクチュエータ
７４  クリアランス測定センサ
８０  方法
８１  段階
８２  段階
８３  段階
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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