(57)【要約】【課題】ホイールスペースパージ流の混合チャンバを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジンの圧縮機から抽気される冷却空気は、冷却通路（２０６）を介してノズルベーン冷却通路入口（２０４）およびベーンのパージチューブに送られる。ダイアフラム（１９４）の空洞内に形成される混合チャンバ（２１４）は、パージチューブ（２１０）から流体を受け入れ、混合チャンバ（２１４）および／またはダイアフラム（１９４）の空洞の側壁（２２８、２３０）を貫通して形成される出口通路（２１６）を介してダイアフラム（１９４）の直径面（１９６）にこの流体を送る。出口通路（２１６）は、直径面（１９６）と略平行なおよび／またはダイアフラム（１９４）に隣接するタービンホイールの回転方向の速度成分を流体に与えるために傾けられてもよい。【選択図】図１
2017078423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械冷却回路（２００）であって、
固定構成要素（１９０）のベーン（１９２）の半径方向内端にあるパージチューブ（２１０）であって、前記ベーン（１９２）が、ターボ機械（１００）の作動流体の流れ経路（１６７）に配置されており、前記パージチューブ（２１０）が、前記ベーン（１９２）の冷却通路（２０６）の出口（２０８）を含むパージチューブ（２１０）と、
前記パージチューブ（２１０）と流体連通し、かつ前記固定構成要素（１９０）のダイアフラム（１９４）の半径方向外側部分に形成された混合チャンバ（２１４）であって、前記ダイアフラム（１９４）が、前記作動流体の流れ経路（１６７）の実質的に外に配置されており、前記混合チャンバ（２１４）が、周方向に互いに離間された混合チャンバ端壁（２２０、２２２）、混合チャンバ底壁（２２６）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁（２２４）、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁（２２８）および混合チャンバ後方側壁（２３０）を含む混合チャンバ（２１４）と、
少なくとも１つの出口通路（２１６）であって、前記パージチューブ（２１０）から前記混合チャンバ（２１４）に流入する冷却流体が、前記混合チャンバ（２１４）に流れ込み、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）を通り、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の表面と略平行な、前記ダイアフラム（１９４）の表面（１９６）から流出するように前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の一方および前記ダイアフラム（１９４）の対応する部分を貫通して形成された少なくとも１つの出口通路（２１６）と
を備えるターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項２】
前記ダイアフラム（１９４）が、その半径方向外側部分に略周方向の溝を含み、該溝内に、前記混合チャンバ（２１４）が形成されており、前記溝が、互いに対向する溝前方側壁（３１４）および溝後方側壁（３１６）ならびに略周方向の溝内側壁（３１２）を含み、前記ダイアフラム（１９４）の前記対応する部分が、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）が貫通して形成されている、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方に対応する、前記溝前方側壁（３１４）および前記溝後方側壁（３１６）の一方である、請求項１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項３】
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ前記溝内側壁（３１２）および前記溝側壁（３１４、３１６）を含む、請求項２に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項４】
前記混合チャンバ上壁（２２４）が、前記溝前方側壁（３１４）から前記溝後方側壁（３１６）まで延在し、前記混合チャンバ端壁（２２０、２２２）が、前記混合チャンバ上壁（２２４）から前記混合チャンバ底壁（２２６）までかつ前記混合チャンバ前方側壁（２２８）から前記混合チャンバ後方側壁（２３０）まで延在する、請求項２に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの出口通路（２１６）のそれぞれが、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方の表面と略平行な速度成分を前記混合チャンバ（２１４）から流出する流体に与えるために前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方に対して傾けられている、請求項１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項６】
前記ダイアフラム（１９４）の略直径平面にあり、かつ前記混合チャンバ（２１４）の端壁（２２０、２２２）を貫通して前記ダイアフラム（１９４）の略周方向に延在する、前記パージチューブ（２１０）と前記混合チャンバ（２１４）との間のコネクタ（２１２）をさらに備える、請求項１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
【請求項７】
ターボ機械冷却システムであって、
ターボ機械（１００）の圧縮機セクション（１０５）の冷却流体抽気ポート（１２０）であって、これを通して冷却流体が前記圧縮機セクション（１０５）から選択的に流される冷却流体抽気ポート（１２０）と、
前記抽気ポート（１２０）および前記ターボ機械（１００）のタービンセクション（１８０）の固定構成要素（１９０）のベーン（１９２）の冷却通路入口（２０４）と流体連通する冷却流体導管であって、前記ベーン（１９２）が、半径方向内端において前記固定構成要素（１９０）のダイアフラム（１９４）の外周に実質的に隣接して取り付けられている冷却流体導管と、
前記ダイアフラム（１９４）の前記外周に形成された空洞（３１０）であって、前記ダイアフラム（１９４）の略周方向に延在する空洞内側壁（３１２）ならびに該空洞内側壁（３１２）から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁（３１４）および空洞後方側壁（３１６）を含む空洞（３１０）と、
前記ベーン（１９２）の前記半径方向内端にあり、かつ前記冷却通路（２０６）と流体連通するパージチューブ（２１０）と、
前記空洞（３１０）内に形成され、かつ前記パージチューブ（２１０）と流体連通する混合チャンバ（２１４）であって、互いに対向する混合チャンバ端壁（２２０、２２２）、混合チャンバ底壁（２２６）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁（２２４）、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁（２２８）および混合チャンバ後方側壁（２３０）を含む混合チャンバ（２１４）と、
少なくとも１つの出口通路（２１６）であって、前記パージチューブ（２１０）から前記混合チャンバ（２１４）に流入する冷却流体が、前記混合チャンバ（２１４）に流れ込み、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）を通って前記ダイアフラム（１９４）の表面（１９６）から流出するように前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の一方および前記空洞側壁（３１４、３１６）の対応する一方を貫通する少なくとも１つの出口通路（２１６）と
を備えるターボ機械冷却システム。
【請求項８】
複数の前記ベーン（１９２）が、前記ダイアフラム（１９４）の周囲に周方向に離間されて取り付けられており、前記ダイアフラム（１９４）が、複数の弓形セグメント（３００）を含み、該複数の弓形セグメント（３００）のそれぞれが、該弓形セグメント（３００）に取り付けられた前記ベーン（１９２）の前記パージチューブ（２１０）に連結されたそれぞれの前記混合チャンバ（２１４）を含む、請求項７に記載のターボ機械冷却システム。
【請求項９】
前記空洞（３１０）が、前記ダイアフラム（１９４）の周囲の略周方向の溝であり、前記弓形セグメント（３００）のそれぞれが、前記略周方向の溝の一部を含む、請求項８に記載のターボ機械冷却システム。
【請求項１０】
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ空洞内側壁（３１２）および空洞側壁（３１４、３１６）を含み、前記上壁（２２４）が、前記空洞前方側壁（３１４）から前記空洞後方側壁（３１６）まで延在する、請求項７に記載のターボ機械冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般にターボ機械の冷却システムに関し、より詳細には、ターボ機械のホイールスペース領域内の冷却流体を調整するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部のターボ機械（高温ガスタービンエンジンなど）は、１つ以上の燃焼室であって、その中で燃料空気混合気の燃焼が、高温ガスの供給をもたらす１つ以上の燃焼室を用い得る。高温ガス（作動流体とも呼ばれ得る）は、燃焼室から作動流体経路を通って１つ以上のタービンホイールに送られ、そこで、高温ガスは、各タービンホイールに外周列として取り付けられたタービンバケットまたはタービンブレード間に流される。これらのバケットまたはブレードは、衝突する高温ガスまたは作動流体に反応して、ガスのエネルギー（運動エネルギーなど）をタービンホイールの回転運動に変換する。場合によっては、タービンホイールは、空気圧縮機と共通のシャフトに取り付けられ、この結果、回転するタービンホイールはまた、エンジンでの燃料燃焼のために空気を供給し得る圧縮機を駆動する。エンジンは、そこを通って流れる非常に高温のガスの大量の供給を利用するため、高温ガスにさらされる多数の構成要素およびエンジン構造は、非常に高い温度に達する。場合によっては、これらの部分および構成要素の温度は、これらが潜在的に構造的に有害となるレベルに達する。このような場合、これらの部分を冷却することにより、損害が低減または回避され得る。
【０００３】
一部のターボ機械のこのような部分を冷却する目的で、圧縮機によって圧縮される空気の一部が、様々な固定構成要素および回転構成要素を冷却するためにまたはガスタービン内の空洞をパージするために燃焼用から流用される場合がある。冷却空気は、言及した構成要素および構造を冷却するために圧縮機から取られて利用されてもよい。流用される空気流（以下「冷却流体」）は、圧縮機によって圧縮される空気流の全体のうちのかなりの量を消費し得る。流用される冷却流体は、燃焼には使用されず、ガスタービンの性能を低下させる。冷却流体を調整および制御することは、タービンの性能を劇的に向上させ得る。一般的に、冷却流体は、圧縮機から抽気され、燃焼システムをバイパスして、冷却回路を通って流れる。冷却回路は、一般的に、ロータ圧縮機−タービンジョイント（以下「接合ジョイント（ｍａｒｒｉａｇｅ  ｊｏｉｎｔ）」）を含む様々なタービン構成要素および様々なホイールスペース領域の近くに配置される。冷却回路の構成は、冷却流体の流量の妥当性および／または前述のタービン構成要素の体積に影響を及ぼし得る。冷却回路は、利用される可能性のあるかなりの量の冷却空気および好適な方法によるエンジン内でのその最終的な廃棄を考慮に入れて、特定のホイールスペース領域に冷却流体を送り得るチャンバ（プレナムなど）を含み得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３０２８００４０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態において、ターボ機械冷却回路は、固定構成要素のベーンの半径方向内端にあるパージチューブであって、ベーンが、ターボ機械の作動流体の流れ経路に配置され、パージチューブが、ベーンの冷却通路の出口を含むパージチューブを含んでもよい。混合チャンバは、パージチューブと流体連通してもよく、固定構成要素のダイアフラムの半径方向外側部分に形成されてもよい。ダイアフラムは、作動流体の流れ経路の実質的に外に配置されてもよく、混合チャンバは、周方向に互いに離間される混合チャンバ端壁と、混合チャンバ底壁から半径方向に離間される混合チャンバ上壁と、互いに対向する混合チャンバ前方側壁および混合チャンバ後方側壁とを含んでもよい。加えて、少なくとも１つの出口通路は、パージチューブから混合チャンバに流入する冷却流体が、混合チャンバに流れ込むことができ、少なくとも１つの出口通路を通って、混合チャンバ側壁の表面と略平行な、ダイアフラムの表面から流出することができるように混合チャンバ側壁の一方およびダイアフラムの対応する部分を貫通して形成されてもよい。
【０００６】
本明細書に開示されている本発明の別の実施形態は、ターボ機械の圧縮機セクションの冷却流体抽気ポートであって、これを通して冷却流体が圧縮機セクションから選択的に流される冷却流体抽気ポートを含んでもよいターボ機械冷却システムの形態をとってもよい。冷却流体導管は、抽気ポートおよびターボ機械のタービンセクションの固定構成要素のベーンの冷却通路入口と流体連通してもよい。ベーンは、半径方向内端においてダイアフラムの外周に実質的に隣接して取り付けられてもよい。ダイアフラムの外周に形成される空洞は、ダイアフラムの略周方向に延在する空洞内側壁ならびに該空洞内側壁から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁および空洞後方側壁を含んでもよい。ベーンの半径方向内端にあるパージチューブは、冷却通路および空洞内に形成される混合チャンバと流体連通してもよい。混合チャンバは、互いに対向する混合チャンバ端壁と、混合チャンバ底壁から半径方向に離間される混合チャンバ上壁と、互いに対向する混合チャンバ前方側壁および混合チャンバ後方側壁とを含んでもよい。少なくとも１つの出口通路は、パージチューブから混合チャンバに流入する冷却流体が、混合チャンバに流れ込むことができ、少なくとも１つの出口通路を通ってダイアフラムの表面から流出することができるように混合チャンバ側壁の一方および空洞側壁の対応する一方を貫通してもよい。
【０００７】
本明細書に開示されている本発明の実施形態のさらなる実施態様において、ターボ機械は、冷却流体抽気ポートを有する圧縮機セクションであって、冷却流体抽気ポートを通して冷却流体が圧縮機セクションから選択的に流される圧縮機セクションならびに複数の固定構成要素および複数の回転構成要素を有するタービンセクションを含んでもよい。少なくとも１つの固定構成要素は、ダイアフラムであって、その外側部分に形成される空洞を有するダイアフラムを有してもよく、この場合、空洞は、略周方向の空洞内側壁ならびに該空洞内側壁から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁および空洞後方側壁を有する。複数のベーンは、ダイアフラムから離れるように半径方向に延在してもよい。タービンセクションの回転構成要素のそれぞれは、タービンホイールを含んでもよい。ターボ機械は、抽気ポートと流体連通する冷却流体回路であって、抽気ポートと流体連通する冷却通路入口から各ベーンの半径方向内端にある冷却通路出口まで延びる、各ベーンの冷却通路を含んでもよい冷却流体回路を有してもよい。各ベーンの半径方向内端にある、各ベーンのパージチューブは、冷却通路出口および空洞内に形成される混合チャンバと流体連通してもよい。混合チャンバは、周方向に互いに離間される混合チャンバ端壁と、混合チャンバ底壁から半径方向に離間される混合チャンバ上壁と、互いに対向する混合チャンバ前方側壁および混合チャンバ後方側壁とを含んでもよい。少なくとも１つの出口通路は、パージチューブから混合チャンバに流入する冷却流体が、混合チャンバに流れ込み、少なくとも１つの出口通路を通り、ダイアフラムの表面と略平行な速度成分を有してダイアフラムの表面から流出するように混合チャンバ側壁の一方および対応する空洞側壁に対して傾けられるようにして混合チャンバ側壁の一方および対応する空洞側壁を貫通して形成されてもよい。
【０００８】
さらなる特徴および利点は、本発明の技術によって実現される。本発明の他の実施形態および態様は、本明細書で詳細に説明され、特許請求される発明の一部であると考えられる。利点および特徴を有する本発明のより良い理解のために、説明および図面を参照されたい。
【０００９】
本発明と見なされる主題は、本明細書の最後にある特許請求の範囲において詳細に示され、明確に特許請求される。本発明の前述のおよび他の特徴および利点は、添付図面に関連して行われる以下の詳細な説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本明細書に開示されているような本発明の実施形態が動作し得る環境を示す、ターボ機械（ここでは、ガスタービン）の概略断面図である。
【図２】本明細書に開示されている本発明の実施形態に係る冷却回路を含む、タービンの部分の概略断面図である。
【図３】本明細書に開示されている本発明の実施形態に係る、ダイアフラムの一部に取り付けられた混合チャンバの概略上面斜視図である。
【図４】本明細書に開示されている本発明の実施形態に係る混合チャンバおよびその連結部のさらなる詳細を示す、図２に示されている冷却回路の下部の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の図面が必ずしも原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本発明の一般的な態様を描くことを意図したものに過ぎず、したがって、本発明の範囲を限定するものとして考えられるべきではない。図の間で同様に番号が付された要素は、互いに参照して説明されるように実質的に同様であり得ることが理解される。さらに、図１〜図４を参照して示され、説明される実施形態において、同じ番号付けは、同じ要素を示し得る。明確にするために、これらの要素の冗長な説明は省略されている。最後に、図１〜図４の構成要素およびこれらに付随する説明は、本明細書で説明されているすべての実施形態に適用され得ることが理解される。
【００１２】
概して、本明細書に開示されている本発明の実施形態は、以前は３つの段を設けるために使用されていた空間内に４つの段を設けるよりコンパクトなガスタービンエンジンにおいて冷却流体調整を可能にする。軸方向空間は、このエンジンによって以上のように制限され、前方のホイールスペースに冷却流体（圧縮機から得られるパージ流など）を供給するシステムは、以前のエンジンのシステムに比べて２５％少ない利用可能空間しか有さない。本明細書に開示されている本発明の実施形態は、縮小された利用可能空間で熱伝達、流れ特性を維持するために、冷却流体（エンジンの圧縮機からのパージ流など）を受け入れるようにベーンからのパージチューブに連結される、ダイアフラム内に形成される混合チャンバおよび混合チャンバの側壁を貫通し、ダイアフラムの表面までダイアフラムを貫通し、したがって、ダイアフラムに隣接するホイールスペースに至る少なくとも１つの出口通路を設けることによって、これに対処する。詳細には、混合チャンバおよびダイアフラムの前方壁に出口通路を形成することにより、性能を改善することができ、ダイアフラムの直径面と略平行な速度成分を与えるために出口通路を傾けることにより、性能をさらに向上させることができる（特に、速度成分が、ダイアフラムの略周方向ならびに／または出口通路および／もしくはダイアフラムに隣接するタービンホイールの回転方向に対して接線方向の場合）。
【００１３】
以下では、本発明の１つ以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書では、実際の実施態様の特徴のすべてについて説明しない場合もある。このような実際の実施態様の開発（工学または設計プロジェクトにおけるような）において、実施態様ごとに異なり得る特定の目標（システム関連および／またはビジネス関連の制約の遵守など）を達成するために、実施態様に特有の多数の決定がなされることが認識されるべきである。さらに、このような努力は、込み入っていて、時間がかかるものであるかもしれないが、本開示の利益を受ける当業者にとっては設計、製作、および製造に関する日常的な取り組みであることが認識されるべきである。
【００１４】
詳細な例示的な実施形態が、本明細書に開示されている。しかしながら、本明細書に開示されている特定の構造的な詳細および機能的な詳細は、例示的な実施形態を説明するための代表例に過ぎない。しかしながら、本発明の実施形態は、多くの代替的な形態で実施され得るものであり、本明細書に述べられている実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではない。
【００１５】
したがって、例示的な実施形態は、様々な修正例および代替的な形態が可能であるが、その実施形態は、図において例として示され、本明細書において詳細に説明される。しかしながら、例示的な実施形態を特定の形態に限定する意図はなく、逆に、例示的な実施形態は、本発明の範囲内にあるあらゆる修正例、均等例、および代替例を含み得ることが理解されるべきである。
【００１６】
本明細書で使用されている用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、例示的な実施形態を限定することを意図したものではない。本明細書で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別段の明確な指示がない限り、複数形も含むことが意図されている。用語「備える」、「備えている」、「含んでもよい」、および／または「含んでいる」は、本明細書で使用される場合、言明されている特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明確に述べているが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらの群の存在または付加を排除しない。
【００１７】
第１の、第２の等の用語が、様々な要素について説明するために本明細書で使用されている場合があるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されないものとする。これらの用語は、要素を互いに区別するためにのみ使用される。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素は、第２の要素と称されてもよく、同様に、第２の要素は、第１の要素と称されてもよい。本明細書で使用される場合、用語「および／または」は、１つ以上の関連性のある列挙された項目の任意のおよびすべての組み合わせを含み得る。
【００１８】
特定の用語は、本明細書において、読者の便宜のためにのみ使用され得るものであり、本発明の範囲の限定として理解されるべきではない。例えば、「上方の」、「下方の」、「左の」、「右の」、「前の」、「後の」、「最も上の」、「底の」、「水平な」、「垂直な」、「上流の」、「下流の」、「前面の」、「前方の」、および「後方の」などの語は、図に示されている構成を説明しているに過ぎない。実際、本発明の実施形態の要素または複数の要素は、任意の方向に配置されてもよく、したがって、用語は、別に指定がない限り、このような変形例を包含するものとして理解されなければならない。
【００１９】
本発明は、様々な、空気を吸い込むターボ機械に適用され得る。これは、ヘビーデューティガスタービンおよび航空転用品（ａｅｒｏ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）などを含み得るが、これらに限定されない。以下の解説は、図１に示されているガスタービンに関するが、本発明の実施形態は、異なる構成を有するガスタービンに適用され得る。例えば、限定するわけではないが、本発明は、図１に示されているものと異なる（または図１に示されているもの以外に付加的な）構成要素を有するガスタービンに適用され得る。
【００２０】
次に図（図では、様々な数字が、いくつかの図を通して同じ構成要素を示している）を参照すると、図１は、本発明の実施形態が動作し得る環境を示す、ガスタービンエンジンの一部の概略断面図である。図１において、ターボ機械（ガスタービン１００など）は、圧縮機セクション１０５、燃焼セクション１５０、およびタービンセクション１８０を含んでもよい。
【００２１】
一般に、圧縮機セクション１０５は、流体を圧縮するために構造化された複数の回転ブレード１１０および固定ベーン１１５を含んでもよい。また、圧縮機セクション１０５は、抽気ポート１２０、内側バレル１２５、圧縮機吐出ケーシング１３０、接合ジョイント１３５、接合ジョイントボルト１３７、およびシールシステム構成要素１４０を含んでもよい。圧縮機吐出ケーシング１３０は、付加的な部分１３２を含んでもよく、付加的な部分１３２は、燃焼セクション１５０の一部および／またはタービンセクション１８０の一部の少なくとも周囲に延在してもよく、説明されるように圧縮機セクション１０５から抽気される冷却流体のバイパス流を助けてもよい。
【００２２】
燃焼セクション１５０は、一般に、複数の燃焼缶１５５、複数の燃料ノズル１６０、および複数の移行セクション１６５を含んでもよい。燃料ノズル１６０は、燃焼缶１５５に燃料を供給するために燃料源に結合されてもよい。燃焼缶１５５はそれぞれ、燃料ノズル１６０を介して燃料源から受け入れられる燃料と混合され得る圧縮空気を圧縮機セクション１０５から受け入れてもよい。空気および燃料の混合気は、作動流体を生成するために点火されてもよく、作動流体は、一般に、燃料ノズル１６０の後端から下流に向かって移行セクション１６５を通り、タービンセクション１８０を通って延びる作動流体経路１６７に進み得る。
【００２３】
タービンセクション１８０は、複数の回転構成要素１８５と、複数の固定構成要素１９０（作動流体経路１６７に配置されたノズルベーン１９２および作動流体経路１６７の実質的に外に配置されたダイアフラム１９４を含んでもよい）と、複数のホイールスペース領域１９５とを含んでもよい。タービンセクション１８０は、回転構成要素１８５および固定構成要素１９０を用いて作動流体から運動エネルギーを取り出すことによって作動流体を機械的トルクに変換し得る。ダイアフラム１９４は、略環状および／または略円筒形状であってもよく、ダイアフラムを形成するように互いに連結される複数の弓形セグメント３００（図３）を含んでもよいことが理解されるべきである。実施形態において、複数のベーン１９２は、ダイアフラム１９４の周囲に周方向に互いに離間されて取り付けられてもよい。加えて、実施形態において、ベーン１９２は、ダイアフラム１９４の上および／または中に取り付けられてもよい。
【００２４】
一般的に、ガスタービン１００の運転中、複数の構成要素は、高温を受け得るものであり、冷却またはパージを必要とし得る。これらの構成要素は、圧縮機セクション１０５の一部、接合ジョイント１３５、およびホイールスペース領域１９５を含み得る。
【００２５】
抽気ポート１２０は、圧縮機セクション１０５から冷却流体（空気など）を取り込んでもよい。冷却流体は、回転構成要素１８５および固定構成要素１９０の部分を含む様々な構成要素ならびにホイールスペース領域１９５を冷却またはパージするために燃焼セクション１５０をバイパスして、冷却回路２００（図２に示されている）を通って流れてもよい。実施形態において、バイパスした冷却流体は、タービンセクション１８０の構成要素１８５の外端に冷却流体を供給するために圧縮機吐出ケーシング１３０の付加的な部分１３２を通って移動してもよい。
【００２６】
図２に示されているように、ターボ機械冷却回路２００は、ベーン１９２の半径方向外端にプレナム２０２を含んでもよい。プレナム２０２は、圧縮機吐出ケーシング１３０の付加的な部分１３２の一部として形成されてもよいし、あるいは、付加的な構成要素が用いられてもよいが、どちらの場合も、プレナム２０２は、抽気ポート１２０から冷却流体を受け入れるように最終的に抽気ポート１２０と流体連通し得る。冷却回路２００は、プレナム２０２から、ベーン１９２の半径方向外端に形成されたベーン１９２の入口２０４を通り、固定構成要素１９０のベーン１９２の半径方向内端にある出口２０８および／またはパージチューブ２１０までベーン２０６内に形成された冷却通路２０６を通り、ダイアフラム１９４の直径面１９６にある出口２１８まで延びる１つ以上の出口通路２１６を通って延びていて、これにより、ホイールスペース１９５に冷却流体を供給してもよい。実施形態において、パージチューブ２１０は、冷却通路２０６の出口２０８を含んでもよい。コネクタ２１２が、パージチューブ２１０と混合チャンバ２１４とを流体連通させてもよい。なお、混合チャンバ２１４は、ダイアフラム１９４の半径方向外側部分に形成されてもよい。
【００２７】
図３および図４は、本発明の実施形態のさらなる詳細を示している。ダイアフラム１９４の弓形セグメント３００の例が、図３に示されており、混合チャンバ２１４が、周方向に互いに離間された混合チャンバ端壁２２０、２２２と、混合チャンバ底壁２２６（図４）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁２２４と、互いに対向する混合チャンバ前方側壁２２８および混合チャンバ後方側壁２３０とを含んでもよいことを示している。出口通路２１６は、パージチューブ２１０から混合チャンバ２１４に流入する冷却流体が、混合チャンバ２１４に流れ込み、少なくとも１つの出口通路２１６を通り、混合チャンバ側壁２２８、２３０の表面と略平行な、ダイアフラム１９４の表面１９６の位置および／または中の出口２１８のそれぞれから流出するように混合チャンバ側壁２２８、２３０の１つ以上およびダイアフラム１９４の対応する部分を貫通して形成されてもよい。理解され得るように、出口通路２１６は、好適には、ダイアフラム１９４の各直径面と略平行なおよび／またはその略周方向の速度成分を流出する冷却流体に与えるように混合チャンバ２１４の側壁および／またはダイアフラム１９４の直径面に対して傾けられてもよい。このような速度成分は、例えば、回転構成要素１８５からの熱伝達を向上させるのに適したおよび／または望ましいものになり得るように回転構成要素１８５の回転方向であってもよいし、このような回転方向と反対であってもよい。
【００２８】
図３に見られるように、ダイアフラム１９４の弓形セグメント３００は、空洞３１０であって、その中に混合チャンバ２１４が形成されてもよい空洞３１０を含んでもよい。空洞３１０は、半径方向内側壁３１２ならびに空洞前方側壁３１４および空洞後方側壁３１６を含んでもよい。空洞側壁３１４、３１６の外面３１８は、ダイアフラム１９４の直径面１９６の一部であってもよい。加えて、空洞３１０は、複数の弓形セグメント３００がダイアフラム１９４を形成するように組み立てられるときに、これらの空洞３１０がダイアフラム１９４の半径方向外側部分に略周方向の溝を形成し得るように弓形セグメント３００の全体に沿って延びていてもよい。このように組み立てられるとき、弓形セグメントの壁は、溝が互いに対向する溝前方側壁および溝後方側壁ならびに略周方向の溝内側壁を含み得るように組み合わされる。
【００２９】
実施形態において、図４に見られるように、混合チャンバ底壁２２６および互いに対向する混合チャンバ側壁２２８、２３０は、対応する空洞内側壁３１２および互いに対向する空洞側壁３１４、３１６と一致してもよいが、他の実施形態においては、混合チャンバ底壁２２６および対向する混合チャンバ側壁２２８、２３０が、それぞれ空洞内側壁３１２および互いに対向する空洞側壁３１４、３１６を含んでもよく、逆もまた同様であってもよい。どちらの場合も、混合チャンバ上壁２２４は、実質的に空洞前方側壁３１４から空洞後方側壁３１６まで延在してもよく、同じように、実質的に混合チャンバ前方側壁２２８から混合チャンバ後方側壁２３０まで延在してもよい。加えて、混合チャンバ端壁２２０、２２２は、混合チャンバ上壁２２４から混合チャンバ底壁２２６および／または空洞内側壁／溝内側壁３１２まで延在してもよく、また、混合チャンバ前方側壁２２８および／または空洞前方側壁／溝前方側壁３１４から混合チャンバ後方側壁２３０および／または空洞後方側壁／溝後方側壁３１６まで延在してもよい。
【００３０】
さらに理解されるように、出口通路２１６のそれぞれは、混合チャンバ側壁２２８、２３０および空洞側壁／溝側壁３１４、３１６の両方を表面１９６／３１８の出口２１８まで貫通してもよく、一方の混合チャンバ側壁の表面と略平行な速度成分を、混合チャンバから流出する流体に与えるために、出口通路２１６が形成される混合チャンバ側壁に対して傾けられてもよい。出口通路２１６のそれぞれは、対応する空洞側壁３１４、３１６の表面と略平行な速度成分を、対応する空洞側壁３１４、３１６から流出する流体に与えるために一方の混合チャンバ側壁２２８、２３０および対応する空洞側壁３１４、３１６に対して傾けられると言うこともできる。空間保全（ｓｐａｃｅ  ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ）および／または熱伝達効率を享受するために混合チャンバ前方側壁２２８および／または空洞前方側壁３１４に出口通路２１６を形成することが好適であり得る。
【００３１】
改めて、速度成分は、実施形態において、ターボ機械のタービンホイールの略回転方向であってもよいが、他の実施形態においては、速度成分は、ターボ機械のタービンホイールの回転方向と反対方向であってもよい。図２〜図４に示されているように、パージチューブ２１０と混合チャンバ２１４との間のコネクタ２１２は、ダイアフラム１９４の略直径平面に形成されてもよく、混合チャンバ２１４の端壁２２０、２２２を貫通してダイアフラム１９４の略周方向に延在してもよい。
【００３２】
上に述べたように、ターボ機械冷却システムの例は、実施形態に従って示され、ターボ機械１００の圧縮機セクション１０５の冷却流体抽気ポート１２０であって、これを通して冷却流体が圧縮機セクション１０５から選択的に流される冷却流体抽気ポート１２０を含んでもよい。冷却流体導管（圧縮機吐出ケーシング１３０の付加的な部分１３２によって形成され得るものおよび／またはプレナム２０２を含み得るものなど）は、抽気ポート１２０およびターボ機械１００のタービンセクション１８０の固定構成要素１９０のベーン１９２の冷却通路入口２０４と流体連通してもよい。ベーン１９２は、半径方向内端においてダイアフラム１９４の外周に実質的に隣接して取り付けられてもよく、ダイアフラム１９４の外周に形成される空洞３１０は、ダイアフラム１９４の略周方向に延在する空洞内側壁３１２ならびに空洞内側壁３１２から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁３１４および空洞後方側壁３１６を含んでもよい。ベーン１９２の半径方向内端にあるパージチューブ２１０は、冷却通路２０６および空洞３１０内に形成される混合チャンバ２１４と流体連通してもよい。図示され、説明されているように、混合チャンバ２１４は、互いに対向する混合チャンバ端壁２２０、２２２と、混合チャンバ底壁２２６から半径方向に離間された混合チャンバ上壁２２４と、互いに対向する混合チャンバ前方側壁２２８および混合チャンバ後方側壁２３０とを含んでもよい。少なくとも１つの出口通路２１６は、パージチューブ２１０から混合チャンバ２１４に流入する冷却流体が、混合チャンバ２１４に流れ込み、少なくとも１つの出口通路２１６を通ってダイアフラム１９４の表面１９６から流出し得るように混合チャンバ側壁２２８、２３０の一方および空洞側壁３１４、３１６の対応する一方を貫通してもよい。
【００３３】
複数のベーン１９２は、ダイアフラム１９４の周囲に周方向に互いに離間されて取り付けられてもよく、また、ダイアフラム１９４は、複数の弓形セグメント３００であって、それぞれが、それぞれの弓形セグメント３００に取り付けられたベーン１９２のパージチューブ２１０に連結されたそれぞれの混合チャンバ２１４を含む複数の弓形セグメント３００を含んでもよい。図の例に示されているように、弓形セグメント３００のそれぞれは、弓形セグメント３００のそれぞれの空洞３１０内のそれぞれの混合チャンバ２１４に連結された１つのベーン１９２を含んでもよい。実施形態において、組み立てられた弓形セグメント３００の空洞３１０は、ダイアフラム１９４の周囲に略周方向の溝を形成してもよく、したがって、弓形セグメント３００のそれぞれは、略周方向の溝の一部を含む。
【００３４】
上に述べたように、実施形態は、冷却流体抽気ポート１２０であって、これを通して冷却流体が圧縮機セクション１０５から選択的に流される冷却流体抽気ポート１２０を含む圧縮機セクション１０５ならびに複数の固定構成要素１９０および複数の回転構成要素１８５を含むタービンセクション１８０を備えるターボ機械１００の形態をとってもよい。少なくとも１つの固定構成要素１９０は、ダイアフラム１９４であって、その外側部分に形成された空洞３１０を有し、該空洞３１０が、略周方向の空洞内側壁３１２ならびに該空洞内側壁３１２から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁３１４および空洞後方側壁３１６を有するダイアフラム１９４と、ダイアフラム１９４から離れるように半径方向に延在する複数のベーン１９２とを含んでもよい。回転構成要素１８５のそれぞれは、タービンホイールを含んでもよい。冷却流体回路２００は、抽気ポート１２０と流体連通してもよく、抽気ポート１２０と流体連通する冷却通路入口２０４からそれぞれのベーン１９２の半径方向内端にある冷却通路出口２０８まで延びる、ベーン１９２のそれぞれの冷却通路２０６と、ベーン１９２のそれぞれのパージチューブ２１０であって、その半径方向内端にあり、かつ冷却通路出口２０８と流体連通する、ベーン１９２のそれぞれのパージチューブ２１０と、周方向に互いに離間された混合チャンバ端壁２２０、２２２、混合チャンバ底壁２２６から半径方向に離間された混合チャンバ上壁２２４、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁２２８および混合チャンバ後方側壁２３０を含む、空洞３１０内に形成された混合チャンバ２１４とを含んでもよい。冷却回路２００は、混合チャンバ側壁２２８、２３０の一方および対応する空洞側壁３１４、３１６を貫通して形成される少なくとも１つの出口通路２１６であって、パージチューブ２１０から混合チャンバ２１４に流入する冷却流体が、混合チャンバ２１４に流れ込むことができ、少なくとも１つの出口通路２１６を通り、ダイアフラム１９４の表面１９６と略平行な速度成分を有してダイアフラム１９４の表面１９６から流出することができるようにそれらに対して傾けられてもよい少なくとも１つの出口通路２１６を付加的に含んでもよい。
【００３５】
上で示唆したように、混合チャンバ底壁２２６および混合チャンバ側壁２２８、２３０は、それぞれ空洞内側壁３１２および空洞側壁３１４、３１６を含んでもよく、混合チャンバ上壁２２４は、空洞前方側壁３１４から空洞後方側壁３１６まで延在してもよく、互いに対向する混合チャンバ端壁２２０、２２２は、空洞前方側壁３１４から空洞後方側壁３１６までかつ空洞内側壁３１２から混合チャンバ上壁２２４まで延在してもよい。加えて、ダイアフラム１９４は、複数の弓形セグメント３００を含んでもよく、その空洞３１０のそれぞれは、ダイアフラム１９４の略周方向の溝の一部であってもよく、弓形セグメント３００のそれぞれは、それぞれのベーンのパージチューブ２１０と流体連通するそれぞれの混合チャンバ２１４を含んでもよい。パージチューブ２１０と混合チャンバ２１４との間の流体連通は、ダイアフラム１９４の略直径平面に形成され、かつ混合チャンバ２１４の端壁２２０、２２２を貫通してダイアフラム１９４の略周方向に延在するコネクタ２１２によって実現されてもよい。
【００３６】
本明細書に開示されているような、本発明の実施形態を用いることにより、ダイアフラムであって、そこから冷却流体が供給されるダイアフラムの前方に配置されるタービンホイールからの効率的な熱伝達を依然として有し得るよりコンパクトなガスタービンが形成され得る。ダイアフラムからの出口通路を傾けることによって、速度成分（タービンホイールの回転に関するものなど）が、熱伝達および／または流れ特性を向上させるために冷却流体に与えられてもよい。約２５％の軸方向空間の節約を享受することができ、これにより、以前は３つのタービン段によって占められていた空間において４つのタービン段を実施することが可能となる。
【００３７】
加えて、例えば、パージチューブから混合チャンバに流入する空気の噴流を意図的に非直線的に構成することに著しい利点があり得る。噴流が、直線的な場合、混合に起因してより大きな圧力損失が発生し、この結果、効率の悪い設計がもたらされる。噴流が、非直線的な場合、混合損失が低減され得る。このことは、パージチューブを半径方向および／または軸方向にずらすことによってまたはエンジンの直径または外周に対して異なる角度にパージチューブを配置することによってなされてもよい。
【００３８】
本明細書に開示された本発明の実施形態は、混合チャンバおよび／またはダイアフラムの少なくとも１つの側壁を貫通する少なくとも１つの出口通路に関して説明されてきた。側壁を貫通する出口通路を使用することは、特に好適であり得るが、出口通路はまた、実施形態において混合チャンバの底壁およびダイアフラムの内側壁を貫通してもよい。
【００３９】
本発明の様々な実施形態の説明は、例示のために提示されているが、網羅的であることまたは開示した実施形態に限定されることを意図されていない。多くの修正例および変形例は、説明した実施形態の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明らかとなる。本明細書で使用されている用語は、実施形態の原理、実際の用途、もしくは市場に見られる技術に勝る技術的改良を最も良く説明するためにまたは当業者が本明細書に開示されている実施形態を理解することを可能にするために選択されたものである。
［実施態様１］
ターボ機械冷却回路（２００）であって、
固定構成要素（１９０）のベーン（１９２）の半径方向内端にあるパージチューブ（２１０）であって、前記ベーン（１９２）が、ターボ機械（１００）の作動流体の流れ経路（１６７）に配置されており、前記パージチューブ（２１０）が、前記ベーン（１９２）の冷却通路（２０６）の出口（２０８）を含むパージチューブ（２１０）と、
前記パージチューブ（２１０）と流体連通し、かつ前記固定構成要素（１９０）のダイアフラム（１９４）の半径方向外側部分に形成された混合チャンバ（２１４）であって、前記ダイアフラム（１９４）が、前記作動流体の流れ経路（１６７）の実質的に外に配置されており、前記混合チャンバ（２１４）が、周方向に互いに離間された混合チャンバ端壁（２２０、２２２）、混合チャンバ底壁（２２６）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁（２２４）、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁（２２８）および混合チャンバ後方側壁（２３０）を含む混合チャンバ（２１４）と、
少なくとも１つの出口通路（２１６）であって、前記パージチューブ（２１０）から前記混合チャンバ（２１４）に流入する冷却流体が、前記混合チャンバ（２１４）に流れ込み、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）を通り、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の表面と略平行な、前記ダイアフラム（１９４）の表面（１９６）から流出するように前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の一方および前記ダイアフラム（１９４）の対応する部分を貫通して形成された少なくとも１つの出口通路（２１６）と
を備えるターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様２］
前記ダイアフラム（１９４）が、その半径方向外側部分に略周方向の溝を含み、該溝内に、前記混合チャンバ（２１４）が形成されており、前記溝が、互いに対向する溝前方側壁（３１４）および溝後方側壁（３１６）ならびに略周方向の溝内側壁（３１２）を含み、前記ダイアフラム（１９４）の前記対応する部分が、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）が貫通して形成されている、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方に対応する、前記溝前方側壁（３１４）および前記溝後方側壁（３１６）の一方である、実施態様１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様３］
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ前記溝内側壁（３１２）および前記溝側壁（３１４、３１６）に実質的に一致する、実施態様２に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様４］
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ前記溝内側壁（３１２）および前記溝側壁（３１４、３１６）を含む、実施態様２に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様５］
前記混合チャンバ上壁（２２４）が、前記溝前方側壁（３１４）から前記溝後方側壁（３１６）まで延在し、前記混合チャンバ端壁（２２０、２２２）が、前記混合チャンバ上壁（２２４）から前記混合チャンバ底壁（２２６）までかつ前記混合チャンバ前方側壁（２２８）から前記混合チャンバ後方側壁（２３０）まで延在する、実施態様２に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様６］
前記少なくとも１つの出口通路（２１６）のそれぞれが、前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方の表面と略平行な速度成分を前記混合チャンバ（２１４）から流出する流体に与えるために前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方に対して傾けられている、実施態様１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様７］
前記速度成分が、前記ターボ機械（１００）のタービンホイールの略回転方向である、実施態様６に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様８］
前記ダイアフラム（１９４）の略直径平面にあり、かつ前記混合チャンバ（２１４）の端壁（２２０、２２２）を貫通して前記ダイアフラム（１９４）の略周方向に延在する、前記パージチューブ（２１０）と前記混合チャンバ（２１４）との間のコネクタ（２１２）をさらに備える、実施態様１に記載のターボ機械冷却回路（２００）。
［実施態様９］
ターボ機械冷却システムであって、
ターボ機械（１００）の圧縮機セクション（１０５）の冷却流体抽気ポート（１２０）であって、これを通して冷却流体が前記圧縮機セクション（１０５）から選択的に流される冷却流体抽気ポート（１２０）と、
前記抽気ポート（１２０）および前記ターボ機械（１００）のタービンセクション（１８０）の固定構成要素（１９０）のベーン（１９２）の冷却通路入口（２０４）と流体連通する冷却流体導管であって、前記ベーン（１９２）が、半径方向内端において前記固定構成要素（１９０）のダイアフラム（１９４）の外周に実質的に隣接して取り付けられている冷却流体導管と、
前記ダイアフラム（１９４）の前記外周に形成された空洞（３１０）であって、前記ダイアフラム（１９４）の略周方向に延在する空洞内側壁（３１２）ならびに該空洞内側壁（３１２）から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁（３１４）および空洞後方側壁（３１６）を含む空洞（３１０）と、
前記ベーン（１９２）の前記半径方向内端にあり、かつ前記冷却通路（２０６）と流体連通するパージチューブ（２１０）と、
前記空洞（３１０）内に形成され、かつ前記パージチューブ（２１０）と流体連通する混合チャンバ（２１４）であって、互いに対向する混合チャンバ端壁（２２０、２２２）、混合チャンバ底壁（２２６）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁（２２４）、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁（２２８）および混合チャンバ後方側壁（２３０）を含む混合チャンバ（２１４）と、
少なくとも１つの出口通路（２１６）であって、前記パージチューブ（２１０）から前記混合チャンバ（２１４）に流入する冷却流体が、前記混合チャンバ（２１４）に流れ込み、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）を通って前記ダイアフラム（１９４）の表面（１９６）から流出するように前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の一方および前記空洞側壁（３１４、３１６）の対応する一方を貫通する少なくとも１つの出口通路（２１６）と
を備えるターボ機械冷却システム。
［実施態様１０］
複数の前記ベーン（１９２）が、前記ダイアフラム（１９４）の周囲に周方向に離間されて取り付けられており、前記ダイアフラム（１９４）が、複数の弓形セグメント（３００）を含み、該複数の弓形セグメント（３００）のそれぞれが、該弓形セグメント（３００）に取り付けられた前記ベーン（１９２）の前記パージチューブ（２１０）に連結されたそれぞれの前記混合チャンバ（２１４）を含む、実施態様９に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１１］
前記弓形セグメント（３００）のそれぞれが、それぞれの前記空洞（３１０）を含む、実施態様１０に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１２］
前記空洞（３１０）が、前記ダイアフラム（１９４）の周囲の略周方向の溝であり、前記弓形セグメント（３００）のそれぞれが、前記略周方向の溝の一部を含む、実施態様１０に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１３］
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ空洞内側壁（３１２）および空洞側壁（３１４、３１６）を含み、前記上壁（２２４）が、前記空洞前方側壁（３１４）から前記空洞後方側壁（３１６）まで延在する、実施態様９に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１４］
前記少なくとも１つの出口通路（２１６）のそれぞれが、前記対応する空洞側壁（３１４、３１６）の表面と略平行な速度成分を前記対応する空洞側壁（３１４、３１６）から流出する流体に与えるために前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方および前記対応する空洞側壁（３１４、３１６）に対して傾けられている、実施態様９に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１５］
前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方が、前記混合チャンバ前方側壁（２２８）であり、前記対応する空洞側壁（３１４、３１６）が、前記空洞前方側壁（３１４）である、実施態様９に記載のターボ機械冷却システム。
［実施態様１６］
ターボ機械（１００）であって、
冷却流体抽気ポート（１２０）を含む圧縮機セクション（１０５）であって、前記冷却流体抽気ポート（１２０）を通して、冷却流体が、前記圧縮機セクション（１０５）から選択的に流される圧縮機セクション（１０５）と、
複数の固定構成要素（１９０）および複数の回転構成要素（１８５）を含むタービンセクション（１８０）であって、少なくとも１つの前記固定構成要素（１９０）が、
ダイアフラム（１９４）であって、その外側部分に形成された空洞（３１０）を有し、該空洞（３１０）が、略周方向の空洞内側壁（３１２）ならびに該空洞内側壁（３１２）から離れるように略半径方向に延在する互いに対向する空洞前方側壁（３１４）および空洞後方側壁（３１６）を有するダイアフラム（１９４）、ならびに
前記ダイアフラム（１９４）から離れるように半径方向に延在する複数のベーン（１９２）を含み、
前記回転構成要素（１８５）のそれぞれが、タービンホイールを含むタービンセクション（１８０）と、
前記抽気ポート（１２０）と流体連通する冷却流体回路（２００）であって、
前記抽気ポート（１２０）と流体連通する冷却通路入口（２０４）から、前記ベーン（１９２）のそれぞれの半径方向内端にある冷却通路出口（２０８）まで延びる、前記ベーン（１９２）のそれぞれの冷却通路（２０６）、
前記ベーン（１９２）のそれぞれの半径方向内端にあり、かつ前記冷却通路出口（２０８）と流体連通する、前記ベーン（１９２）のそれぞれのパージチューブ（２１０）、
前記ベーン（１９２）のそれぞれの前記パージチューブ（２１０）と流体連通する、前記空洞（３１０）内に形成された混合チャンバ（２１４）であって、周方向に互いに離間された混合チャンバ端壁（２２０、２２２）、混合チャンバ底壁（２２６）から半径方向に離間された混合チャンバ上壁（２２４）、ならびに互いに対向する混合チャンバ前方側壁（２２８）および混合チャンバ後方側壁（２３０）を含む混合チャンバ（２１４）、ならびに
前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の一方および対応する前記空洞側壁（３１４、３１６）を貫通して形成された少なくとも１つの出口通路（２１６）であって、前記パージチューブ（２１０）から前記混合チャンバ（２１４）に流入する冷却流体が、前記混合チャンバ（２１４）に流れ込み、前記少なくとも１つの出口通路（２１６）を通り、前記ダイアフラム（１９４）の表面（１９６）と略平行な速度成分を有して前記ダイアフラム（１９４）の前記表面（１９６）から流出するように前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）の前記一方および前記対応する空洞側壁（３１４、３１６）に対して傾けられた少なくとも１つの出口通路（２１６）
を含む冷却流体回路（２００）と
を備えるターボ機械（１００）。
［実施態様１７］
前記混合チャンバ底壁（２２６）および前記混合チャンバ側壁（２２８、２３０）が、それぞれ前記空洞内側壁（３１２）および前記空洞側壁（３１４、３１６）を含み、前記混合チャンバ上壁（２２４）が、前記空洞前方側壁（３１４）から前記空洞後方側壁（３１６）まで延在し、前記互いに対向する混合チャンバ端壁（２２０、２２２）が、前記空洞前方側壁（３１４）から前記空洞後方側壁（３１６）までかつ前記空洞内側壁（３１２）から前記混合チャンバ上壁（２２４）まで延在する、実施態様１６に記載のターボ機械（１００）。
［実施態様１８］
前記ダイアフラム（１９４）が、複数の弓形セグメント（３００）を含み、前記空洞（３１０）のそれぞれが、前記ダイアフラム（１９４）の略周方向の溝の一部であり、前記弓形セグメント（３００）のそれぞれが、それぞれの前記ベーン（１９２）の前記パージチューブ（２１０）と流体連通するそれぞれの前記混合チャンバ（２１４）を含む、実施態様１７に記載のターボ機械（１００）。
［実施態様１９］
前記少なくとも１つの出口通路（２１６）が、前記混合チャンバ前方側壁（２２８）および前記空洞前方側壁（３１４）を貫通して形成されている、実施態様１６に記載のターボ機械（１００）。
［実施態様２０］
前記パージチューブ（２１０）と前記混合チャンバ（２１４）との間の流体連通が、前記ダイアフラム（１９４）の略直径平面に形成され、かつ前記混合チャンバ（２１４）の端壁（２２０、２２２）を貫通して前記ダイアフラム（１９４）の略周方向に延在するコネクタ（２１２）によって実現されている、実施態様１６に記載のターボ機械（１００）。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ターボ機械、ガスタービン
１０５  圧縮機セクション
１１０  回転ブレード
１１５  固定ベーン
１２０  冷却流体抽気ポート
１２５  内側バレル
１３０  圧縮機吐出ケーシング
１３２  付加的な部分
１３５  接合ジョイント
１３７  接合ジョイントボルト
１４０  シールシステム構成要素
１５０  燃焼セクション
１５５  燃焼缶
１６０  燃料ノズル
１６５  移行セクション
１６７  作動流体経路
１８０  タービンセクション
１８５  回転構成要素
１９０  固定構成要素
１９２  ノズルベーン
１９４  ダイアフラム
１９５  ホイールスペース領域
１９６  表面、直径面
２００  ターボ機械冷却回路
２０２  プレナム
２０４  冷却通路入口
２０６  冷却通路、ベーン
２０８、２１８  出口
２１０  パージチューブ
２１２  コネクタ
２１４  混合チャンバ
２１６  出口通路
２１８  出口
２２０、２２２  混合チャンバ端壁
２２４  混合チャンバ上壁
２２６  混合チャンバ底壁
２２８、２３０  混合チャンバ側壁
３００  弓形セグメント
３１０  空洞
３１２  空洞内側壁／溝内側壁、半径方向内側壁
３１４  空洞前方側壁／溝前方側壁
３１６  空洞後方側壁／溝後方側壁
３１８  外面
【図１】
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【図２】
2017078423.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2017078423000001.pdf