(57)【要約】      （修正有）【課題】ホイールスペースキャビティの中へとオリフィスを通る冷却空気の流れを変調するためにタービン内に配置された受動流量変調装置を提供する。【解決手段】テレメトリを用いた冷却流量の受動流量変調￥システムは：冷却空気の流れを変調するためにタービン内に配置された受動流量変調装置であって、受動流量変調装置が感温素子を収容するハウジングを含む、受動流量変調装置と；感温素子を収容するハウジングに取り付けられた温度センサであって、温度センサが温度に関係するデータを提供する、温度センサとを含む。【選択図】図１
2017122446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却空気（３２）の流れを変調するためにタービン（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられた温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、温度センサ（２００）と
を備える、システム。
【請求項２】
前記温度に関係するデータが、前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度測定値または前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度を計算する際に使用するためのデータを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記温度センサ（２００）が、ワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記ワイアレス温度センサ（２００）が、表面弾性波（ＳＡＷ）センサまたはダイレクトライトセンサを含む、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記有線型温度センサ（２００）が、熱電対または抵抗温度検出器を含む、請求項３記載のシステム（２１２）。
【請求項６】
前記温度センサ（２００）に問い合わせる（２０６）ためおよび前記温度センサ（２００）から前記温度に関係するデータを受信する（２０８）ためのインタロゲーティングシステム（２０４）をさらに備える、請求項１記載のシステム（２１２）。
【請求項７】
前記インタロゲーティングシステム（２０４）が、前記タービン（１６）の外部に設置される、請求項４記載のシステム。
【請求項８】
前記温度に関係するデータに基づいて前記冷却空気（３２）の流量を決定するための解析システム（２１２）をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記温度に関係するデータに基づいて前記タービン（１６）の少なくとも１つの動作特性を調節するためのタービン制御システム（２１４）をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記感温素子（５４、７８）が、熱膨張性材料（５８、８４）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記受動流量変調装置が、前記タービン（１６）のホイールスペースキャビティ（３０）の中へと開口部を通る冷却空気（３２）の流れを変調する、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）が、前記タービン（１６）の固定子（２４）と回転子（２２）との間に配置される、または前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）が、前記タービン（１６）の固定子（２４）の外に配置される、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
圧縮機構成機器（４）、燃焼器構成機器（１０）、およびタービン構成機器（１６）を含むガスタービンシステム（２）と、
冷却空気（３２）の流れを変調するために前記タービン構成機器（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられた温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、温度センサ（２００）と
を備える、ターボ機械。
【請求項１４】
ホイールスペースキャビティ（３０）の中へとオリフィス（３４）を通る冷却空気（３２）の流れを変調するために前記タービン（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられたワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、ワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）と、
前記タービン（１６）の外部に設置され、前記温度センサ（２００）に問い合わせる（２０６）ためおよび前記温度センサ（２００）から前記温度に関係するデータを受信する（２０８）ためのインタロゲーティングシステム（２０４）と、
前記温度に関係するデータに基づいて前記冷却空気（３２）の流量を決定するための解析システム（２１２）と、
前記温度に関係するデータに基づいて前記タービン（１６）の少なくとも１つの動作特性を調節するための制御システム（２１４）と
を備える、冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体としてターボ機械に関し、とりわけ、テレメトリを用いた冷却流量の受動流量変調に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンは、仕事を実行するために様々な航空機用途、産業用途、および発電用途において広く使用されている。このようなタービンは、周方向に載置された固定子静翼および回転動翼の交互の段を一般に含む。固定子静翼を、タービンを囲むケーシングなどの静止部品に取り付けることができ、回転動翼を、タービンの軸方向の中心線に沿って設置された回転子に取り付けることができる。蒸気、燃焼ガス、または空気などの圧縮された作業流体は、タービンを通るガス流路に沿って流れて、仕事を生み出す。固定子静翼は、回転動翼の引き続く段へと圧縮された作業流体を加速し、方向付けして、回転動翼に動きを伝え、このように回転子を回転させ、仕事を実行する。
【０００３】
タービンの様々な構成要素（例えば、動翼、ノズル、シュラウド、等）および領域（例えば、固定子と回転子との間のホイールスペース）は、典型的にはいくつかの方法で冷却されて、高温ガス流路により伝達される熱を除去する。上流の圧縮機からの圧縮空気などのガスを、１つまたは複数の冷却通路を含む少なくとも１つの冷却回路を介して供給することができ、タービンを冷却することができる。さらに、タービンの様々な構成要素および領域は、タービンの動作中に損傷を受ける条件を経験することがある。温度を含むこれらの動作条件の正確な測定値は、タービンに生じることがある何らかの損傷を正すもしくは防止するためにおよび／またはタービンの動作を最適化するために適切なステップを行うために必要とされることがある。タービン内の温度データを得るための１つの手法は、有線型センサを使用することであり、これはタービンの回転する構成要素と静止部品との間の配線を多くの場合に必要とする。しかしながら、有線型センサが正確に動作することができる温度の範囲を、配線の電気的特性が制限することがあるので、有線型の手法は、一部はタービンの高い温度に起因して、複雑であり、費用がかかり、信頼性に乏しいことがある。
【０００４】
有線型センサの制約のために、有線型の測定を、タービンの試験中に行うことができるだけであり、現場での動作中には、有線型センサは現実的ではないことがある。しかしながら、タービンの全稼働期間にわたってこれらの条件をモニタすることは、タービンの信頼性のある動作を確実にするために望ましい。現場で行われた温度測定を制御パラメータと関係付けることができ、タービンの現場動作を最適化することができる。これらの測定において経時的に観察された変化を、タービンの動翼および他の構成要素の健全さを評価するためにやはり使用することができ、適切な保全スケジューリングを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９０９７０８４号明細書
【発明の概要】
【０００６】
開示の第１の態様は：冷却空気の流れを変調するためにタービン内に配置された受動流量変調装置であって、受動流量変調装置が感温素子を収容するハウジングを含む、受動流量変調装置と；感温素子を収容するハウジングに取り付けられた温度センサであって、温度センサが温度に関係するデータを提供する、温度センサとを備える、システムを提供する。
【０００７】
開示の第２の態様は：圧縮機構成機器、燃焼器構成機器、およびタービン構成機器を含むガスタービンシステムと；冷却空気の流れを変調するためにタービン構成機器内に配置された受動流量変調装置であって、受動流量変調装置が感温素子を収容するハウジングを含む、受動流量変調装置と；感温素子を収容するハウジングに取り付けられた温度センサであって、温度センサが温度に関係するデータを提供する、温度センサとを含む、ターボ機械を提供する。
【０００８】
開示の第３の態様は：ホイールスペースキャビティの中へとオリフィスを通る冷却空気の流れを変調するためにタービン内に配置された受動流量変調装置であって、受動流量変調装置が感温素子を収容するハウジングを含む、受動流量変調装置と；感温素子を収容するハウジングに取り付けられた温度センサであって、温度センサが温度に関係するデータを提供する、温度センサと；タービンの外部に設置され、温度センサに問い合わせるためおよび温度センサから温度に関係するデータを受信するためのインタロゲーティングシステムと；温度に関係するデータに基づいて冷却空気の流量を決定するための解析システムと；温度に関係するデータに基づいてタービンの少なくとも１つの動作特性を調節するための制御システムとを含む、冷却システムを提供する。
【０００９】
本開示の例示的な態様は、本明細書において説明する問題および／または論じていない他の問題を解決するように設計されている。
【００１０】
本開示のこれらの特徴および他の特徴は、開示の様々な実施形態を描いている添付の図面とともに開示の様々な態様の下記の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態によるガスタービンシステムの模式図である。
【図２】実施形態による回転子、固定子、および複数の受動流量変調（ＰＦＭ）装置の断面図である。
【図３】実施形態による閉じた位置のＰＦＭ装置の図である。
【図４】実施形態による開いた位置の図３のＰＦＭ装置の図である。
【図５】実施形態による図３および図４のＰＦＭ装置によって実現される流量変調のグラフである。
【図６】実施形態による減少した流量位置のＰＦＭ装置の図である。
【図７】実施形態による全開流量位置の図６のＰＦＭ装置の図である。
【図８】実施形態による図６および図７のＰＦＭ装置によって実現される流量変調のグラフである。
【図９】実施形態によるテレメトリシステムおよびタービンの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
開示の図面が正確な縮尺ではないことに留意されたい。図面は、開示の典型的な態様だけを描いているものであり、したがって、開示の範囲を限定するように考えるべきではない。図面では、類似の参照番号は、図面間で類似の要素を表している。
【００１３】
開示は、全体としてターボ機械に関し、とりわけ、テレメトリを用いた冷却流量の受動流量変調に関する。
【００１４】
図では、例えば図１では、「Ａ」軸は、軸方向の向きを表している。本明細書において使用するように、「軸方向の」および／または「軸方向に」という用語は、ターボ機械（特に、回転子部分）の回転の軸に実質的に平行である軸Ａに沿った対象物の相対的な位置／方向を言う。本明細書においてさらに使用するように、「半径方向の」および／または「半径方向に」という用語は、軸Ａと実質的に垂直であり、１つの場所だけで軸Ａを横切る軸（ｒ）に沿った対象物の相対的な位置／方向を言う。加えて、「周方向の」および／または「周方向に」という用語は、軸Ａを囲むが、いずれの場所でも軸Ａを横切らない周囲（ｃ）に沿った対象物の相対的な位置／方向を言う。
【００１５】
類似の参照番号がいくつかの図の全体を通して類似の要素を参照している図面をここで参照して、図１は、本明細書において使用することができるようなガスタービンシステム２の模式図を示している。ガスタービンシステム２は、圧縮機４を含むことができる。
【００１６】
圧縮機４は、入ってくる空気６の流れを圧縮する。圧縮機４は、燃焼器１０へと圧縮空気８の流れを配送する。燃焼器１０は、圧縮空気８の流れを燃料１２の加圧された流れと混合し、混合物に点火して、燃焼ガス１４の流れを作り出す。１つの燃焼器１０が示されているに過ぎないが、ガスタービンシステム２は、任意の数の燃焼器１０を含むことができる。燃焼ガス１４の流れを、タービン１６へと順に配送する。燃焼ガス１４の流れは、タービン１６を駆動させて、機械的な仕事を生み出す。タービン１６において生み出された機械的な仕事は、シャフト１８を介して圧縮機４を駆動させ、発電機、等などの、外部負荷２０を駆動させるために使用されてもよい。
【００１７】
ガスタービンシステム２（図１）の動作中に（例えば、軸Ａに沿って）固定子２４の内側で回転するタービン回転子２２の断面図が、図２に描かれている。回転する空気２８の流れが、回転子２２の回転中に固定子２４の内側のホイールスペースキャビティ３０において作られる。複数のオリフィス３４を、固定子２４の周りに周方向に配置する。回転子２２の回転の方向にホイールスペースキャビティ３０の中へと複数のオリフィス３４を介して、冷却空気３２を接線方向に注入する。例えば、ガスタービンシステム２（図１）の圧縮機４により、冷却空気３２を生成することができる。オリフィス３４を、例えば、本技術において知られているような方式で、プレスワールオリフィスおよび／または流れインデューサとして使用することができる。実施形態によれば、複数のオリフィス３４のうちの少なくとも１つには、ホイールスペースキャビティ３０の中へとオリフィス３４を通過することが可能である冷却空気３２の量を選択的に制御するための受動流量変調（ＰＦＭ）装置３６または３８が備えられている。
【００１８】
実施形態によれば、ＰＦＭ装置３６、３８を、オリフィス３４と直列に使用することができて、ホイールスペース３０の中へとオリフィス３４を通過する冷却空気３２の流れを可変的に制御することができる。例えば、ＰＦＭ装置３６、３８は、オリフィス３４を通る冷却空気を流し始めることができ、次いで、ホイールスペースキャビティ３０の中へとオリフィス３４を出る冷却空気３２の流れを、回転子２２の回転の速度までまたはその近くの速度まで速くし、加速することができる。各オリフィス３４は、定められた有効スロート面積および出口角αを含み、空気の流れの出口速度および向きがホイールスペースキャビティ３０において最適な熱伝達効率を与えるように流れ流路を形成する。ＰＦＭ装置３６、３８は、タービン１６の動作範囲の全体にわたる冷却流量の節約を実現し、タービン１６の出力および効率を向上させる。ホイールスペース３０の中へと流れる冷却空気３２の使用について本明細書において説明しているとはいえ、本開示の様々な実施形態を、一般に、指定されたタービン動作モード中に冷却流量の変調された量を必要とする高い圧力の冷たいキャビティおよび低い圧力の熱いキャビティがあるタービン環境において使用することができる。
【００１９】
オリフィス３４のうちの１つまたは複数は、ホイールスペースキャビティ３０の中への冷却空気３２の連続した流れを与えることができる。このようなオリフィス３４が、図２の下側部分に描かれている。
【００２０】
実施形態によるＰＦＭ装置３６が、図３および図４に描かれている。ＰＦＭ装置３６は、図３では閉じた位置であり、図４では開いた位置である。実施形態では、ＰＦＭ装置３６の構成要素のうちのいくつかを、固定子２４の外部に設置し、一方で他の構成要素を、ホイールスペースキャビティ３０内に配置する。
【００２１】
ＰＦＭ装置３６は、固定子２４の外面４４上または近くに配置された弁システム４２を含む。弁システム４２は、少なくとも１つのガス吸入ポート４６（図４）およびガス排出ポート４８を含む。コンジット５０は、弁システム４２のガス排出ポート４８をオリフィス３４に流体結合する。シール５２は、冷却空気が固定子２４の外からオリフィス３４およびホイールスペースキャビティ３０の中へと直接流れることを防止する。
【００２２】
ホイールスペースキャビティ３０内に配置された感温素子５４を、ＰＦＭ装置３６を作動させるために使用することができる。実施形態では、感温素子５４は、熱膨張性材料５８を収容しているハウジング５６を含むことができる。熱膨張性材料５８は、例えば、シリコン熱伝達流体または（例えば、１３００°Ｆ（７０４℃）までの）タービン１６の動作温度で安定である任意の他の適切な熱膨張性材料を含むことができる。別の実施形態では、感温素子５４は、例えば、バイメタル素子または温度の変化に応じてサイズおよび／もしくは形状を変える別のタイプの装置を含むことができる。
【００２３】
ハウジング５６内の熱膨張性材料５８は、固定子２４を貫通して延伸するピストン６０のヘッド５９と係合する。実施形態では、弁システム４２は、ピストン６０の先端部に取り付けられている弁体６２を含む。弁体６２の対向する外側側面６４（図４）は、弁システム４２の弁座６６の対応する表面と嵌合するように構成されている。さらなる実施形態では、例えば、ばね仕掛けの分配軸、ボールとストッパ、バタフライプレート弁、等などの別の弁機構を使用することができる。
【００２４】
ＰＦＭ装置３６が、図３では閉じた構成で示されている。すなわち、閉じた構成では、弁体６２の外側側面６４の少なくとも一部分が、弁システム４２の弁座６６と係合する。閉じた構成では、冷却空気３２は、冷たい領域、固定子２４の外部からコンジット５０およびオリフィス３４を通って熱いホイールスペースキャビティ３０の中へと流れることができない。
【００２５】
図４をここで参照して、ホイールスペースキャビティ３０の温度の上昇は、ハウジング５６内の熱膨張性材料５８が膨大することを引き起こす。結果として、熱膨張性材料５８は、膨張し、ピストン６０のヘッド５９を押し下げさせる。ピストン６０の移動は、矢印７０によって示したように、ピストン６０の端部に取り付けられた弁体６２を弁座６６から離れさせる。弁体６２の外側側面６４がもはや弁座６６と接触しなくなると、冷却空気３２の流れは、矢印７２によって示したように、ガス吸入ポート４６からガス排出ポート４８、コンジット５０、およびオリフィス３４を通ってホイールスペースキャビティ３０の中へと流れ始める。（温度がさらに上昇するにつれて）弁体６２が弁座６６からさらに遠くへ動き、より大きな流れ面積が弁体６２の外側側面６４と弁座６６との間に形成されるので、冷却空気３２の流れは増加する。
【００２６】
ＰＦＭ装置３６によって実現される流量変調のグラフが図５に図示されている。示したように、オリフィス３４内の圧力（Ｐ３）とホイールスペースキャビティ３０内の圧力（Ｐ２）との比、ならびにオリフィス３４を通る空気質量流量（ｑｍ）は、温度（Ｔ１）およびタービン負荷（ＧＴ負荷）が増加するにつれて増加する。矢印７４は、例示的なタービン（例えば、タービン１６）に関する最適化した冷却効率についての目標圧力比（Ｐ３／Ｐ２）および空気流量質量（ｑｍ）を示している。矢印７６によって示したように、ＰＦＭ装置３６は、固定流量と比較してタービンのかなりの動作範囲にわたって相当な冷却流量の節約を実現し、これがタービンの出力および効率を改善する。
【００２７】
実施形態によるＰＦＭ装置３８が、図６および図７に描かれている。ＰＦＭ装置３８は、図６では減少した流量位置であり、図７では全開流量位置である。実施形態では、ＰＦＭ装置３８を、ホイールスペースキャビティ３０内に配置する。
【００２８】
ＰＦＭ装置３８は、ホイールスペースキャビティ３０内に配置された感温素子７８を含む。実施形態では、感温素子７８は、熱膨張性材料８４で部分的に満たされたハウジング８０を含む。熱膨張性材料８４は、例えば、シリコン熱伝達流体またはタービン１６の動作温度で安定である任意の他の適切な熱膨張性材料を含むことができる。別の実施形態では、感温素子７８は、例えば、バイメタル素子または温度の変化に応じてサイズおよび／もしくは形状を変える別のタイプの装置を含むことができる。
【００２９】
ピストン８６を、可動棚８８に結合する。ピストン８６のヘッド９０は、オリフィス３４の出口９２を少なくとも部分的に覆って延伸する。ピストン８６のヘッド９０の先端部表面９４は、ホイールスペースキャビティ３０の中へとオリフィス３４を通る冷却空気３２の流れ角αに対応する角度を付けた構成を有することができる。ピストン８６のヘッド９０の先端部表面９４の角度を付けた構成は、ホイールスペースキャビティ３０の中への冷却空気３２の流れを方向付けすること、および冷却空気の出口角を維持することに役立つ。（例えば、ピストン８６の移動方向に垂直な）ピストン８６のヘッド９０の端部表面９４の他の構成をやはり使用することができる。
【００３０】
バイアス印加部材９６（例えば、ばね）は、矢印９８によって示したように、オリフィス３４の出口９２に向かって可動棚８８およびピストン８６を偏らせる。図６に描いた構成では、ピストン８６のヘッド９０は、オリフィス３４の出口９２を少なくとも部分的に覆って延伸する。これが、ホイールスペースキャビティ３０の中へとオリフィス３４を通過することが可能な冷却空気３２の流量を減少させる。
【００３１】
図７をここで参照して、ホイールスペースキャビティ３０の温度の上昇は、ハウジング８０内の熱膨張性材料８４の膨張および方向１００へのピストン８６の対応する移動を引き起こす。ピストン８６によって加えられる力は、バイアス印加部材９６によって加えられるバイアス力に逆らい、そして方向１００へ可動棚８８およびピストン８６を強引に押し進める。矢印１０２によって示したように、熱膨張性材料８４の膨張は、ピストン８６のヘッド９０をオリフィス３４の出口９２から遠くへ移動させる。ピストン８６のヘッド９０がここではオリフィス３４の出口９２を少ししか塞がないので、大きな流量の冷却空気３２が、オリフィス３４を通ってホイールスペースキャビティ３０の中へと通ることが可能である。冷却空気３２の流量は、ホイールスペースキャビティ３０内の温度が増加するにつれて増加し続け、これがオリフィス３４の出口９２から遠くへピストン８６のヘッド９０のさらなる移動を引き起こす。図７では、オリフィス３４の出口９２は、完全に開いている。
【００３２】
ＰＦＭ装置３８によって実現される流量変調のグラフが図８に図示されている。示したように、オリフィス３４を通る冷却空気３２の有効流れ面積（Ａｅ）および空気質量流量（ｑｍ）は、温度（Ｔ１）およびタービン負荷（ＧＴ負荷）が増加するにつれて増加する。矢印１７４は、例示的なタービン（例えば、タービン１６）に関する最適化した冷却効率についての目標有効流れ面積（Ａｅ）および空気質量流量（ｑｍ）を示している。矢印１７６によって示したように、ＰＦＭ装置３８は、固定流量と比較してタービンのかなりの動作範囲にわたって相当な冷却流量の節約を実現し、これがタービンの出力および効率を改善する。
【００３３】
リアルタイムでＰＦＭ装置の動作条件（例えば、温度、冷却流消費量、等）を決定することを難しくしているホイールスペースキャビティなどの高温の（例えば、約５００℃〜約６００℃の範囲内の、またはより一般的に、約５００℃よりも高い温度の）タービンの動作環境で、ＰＦＭ装置をしばしば使用する。実施形態によれば、温度センサ２００（図３、図４、図６、図７、図９）を、熱膨張性材料の供給物を収容しているＰＦＭ装置のハウジングの外側表面に取り付けることができる。温度センサ２００は、ハウジングの外側表面の温度をリアルタイムで直接測定することができる、またはハウジングの外側表面の温度を計算する際に使用することができる信号を出力することができる。無関係に、一旦温度を知ると、例えば、感温素子を収容するハウジングの表面温度とＰＦＭ装置を通る冷却流量との間の経験的な関係を使用して、ＰＦＭ装置を通る冷却空気の流量を決定することができる。このような関係は、例えば、図５および図８に描かれたグラフに示されている。さらに、（例えば、現場での）タービンの動作中に得られた温度測定値を、制御パラメータおよび他のタービンデータと関係付けることができて、タービンの動作を最適化することができる。
【００３４】
実施形態によるテレメトリシステム２１０が、図９に描かれている。テレメトリシステム２１０は、タービン１６内に設置されたＰＦＭ装置２０２に取り付けられた温度センサ２００を含む。実施形態では、温度センサ２００は、ワイアレス温度センサを備えることができる。別の実施形態では、温度センサ２００は、有線型温度センサを備えることができる。上に開示したように、温度センサ２００を、熱膨張性材料の供給物を収容しているＰＦＭ装置２０２のハウジングの外側表面に取り付けることができる。一般に、ＰＦＭ装置２０２は、タービン１６の動作中には物理的にアクセス可能ではない。図３および図４では、例えば、温度センサ２００を、熱膨張性材料５８の供給物を収容しているハウジング５６の外側表面に取り付ける。図６および図７では、温度センサ２００を、熱膨張性材料８４の供給物を収容しているハウジング８０の外側表面に取り付ける。
【００３５】
ワイアレス温度センサ２００は、例えば、表面弾性波（ＳＡＷ）センサ、印刷型ダイレクトライト（ｄｉｒｅｃｔ  ｗｒｉｔｅ）共形センサ、または動作しているタービン１６内の高温環境に耐えることができかつ（例えば、ＲＦインタロゲーティングシステムを介して）ワイアレス技術を用いて問い合わせられることが可能である他の適切なセンサを備えることができる。図９は、例えば、ワイアレス温度センサ２００に問い合わせ２０６そこからデータを受信する２０８ＲＦインタロゲーティングシステム２０４を描いている。
【００３６】
インタロゲーティングシステム２０４によって受信されたデータは、解析システム２１２へ提供される。上に説明したように、データは、例えば、温度センサ２００それ自体によって測定された温度データ、または温度データを計算する際に使用することができる信号を含むことができる。後者のケースでは、温度計算を実行するように、解析システム２１２を構成することができる。加えて、温度データに基づいて、（例えば、図５および図８に描いた関係する流量に対する温度のグラフに基づいて）ＰＦＭ装置２０２を通る冷却空気の流量を決定するように、解析システム２１２を構成することができる。タービン制御システム２１４は、解析システム２１２の出力を受信し、受信したデータに基づいて、ガスタービンシステム２の１つまたは複数の構成要素へ制御信号２１６を送信し、（例えば、発火曲線補正のために）ガスタービンシステム２の１つまたは複数の動作特性（例えば、冷却ガス流量）を調節する。
【００３７】
有線型温度センサ２００は、例えば、熱電対、抵抗温度検出器、または動作しているタービン１６内の高温環境に耐えることができる他の適切な有線型温度センサを備えることができる。このケースでは、図９に示したように、解析システム２１２につなげられているインタロゲーティングシステム２２２に有線型温度センサ２００をつなげるために、配線２２０を設ける。解析システム２１２は、上に詳述したように動作する。
【００３８】
様々な実施形態では、相互に「結合されている」と記述した構成要素を、１つまたは複数の界面に沿って接合することができる。いくつかの実施形態では、これらの界面は、個別の構成要素間の接合部を含むことができ、別のケースでは、これらの界面は、堅固におよび／または統合的に形成された相互接続部を含むことができる。すなわち、いくつかのケースでは、相互に「結合された」構成要素を、同時に形成することができ、１つの連続する部材を画定する。しかしながら、別の実施形態では、これらの結合された構成要素を、別々の部材として形成することが可能であり、知られているプロセス（例えば、締付け、超音波溶接、ボンディング）を介して後に接合させることが可能である。
【００３９】
要素または層が、もう１つの要素の「上に」、「係合されて」、「接続されて」または「結合されて」いると言われるときには、他の要素の直接上に、係合され、接続され、もしくは結合されてもよく、または介在する要素が存在してもよい。対照的に、ある要素が、もう１つの要素の「直接上に」、「直接係合されて」、「直接係合されて」、「直接接続されて」または「直接結合されて」いると言われるときには、介在する要素または層が存在しないことがある。要素間の関係を記述するために使用する他の言葉（例えば、「間に」に対して「直接間に」、「隣接して」に対して「直接隣接して」、等）を、同様の方法で解釈すべきである。本明細書において使用したように、「および／または」という用語は、関係する列挙した項目のうちの１つまたは複数の任意の組合せおよびすべての組合せを含む。
【００４０】
本明細書において使用した用語法は、特定の実施形態だけを説明する目的のためであり、開示を限定するものではない。本明細書において使用したように、「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」という単数形は、文脈が特に明らかに指示しない限り、同様に複数形を含むものとする。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、この明細書で使用するときに、述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、１つまたは複数の別の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらのグループの存在または追加を排除しないことがさらに理解されるであろう。
【００４１】
この明細書は、最良の形態を含む発明を開示するため、ならびにいかなる当業者でも、任意の装置またはシステムを作成することや使用すること、および任意の組み込んだ方法を実行することを含む本発明を実行することをやはり可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者なら思い付く別の例を含むことができる。このような別の例が特許請求の範囲の文面から逸脱しない構造的要素を有する場合、またはこのような別の例が特許請求の範囲の文面とは実質的ではない差異しか有さない等価な構造的要素を含む場合には、このような別の例は、特許請求の範囲の範囲内であるものとする。
【００４２】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
冷却空気（３２）の流れを変調するためにタービン（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられた温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、温度センサ（２００）と
を備える、システム。
［実施態様２］
前記温度に関係するデータが、前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度測定値または前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度を計算する際に使用するためのデータを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
前記温度センサ（２００）が、ワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）を備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様４］
前記ワイアレス温度センサ（２００）が、表面弾性波（ＳＡＷ）センサまたはダイレクトライトセンサを含む、実施態様３に記載のシステム。
［実施態様５］
前記有線型温度センサ（２００）が、熱電対または抵抗温度検出器を含む、実施態様３に記載のシステム。
［実施態様６］
前記温度センサ（２００）に問い合わせる（２０６）ためおよび前記温度センサ（２００）から前記温度に関係するデータを受信する（２０８）ためのインタロゲーティングシステム（２０４）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様７］
前記インタロゲーティングシステム（２０４）が、前記タービン（１６）の外部に設置される、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様８］
前記温度に関係するデータに基づいて前記冷却空気（３２）の流量を決定するための解析システム（２１２）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様９］
前記温度に関係するデータに基づいて前記タービン（１６）の少なくとも１つの動作特性を調節するためのタービン制御システム（２１４）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１０］
前記感温素子（５４、７８）が、熱膨張性材料（５８、８４）を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１１］
前記受動流量変調装置が、前記タービン（１６）のホイールスペースキャビティ（３０）の中へと開口部を通る冷却空気（３２）の流れを変調する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１２］
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）が、前記タービン（１６）の固定子（２４）と回転子（２２）との間に配置される、または前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）が、前記タービン（１６）の固定子（２４）の外に配置される、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１３］
圧縮機構成機器（４）、燃焼器構成機器（１０）、およびタービン構成機器（１６）を含むガスタービンシステム（２）と、
冷却空気（３２）の流れを変調するために前記タービン構成機器（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられた温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、温度センサ（２００）と
を備える、ターボ機械。
［実施態様１４］
前記温度に関係するデータが、前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度測定値または前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）のところの温度を計算する際に使用するためのデータを含む、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１５］
前記温度センサ（２００）が、ワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）を備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１６］
前記タービン構成機器（１６）の外部に設置され、前記温度センサ（２００）に問い合わせる（２０６）ためおよび前記温度センサ（２００）から前記温度に関係するデータを受信する（２０８）ためのインタロゲーティングシステム（２０４）をさらに備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１７］
前記温度に関係するデータに基づいて前記冷却空気（３２）の流量を決定するための解析システム（２１２）をさらに備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１８］
前記温度に関係するデータに基づいて前記ターボ機械の少なくとも１つの動作特性を調節するための制御システム（２１４）をさらに備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１９］
ホイールスペースキャビティ（３０）の中へとオリフィス（３４）を通る冷却空気（３２）の流れを変調するために前記タービン（１６）内に配置された受動流量変調装置（３６、３８）であって、前記受動流量変調装置（３６、３８）が感温素子（５４、７８）を収容するハウジング（５６、８０）を含む、受動流量変調装置（３６、３８）と、
前記感温素子（５４、７８）を収容する前記ハウジング（５６、８０）に取り付けられたワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）であって、前記温度センサ（２００）が温度に関係するデータを提供する、ワイアレス温度センサ（２００）または有線型温度センサ（２００）と、
前記タービン（１６）の外部に設置され、前記温度センサ（２００）に問い合わせる（２０６）ためおよび前記温度センサ（２００）から前記温度に関係するデータを受信する（２０８）ためのインタロゲーティングシステム（２０４）と、
前記温度に関係するデータに基づいて前記冷却空気（３２）の流量を決定するための解析システム（２１２）と、
前記温度に関係するデータに基づいて前記タービン（１６）の少なくとも１つの動作特性を調節するための制御システム（２１４）と
を備える、冷却システム。
【符号の説明】
【００４３】
２  ガスタービンシステム
４  圧縮機
６  空気
８  圧縮空気
１０  燃焼器
１２  燃料
１４  燃焼ガス
１６  タービン
１８  シャフト
２０  外部負荷
２２  タービン回転子
２４  固定子
２８  回転する空気の流れ
３０  ホイールスペースキャビティ
３２  冷却空気
３４  オリフィス
３６、３８  受動流量変調（ＰＦＭ）装置
４２  弁システム
４４  外面
４６  ガス吸入ポート
４８  ガス排出ポート
５０  コンジット
５２  シール
５４  感温素子
５６  ハウジング
５８  熱膨張性材料
５９  ヘッド
６０  ピストン
６２  弁体
６４  外側側面
６６  弁座
７０、７２、７４、７６  矢印
７８  感温素子
８０  ハウジング
８４  熱膨張性材料
８６  ピストン
８８  可動棚
９０  ヘッド
９２  出口
９４  端部表面
９６  バイアス印加部材
９８  矢印
１００  方向
１０２  矢印
１７４  矢印
１７６  矢印
２００  温度センサ
２０２  ＰＦＭ装置
２０４  ＲＦインタロゲーティングシステム
２０６  問い合わせること
２０８  受信すること
２１０  テレメトリシステム
２１２  解析システム
２１４  タービン制御システム
２１６  制御信号
２２０  配線
２２２  インタロゲーティングシステム
【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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【外国語明細書】
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