JPH07503298A - タービン用の冷却可能なアウタエアシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タービン用の冷却可能なアウタエアシール装置これは、たった今放棄された１９ ９２年１１月２４日提出の出願番号０７／９８０，８１５の一部継続出願の出願 記録である。

技術分野 本発明はターボ機械に関し、そして特にタービンの中で使用されるアウタエアソ ール装置に関する。

発明の背景 軸流ガスタービンエンジンのような典型的なターボ機械は、結果的にコンプレッ サ部分、燃焼部分及びタービン部分を通って作動流体を導くための環状の流路を 有している。コンプレッサ部分は、作動流体にエネルギを与える多数の回転ブレ ードを含んでいる。作動流体はコンプレッサ部分を出て燃焼部分に入る。燃料が 圧縮された作動流体と混合され、その混合気は作動流体にさらにエネルギを加え るために着火される。燃焼生成物はその後タービン部分を通って膨張する。ター ビン部分は、膨張する流体からエネルギを得る他の多数の回転ブレードを含んで いる。ここで得られたエネルギの一部分は、コンプレッサ部分とタービン部分と を連結しているロータ軸を介してコンプレッサ部分に戻される。得られたエネル ギの残りは他の機能に使用されるだろう。

ガスタービンエンジンの作動出力は多くの要素に左右される。これらの要素の中 には燃焼行程の間に生じた熱がある。発熱量は、使用される燃料及び燃料／空気 の比によって制御されるが、しかしながらタービン部分で許容される温度によっ て制限される。現代のガスタービンエンジンにおいては、タービン材質の融解温 度を越えた作動流体温度が、タービン部分へ冷却流体を差し向けることによって 達成されている。典型的にはこの冷却流体は、コンプレッサ部分から出て燃焼部 分をバイパスした作動流体の一部を包含している。

作動出力に関するもうひとつの要素は、燃焼生成物とタービンロータブレードと の間のエネルギ変換効率である。タービン部分は、ロータブレードの各配列の上 流がロータブレードと係合する前に作動流体のオリエンテーションをできるだけ 能率的に利用するために空気力学的な形状をしたベーンの配列を含む。タービン ロータブレードは、作動流体と効率的に係合するように空気力学的な形状をした エアフォイル部分を有する。ロータブレードは半径方向内側の流れ面を供給する ためのプラットホームを含み、タービン部分は半径方向外側の流れ面を供給する ためのアウタエアシール装置を含む。これら２つの流れ面の組合せは、ロータブ レードのエアフォイル部分へ向かう作動流体の流れを制限する。

アウタエアシール装置は、ガスタービンエンジンの長手方向軸のまわりに伸びる 環状の構造物を形成するために配置された複数の弧状部分を典型的に含んで゛い る。ロータブレードの配列はアウタエアシール装置のひとつの領域内で回転する 。各ロータブレードは半径方向のアウタチップを含み、このアウタチップは、ロ ータ組立体の回転中、接近した放射部の中でアウタエアシール装置と近接して、 又は接触して通過する。

ブレードのチップとアウタエアシール装置の流れ面との間の接触は、エアフォイ ル部分への作動流体の流れを制限するために必要とする近接のために発生するか もしれない。接触中のロータブレードへのダメージを避けるため、ロータブレー ドのチップは研磨材料でコーティングされ、さらにアウタエアシール装置はその 流れ面を覆うアブレイダブル材料の層を有している。

従って、チップが流れ面上を通過する時、どのような接触でも、ブレードが摩損 するかあるいはダメージを受けるよりもむしろアブレイダブル材料の粒子が除去 される結果になるだろう。

アウタエアシール装置のセグメントは熱い作動流体にさらされる。典型的には、 セグメントはサブストレートの材質のオーバーヒートを避けるために冷却される 。冷却流体は、ステータ組立体を通過して半径方向の内側へ、そしてサブストレ ートの半径方向外側の面上を流れる。この冷却流体は、それから近傍のセグメン ト間を半径方向内向きに流れて流路へ流出する。

アウタエアシール装置に使用されるアブレイダブルコーティングのひとつのタイ プは、セラミック材料力ぐら形成されている。セラミック材料は、タービンに見 られるような高温に耐える能力があるため便利である。

あいにく、非常に熱い環境にさらされた熱膨張の比率が異なる２つの材質を有す ることを原因とした熱応力のために、セラミックコーティングを金属のサブスト レートに結合して組合わせるには困難性がある。これはタービンの第１ステージ にとって特別な真実であり、タービンの第１ステージは最も高い温度の作動流体 にさら′され、そしてクラッキング及びサブストレートからのセラミックコーテ ィングの剥離に導かれる。

上述の技術にもかかわらず、出願譲り受け人の指揮下にある科学者や技術者は、 クラッキングそして／又はンールセグメントからのアブレイダブル層の剥離が最 小のアウタエアシール装置を開発するために仕事をしている。

発明の開示 本発明によれば、アウタエアシール装置は、サブストレートを有する複数のセグ メントと、アブレイダブル層と、サブストレートを冷却するためのインピンジメ ント冷却手段と、そして冷却流体の緩衝域をアブレイダブル層の上に流すための フィルム冷却手段とを包含している。

さらに、本発明によれば、インピンジメント冷却手段は、半径方向外側に位置し てその間にキャビティを画成しかつ複数の開口を有するカバープレートを゛含ん でいる。冷却流体は開口を通って流れ、キャビティに面しているサブストレート の表面に衝突する。

さらにまた、フィルム冷却手段は、サブストレート及びアブレイダブル層を通り 抜けて伸びかつ流体のフィルムをアブレイダブル層の表面上に噴出するための角 度がつけられた複数の冷却穴を包含する。この冷却穴は、通過するブレードチッ プと同方向に冷却流体を噴出するためにブレード通過方向と一直線をなしている 。

特別な実施例によれば、アウタエアシールセグメントは、サブストレート及びカ バーの間に伸びる軸上に一定の間隔を保った一対のキャビティとキャビティ間で 差異のある圧力を発生させる手段とを包含し、第１キヤビテイには第２キヤビテ イより高い圧力を持ち、カバーは第１及び第２の複数の開口を有する。第１キヤ ビテイは、第１の複数の開口を通して冷却流体源と流通状態にある。第２キヤビ テイは、第１キヤビテイの下流にあり、そして第２の複数の開口を通して同じ冷 却流体源と流通状態にある。この特別な実施例において、圧力に差を与える手段 は、第２の複数の開口の直径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ１を有する第１の複数の開 口によって定義される。冷却流体は、サブストレート及びアブレイダブルセラミ ック層を通って伸びる冷却穴を通り抜けかつインクセグメント穴を通り抜けてキ ャビティに流出する。冷却穴は、半径方向軸に関して角度がつけられ、そしてア ブレイダブル層上に冷却流体のフィルムを広げるフレア部分を有している。この 冷却穴は、流体をブレードチップ通過方向へ噴出するためにブレード通過方向と 横に一直線上にある。インクセグメント穴は、セグメントの対流冷却、隣接する セグメントのインピンジメント冷却を与え、そしてインクセグメントスペースの 作動流体を一掃するために、隣接するセグメント間の周囲の空間に冷却流体を噴 出する。

構造上の理由により、エアシールセグメントが上流端末部分のように拡張された 端部部分を含む場所では、そこに隣接するキャビティは、拡張された端末部分に 配置された長手方向に伸びるチャンバを含んでもよい。

このチャンバは、改良された冷却のために冷却流体を端末部分に通し、端末部分 における応力軽減をもたらすという付加的な利益を有する。

本発明の主な特徴は、インピンジメント冷却手段とアウタエアシールセグメント におけるフィルム冷却手段の組合せにある。もうひとつの特徴は、ブレード通路 方向と共に冷却穴の整列にある。特別な実施例の特徴は、インピンジメント力バ ー及びサブストレートによって定義される対をなすキャビティである。特別な実 施例のもうひとつの特徴は、キャビティ間で異なる圧力を発生させる手段である 。さらなる特徴は、冷却穴の角度及び形状である。なお一層の特徴は、セグメン トのラテラルエツジに沿って配置されたインクセグメン］・穴である。

本発明の利点は、インビンンメント冷却及びフィルム冷却の結果としてのセグメ ント内部の熱応力のレベルにある。インピンシメント冷却は、サブストレートを サブストレートの材質の許容温度範囲内に維持する。

フィルム冷却は、アブレイダブル層とこのアブレイダブル層を冷却するための作 動流体との間に、冷却流体の緩衝域を発生させる。ふたつの冷却手段が合同して 、アブレイダブル材質層とふたつの材質層の熱応力を最小にするためのサブスト レートとの間の温度勾配を最小にする。もうひとつの利点としては、半径方向軸 に関して穴に角度をつけたこと及びブレード通過方向と冷却穴を一直線にした結 果として見込まれるセグメントの有効な寿命がある。冷却穴に角度をつけること は、ブレードチップとセグメントとの間の研磨材的接触の結果露出させられた粒 子で冷却穴をふさぐ可能性を減じるために、アブレイダブル層の開口を広げる。

冷却穴をブレード通過方向と一直線にすることは、除去された粒子で冷却穴をふ さぐ可能性をさらに減じる。特別な実施例の利点は、多数のキャビティ及び圧力 に差異を与える手段の結果として、上流側、セグメントの高圧端における高圧フ ィルム冷却の有効性である。特別な実施例のもうひとつの利点は、インクセグメ ント冷却の結果として、セグメントのラテラルエツジ付近の熱応力レベルにある 。インクセグメント冷却穴は、対流冷却及びインビンジメント冷却をセグメント のラテラルエツジにもたらす。さらに、インクセグメント領域へ流入している冷 却流体は、隣接するセグメント間の熱い作動流体の摂取を妨げるためにこの領域 を一掃する。

前述及び他の本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面に描かれた典型的な実施 例の下記の詳細説明を参照してより明白になる。

図面の簡単な説明 図１は、ガスタービンエンジンの側面断面図である。

図２は、アウタエアシール装置、タービンロータ装置、そして上流及び下流ベー ン装置の部分側面図である。

図３は、シングルアウタエアシールセグメントの半径方向外表面の図である。

図４は、ノングルアウタエアシールセグメントの半径方向内表面の図である。

図５は、図３の５−５線に沿う部分断面図である。

図６は、フィルム冷却の流れ方向を示している矢印を伴うアウタエアノールセグ メントの軸上の上流を示す図である。

図７ａは、図５の７−７線に沿うフィルム冷却穴の断面図である。

図７ｂは、除去されたアブレイダブル粒子が結集した後のフィルム冷却穴を示す 図である。

図８は、図５と同様の、しかし本発明の他の実施例を示す部分断面側面図である 。

本発明を成し遂げるための最善の形態 図１に描かれたものは、典型的なターボ機械の例として示された軸流ガスタービ ンエンジン１２である。

このガスタービンエンジンは、軸方向の流路１４、コンプレッサ１６、燃焼器１ ８、そしてタービン２２を含んでいる。コンプレッサは、流路を通って伸び、モ して流路内で作動流体と係合する複数のコンプレッサブレード２４を含んでいる 。作動流体とコンプレッサロータブレードとの間の係合は作動流体にエネルギを 移す。作動流体はコンプレッサに流出し、そしてそれが燃料の供給と混合される 燃焼器に入る。混合気は、作動流体にさらにエネルギを加えるために、燃焼器の 中で着火される。燃焼の生成物は、それからタービンを通過して膨張する。この タービンは、タービンベーン２６及びタービンロータブレード２８の複数の軸上 に交互なステージを含む。タービンロータブレードは流路を通過して伸び、そし て作動流体からタービンロータブレードへエネルギを移すために作動流体と係合 する。タービンロータブレードへ移されたこのエネルギの一部は、タービンとコ ンプレッサとを連結する一対のロータシャフト３２を介してコンプレッサ部分へ 移される。

図２に示したように、タービンロータブレード２８の各ステージは、タービンベ ーン２６のステージの軸方向下流側である。各タービンロータブレードはエアフ ォイル部分３４を含んでおり、その中には半径方向に配置されたラジアルチップ ３６及びプラットホーム３８を有している。プラットホームは流れ面４２を含み 、その面は流路に向かって半径方向外向きである。

このプラットホーム流れ面は、流路内の作動流体が半径方向内向きに流れるじゃ まをする。

半径方向に外向きのエアフォイルチップがアウタエアシール装置４４である。こ の７ウタエアシール装置は、タービンロータブレードの回りに周方向に一定の間 隔を保つ複数のセグメント４６を含む。複数のセグメントは、その表面が流路に 向けて半径方向内向きの流れ面５２を有する環を画成する。このエアシール流れ 面は、エアフォイルチップに半径方向に近接し、そして作動流体が半径方向外向 きに流れるじゃまをする。

セグメントが図３−６により詳細に描かれている。

各セグメントは、サブストレート５４、インピンジメントカバ−５６、そしてア ブレイダブル材料層５８を含む。サブストレートは、各セグメントを保持するた めにステータ機構６４と係合させる複数のフック６２を含む。セラミック材はそ の絶縁特性によってアブレイダブル層として提案されたが、非セラミック材もま た適用可能であろう。

インピンジメントカバーはサブストレートの外向きの側面上に配置されている。

このインビンジメントカバー及びサブストレートは、第１キヤビテイ６６とこの 第１キヤビテイの軸上下流に配置された第２キヤビテイ６８を画成する。このイ ンピンジメントカバーは、図４及び図５によりはっきりと示されたように、第１ の複数のインピンジメントホール７２と第２の複数のインビンジメントホール７ ４とを含んでいる。第１の複数のインピンジメントホールは、第１キヤビテイと 冷却流体源との間の流通をもたらす。第２の複数のインビンジメントホールは、 第２キヤビテイと冷却流体源との間の流通をもたらす。

セグメントは、第１キヤビテイ内が第２キヤビテイ内より高い圧力となる、ふた つのキャビティ間に差圧を発生させる手段を含んでいる。図４に示したように、 この手段は直径の異なるインピンジメントホールを有することによって定義され る。第１の複数の冷却穴は各々が直径り、である。第２の複数の冷却穴は各々が 直径Ｄ２であり、ここでＤ２はり、より小さい。より大きな直径の冷却穴は第１ キヤビテイへのより大きな冷却流体の流れを許す。キャビティが略同数のフィル ム冷却穴を有し、そしてそれらが略同じサイズであることから、インピンジメン トホールの直径の違いが第１キヤビテイにより高い圧力を発生させる。このよう に記載されかつ示されたとはいえ、第１キヤビテイ内のインピンジメントホール のより顕著な特性のように、異なる圧力を発生させるための他の手段が使用され るかもしれない。

複数のフィルム冷却穴７６は、図３及び図５に示す如く、サブストレート及びア ブレイダブル層を通り抜けて伸びる。第１の複数のフィルム冷却穴７８は、第１ キヤビテイと流路との間に広がっている。第２の複数のフィルム冷却穴８２は、 第２キヤビテイと流路との間に広がっている。フィルム冷却穴は、冷却流体のエ ンジン効率損失を考慮に入れた最善の適用範囲を提供するために、アブレイダブ ル層の全体の表面にわたって接近して一定の間隔を保っている。フィルム冷却穴 がカバーする広い範囲は、結果的にアブレイダブル層流れ面の大部分にだわって 均一な冷却流体のフィルムとなる。

各フィルム冷却穴は図７に示されたような形状及び方向づけがなされている。各 フィルム冷却穴は、同一直径部分８４とフレア部分８６とを含んでいる。フレア 部分は流れ面に通じており、フィルム冷却穴を通り抜けて流れる冷却流体の拡散 をもたらす。流れ面上にそれを放出する前に冷却流体を拡散させることによって 、冷却流体の面積が増加すると共にフィルム冷却穴から退出する速度が減じられ る。放出された流体の面積が増加することは、同様に各フィルム冷却穴が流れ゛ 面上にもたらす適用範囲を増加させる。フィルム冷却穴から放出される冷却流体 の速度を減じることは、放出された流体が流れ面にはり付いて残るのを助長する 。

フィルム冷却ホールの各々は、ガスタービンエンジンの半径方向軸８８に関して 角度αで傾斜している。

穴を傾斜させている結果として、アブレイダブル層の流れ面には楕円形の開口が 形成される。楕円形の開口は、流れ面上の流れによって開口に付着する粒子を原 因とした閉塞をしにくい。さらに、半径方向軸に関して傾斜している冷却穴は、 冷却流体のフィルムの成長をさらに助長するために、矢印９０で示す如（流れ面 上に接線的に冷却流体を放出する。

フィルム冷却穴の大多数は、矢印９２によって示されるブレード通過方向と冷却 流体の放出方向が横方向に一直線をなすように方向づけられている。−直線をな す冷却穴は、結果的にはフィルム冷却穴と同様にアブレイダブル層の除去された 粒子によってブロックされに（いものとなる。

各セグメントは、複数のインクセグメント冷却穴９４を含んでいる。このインク セグメント冷却穴は、キャビティと隣接するセグメント間の横方向スペース９６ との間に流通をもたらす。冷却流体は、インクセグメント冷却穴の領域にあるサ ブストレートの対流冷却をもたらすために、インクセグメント穴を通って流れる 。

インクセグメント冷却穴に流出する冷却流体（矢印９８で表示）は、隣接するセ グメントのラテラルエツジのッジ１０２に衝突する。衝突が発生した後、冷却流 体はさらに隣接するセグメント間を半径方向内向きに流れて流路へ流出する。イ ンクセグメントスペースへの冷却流体の流れは、スペースを一掃すると共に作動 流体のインクセグメントスペースへの摂取を防ぐための手段を提供する。

運転中、熱い作動流体は、アウタエアシールの流れ面上を通過してアウタエアシ ール装置を加熱する。冷却流体は、インピンジメント力バーの半径方向外側のス ペースに向けて半径方向内向きに流れる。この冷却流体は、インビンジメント冷 却穴を通り抜けてキャビティに流入する。より大きなインピンジメント冷却穴の 結果として、第１キヤビテイの内圧は第２キヤビテイの内圧よりも大きい。キャ ビティ内の冷却流体は、この後フィルム冷却穴を通り抜け、そしてセグメントの 流れ面上に冷却流体のフィルム又は緩衝域を形成するためにフィルム冷却穴へ流 出する。作動流体によるアブレイダブル層上の圧力は、アブレイダブル層の上流 端で最も大きく、そしてアブレイダブル層の下流端へ向けて小さくなる。セグメ ントの中で軸上に一定の間隔を保っている分割されたキャビティを有することは 、それが必要な上流側のフィルム冷却穴を通り抜ける高圧冷却流体流と下流側の 穴を通り抜ける低圧冷却流体流とをもつための手段を提供する。このことは、適 切なフィルム冷却流体の供給が流れ面の軸上の広がりの上にもたらされることを 確実にする。キャビティ内の冷却流体の一部は、セグメントに対流冷却をもたら し、隣接するセグメントにインピンシメント冷却をもたらし、そしてインクセグ メントスペースの熱い作動流体を一掃するために、インクセグメント冷却穴へ流 れる。

エアフォイルチップとアブレイダブル層との間の研磨材的接触は、アブレイダブ ル層の粒子が除去される結果になるだろう。これらの粒子１０４はフィルム冷却 穴の中に付着して結果的にフィルム冷却穴の流路面積を削減するかもしれない。

しかしながら、図７ａ及び７ｂに示す如く、フィルム冷却穴の角度、方向、そし て形状は、半径方向を向（同一直径の冷却穴よりもこの事態をおきにくくする。

冷却穴がブレード通過方向と同一直線上にあるために、そして冷却穴が半径方向 軸に関して角度がつけられているために、冷却の有効直径は最大になる。この効 果は、除去された粒子がフィルム冷却穴を閉塞する可能性を最小にする。さらに 、フレア部分及び半径方向軸に関するフィルム冷却穴の角度の結果から生じるよ り大きな開口はまた、フィルム冷却穴が完全にふさがれ、あるいは詰められる可 能性を減じる。フィルム冷却穴がふさがれる可能性を減じることは、アブレイダ ブル層の多少の退廃の後でさえ、冷却流体がセグメントの冷却をもたらすｈめに フィルム冷却穴を通り抜けて流れ続けるだろうことを保証することによって、セ グメントの見込み寿命を増加させる。

図８を参照すれば、シールセグメント４６の他の実施例が示されている。これに ついて目的を明らかにする必要のない個々の構造上の理由により、このシールセ グメントは、セグメントの下流端に配属されかつ上述したフック６２と同様のフ ック１１０を備えている、広げられた上流端部１０８を含んでいる。フック６２ と同様、フック１１０はシールセグメントの機械的保持のために、ステータ機構 ６４の溝の中に捕えられている。広げられた端部１０８を冷却する目的のため、 第１キヤビテイ６６は端部１０８の中へ長手方向に伸びるチャンバ１１２を備え ている。チャンバ１１２は、キャビティ６６から端部１０８へ冷却空気を運ぶた めの通路として機能する。端部１０８の内部の冷却空気のこのような設備が、熱 によって誘発されたその中の応力を減じ、そしてフック１１０（及び隣接するス テータ機構）のアブレイダブルセラミック材料５８を通り越して流れる極端に熱 い作動流体からの熱的遮断を高めるだろうことは、正しく評価されるだろう。こ のような端部１０８における熱応力の低減は、シールの信頼性や性能を高め、そ してチャンバ１１２によってその中に画成された空所のために増加した端部１０ ８のフレキシビリティによって達成される。この増”加したフレキシビリティ及 び熱応力の低減は、結果的には改良されたガスタービンエンジンの性能のために ソールの歪を最小（シールの同心度を最大）にする。図２−７に描かれたシール セグメントに関して図示され記載された冷却構成は、図８に描かれたシールセグ メントにとって等しくよ（適合されている。

ＦＩＧ、２ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＪＰ （７２）発明者　ケーン　ダニエル　イーアメリカ合衆国コネチカット　０６０ ８４　トーランド　マイル　ヒル　ロード　９２（７２）発明者　マードック　 ゼームス　アールアメリカ合衆国コネチカット　０６０８４トーランド　メープ ルウッド　ドライブ２５（７２）発明者　ディアバーガー　ゼームス　ニーアメ リカ合衆国コネチカット　０６２４８　ヘブロン　オールド　ブラックマン　ロ ード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ターボ機械（１２）が、流路（１４）と、ターボ機械（１２）の長手方向軸の 回りに回転可能なロータブレード装置と、そして冷却流体源とを包含し、ロータ ブレード装置は、複数の半径方向外向きのチップ（３６）と、ロータブレード装 置の半径方向外側に配置されたアウタエアシール装置（４４）とを包含するター ボ機械（１２）用のアウタエアシール装置が、ロータブレード装置と軸上に一直 線にされた環を形成すると共に流路（１４）の半径方向外側の流れ面（５２）を 画成する円周上に一定の間隔が保たれた複数の弧状のセグメント（４６）と、各 セグメントが、セグメントを保持するための手段を含んでいるサブストレート（ ５４）と、サブストレート（５４）の半径方向外側に配置されると共にインピン ジメントカバー（５６）を半径方向へ通り抜けて伸びる複数の開口（７２）を含 んでいるインピンジメントカバー（５６）と、インピンジメントカバー（５６） とサブストレート（５４）との間の分離によって画成された第１キャビティ（６ ６）と、半径方向外向きの流れ面（５２）を形成するためのサブストレート（５ ４）の半径方向内側のアブレイダブル材料（５８）の層とをその中に包含する、 ラジアルチップ（３６）と半径方向に近接する流れ面（５２）とを包含し、そし てその中で開口（７２）は、開口（７２）を通り抜けた冷却流体がサブストレー ト（５４）上に衝突するようにキャビティ（６６）と冷却流体源との間に流通を もたらし、サブストレート（５４）及びアブレイダブル層（５８）は第１キャビ ティ（６６）と流路（１４）との間の流通を許している複数の冷却穴（７６）を 含み、この冷却穴（７６）はアブレイダブル層（５８）に出口を有し、この冷却 穴（７６）は、冷却穴（７６）に流出する冷却流体が流れ面（５２）上に冷却流 体のフィルムを形成するのを押し進められるように、ターボ機械（１２）の半径 方向軸に関して各度をつけられたことを特徴とするアウタエアシール装置（４４ ）。 ２冷却穴（７６）がセグメント（４６）に関してロータブレード（２８）の運動 方向と一直線にされた、請求項１，８，９又は１０記載のアウタエアシール装置 （４４）。 ３各冷却穴（７６）が下流端を有すると共に下流端にフレア部分（８６）を含み 、このフレア部分（８６）が冷却穴（７６）を通り抜ける冷却流体を拡散させる 、請求項１，２，７，８，９又は１０記載のアウタエアシール装置（４４）。 ４さらにセグメント（４６）のラテラルエッジに沿って配置された複数のインタ セグメント冷却穴（９４）を包含し、このインタセグメント冷却穴（９４）がキ ャビティ（６６）と隣接するセグメント（４６）間の横方向スペース（９６）と の間に流通をもたらし、その中でインタセグメント冷却穴（９４）はセグメント （４６）のラテラルエッジに対流冷却をもたらし、その中でインタセグメント冷 却穴（９４）は冷却流体を隣接するセグメント（１０１）に差し向けて隣接する セグメント（１０１）のラテラルエッジのインピンジメント冷却をもたらし、そ してその中でインピンジメント冷却穴（９４）に流出する冷却流体は、隣接する セグメント（４６，１０１）間の横方向スペース（９６）が一掃されるように、 セグメント（４６，１０１）間を流れる、請求項１，２，３，７，８，９又は１ ０記載のアウタエアシール装置。 ５カバー（５６）とサブストレート（５４）との間に広がる第２キャビティ（６ ８）をさらに包含し、この第２キャビティ（６８）は第１キャビティ（６６）の 下流にあり、第２の複数の開口（７４）がカバー（５６）を通って伸びて第２キ ャビティ（６８）と冷却流体源との間の流通をもたらし、そして第１キャビティ （６６）と第２キャビティ（６８）との間に圧力差を発生させる手段となる、請 求項１，２，３，４，７，８，９又は１０記載のアウタエアシール装置（４４） 。 ６圧力差発生手段は、直径Ｄ１の各第１の複数の開口（７２）、直径Ｄ２の各第 ２の複数の開口（７４）によって定義され、そして第１のキャビティ（６６）の 内圧が第２キャビティ（６８）の内圧よりも大きくなるようにＤ１＞Ｄ２である 、請求項５記載のアウタエアシール装置。 ７ターボ機械（１２）が、流路（１４）と、ターボ機械（１２）の長手方向軸の 回りに回転可能なロータブレード装置と、そして冷却流体源とを包含し、ロータ ブレード装置は、複数の半径方向外向きのチップ（３６）と、ロータブレード装 置の半径方向外側に配置されたアウタエアシール装置（４４）とを包含するター ボ機械（１２）用のアウタエアシール装置が、ロータブレード装置と軸上に一直 線にされた環を形成すると共に流路（１４）の半径方向外側の流れ面（５２）を 画成する円周上に一定の間隔が保たれた複数の弧状のセグメント（４６）と、各 セグメントが、少なくともひとつの広げられた端部（１０８）を有し、セグメン トはサブストレート（５４）の半径方向外側に配置されたインピンジメントカバ ー（５６）を保持するための手段を含み、さらにインピンジメントカバー（５６ ）を通って半径方向に伸びる複数の開口（７２）を含んでいるサブストレートと 、インピンジメントカバー（５６）とサブストレート（５４）との間の分離によ って画成され前記広げられた端部に配置された長手方向に伸びるチャンバ（１１ ２）と、半径方向外側の流れ面（５２）を形成するためのサブストレート（５４ ）の半径方向内側のアブレイダブル材料層（５８）とをその中に包含する、ラジ アルチップ（３６）と半径方向に近接する流れ面（５２）とを包含し、そしてそ の中で開口（７２）は、開口（７２）を通り抜けた冷却流体がサブストレート（ ５４）上に衝突するようにキャビティ（６６）と冷却流体源との間に流通をもた らし、サブストレート（５４）及びアブレイダブル層（５８）は第１キャビティ （６６）と流路（１４）との間の流通を許している複数の冷却穴（７６）を含み 、この冷却穴（７６）はアブレイダブル層（５８）に出口を有し、前記チャンバ （１１２）がその内部応力を減じるだけでなく前記広げられた端部（１０８）へ 冷却空気を運ぶための通路をもたらすことを特徴とするアウタエアシール装置（ ４４）。 ８冷却穴（７６）を退出する冷却流体が流れ面（５２）上に冷却流体のフィルム を形成するのを推し進めるように、冷却穴（７６）がターボ機械（１２）の半径 方向軸に関して角度をつけられた、請求項７記載のアウタエアシール装置。 ９ターボ機械（１２）は長手方向軸の回りを向いた流路（１４）を含み、セグメ ント（４６）はその中にセグメント（４６）が流路（１４）の半径方向外向きの 流れ面を形成するターボ機械（１２）内の設置状況を有する、ターボ機械（１２ ）のアウタエアシール装置（４４）用のセグメント（４６）が、セグメント（４ ６）を保持する手段を含んでいるサブストレート（５４）と、サブストレート（ ５４）の外側に配置されてインピンジメントカバー（５６）を通って伸びる複数 の開口（７２）を含んでいるインピンジメントカバー（５６）と、インピンジメ ントカバー（５６）とザブストレート（５４）との間の分離によって画成された 第１キャビティ（６６）と、流れ面（５２）を形成するためのサブストレート（ ５４）内側のアブレイダブル材料層（５８）とを包含し、そして開口（７２）は 冷却流体が開口（７２）を通り抜けてサブストレート（５４）に衝突するように キャビティ（６６）と冷却流体源との間に流通をもたらし、サブストレート（５ ４）及びアブレイダブル層（５８）はそこを通り抜けて伸びる複数の冷却穴（７ ６）を含み、この冷却穴（７６）はアブレイダブル層（５８）に出口を有し、冷 却穴（７６）の設置状態は、冷却穴（７６）を退出する冷却流体が流れ面（５２ ）上に冷却流体のフィルムを形成するのを推し進めるように、ターボ機械（１２ ）の半径方向軸に関して角度をつけられたことを特徴とするセグメント（４６） 。 １０ターボ機械（１２）は長手方向軸の回りを向いた流路（１４）を含み、セグ メント（４６）はその中にセグメント（４６）が流路（１４）の半径方向外向き の流れ面を形成するターボ機械（１２）内の設置状況を有する、ターボ機械（１ ２）のアウタエアシール装置（４４）用のセグメント（４６）が、少なくともひ とつの広げられた端部（１０８）を有しかつセグメント（４６）を保持する手段 を含んでいるサブストレートと、サブストレート（５４）の外側に配置されてイ ンピンジメントカバー（５６）を通って伸びる複数の開口（７２）を含んでいる インピンジメントカバー（５６）と、インピンジメントカバー（５６）とサブス トレート（５４）との間に画成されかつ前記広げられた端部（１０８）に配置さ れた長手方向に伸びるチャンバ（１１２）を有する第１キャビティ（６６）と、 流れ面（５２）を形成するサブストレート（５４）の内側のアブレイダブル材料 層（５８）とを包含し、そして開口（７２）は冷却流体が開口（７２）を通り抜 けてサブストレート（５４）に衝突するようにキャビティ（６６）と冷却流体源 との間に流通をもたらし、サブストレート（５４）及びアブレイダブル層（５８ ）はそこを通り抜けて伸びる複数の冷却穴（７６）を含み、この冷却穴（７６） はアブレイダブル層（５８）に出口を有し、前記チャンバ（１１２）がその内部 応力を減じるだけでなく前記広げられた端部（１０８）へ冷却空気を運ぶための 通路をもたらすことを特徴とするセグメント（４６）。