JP2018009569A - ガスタービン圧縮機受動間隙制御 - Google Patents

Abstract

【課題】低アルファ固定子部材構造物を使用した軸流圧縮機回転翼の先端間隙を制御するための装置を提供する。【解決手段】タービン１６と、１つまたは複数の炭化水素ガス燃焼室３４と、圧縮機１２とを含むガスタービンエンジン１０が開示される。圧縮機が、内側ホイールディスクから半径方向外向きに延びた、１つまたは複数の回転翼列１８を含む回転子組立体を含む。圧縮機が、内側ケーシング４６から半径方向内向きに延び、隣接した回転翼列の間に位置する、１つまたは複数の固定子羽根列２４を含む固定子組立体をさらに含む。内側ケーシングが、回転子組立体の周囲で円周方向に延び、少なくとも１つの低アルファ金属合金により形成される。【選択図】図１

Description

本開示は、概して、ターボ機械のための先端間隙制御に関し、より詳細には、低アルファ固定子部材構造物を使用した軸流圧縮機回転翼の先端間隙を制御するための装置に関する。

ガスタービンは、典型的には、軸流圧縮機と、圧縮機より下流に位置する１つまたは複数の燃焼室と、１つまたは複数の燃焼室より下流に位置するタービンと、ガスタービンを通って軸方向に延びたシャフトとを含む。圧縮機は、外側ケーシングと、シャフトの少なくとも一部を周囲から囲む内側ケーシングとを含む。圧縮機が、外側／内側ケーシング内に位置する圧縮機回転翼と固定子羽根との交互配置列をさらに含む。圧縮機回転翼は、シャフトに結合され、外側／内側ケーシングに向けて半径方向外向きに延びる。固定子羽根は、シャフトの周囲において環状に位置し、外側／内側ケーシングからシャフトに向けて半径方向内向きに延びる。圧縮機内の段は、全体的に、１列の圧縮機回転翼と、固定子羽根の軸方向に隣接した列とを備える。

ガスタービンエンジンの始動中、圧縮機とガスタービンエンジンとが通常運転速度と定常状態とに達するにつれて、回転子組立体と固定子組立体との両方の動作温度が最大予測レベルまで上昇する。経時的に、翼の動作温度が上昇すると、先端が弱まり、破損し、または、さらには、遠位端において劣化することにつながり得、翼先端部とケーシングとの間の環状空間（「封止隙間」または「間隙」と呼ばれることもある）が避けられない程広がることになる。通常動作中、翼先端部とケーシングとの間の空間がこのように増加することが少しでもあれば、回転子の効率と固定子の効率との両方が低下し、さらに、圧縮機とエンジンとの全体的な効率が低下する。

圧縮機とガスタービンとの効率を継続させて高めるため、または少なくとも維持するため、回転翼先端と圧縮機のケーシングとの間の封止隙間、すなわち間隙は、悪影響を及ぼすほどガス流量を制限することもなく、通常動作状態中に翼の自由な回転に影響を与えることもなく、できる限り小さく保たなければならない。回転翼の先端と付随する静止部材（すなわち、シュラウド）との間に大きな間隙があると、圧縮機を運転したときに、圧縮機の効率に悪影響を及ぼし得る。遠心応力と熱膨張とに起因して翼およびホイールなどの回転部材の直径がかなり大きくなる一方で、シュラウドおよびケーシングといった静止部材が寸法の変化を比較的受けないことから、先端間隙に関する要件が生じる。

圧縮機の連続動作中、様々な動作状態が発生する。これらの状態の変化により、圧縮機先端間隙が大幅に変動し得る。設定間隙と呼ばれることもある適切な初期先端間隙を伴って部材を製造し、組み立てた場合、特定の組の動作状態に対して、回転部材と静止部材との間に、何らかの所望の運転間隙を得ることができる。しかし、質量の大きな圧縮機の、より重い回転部材は必然的に、動作状態の変化に遅く反応するので、大きな初期先端間隙が必要である。通常、実施する際に、最高速度の定常（ＳＳ：ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ）動作状態中に所望の間隙が生じるように機械を設計する。しかし、その結果、間隙は、過渡動作中などの他の動作期間中、所定の所望の間隙未満となる。

先端間隙を小さくする、以前の知られた手段は、シュラウド付き翼、または、回転部品が膨張したときに翼により摩耗する摩耗性シュラウド（ケーシング）および被膜を利用する。これらの装置は、先端間隙が大きいことによる問題に対して、完全な満足のゆく解決策を提供しない。シュラウド付き翼は、シュラウドのない翼に比べて本質的に重く、より製造しにくい設計につながる。

他の以前の間隙制御手段は、熱膨張係数（ＣＴＥ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）またはα）を比較的大きくすることにより、寸法のばらつきの大きな回転子およびケーシング材料を使用していたので、こすれ、および／または過剰な先端間隙が生じ、こすれと過剰な先端間隙とはいずれも、圧縮機の性能と効率とに有害である。そのため、能動間隙制御システムを使用せずに回転子先端と内側ケーシングとの間の間隙を制御することが困難である。多くの能動間隙制御システムは、ケーシングと回転子との寸法を適合させやすいように、冷却空気、制御弁、およびアクチュエータの使用を必要とするので、複雑さや信頼性の懸念が高い。

米国特許出願公開第２０１６／０１２３１７２号公報

本開示の態様および利点が、以下の説明で部分的に記載されるか、または、説明から明らかとなり得るか、もしくは、本開示の実施により把握され得る。

タービンと、１つまたは複数の炭化水素ガス燃焼室と、圧縮機とを含むガスタービンエンジンが開示される。圧縮機は、円周方向に離間した回転翼をもつ１つまたは複数の回転翼列を含む回転子組立体を備え、各翼が、内側ホイールディスクから半径方向外向きに延びる。圧縮機は、内側ケーシングから半径方向内向きに延びた、円周方向に離間した固定子羽根をもつ１つまたは複数の固定子羽根列を含む固定子組立体をさらに備える。各固定子羽根列は、隣接した回転翼列の間に位置する。内側ケーシングは、回転子組立体の周囲で円周方向に延びて、固定子羽根と協働する回転翼により規定された複数の内側流路を形成する。回転翼は、高温運転回転子先端間隙と低温設定回転子先端間隙とを形成する。内側ケーシングは、少なくとも１つの低アルファ金属合金により形成される。

本開示のこれらの特徴および他の特徴、態様ならびに利点は、以下の説明と付属の請求項とを参照してよりよく理解されるようになる。本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を例示し、説明と共に本開示の原理を説明する役割を果たす。

当業者を対象とする十分で実施可能な開示は、そのベストモードも含めて、添付図面を参照する本明細書に記載される。

本開示の様々な実施形態を組み込み得るガスタービンの一例の図である。 回転機械（ガスタービンなど）における圧縮機の一部分の断面図である。 図２に示される、選択した数の回転翼と固定子羽根との別の断面図である。 経時的な、動作中の圧縮機における、基準高アルファ固定子ケーシングと低アルファ固定子ケーシングとに関するパーセント半径方向開口を比較するグラフの図である。

本明細書と図面とにおける参照符号の反復使用は、本開示の同じまたは類似の特徴または構成要素を表すことを意図する。

以下、本開示の実施形態を詳細に参照し、その１つまたは複数の例を図面に描く。各例は本開示の説明のためにのみ提供し、本開示の限定のために提供するのではない。実際、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、本開示に様々な変更と変形とを適用し得ることが当業者には明らかである。例えば、一実施形態の一部として例示または説明する特徴は、他の一実施形態と共に使用して、異なる別の実施形態を導き得る。従って、本開示は、付属の請求項とその均等なものとの範囲内に入る、このような変更と変形とを包含することを意図する。

しかし、本開示の例示的な実施形態は、例示を目的として、全体的に、産業用ガスタービンにおいて使用される軸流圧縮機の場合について説明され、当業者は、本開示の実施形態が、静止または固定子羽根の列に隣接して位置する回転翼の列を含むあらゆる装置に適用され得ることと、請求項で明示的に記載されない限り、軸流圧縮機に限定されないこととを容易に理解すると考えられる。例えば、本開示は、ジェットエンジン、高速船エンジン、小規模発電所などにおける圧縮機に含まれ得る。加えて、本開示は、例えば、大容量空気分離工場、溶鉱炉用途、プロパン脱水素などの様々な用途に使用される圧縮機に含まれ得る。

本明細書で使用される場合、「半径方向に（ｒａｄｉａｌｌｙ）」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に直交する相対方向を表し、「軸方向に（ａｘｉａｌｌｙ）」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行な相対方向を表す。さらに本明細書で使用される場合、「低アルファ」という用語は、線形な熱膨張の係数（ＣＴＥ）に対する閾値において、または閾値未満で特徴を示す材料を表す。ＣＴＥは、ギリシャ文字アルファ（α）により数学的に表記される。ＣＴＥは、温度上昇により材料が膨張する程度を表す材料特性として本明細書で規定され、温度の単位上昇量あたりの長さの増加量という分数として表現される。「低アルファ」という用語は、線形な熱膨張の係数（ＣＴＥ）が約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン（μｍ／ｍ・Ｋ）以下の範囲内である特徴を示すことを表す。「高アルファ」材料という用語は、約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン（μｍ／ｍ・Ｋ）を上回る線形な熱膨張の係数（ＣＴＥ）という特徴を示す材料として本明細書で規定される。ＣＴＥ特徴は、約２０℃から約６５０℃の全温度範囲にわたって実質的に一定であり、「平均（ｍｅａｎ）」または「平均（ａｖｅｒａｇｅ）」ＣＴＥと呼ばれることもある。

タービンの動作中における適切な間隙制御は、（低ＣＴＥの）低アルファ金属合金で構成されるケーシングにより実現することにより、より大きな低温設定間隙を提供し得る。多くの低アルファ金属合金は、高い動作温度において安全動作を確実なものとするほど十分に強くはないので不適切である。より高い温度において、より高い強度を必要とする場合、ニッケル系合金および特殊鋼を使用する必要があり、ニッケル系合金および特殊鋼の熱伝導率は、以前から使用される高アルファ金属の熱伝導率より特徴的に大きい。いくつかのニッケル系合金および特殊鋼は、最大動作状態中および部分電力状態において、適切な先端間隙制御を提供し得、回転構造物と非回転構造物との間における低温設定間隙を小さくし得る。

本開示に従った低アルファ金属合金は、中心縦軸の周りで回転する回転子と、半径方向外向きに延びた、ホイールディスクに搭載された複数の翼を含む幅広い様々な回転組立体、特に圧縮機に実装され得る。多くの回転子組立体は、全体的に円柱形の外側ケーシングと、回転子と翼とから半径方向外向きに離間した内側ケーシングとをさらに含み、内側ケーシングの内周面と回転翼の先端部との間の狭い環状の隙間を規定する。

低アルファ金属合金は、タービンの内側ケーシングを形成して、回転子とケーシングとの熱膨張中、最小の環状の隙間（間隙）を規定するために使用される。環状の隙間は、先端間隙と呼ばれ、内側ケーシング内周と回転翼の先端との間の距離により規定される。（例えば、エンジンおよび圧縮機が公称動作状態に達するにつれて翼および回転子組立体を通して伝達される熱に起因して）回転子が差をもって膨張する期間中、エンジンおよび圧縮機がそれらの通常の動作速度に達するにつれて、圧縮空気および周辺のエンジン部品からの熱伝達に起因して、ケーシングが膨張する。

図面を参照すると、類似した数字は類似した構成要素を表し、図１は、本開示の様々な実施形態を組み込み得るガスタービン１０の一例を示す。示されるように、ガスタービン１０は、全体的に、軸流圧縮機１２と、圧縮機１２より下流に位置する燃焼部１４と、燃焼部１４より下流に位置するタービン１６とを含む。圧縮機１２は、全体的に、ガスタービン１０を通って少なくとも部分的に延びたシャフト２２の周囲を囲んで位置する回転翼２０の複数の列１８を含む。圧縮機１２は、シャフト２２の周囲を囲んで位置する固定子羽根２６の複数の列２４をさらに含む。固定子羽根は、回転翼２０の列１８の周囲で円周方向に延びた外側ケーシング２８と内側ケーシング４６との少なくとも１つに固定され得る。圧縮機１２は、圧縮機１２への吸入口３２に実質的に隣接して位置する調節可能吸入口案内羽根３０の１つまたは複数の列をさらに含み得る。燃焼部１４は、少なくとも１つの燃焼室３４を含む。シャフト２２は、圧縮機１２とタービン１６との間で軸方向に延び得る。

通常動作中、空気３６が圧縮機１２の吸入口３２内に引き込まれ、段階的に圧縮されて燃焼部１４に圧縮空気３８を提供する。圧縮空気３８が燃焼室３４内で燃料と混合されて、可燃性混合体を形成する。可燃性混合体が燃焼室３４内で燃焼されることにより、燃焼室３４から、タービンノズル４２の列を通って、タービン部１６内に流れる高温ガス４０を生成する。高温ガス３８は、シャフト２２とタービンノズル４２とに接続されたタービン翼４４の交互配置段を通って流れるにつれて、急速に膨張する。熱および／または運動エネルギーが高温ガス４０からタービン翼４４の各段に伝達されることにより、シャフト２２が回転して、機械的動作を生み出す。シャフト２２は、電力を生成するように発電機（図示せず）などの負荷に結合され得る。加えて、または代替的に、シャフト２２は、ガスタービンの圧縮機部１２を駆動し得る。

図２は、固定子組立体の一部として斜交平行ハッチングした構造物として示される、低アルファ内側ケーシング４６の相対位置を描いた、回転子組立体と固定子組立体とを含む例示的なガスタービン圧縮機部の主要構成要素の断面図である。圧縮機部１２は、内側ケーシング４６内に位置して、圧縮空気３８流路を規定する回転子組立体を含む。さらに、回転子組立体が、流路３８の内側流路境界６２を規定する一方で、固定子組立体が、圧縮空気３８流路の外側流路境界６４を規定する。圧縮機部１２は、複数の段を含み、各段は、円周方向に離間した回転翼５０の列と固定子羽根組立体５２の列とを含む。本実施形態において、回転翼５０は、回転子ディスク５４に結合され、各回転翼が、回転子ディスク５４から半径方向外向きに延びる。各翼は、内側翼基部５８から回転翼先端６０まで半径方向に延びたエーロフォイルを含む。同様に、固定子組立体は、固定子羽根組立体５２の複数の列を含み、羽根組立体の各列は、回転翼の隣接した列の間に位置する。圧縮機段は、周辺空気などの圧縮空気３８作動流体と協働するように構成される、作動流体は、連続した段において圧縮される。固定子羽根組立体５２の各列は、複数の円周方向に離間した固定子羽根を含み、各々が、固定子内側ケーシング４６から半径方向内向きに延び、外側羽根基部６６から羽根先端６８まで延びたエーロフォイルを含む。各エーロフォイルは、示されるように前エッジと後エッジとを含む。回転子ディスク５４と内側ケーシング４６との縁部表面に対する回転翼５０と固定子羽根組立体５２との大まかな位置が示され、そのすべてが、本明細書で説明される低アルファ固定子形成物による恩恵を直接受け、熱膨張および熱収縮中、内側ケーシング４６と回転翼先端６０との間に形成される狭いガス流路（間隙）を形成する。

図３は、圧縮機内側ケーシング４６を形成するため、本開示に従った低アルファ金属合金がどのように使用され得るかを示す。複数の回転翼５０と固定子羽根５２とが、高アルファタービン形成材料により作られた断面に示される。動作中、加熱された圧縮空気と遠心力とにより、２つの回転翼５０の各々が膨張する。各翼は、対応するホイールディスク８２および８７に接続される。回転翼５０が膨張したとき、回転翼５０と内側ケーシング４６とに関する温度差と、異なる材料のＣＴＥ／熱伝導率とに応じて、回転子先端間隙８１が変化する。内側ケーシング４６内の低アルファ金属合金および／または回転子組立体およびタービンの残部の高アルファ金属合金を使用して、回転子先端間隙８１が最小化され得る。さらに、内側ケーシング４６は、回転翼のアルファ未満のアルファをもつ低アルファ金属合金により形成され得る。回転子部材と固定子部材との間におけるＣＴＥの差が、定常状態において、ケーシング膨張が回転子膨張より比較的小さくなり得る。従って、このことにより、低温設定間隙をより大きくし、過渡挟み込みを小さくすることが可能となり、間隙が金属温度に比例する現象を大幅に改善する。

図４は、時間に対する、圧縮機回転翼と圧縮機内側ケーシングとの間における、動作中の圧縮機のパーセント半径方向開口を示すグラフである。タービンの回転翼と固定子内側ケーシングとの両方に関し、線９０は、基準固定子内側ケーシング膨張を示し、線９２は、高アルファ金属合金を使用した回転翼膨張を示す。線９４は、本明細書において開示される低アルファ金属合金により形成された場合における、固定子内側ケーシングの膨張を示す。グラフからわかるように、基準高温運転間隙９８は、定常動作状態における半径方向開口の約１８％である。しかし、本明細書において開示される低アルファ金属合金により固定子内側ケーシングを形成する場合、低アルファ固定子高温運転間隙９９が、半径方向開口の約４％未満まで小さくなることにより、圧縮機とガスタービン効率とを改善する。固定子内側ケーシング４６形成材料のみを、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、ニオブ、鉄、炭素、クロム、または、その混合物からなる群から選択された少なくとも１つの低アルファ金属合金に変更することにより、他のいずれのタービン形成材料も変更することなく、基準高温運転間隙９８（定常間隙）が著しく小さくなり得ることが発見された。固定子内側ケーシングを形成するために使用される低アルファ金属合金の例として、４００系ステンレス鋼およびＩｎｃｏｌｏｙ９０９が挙げられる。これらの低アルファ金属合金は非摩耗性であるので、内側ケーシングの表面は浸食されず、摩耗もされない。図４において、線９０は、効果的に低下して圧縮機回転翼膨張９２の近くまで接近することにより、低アルファ固定子高温運転間隙９９を半径方向開口の約４％未満まで小さくする、基準形成物圧縮機内側ケーシングを表す。回転子部材材料は、低アルファ固定子高温運転間隙９４を実現するため、基準高アルファ金属合金から変更されなかった。低アルファ金属合金内側ケーシングは、さらに、半径方向開口の約２０％を上回る、より大きな低温設定間隙９６を可能にすることで、タービンに対する過渡挟み込みを減らす。

本明細書に記載した説明は、ベストモードを含めて、例を使用して本発明を開示し、さらに、すべての装置またはシステムを製造および使用することと、組み込んだすべての方法を実行することとを含め、すべての当業者が本発明を実施できるようにする。本開示の特許可能な範囲は、請求項により規定され、当業者が考える他の例を含み得る。このような他の例が請求項の文言と異ならない構造上の構成要素を含む場合、または、このような他の例が請求項の文言と実質的に異ならない均等な構造上の構成要素を含む場合、このような他の例が請求項の範囲内に含まれることが意図される。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
円周方向に離間した回転翼（２０）を備える１つまたは複数の回転翼列（１８）を備える回転子組立体であって、各回転翼（２０）が、内側ホイールディスク（５４）から半径方向外向きに延びた、回転子組立体と、
内側ケーシング（４６）から半径方向内向きに延びた、円周方向に離間した固定子羽根（２６）を備える１つまたは複数の固定子羽根列（２４）を備える固定子組立体であって、各固定子羽根列（２４）が、隣接した回転翼列（１８）の間に位置し、内側ケーシング（４６）が、回転子組立体の周囲で円周方向に延びることにより、固定子羽根（２６）と協働する回転翼（２０）により規定された複数の内側流路（３８）を形成し、回転翼（２０）が、高温運転回転子先端間隙（９９）と低温設定回転子先端間隙とを形成する、固定子組立体と、
を備え、
内側ケーシング（４６）が、少なくとも１つの低アルファ金属合金を含む、
ガスタービンのための圧縮機（１２）。
［実施態様２］
少なくとも１つの低アルファ金属合金が、約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン以下の範囲内の熱膨張係数をもつ、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様３］
内側ケーシング（４６）が、回転翼（２０）のアルファ未満のアルファをもつ低アルファ金属合金を含む、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様４］
少なくとも１つの低アルファ金属合金が、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、ニオブ、鉄、炭素、クロム、またはその混合物からなる群から選択される、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様５］
回転子組立体が、少なくとも１つの高アルファ金属合金を含む、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様６］
圧縮機（１２）が、軸流圧縮機である、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様７］
低アルファ固定子高温運転回転子先端間隙が、半径方向開口の約４％未満である、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様８］
低アルファ固定子低温設定回転子先端間隙が、半径方向開口の約２０％を上回る、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様９］
吸入口案内羽根（３０）をさらに備える、
実施態様１に記載の圧縮機（１２）。
［実施態様１０］
タービン（１０）と、
１つまたは複数の炭化水素ガス燃焼室（３４）と、
圧縮機（１２）であって、
円周方向に離間した回転翼（２０）を備える１つまたは複数の回転翼列（１８）を備える回転子組立体であって、各翼が、内側ホイールディスク（５４）から半径方向外向きに延びた、回転子組立体と、
内側ケーシング（４６）から半径方向内向きに延びた、円周方向に離間した固定子羽根（２６）を備える１つまたは複数の固定子羽根列（２４）を備える固定子組立体であって、各固定子羽根列（２４）が、隣接した回転翼列（１８）の間に位置し、内側ケーシング（４６）が、回転子組立体の周囲で円周方向に延びることにより、固定子羽根（２６）と協働する回転翼（２０）により規定された複数の内側流路（３８）を形成し、回転翼（２０）が、高温運転回転子先端間隙（９９）と低温設定回転子先端間隙とを形成する、固定子組立体と、
を備える、圧縮機（１２）と、
を備え、
内側ケーシング（４６）が、少なくとも１つの低アルファ金属合金を含む、
ガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１１］
少なくとも１つの低アルファ金属合金が、約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン以下の範囲内の熱膨張係数をもつ、
実施態様１０に記載のエンジン。
［実施態様１２］
内側ケーシング（４６）が、回転翼のアルファ未満のアルファをもつ低アルファ金属合金を含む、
実施態様１０に記載のエンジン。
［実施態様１３］
少なくとも１つの低アルファ金属合金が、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、ニオブ、鉄、炭素、クロム、またはその混合物からなる群から選択される、
実施態様１０に記載のエンジン（１０）。
［実施態様１４］
回転子組立体が、少なくとも１つの高アルファ金属合金を含む、
実施態様１０に記載のエンジン（１０）。
［実施態様１５］
圧縮機（１２）が、軸流圧縮機である、
実施態様１０記載のエンジン（１０）。
［実施態様１６］
低アルファ固定子高温運転回転子先端間隙が、半径方向開口の約４％未満である、
実施態様１０に記載のエンジン（１０）。
［実施態様１７］
低アルファ固定子低温設定回転子先端間隙が、半径方向開口の約２０％を上回る、
実施態様１０に記載のエンジン（１０）。
［実施態様１８］
吸入口案内羽根（３０）をさらに備える、
実施態様１０に記載のエンジン（１０）。

１０ ガスタービンエンジン
１２ 圧縮機
１４ 燃焼部
１６ タービン
１８ 回転翼列
２０ 回転翼
２２ シャフト
２４ 固定子羽根列
２６ 固定子羽根
２８ 外側ケーシング
３０ 案内羽根
３２ 吸入口
３４ 燃焼室
３６ 空気
３８ 圧縮空気
４０ 高温ガス
４２ タービンノズル
４４ タービン翼
４６ 内側ケーシング
５０ 回転翼
５２ 固定子羽根組立体
５４ 回転子ディスク
５８ 内側翼基部
６０ 回転翼先端
６２ 内側流路境界
６４ 外側流路境界
６６ 外側羽根基部
６８ 羽根先端
８１ 回転子先端間隙
８２ ホイールディスク
８７ ホイールディスク
９０ 高アルファ形成物の場合の固定子内側ケーシング膨張
９２ 高アルファ形成物の場合の回転翼膨張
９４ 低アルファ形成物の場合の固定子内側ケーシング膨張
９６ 過渡挟み込み
９８ 高アルファ形成物高温運転間隙
９９ 低アルファ形成物高温運転間隙

Claims (10)

1. 円周方向に離間した回転翼（２０）を備える１つまたは複数の回転翼列（１８）を備える回転子組立体であって、各翼が、内側ホイールディスク（５４）から半径方向外向きに延びた、回転子組立体と、
   内側ケーシング（４６）から半径方向内向きに延びた、円周方向に離間した固定子羽根（２６）を備える１つまたは複数の固定子羽根列（２４）を備える固定子組立体であって、各前記固定子羽根列（２４）が、隣接した前記回転翼列（１８）の間に位置し、前記内側ケーシング（４６）が、前記回転子組立体の周囲で円周方向に延びることにより、前記固定子羽根（２６）と協働する前記回転翼（２０）により規定された複数の内側流路（３８）を形成し、前記回転翼（２０）が、高温運転回転子先端間隙（９９）と低温設定回転子先端間隙とを形成する、固定子組立体と、
   を備え、
   前記内側ケーシング（４６）が、少なくとも１つの低アルファ金属合金を含む、
   ガスタービンのための圧縮機（１２）。
2. 前記少なくとも１つの低アルファ金属合金が、約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン以下の範囲内の熱膨張係数をもつ、
   請求項１記載の圧縮機（１２）。
3. 前記内側ケーシング（４６）が、前記回転翼のアルファ未満のアルファをもつ低アルファ金属合金を含む、
   請求項１記載の圧縮機（１２）。
4. 前記少なくとも１つの低アルファ金属合金が、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、ニオブ、鉄、炭素、クロム、またはその混合物からなる群から選択される、
   請求項１記載の圧縮機（１２）。
5. 前記回転子組立体が、少なくとも１つの高アルファ金属合金を含む、
   請求項１記載の圧縮機（１２）。
6. タービン（１６）と、
   １つまたは複数の炭化水素ガス燃焼室（３４）と、
   圧縮機（１２）であって、
   円周方向に離間した回転翼（２０）を備える１つまたは複数の回転翼列（１８）を備える回転子組立体であって、各翼が、内側ホイールディスク（５４）から半径方向外向きに延びた、回転子組立体と、
   内側ケーシング（４６）から半径方向内向きに延びた、円周方向に離間した固定子羽根（２６）を備える１つまたは複数の固定子羽根列（２４）を備える固定子組立体であって、各前記固定子羽根列（２４）が、隣接した前記回転翼列（１８）の間に位置し、前記内側ケーシング（４６）が、前記回転子組立体の周囲で円周方向に延びることにより、前記固定子羽根（２６）と協働する前記回転翼（２０）により規定された複数の内側流路（３８）を形成し、前記回転翼（２０）が、高温運転回転子先端間隙（９９）と低温設定回転子先端間隙とを形成する、固定子組立体と、
   を備える、圧縮機（１２）と、
   を備え、
   前記内側ケーシング（４６）が、少なくとも１つの低アルファ金属合金を含む、
   ガスタービンエンジン（１０）。
7. 前記少なくとも１つの低アルファ金属合金が、約１２マイクロメートル／メートル／ケルビン以下の範囲内の熱膨張係数をもつ、
   請求項６記載のエンジン（１０）。
8. 前記内側ケーシング（４６）が、前記回転翼のアルファ未満のアルファをもつ低アルファ金属合金を含む、
   請求項６記載のエンジン（１０）。
9. 前記少なくとも１つの低アルファ金属合金が、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、ニオブ、鉄、炭素、クロム、またはその混合物からなる群から選択される、
   請求項６記載のエンジン（１０）。
10. 前記回転子組立体が、少なくとも１つの前記高アルファ金属合金を含む、
    請求項６記載のエンジン。