JPH08503758A - 一体に鋳造された冷却用流体ノズルを備えたタービンベーンアッセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 冷却用流体ノズルが一体に鋳造されてなるタービンベーンアッセンブリを有するガスタービンエンジンが開示されている。出口部および壁手段を備えた冷却用流体ノズルの種々の構成例が開示されている。一実施例においては、壁手段は、傾斜したリーディングエッジを有し、該リーディングエッジが、隣接した壁手段のトレイリングエッジに円周方向に対峙する。リーディングエッジは、タービンベーンアッセンブリが最も開いた位置にあるときに、該リーディングエッジがトレイリングエッジと円周方向に整列するように、傾斜している。タービンベーンアッセンブリが最も閉じた位置にある場合には、傾斜したリーディングエッジは、トレイリングエッジに対し、シールキャビティ内の円周方向の流れについて階段状に下がるような形に整列する。これにより複数の壁手段はシールキャビティ内で滝のような配置を構成し、空力的損失を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 一体に鋳造ざれた冷却用流体ノズルを備えたタービンベーンアッセンブリ 技術分野 この発明は、ガスタービンエンジンに関し、詳しくは、タービンベーンアッセ ンブリに関する。 背景技術 一般的に、ガスタービンエンジンは、コンプレッサ部と、燃焼部と、タービン 部とを有している。このガスタービンエンジンには、作動流体を、コンプレッサ 部から燃焼部さらにはタービン部へ順次導くように、環状流路が設けられている 。コンプレッサ部は、作動流体の運動量を増大させる。燃焼部においては、この 加圧された作動流体に、燃料が加えられる。この燃料と作動流体との混合物が、 燃焼作用によって燃焼し、作動流体にエネルギを与える。そして、高温の作動流 体がタービン部を通して拡張し、そのエネルギが作動流体からタービン部へ与え られる。タービン部とコンプレッサ部とは、回転軸によって連結されている。こ れにより、作動流体からタービン部へ与えられたエネルギの一部が、コンプレッ サ部に流入する作動流体を圧縮するために使用される。 タービン部は、ロータアッセンブリと、該ロータアッセンブリの 上流側に位置するステータアッセンブリとを有している。ロータアッセンブリは 、回転可能なディスクに配列して取り付けられた複数のロータブレードを有して いる。作動流体がロータブレードを横切ることにより、エネルギがディスクに伝 達される。ステータアッセンブリは、配列された複数の固定ベーンを有している 。このベーンは、効率を最大とすべく作動流体とロータブレードとの交差を最適 化するために、作動流体の流れの方向を案内する。作動流体の最適な流れの方向 性は、タービン部の流れの特性によって異なり、ひいてはガスタービンエンジン としての要求推力によって異なる。 多くのガスタービンエンジン産業では、種々の推力の様式で運転可能なように 変更し得る中核的なエンジンを製造している。推力の様式は、特定の適用におけ るガスタービンエンジンの推力運転範囲として定められる。このような方法によ って、種々の適用に対応した種々の中核的エンジンを設計，製造する必要性が少 なくなり、コストが低減する。この中核的エンジンを、大きく異なる推力様式で もって効率良く運転するためには、ベーンを変更可能にする必要がある。その一 つの方法としては、ステータアッセンブリを取り外し、特定の推力要求に適した 設計の設計の新たなステータアッセンブリに交換する方法がある。より経済的な 他の方法は、現存するベーンの食い違い角度の再配列（restaggering）を行う方 法である。このベーンの再配列は、ベーンをその半径方向の軸を中心に回転させ 、より開いた位置もしくは閉じた位置にすることによりなされる。 ガスタービンエンジンの推力は、燃焼過程において加えられるエネルギによっ てもある程度左右ざれる。この燃焼過程では、加えら れたエネルギに応じて作動流体の温度が上昇する。タービン部における作動流体 の温度つまり燃焼過程で付加され得るエネルギの量は、タービン部に使用する材 料の温度特性によって制限される。運転中には、遠心力によってタービン部の回 転構造部分に大きな応力が作用する。温度が上昇すると、タービン部の材料の許 容応力が低下し、破損を招く。従って、破損を防止するように、タービン部を許 容温度レベル以下に保つ必要がある。これが、最も高温な作動流体に接触するタ ービン部の第１段における重要な臨界点である。 タービン部において特に重要な構造体は、ステータベーンアッセンブリの内径 と、ロータアッセンブリ問に軸方向に延びたシールランナとの間における回転部 分のシールである。この回転シールは、ブレードおよびベーンをバイパスする作 動流体の量を最小にし、ブレードおよびベーンの翼部と交差する作動流体量を最 大にするためのものである。一般的な回転シールは、半径方向に延びた複数のナ イフエッジがシールランナの上に配置されている。摩耗し得る材料からなる環状 シュラウドがベーンの内周端に配設されており、ここに上記ナイフエッジが当接 する。この回転シール付近の温度制御は、回転シールを許容応力レベル内に保つ ために必要である。 従来技術において知られているように、タービン部の第１段の温度を許容温度 レベル内に維持する方法として、タービンベーンに冷却装置を設ける方法がある 。この種の冷却装置の一つは、中空状のベーンのボディ内に冷却空気を導入する 手段を備えている。通常は、コンプレッサから取り出した空気が、冷却空気源と して利用される。この方法においては、流路を通って延びたベーンの部分が冷却 され る。冷却用の流体は、ステータベーンの内周部を通して排出される。シールキャ ビティがベーンの半径方向内側へ形成されており、べーンからの冷却空気を受け 取るようになっている。そして、さらに冷却用流体は、回転シールを冷却すると ともに、シールキャビティ付近の他の構造物を冷却する。この種の冷却装置の欠 点は、いずれの場合も、コンプレッサ部から作動流体を分けることにより、ガス タービンエンジンの効率を低下させてしまうことである。 ベーンおよびシールキャビティに対する冷却装置は、ガスタービンの研究開発 の中心的な事項であった。特に、シールキャビティ内の冷却用流体をできるだけ 効率良く利用し、必要な冷却用流体の量を最小限とすることに焦点が当てられて いた。コンプレッサ部から取り出される冷却用流体を最小限とすれば、ガスター ビンエンジンの効率が向上することになる。 シールキャビティの空気力学は、その細部の構造が空力的損失を招くので、重 要である。ロータアッセンブリの流路面の回転によって、環状の塊をなすキャビ ティ内の流体に、円周方向の流れが発生する。円周方向への断続的な流れの表面 と、シール用キャビティ内で半径方向に回転する環状の流体とが交差する結果、 空力的損失が発生する。この空力的損失によって発熱が生じ、冷却装置の効率の 損失を招くとともに、結果として、ガスタービンエンジンの効率を低下させる。 例えば、Antonellisに付与された米国特許第４，８４６，６２８号「Rotor Asse mbly for a Turbomachine」は、シールキャビティ内での空力的損失を低減する ようにした構造の例である。この特許には、ロータアッセンブリに取り外し可能 に固定され、か つ円滑な環状流路面を備えたサイドプレートが開示されている。この円滑な環状 流路面は、シールキャビティ内の不連続性を減少させ、空力的損失を抑制する。 一層大きな推力要求に適合するようにベーンを再配列すると、シールキャビテ ィ内での空力的損失においては逆の影響を与えることがある。より大きな推力を 生成すべく作動流体の温度が高く要求されると同時に空力的損失が増大すると、 結果的に、シールキャビティ内の温度を許容限界内に維持するのに、一層多量の 冷却が必要となる。前述したように、シールキャビティへの冷却用空気を増加さ せると、ガスタービンエンジンの効率が低下する。 それにもかかわらず、上述の技術では、発明者の指揮の下に、技術者が、ガス タービンエンジンの第１段のための効率よい冷却装置を開発しようとしている。 発明の開示 本発明においては、ガスタービンエンジン用のタービンベーンアッセンブリは 、該タービンベーンアッセンブリと一体に鋳造された冷却用流体ノズルを有して いる。このノズルは、冷却用流体源に連通した円滑かつ連続的な流れの通路を有 しており、シールキャビティ内に、接線方向かつ半径方向に冷却用流体を噴出す る。 また、本発明においては、タービンベーンアッセンブリは、開いた状態や閉じ た状態に再配列することが可能であり、ノズルは、トレイリングエッジ（後縁） および円周方向に対し傾いたリーディングエッジ（前縁）を有する壁手段を備え ている。そして、タービン ベーンアッセンブリが開いた状態にある場合には、各リーディングエッジは、隣 接する壁手段のトレイリングエッジに円周方向に整列しており、タービンベーン アッセンブリが閉じた状態にある場合には、シールキャビティ内の流れの方向に 関して階段状に下がる形（ステップダウン部）を形成するようになっている。 さらに、ノズルは、シールキャビティ内へ向かう冷却用流体の流れを計量する 出口部を備えており、この出口部は、機械加工可能な流路面を備えている。この 流路面は、出口部の流路面積を拡大する必要性に応じて再機械加工するのに適し ている。 本発明の特徴の一つは、壁手段における円周方向に傾いたリーディングエッジ である。他の特徴は、翼部と、プラットフォーム部と、一体に鋳造された冷却用 流体ノズルと、を有する鋳造されたタービンベーンアッセンブリを備えているこ とである。本発明のさらに他の特徴は、冷却用流体通路がベーンの翼部からシー ルキャビティへ伸びていることである。さらに他の特徴は、ノズルの出口部がシ ールキャビティヘ流入する流体の流れを計量することである。 本発明の一つの利点は、空力的損失を最小化するために、ステータベーンアッ センブリにおける食い違い角度（stagger angle）ひいては壁手段の傾斜したリ ーディングエッジとトレイリングエッジの配列を、種々変更した場合の壁手段の 適応性にある。上記の配列は、複数のトレイリングエッジおよびリーディングエ ッジが、円周方向に沿った同一面を呈するか、あるいはシールキャビティ内の環 状の塊となった流体の円周方向の流れに対し階段状を呈するか、のいずれにもな る。この配列での非常に小さな抵抗は、冷却用流体の 噴出速度が増大すると、特に重要となる。本発明の他の利点は、タービンベーン アッセンブリにおける独立した別個の冷却用流体ノズルを除去できることであり 、さらには、タービンベーンアッセンブリの製造ならびに再配列の際の溶接工程 を省略できることである。本発明のさらに他の利点は、ノズルの流路での流れの 損失が最小となる結果得られるシールキャビティの冷却効率の水準にある。本発 明のさらに他の利点は、必要であれば、シールキャビティへの冷却用の流れを増 大させるために、ノズルの出口部を再機械加工できることである。 本発明のさらに他の目的、特徴、利点は、以下の実施例の詳細な説明や図面に よって明らかとなる。 図面の簡単な説明 図１は、ガスタービンエンジンの断面図である。 図２は、タービンベーンアッセンブリの側面図であり、特に冷却用流体ノズル を切り欠いて示している。 図３は、ガスタービンエンジンの軸線に直交する面に沿った断面図であり、壁 手段および出口部を備えたタービンベーンアッセンブリを示している。 図４は、冷却用ノズルを半径方向外側へ見た断面図であり、べーンが最も開い た状態を示している。 図５は、ベーンが最も閉じた状態にあるときの冷却用ノズルを半径方向外側へ 見た断面図である。 発明を実施するための最良の形態 図１において、１は中心軸１４に沿って配設されたガスタービンエンジンを示 しており、このガスタービンエンジン１は、コンプレッサ部１６、燃焼部１８お よびタービン部２２を有している。コンプレッサ部１６は、複数の回転ブレード アッセンブリ２４を有している。各ブレードアッセンブリ２４は、コンプレッサ ディスク２６上に配置された複数のブレード２５を有している。このブレードア ッセンブリ２４は、コンプレッサ部１６において、作動流体に対し、運動量の増 加という形でエネルギを付加する。作動流体は、コンプレッサ部１６から燃焼部 １８に流入し、この加圧された作動流体に、ここで燃料が加えられる。そして、 この作動流体と燃料との混合物が燃焼する。この燃焼作用は、作動流体と燃料と の混合物にさらにエネルギを与える。燃焼生成物は、その後、タービン部２２に 流れる。このタービン部２２は、回転するタービンブレードアッセンブリ２７と 、固定された非回転のタービンベーンアッセンブリ２８とを複数備えている。各 タービンブレードアッセンブリ２７は、タービンディスク３０上に配列された複 数のブレード２９を有している。この回転するタービンブレード２９によって作 動流体からエネルギが取り出される。取り出されたエネルギの一部は、コンプレ ッサ部１６とタービン部２２とを連結したシャフト３２を介して、タービンブレ ード２９からコンプレッサ部１６へ戻される。 タービンベーンアッセンブリ２８は、作動流体がすぐ下流に位置するタービン ブレードアッセンブリ２７にぶつかる前に、作動流体の流れを調整する作用を果 たしている。タービンベーンアッセンブ リ２８は、作動流体から回転タービンブレード２９へのエネルギ変換の効率が最 高となるように、流れを調整している。タービンベーンアッセンブリ２８のピッ チ角γによって、タービンブレード２９の上に作用する作動流体の量および方向 が制御される。最適なピッチ角γは、ガスタービンエンジンの流れの特性によっ て異なる。所定の中核的なガスタービンエンジンを種々異なる推力様式でもって 効率良く運転させるためには、異なる流れ特性に適応するように、ピッチ角γを 変化させる必要がある場合もある。最適なピッチ角γは、図４に示すように、よ り開いた角γ₁となることもあり、図５に示すように、より閉じた角γ₂となるこ ともある。 図２には、第１段のタービンロータアッセンブリ３６と、タービンベーンアッ センブリ３８と、第２段のタービンロータアッセンブリ４２とが示されている。 第１段のタービンロータアッセンブリ３６は、複数のブレード４４と、同じく複 数のプラットフォーム部４６と、一つのサイドプレート４８とを有している。ま たサイドプレート４８は、ナイフエッジシール５２を備えている。各ブレード４ ４は、作動流体の流路５６内に延びた翼部５４と、ディスク３０に取り付けられ た根元部５８とを有している。上記プラットフォーム部４６は、作動流体の流路 ５６の半径方向内側の流路面６２を構成している。上記ナイフエッジシール５２ は、サイドプレート４８から半径方向外側へ延びており、タービンベーンアッセ ンブリ３８に連係している。このナイフエッジシール５２は、第１段のタービン ロータアッセンブリ３６とタービンベーンアッセンブリ３８との間で、作動流体 が半径方向内側へ入り込むのを阻止するシール手段を 構成している。 第２段のタービンロータアッセンブリ４２は、複数のブレード６４とプラット フォーム部６６とを有している。各ブレード６４は、作動流体の流路５６内に延 びた翼部６８と、ディスクに取り付けられた根元部７２とを有している。各プラ ットフォーム部６６の上流側端部にはナイフエッジシール７４が設けられている 。このナイフエッジシール７４は、半径方向外側へ延びており、タービンベーン アッセンブリ３８に連係している。これによって、タービンベーンアッセンブリ ３８と第２段のタービンロータアッセンブリ４２との間で、作動流体が半径方向 内側へ入り込むのを阻止するシール手段を構成している。 シールランナ７６は、第１段のロータアッセンブリ３６と第２段のタービンロ ータアッセンブリ４２との間で軸方向へ延びている。このシールランナ７６は、 環状の構造を有し、半径方向外側へ延びた複数のナイフエッジシール７８を備え ている。このナイフエッジシール７８は、タービンベーンアッセンブリ３８に連 係しており、第１段のタービンロータアッセンブリ３６と第２段のタービンロー タアッセンブリ４２との間のシール手段を構成している。このシール手段は、両 タービンロータアッセンブリ間における作動流体の軸方向の流れを阻止している 。 タービンベーンアッセンブリ３８は、ベーン８２と、プラットフォーム部８４ と、ノズル８６と、シーリングシュラウド８８と、を有している。空気力学的形 状をなすベーン８２が、作動流体の流路５６を横切って延びており、このベーン ８２は、ガスタービンエン ジンの半径方向外側のアウタケーシング（図示せず）に取り付けられている。こ のベーン８２は、該ベーン８２を半径方向へ通る冷却用流体通路を確保するよう に中空状をなしている。コンプレッサ部からこの中空のベーン８２へ冷却用流体 を導く手段（図示せず）が、アウタケーシングの外側に設けられている。ベーン ８２とノズル８６との間の開口部９２によって、ベーン８２の中空部とノズル８ ６とが連通している。 プラットフォーム部８４は、作動流体の流路５６の半径方向内側の面９４を構 成している。またプラットフォーム部８４は、シール手段を構成すべくナイフエ ッジシール５２と連係する摩耗可能な面９６を有している。このナイフエッジシ ール５２と面９６により構成されるシール手段によって、作動流体が流路から外 れて半径方向内側へ入り込んでしまうことが防止される。上記シーリングシュラ ウド８８は、機械的な固定部材９８によってタービンベーンアッセンブリ３８に 固定されている。このシーリングシュラウド８８は、シールランナ７６のナイフ エッジシール７８に当接する内周面１０２を有している。上記内周面１０２は、 摩耗可能な面からなり、ナイフエッジシール７８とによって、シールランナ７６ とタービンベーンアッセンブリ３８との間で軸方向のガスの流れを阻止するシー ル手段を構成している。 上記タービンロータアッセンブリ３６，４２と上記タービンベーンアッセンブ リ３８とによって、一対の環状キャビティが構成されている。上流側のシールキ ャビティ１０４は、第１段のタービンロータアッセンブリ３６とタービンベーン アッセンブリ３８との間の 間隙、およびシールランナ７６によって構成されている。ナイフエッジシール５ ２および面９６とによって、作動流体の流路５６から上流側リシールキャビティ １０４内への流入が阻止される。ナイフエッジシール７８と面１０２とによって 、シールキャビティ１０４内の流体が軸方向下流側へ流れることが阻止される。 下流側のシールキャビティ１０６は、タービンベーンアッセンブリ３８と第２段 のタービンロータアッセンブリ４２との間の間隙、およびシールランナ７６の下 流端によって構成されている。このシールキャビティ１０６は、面９７とナイフ エッジシール７４との連係によってシールされている。 ノズル８６は、タービンベーンアッセンブリ３８に一体に鋳造されており、出 口部１１２を有する冷却用流体通路１０８と、壁部１１４とを備えている。上記 冷却用流体通路１０８は、翼部の中空部と連通しており、これを介して冷却用流 体源に連通している。冷却用流体は、上記出口部１１２を介して流体通路１０８ から噴出し、上流側シールキャビティ１０４内に流入する。ノズル８６は、のど 部１１６を有し、該ノズル８６から流れ出る流体が計量される。 壁部１１４は、円周方向に傾斜したリーディングエッジ１１８とトレイリング エッジ１２２とを有している。上記リーディングエッジ１１８は、図４および図 ５に示すように、角度αでもって傾斜している。この角度αは、中核的なガスタ ービンエンジンを所望の推力範囲で運転するために必要となるタービンベーンア ッセンブリの半径方向の軸についての最大回動量によって異なるものとなる。図 ４および図５に示すように、上記リーディングエッジ１１８および トレイリングエッジ１２２は、タービンベーンアッセンブリ３８が最も開いた位 置にあるときに、壁部１１４の軸方向上流側の面が、円周方向に揃うように配列 ざれている。これによって、冷却用流体が一つの壁部１１４の面から円周方向下 流側に隣接する面へ円滑に流れ、シールキャビティ１０４内で円周方向へ向かう 流れに円滑に変化することができる。図５に示すようなタービンベーンアッセン ブリ３８が最も閉じた状態では、トレイリングエッジ１２２はリーディングエッ ジ１１８に対し、壁部の面に沿う流れがステップダウンつまり階段状に下がる形 となるように、配列される。このステップダウン状の配置によって、シールキャ ビティ１０４内で、冷却用流体が滝のように流れ落ちる効果が得られる。この滝 のような配列によれば、食い違い角度の再配置に際し図４のような一直線状の配 置とならない場合に、ステップアップつまり階段状に高くなる構成やダムのよう にせき止める構成に比べて、空力的損失を最小限にできる。当業者に明らかなよ うに、ベーンアッセンブリの食い違い角度の再配置は、隣接するプラットフォー ム部同士を半径方向の軸を中心に回動させ得るように、プラットフォーム部の再 機械加工を必要とすることがある。リーディングエッジ１１８を傾斜させておく ことにより、非実用的でかつコストが嵩む壁部の機械加工を不要にできる。 運転中には、第１段のターベンロータアッセンブリ３６およびシールランナ７ ６の流路面の回転に伴う摩擦によって、上流側シールキャビティ１０４内の流体 の塊が、長手方向の回転軸を中心として旋回するようになる。このシールキャビ ティ１０４内で環状の塊と なって円周方向へ流れる流体の流れ方向を矢印で示してある。シールキャビティ １０４内の流体は、ノズル８６から噴出した冷却用流体と、ナイフエッジシール から漏れた流体とが混合したものとなる。シールキャビティ１０４内に供給され た冷却用流体は、いくつかの作用を果たす。第１には、流体の供給により、ナイ フエッジシール７８およびベーンアッセンブリを介した漏洩量を十分なものとす ることである。この漏洩は、キャビティの上流側と下流側との圧力差によって生 じる。冷却用流体を供給しない場合には、高温の作動流体がシールキャビティ１ ０４内に吸引され、ナイフエッジシールを通過する。これにより回転シール構造 の温度が上昇する。第２には、冷却用流体の供給によって、シールキャビティ１ ０４内での回転構造体のディスクポンプ効果をバランスさせることである。回転 面は、該回転面に隣接する境界層内の流体を、半径方向外側へ付勢し、流体流路 ５６へ向かわせる。これを補うように冷却用流体を供給しないと、高温の作動流 体がシールキャビティ１０４内に引き込まれてしまう。冷却用流体の噴出によっ て、高温作動流体がシールキャビティ１０４内に流入することを、防止もしくは 最小限にできる。第３には、作動流体よりも温度が低い冷却用流体がシールキャ ビティ１０４内で周辺の構造体を冷却し、さらには、ここから流れた流体によっ て、ナイフエッジシール７８下流側を冷却することである。高い応力が作用して いる回転構造体の破損を防止し、かつシール手段の適切な作用を確保するために は、冷却が必要である。タービン部の冷却のために、コンプレッサ部から圧縮空 気を迂回させたり、外部の冷却用空気源から空気を供給したりすることは、エン ジン全 体の効率を低下させる。従って、冷却用流体を効率的に利用することは、有益で ある。 冷却用流体は、翼部の中空部内に入り、かつノズル８６の冷却用流体通路へ入 る。翼部の中空部から上記冷却用流体通路１０８への移動は、これらの流路内で の圧力損失を抑制するように、円滑かつ連続的である。冷却用流体は、出口部１ １２を介してノズル８６から流れ出るが、その際に、のど部１１６において冷却 用流体が計量される。こののど部１１６の大きさは、エンジンの要求仕様に応じ て設定されている。単純な方形をなす出口部１１２およびのど部１１６の構成に よって、このノズル８６を、必要に応じ流量を増やすように容易に変更すること ができる。のど部１１６の拡大は、通常の工法および装置を用いて行うことがで きる。冷却用流体は、横方向に対し角度β、円周方向に対し角度δ（図３参照） でもって、ノズル８６から噴出する。角度βは、シールキャビティ１０４内の冷 却用流体の流れに対し、ノズル８６から出た流体の流れが略接線方向となるよう に、通常の鋳造および機械加工の範囲内で、できるだけ小さくなっている。この ようにノズル８６から出る流れを略接線方向とすることにより、ノズル８６から 出た流体を接線方向へ向け直すために必要となる接線方向への運動量が低減する 。これにより、シールキャビティ１０４内の冷却用流体の発熱が抑制され、ひい ては冷却系の効果が高められる。また角度δでもって冷却用流体を噴出させるこ とにより、上記中空部内の流れの方向と噴出方向との間での流れ方向の変化量が 小さくなる。この特徴によって、形状および急激な流れ方向の変化に関連して生 じる流れの損失を最小限にで きる。さらに、角度δでもって噴出した冷却用流体は、シールキャビティ１０４ 内の冷却用流体の流れの中で、半径方向内側でかつ軸方向前方の部分を指向して いる。シールキャビティ１０４内の上記の部分は、高温部分であり、ここで高い 応力が作用している構造体を冷却するために、一層の冷却作用が要求されている 。 以上、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明の請求の範囲 内において、その態様や細部について種々変更できることは、当業者にとって言 うまでもない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニッカネン，ジョン ピー. アメリカ合衆国，コネチカット 06107, ウエスト ハートフォード，セルデン ヒ ル ドライブ 47

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長手方向の回転軸に沿って配置されたガスタービンエンジンであって、軸方 向に延びた流路と、タービン部と、該タービン部へ冷却用流体を導入する手段と 、を備えてなるガスタービンエンジンにおいて、 上記タービン部は、上記回転軸を中心に円周方向に配置されたロータアッセン ブリと、上記ロータアッセンブリの軸方向下流側に配置されたシール手段と、上 記ロータアッセンブリの軸方向下流側でかつ上記シール手段の半径方向外側に配 置されたタービンベーンアッセンブリと、を有し、 上記ロータアッセンブリおよび上記シール手段が、運転中に上記軸を中心に回 転するとともに、上記ロータアッセンブリとタービンベーンアッセンブリとの間 の間隙および上記シール手段によって、環状のシールキャビティが部分的に構成 されており、 上記タービンベーンアッセンブリは、複数のベーンを有するとともに、上記キ ャビティからの流体の流路を遮断するように、上記シール手段に連係するシーリ ングシュラウドを有し、 各ベーンは、ピッチ角γ（最大に開いたときのピッチ角γ₁に対しγ≧γ₁であ る）を有し、かつ各ベーンは、翼部と、プラットフォーム部と、一体に鋳造され たノズルと、を有し、 上記翼部は、中空状であって、上記冷却用流体導入手段に連通しており、 上記ノズルは、上記キャビティに面した流路面を持った壁手段と、 上記翼部に連通して冷却用流体が円滑かつ連続的に流れるとともに該流体をキャ ビティ内へ指向させる流体通路と、を有し、 上記壁手段は、隣接する壁手段との間で円周方向へ延びているとともに、上記 プラットフォーム部から半径方向内側へ延びており、かつ各壁手段は、トレイリ ングエッジとリーディングエッジとを有し、 上記リーディングエッジは、γ＝γ₁の場合に、隣接する壁手段のトレイリン グエッジに円周方向に整列し、かつγ＞γ₁の場合には、上記リーディングエッ ジは、キャビティ内の流れ方向について階段状に下がる形となるように構成され ていることを特徴とするガスタービンエンジン。 ２．上記ノズルは、冷却用流体を、上記キャビティ内の軸方向前方でかつ半径方 向内側の部分へ指向させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載 のガスタービンエンジン。 ３．上記ノズルは、上記キャビティ内へ流入する冷却用流体を計量するのど部を 有することを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。 ４．軸方向に延びた流路と、タービン部と、該タービン部へ冷却用流体を導入す る手段と、を備え、長手方向の回転軸に沿って配置されたタービン機器に用いら れるタービンベーンアッセンブリにおいて、 上記タービン部は、上記回転軸を中心に円周方向に配置されたロータアッセン ブリと、上記ロータアッセンブリの軸方向下流側に配置ざれたシール手段と、上 記ロータアッセンブリの軸方向下流側でかつ上記シール手段の半径方向外側に配 置されたタービンベーンアッセンブリと、を有し、 上記ロータアッセンブリおよび土記シール手段が、運転中に上記軸を中心に回 転するとともに、上記ロータアッセンブリとタービンベーンアッセンブリとの間 の間隙および上記シール手段によって、環状のシールキャビティが部分的に構成 されており、 上記シールキャビティは、実質的に連続した流路面を有し、 上記タービンベーンアッセンブリは、複数のベーンを有するとともに、上記キ ャビティからの流体の流路を遮断するように、上記シール手段に連係するシーリ ングシュラウドを有し、 各ベーンは、ピッチ角γ（最大に開いたときのピッチ角γ₁に対しγ≧γ₁であ る）を有し、かつ各ベーンは、翼部と、プラットフォーム部と、一体に鋳造され たノズルと、を有し、 上記翼部は、中空状であって、土記冷却用流体導入手段に連通しており、 上記ノズルは、上記キャビティに面した流路面を持った壁手段と、上記翼部に 連通して冷却用流体が円滑かつ連続的に流れるとともに該流体をキャビティ内へ 指向させる流体通路と、を有し 上記壁手段は、隣接する壁手段との間で円周方向へ延びているとともに、上記 プラットフォーム部から半径方向内側へ延びており、かつ各壁手段は、トレイリ ングエッジとリーディングエッジとを有 し、 上記リーディングエッジは、γ＝γ₁の場合に、隣接する壁手段のトレイリン グエッジに円周方向に整列し、かつγ＞γ₁の場合には、上記リーディングエッ ジは、キャビティ内の流れ方向について階段状に下がる形となるように構成され ていることを特徴とするタービンベーンアッセンブリ。 ５．上記ノズルは、シールキャビティ内の流れに対し接線方向に冷却用流体を噴 出し、かつ冷却用流体を、キャビティ内の軸方向前方でかつ半径方向内側の部分 へ指向させるように構成されていることを特徴とする請求項４記載のタービンベ ーンアッセンブリ。 ６．上記ノズルは、上記キャビティ内へ流入する冷却用流体を計量するのど部を 有することを特徴とする請求項４記載のタービンベーンアッセンブリ。