KR101434926B1 - 터빈 블레이드, 및 엔진 부품 - Google Patents

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슈 후지모토
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

가스 터빈 엔진의 터빈에 사용되는, 냉각 공기에 의해 냉각되는 터빈 블레이드로서, 상기 터빈 블레이드의 내부에 형성된, 냉각 공기가 흐르는 냉각 통로와, 상기 터빈 블레이드의 블레이드면에 형성된, 하류측 내벽(15a)이 경사진 복수 개의 바닥이 있는 구멍(15)과, 복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍의 각각의 바닥부에 형성된, 상기 냉각 통로와 연통되어 상기 냉각 공기를 분출하는 분출공(17)을 구비하고 있다. 상기 분출공의 중심선(17L)이 상기 하류측 내벽을 따르도록, 상기 분출공이 형성되어 있다. 상기 터빈 블레이드에 의하면, 효율 저하를 초래하지 않고 냉각을 향상시킬 수 있다.

Description

터빈 블레이드, 및 엔진 부품{TURBINE BLADE AND ENGINE COMPONENT}
본 발명은, 항공기 엔진이나 산업용 가스 터빈 엔진 등의 가스 터빈 엔진에 사용되는 엔진 부품에 관한 것이며, 특히, 터빈 블레이드(turbine blade)에 관한 것이다.
통상, 가스 터빈 엔진의 가동 중에 연소 가스(combustion gas)[주류 가스(main-flow gas)]에 노출되는 터빈 블레이드는, 가스 터빈 엔진의 압축기 또는 팬으로부터 추기된(extracted) 냉각 공기(압축 공기의 일부)를 이용하여 냉각된다. 또한, 최근, 가스 터빈 엔진의 고출력화에 따라 연소 가스가 고온화되는 경향이 있어, 터빈 블레이드의 냉각 향상이 요구되고 있다. 하기 특허 문헌 1에는, 터빈 블레이드의 냉각을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 개시된 터빈 블레이드의 내부에는, 냉각 공기(압축 공기의 일부)가 흐르는 냉각 통로가 형성되어 있다. 터빈 블레이드의 블레이드면(blade surface)에는, 스팬 방향(블레이드 높이 방향; span direction)으로 연장되는 바닥이 있는 홈(bottomed slot)이 형성되어 있다. 또한, 바닥이 있는 홈의 바닥부(bottom)에는, 냉각 공기를 분출하는 복수 개의 분출공(ejection holes)이 스팬 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 각각의 분출공은, 냉각 통로와 연통되어 있다.
가스 터빈 엔진의 가동 중에, 압축기 또는 팬으로부터 추기된 냉각 공기가 냉각 통로에 유입되어, 터빈 블레이드가 그 내부로부터 대류 냉각(convective cooling)[내부 냉각(internal cooling)]에 의해 냉각된다. 또한, 터빈 블레이드를 대류 냉각한 냉각 공기는 복수 개의 분출공으로부터 분출되어 터빈 블레이드의 블레이드면을 덮는 냉각층(cooling film)을 형성하고, 터빈 블레이드가 필름 냉각(film cooling)[외부 냉각(external cooling)]에 의해 냉각된다.
여기서, 분출공으로부터 분출된 냉각 공기는, 바닥이 있는 홈 내에서 스팬 방향으로 확산됨으로써, 바닥이 있는 홈 내에 머물러 열을 빼앗고 나서, 바닥이 있는 홈을 나와 냉각층을 광범위하게 형성한다. 이 결과, 터빈 블레이드의 냉각이 향상된다.
미국 특허 제6234755호 명세서
특허 문헌 1에 기재된 터빈 블레이드에서는, 터빈 블레이드의 냉각은 향상되지만, 연소 가스가, 바닥이 있는 홈을 통과할 때, 바닥이 있는 홈의 하류측 내벽(downstream wall)과 충돌하여, 블레이드면으로부터 박리된다. 그러므로, 터빈 블레이드의 공력(空力; aerodynamic loss) 손실이 증대하여, 가스 터빈 엔진의 엔진 효율이 저하된다. 즉, 터빈 블레이드의 냉각은 향상되지만, 엔진 효율의 저하를 충분히 억제하는 것이 곤란하다.
그리고, 전술한 문제는, 터빈 블레이드 외에, 냉각 공기에 의해 냉각되는 슈라우드(shroud) 등의 엔진 부품에서도 마찬가지로 생긴다.
본 발명의 목적은, 효율 저하를 초래하지 않고 냉각을 향상시킬 수 있는, 터빈 블레이드, 및 엔진 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징은, 가스 터빈 엔진의 터빈에 사용되는, 냉각 공기에 의해 냉각되는 터빈 블레이드로서, 상기 터빈 블레이드의 내부에 형성된, 냉각 공기가 흐르는 냉각 통로와, 상기 터빈 블레이드의 블레이드면에 형성된, 하류측 내벽이 경사진 복수 개의 바닥이 있는 구멍(bottomed recess)과, 복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍의 각각의 바닥부에 형성된, 상기 냉각 통로와 연통되어 상기 냉각 공기를 분출하는 분출공을 구비하고, 상기 분출공의 중심선이 상기 하류측 내벽을 따르도록, 상기 분출공이 형성되어 있는, 터빈 블레이드를 제공한다.
그리고, 터빈 블레이드는, 터빈 로터 블레이드(turbine rotor blade) 및 터빈 스테이터 날개(turbine stator vane)를 포함한다. 또한, 블레이드면은, 전방 에지(leading edge), 후방 에지(trailing edge), 가압면(pressure surface), 및 배면(suction surface)을 포함한다. 또한, 바닥이 있는 구멍은, 바닥이 있는 홈을 포함한다.
제1 특징에 의하면, 가스 터빈 엔진의 가동 중에, 냉각 공기가 냉각 통로에 유입되면, 터빈 블레이드는, 그 내부로부터 대류 냉각(내부 냉각)에 의해 냉각된다. 또한, 대류 냉각 후의 냉각 공기는, 복수 개의 분출공으로부터 분출하여, 터빈 블레이드의 블레이드면을 덮는 냉각층을 형성한다. 터빈 블레이드는, 냉각층에 의한 필름 냉각(외부 냉각)에 의해 냉각된다.
여기서, 바닥이 있는 구멍의 하류측 내벽이 경사지고, 또한 분출공의 중심선이 하류측 내벽을 따르도록 분출공이 형성되어 있으므로, 터빈 블레이드의 날개 형상(airfoil)을 손상시키지 않고, 분출공으로부터의 냉각 공기의 분출각을 작게 할 수 있다. 이 결과, 냉각 공기의 코안다 효과(coanda effect) 효과를 충분히 얻을 수 있다. 또한, 하류측 내벽이 경사져 있으므로, 연소 가스와 하류측 내벽과의 충돌이 완화되어 연소 가스의 엔진 부품 표면으로부터의 박리가 저감된다. 따라서, 터빈 블레이드의 냉각을 향상시키면서 터빈 블레이드의 공력 손실을 저감하여, 효율 저하를 충분히 억제할 수 있다.
본 발명의 제2 특징은, 가스 터빈 엔진에 사용되는, 냉각 공기에 의해 냉각되는 엔진 부품으로서, 상기 엔진 부품의 내부에 형성된, 냉각 공기가 흐르는 냉각 통로와, 상기 엔진 부품의 표면에 형성된, 하류측 내벽이 경사진 복수 개의 바닥이 있는 구멍과, 복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍의 각각의 바닥부에 형성된, 상기 냉각 통로와 연통되어 상기 냉각 공기를 분출하는 분출공을 구비하고, 상기 분출공의 중심선이 상기 하류측 내벽을 따르도록, 상기 분출공이 형성되어 있는, 엔진 부품을 제공한다.
그리고, 엔진 부품(engine component)은, 터빈 블레이드(터빈 로터 블레이드 및 터빈 스테이터 날개를 포함함), 슈라우드, 연소기 라이너(combustor liner) 등을 포함한다.
제2 특징에 의하면, 가스 터빈 엔진의 가동 중에, 냉각 공기가 냉각 통로에 유입되면, 엔진 부품은, 그 내부로부터 대류 냉각(내부 냉각)에 의해 냉각된다. 또한, 대류 냉각 후의 냉각 공기는, 복수 개의 분출공으로부터 분출하여, 엔진 부품의 표면을 덮는 냉각층을 형성한다. 엔진 부품은, 냉각층에 의한 필름 냉각(외부 냉각)에 의해 냉각된다.
여기서, 바닥이 있는 구멍의 하류측 내벽이 경사지고, 또한 분출공의 중심선이 하류측 내벽을 따르도록 분출공이 형성되어 있으므로, 엔진 부품 주위를 흐르는 연소 가스에 대한, 엔진 부품의 공력적 형상/유체 역학적 형상을 손상시키지 않고, 분출공으로부터의 냉각 공기의 분출각을 작게 할 수 있다. 이 결과, 냉각 공기의 코안다 효과를 충분히 얻을 수 있다. 또한, 하류측 내벽이 경사져 있으므로, 연소 가스와 하류측 내벽과의 충돌이 완화되어 연소 가스의 블레이드면으로부터의 박리가 저감된다. 따라서, 엔진 부품의 냉각을 향상시키면서 엔진 부품에 의한 연소 가스류의 손실을 저감하여, 효율 저하를 충분히 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 터빈 로터 블레이드의 사시도이다.
도 2는 상기 터빈 로터 블레이드의 스팬 방향에 따른 종단면이다.
도 3의 (a)는 도 1에서의 III-III선 단면도이며, 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)는 도 3의 (a)에서의 바닥이 있는 구멍의 형상 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 4의 (a)는 분출공의 형상 변형예를 나타낸 단면도이며, 도 4의 (b)는 분출공의 형상 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 5는 제2 실시형태의 터빈 로터 블레이드의 사시도이다.
도 6의 (a)는 제3 실시형태의 터빈 로터 블레이드의 코드 방향(chord direction)에 따른 횡단면도이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a) 중의 화살표 VIB로 나타낸 부분의 확대 단면도이다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 대해서 도 1 ~ 도 4를 참조하면서 설명한다. 그리고, 도면 중, 「D」는 연소 가스의 하류 방향, 「U」는 상류 방향을 각각 나타내고 있다.
본 실시형태의 터빈 로터 블레이드(1)는, 항공기 엔진이나 산업용 가스 터빈 엔진 등의 가스 터빈 엔진의 터빈(도시하지 않음)에 사용된다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 터빈 로터 블레이드(1)는, 가스 터빈 엔진의 압축기(도시하지 않음) 또는 팬(도시하지 않음)으로부터 추기된 냉각 공기(압축 공기의 일부) CA를 이용하여 냉각된다.
터빈 로터 블레이드(1)는, 로스트 왁스 정밀 주조(lost wax precision casting)에 의해 제조되고, 가스 터빈 엔진의 연소기(도시하지 않음)로부터의 연소 가스 HG(도 3 참조)에 의해 회전력을 얻는 로터 블레이드 본체(rotor blade body)(3)를 구비하고 있다. 또한, 로터 블레이드 본체(3)의 기단(基端)에는, 플랫폼(5)이 일체로 설치되어 있다. 플랫폼(5)에는, 더브테일(dovetail)(7)이 일체로 형성되어 있다. 더브테일(7)은, 터빈 디스크(도시하지 않음)의 주위에 형성된 끼워맞춤 홈(joint slots)(도시하지 않음)에 끼워맞추어진다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 더브테일(7)로부터 플랫폼(5)의 내부에는, 추기된 냉각 공기 CA가 도입되는 도입 통로(9)가 형성되어 있다. 또한, 로터 블레이드 본체(3)의 내부에는, 스팬 방향[플랫폼(5)로부터 로터 블레이드 본체(3)의 단면(end face)(3t)로의 방향]으로 연장되는 복수 개의 칸막이벽(partitions)(11)이 형성되어 있다. 칸막이벽(11)에 의해 냉각 공기 CA가 흐르는 사행상(蛇行狀)의 냉각 통로(serpentine cooling channel)(13)가 구획되어 있다. 즉, 사행상의 냉각 통로(13)는, 로터 블레이드 본체(3)의 내부에 형성되어 있고, 도입 통로(9)와 연통되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 로터 블레이드 본체(3)의 가압면(3ｖ)에는, 복수 개의 바닥이 있는 구멍(15)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 바닥이 있는 구멍(15)은, 코드 방향[로터 블레이드 본체(3)의 전방 에지(3e)로부터 후방 에지(3p)로의 방향]으로 복수 열로 배치되고, 각각의 열은 복수 개의 바닥이 있는 구멍(15)을 포함하고 있다. 또한, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각각의 바닥이 있는 구멍(15)의 하류측 내벽(downstream-side inner wall)(15a)은 경사져 있고[로터 블레이드 본체(3)의 두께 방향 T에 대하여 경사: 연소 가스의 흐름 방향에 대하여 경사: 하류측 내벽(15a)과 가압면(3ｖ)과의 이루는 각이 둔각(鈍角)], 각각의 바닥이 있는 구멍(15)의 상류측 내벽(upstream-side inner wall)(15b)도 대칭적으로 경사져 있다[두께 방향 T에 대하여 경사: 연소 가스의 흐름 방향에 대하여 경사: 상류측 내벽(15b)과 가압면(3ｖ)과의 이루는 각이 둔각). 상류측 내벽의 경사에 의해 바닥이 있는 구멍(15)에서 박리가 발생한 경우의 박리 소용돌이(separated swirls)를 작게 할 수 있고, 이 결과, 공력 손실을 작게 할 수 있다.
그리고, 하류측 내벽(15a)의 끝에지 및 상류측 내벽(15b)의 끝에지 중 적어도 한쪽이, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 부드러운 곡면으로 형성되어도 된다. 또는, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상류측 내벽(15b)은, 경사지지 않고 수직으로 형성되어도 된다[두께 방향 T에 대하여 평행: 연소 가스의 흐름 방향에 대하여 직각: 상류측 내벽(15b)과 가압면(3ｖ)과의 이루는 각이 직각]. 이 경우, 바닥이 있는 구멍(15)에서 발생하는 박리를 지연시키는(박리 위치를 하류측으로 시프트하는) 것이 가능하므로, 공력 손실을 더욱 작게 할 수 있다.
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이[도 3의 (b) 및 도 3의 (c)의 변형예에서도 마찬가지로], 냉각 공기 CA를 분출하는 원형의 분출공(ejection hole)[필름 냉각구멍(film cooling hole)](17)이, 각각의 바닥이 있는 구멍(15)의 바닥부(15c)[상류측 내벽(15b)의 바닥부 측을 포함함]에 형성되어 있고, 냉각 통로(13)와 연통되어 있다. 분출공(17)의 중심선(17L)이 바닥이 있는 구멍(15)의 하류측 내벽(15a)을 대략 따르도록, 각각의 분출공(17)이 형성되어 있다. 여기서, 바닥이 있는 구멍(15)의 하류측 내벽(15a)과 평행한 면[가상면(假想面; virtual plane)] VP에 대한 중심선(17L)의 경사각 θ은 ±20° 이하(―20° ~ ＋20°)로 설정된다. 경사각 θ이 ±20°의 범위 밖으로 되면, 분출공(17)으로부터 분출된 냉각 공기 CA의 코안다 효과를 충분히 얻을 수 없다.
그리고, 분출공(17)의 형상은, 타원형 또는 직사각형 등의 다른 형상이라도 된다. 또한, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 분출공(17)의 형상은, 출구를 향해 구멍 단면적(斷面績)(구멍의 중심축에 수직인 단면의 면적)이 확장된 형상을 가지는 디퓨저 구멍(diffuser hole)인 것이 바람직하다. 즉, 분출공(17)은, 출구를 향해 서서히 확장된 테이퍼 구멍(tapered hole)인 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 냉각 공기 CA를 분출하는 복수 개의 부(副)분출공(supplemental ejection holes)(19)이, 로터 블레이드 본체(3)의 전방 에지(3e) 및 단면(3t)에 형성되고, 냉각 통로(13)와 연통되어 있다. 냉각 공기 CA를 배출하는 복수 개의 배출공(eduction holes)(21)이, 로터 블레이드 본체(3)의 후방 에지(3p)에 형성되어 있고, 냉각 통로(13)와 연통되어 있다.
그리고, 전방 에지(3e) 및 단면(3t)에 형성된 부분출공(19)에 더하여, 로터 블레이드 본체(3)의 배면(3b)에도 복수 개의 부분출공(19)이 형성되어도 된다.
이어서, 본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다.
가스 터빈 엔진의 가동 중에, 냉각 공기 CA가 도입 통로(9)를 통하여 냉각 통로(13)에 유입되면, 터빈 로터 블레이드(1)는, 그 내부로부터 대류 냉각(내부 냉각)에 의해 냉각된다. 또한, 대류 냉각 후의 냉각 공기 CA는, 분출공(17) 및 부분출공(19)으로부터 분출하여, 터빈 로터 블레이드(1)를 덮는 냉각층 CF[도 3의 (a) 참조]을 형성한다. 터빈 로터 블레이드(1)는, 외부로부터 냉각층 CF에 의한 필름 냉각(외부 냉각)에 의해 냉각된다. 그리고, 터빈 로터 블레이드(1)의 대류 냉각 후의 냉각 공기 CA의 일부는, 배출공(21)으로부터도 배출된다.
바닥이 있는 구멍(15)의 하류측 내벽(15a)이 경사지고, 또한 분출공(17)의 중심선(17L)이 하류측 내벽(15a)을 따라 형성되어 있으므로, 터빈 로터 블레이드(1)의 날개 형상을 손상시키지 않고, 분출공(17)으로부터의 냉각 공기 CA의 분출각을 작게 할 수 있다. 이 결과, 냉각 공기 CA의 코안다 효과를 충분히 얻을 수 있다.
또한, 바닥이 있는 구멍(15)의 하류측 내벽(15a)이 경사져 있으므로, 연소 가스 HG의 일부와 하류측 내벽(15a)과의 충돌이 완화되어, 바닥이 있는 구멍(15)의 하류측에서의 연소 가스 HG의 블레이드면으로부터의 박리를 저감할 수 있다. 특히, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 하류측 내벽(15a)의 상부 에지를 부드러운 곡면으로 하면 연소 가스 HG의 블레이드면으로부터의 박리를 더욱 저감할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 터빈 로터 블레이드(1)의 냉각을 향상시키면서, 터빈 로터 블레이드(1)의 공력 손실을 저감하여, 가스 터빈 엔진의 엔진 효율의 저하를 충분히 억제할 수 있다. 특히, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)로 되도록, 분출공(17)의 형상을 내부 확장 형상으로 하면, 가압면(3ｖ)에의 냉각 공기 CA의 부착성이 높아져, 터빈 로터 블레이드(1)의 냉각을 더욱 향상시킬 수 있다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태에 대해서 도 5를 참조하면서 설명한다. 그리고, 도면 중, 「D」는 연소 가스의 하류 방향, 「U」는 상류 방향을 각각 나타내고 있다.
본 실시형태의 터빈 로터 블레이드(23)는, 전술한 제1 실시형태의 터빈 로터 블레이드(1)와 대략 동일한 구성을 가지고 있다. 이하에는, 터빈 로터 블레이드(1)와는 상이한 구성에 대하여만 설명하고, 터빈 로터 블레이드(1)와 동일 또는 동등한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하고, 이들 설명을 여기서는 생략한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 로터 블레이드 본체(3)의 가압면(3ｖ)에는, 스팬 방향으로 연장되는 복수 개의 바닥이 있는 홈(바닥이 있는 구멍의 일종)(25)이 형성되어 있다. 전술한 바닥이 있는 구멍(15)과 마찬가지로, 각각의 바닥이 있는 홈(25)의 하류측 내벽(25a)은 경사져 있고[로터 블레이드 본체(3)의 두께 방향 T에 대하여 경사: 연소 가스의 흐름 방향에 대하여 경사: 하류측 내벽(25a)과 가압면(3ｖ)과의 이루는 각이 둔각], 각각의 바닥이 있는 홈(25)의 상류측 내벽(25b)도 대칭적으로 경사져 있다[두께 방향 T에 대하여 경사: 연소 가스의 흐름 방향에 대하여 경사: 상류측 내벽(25b)과 가압면(3ｖ)과의 이루는 각이 둔각]. 전술한 복수 개의 분출공(17)이, 각각의 바닥이 있는 홈(25)의 바닥부(25c)[상류측 내벽(25b)의 바닥부 측을 포함함]에, 스팬 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 그리고, 바닥이 있는 홈(25)의 단면 형상은 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이 변형 가능하고[도 3의 (a) ~ 도 3의 (c) 참조], 분출공(17)의 형상도 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이 변형 가능하다.
본 실시형태에 의하면, 제1 실시형태에 의한 효과에 더하여, 각각의 바닥이 있는 홈(25) 내에서 복수 개의 분출공(17)으로부터 분출된 냉각 공기 CA가 스팬 방향으로 쉽게 확산되므로 , 냉각층 CF가 보다 광범위하게 형성된다. 이 결과, 터빈 로터 블레이드(1)의 냉각이 향상된다. 또한, 본 실시형태의 터빈 로터 블레이드(23)에서는, 제1 실시형태의 터빈 로터 블레이드(1)에 비하여, 바닥이 있는 홈(바닥이 있는 구멍의 일종)(25)의 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 코스트가 보다 염가이다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태에 대해서 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)을 참조하면서 설명한다. 그리고, 도면 중, 「D」는 연소 가스의 하류 방향, 「U」는 상류 방향을 각각 나타내고 있다.
본 실시형태의 터빈 로터 블레이드(27)는, 전술한 제1 실시형태의 터빈 로터 블레이드(1)[또는 제2 실시형태의 터빈 로터 블레이드(23)]와 대략 동일한 구성을 가지고 있다. 이하에는, 터빈 로터 블레이드(1)와는 상이한 구성에 대하여만 설명하고, 터빈 로터 블레이드(1)와 동일 또는 동등한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하고, 이들 설명을 여기서는 생략한다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 전술한 제1 실시형태의 바닥이 있는 구멍(15)[또는 제2 실시형태의 바닥이 있는 홈(25)]이, 블레이드 본체(3)의 가압면(3ｖ)의 칸막이벽(11)에 대응한 개소(箇所)에 형성되어 있다. 또한, 바닥이 있는 구멍(15)[바닥이 있는 홈(25)] 내의 분출공(17)이, 칸막이벽(11)의 바로 상류측에 배치되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 제1 실시형태에 의한 효과에 더하여, 가압면(3ｖ)에 복수 개의 바닥이 있는 구멍(15)이 형성되어도, 냉각 통로(13)의 형상에 대한 영향을 작게 할 수 있다. 보다 상세하게는, 냉각 통로(13) 내부로 돌출하는 바닥이 있는 구멍(15)이 통로 중앙에 형성되지 않으므로, 냉각 통로(13) 내의 냉각 공기 CA의 흐름이 쉽게 저하되지 않는 동시에, 정밀 주조(鑄造)에 의한 터빈 블레이드 제조 시의 리스크가 낮다. 또한, 칸막이벽(11)의 위치에 바닥이 있는 구멍(15)[또는 바닥이 있는 홈(25)]이 형성되므로, 블레이드 본체(3)의 강성이나 강도를 저하시키는 리스크 도 낮다. 또한, 대류 냉각 후의 냉각 공기 CA가, 칸막이벽(11)으로 안내되어 원활하게 분출공(17)으로부터 분출된다.
그리고, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 예를 들면, 터빈 로터 블레이드(1)[23, 27]에 적용한 기술적 사상은, 터빈 스테이터 날개, 슈라우드, 연소기 라이나 등의 터빈 로터 블레이드 이외의 엔진 부품에 적용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 가스 터빈 엔진의 터빈에 사용되는, 냉각 공기에 의해 냉각되는 터빈 블레이드(turbine blade)로서,
    상기 터빈 블레이드의 내부에 형성된, 냉각 공기가 흐르는 냉각 통로;
    상기 터빈 블레이드의 블레이드면에 형성된, 하류측 내벽이 경사진 복수 개의 바닥이 있는 구멍(bottomed recess);
    복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍의 각각의 바닥부에 형성된, 상기 냉각 통로와 연통되어 상기 냉각 공기를 분출하는 분출공(ejection holes);
    을 포함하고,
    상기 분출공의 중심선이 상기 하류측 내벽을 따르도록, 상기 분출공이 형성되어 있고,
    상기 터빈 블레이드의 내부에 스팬 방향으로 연장되는 칸막이벽이 형성되고, 상기 칸막이벽에 의해 상기 냉각 통로가 구획되어 있고,
    상기 바닥이 있는 구멍 중 적어도 1개가, 상기 블레이드면의 상기 칸막이벽에 대응하는 위치에 형성되어 있는, 터빈 블레이드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바닥이 있는 구멍의 상기 하류측 내벽에 평행한 면에 대한 상기 분출공의 상기 중심선의 경사각이 ±20°의 범위 내로 설정되어 있는, 터빈 블레이드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분출공이 출구를 향해 구멍 단면적(斷面績)이 크게 된 형상을 가지고 있는, 터빈 블레이드.
  4. 제1항에 있어서,
    복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍 중 적어도 1개가 스팬 방향(span direction)으로 연장되는 바닥이 있는 홈으로서 형성되고, 상기 바닥이 있는 홈의 바닥부에 복수 개의 상기 분출공이 스팬 방향으로 간격을 두고 형성되어 있는, 터빈 블레이드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바닥이 있는 구멍의 상류측 내벽이 경사져 있는, 터빈 블레이드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바닥이 있는 구멍의 상기 하류측 내벽의 끝에지 및 상기 상류측 내벽의 끝에지 중 적어도 한쪽이 부드러운 곡면으로 형성되어 있는, 터빈 블레이드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바닥이 있는 구멍의 상류측 내벽이 상기 블레이드면 대하여 직각으로 형성되어 있는, 터빈 블레이드.
  8. 삭제
  9. 가스 터빈 엔진에 사용되는, 냉각 공기에 의해 냉각되는 엔진 부품으로서,
    상기 엔진 부품의 내부에 형성된, 냉각 공기가 흐르는 냉각 통로;
    상기 엔진 부품의 표면에 형성된, 하류측 내벽이 경사진 복수 개의 바닥이 있는 구멍;
    복수 개의 상기 바닥이 있는 구멍의 각각의 바닥부에 형성된, 상기 냉각 통로와 연통되어 상기 냉각 공기를 분출하는 분출공;
    을 포함하고,
    상기 분출공의 중심선이 상기 하류측 내벽을 따르도록, 상기 분출공이 형성되어 있고,
    상기 엔진 부품의 내부에 스팬 방향으로 연장되는 칸막이벽이 형성되고, 상기 칸막이벽에 의해 상기 냉각 통로가 구획되어 있고,
    상기 바닥이 있는 구멍 중 적어도 1개가, 상기 엔진 부품의 표면의 상기 칸막이벽에 대응하는 위치에 형성되어 있는, 엔진 부품.
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