KR101614678B1 - 동익 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈 - Google Patents

Abstract

동익(50)에는, 동익(50)의 익체(51) 및 플랫폼(61) 내를 연결하는 날개 공기 통로(71)가 형성되어 있다. 플랫폼(61)에는, 날개 공기 유로(71)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 복측 단면(64)에서 개구되며, 축방향(Da)으로 늘어선 복수의 복측 통로(72)가 형성되어 있다. 또한, 플랫폼(61)에는, 냉각 공기가 유입되는 배측 모 통로(73)와, 배측 모 통로(73)와 연통하며, 배측 모 통로(73)로부터 배측 단면(65)을 따라서 연장되는 배측 통로(74)가 형성되어 있다.

Description

동익 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈{TURBINE BLADE AND GAS TURBINE PROVIDED WITH THE SAME}

본 발명은 동익, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈에 관한 것이다. 본 출원은 2014년 6월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2014-132866 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 이 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈의 로터는 로터 축과, 이 로터 축에 장착되어 있는 복수의 동익을 구비한다. 동익은, 로터 축에 대한 직경 방향으로 연장되는 익체와, 익체의 직경 방향 내측에 형성되며, 연소 가스가 흘러가는 연소 가스 유로의 일부를 구획형성하는 플랫폼과, 플랫폼의 직경 방향 내측에 형성되며, 로터 축에 장착되는 익근을 구비한다.

동익은, 고온의 연소 가스에 노출되기 때문에, 예를 들면 이하의 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 냉각 공기에 의해 냉각된다.

구체적으로, 익체, 플랫폼 및 익근에는, 로터 축에 대한 직경 방향으로 연장되며, 익체, 플랫폼 내를 연결하며, 냉각 공기가 흐르는 복수의 날개 공기 통로가 형성되어 있다. 복수의 날개 공기 통로는 익체의 익현을 따라서 늘어서 있다. 또한, 이하의 설명의 사정상, 로터 축의 연장 방향을 축방향이라고 하고, 로터 축에 대한 직경 방향을 단순히 직경 방향이라고 하며, 로터 축에 대한 둘레 방향을 단순히 둘레 방향이라고 한다. 또한, 축방향으로 연소 가스가 흘러가는 측을 하류측, 반대측을 상류측이라고 한다. 또한, 둘레 방향에서 익체의 배측(背側)(=부압면측)을 둘레 방향 배측이라 하고, 이 둘레 방향에서 익체의 복측(腹側)(=정압면측)을 둘레 방향 복측이라고 한다.

특허문헌 1의 일례로서의 플랫폼에는, 복수의 날개 공기 통로로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며, 축방향으로 늘어선 복수의 통로가 형성되어 있다. 복수의 통로는 모두 플랫폼의 둘레 방향 복측의 단면에서 개구되어 있다. 또한, 이 플랫폼에는, 복수의 날개 공기 통로로부터 둘레 방향 배측을 향하여 연장되며, 축방향으로 늘어선 복수의 통로가 형성되어 있다. 복수의 통로는 모두 플랫폼의 둘레 방향 배측의 단면에서 개구되어 있다.

또한, 특허문헌 1의 다른 예로서의 플랫폼에는, 복수의 날개 공기 통로 중에서 가장 상류측인 제 1 날개 공기 통로로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장된 후, 플랫폼의 둘레 방향 복측의 단면을 따라서, 축방향 하류측을 향하여 연장되는 통로가 형성되어 있다. 이 통로는 플랫폼의 축방향 하류측의 단면에서 개구되어 있다. 또한, 이 플랫폼에는, 제 1 날개 공기 통로로부터 둘레 방향 배측을 향하여 연장된 후, 플랫폼의 둘레 방향 배측의 단면을 따라서, 축방향 하류측을 향하여 연장되는 통로가 형성되어 있다. 이 통로는 플랫폼의 축방향 하류측의 단면에서 개구되어 있다.

일본 특허 공개 제 평11-247609 호 공보

동익에 관해서는, 이 동익을 효과적으로 냉각해서, 동익의 내구성을 향상시키면서도, 이 동익을 냉각하기 위한 공기의 사용량을 가능한 한 줄이는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은 내구성의 향상을 도모하면서, 냉각용의 공기의 사용량을 억제할 수 있는 동익, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 일 태양으로서의 동익은,

로터 축의 외주측에 장착되는 동익에 있어서, 상기 로터 축에 대한 직경 방향으로 연장되는 익체와, 상기 익체의 직경 방향 내측에 형성되며, 연소 가스가 흘러가는 연소 가스 유로의 직경 방향 내측을 구획형성하는 플랫폼을 구비하고, 상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되며, 상기 익체 내 및 상기 플랫폼 내를 연결하며, 냉각 공기가 흐르는 날개 공기 통로가 형성되며, 상기 플랫폼에는, 상기 로터 축이 연장되는 축방향에 있어서 상기 연소 가스가 흘러가는 축방향 하류측의 단면인 후단면과, 상기 축방향 하류측과는 반대측의 축방향 상류측의 단면인 전단면과, 상기 로터 축에 대한 둘레 방향에 있어서 상기 익체의 복측인 둘레 방향 복측의 단면인 복측 단면과, 상기 둘레 방향 복측과는 반대측인 둘레 방향 배측의 단면인 배측 단면이 형성되어 있는 동시에, 상기 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 복측 단면에서 개구되며, 상기 축방향으로 늘어선 복수의 복측 통로와, 냉각 공기가 유입되며, 단부가 상기 익체보다 상기 둘레 방향 배측에 위치하는 모 통로(母通路)인 배측 모 통로와, 상기 배측 모 통로와 연통하며, 상기 배측 모 통로로부터 상기 배측 단면을 따라서 상기 축방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 배측 통로가 형성되어 있다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서 둘레 방향 복측의 부분에는, 복수의 복측 통로를 형성하고, 이 부분을 냉각하는 냉각 공기의 유량을 많게 하여, 이 부분의 열 응력을 억제하고 있다. 한편, 플랫폼 중에서 둘레 방향 배측의 부분에는, 배측 모 통로와, 이것에 연통하는 배측 통로를 형성하여, 이 부분을 냉각하는 냉각 공기의 유량을 줄이고 있다.

여기서, 상기 동익에 있어서, 복수의 상기 복측 통로의 각 단면적은 모두 상기 배측 통로의 단면적보다 작고, 복수의 상기 복측 통로의 각 단면적의 합계 면적은 상기 배측 통로의 단면적보다 커도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서 둘레 방향 복측의 부분을 냉각하는 냉각 공기의 유량을 많게 하면서도, 복수의 복측 통로의 각 단면적을 배측 통로의 단면적보다 작게 함으로써, 복수의 복측 통로를 흐르는 공기의 유속을 높이고, 둘레 방향 복측의 부분의 냉각 효율을 향상시키고 있다. 또한, 여기서의 통로의 단면적이란, 통로의 길이 방향에 대하여 수직인 면에서의 단면적이다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측으로부터 상기 축방향 하류측에 걸쳐서, 복수의 상기 복측 통로의 개구가 간격을 두고 형성되며, 상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁아도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있다.

상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격이 좁은 상기 동익에 있어서, 상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측의 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구는 상기 직경 방향의 위치가 서로 상이하여도 좋다.

당해 동익에서는, 복측 단면의 축방향 상류측의 부분에서 인접하는 복측 통로의 개구의 상호 간격을 넓게 할 수 있다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측으로부터 상기 축방향 하류측에 걸쳐서, 복수의 상기 복측 통로의 개구가 간격을 두고 형성되며, 상기 복측 단면의 상기 축방향 하류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁아도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 하류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가, 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며, 상기 플랫폼에는, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하면서 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되는 모 통로인 전방측 모 통로와, 상기 전방측 모 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 복측 단면에서 개구되는 하나 이상의 복전방측 통로와, 상기 전방측 모 통로로부터 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되며 상기 전단면에서 개구되는 하나 이상의 전방 복측 통로가 형성되어 있어도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼의 복측 단면 내의 축방향 상류측에서 개구되는 통로, 및 플랫폼의 전단면 내의 둘레 방향 복측에서 개구되는 통로의 수를 증가시켜도, 이들 통로의 냉각 공기 공급측의 상호 간격을 넓게 할 수 있다. 이 때문에, 당해 동익에서는, 가공성을 유지한 그대로, 이들 통로의 수를 증가시키고, 플랫폼의 냉각을 강화할 수 있다.

전방측 모 통로가 형성되어 있는 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼에는, 상기 축방향으로 늘어선 복수의 상기 복전방측 통로가 형성되며, 상기 복측 단면에서 인접하는 상기 복전방측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁아도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있다.

또한, 전방측 모 통로가 형성되어 있는, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼에는, 상기 둘레 방향으로 늘어선 복수의 상기 전방 복측 통로가 형성되며, 상기 전단면에서 인접하는 상기 전방 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁아도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서, 익체보다 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측에서 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있다.

또한, 전방측 모 통로가 형성되어 있는, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼에는, 상기 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되며 상기 전단면에서 개구되는 복수의 전방측 통로가 형성되며, 상기 전단면에서 인접하는 상기 전방측 통로의 상기 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁아도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼 중에서, 익체보다 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있다.

상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격이 좁은, 또는, 상기 복측 단면에서 인접하는 상기 복전방측 통로의 개구의 상호 간격이 좁은, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체의 전연부와 상기 복측 단면과의 사이에 있어서의 최단 거리는, 상기 익체의 배측의 부분과 상기 배측 단면과의 사이의 최단 거리보다 짧아도 좋다.

당해 동익의 경우, 플랫폼 중에서, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 상류측의 부분에 높은 열 응력이 발생하기 쉽다. 따라서, 이러한 경우, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있는 구성을 채용함으로써, 익체보다 둘레 방향 복측이며 또한 축방향 상류측의 부분의 열 응력을 억제할 수 있다.

상기 전단면에서 인접하는 상기 전방 복측 통로의 개구의 상호 간격이 좁은, 또는, 상기 전단면에서 인접하는 상기 전방측 통로의 개구의 상호 간격이 좁은, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체의 전연부와 상기 전단면의 사이에 있어서의 최단 거리는, 상기 익체의 상기 배측의 부분과 상기 배측 단면의 사이의 최단 거리보다 짧아도 좋다.

당해 동익의 경우, 플랫폼 중에서, 익체의 축방향 상류측의 부분이 고온이 되기 쉽다. 따라서, 이러한 경우, 익체의 축방향 상류측의 부분을, 익체보다 둘레 방향 복측에서 또한 축방향의 중간 부분보다 냉각할 수 있는 구성을 채용하는 것에 의해, 익체의 축방향 상류측의 부분의 온도를 저감시켜서, 이 부분의 고온 산화를 억제할 수 있다.

이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 배측 모 통로의 단면적은 상기 배측 통로의 단면적보다 커도 좋다.

당해 동익에서는, 배측 모 통로를 거쳐서 배측 통로에 유입되는 냉각 공기의 압력 손실을 경감시킬 수 있다. 또한, 당해 동익에서는, 배측 통로를 통과하는 냉각 공기의 유속이 높아지므로, 이 배측 통로의 열 전달율을 높일 수 있다. 따라서, 당해 동익에 의하면, 플랫폼의 배측 부분을 효율적으로 냉각할 수 있다.

이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며, 상기 배측 모 통로는, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있어도 좋다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼의 상기 직경 방향 내측에는, 상기 축방향 상류측에 있어서 상기 익체보다 상기 둘레 방향 배측의 위치에, 직경 방향 외측을 향하여 오목하게 냉각 공기가 유입되는 오목부가 형성되며, 상기 배측 모 통로는 상기 오목부로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있어도 좋다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며, 상기 배측 모 통로는, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 상기 축방향 상류측으로부터 2번째의 제 2 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있어도 좋다.

배측 모 통로가 오목부 또는 제 2 냉각 통로로부터 연장되어 있는, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며, 상기 플랫폼에는, 상기 배측 모 통로인 제 1 배측 모 통로 및 상기 배측 통로인 제 1 배측 통로 이외에, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되는 모 통로인 제 2 배측 모 통로와, 상기 제 2 배측 모 통로로부터 상기 배측 단면을 향하여 연장되며 상기 배측 단면에서 개구되는 복수의 제 2 배측 통로가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 모 통로는 상기 플랫폼의 단면에서 개구되며, 상기 개구는 덮개로 막히며, 상기 덮개와 상기 개구의 가장자리가 접합되며, 상기 덮개에는, 상기 모 통로 내부로부터 상기 플랫폼 외부로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있어도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼의 단면 중에서, 모 통로의 개구 주위를 냉각할 수 있다. 또한, 당해 동익에서는, 개구의 가장자리와 덮개와의 접합 부분도 냉각되므로, 접합 부분의 접합 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 이상의 어느 하나의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼에는, 상기 복측 통로인 제 1 복측 통로 이외에, 상기 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 플랫폼에서 상기 연소 가스와 접하는 가스 패스면에서 개구되는 제 2 복측 통로가 형성되어 있어도 좋다.

당해 동익에서는, 플랫폼의 가스 패스면 중에서 익체보다 둘레 방향 복측의 부분을 필름 냉각할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 일 태양으로서의 가스 터빈은,

이상의 어느 하나의 복수의 동익과, 복수의 상기 동익이 장착되는 상기 로터 축과, 복수의 상기 동익 및 상기 로터 축을 구비하여 구성되는 터빈 로터를 회전 가능하게 덮는 터빈 케이싱과, 연료를 연소시켜서 상기 연소 가스를 생성하는 연소기를 구비하고 있다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 동익의 내구성의 향상을 도모하면서, 냉각용의 공기의 사용량을 억제하여, 가스 터빈의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 요부 절결 전체 측면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익단의 전개도이다.
도 4는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 사시도이다.
도 5는 도 4에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 7은 도 6에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다.
도 8은 도 6에 있어서의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 1 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 10은 도 9에 있어서의 X 화살표에서 본 도면이다.
도 11은 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 2 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 12는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 3 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 13은 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 3 변형예에 있어서의 동익의 요부 단면도이다.
도 14는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 4 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 15는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 5 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 16은 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 6 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 17은 도 16에 있어서의 ⅩⅦ－ⅩⅦ선 단면도,
도 18은 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 7 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 19는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 8 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 20은 도 19에 있어서의 ⅩⅩ－ⅩⅩ선 단면도이다.
도 21은 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 9 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.
도 22는 본 발명에 관한 일 실시형태의 제 10 변형예에 있어서의 동익의 평면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태 및 그 변형예에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[가스 터빈의 실시형태]

가스 터빈의 실시형태에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 가스 터빈(10)은 공기를 압축하는 압축기(20)와, 압축기(20)에서 압축된 공기 중에서 연료를 연소시켜서 연소 가스를 생성하는 연소기(30)와, 연소 가스에 의해 구동하는 터빈(40)을 구비하고 있다.

압축기(20)는 축선(Ar)을 중심으로 해서 회전하는 압축기 로터(21)와, 압축기 로터(21)를 회전 가능하게 덮는 압축기 차실(25)과, 복수의 정익단(26)을 구비한다. 터빈(40)은 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(41)와, 터빈 로터(41)를 회전 가능하게 덮는 터빈 차실(45)과, 복수의 정익단(46)을 구비한다.

압축기 로터(21)와 터빈 로터(41)는 동일 축선(Ar) 상에 위치하며, 서로 접속되어 가스 터빈 로터(11)를 이룬다. 이 가스 터빈 로터(11)에는, 예를 들면 도시되어 있지 않은 발전기의 로터가 접속되어 있다. 또한, 압축기 차실(25)과 터빈 차실(45)은 서로 접속되어 가스 터빈 차실(15)을 이룬다. 또한, 이하에서는, 축선(Ar)이 연장되는 방향을 축방향(Da), 이 축선(Ar)을 중심으로 한 둘레 방향을 단순히 둘레 방향(Dc)으로 하고, 축선(Ar)에 대하여 수직인 방향을 직경 방향(Dr)으로 한다. 또한, 축방향(Da)에서 터빈(40)을 기준으로 하여 압축기(20)측을 상류측, 반대측을 하류측으로 한다.

압축기 로터(21)는 축선(Ar)을 따라서 축방향(Da)으로 연장되는 로터 축(22)과, 이 로터 축(22)에 장착되어 있는 복수의 동익단(23)을 구비한다. 복수의 동익단(23)은 축방향(Da)으로 늘어서 있다. 각 동익단(23)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 동익(23a)으로 구성되어 있다. 복수의 동익단(23)의 각 하류측에는, 정익단(26)이 배치되어 있다. 각 정익단(26)은 압축기 차실(25)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익단(26)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 정익(26a)으로 구성되어 있다.

터빈 로터(41)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 축선(Ar)을 따라서 축선 방향(Da)으로 연장되는 로터 축(42)과, 이 로터 축(42)에 장착되어 있는 복수의 동익단(43)을 구비한다. 복수의 동익단(43)은 축방향(Da)으로 늘어서 있다. 각 동익단(43)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 동익(50)으로 구성되어 있다. 복수의 동익단(43)의 각 상류측에는, 정익단(46)이 배치되어 있다. 각 정익단(46)은 터빈 차실(45)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익단(46)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 정익(46a)으로 구성되어 있다. 터빈 차실(45)은, 그 외곽을 구성하는 통형상의 터빈 차실 본체(45a)와, 그 내측에 고정되어 있는 복수의 분할 링(45b)을 구비한다. 복수의 분할 링(45b)은 모두 복수의 정익단(46)의 상호의 사이의 위치에 마련되어 있다. 따라서, 각 분할 링(45b)의 직경 방향 내측에는, 동익단(43)이 배치되어 있다. 로터 축(42)의 외주측과 터빈 차실(45)의 내주측과의 사이에서, 축방향(Da)으로 정익(46a) 및 동익(50)이 배치되어 있는 영역의 환상의 공간은, 연소기(30)로부터의 연소 가스(G)가 흐르는 연소 가스 유로(49)를 이룬다. 로터 축(42)에는, 냉각 공기가 통과하는 냉각 공기 통로(42p)가 형성되어 있다. 이 냉각 공기 통로(42p)를 통과한 냉각 공기는 동익(50) 내에 도입되며, 이 동익(50)의 냉각에 이용된다.

동익(50)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 직경 방향(Dr)으로 연장되는 익체(51)와, 익체(51)의 직경 방향 내측에 형성되어 있는 플랫폼(61)과, 플랫폼(61)의 직경 방향 내측에 형성되어 있는 섕크(58)와, 섕크(58)의 직경 방향 내측에 마련되어 있는 익근(59)을 갖고 있다. 플랫폼(61)보다 직경 방향 외측, 즉 익체(51)가 존재하는 영역은 연소기(30)로부터의 연소 가스(G)가 통과하는 연소 가스 유로를 형성한다.

익체(51)는, 축방향 상류측의 단부가 전연부(52)를 이루며, 축방향 하류측의 단부가 후연부(53)를 이룬다. 이 익체(51)는 둘레 방향(Dc)의 일방측을 향하여 매끄럽게 볼록 형상을 이루고 있다. 이 익체(51)의 표면에서, 둘레 방향(Dc)을 향하는 면 중, 볼록 형상의 면이 배측면(=부압면)(55)을 이루며, 오목 형상의 면이 복측면(=정압면)(54)을 이룬다. 또한, 이하의 설명의 사정 상, 둘레 방향(Dc)에서 익체(51)의 복측(=정압면측)을 둘레 방향 복측, 익체(51)의 배측(=부압면측)을 둘레 방향 배측이라고 한다. 또한, 축방향(Da)의 상류측을 전방측, 축방향(Da)의 하류측을 후방측이라고 하는 경우도 있다.

익근(59)은, 익체(51)의 익현에 대하여 수직인 단면 형상이 직경 방향 내측을 향해서 확폭부와 축폭부가 교대로 반복되는 크리스마스트리 형상을 이루고 있다. 전술의 로터 축(42)에는, 이 익근(59)이 끼워지는 익근 홈이 형성되어 있다.

플랫폼(61)은 축방향 상류측의 단면인 전단면(62)과, 축방향 하류측의 단면인 후단면(63)과, 둘레 방향 복측의 단면인 복측 단면(64)과, 둘레 방향 배측의 단면인 배측 단면(65)이 형성되어 있다. 전단면(62)과 후단면(63)은 거의 평행이다. 또한, 복측 단면(64)과 배측 단면(65)은 거의 평행이다. 따라서, 플랫폼(61)은, 직경 방향(Dr)에서 본 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 평행사변 형상을 이루고 있다. 둘레 방향(Dc)에서 인접하는 동익(50)의 플랫폼(61)은 한쪽의 플랫폼(61)의 복측 단면(64)과, 다른쪽의 플랫폼(61)의 배측 단면(65)이 대향한다. 또한, 플랫폼(61)에는, 직경 방향 외측의 면인 가스 패스면(66)과, 직경 방향 내측면인 내측면(67)이 형성되어 있다. 가스 패스면(66)은 연소 가스 유로를 구획형성하는 면의 직경 방향 내측의 일부를 이루며, 연소 가스에 접한다.

동익(50)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 직경 방향(Dr)으로 연장되는 복수의 날개 공기 통로(71)가 형성되어 있다. 구체적으로, 본 실시형태의 동익(50)에는, 7개의 날개 공기 통로(71)가 형성되어 있다. 또한, 날개 공기 통로(71)의 수로서, 7개의 예를 도시하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 각 날개 공기 통로(71)는 모두 익체(51), 플랫폼(61), 섕크(58), 익근(59) 중, 적어도 익체(51)로부터 플랫폼(61)에 걸쳐서 연결되어 형성되어 있다. 복수의 날개 공기 통로(71)는 익체(51)의 익현을 따라서 늘어서 있다. 인접하는 날개 공기 통로(71)의 일부는, 익체(51) 내의 직경 방향 외측의 부분, 또는 플랫폼(61)의 직경 방향 내측의 부분에서 서로 연통하고 있다. 또한, 복수의 날개 공기 통로(71) 중 어느 하나는, 익체(51), 플랫폼(61), 섕크(58), 익근(59)에 걸쳐서 연결되어 형성되며, 익근(59)의 직경 방향 내측의 단부에서 개구되어 있다. 이 날개 공기 통로(71)에는, 이 개구로부터 로터 축(42)의 냉각 공기 통로(42p)를 통과해 온 냉각 공기가 유입된다.

익체(51)에는, 복수의 날개 공기 통로(71) 중 가장 상류측인 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 상류측으로 연장되며, 익체(51)의 전연부(52)에서 개구되는 익전단 통로(56)가 형성되어 있다.

플랫폼(61)에는, 도 6 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 복수의 날개 공기 통로(71)의 각각으로부터 둘레 방향(Dc) 복측을 향하여 연장되는 복수의 복측 통로(72)와, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 전방측으로 연장되어 있는 복수의 전방측 통로(79)와, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 배측을 향하여 연장되는 배측 모 통로(73)와, 배측 모 통로(73)로부터 배측 단면(65)을 따라서 하류측으로 축방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 배측 통로(74)가 형성되어 있다.

복수의 복측 통로(72)는 축방향(Da)으로 늘어서 있다. 각 복측 통로(72)는 플랫폼(61)의 복측 단면(64)에서 개구되어 있다. 복수의 전방측 통로(79)는 모두 플랫폼(61)의 전단면(62)에서 개구되어 있다. 배측 모 통로(73)는 플랫폼(61)의 배측 단면(65)에서 개구되어 있다. 이 개구는 덮개(85)로 막히며, 덮개(85)와 개구의 가장자리가 접합되어 있다. 이 배측 모 통로(73)는, 복수의 날개 공기 통로(71)가 형성된 동익(50)의 중간 주조품인 배측 단면(65)으로부터 기계 가공이나 방전 가공 등으로 형성된다. 그 후, 이 배측 모 통로(73)에 있어서의 배측 단면(65)의 개구가 덮개(85)로 폐쇄되고, 덮개(85)와 개구의 가장자리가 납땜 등으로 접합된다. 배측 통로(74)는 플랫폼(61)의 후단면(63)에서 개구되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 배측 모 통로(73)의 단면적(a2)은 배측 통로(74)의 단면적(a3)과 실질적으로 동일하다. 또한, 복수의 복측 통로(72)의 각 단면적(a1)은 모두 배측 모 통로(73)의 단면적(a2) 및 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 작다. 단, 복수의 복측 통로(72)의 각 단면적(a1)의 합계 면적은 배측 모 통로(73)의 단면적(a2) 및 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 크다. 또한, 각 통로의 단면적은 모두 통로의 길이 방향에 대하여 수직인 면에서의 단면적이다.

로터 축(42)의 냉각 공기 통로(42p)를 통과한 냉각 공기는, 동익(50)에 형성되어 있는 복수의 날개 공기 통로(71) 중에서, 익근(59)의 직경 방향 내측의 단부에서 개구되어 있는 날개 공기 통로(71)에 유입된다. 이 날개 공기 통로(71)에 유입된 냉각 공기는, 경우에 따라서, 이 날개 공기 통로(71)에 인접하는 날개 냉각 유로에 유입된다. 냉각 공기는, 복수의 날개 공기 통로(71)를 통과하는 과정에서, 익체(51) 등과 열교환하며 익체(51) 등을 냉각한다.

날개 공기 통로(71) 중 최상류측인 제 1 날개 공기 통로(71a)에 유입된 냉각 공기의 일부는 익체(51)의 복수의 익전단 통로(56)로부터 연소 가스 유로에 유출된다. 따라서, 날개 공기 통로(71) 중 최하류측인 제 7 날개 공기 통로(71b)로부터 연소 가스 유로로 누출된다. 따라서, 익체(51)의 전연부(52) 및 후연부(53)는, 이들 냉각 공기에 의해 냉각된다.

제 1 날개 공기 통로(71a)에 유입된 냉각 공기의 일부는, 이 제 1 날개 공기 통로(71a)에 연통하고 있는 플랫폼(61)의 전방측 통로(79)를 통과하며, 플랫폼(61)의 전단면(62)에 형성되어 있는 전방측 통로(79)의 개구로부터 플랫폼(61) 외부로 유출된다. 따라서, 플랫폼(61)의 가스 패스면(66) 중에서 전방측 통로(79)의 직경 방향 외측에 위치하는 부분은, 이 전방측 통로(79)를 통과하는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 또한, 플랫폼(61)의 전단면(62) 중에서, 전방측 통로(79)의 개구 주위의 부분은, 이 개구로부터 유출되는 냉각 공기에 의해 냉각된다.

제 1 날개 공기 통로(71a)에 유입된 냉각 공기의 다른 일부는, 플랫폼(61)의 복측 통로(72)를 통과하며, 플랫폼(61)의 복측 단면(64)에 형성되어 있는 복측 통로(72)의 개구로부터 플랫폼(61) 외부로 유출된다. 마찬가지로, 다른 날개 공기 통로(71)에 유입된 냉각 공기의 일부도, 이 날개 공기 통로(71)에 연통하고 있는 플랫폼(61)의 복측 통로(72)를 통과하고, 플랫폼(61)의 복측 단면(64)에 형성되어 있는 복측 통로(72)의 개구로부터 플랫폼(61) 외부로 유출된다. 따라서, 플랫폼(61)의 가스 패스면(66) 중에서 복측 통로(72)의 직경 방향 외측에 위치하는 부분은, 이 복측 통로(72)를 통과하는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 또한, 플랫폼(61)의 복측 단면(64) 중에서, 복측 통로(72)의 개구 주위의 부분은, 이 개구로부터 유출되는 냉각 공기에 의해 냉각된다.

제 1 날개 공기 통로(71a)에 유입된 냉각 공기의 또 다른 일부는, 플랫폼(61)의 배측 모 통로(73), 및 배측 통로(74)를 통과하며, 플랫폼(61)의 후단면(63)에 형성되어 있는 배측 통로(74)의 개구로부터 플랫폼(61) 외부로 유출된다. 따라서, 플랫폼(61)의 가스 패스면(66) 중에서 배측 모 통로(73)의 직경 방향 외측에 위치하는 부분 및 배측 통로(74)의 직경 방향 외측에 위치하는 부분은, 이들 배측 모 통로(73) 및 배측 통로(74)를 통과하는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 또한, 플랫폼(61)의 후단면(63) 중에서, 배측 통로(74)의 개구 주위의 부분은, 이 개구로부터 유출되는 냉각 공기에 의해 냉각된다.

그런데, 플랫폼(61)은 연소 가스에 의해 가열되면 각종 방향으로 열팽창하려고 한다. 플랫폼(61) 중에서 익체(51)를 기준으로 하여, 둘레 방향 복측의 부분은 둘레 방향 배측을 향하여 오목해져 있는 익체(51)의 배측면(54)에 둘러싸여 있기 때문에, 이 둘레 방향 복측의 부분의 열팽창은 익체(51)에 의해 어느 정도 구속된다. 한편, 플랫폼(61) 중에서 익체(51)를 기준으로 하여, 둘레 방향 배측의 부분은 익체(51)로 둘러싸여 있지 않기 때문에, 이 둘레 방향 배측의 부분의 열팽창은 익체(51)에 의해 그다지 구속되지 않는다.

이 때문에, 플랫폼(61) 중에서 익체(51)를 기준으로 하여, 둘레 방향 복측의 부분에 발생하는 열 응력은 둘레 방향 배측의 부분에 발생하는 열 응력보다 높아진다.

그래서, 본 실시형태에서는, 플랫폼(61) 중에서 둘레 방향 복측의 부분에는, 복수의 복측 통로(72)를 형성하고, 이 부분을 냉각하는 냉각 공기의 유량을 많게 하여, 이 부분의 열 응력을 억제하고 있다. 한편, 플랫폼(61) 중에서 둘레 방향 배측의 부분에는, 하나의 배측 모 통로(73)와, 이것에 연통하는 하나의 배측 통로(74)를 형성하고, 온도가 상승하기 쉬운 플랫폼(61)의 배측 단면(65)의 근방만을 냉각함으로써, 냉각 공기의 유량을 작게 하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 이상과 같이, 플랫폼(61) 중에서 둘레 방향 복측의 부분을 냉각하는 냉각 공기의 유량을 많게 하면서도, 복수의 복측 통로(72)의 각 단면적(a1)을 배측 모 통로(73)의 단면적(a2) 및 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 작게 함으로써, 복수의 복측 통로(72)를 흐르는 공기의 유속을 높여, 둘레 방향 복측의 부분의 냉각 효율을 향상시키고 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 동익(50)의 내구성의 향상을 도모하면서, 냉각용의 공기의 사용량을 억제할 수 있다.

"동익의 제 1 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 1 변형예에 대해서, 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50a)은 상기 실시형태의 동익(50)의 제 1 날개 공기 통로(71a)에 연통하고 있는 복측 통로(72) 및 전방측 통로(79)의 수를 많게 한 것이며, 그 이외의 구성은 상기 실시형태의 동익(50)과 동일하다.

본 변형예의 플랫폼(61a)에도, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64)에서 개구되어 있는 복수의 복측 통로(72)가 형성되어 있다. 복수의 복측 통로(72)는 축방향(Da)으로 늘어서 있다. 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되는 복측 통로(72)의 수는, 전술한 바와 같이, 상기 실시형태에 있어서, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되는 복측 통로(72)의 수보다 많다.

또한, 본 변형예의 플랫폼(61a)에도, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 전방측으로 연장되며, 플랫폼(61a)의 전단면(62)에서 개구되어 있는 복수의 전방측 통로(79)가 형성되어 있다. 복수의 전방측 통로(79)는 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있다. 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 전방측으로 연장되는 전방측 통로(79)의 수는, 전술한 바와 같이, 상기 실시형태에 있어서, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 전방측을 향하여 연장되는 전방측 통로(79)의 수보다 많다.

이 때문에, 본 변형예에서는, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64) 중의 전방측 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다. 또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61a)의 전단면(62)에서 인접하는 전방측 통로(79)의 개구의 상호 간격이, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다.

익체(51)의 전연부(52)와 플랫폼(61a)의 복측 단면(64)과의 사이에 있어서의 최단 거리(L1)가, 익체(51)의 배측면(55)과 플랫폼(61a)의 배측 단면(65)과의 사이에 있어서의 최단 거리(L3)보다 짧은 경우에 대해 고찰한다.

플랫폼(61a) 중 익체(51)의 전연부(52)에 근접한 영역에서는, 경계층이 얇기 때문에 열 전달율이 높다. 그 때문에, 플랫폼(61a) 중에서 익체(51)를 기준으로 하여, 둘레 방향 복측에 있어서 전방측의 부분은 높은 열 전달율에 의해서 고온이 되고, 크게 열팽창하려고 한다. 한편, 익체(51)의 전연부(52)와 플랫폼(61a)의 복측 단면(64)과의 간격이 익체(51)의 중간부와 플랫폼(61a)의 복측 단면(64)과의 간격보다 좁기 때문에, 플랫폼(61a)에 있어서의 둘레 방향 복측에 있어서 전방측의 부분의 열팽창은 익체(51)에 의해 강하게 구속된다. 그 때문에, 둘레 방향 복측에 있어서 전방측의 부분은, 가스 터빈의 기동·정지에 따른 열 응력이 높아지고, 저사이클 피로에 의해 수명이 짧아진다.

그래서, 본 변형예에서는, 이러한 경우에 대응하기 위해, 전방측의 복측 통로(72)의 수를 상기 실시형태의 전방측의 복측 통로(72)의 수보다 많게 하고, 이 부분을 상기 실시형태보다 냉각하여, 이 부분의 열 응력을 억제하고 있다.

이어서, 익체(51)의 전연부(52)와 플랫폼(61a)의 전단면(62)과의 사이에 있어서의 최단 거리(L2)가, 익체(51)의 배측면(55)과 플랫폼(61a)의 배측 단면(65)과의 사이에 있어서의 최단 거리(L3)보다 짧은 경우에 대해서도 고찰한다.

이 경우도, 플랫폼(61a) 중에서 익체(51)를 기준으로 하여, 전방측에 있어서 둘레 방향 복측의 부분은 익체(51) 중에서 고온이 되는 전연부(52)에 근접하기 때문에, 온도가 높아지기 쉬우며, 이것에 의한 고온 산화 감육(wall-thining)에 의해 수명이 짧아진다.

그래서, 본 변형예에서는, 이러한 경우에도 대응하기 위해, 복측의 전방측 통로(79)의 수를 상기 실시형태의 복측의 전방측 통로(79)의 수보다 많게 하고, 이 부분을 상기 실시형태보다 냉각하여, 이 부분의 고온 산화 감육을 억제하고 있다.

이상과 같이, 전방측의 복측 통로(72)의 수를 많게 하는 경우, 축방향(Da)에서 인접하는 복측 통로(72)에 있어서의 축방향(Da)의 간격이 좁아진다. 인접하는 복측 통로(72)의 상호 간격이 좁아지면, 복수의 복측 통로(72) 주위의 강도가 목적의 강도보다 낮아질 가능성이 있다.

그래서, 이러한 경우에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 복수의 전방측의 복측 통로(72) 중에서, 축방향(Da)에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 위치를 직경 방향(Dr)에서 서로 상이하게 하면 좋다. 이와 같이, 축방향(Da)에서 인접하는 2개의 복측 통로(72)의 개구의 위치를 직경 방향(Dr)에서 서로 상이하게 하면, 2개의 복측 통로(72)의 실제의 상호 간격은 축방향(Da)에서의 상호 간격보다 넓게 할 수 있다. 따라서, 전방측의 복측 통로(72)의 수를 많게 하는 경우에, 축방향(Da)에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 위치를 직경 방향(Dr)에서 서로 상이하게 하는 것에 의해, 복수의 복측 통로(72) 주위의 강도 저하를 억제할 수 있다.

또한, 여기에서는, 복측 통로(72)의 수를 많게 하는 경우, 복수의 전방측 통로(79) 주위의 강도 저하를 방지하는 방법에 대해 설명했지만, 전방측 통로(79)의 수를 많게 하는 경우도, 마찬가지로, 복수의 전방측 통로(79) 중에서, 둘레 방향(Dc)에서 인접하는 전방측 통로(79)의 개구의 위치를 직경 방향(Dr)에서 서로 상이하게 하여도 좋다.

"동익의 제 2 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 2 변형예에 대해서, 도 11을 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50b)은 상기 실시형태의 동익(50)의 제 7 날개 공기 통로(71b)에 연통하고 있는 복측 통로(72)의 수를 많게 한 것이며, 그 이외의 구성은 상기 실시형태의 동익(50)과 동일하다.

본 변형예의 플랫폼(61b)에도, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제 7 날개 공기 통로(71b)로부터 둘레 방향(Dc) 복측을 향하여 연장되며, 플랫폼(61b)의 복측 단면(64)에서 개구되어 있는 복수의 복측 통로(72)가 형성되어 있다. 복수의 복측 통로(72)는 축방향(Da)으로 늘어서 있다.

이 때문에, 본 변형예에서는, 플랫폼(61b)의 복측 단면(64) 중의 축방향 하류측 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다.

플랫폼(61b) 중에서 익체(51)의 후연부(53) 부근에서는, 연소 가스의 흐름이 익체(51)에 의해 가속된다. 이 때문에, 플랫폼(61b) 중에서 익체(51)의 후연부(53) 부근은, 플랫폼(61b) 중에서 익체(51)의 중간부 부근에 비해, 열전달율이 높다. 또한, 익체(51)의 후연부(53)와 플랫폼(61b)의 복측 단면(64)과의 간격이, 익체(51)의 중간부와 플랫폼(61b)의 복측 단면(64)과의 간격보다 좁다. 이 때문에, 플랫폼(61b) 중의 둘레 방향 복측에 있어서 후방측의 부분은, 이 부분의 열팽창이 익체(51)의 후연부(53)에서, 강하게 구속된다. 따라서, 플랫폼(61b) 중의 둘레 방향 복측에 있어서 후방측의 부분은, 가스 터빈의 기동 및 정지에 따라서 발생하는 열 응력이 높아져, 저사이클 피로에 의해 수명이 짧아진다.

그래서, 본 변형예에서는, 이러한 경우에 대응하기 위해, 후방측의 복측 통로(72)의 수를 상기 실시형태의 후방측의 복측 통로(72)의 수보다 많게 하고, 이 부분을 상기 실시형태보다 냉각하여, 이 부분의 열 응력을 억제하고 있다.

또한, 이상과 같이, 후방측의 복측 통로(72)의 수를 많게 하는 경우도, 도 10을 이용하여 전술한 경우와 마찬가지로, 복수의 복측 통로(72) 중에서, 축방향(Da)에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 위치를 직경 방향(Dr)에서 서로 상이하게 하여도 좋다.

"동익의 제 3 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 3 변형예에 대해서, 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50c)은 제 1 변형예의 동익(50a)의 변형예이다. 제 1 변형예의 동익(50a)에서, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64)의 전방측 부분에서 개구되는 전체의 통로는, 모두, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 직경 방향 복측으로 연장되는 복측 통로(72)이다. 또한, 제 1 변형예의 동익(50a)에서, 플랫폼(61a)의 전단면(62)에서 개구되는 전체 통로는, 모두, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 직경 방향(Dr) 상류측으로 연장되는 전방측 통로(79)이다.

본 변형예의 플랫폼(61c)에는, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 복측을 향하면서 전방측을 향하여 연장되는 전방측 모 통로(75)와, 전방측 모 통로(75)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 복측 단면(64)에서 개구되는 복수의 복전방측 통로(76)와, 전방측 모 통로(75)로부터 전방측을 향하여 연장되며 전단면(62)에서 개구되는 복수의 전방 복측 통로(77)가 형성되어 있다. 또한, 본 변형예의 플랫폼(61c)에는, 상기 실시형태, 제 1 및 제 2 변형예와 마찬가지로, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 복측을 향하여 연장되는 복수의 복측 통로(72)와, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 축방향(Da) 상류측으로 연장되는 복수의 전방측 통로(79)가 형성되어 있다. 즉, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)에서 개구되는 통로로서, 복수의 복측 통로(72)와 복수의 복전방측 통로(76)가 있다. 또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 전단면(62)에서 개구되는 통로로서, 복수의 전방측 통로(79)와 복수의 전방 복측 통로(77)가 있다.

본 변형예에서도, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64) 중의 전방측 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다. 또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 전단면(62)에서 인접하는 전방측 통로(79)의 개구의 상호 간격이, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다. 또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64) 중의 전방측 부분에서 인접하는 복전방측 통로(76)의 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다. 또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 전단면(62)에서 인접하는 전방 복측 통로(77)의 개구의 상호 간격이, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 복측 통로(72)의 개구의 상호 간격보다 좁다. 또한, 본 변형예에서는, 전방측 모 통로(75)의 단면적이 복수의 복전방측 통로(76)와 전방 복측 통로(77)의 각 단면적의 합계 면적보다 크다.

제 1 변형예의 동익(50a)과 같이, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 연장되는 복측 통로(72)의 수 및 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 연장되는 전방측 통로(79)의 수를 많게 하면, 이들 통로에 있어서의 제 1 날개 공기 통로(71a)와의 접속 위치의 상호 간격이 좁아진다. 특히, 제 1 날개 공기 통로(71a)의 외주면에서 곡률 반경이 작아지는 부분, 구체적으로는, 제 1 날개 공기 통로(71a)의 외주면에서 전방측의 부분에서는, 여기에 접속되는 복수의 통로에 있어서의 제 1 날개 공기 통로(71a)와의 접속 위치의 상호 간격이 보다 좁아진다. 이 경우, 이들 통로의 가공 정밀도 등에 따라서는, 이들 통로에 있어서의 제 1 날개 공기 통로(71a)와의 접속 위치가 서로 중복되는 경우도 고려된다.

이들 통로에 있어서의 제 1 날개 공기 통로(71a)와의 접속 위치의 상호 간격이 좁아지면, 이들 통로의 제 1 날개 공기 통로(71a)측의 부분 주위의 강도가 목적의 강도보다 낮아질 가능성이 있다. 또한, 전방측 통로(79)의 각각에 필요한 유량의 냉각 공기가 흐르지 않게 될 가능성이 있다.

그래서, 본 변형예에서는, 이들 통로가 접속 가능한 영역의 면적을 넓혀서, 이들 통로에 있어서의 제 1 날개 공기 통로(71a)의 냉각 공기 공급측의 상호 간격이 넓어지도록, 제 1 날개 공기 통로(71a)에 연통하는 전방측 모 통로(75)를 마련하고, 이 전방측 모 통로(75)에 복수의 복전방측 통로(76) 및 복수의 전방 복측 통로(77)를 마련하고 있다.

이상, 본 변형예에서는, 제 1 변형예와 마찬가지로, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)의 전방측에서 개구되는 통로의 수, 및 플랫폼(61c)의 전단면(62)의 복측에서 개구되는 통로의 수를, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)의 축방향(Da) 중간 부분에서 개구되는 통로의 수보다 많게 하고 있다. 또한, 전방측 모 통로(75)의 단면적이 복수의 복전방측 통로(76)와 전방 복측 통로(77)의 각 단면적의 합계 면적보다 큰 것에 의해, 적은 압력 손실로 냉각 공기를 복전방측 통로(76)와 전방 복측 통로(77)로 인도할 수 있다. 또한, 이것에 의해서 복전방측 통로(76)와 전방 복측 통로(77)에 있어서의 냉각 공기의 유속을 높여, 냉각 효율을 높일 수 있다. 따라서, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 전방측에서 또한 복측의 부분의 열 응력을 억제할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)에서 개구되는 복전방측 통로(76) 및 플랫폼(61c)의 전단면(62)에서 개구되는 전방 복측 통로(77)를, 전방측 모 통로(75)를 거쳐서, 제 1 날개 공기 통로(71a)에 연통시키고 있다. 따라서, 본 변형예에서는, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64) 및 전단면(62)에서 개구되는 통로에 있어서의 냉각 공기 공급측의 상호 간격이 넓어져, 이 통로에 있어서의 냉각 공기 공급측의 부분의 강도 저하를 억제할 수 있다.

제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향(Dc) 복측을 향하면서 축방향(Da) 상류측을 향하여 연장되는 전방측 모 통로(75)는, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)에서 개구되어 있다. 이 개구는, 덮개(86)로 막히며, 덮개(86)와 개구의 가장자리가 납땜 등으로 접합되어 있다. 이 덮개(86)에는, 예를 들면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 전방측 모 통로(75) 내부로부터 플랫폼(61c) 외부로 관통하는 관통 구멍(86a)을 형성하여도 좋다. 이와 같이, 덮개(86)에 관통 구멍(86a)을 형성하면, 플랫폼(61c)의 복측 단면(64)의 전방측 부분이 보다 냉각되어, 플랫폼(61c)의 복측에서 또한 전방측의 부분의 열 응력을 억제할 수 있다. 또한, 전방측 모 통로(75)의 개구의 가장자리와 덮개(86)와의 납땜 등의 접합 부분이 냉각되어, 이 부분의 접합 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 여기에서는, 전방측 모 통로(75)의 개구를 막는 덮개(86)에 관통 구멍을 형성하는 예이지만, 상기 실시형태 및 이상의 각 변형예에 있어서의 모 통로의 개구를 막는 덮개에도 마찬가지로 관통 구멍을 형성하여도 좋다.

"동익의 제 4 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 4 변형예에 대해서, 도 14를 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50d)은, 상기 실시형태의 동익(50)에 있어서의 배측 모 통로(73)의 단면적(a2)을 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 크게 한 것이며, 그 이외의 구성은 상기 실시형태의 동익(50)과 동일하다.

본 변형예의 배측 통로(74)의 단면적(a3)은, 상기 실시형태 및 이상의 각 변형예와 마찬가지로, 복측 통로(72)의 단면적(a1)보다 크다. 또한, 본 변형예의 배측 모 통로(73)의 단면적(a2)은 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 크다. 또한, 복수의 복측 통로(72)의 각 단면적의 합계 면적은 배측 통로(74)의 단면적보다 크다.

이상, 본 변형예는, 배측 모 통로(73)의 단면적(a2)을 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 크게 했으므로, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 배측 모 통로(73)를 거쳐서 배측 통로(74)에 유입하는 냉각 공기의 압력 손실을 경감할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 배측 통로(74)를 통과하는 냉각 공기의 유속이 높아지므로, 이 배측 통로(74)에 있어서의 열 전달율을 높일 수 있다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 플랫폼(61d)의 배측 부분을 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 본 변형예는, 상기 실시형태의 변형예이지만, 배측 모 통로(73)와 배측 통로(74)가 형성되어 있는 것이면, 어떤 것에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

"동익의 제 5 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 5 변형예에 대해서, 도 15를 이용하여 설명한다.

상기 실시형태의 배측 통로(74)는 플랫폼(61)의 후단면(63)에서 개구되어 있다. 본 변형예의 동익(50e)은 이 배측 통로(74)의 개구를 덮개(87)로 막는 한편, 이 배측 통로(74)로부터 배측 단면(65)을 향하여 연장되며, 플랫폼(61e)의 배측 단면(65)에서 개구되는 복수의 배측 분기 통로(78)를 형성한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 실시형태의 동익(50)과 동일하다.

복수의 배측 분기 통로(78)의 각 단면적은 모두 배측 통로(74)의 단면적보다 작고, 복수의 배측 분기 통로(78)의 각 단면적의 합계 면적은 배측 통로(74)의 단면적 이상이다.

이상, 본 변형예에서는, 배측 단면(65)에서 개구되는 복수의 배측 분기 통로(78)를 마련했으므로, 배측 단면(65)을 냉각할 수 있는 동시에, 둘레 방향(Dc)에서 인접하는 다른 플랫폼(61e)의 복측 단면(64)도 냉각할 수 있다.

또한, 본 변형예에 있어서, 배측 모 통로(73)의 개구를 막고 있는 덮개(85), 및 배측 분기 통로(78)의 모 통로를 형성하는 배측 통로(74)의 개구를 막고 있는 덮개(85)에, 도 13을 이용하여 설명한 바와 같이 관통 구멍을 형성하여도 좋다.

"동익의 제 6 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 6 변형예에 대해서, 도 16 및 도 17을 이용하여 설명한다.

상기 실시형태의 동익(50)에서는, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 냉각 공기를 배측 모 통로(73)가 받아들이지만, 본 변형예의 동익(50f)에서는, 다른 개소로부터의 냉각 공기를 배측 모 통로(73b)가 받아들이는 구성이며, 그 이외의 구성은 상기 실시형태의 동익(50)과 동일하다.

본 변형예의 플랫폼(61f)에는, 전방측에 있어서 익체(51)보다 배측의 위치에, 플랫폼(61f)의 내측면(67)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 오목하며 냉각 공기가 유입되는 오목부(69)가 형성되어 있다. 본 변형예의 배측 모 통로(73b)는 이 오목부(69)와 연통하며, 이 오목부(69)로부터의 냉각 공기를 받아들인다. 배측 모 통로(73b)는 플랫폼(61f)의 배측 단면(65)에서 개구되어 있다. 이 개구는 덮개(88)로 막히며, 덮개(88)와 개구의 가장자리가 납땜 등으로 접합되어 있다.

본 변형예는, 전술한 바와 같이, 상기 실시형태에 대하여, 배측 모 통로(73b)에 있어서의 냉각 공기의 받아들이는 곳을 변경한 것이며, 그 이외의 구성은 동일하기 때문에, 상기 실시형태와 마찬가지로, 동익(50f)의 내구성의 향상을 도모하면서, 냉각용의 공기의 사용량을 억제할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 배측 모 통로(73b)가 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 냉각 공기를 받아들이지 않으므로, 제 1 날개 공기 통로(71a)를 흐르는 냉각 공기를 다른 용도로 이용할 수 있다.

또한, 본 변형예는, 오목부(69)와 배측 모 통로(73b)를 연통시켰지만, 복수의 날개 공기 통로(71) 중에서 축방향 상류측으로부터 2번째의 제 2 날개 공기 통로(71c)와 배측 모 통로(73b)를 연통시켜도 좋다.

"동익의 제 7 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 7 변형예에 대해서, 도 18을 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50g)은 제 6 변형예의 동익(50f)의 변형예이다.

본 변형예의 동익(50g)은, 제 6 변형예의 동익(50f)에, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 배측을 향하여 연장되는 모 통로(81)와, 모 통로(81)로부터 배측 단면(65)을 향하여 연장되며 배측 단면(65)에서 개구되는 복수의 통로(82)를 추가한 것이며, 그 이외의 구성은 제 6 변형예와 기본적으로 동일하다.

그래서, 오목부(69)로부터 둘레 방향(Dc) 배측을 향하여 연장되는 배측 모 통로(73c)를 제 1 배측 모 통로(73c)로 하고, 이 제 1 배측 모 통로(73c)로부터 후방측을 향하여 연장되는 배측 통로(74)를 제 1 배측 통로(74)로 한다. 또한, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터 둘레 방향 배측을 향하여 연장되는 모 통로(81)를 제 2 배측 모 통로(81)로 하고, 이 제 2 배측 모 통로(81)로부터 배측 단면(65)을 향하여 연장되는 복수의 통로(82)를 제 2 배측 통로(82)로 한다.

제 2 배측 모 통로(81)는 플랫폼(61g)의 배측 단면(65)에서 개구되어 있다. 이 개구는 덮개(89)로 막히며, 덮개(89)와 개구의 가장자리가 납땜 등으로 접합되어 있다. 이 덮개(89)에도, 도 13을 이용하여 전술한 바와 같이, 제 2 배측 모 통로(81) 내부로부터 플랫폼(61g) 외부로 관통하는 관통 구멍(89a)을 형성하여도 좋다.

제 1 배측 통로(74)의 단면적(a3)은, 상기 실시형태 및 이상의 각 변형예와 마찬가지로, 복측 통로(72)의 단면적(a1)보다 크다. 또한, 제 1 배측 모 통로(73c)의 단면적(a2)은, 제 4 변형예와 마찬가지로, 제 1 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 크게 하여도 좋다. 제 2 배측 모 통로(81)의 단면적(d4)은 복측 통로(72)의 단면적(a1)보다 크고, 제 1 배측 통로(74)의 단면적(a3)과 거의 동일하다.

본 변형예에서는, 제 1 날개 공기 통로(71a)로부터의 냉각 공기가 제 2 배측 모 통로(81) 및 복수의 제 2 배측 통로(82)로부터 플랫폼(61g)의 배측 단면(65)으로부터 유출된다. 따라서, 본 변형예에서는, 제 6 변형예보다 플랫폼(61g)의 배측 단면(65)의 전방측을 냉각할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 제 2 배측 모 통로(81)로부터 배측 단면(65)을 향하여 연장되는 통로를 형성했지만, 이 통로와 함께, 또는 이 통로를 형성하지 않고, 제 2 배측 모 통로(81)로부터 전단면(62)을 향하여 연장되며 전단면(62)에서 개구되는 통로를 형성하여도 좋다.

또한, 여기에서는, 제 1 배측 모 통로(73c)를 오목부(69)에 연통시켰지만, 앞에서 설명한 바와 같이, 제 1 배측 모 통로(73c)를 제 2 날개 공기 통로(71c)에 연통시켜도 좋다.

"동익의 제 8 변형예"

본 발명에 관한 동익의 제 8 변형예에 대해서, 도 19 및 도 20을 이용하여 설명한다.

본 변형예의 동익(50h)은, 상기 실시형태의 동익(50)에 있어서의 복수의 복측 통로(72)의 일부를, 플랫폼(61h)의 가스 패스면(66)에서 개구되는 제 2 복측 통로(83)로 변경한 것이며, 그 이외의 구성은 상기 실시형태와 동일하다. 또한, 이하에서는, 상기 실시형태와 같이, 플랫폼(61h)의 복측 단면(64)에서 개구되는 복측 통로(72)를 제 1 복측 통로(72)라 한다.

제 2 복측 통로(83)는 날개 공기 통로(71)에 연통하고 있다. 이 제 2 복측 통로(83)는, 배측을 향함에 따라서 점차 가스 패스면(66)에 근접하는 방향으로, 가스 패스면(66)에 대해 경사져 있다. 날개 공기 통로(71)로부터 제 2 복측 통로(83)를 지나, 플랫폼(61h) 외부로 유출되는 냉각 공기는 가스 패스면(66)을 따라서 흐른다. 이 때문에, 본 변형예에서는, 이 제 2 복측 통로(83)로부터 유출되는 냉각 공기에 의해, 가스 패스면(66)이 필름 냉각된다.

"변형예의 조합예"

제 1 변형예는, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64) 중의 전방측 부분에서 인접하는 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 개구의 상호 간격보다 좁은 구성(이하, 특징 구성 1a라 함)을 채용하는 것이다. 또한, 제 1 변형예는, 플랫폼(61a)의 전단면(62)에서 인접하는 개구의 상호 간격이, 플랫폼(61a)의 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 개구의 상호 간격보다 좁은 구성(이하, 특징 구성 1b라 함)을 채용하는 것이다. 제 2 변형예 이후의 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 상기 특징 구성 1a와 상기 특징 구성 1b 중 적어도 하나의 구성을 채용하여도 좋다.

제 2 변형예는, 플랫폼(61b)의 복측 단면(64) 중의 후방측 부분에서 인접하는 개구의 상호 간격이, 이 복측 단면(64) 중의 축방향(Da)의 중간 부분에서 인접하는 개구의 상호 간격보다 좁은 구성(이하, 특징 구성 2라 함)을 채용하는 것이다. 이 제 2 변형예를 제외한 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 2를 채용하여도 좋다.

제 3 변형예는, 제 1 날개 공기 통로(71a)에 연통하는 전방측 모 통로(75)와, 이 전방측 모 통로(75)에 연통하는 복수의 복전방측 통로(76)와, 전방측 모 통로(75)에 연통하는 복수의 전방 복측 통로(77)를 마련하는 구성(이하, 특징 구성 3이라 함)을 채용하는 것이다. 이 제 3 변형예를 제외한 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 3을 채용하여도 좋다.

또한, 이상의 변형예, 및 이들을 조합한 것이며, 어느 통로로부터 복수의 다른 통로를 분기시켜, 모 통로로서의 어느 통로의 개구를 덮개로 막는 경우에는, 도 13을 이용하여 설명한 바와 같이, 통로의 개구를 막는 덮개에 관통 구멍을 형성하는 구성(이하, 특징 구성 3a라 함)을 채용하여도 좋다.

제 4 변형예는, 배측 모 통로(73)의 단면적(a2)이 배측 통로(74)의 단면적(a3)보다 큰 구성(이하, 특징 구성 4라 함)을 채용하는 것이다. 이 제 4 변형예 및 제 7 변형예를 제외한 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 4를 채용하여도 좋다.

제 5 변형예는, 배측 통로(74)로부터 복수의 배측 분기 통로(78)를 분기시킨 구성(이하, 특징 구성 5라 함)을 채용하는 것이다. 이 제 5 변형예를 제외한 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 5를 채용하여도 좋다.

제 6 변형예는, 플랫폼(61f)의 오목부(69)와 배측 모 통로(73b)를 연통시킨 구성(이하, 특징 구성 6이라 함)을 채용한 것이다. 이 제 6 변형예 및 제 7 변형예를 제외하는 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 6을 채용하여도 좋다.

제 7 변형예는, 상기 특징 구성 6을 갖는 변형예에, 제 2 배측 모 통로(81) 및 제 2 배측 통로(82)를 마련한 구성(특징 구성 7)을 채용하는 것이다. 따라서, 제 7 변형예를 제외한 복수의 변형예의 특징 구성을 조합한 것에 의해, 특징 구성 6을 갖게 된 변형예에는, 이 특징 구성 7을 채용하여도 좋다.

제 8 변형예는, 제 2 복측 통로(83)를 마련한 구성(이하, 특징 구성 8이라 함)을 채용하는 것이다. 이 제 8 변형예를 제외한 변형예, 및 이들을 조합한 것에 대해서도, 이 특징 구성 8을 채용하여도 좋다.

이상과 같이, 복수의 변형예의 특징 구성은 적절히 조합하여도 좋다. 예를 들면, 도 21에 도시하는 제 9 변형예와 같이, 상기 실시형태에, 제 2 변형예의 특징 구성 2, 제 3 변형예의 특징 구성 3 및 특징 구성 3a를 채용하여도 좋다. 이 경우, 특징 구성 2나 특징 구성 3a를 채용하지 않아도 좋다. 또한, 특징 구성 3 대신, 특징 구성 1을 채용하여도 좋다. 또한, 이 경우, 제 4 변형예의 특징 구성 4, 제 5 변형예의 특징 구성 5, 제 6 변형예의 특징 구성 6, 제 7 변형예의 특징 구성 7, 제 8 변형예의 특징 구성 8 등을 추가로 채용하여도 좋다.

또한, 예를 들면, 도 22에 도시하는 제 10 변형예와 마찬가지로, 상기 실시형태에, 제 1 변형예의 특징 구성 1, 제 2 변형예의 특징 구성 2, 제 6 변형예의 특징 구성 6, 제 7 변형예의 특징 구성 7, 제 8 변형예의 특징 구성 8을 채용하여도 좋다. 이 경우, 특징 구성 2, 특징 구성 7, 특징 구성 8을 채용하지 않아도 좋다. 또한, 특징 구성 1 대신에 특징 구성 3을 채용하여도 좋다. 또한, 이 경우, 제 5 변형예의 특징 구성 5 등을 적절히 채용하여도 좋다. 또한, 도 22에 도시하는 제 10 변형예에서는, 특징 구성 6으로서, 제 2 날개 공기 통로(71c)와 제 1 배측 모 통로(73d)를 연통시키는 구성을 채용하고 있다. 또한, 이 제 10 변형예에서는, 제 1 배측 모 통로(73d)의 단면적과 제 1 배측 통로(74)의 단면적을 동일하게 하고 있지만, 제 4 변형예의 특징 구성 4와 같이, 제 1 배측 모 통로(73d)의 단면적을 제 1 배측 통로(74)의 단면적보다 크게 하여도 좋다.

본 발명의 일 태양에서는, 동익의 내구성의 향상을 도모하면서, 냉각용의 공기의 사용량을 억제할 수 있다.

10 : 가스 터빈
11 : 가스 터빈 로터
15 : 가스 터빈 차실
20 : 압축기
21 : 압축기 로터
25 : 압축기 차실
30 : 연소기
40 : 터빈
41 : 터빈 로터
42 : 로터 축
42p : 냉각 공기 통로
43 : 동익단
45 : 터빈 차실
46 : 정익단
46a : 정익
50, 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h : 동익
51 : 익체
52 : 전연부
53 : 후연부
54 : 복측면
55 : 배측면
58 : 섕크
59 : 익근
61, 61a, 61b, 61c, 61d, 61e, 61f, 61g, 61h : 플랫폼
62 : 전단부
63 : 후단면
64 :복측 단면
65 : 배측 단면
66 : 가스 패스면
67 : 내측면
71 : 날개 공기 통로
71a : 제 1 날개 공기 통로
71b : 제 7 날개 공기 통로
71c : 제 2 날개 공기 통로
72 : 복측 통로(제 1 복측 통로)
73, 73a, 73b, 73c, 73d : 배측 모 통로(제 1 배측 모 통로)
74 : 배측 통로(제 1 배측 통로)
75 : 전방측 모 통로
76 : 복전방측 통로
77 : 전방 복측 통로
78 : 배측 분기 통로
79 : 전방측 통로
81 : 제 2 배측 모 통로
82 : 제 2 배측 통로
83 : 제 2 복측 통로
85, 86, 87, 88, 89 : 덮개
86a, 89a : 관통 구멍

Claims (19)

1. 로터 축의 외주측에 장착되는 동익에 있어서,
   상기 로터 축에 대한 직경 방향으로 연장되는 익체와,
   상기 익체의 직경 방향 내측에 형성되며, 연소 가스가 흘러가는 연소 가스 유로의 직경 방향 내측을 구획형성하는 플랫폼을 구비하고,
   상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되며, 상기 익체 중 및 상기 플랫폼 중을 연결하며, 냉각 공기가 흐르는 날개 공기 통로가 형성되며,
   상기 플랫폼에는,
   상기 로터 축이 연장되는 축방향에 있어서 상기 연소 가스가 흘러가는 축방향 하류측의 단면인 후단면과, 상기 축방향 하류측과는 반대측의 축방향 상류측의 단면인 전단면과, 상기 로터 축에 대한 둘레 방향에 있어서 상기 익체의 복측(腹側)인 둘레 방향 복측의 단면인 복측 단면과, 상기 둘레 방향 복측과는 반대측인 둘레 방향 배측(背側)의 단면인 배측 단면이 형성되어 있는 동시에,
   상기 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 복측 단면에서 개구되며, 상기 축방향으로 늘어선 복수의 복측 통로와, 냉각 공기가 유입되며, 단부가 상기 익체보다 상기 둘레 방향 배측에 위치하는 모 통로인 배측 모 통로와, 상기 배측 모 통로와 연통하며, 상기 배측 모 통로로부터 상기 배측 단면을 따라서 상기 축방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 배측 통로가 형성되어 있는
   동익.
2. 제 1 항에 있어서,
   복수의 상기 복측 통로의 각 단면적은 모두 상기 배측 통로의 단면적보다 작고, 복수의 상기 복측 통로의 각 단면적의 합계 면적은 상기 배측 통로의 단면적보다 큰
   동익.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측으로부터 상기 축방향 하류측에 걸쳐서, 복수의 상기 복측 통로의 개구가 간격을 두고 형성되며,
   상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁은
   동익.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측의 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구는 상기 직경 방향의 위치가 서로 상이한
   동익.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복측 단면의 상기 축방향 상류측으로부터 상기 축방향 하류측에 걸쳐서, 복수의 상기 복측 통로의 개구가 간격을 두고 형성되며,
   상기 복측 단면의 상기 축방향 하류측 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁은
   동익.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가, 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며,
   상기 플랫폼에는, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하면서 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되는 모(母) 통로인 전방측 모 통로와, 상기 전방측 모 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 복측 단면에서 개구되는 하나 이상의 복전방측 통로와, 상기 전방측 모 통로로부터 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되며 상기 전단면에서 개구되는 하나 이상의 전방 복측 통로가 형성되어 있는
   동익.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 플랫폼에는, 상기 축방향으로 늘어선 복수의 상기 복전방측 통로가 형성되며,
   상기 복측 단면에서 인접하는 상기 복전방측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁은
   동익.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 플랫폼에는, 상기 둘레 방향으로 늘어선 복수의 상기 전방 복측 통로가 형성되며,
   상기 전단면에서 인접하는 상기 전방 복측 통로의 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁은
   동익.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 플랫폼에는, 상기 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 축방향 상류측을 향하여 연장되며 상기 전단면에서 개구되는 복수의 전방측 통로가 형성되며,
   상기 전단면에서 인접하는 상기 전방측 통로의 상기 개구의 상호 간격은 상기 복측 단면의 상기 축방향의 중간 부분에서 인접하는 상기 복측 통로의 개구의 상호 간격보다 좁은
   동익.
10. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 익체의 전연부와 상기 복측 단면과의 사이에 있어서의 최단 거리는 상기 익체의 배측의 부분과 상기 배측 단부면과의 사이의 최단 거리보다 짧은
    동익.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 익체의 전연부와 상기 전단면과의 사이에 있어서의 최단 거리는 상기 익체의 배측의 부분과 상기 배측 단면과의 사이의 최단 거리보다 짧은
    동익.
12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배측 모 통로의 단면적은 상기 배측 통로의 단면적보다 큰
    동익.
13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며,
    상기 배측 모 통로는 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있는
    동익.
14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼의 상기 직경 방향 내측에는, 상기 축방향 상류측에 있어서, 상기 익체보다 상기 둘레 방향 배측의 위치에, 직경 방향 외측을 향하여 오목하며 냉각 공기가 유입되는 오목부가 형성되며,
    상기 배측 모 통로는 상기 오목부로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있는
    동익.
15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가, 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며,
    상기 배측 모 통로는 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 상기 축방향 상류측으로부터 2번째의 제 2 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되어 있는
    동익.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 익체 및 상기 플랫폼에는, 상기 직경 방향으로 연장되는 복수의 상기 날개 공기 통로가, 상기 익체의 익현을 따라서 복수 늘어서서 형성되며,
    상기 플랫폼에는, 상기 배측 모 통로인 제 1 배측 모 통로 및 상기 배측 통로인 제 1 배측 통로 이외에, 복수의 상기 날개 공기 통로 중에서 가장 상기 축방향 상류측의 제 1 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 배측을 향하여 연장되는 모 통로인 제 2 배측 모 통로와, 상기 제 2 배측 모 통로로부터 상기 배측 단면을 향하여 연장되며 상기 배측 단면에서 개구되는 복수의 제 2 배측 통로가 형성되어 있는
    동익.
17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모 통로는 상기 플랫폼의 단면에서 개구되고, 상기 개구는 덮개로 막히며, 상기 덮개와 상기 개구의 가장자리가 접합되며,
    상기 덮개에는, 상기 모 통로 내부로부터 상기 플랫폼 외부로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있는
    동익.
18. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼에는, 상기 복측 통로인 제 1 복측 통로 이외에, 상기 날개 공기 통로로부터 상기 둘레 방향 복측을 향하여 연장되며 상기 플랫폼에서 상기 연소 가스와 접하는 가스 패스면에서 개구되는 제 2 복측 통로가 형성되어 있는
    동익.
19. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 동익과,
    복수의 상기 동익이 장착되는 상기 로터 축과,
    복수의 상기 동익 및 상기 로터 축을 갖고 구성되는 터빈 로터를 회전 가능하게 덮는 터빈 케이싱과,
    연료를 연소시켜서 상기 연소 가스를 생성하는 연소기를 구비하고 있는
    가스 터빈.

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