KR102466386B1 - 터빈 블레이드 및 이를 포함하는 터빈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 터빈 블레이드는, 날개 형상으로 이루어지며 흡입면과 압력면을 갖는 에어포일, 상기 에어포일의 하부에 결합된 플랫폼부, 상기 플랫폼부에서 하부로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부을 포함하고, 상기 에어포일은 내부에 형성된 냉각 유로와 상기 냉각 유로의 상부와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀을 포함하고, 상기 배출 홀은 상기 터빈 블레이드의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어져 형성될 수 있다.

Description

터빈 블레이드 및 이를 포함하는 터빈{TURBINE BLADE, TURBINE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터빈 블레이드, 및 이를 포함하는 터빈에 관한 것이다.
가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.
일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.
최근에는 터빈읜 효율을 증가시키기 위하여 터빈으로 유입되는 가스의 온도(Turbine Inlet Temperature: TIT)가 지속적으로 상승하는 추세에 있는데, 이로 인하여 터빈 블레이드의 내열처리 및 냉각의 중요성이 부각되고 있다.
터빈 블레이드를 냉각하기 위한 방법으로는 필름 쿨링과 인터널 쿨링 방식이 있다. 필름 쿨링 방식은 터빈 블레이드의 외면에 코팅막을 형성하여 외부에서 블레이드로 열전달을 막는 방식이다. 필름 쿨링 방식에 의하면 블레이드에 도포되는 내열도료가 블레이드의 내열 특성 및 기계적 내구성을 결정된다.
인터널 쿨링 방식은 냉각유체와 블레이드의 열교환을 통해서 블레이드를 냉각하는 방식이다. 일반적으로 터빈 블레이드는 가스터빈의 압축기로부터 추출된 압축된 냉각 공기를 이용하여 냉각한다.
터빈 블레이드에서 반경방향으로 제일 외측에 위치하는 에어포일 팁은 터빈 슈라우드와 인접하게 배치되어 냉각이 매우 어려운 문제가 있다. 이를 위해서 종래에는 에어포일 팁의 둘레 방향으로 이어진 팁 리브를 형성하고, 에어포일의 팁 플레이트를 팁 리브가 감싸도록 형성한 상태에서 팁 플레이트에서 공기를 분사하여 에어포일 팁을 냉각하였다. 팁 플레이트로 공기를 분사하면 압력 손실을 막고 팁 플레이트를 냉각시킬 수는 있으나, 터빈의 회전력의 토크 및 출력을 증가시키지 못하는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 특개2017-115862호(2017.06.29.)
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 토크 및 출력이 향상된 터빈 블레이드, 및 터빈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 터빈 블레이드는, 날개 형상으로 이루어지며 흡입면과 압력면을 갖는 에어포일, 상기 에어포일의 하부에 결합된 플랫폼부, 상기 플랫폼부에서 하부로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부을 포함하고, 상기 에어포일은 내부에 형성된 냉각 유로와 상기 냉각 유로의 상부와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀을 포함하고, 상기 배출 홀은 상기 에어포일의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀은 상기 흡입면과 상기 압력면 중에서 압력면에만 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀은 상기 블레이드의 회전방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀의 직경은 상기 터빈 블레이드의 벽면의 두께보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 터빈 블레이드에는 냉각 공기를 배출하는 복수의 냉각 홀이 형성되고, 상기 배출 홀은 상기 냉각 홀보다 더 외측에 위치하고 더 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 터빈 블레이드의 높이방향에 수직인 횡단면에서 상기 터빈 블레이드의 회전 중심축에 수직인 제1 기준선에 대하여 상기 배출 홀이 상기 블레이드의 높이방향에 수직인 평면과 이루는 경사각은 5도 내지 15도 또는 35도 내지 45도로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 에어포일은 상기 흡입면 및 상기 압력면과 연결되며 외측에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진 팁 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 연장부가 형성되고, 상기 유동 연장부는 상기 팁 플레이트의 내면에 대하여 경사지게 돌출되 상부 연장부와 상기 압력면에 대하여 경사지게 돌출된 측부 연장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 가이드부가 형성되고, 상기 유동 가이드부는 상기 팁 플레이트의 하면 및 상기 흡입면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결되며 만곡된 곡면으로 이루어진 제1 가이드부와 상기 압력면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결된 제2 가이드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀은 외측으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 압축 통로와 상기 압축 통로에서 상기 압력면으로 이어지며 균일한 내경을 갖는 안내 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 터빈 블레이드의 내부에서 외부로 배출되는 공기의 배출 속도와 공기의 밀도를 곱한 값을 상기 터빈 블레이드의 외면을 통과하는 연소 가스의 속도와 가스의 밀도를 곱한 값으로 나눈 값을 분사 비율이라 하며, 상기 배출 홀을 통해서 배출되는 공기와 터빈 블레이드를 지나는 가스의 분사 비율은 4 내지 10으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 터빈은 회전 가능한 로터 디스크와, 상기 로터 디스크에 설치되는 복수의 터빈 블레이드를 포함하고, 상기 터빈 블레이드는, 날개 형상으로 이루어지며 흡입면과 압력면을 갖는 에어포일, 상기 에어포일의 하부에 결합된 플랫폼부, 상기 플랫폼부에서 하부로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부을 포함하고, 상기 에어포일은 내부에 형성된 냉각 유로와 상기 냉각 유로의 상부와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀을 포함하고, 상기 배출 홀은 상기 터빈 블레이드의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀은 상기 흡입면과 상기 압력면 중에서 압력면에만 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀은 상기 블레이드의 회전방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 홀의 직경은 상기 터빈 블레이드의 벽면의 두께보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 터빈 블레이드에는 냉각 공기를 배출하는 복수의 냉각 홀이 형성되고, 상기 배출 홀은 상기 냉각 홀보다 더 외측에 위치하고 더 큰 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 터빈 블레이드의 높이방향에 수직인 횡단면에서 상기 터빈 블레이드의 회전 중심축에 수직인 제1 기준선에 대하여 상기 배출 홀이 상기 블레이드의 높이방향에 수직인 평면과 이루는 경사각은 5도 내지 15도 또는 35도 내지 45도로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 에어포일은 상기 흡입면 및 상기 압력면과 연결되며 외측에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진 팁 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 연장부가 형성되고, 상기 유동 연장부는 상기 팁 플레이트의 내면에 대하여 경사지게 돌출되 상부 연장부와 상기 압력면에 대하여 경사지게 돌출된 측부 연장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 가이드부가 형성되고, 상기 유동 가이드부는 상기 팁 플레이트의 하면 및 상기 흡입면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결되며 만곡된 곡면으로 이루어진 제1 가이드부와 상기 압력면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결된 제2 가이드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 에어포일, 터빈에 의하면 배출 홀이 경사지게 형성되고, 압력면에만 형성되므로 배출 홀을 통해서 배출되는 냉각 공기에 의하여 터빈의 토크 및 출력이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 터빈의 일부를 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 블레이드에서 형성된 배출 홀의 경사각 변화에 따른 토크 증가율을 나타낸 그래프다.
도 8은 제1 실시예에 따른 블레이드에서 형성된 배출 홀의 경사각 변화에 따른 출력 증가율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 가스 터빈의 일부를 잘라 본 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다.
위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.
압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다. 이때, 다단 축류 압축기(1100)에서는, 압축기(1100)의 블레이드(1130)는 센터 타이로드(1120)와 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.
압축기 베인(1140)은 하우징(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.
압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 토크 튜브(1170)에 의하여 직결될 수 있다. 대형 가스 터빈(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모될 수 있다.
한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 연소기(1200)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.
연소기(1200)는 셀 형태로 형성되는 하우징 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combustor Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다.
한편, 연소기(1200)에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 터빈(1300)으로 공급된다. 공급된 고온 고압의 연소 가스가 팽창하면서 터빈(1300)의 터빈 블레이드(1400)에 충동, 반동력을 주어 회전 토크가 야기되고, 이렇게 얻어진 회전 토크는 상술한 토크 튜브(1170)를 거쳐 압축기(1100)로 전달되고, 압축기(1100) 구동에 필요한 동력을 초과하는 동력은 발전기 등을 구동하는데 사용된다.
터빈(1300)은 로터 디스크(1310)와 로터 디스크(1310)에 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(1400)와 터빈 베인(1500)을 포함한다. 로터 디스크(1310)는 대략 원판 형태를 가지고 있고, 그 외주부에는 복수의 홈이 형성되어 있다. 홈은 굴곡면을 갖도록 형성되며 홈에 터빈 블레이드(1400)가 삽입된다. 터빈 블레이드(1400)는 도브테일 등의 방식으로 로터 디스크(1310)에 결합될 수 있다. 터빈 베인(1500)은 회전하지 않도록 고정되며 터빈 블레이드(1400)를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 안내한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 터빈 블레이드(1400)는 날개 형상의 에어포일(1410)과 에어포일(1410)의 하부에 결합된 플랫폼부(1420) 및 플랫폼부(1420)의 아래로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부(1425)를 포함한다. 에어포일(1410)은 날개 형상의 곡면판으로 이루어질 수 있으며, 가스 터빈(1000)의 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성될 수 있다.
플랫폼부(1420)는 에어포일(1410)과 루트부(1425) 사이에 위치하며 대략 사각판 또는 사각기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 플랫폼부(1420)는 이웃한 터빈 블레이드(1400)의 플랫폼부(1420)와 그 측면이 서로 접하여 터빈 블레이드들(1400) 사이의 간격을 유지시키는 역할을 한다.
루트부(1425)는 대략 전나무 형태의 굴곡부를 가지며, 이는 로터 디스크(1310)의 슬롯에 형성된 굴곡부의 형태와 대응하도록 형성된다. 여기서, 루트부(1425)의 결합구조는 반드시 전나무 형태를 가질 필요는 없고, 도브 테일 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. 루트부(1425)의 하단에는 냉각 공기의 공급을 위한 유입구들이 형성될 수 있다.
에어포일(1410)은 연소 가스의 흐름 방향을 기준으로 상류측에 배치되는 리딩 엣지(LE)와 하류측에 배치되는 트레일링 엣지(TE)를 구비할 수 있다. 또한, 에어포일(1410)에서 연소가스가 유입되는 전면에는 외측방으로 볼록한 곡면을 이루며 돌출된 흡입면(S1)이 형성되고, 에어포일의 후면에는 흡입면 측으로 오목하게 함몰된 곡면을 이루는 압력면(S2)이 형성된다. 에어포일(1410)의 흡입면(S1)과 압력면(S2)의 압력차가 발생하여 터빈(1300)이 회전하게 된다.
에어포일(1410)의 내부에는 복수의 냉각 유로(CP)들이 형성될 수 있으며, 냉각 유로(CP)들에는 냉매인 공기가 공급될 수 있다. 냉각 유로(CP)는 에어포일(1410)의 높이방향으로 이어져 형성될 수 있다. 에어포일(1410)은 냉각 홀을 갖지 않으며 내부 냉각만을 수행하는 구조로 이루어지거나, 외면에 필름 쿨링을 위한 복수의 냉각 홀을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 에어포일(1410)은 반경 방향 외측 단부에는 플랫폼부(1420)와 마주하는 팁 플레이트(1430)가 형성되는데, 팁 플레이트(1430)는 터빈(1300)의 슈라우드(1350)에서 간격을 두고 이격된다. 팁 플레이트(1430)는 에어포일(1410)의 측벽에 고정되어 측벽 내부에 냉각 공간을 형성한다. 팁 플레이트(1430)는 에어포일(1410)의 횡단면과 대응되는 형상으로 이루어진다. 팁 플레이트(1430)의 둘레에는 외측을 돌출된 리브(1450)가 형성될 수 있다.
에어포일(1410)은 냉각 유로(CP)와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀(1460)을 더 포함할 수 있다. 본 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드(1400)는 필름 쿨링을 위한 냉각 홀을 갖지 않으며, 터빈 블레이드(1400)의 내측에서 공급된 냉각 공기는 터빈 블레이드(1400)의 내부를 냉각한 후에 배출 홀(1460) 및 트레일링 엣지(TE)를 통해서 배출될 수 있다. 배출 홀(1460)은 흡입면(S1)과 압력면(S2) 중에서 압력면(S2)에만 형성된다.
배출 홀(1460)은 냉각 유로(CP)의 측면에 형성되되 측면 상단에 형성될 수 있다. 또한 배출 홀(1460)은 압력면(S2)과 연결되어 냉각 유로(CP)에서 압력면(S2)으로 냉각 공기를 배출한다. 배출 홀(1460)은 일반적인 냉각 홀보다 더 큰 직경을 갖는데, 배출 홀(1460)의 직경(D1)은 터빈 블레이드(1400)의 벽면(1411)의 두께(T1)보다 더 크게 형성될 수 있다.
배출 홀(1460)의 직경(D1)은 터빈 블레이드(1400)의 벽면(1411)의 두께(T1)의 1.2배 내지 100배로 이루어질 수 있다. 이에 따라 배출 홀(1460)을 통해서 배출되는 공기의 속도가 증가하며 다량의 공기가 신속하게 배출될 수 있다. 터빈 블레이드(1400)의 내부로 공급된 공기 중 50중량%~70중량%의 공기가 배출 홀(1460)을 통해서 배출될 수 있다.
배출 홀(1460)은 터빈 블레이드(1400)의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어지며, 배출 홀(1460)이 터빈 블레이드(1400)의 높이방향에 수직인 가상평면(P1)과 이루는 경사각(A1)은 5도 내지 15도 또는 35도 내지 45도로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 블레이드에서 형성된 배출 홀의 경사각 변화에 따른 토크 증가율을 나타낸 그래프이며, 도 8은 제1 실시예에 따른 블레이드에서 형성된 배출 홀의 경사각 변화에 따른 출력 증가율을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8은 터빈 블레이드(1400)의 회전 속도가 3600rpm이며, 압축비가 18.16이고, 터빈 블레이드(1400)를 통과하는 연소가스 유량에 대한 배출 홀(1460)을 통해서 배출되는 공기의 유량비는 0.6%이며, 풀스피드풀로드(FSFL)로 운전할 때, 경사각 변화에 따른 가스 터빈의 토크 및 출력 증가율을 나타낸다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 경사각(A1)이 0도 인 경우 가장 큰 토크 값을 갖지만 출력은 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 경사각(A1)이 0도 인 경우에는 공기가 팁 플레이트(1430)로 제대로 유입되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 경사각(A1)이 50도 보다 더 크면 토크 증가율 및 출력 증가율이 낮아지는 문제가 있다. 또한, 경사각(A1)이 15도 내지 35인 경우에는 출력이 낮아지는 문제가 있다.
한편, 배출 홀(1460)은 터빈 블레이드(1400)의 회전 방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다. 즉, 배 출 홀(1460)은 터빈(1200)의 중심축(X1)의 방향에 수직인 방향으로 이어져 형성될 수 있다. 일반적을 터빈 블레이드(1400)에 형성되는 냉각 홀(3480)은 곡면인 터빈 블레이드(1400)의 표면에 대하여 수직인 방향으로 이어져 형성된다. 그러나 배출 홀(1460)이 터빈 블레이드(1400)의 표면에 대하여 수직으로 이어지면 터빈 블레이드(1400)의 회전력을 충분히 증가시키기 어렵다.
배출 홀(1460)은 터빈 블레이드(1400)의 회전 방향과 평행하게 이어져 형성되고, 터빈 블레이드(1400)가 회전하는 방향과 반대방향으로 공기를 배출하면 배출 홀(1460)을 통해서 배출되는 공기에 의하여 터빈 블레이드(1400)의 회전력이 증가할 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 도 9에 도시된 바와 같이 배출 홀(1461)은 리딩 엣지(LE)를 향하는 방향으로 내측에서 외측으로 경사지게 이어져 형성될 수도 있다. 즉, 배 출 홀(1460)은 터빈(1200)의 중심축(X1)의 방향에 기 설정된 경사각(A2)으로 경사지게 형성될 수 있으며, 여기서 경사각(A2)은 60도 내지 85도로 이루어질 수 있다.
한편, 배출 홀(1460)을 통해서 배출되는 공기의 속도는 종래의 냉각 홀을 통해서 배출되는 공기의 속도보다 더 빠르다. 또한, 배출 홀(1460)을 통해서 배출되는 공기와 터빈 블레이드(1400)를 지나는 가스의 분사 비율(blowing ratio; BR)은 4 내지 10으로 이루어질 수 있다.
분사 비율은 터빈 블레이드(1400)의 내부에서 외부로 배출되는 공기의 배출 속도(VA)와 공기의 밀도(DA)를 곱한 값을 터빈 블레이드(1400)의 외면을 통과하는 연소 가스의 속도(VG)와 연소 가스의 밀도(DG)를 곱한 값으로 나눈 값으로 정의된다.
이에 따라 분사 비율(BR)은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
(수학식 1)
분사비율(BR) = (VA*DA)/(VG*DG)
분사 비율이 4보다 더 작으면 터빈의 출력 증가율이 낮은 문제가 있으며, 분사 비율이 10보다 더 크면 압축기의 부하가 증가하는 문제가 있다. 팁 플레이트(1430)는 흡입면(S1) 및 압력면(S2)과 연결되며 외측에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진다. 팁 플레이트(1430)가 막힌 구조로 이루어지면, 배출 홀(1460)을 통해서 보다 많은 양의 공기가 배출되어 출력 및 토크가 향상될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 터빈 블레이드(1400)의 상부에 경사진 복수의 배출 홀(1460)이 형성되므로 배출 홀(1460)에서 배출되는 공기의 힘에 의하여 터빈(1400)의 토크 및 출력이 향상될 수 있다. 또한, 배출 홀(1460)에서 배출된 공기가 팁 플레이트(1430)로 이동하여 압력의 누설을 방지하고 팁 플레이트(1430)를 냉각할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터빈에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 터빈은 터빈 블레이드(2400)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 터빈 블레이드(2400)는 날개 형상의 에어포일(2410)을 포함하며, 에어포일(2410)은 날개 형상의 곡면판으로 이루어질 수 있으며, 터빈의 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성될 수 있다.
에어포일(2410)에서 연소가스가 유입되는 전면에는 외측방으로 볼록한 곡면을 이루며 돌출된 흡입면(S1)이 형성되고, 에어포일의 후면에는 흡입면 측으로 오목하게 함몰된 곡면을 이루는 압력면(S2)이 형성된다.
에어포일(2410)의 내부에는 복수의 냉각 유로(CP)들이 형성될 수 있으며, 냉각 유로(CP)들에는 냉매인 공기가 공급될 수 있다. 냉각 유로(CP)는 에어포일(2410)의 높이방향으로 이어져 형성될 수 있다. 에어포일(2410)은 냉각 홀을 갖지 않으며 내부 냉각만을 수행하는 구조로 이루어지거나, 외면에 필름 쿨링을 위한 복수의 냉각 홀을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 에어포일(2410)은 반경 방향 외측 단부에는 팁 플레이트(2430)가 형성되는데, 팁 플레이트(2430)는 터빈(2300)의 슈라우드(2350)에서 간격을 두고 이격된다. 팁 플레이트(2430)의 외측단에는 둘레방향으로 이어진 리브(2450)가 형성될 수 있다.
에어포일(2410)은 냉각 유로(CP)와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀(2460)을 더 포함할 수 있다. 배출 홀(2460)은 흡입면(S1)과 압력면(S2) 중에서 압력면에만 형성된다. 배출 홀(2460)은 터빈 블레이드(2400)의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어진다. 또한, 배출 홀(2460)은 터빈 블레이드(2400) 회전 방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다. 팁 플레이트(2430)는 에어포일(2410)의 외측단에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진다.
팁 플레이트(2430)와 에어포일(2410)의 벽면(2411)이 만나는 코너부에는 냉각 유로(CP) 내부로 돌출된 유동 연장부(2470)가 형성될 수 있다. 유동 연장부(2470)는 팁 플레이트(2430)에서 내측으로 돌출된 상부 연장부(2471)와 압력면(S2)에서 내측으로 돌출된 측부 연장부(2472)를 포함할 수 있다.
상부 연장부(2471)는 팁 플레이트(2430)의 내면에 대하여 경사지게 돌출되며, 배출 홀(2460)과 연결된다. 또한, 상부 연장부(2471)는 배출 홀(2460)에서 멀어질수록 두께가 점진적으로 감소하도록 형성된다. 측부 연장부(2472)는 압력면(S2)에 대하여 경사지게 돌출되며, 배출 홀(2460)과 연결된다. 또한, 상부 연장부(2471)는 배출 홀(2460)에서 멀어질수록 두께가 점진적으로 감소하도록 형성된다.
이와 같이 유동 연장부(2470)가 형성되면 배출 홀(2460)의 길이가 증가될 수 있으며, 냉각 공기의 유동이 균일화될 수 있다. 또한, 상부 연장부(2471)와 측부 연장부(2472)가 냉각 유로(CP)의 표면에 대하여 경사지게 형성되므로 와류의 발생을 방지하면서 공기를 배출 홀로 안내하여 공기의 분사 속도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈에 대해서 설명한다. 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 11을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 터빈은 터빈 블레이드(2400)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 터빈 블레이드(2400)는 날개 형상의 에어포일(2410)을 포함하며, 에어포일(2410)은 날개 형상의 곡면판으로 이루어질 수 있으며, 터빈의 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성될 수 있다.
에어포일(2410)에서 연소가스가 유입되는 전면에는 외측방으로 볼록한 곡면을 이루며 돌출된 흡입면(S1)이 형성되고, 에어포일의 후면에는 흡입면 측으로 오목하게 함몰된 곡면을 이루는 압력면(S2)이 형성된다.
에어포일(2410)의 내부에는 복수의 냉각 유로(CP)들이 형성될 수 있으며, 냉각 유로(CP)들에는 냉매인 공기가 공급될 수 있다. 냉각 유로(CP)는 에어포일(2410)의 높이방향으로 이어져 형성될 수 있다. 에어포일(2410)은 냉각 홀을 갖지 않으며 내부 냉각만을 수행하는 구조로 이루어지거나, 외면에 필름 쿨링을 위한 복수의 냉각 홀을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 에어포일(2410)은 반경 방향 외측 단부에는 팁 플레이트(2430)가 형성되는데, 팁 플레이트(2430)는 터빈(2300)의 슈라우드(2350)에서 간격을 두고 이격된다. 팁 플레이트(2430)의 외측단에는 둘레방향으로 이어진 리브(2450)가 형성될 수 있다.
에어포일(2410)은 냉각 유로(CP)와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀(2460)을 더 포함할 수 있다. 배출 홀(2460)은 흡입면(S1)과 압력면(S2) 중에서 압력면에만 형성된다. 배출 홀(2460)은 터빈 블레이드(2400)의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어진다. 또한, 배출 홀(2460)은 터빈 블레이드(2400) 회전 방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다. 팁 플레이트(2430)는 에어포일(2410)의 외측단에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진다.
팁 플레이트(2430)와 에어포일(2410)의 벽면(2411)이 만나는 코너부에는 배출 홀(2460)을 통해서 배출되는 공기를 안내하는 유동 가이드부(2480)가 형성될 수 있다. 유동 가이드부(2480)는 팁 플레이트(2430)에서 흡입면(S1)까지 이어진 제1 가이드부(2481)와 압력면(S2)에서 내측으로 돌출된 제2 가이드부(2482)를 포함할 수 있다.
제1 가이드부(2481)는 팁 플레이트(2430)의 하면 및 흡입면(S1)에서 돌출되어 배출 홀(2460)과 연결되며 만곡된 곡면으로 이루어질 수 있다. 제2 가이드부(2482)는 압력면에서 돌출되며 배출 홀(2460)과 연결된다.
이와 같이 유동 가이드부(2480)가 형성되면 냉각 유로(CP)의 내측에서 외측으로 이동하는 공기를 배출 홀(2460)로 유도하여 와류의 발생을 방지하면서 분사 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 유동 가이드부(2480)가 배출 홀(2460)로 갈수록 좁아지므로 공기의 배출 속도가 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 터빈에 대해서 설명한다.
도 12은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 사시도이고, 도 13는 본 발명의 제4 실시예에 따른 터빈 블레이드의 일부를 도시한 종단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 터빈은 터빈 블레이드(3400)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 터빈 블레이드(3400)는 날개 형상의 에어포일(3410)을 포함하며, 에어포일(3410)은 날개 형상의 곡면판으로 이루어질 수 있으며, 가스 터빈(3000)의 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성될 수 있다.
에어포일(3410)에서 연소가스가 유입되는 전면에는 외측방으로 볼록한 곡면을 이루며 돌출된 흡입면(S1)이 형성되고, 에어포일의 후면에는 흡입면 측으로 오목하게 함몰된 곡면을 이루는 압력면(S2)이 형성된다.
에어포일(3410)의 내부에는 복수의 냉각 유로(CP)들이 형성될 수 있으며, 냉각 유로(CP)들에는 냉매인 공기가 공급될 수 있다. 냉각 유로(CP)는 에어포일(3410)의 벽면(3411)의 높이방향으로 이어져 형성될 수 있다. 에어포일(3410)에는 필름 쿨링을 위한 복수의 냉각 홀이 형성될 수 있다.
한편, 에어포일(3410)은 반경 방향 외측 단부에는 플랫폼부(3420)와 마주하는 팁 플레이트(3430)가 형성되는데, 팁 플레이트(3430)는 터빈(3300)의 슈라우드(3350)에서 간격을 두고 이격된다. 팁 플레이트(3430)의 외측단에는 둘레방향으로 이어진 리브(3450)가 형성될 수 있다.
에어포일(3410)은 냉각 유로(CP)와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀(3460)을 더 포함할 수 있다. 냉각 유로(CP)를 따라 이동하는 냉각 공기의 일부는 냉각 홀(3480)을 통해서 배출되고, 나머지 공기는 배출 홀(3460)을 통해서 배출될 수 있다. 배출 홀(3460)은 흡입면(S1)과 압력면(S2) 중에서 압력면(S2)에만 형성된다.
배출 홀(3460)은 터빈 블레이드(3400)의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어진다. 배출 홀(3460)과 냉각 홀(3480)은 서로 다른 방향으로 이어져 형성되는데, 냉각 홀(3480)은 만곡된 터빈 블레이드(3400)의 표면에 대하여 수직인 방향으로 이어지는 반면 배출 홀(3460)은 터빈 블레이드(3400)의 회전 방향과 평행하게 이어져 형성될 수 있다. 또한, 냉각 홀(3480)은 터빈 블레이드(3400)의 높이방향에 수직인 가상의 평면과 평행하도록 이어진 반면, 배출 홀(3460)은 터빈 블레이드(3400)의 높이방향에 수직인 가상의 평면에 대하여 경사지게 이어져 형성될 수 있다.
배출 홀(3460)은 팁 플레이트(3430)와 터빈 블레이드(3400)의 측벽이 만나는 코너부에서 압력면(S2)으로 이어져 형성될 수 있다. 또한, 배출 홀(3460)은 외측으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 압축 통로(3461)와 압축 통로(3461)에서 압력면(S2)으로 이어지며 균일한 내경을 갖는 안내 통로(3462)를 포함할 수 있다. 압축 통로(3461)가 형성되면 배출 홀(3460)을 따라 이동하는 냉각 공기가 보다 용이하게 배출 홀(3460)로 유입될 수 있으며, 배출 홀(3460)을 따라 이동하는 과정에서 냉각 공기가 압축되어 보다 강하게 배출될 수 있다.
배출 홀(3460)들은 냉각 홀(3480)들보다 더 외측에 배치되며, 배출 홀(3460)들은 냉각 홀(3480)들보다 더 큰 직경을 갖는다. 배출 홀(3460)의 최소 직경(D2)은 냉각 홀(3480)의 최대 직경(D3)의 2배 내지 5배로 이루어질 수 있다.
또한, 배출 홀(3460)을 통해서 분사되는 공기는 냉각 홀(3480)을 통해서 분사되는 공기보다 더 큰 속도를 가지며, 배출 홀(3460)에서의 분사 비율은 냉각 홀(3480)에서의 분사 비율보다 더 크게 이루어진다.
이에 따라 배출 홀(3460)을 통해서 많은 양의 공기가 배출되어 터빈(3400)의 토크 및 출력이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1000: 가스 터빈 1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드 1140: 베인
1150: 하우징 1170: 토크 튜브
1200: 연소기 1300: 터빈
1310: 로터 디스크 1400: 터빈 블레이드
1410, 2410, 3410: 에어포일 1420: 플랫폼부
1425: 루트부 1430, 2430, 3430: 팁 플레이트
1460, 2460, 3460: 배출 홀 2470: 유동 연장부
2480: 유동 가이드부 3480: 냉각 홀

Claims (20)

  1. 날개 형상으로 이루어지며 흡입면과 압력면을 갖는 에어포일, 상기 에어포일의 하부에 결합된 플랫폼부, 상기 플랫폼부에서 하부로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부을 포함하고,
    상기 에어포일은 내부에 형성된 냉각 유로와 상기 냉각 유로의 상부와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀을 포함하고,
    상기 배출 홀은 상기 에어포일의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어지며,
    상기 에어포일은 상기 흡입면 및 상기 압력면과 연결되며 외측에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진 팁 플레이트를 더 포함하고,
    상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 가이드부가 형성되고, 상기 유동 가이드부는 상기 팁 플레이트의 하면 및 상기 흡입면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결되며 만곡된 곡면으로 이루어진 제1 가이드부와 상기 압력면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결된 제2 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 압력면에만 형성된 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 블레이드의 회전방향과 평행하게 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 터빈 블레이드의 리딩 엣지를 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어진 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드에는 냉각 공기를 배출하는 복수의 냉각 홀이 형성되고, 상기 배출 홀은 상기 냉각 홀보다 더 외측에 위치하고 더 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드의 높이방향에 수직인 횡단면에서 상기 터빈 블레이드의 회전 중심축에 수직인 제1 기준선에 대하여 상기 배출 홀이 상기 블레이드의 높이방향에 수직인 평면과 이루는 경사각은 5도 내지 15도 또는 35도 내지 45도로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 외측으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 압축 통로와 상기 압축 통로에서 상기 압력면으로 이어지며 균일한 내경을 갖는 안내 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드의 내부에서 외부로 배출되는 공기의 배출 속도와 공기의 밀도를 곱한 값을 상기 터빈 블레이드의 외면을 통과하는 연소 가스의 속도와 가스의 밀도를 곱한 값으로 나눈 값을 분사 비율이라 하며,
    상기 배출 홀을 통해서 배출되는 공기와 터빈 블레이드를 지나는 가스의 분사 비율은 4 내지 10으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드.
  12. 회전 가능한 로터 디스크와, 상기 로터 디스크에 설치되는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈에 있어서,
    상기 터빈 블레이드는, 날개 형상으로 이루어지며 흡입면과 압력면을 갖는 에어포일, 상기 에어포일의 하부에 결합된 플랫폼부, 상기 플랫폼부에서 하부로 돌출되어 로터 디스크에 결합되는 루트부을 포함하고, 상기 에어포일은 내부에 형성된 냉각 유로와 상기 냉각 유로의 상부와 연결되어 냉각 공기를 배출시키는 배출 홀을 포함하고, 상기 배출 홀은 상기 터빈 블레이드의 팁을 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어지며,
    상기 에어포일은 상기 흡입면 및 상기 압력면과 연결되며 외측에 배치되며 개구를 갖지 않는 막혀진 판으로 이루어진 팁 플레이트를 더 포함하고,
    상기 냉각 유로에는 상기 냉각 유로의 내부로 돌출되며 상기 배출 홀과 연결된 유동 가이드부가 형성되고,
    상기 유동 가이드부는 상기 팁 플레이트의 하면 및 상기 흡입면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결되며 만곡된 곡면으로 이루어진 제1 가이드부와 상기 압력면에서 돌출되어 상기 배출 홀과 연결된 제2 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 흡입면과 상기 압력면 중에서 압력면에만 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 블레이드의 회전방향과 평행하게 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 배출 홀은 상기 터빈 블레이드의 리딩 엣지를 향하는 방향으로 경사지게 내측에서 외측으로 이어진 것을 특징으로 하는 터빈.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드에는 냉각 공기를 배출하는 복수의 냉각 홀이 형성되고, 상기 배출 홀은 상기 냉각 홀보다 더 외측에 위치하고 더 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 터빈.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드의 높이방향에 수직인 횡단면에서 상기 터빈 블레이드의 회전 중심축에 수직인 제1 기준선에 대하여 상기 배출 홀이 상기 블레이드의 높이방향에 수직인 평면과 이루는 경사각은 5도 내지 15도 또는 35도 내지 45도로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈.
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