KR20040036632A

KR20040036632A - 유동 배향 장치

Info

Publication number: KR20040036632A
Application number: KR1020030074357A
Authority: KR
Inventors: 제스게리에이.; 와그너조엘
Original assignee: 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-04-30
Also published as: US20040081548A1; WO2004038180A1; PL376051A1; AU2003274350A1; EP1556584B1; NO20052477L; NO20052477D0; TW200417682A; EP1556584A1; JP2004278517A; US6969232B2; CA2446035A1

Abstract

가스 터빈 엔진의 유동 배향 장치는 선단 에지, 후단 에지, 흡입측 및 가압측을 갖는 에어 포일과, 에어 포일과 접하는 벽부와, 에어포일과 벽부 사이에 위치된 필렛을 포함한다. 필렛은 흡입 및 가압측을 따라 후단 에지쪽으로 선단 에지에서 확대 섹션을 갖는다. 본 장치는 베인 세그먼트의 부품일 수 있다. 말굽 와류를 제거하기 위한 것에 더하여, 본 장치는 또한 에어포일의 선단부로부터 에어포일의 중간부의 더 고온의 가스로 냉각 가스를 배향함으로써 에어포일 상의 열 부하를 감소시킨다.

Description

유동 배향 장치{FLOW DIRECTING DEVICE}

미국 정부는 미국 공군과 함께 계약 번호 F33615-98-2-2905에 따라 본 발명의 권리를 가질 수 있다.

본 발명은 가스 터빈 엔진에 사용하기 위한 유동 배향 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가스 유동에 노출된 에어포일(airfoil) 상에 열 부하를 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.

가스 터빈 엔진의 주요 부품은 (상류 단부 또는 입구에서 시작해서) 팬 섹션, 하나 이상의 압축기 섹션, 연소기 섹션, 하나 이상의 터빈 섹션 및 노즐을 포함한다. 엔진은 또한 후연소기를 포함할 수 있다.

공기는 입구를 통해 엔진으로 진입하여 팬 섹션을 신속히 거치고 압축기 섹션에 의해 압축되고 연료와 혼합되어 연소기 섹션에서 연소된다. 연소기 섹션으로부터의 가스는 터빈 섹션을 구동시키고, 다음에 노즐을 통해 엔진을 나가서 추력을 생성한다. 후연소기가 제공되는 경우, 후연소기는 연소기 섹션의 하류에서 추가적 연료를 점화시킴으로써 엔진의 추력을 증대시킬 수 있다.

압축기 및 터빈 섹션은 복수의 회전자 조립체 및 고정 베인 조립체를 포함한다. 회전자 블레이드 및 고정자 베인은 예를 들어, 가스 터빈 엔진 내에서 코어 가스 유동을 배향하는 구조물(즉, "유동 배향 구조물")이다. 압축기를 진입하여 연소기 및 터빈 섹션을 통해 후미로 이동하는 공기는 전형적으로 "코어 가스"로 언급된다. 연소기 및 터빈 섹션의 내부와 후미에, 코어 가스는 유동 경로를 진입한 공기를 진입한 냉각 공기 및 연소 생성물의 생성물을 포함한다.

연소기 섹션의 내부와 후미에, 코어 가스의 고온은 코어 가스와 접촉하는 부품의 냉각을 요구한다. 하나의 이러한 냉각 설계는 부품을 통해 냉각 공기를 내부로 통과시키고 부품의 외벽 내에 배치된 통로를 통해 나가게 한다. 다른 이러한 냉각 설계는 부품의 외부면을 따라 이동하는 냉각 공기의 막(film)을 이용한다. 냉각 공기의 막은 고온 코어 가스로부터 부품을 단열시키고 부품 표면을 따라 냉각의 균일성을 증가시킨다.

코어 가스 온도는 특히 연소기 섹션 후미의 터빈 섹션의 처음 몇몇 단계에서 코어 가스 유동 경로 내에서 상당히 변한다. 축방향으로는, 코어 가스 온도는 연소기 섹션으로부터의 거리가 증가하기 때문에 하류 방향으로 감소한다. 방사 방향으로는, 코어 가스 온도는 코어 가스 유동 경로의 중심 구역에 최고치를 갖는다. 코어 가스 유동 경로의 방사 외부 구역 및 방사 내부 구역은 최저의 코어 가스 온도를 갖는다.

다양한 유동의 예외적인 것들은 코어 가스 유동에 영향을 줄 수 있다. 이러한 유동의 예외적인 것은 "말굽 와류(horseshoe vortex)"이다. 말굽 와류는 전형적으로 에어포일이 고정자 베인의 플랫폼과 같이 가스 통로의 방사 경계면 중 하나를 형성하는 면과 접하는 곳에 형성된다. 말굽 와류는 고정자 베인 플랫폼을 향해 에어포일의 중간 구역으로부터 떨어져 이동하면서 에어포일의 선단 영역을 따라 시작된다. 다음에 그 와류는 코어 가스 유동에 대해 벽을 따라 이동하면서 에어포일으로부터 회전해 나간다. 이어서, 그 와류는 그 명칭과 같은(namesake) 유동 패턴을 형성하도록 주위에서 소용돌이친다. 말굽 와류는 에어포일 근처 부품에 해롭게 영향을 미친다.

예를 들어, 말굽 와류는 벽의 유용한 수명에 영향을 미친다. 특히, 말굽 와류는 고온의 중간 구역 코어 가스 유동을 플랫폼으로 압박함으로써 고정자 베인 플랫폼의 열 부하를 증대시킨다. 에어포일과 달리, 플랫폼은 증대된 열 부하를 상쇄할 수 있는 임의의 냉각 설계가 부족하다.

말굽 와류는 또한 연소기 섹션의 유용한 수명에 영향을 미친다. 상술된 바와 같이, 말굽 와류는 가스 통로의 방사 경계면을 향해 고온의 중간 구역 코어 가스 유동을 끌어당긴다. 이러한 열 부하 증대는 라이너가 고정자 베인 플랫폼 근처에 있기 때문에 연소기 섹션의 라이너에 손상을 입힐 수 있다.

이러한 유동의 다른 변형은 고정자 또는 회전자 섹션 내에서 인접하는 에어포일 사이의 통로에서 발달하는 "통로 와류"이다. 통로 와류는 말굽 와류의 압력측부, 인접하는 에어포일 사이의 코어 가스 횡류 및 에어포일 사이를 통과하는 자유 기류 코어 가스 유동으로부터 동반되는 공기의 집합이다. 집합적으로, 이들 유동 특성은 에어포일 사이를 통과하는 소정 비율의 유동이 코어 가스 유동을 코어 가스 경로의 중심으로부터 코어 가스 경로의 하나 또는 두 개의 반경 방향 경계를 향하도록 전환시키는 나선형 경로(예를 들면 "통로 와류")를 따르게 한다. 말굽 와류를 가진 경우에, 통로 와류는 고온의 중심 코어 가스 유동을 코어 가스 경로의 반경 방향 경계를 향하도록 끌어당긴다.

본 출원의 출원인에게 또한 허여된 미국 특허 제6,419,446호는 말굽 와류 및 통로 와류의 형성을 방지하기 위한 시도이다. 본 특허는 에어포일의 정체선과 인접하는 필렛의 사용을 개시한다. 말굽 및 통로 와류 형성을 방지하는데 도움을 주기는 하지만, 필렛은 에어포일 상의 열 부하를 감소시키지는 않는다.

따라서, 가스 유동에 노출된 에어포일 상의 열 부하를 감소시키는 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.

개량된 유동 배향 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

유동 배향 장치 상에서의 열 부하가 감소된 유동 배향 장치 및 방법을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

말굽 와류를 생성시키지 않는 유동 배향 장치를 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

가스 유동이 유동 배향 장치의 저온 섹션으로부터 유동 배향 장치의 고온 섹션으로 방향을 취하게 하는 유동 배향 장치를 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

본 발명의 이들 및 다른 목적은 유동 배향 장치에 의해 일 태양으로 달성된다. 장치는 선단 에지, 후단 에지, 흡입측과 압력측을 가지는 에어포일, 에어포일과 인접하는 벽부 및 에어포일과 벽부 사이의 필렛을 포함한다. 필렛은 선단 에지에 흡입 및 압력측을 따라 후단 에지를 향하는 확대 섹션을 가진다.

본 발명의 이들 및 다른 목적은 베인 세그먼트에 의해 다른 태양으로 달성된다. 베인 세그먼트는 하나 이상의 플랫폼, 하나 이상의 플랫폼으로부터 연장하는 복수의 에어포일 및 각각의 에어포일과 플랫폼 사이의 필렛을 포함하고, 각각의 에어포일은 선단 에지, 후단 에지, 흡입측 및 압력측을 가진다. 각각의 필렛은 선단 에지에 흡입 및 압력측을 따라 후단 에지를 향하는 확대 섹션을 가진다.

본 발명의 이들 및 다른 장점은 에어포일 상에서 열 부하를 감소시키는 방법에 의해 다른 태양으로 달성된다. 방법은 벽부와 인접하는 선단부, 말단부 및 상기 단부들 사이의 중간 섹션을 가지는 에어포일을 제공하는 단계, 에어포일에 걸쳐 가스를 유동시키는 단계, 가스가 에어포일의 선단부로부터 에어포일의 중간 섹션으로 방향을 취하도록 하는 단계를 포함하고, 상기 에어포일의 중간 섹션에 인접한 가스는 에어포일의 선단부에 걸친 가스 유동보다 더 높은 온도를 가진다.

도1은 항공기 가스 터빈 엔진의 단면도.

도2는 종래의 유동 배향 장치의 사시도.

도3은 본 발명의 유동 배향 장치의 일 실시예의 사시도.

도4는 도3의 유동 배향 장치의 정면도.

도5는 도4의 선 5-5를 따라 취한 유동 배향 장치의 단면도.

도6은 본 발명의 다른 유동 배향 장치의 정면도.

도7 및 도8은 도2 및 도3의 유동 배향 장치를 지나 유동하는 유체의 온도 프로파일의 그래픽 묘사도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 가스 터빈 엔진

11: 팬 섹션

13, 15: 압축기 섹션

17: 연소기 섹션

19, 21: 터빈 섹션

23: 노즐

27: 고정자 베인 스테이지

29: 회전자 스테이지

31: 에어포일

33, 35: 플랫폼

107: 흡입측

109: 압력측

F: 필렛

S: 정체선

도1은 가스 터빈 엔진(10)을 도시한다. 엔진(10)은 팬 섹션(11), 압축기 섹션(13, 15), 연소기 섹션(17), 터빈 섹션(19, 21) 및 노즐(23)을 가진다. 엔진은또한 후연소기(25)를 포함할 수 있다. 압축기 섹션(13, 15) 및 터빈 섹션(19, 21)은 각각 고정자 베인 스테이지(27) 및 회전자 스테이지(29)의 교번적인 배열을 포함한다. 고정자 베인 스테이지(27)는 코어 가스 유동을 인접 회전자 스테이지(29)의 내부 또는 외부로 안내한다.

도2는 고정자 베인 스테이지(27) 중 하나를 도시한다. 스테이지(27)는 고정자 베인 클러스터(29)로 구획된다. 각 클러스터(29)는 내부 플랫폼(33)과 외부 플랫폼(35) 사이로 연장하는 하나 이상의 에어포일(31)을 가진다. 플랫폼(33, 35)은 엔진(10)을 통과하는 환형 코어 가스 경로의 반경 방향 경계를 한정한다.

클러스터(29)는 통상적으로 대략의 형상으로 주조되고, 그 후 최종 형태로 기계 가공된다. 기계 가공 프로세스는 에어포일(31)과 플랫폼(33, 35) 사이의 수직 교차부를 생성하지 않는다. 대신, 기계 가공 프로세스는 에어포일(31)과 플랫폼(33, 35) 사이의 필렛(F)을 제공한다. 다시 말해서, 필렛(F)은 2개의 표면의 교차부에서 내부에 충전되는 재료이다.

모든 에어포일과 같이, 각 에어포일(31)은 정체선(S)을 가진다. 정체선(S)은 에어포일(31)의 전방(코어 가스 유동 방향에 대하여)에 존재하며 코어 가스 유동이 영(zero) 속도를 가지는 위치와 동일하다. 에어포일의 압력측 상의 에어포일(31)에 도달하는 코어 가스 유동이 에어포일(31)의 압력측을 따라서 진행하는 한편, 정체선(S)의 흡입측 상의 에어포일(31)에 도달하는 코어 가스 유동은 에어포일(31)의 흡입측을 따라서 진행한다. 또한, 에어포일(31)은 압력측(G_p) 및흡입측(G_s- 도1에 도시하지 않음) 상에 측정점을 가진다. 측정점(G_p, G_s)은 인접 에어포일(31) 사이의 최단 거리를 한정하는 선(도시 안됨)의 양 단부점을 한정한다.

도3 내지 도5는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 도3은 가스 터빈 엔진의 고정자 베인 스테이지의 하나의 세그먼트를 형성하는 고정자 베인 클러스터(101)를 도시한다. 베인 클러스터(101)는 하나 이상의 플랫폼(105)(명료화를 위해 도3에는 내부 플랫폼만을 도시한다) 사이로 연장하는 하나 이상의 에어포일(103)을 가진다. 플랫폼(105)은 엔진(10)을 통과하는 환형 코어 가스 경로의 반경 방향 경계를 한정한다. 에어포일(103)은 흡입측(107) 및 압력측(109)을 가진다. 클러스터(101)는 클러스터(29)와 유사하다. 즉, 클러스터(101)는 기계 가공 프로세스의 결과로서 에어포일(103)과 플랫폼(105) 사이에 필렛(F)을 가진다. 또한, 에어포일(103)은 정체선(S), 흡입측(107) 상의 측정점(G_s) 및 압력측(109) 상의 측정점(G_p)을 가진다.

도5에 도시된 바와 같이, 필렛(F)은 에어포일(103)로부터 그 원주 둘레로 거리(d)만큼 연장한다. 유사하게, 필렛은 에어포일(103)을 따라서 그 원주 둘레로 높이(h)만큼 연장한다.

클러스터(29)와 달리, 클러스터(101)의 필렛(F)은 확대 섹션(E) 및 정상 섹션을 가진다. 필렛(F)의 정상 섹션 내부에서, 거리(d) 및 높이(h)는 통상 일정하게 유지된다. 그렇지만, 필렛(F)의 확대 섹션(E) 내부에서, 거리(d) 및 높이(h)는종속적으로 변화한다. 거리(d) 및 높이(h) 모두는 스플라인 또는 코사인과 같은 연속 함수를 따르는 것이 양호하다. 연속 함수의 사용은 확대 섹션(E)이 에어포일(103)의 둘레로 곡률이 변화하는 동안 경사 불연속성이 없게 하는 것을 보장한다.

거리(d)는 최소값(d_min)과 최대값(d_max)사이에서 변화할 수 있다. 최소 거리(d_min)는 양호하게 확대 섹션(E)이 필렛(F)의 정상 섹션으로 전이되는 지점에 존재한다. 통상적으로 이는 측정점(G_s, G_p) 근방에서 발생한다. 최대 거리(d_max)는 양호하게 확대 섹션(E) 내부의 정체선(S) 근방에 존재한다. 도5에 도시된 바와 같이, 최대 거리(d_max)는 양호하게 정체선(S)의 흡입측에 존재한다. 에어포일(103)이 음의 입사를 하게 될 때와 같이, 임의의 상황은 최대 거리(d_max)가 정체선(S)의 압력측에 존재할 것을 요구한다. 최대 거리(d_max)는 대략 최소 거리(d_min) 보다 8배만큼 크다.

높이(h)는 최소값(h_min)과 최대값(h_max)사이에서 변화할 수 있다. 최소 높이(h_min)는 양호하게 확대 섹션(E)이 필렛(F)의 정상 섹션으로 전이되는 지점에 존재한다. 통상적으로 이는 측정점(G_s, G_p) 근방에서 발생한다. 최대 높이(h_max)는 양호하게 확대 섹션(E) 내부의 정체선(S) 근방에 존재한다. 도4에 도시된 바와 같이, 최대 높이(h_max)는 양호하게 정체선(S)의 흡입측에 존재한다. 에어포일(103)이음의 입사를 하게 될 때와 같이, 임의의 상황은 최대 높이(h_max)가 정체선(S)의 압력측에 존재할 것을 요구한다. 통상, 최대 높이(h_max)의 위치는 최대 거리(d_max)의 위치에 대응한다. 최대 높이(h_max)는 대략 최소 높이(h_min) 보다 10배만큼 크다. 달리 말해서, 최대 높이(h_max)는 에어포일(103)의 날개폭의 대략 30%이다.

도5에 도시된 바와 같이, 필렛(F)의 확대 섹션(E)의 대부분은 에어포일(103)의 선단 에지에 제공된다. 그러나, 도5는 또한 필렛(F)의 확대 섹션(E)이 에어포일(103)의 가압측(109) 및 흡입측(107) 모두를 따라 에어포일(103)의 후단 에지를 향해 하류로 연장하는 것을 도시한다. 양호하게는, 확대 섹션(E)은 에어포일(103)의 두 측(107, 109) 상의 게이지점(G_s, G_p)에 인접하여 보통 크기로 변화한다. 게이지점(G_s, G_p)에 가까운 필렛(F)의 평균 크기로 복귀함에 따라, 본 발명은 베인 스테이지의 유동 용량을 방해하지 않는다. 스테이지를 통과하는 유동 영역을 감소없이, 본 발명은 방출 마하수(Mach number)(터빈의 스러스트 하중에 영향을 주는)를 변경하지 않고 스테이지의 반응도 변경하지 않는다.

도5는 게이지점(G_s, G_p)의 상류에 전체적으로 형성된 확대 섹션(E)을 도시하지만, 본 발명은 확대 섹션(E)이 게이지점(G_s, G_p)(도시 생략)의 상류 및 하류 모두에 형성될 수 있음을 고려한다. 이 장치에서, 확대 섹션(E)은 게이지점에 인접한 평균 크기 필렛(F)으로 복귀한 다음, 확대 섹션 하류(도시 생략)로 복귀한다. 그러나, 도6은 필렛(F)의 확대 섹션(E')이 정확한 프로파일을 가질 때의, 다른 실시예를 도시한다. 양호하게는, 필렛(F)의 확대 섹션(E')의 정확한 프로파일은 타원형이다.

베인 클러스터(101)의 내부 플랫폼에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 베인 클러스터(명료화를 위해 도3 내지 도6에는 도시하지 않음)의 외부 플랫폼에만, 또는 둘 다에 필렛(F)의 확대 섹션(E, E')이 위치할 수 있다.

본 발명은 종래의 설계보다 명백한 이점을 갖는다. 상술된 바와 같이, 각종 유동 이형들은 종래 설계에 영향을 미칠 수 있다. 도7은 코어 가스 유동 상의 말굽 와류의 충격을 설명한다. 말굽 와류는 에어포일(31)의 중간 영역으로부터 플랫폼(33)을 향해서 유체를 당긴다. 이는 더 가열된 코어 가스 유동을 플랫폼(33)으로 이동시킨다. 플랫폼(33)은 에어포일에 존재하는 가열된 가스 유동을 후퇴시키는 것이 가능하지 않다. 결과적으로, 더욱 가열된 코어 가스 유동은 플랫폼(상류 또는 하류)에 인접한 플랫폼 및 구조를 손상시킬 수 있다.

도8은 말굽 와류가 본 발명의 필렛(F)의 확대 섹션(E)에 인접하여 존재하지 않는 것을 도시한다. 말굽 와류 없이, 에어포일(103)의 중간 영역으로부터의 코어 가스 유동은 플랫폼(105)에 접근하지 않는다. 사실, 본 발명의 필렛(F)의 확대 섹션은 역기능을 수행한다. 확대 섹션(E)은 플랫폼(105)에 인접부에서부터 에어포일(103)의 중간 단면으로 유체를 안내한다. 이는 에어포일(103)로 더 냉각된 가스 유동을 이동시킨다.

본 발명은 또한 부수적인 이점을 갖는다. 필렛(F)의 확대 섹션(E)은 인접 에어포일들 사이의 통로 와류의 발전을 지연시키게 한다.

본 발명은 다양한 도면의 양호한 실시예와 관련하여 기재되어졌다. 다른 유사한 실시예가 사용될 수 있고 또는 변형 및 추가가 명세서를 벗어나지 않으면서 본 발명의 동일 기능을 수행하기 위해서 상술된 실시예를 구성할 수 있음이 이해된다. 따라서, 본 발명은 하나의 실시예에 제한되지 않고, 오히려 첨부된 청구범위의 설명에 따라 범위 및 영역이 구성된다.

본 발명에 따르면, 유동 배향 장치 상에서의 열 부하가 감소되고, 가스 유동이 유동 배향 장치의 저온 섹션으로부터 유동 배향 장치의 고온 섹션으로 방향을 취하게 하는 유동 배향 장치 및 방법이 제공된다.

Claims

가스 터빈 엔진에 사용하기 위한 유동 배향 장치이며,

선단 에지, 후단 에지, 흡입측 및 압력측을 갖는 에어포일과,

상기 에어포일에 접하는 벽부와,

상기 에어포일과 벽부 사이에 위치되는 필렛을 포함하고,

상기 필렛은, 상기 흡인측과 상기 압력측을 따라 상기 후미 에지를 향하는 확대 섹션을 상기 선단 에지에 구비하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 에어포일의 상기 흡입측과 상기 압력측은 각각 게이지점을 갖고, 상기 확대 섹션은 상기 게이지점에 인접하여 종결되는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 필렛은 상기 에어포일로부터 소정 거리 연장되고, 최대 거리는 상기 에어포일의 흡입측 상의 상기 확대 섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제3항에 있어서, 상기 에어포일은 정체선을 가지며, 상기 최대 거리는 상기 정체선에 인접하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제3항에 있어서, 최소 거리는 상기 필렛의 수직부에 위치되고, 상기 최대 거리는 상기 최소 거리의 8배인 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 필렛은 상기 벽부로부터 소정 높이로 연장되고, 최대 높이는 상기 에어포일의 흡입측 상의 상기 확대 섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제6항에 있어서, 상기 에어포일은 정체선을 가지며, 상기 최대 높이는 상기 정체선에 인접하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제6항에 있어서, 상기 최대 높이는 상기 필렛의 수직부에 위치되고, 상기 최대 높이는 상기 최소 높이의 10배인 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제6항에 있어서, 상기 에어포일은 날개폭을 갖고, 상기 최대 거리는 상기 날개폭의 30%인 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 확대 섹션은 선형 높이 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 확대 섹션은 아치형 높이 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제1항에 있어서, 상기 확대 섹션은 가변성 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
제12항에 있어서, 상기 확대 섹션은 임의의 경사 불연속성을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 유동 배향 장치.
하나 이상의 플랫폼과,

상기 하나 이상의 플랫폼으로부터 연장되고, 각각이 선단 에지, 후단 에지, 흡입측 및 압력측을 갖는 복수의 에어포일과,

상기 에어포일과 상기 플랫폼의 각각 사이에 위치되는 필렛을 포함하고,

상기 필렛의 각각은, 상기 흡입측 및 압력측을 따라 상기 후단 에지를 향하는 확대 섹션을 상기 선단 에지에 갖는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 에어포일의 흡입측 및 압력측은 게이지점을 각각 가지며, 상기 확대 섹션은 상기 게이지점에 인접하여 종결되는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 필렛은 상기 에어포일로부터 소정 거리 연장되고, 최대 거리는 상기 에어포일의 흡입측 상의 상기 확대 섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제16항에 있어서, 상기 에어포일은 정체선을 가지며, 상기 최대 거리는 상기 정체선에 인접하는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제16항에 있어서, 상기 최대 거리는 상기 필렛의 수직부에 위치되고, 상기 최대 거리는 상기 최소 거리의 8배인 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 필렛은 상기 벽부로부터 소정 높이로 연장되고, 최대 높이는 상기 에어포일의 흡입측 상의 상기 확대 섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제19항에 있어서, 상기 에어포일은 정체선을 갖고 상기 최대 높이는 상기 정체선에 인접한 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제19항에 있어서, 상기 최소 높이는 상기 필렛의 수직부에 위치하고, 상기 최대 거리는 상기 최소 높이의 10배인 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제19항에 있어서, 상기 에어포일은 날개폭을 갖고, 상기 최대 거리는 상기날개폭의 30%인 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 확대 섹션은 선형 높이 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 확대 섹션은 아치형 높이 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제14항에 있어서, 상기 확대 섹션은 가변성 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
제25항에 있어서 상기 확대 섹션은 임의의 경사 불연속성을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 베인 세그먼트.
에어포일의 열 부하를 감소시키는 방법이며,

벽부와 접하는 선단부, 말단부 및 상기 단부들 사이에 위치한 중간부를 갖는 에어포일을 제공하는 단계와,

상기 에어포일의 중간부에 인접한 가스는 상기 에어포일의 선단부 상을 유동하는 가스보다 더 고온인 가스를 상기 에어포일 상으로 유동시키는 단계와,

상기 가스를 상기 에어포일의 선단부로부터 상기 에어포일의 중간으로 배향하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어포일의 열 부하를 감소시키는 방법.
제27항에 있어서, 상기 배향 단계는, 확대 섹션을 갖는 필렛을 상기 에어포일과 벽부 사이에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.