KR20150063950A - 다이아몬드 터뷸레이터를 갖는 터빈 에어포일 냉각 통로 - Google Patents

다이아몬드 터뷸레이터를 갖는 터빈 에어포일 냉각 통로 Download PDF

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조지 리앙
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지멘스 에너지, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은, 터뷸레이터의 전방 부분이 터뷸레이터의 후방 부분의 미러 이미지인 다이아몬드형 구성을 갖는 터뷸레이터를 설명하며, 상기 터뷸레이터는 가스 터빈 엔진의 블레이드에서의 냉각 유동 채널들을 위한 적용을 갖는다. 다이아몬드형 터뷸레이터들의 어레이는 냉각 공기의 유동에 대해 열들에 위치설정되어 열들 중 하나에서 터뷸레이터가 터뷸레이터들 사이에서 유동하는 공기의 유동을 차단하도록 인접한 열에서 2 개의 터뷸레이터들 사이의 갭에 대해 위치설정된다.

Description

다이아몬드 터뷸레이터를 갖는 터빈 에어포일 냉각 통로 {TURBINE AIRFOIL COOLING PASSAGE WITH DIAMOND TURBULATOR}
본 발명은 일반적으로 가스 터빈 엔진(gas turbine engine)의 블레이드(blade)에서 냉각 채널들 내에 난류 기류(turbulent airflow)를 제공하는 터뷸레이터(turbulator)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 가스 터빈 엔진의 블레이드에서 냉각 채널들 내에 난류 기류를 제공하며, 다이아몬드 형상(diamond-shaped) 구조를 갖는 터뷸레이터에 관한 것이다.
신뢰할 수 있고, 가격이 적당하며, 효율적이고 환경적으로 양립적인 발전에 대한 수요를 제공하는 세계의 에너지 요구들은 계속해서 상승하고 있다. 가스 터빈 엔진(gas turbine engine)은 효율적인 전력을 제공하고, 종종 발전소(power plant)의 발전기를 위한, 또는 항공기 또는 선박의 엔진들을 위한 적용을 갖는 하나의 공지된 기계이다. 통상적으로 가스 터빈 엔진은 압축기 섹션, 연소 섹션 그리고 터빈 섹션(turbine section)을 포함한다. 압축기 섹션은 연소 섹션에 압축된 기류를 제공하며 여기서 공기는 천연 가스와 같은 연료화 혼합되고 고온 작업 가스를 생성하기 위해 점화된다. 작업 가스는 터빈 섹션을 통하여 팽창하고 연관된 베인(vane)들에 의해 터빈 섹션 내부의 블레이드들의 열(row)을 가로질러 지향된다. 작업 가스가 터빈 섹션을 통해 통과할 때, 이는 블레이드들이 회전하는 것을 야기하며, 이는 결국 샤프트가 회전하는 것을 야기하며 이에 의해 기계적 작업을 제공한다.
작업 가스의 온도는 긴밀하게 제어되어 특별한 터빈 엔진 설계를 위한 어떠한 미리 정해진 온도를 초과하지 않는데, 이는 높은 온도가 엔진의 터빈 섹션 내의 다양한 부품들 및 구성요소들을 손상시킬 수 있기 때문이다. 하지만, 작업 가스의 온도를 가능한 한 높게 되는 것을 허용하는 것이 바람직한데 이는 작업 가스의 온도가 더 높을수록, 가스의 유동은 더 빨라지고, 이는 엔진의 더 효율적인 작동을 초래하기 때문이다.
특정 가스 엔진 터빈 설계들에서, 압축된 기류의 일부가 터빈 섹션의 특정 구성요소들, 통상적으로 베인들, 블레이드들 및 링 세그먼트(ring segment)들을 위한 냉각을 제공하는데 또한 사용된다. 이러한 구성요소들에 제공될 수 있는 더 많은 냉각 및/또는 더 효율적인 냉각은 구성요소들이 낮은 온도로 유지되는 것을 허용하고, 이로써 작업 가스의 온도는 더 높아질 수 있다. 예컨대, 압축된 가스의 온도를 감소시킴으로써, 부품을 원하는 온도로 유지하는데 더 적은 압축된 가스가 요구되고, 이는 더 높은 작업 가스 온도 및 엔진으로부터의 더 큰 전력 및 효율을 초래한다. 또한, 터빈 섹션의 하나의 위치에서 더 적은 냉각 공기를 사용함으로써, 더 많은 냉각 공기가 터빈 섹션의 다른 위치에서 사용될 수 있다. 하나의 공지된 터빈 엔진 설계에서, 압축된 기류의 80%가 작업 가스를 제공하기 위해 연료와 혼합되고 압축된 기류의 20%가 터빈 섹션 부품들을 냉각시키기 위해 사용된다. 냉각 공기의 온도가 더 낮은 것의 결과로서 더 적은 이러한 냉각 공기가 하나의 특별한 장소에서 사용된다면, 그 후 더 많은 냉각 공기가 증가된 냉각을 위해 터빈 섹션의 다른 영역들에서 사용될 수 있다.
터빈 섹션의 블레이드 내의 사행상(serpentine) 냉각 기류 채널을 제공하는 것이 당분야에 공지되어 있으며, 상기 채널에서 냉각 공기가 블레이드를 나가기 이전에 공기가 전후방 운동으로 하나의 채널 위로 유동하고 인접한 채널 아래로 유동한다. 하나의 공지된 냉각 기류 채널 설계에서, 일련의 특별하게 구성된 터뷸레이터들 또는 트립 스트립들은, 트립 스트립들에 걸쳐 기류가 난류(turbulent)가 되는 것을 유발하는 유동 채널들 내에 위치된다. 트립 스트립(trip strip)에 의해 제공되는 기류에서의 외란(disturbance)은 공기의 국부적 열전달계수를 증가시키며, 이에 따라 냉각 성능을 향상시킨다. 냉각 성능을 더 향상시키기 위해서 트립 스트립들이 개선될 수 있다.
본 발명은, 터뷸레이터의 전방 부분이 터뷸레이터의 후방 부분의 미러 이미지(mirror image)인 다이아몬드형 구성을 갖는 터뷸레이터를 설명하며, 상기 터뷸레이터는 가스 터빈 엔진의 블레이드에서 유동 채널들을 냉각하기 위한 적용을 갖는다. 다이아몬드형 터뷸레이터들의 어레이는 냉각 공기의 유동에 대해 열들에 위치설정되어 열들 중 하나에서 터뷸레이터가 터뷸레이터들 사이에서 유동하는 공기의 유동을 차단하도록 인접한 열에서 2 개의 터뷸레이터들 사이의 갭에 대해 위치설정된다.
본 발명의 부가적인 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 취해진, 이후의 설명 및 첨부된 청구항들로부터 자명해질 것이다.
도 1은 가스 터빈 엔진의 절취된 등각투상도이다.
도 2는 가스 터빈 엔진의 블레이드들의 열(row)로부터 분리되어 내부에 공기 냉각 유동 채널들을 도시하는 하나의 블레이드의 횡단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 블레이드의 3-3 선을 따라 취한 횡단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 블레이드의 유동 채널들 내의 다수의 공지된 왜곡된 트립 스트립(skewed trip strip)들을 도시하는 예시이다.
도 5는 도 4에 도시된 트립 스트립들 중 하나의 횡단면도이다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 블레이드에서의 유동 채널들 내의 일련의 공지된 쉐브론 타입 트립 스트립(Chevron-type trip strip)들을 도시하는 예시이다.
도 7은 도 2 및 도 3에 도시된 블레이드에서의 유동 채널들 내의 공지된 분절식 그리고 왜곡된 트립 스트립(segmented and skewed trip strip)들을 도시하는 예시이다.
도 8은 도 2 및 도 3에 도시된 블레이드의 유동 채널들 내의 다이아몬드형 터뷸레이터(diamond-shaped turbulator)들의 구조를 도시하는 예시이다.
도 9는 도 8에 도시된 터뷸레이터들 중 하나의 측면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 2 개의 인접한 터뷸레이터들의 평면도이다.
가스 터빈 엔진 블레이드에서의 유동 채널들을 냉각하기 위한 다이아몬드형 터뷸레이터에 지향된 본 발명의 실시예들의 하기 논의는, 사실상 단지 예시적이며, 결코 본 발명 또는 본 발명의 적용분야들 또는 용도들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 외부 하우징 또는 케이싱(30) 내에 모두 둘러싸인 압축기 섹션(12), 연소 섹션(14) 및 터빈 섹션(16)을 포함하는 가스 터빈 엔진(10)의 절취된 등각 투상도이며, 여기서 엔진(10)의 작동은 중앙 샤프트 또는 회전자(18)를 회전시키는 것을 유발하며, 이에 의해 기계적 작업을 생성한다. 엔진(10)은 아래에서 논의된 본 발명에 대한 내용을 제공하기 위하여 비제한적인 예시의 방식으로 예시 및 설명된다. 당업자들은, 다른 가스 터빈 엔진 설계들이 또한 본 발명으로부터 유용하게 될 것임을 상정할 것이다. 회전자(18)의 회전은 공기를 압축기 섹션(12) 내로 취입하며, 여기서 압축기 섹션에서 공기는 베인(22)들에 의해 지향되고 블레이드(20)가 회전함으로써 압축되어 연소 섹션(14)으로 전달되고 연소 섹션에서 연료/공기 혼합물이 점화되어 고온 작업 가스를 생성한다. 더욱 상세하게는, 연소 섹션(14)은 다수의 원주방향으로 배치된 연소기(26)들을 포함하며 이 연소기 각각은 분사기(도시 안됨)에 의해 연소기(26) 내로 연료를 수용하고 압축 공기와 혼합되어 점화기(24)에 의해 점화되어 작업 가스를 생성하며, 이 작업 가스는 전이부(transition)(28)에 의해 터빈 섹션(16) 내로 지향된다. 작업 가스는 터빈 섹션(16)에서 원주방향으로 배치된 고정 베인(도시 안됨)들에 의해 지향되어 원주 방향으로 배치된 회전 가능한 터빈 블레이드(34)들을 가로질러 유동하며, 이는 터빈 블레이드(34)들이 회전하는 것을 유발하며, 이로써 회전자(18)를 회전시킨다. 작업 가스가 터빈 섹션(16)을 통해 통과할 때, 이는 출력 노즐(36)을 통한 배기 가스로서 엔진(10)으로부터 출력된다.
원주 방향으로 배치된 고정 베인들의 각각의 그룹은 일 열의 베인들을 형성하고 원주 방향으로 배치된 블레이드(34)들 각각의 그룹은 일 열(38)의 블레이드(34)들을 형성한다. 이러한 비-제한적인 실시예에서, 터빈 섹션(16)은 교대로(in an alternating sequence) 4개의 열(38)들의 회전 블레이드(34)들 및 4개의 열들의 고정 베인들을 포함한다. 다른 가스 터빈 엔진 설계들에서, 터빈 섹션(16)은 터빈 블레이드(34)들의 다소의 열들을 포함할 수 있다. 열 1 블레이드들로서 지칭되는, 터빈 블레이드(34)들의 최전방 열 및 열 1 베인들로서 지칭되는 베인들이 최고 온도의 작업 가스를 수용하고, 여기서 작업 가스가 터빈 섹션(16)을 통하여 유동할 때 이 작업 가스가 감소하는 것에 주목한다.
도 2는 열 2 블레이드를 나타내는 것으로서 의도되는 에어포일(airfoil) 또는 블레이드(40)의 횡단면도이지만 가스 터빈 엔진(10) 내의 열들의 블레이드(34)들 중 어느 하나의 일반적인 표현일 수 있으며, 여기서 블레이드(40)는 아래에서 상세하게 논의되는 냉각 유체 유동 채널들을 포함한다. 도 3은 도 2에서 라인 3-3을 따른 블레이드(40)의 횡단면도이다. 블레이드(40)는 당업자에 의해 용이하게 이해되는 방식으로 블레이드(40)가 회전자(18)에 단단히 장착되는 것을 허용하도록 구성되는 부착 부분(42)을 포함한다. 블레이드 플랫폼(44)은 부착 부분(42)의 말단부에 제공되고 블레이드(40)의 테이퍼진 에어포일 부분(46)의 시작을 형성한다.
에어포일 부분(46)은 외부 하우징(48) 및 다수의 내부 리브(50, 52, 54, 56 및 58)들을 포함하고, 이 리브들은 외부 하우징(48)과 리브(50) 사이에서 채널 부분(62), 리브(50, 52)들 사이에서 채널 부분(64), 및 리브(52, 54)들 사이에서 채널 부분(66)을 포함하는 사행상 유동 채널(60)을 규정한다. 공기는 부착 부분(42) 내의 입력 개구(70)를 통해 블레이드(40) 내로 유동하고, 채널 부분(62)에 진입하며 하우징(48)의 단부 부분(78)을 향해 유동하며, 여기서 기류의 일부는 단부 부분에서 오리피스(80)를 통해 유동 채널 부분(62)을 나간다. 이후, 공기는 커버 플레이트(74)에 의해 커버되는 개구를 갖는 부착 부분(42)에서 챔버(72) 내로 채널 부분(64)을 통해 블레이드(40) 아래로 역으로 유동한다. 이후, 공기는 블레이드(40)의 단부 부분(78)에서 채널 부분(66)을 통해 그리고 오리피스(76)들을 통해 블레이드(40) 위로 역으로 유동한다. 리브(54)는 공기의 일부가 리브(54 및 56)들 사이의 부딪침 채널(impingement channel)(84) 내로 유동하는 것을 허용하는 오리피스(82)들의 어레이(array)를 포함하며, 리브(56)는 공기가 리브(56 및 58)들 사이에서 채널(88) 내로 유동하는 것을 허용하는 오리피스(86)들의 어레이를 포함하며, 리브(58)는 공기를 리브(58)와 외부 하우징(48) 사이의 부딪침 채널(94) 내로 유동하는 것을 허용하는 오리피스(92)들의 어레이를 포함한다. 외부 하우징(48) 내의 오리피스(96)들의 어레이는 공기가 블레이드(40)의 밖으로 유동하는 것을 허용한다. 명백한 바와 같이, 공기가 하나의 채널로부터 다음 채널을 가로질러 후속하는 채널 내로 직접 유동하지 않도록 리브(54, 56 및 58)들 내의 오리피스(82, 86 및 92)들이 서로에 대해 스태저링된다. 이는 오리피스들 중 하나를 통하여 유동하는 공기가 다음 채널 내의 리브의 섹션과 충돌하게 하여 또한 냉각 효과를 증대시키는 난류를 형성한다. 특히, 이러한 기류 효과는 채널(84, 88 및 94)들의 내부에 또한 효과적인 냉각을 위해 난류를 제공하는 소용돌이들(vortices)을 생성한다.
도 2에서 도면 부호(100)로서 일반적으로 표시된 채널 부분(62, 64, 66)들의 내부 벽들에 장착된 터뷸레이터들 또는 트립 스트립들의 구성을 제공하는 것이 당분야에 공지되어 있다. 이하 논의는 먼저, 본 발명에 따른 트립 스트립들의 새로운 구성의 논의가 후속되는 공지된 트립 스트립(여기서, 도면 부호(100)는 도 2에서 모두를 나타내는 것으로 의도됨)들을 설명할 것이라는 점에 주목한다. 당분야에 공지된 바와 같이, 이러한 목적을 위한 트립 스트립은 냉각 공기의 유동에 대해 횡단 방향으로 블레이드(40)의 외부 하우징(48)의 내부 표면에 형성된 금속 스트립이다. 이러한 설계에서, 트립 스트립(100)들은 왜곡된 트립 스트립(skewed trip strip)들로서 도시되며, 트립 스트립들은 냉각 공기의 유동 방향에 대해 약간 각진다. 대안적인 일 실시예에서, 트립 스트립(100)들은 공기의 유동 방향에 대해 수직할 수 있다. 왜곡된 트립 스트립들은 때때로 수직한 트립 스트립들 위에 적용되어 트립 스트립이 더 길어지는 것을 허용하며, 이는 더 큰 난류 기류를 제공한다.
도 4는 채널 부분(62)의 부품을 도시하는 블레이드(40)의 일부분의 예시이다. 이러한 예시는 리딩 에지(leading edge)(122) 및 트레일링 에지(trailing edge)(124)를 각각 포함하는 3 개의 공지된 왜곡된 트립 스트립(120)들을 예시한다. 도 5는 트립 스트립(120)들 중 하나의 횡단면도이다. 공기가 도 4의 상방으로 트립 스트립(120)을 가로질러 유동함에 따라, 트립 스트립(120)은 냉각 공기의 열경계층을 트립하며, 트립 스트립은 리딩 에지(122)로부터 트레일링 에지(124)까지 트립 스트립(120)의 길이를 따라 공기 소용돌이(126)를 생성한다. 트립 스트립(120) 위의 그리고 둘레의 기류는 도 5에서 화살표들에 의해 나타낸다. 트립 스트립(120)들의 구성 및 배향은 공기 소용돌이(126)의 나선형 형태(formation)가 리딩 에지(122)로부터 트레일링 에지(124)까지의 크기를 증가시키는 것, 즉 직경을 증가시키는 것을 유발한다. 소용돌이(126)의 크기가 증가함에 따라, 공기는 난류가 적어지게 되며, 이는 그의 냉각 효율을 감소시킨다. 특히, 소용돌이(126)가 트립 스트립(120)의 전체 길이를 따라 전파함에 따라, 경계층은 계속해서 방해받게 되거나 두꺼워지게 되며, 나중에 경계층의 트립핑 효과가 계속해서 덜 효과적이 된다. 이러한 경계층 성장의 최종적인 결과, 열전달 증가(heat transfer augmentation)가 상당히 감소된다. 보다 자세하게는, 기류가 트립 스트립(120)의 리딩 에지(122)에 부딪치고 소용돌이(126)가 생성됨에 따라, 기류의 그 부분을 위한 경계층이 트립 스트립(120)의 트레일링 에지(124)에 도달하는 시간까지, 소용돌이(126)는 트립 스트립(120) 상에 이미 존재하며, 이들 방향들에서의 기류의 조합이 소용돌이(126)의 크기를 증가시키며, 이는 기류를 트립시키는 트립 스트립(120)의 능력을 감소시킨다.
도 6은 도 4에 도시된 예시와 유사한 채널 부분(62)의 일 부분을 도시하는 블레이드(40)의 부분의 예시이며, 여기서 냉각 유동은 상방 방향이다. 이 예시는 도시된 바와 같이 대향 방향으로 배향된 그 사이에 갭(136)을 규정하는 대향의 그리고 왜곡된 트립 스트립 섹션(132, 134)들을 각각 포함하는 공지된 일련의 쉐브론 타입 트립 스트립(130)들을 도시하며, 트립 스트립 섹션(132, 134)들의 각각은 리딩 에지(138) 및 트레일링 에지(140)를 포함한다. 상기와 같이, 각각의 트립 스트립 섹션(132, 134)은 리딩 에지(138)로부터 트레일링 에지(140)까지 이동하는 공기 소용돌이(142)를 발생시킨다. 갭(136)을 통해 섹션(132, 134)들 사이의 기류는, 소용돌이(142)와 상호작용하며, 이는 2 개의 트립 스트립 섹션(132, 134)들의 트레일링 에지(140)들의 연결부(junction)에서 2 개의 두꺼운 경계층들을 형성하며, 이는 냉각 효율성을 감소시킨다.
소용돌이(142)들의 상호작용은, 왜곡된 쉐브론 타입 트립 스트립(150)을 일련의 섹션(152)들 내로 증가시킴으로써 제거될 수 있으며, 각각의 리딩 에지(154) 및 트레일링 에지(156)를 포함하고, 도 7에 도시된 바와 같이 관통을 통해 유동하도록 그 사이에서 공기를 냉각하기 위해 다중 갭(160)들을 제공하는 각각 공기 소용돌이(158)를 발생시킨다. 이러한 쉐브론 구성들 중 어느 하나에 관계없이, 소용돌이들에 의해 빌드업된 두꺼운 경계층이 유입하는 냉각 유동에 의해 트립핑 효과를 여전히 감소시키며, 이에 따라 트립 스트립을 따른 열전달 증가를 감소시킨다.
본 발명은 공기 소용돌이들의 빌드업에 의해 야기되는 두꺼운 경계층을 제거하는 트립 스트립(100)을 위한 새로운 구성을 제안한다. 도 8은 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 예시들과 유사한 채널 부분(62)의 일 부분을 도시하는 블레이드(40)의 일 부분의 예시이며, 여기서 냉각 유동은 상방이다. 이러한 새로운 설계에서, 트립 스트립(100)은 다이아몬드형 터뷸레이터(170)들로서 구성되며, 여기서, 각각의 터뷸레이터(170)는 포인티드 피크(pointed peak)(174), 리딩 에지(176) 및 트레일링 에지(178)를 갖는다. 터뷸레이터(170)들의 다이아몬드 형상은, 서로 미러 이미지들인 터뷸레이터(170)들의 전방측 및 후방측을 제공한다.
도 9는 터뷸레이터(170)들 중 하나의 측면도를 도시하며, 도 10은 2 개의 인접한 터뷸레이터(170)의 평면도를 도시하며, 이들 양자는 터뷸레이터(170)들 둘레 기류를 도시하며, 여기서 화살표들은 터뷸레이터(170)들 위 그리고 둘레 공기의 유동을 묘사한다. 터뷸레이터(170)들은 열(row)(172)들로 배열 또는 구성되며, 여기서 터뷸레이터(170)들은 그 사이에 갭(180)들을 형성하도록 이격된다. 터뷸레이터(170)들의 열(172)들은, 열(172)들 중 하나에서의 터뷸레이터(170)가 도시된 바와 같이 인접한 열(172)에서 2 개의 인접한 터뷸레이터(170)들 사이에서 갭(180)에 대해 위치설정되도록 구성된다. 이에 따라, 하나의 열(172)에서의 터뷸레이터(170)들 중 2 개 사이에서 기류는, 이로부터 하류에 있는 다음 열에서 터뷸레이터(170)와 상호작용한다. 터뷸레이터(170)들은 터뷸레이터(170)의 리딩 에지(176)로부터 터뷸레이터(170)의 중간 지점으로 터뷸레이터(170)의 길이를 따라 높이 및 폭이 증가하도록 구성된다.
작동시, 냉각 유동은 터뷸레이터(170)의 전방 부분 또는 리딩 에지(176)에 의해 트립되며, 이는 상방 "스키 점프(ski jump)"를 형성하며, 여기서 기류는 외측방으로 확산하며(spread) 터뷸레이터(170)의 길이를 따라 구른다(roll). 터뷸레이터(170)에 걸쳐 새롭게 형성된 상부 유동이 계속됨에 따라, 트립된 냉각 유동은, 채널 벽에 다시 부착될 것이며, 이에 따라 다시 부착된 장소에서 매우 높은 열전달 계수를 생성한다. 후방 카운터 공기 소용돌이(182)는 터뷸레이터(170)의 후방 부분 상에서 형성되며, 이는 추가로 난류 레벨을 향상시키며 채널 벽을 따라 높은 열전달 계수를 연장한다. 터뷸레이터(170)들은 터뷸레이터(170)를 따라 유입하는 냉각 유동에 의해 새롭게 형성된 소용돌이들과 오래된 소용돌이들 사이의 모든 공기 소용돌이들의 상호작용을 제거하며, 이로써 경계층을 트립핑하는 훨씬 더 효율적인 방식을 형성하고 훨씬 더 높은 열전달 증가를 유도한다. 게다가, 터뷸레이터(170)들의 엔드 라인(end line) 배열을 위해, 2 개의 이산된 다이아몬드형 터뷸레이터(170)들 사이의 수렴 및 발산하는 갭(180)들은, 개구를 통해 냉각 유동 채널이 새로운 경계층을 생성하는 것을 허용한다. 이러한 새롭게 형성된 경계층이 발산하는 개구에 의해 형성됨에 따라, 터뷸레이터(170)에 의해 생성된 공기 소용돌이들의 쉐어링 오프(shearing-of) 효과가 발생한다.
전술한 논의는 본 발명의 단지 예시적인 실시예들을 개시하고 설명한다. 당업자는 이러한 논의로부터, 그리고 첨부된 도면들 및 청구항들로부터 다양한 변경예들, 수정예들 및 변동예들이 이후의 청구항들에 규정된 것과 같은 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 그 안에서 이루어질 수 있는 것을 즉시 인지할 것이다.

Claims (18)

  1. 가스 터빈 엔진용 블레이드로서,
    엔클로저(enclosure)를 규정하는 외부 하우징 벽;
    상기 엔클로저 내에서 블레이드의 길이의 적어도 일 부분을 연장하고 냉각 기류가 상기 엔클로저의 선단부로부터 말단부로 유동하는 것을 허용하는 하나 이상의 유동 채널을 규정하는 복수의 리브(rib)들; 및
    각각 피크(peak)를 가지며 외부 하우징 벽의 내측 표면에 형성되며 유동 채널 내로 연장하는 이격된 복수 개의 다이아몬드형 터뷸레이터(diamond-shaped turbulator)들로서, 상기 복수 개의 다이아몬드형 터뷸레이터들은 하나의 열(row)의 터뷸레이터가 인접한 열의 인접한 터뷸레이터들 사이의 갭(gap)에 대해 위치설정되는 열들의 어레이(array)에 형성되는,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터의 전방 부분은 각각의 터뷸레이터의 후방 부분의 미러 이미지(mirror image)인,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터는 포인티드 피크(pointed peak)를 포함하는,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 가스 터빈 엔진의 터빈 섹션에서 블레이드들의 제 2 열의 부품인,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터는 금속으로부터 형성되는,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유동 채널은 사행상 유동 채널(serpentine flow channel)인,
    가스 터빈 엔진용 블레이드.
  7. 냉각 유동 채널에서 난류식(turbulated) 기류를 형성하기 위한 다이아몬드형 터뷸레이터로서,
    상기 터뷸레이터는 포인티드 피크를 규정하는 다이아몬드 형상을 가지며, 상기 터뷸레이터의 전방 부분 및 터뷸레이터의 후방 부분은 서로 미러 이미지들인,
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는 냉각 채널에서 열들에 배열된 터뷸레이터들의 어레이의 부품이며, 하나의 열의 터뷸레이터는 인접한 열에서 인접한 터뷸레이터들 사이의 갭에 대해 위치설정되는,
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각 유체 유동 채널이 가스 터빈 엔진용 블레이드 내에 제공되는,'
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블레이드는 가스 터빈 엔진의 터빈 섹션에서 블레이드들의 제 2 열의 부품인,
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉각 유체 유동 채널은 사행상 유동 채널인,
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는 금속으로부터 형성되는,
    다이아몬드형 터뷸레이터.
  13. 가스 터빈 엔진으로서,
    외부 하우징;
    압축된 기류를 발생시키도록 작동가능한 압축기 섹션;
    상기 압축된 기류의 연소 부분을 수용하는 압축기 섹션과 유체 연통되고 상기 압축된 기류의 연소 부분과 연료를 혼합하고 상기 혼합물을 연소시켜 고온 작업 가스를 생성하는, 연소 섹션; 및
    상기 연소 섹션과 유체 연통되고 고온 작업 가스를 수용하고, 복수의 열들의 베인들 및 복수의 열들의 블레이드들을 포함하는, 터빈 섹션을 포함하며,
    블레이드들의 적어도 일부가 엔클로저를 규정하는 외부 하우징 벽, 냉각 기류가 상기 엔클로저의 선단부로부터 말단부로 유동하는 것을 허용하는 하나 이상의 유동 채널을 규정하는 복수의 리브들, 및
    각각 피크를 가지며 외부 하우징 벽의 내측 표면에 형성되며 유동 채널 내로 연장하는 복수 개의 이격된 다이아몬드형 터뷸레이터들로서, 상기 복수 개의 이격된 다이아몬드형 터뷸레이터들은 일 열의 터뷸레이터가 인접한 열의 인접한 터뷸레이터들 사이 갭에 대해 위치 설정되는 열들의 어레이에 형성되는,
    가스 터빈 엔진.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터의 전방 부분은 각각의 터뷸레이터의 후방 부분의 미러 이미지인,
    가스 터빈 엔진.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터는 포인티드 피크를 포함하는,
    가스 터빈 엔진.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 블레이드들의 적어도 일부는 터빈 섹션에서 블레이드들의 제 2 열의 부품인,
    가스 터빈 엔진.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 터뷸레이터는 금속으로부터 형성되는,
    가스 터빈 엔진.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유동 채널은 사행상 유동 채널인,
    가스 터빈 엔진.
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