KR20170015234A - 터보-엔진 부품 - Google Patents

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KR20170015234A
KR20170015234A KR1020160096602A KR20160096602A KR20170015234A KR 20170015234 A KR20170015234 A KR 20170015234A KR 1020160096602 A KR1020160096602 A KR 1020160096602A KR 20160096602 A KR20160096602 A KR 20160096602A KR 20170015234 A KR20170015234 A KR 20170015234A
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coolant discharge
duct
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KR1020160096602A
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왜르그 크뤼켈스
허베르트 브란들
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안살도 에네르기아 아이피 유케이 리미티드
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Abstract

본원은 벽(100)을 포함하는 터보-엔진 부품에 관한 것이며, 상기 벽(100)은 고온 가스측 표면(110)과 냉각제측 표면(120)을 포함한다. 적어도 하나의 냉각제 방출 덕트(210)는 상기 벽(100)에 제공되며, 냉각제 토출구(214)에서 고온 가스측 표면(110)으로 개방된다. 냉각제 흐름 방향은 냉각제 방출 덕트(210)의 내부로부터 토출구(214) 쪽으로 형성되고, 상기 냉각제 방출 덕트(210)는 부가로 벽(100) 내부에 제공된 구획 표면에 의해 구분된다. 냉각제 방출 덕트(210)는 제 1 횡단면 방향 및 제 2 횡단면 방향을 갖는다. 냉각제 방출 덕트(210)는 블라인드 공동이고 그리고 냉각제측 표면(120) 쪽으로 폐쇄되며, 제 1 횡단면에서 측정된 냉각제 방출 덕트(210)의 치수는 냉각제 흐름 방향으로 감소한다.

Description

터보-엔진 부품{TURBO-ENGINE COMPONENT}
본 발명은 청구항 1에 기재된 바와 같은 터보-엔진 부품에 관한 것이다.
당업계에서는 소위 필름 냉각(film cooling)을 통해 터보-엔진의 열 부하 부품을 냉각하는 기술이 공지되어 있다. 전형적인 예는, 블레이드, 베인, 플랫폼 및 고온 가스 경로 내의 다른 부품들, 특히 제 1 팽창 터빈 단(stage)의 고온 가스 경로 내의 부품들이, 엔진이 작동할 때 노출되는 부품에 대한 상당한 기계적 응력을 고려하는 경우에는 더해지는, 부품들에 사용된 재료의 허용 온도를 초과하는 온도인 고온의 가스 흐름에 노출되는, 가스 터빈 엔진의 팽창 터빈에서 찾을 수 있다.
필름 냉각을 적용하는 데 있어서, 상대적으로 더 차가운 냉각 유체의 층이 고온 작업 유체의 흐름부에 노출되는 부품들의 표면을 따라 흐르게 제공된다.
부품 표면에 필름 냉각 유체를 제공하기 위해, 부품의 고온 가스 노출 벽의 고온 가스 노출 표면으로 개방되는 상기 부품의 벽에, 덕트가 제공된다. 상기 덕트는 상기 벽의 고온 가스 노출 표면 또는 고온 가스측 표면의 수직선에 대하여 경사진다. 덕트는, 상기 필름 냉각 유체의 층을 제공하도록, 예를 들어 작업 유체의 방향과 평행하고 그리고 고온 가스 노출 표면에 접하는 속도 성분으로 필름 냉각 유체를 방출하는 것과 같이 특별하게 상기 부품을 따라 흐르는 작업 유체의 주 방향으로 경사져 있다. 냉각 효과는 고온 가스 노출 표면에 냉각 유체의 분포가 균일할수록 냉각 효과도 균일해진다. 상기 분포는 구멍을 많이 사용할수록 더 균일하게 분포된다. 만일 구멍 대신에 슬롯이 제공되는 경우에는 더욱 향상된다. 그러나, 기본적으로 필름 냉각제 방출 덕트의 개수는 제한된다. 한편, 냉각제 사용량은 예를 들어 전체 엔진의 성능 및 효율에 부정적인 영향을 주지 않도록 하기 위해, 제한 할 필요가 있다. 다른 한편, 많은 수의 냉각제 방출 덕트는, 특히 부품의 벽을 완전히 관통한 덕트의 경우에는, 구조적 무결성을 손상시킬 수 있다.
US 2001/0016162는 벽 내부에 제공된 냉각제 공급 경로와 유체 연통하는 비관통 냉각제 방출 덕트를 제안했다. 냉각제 공급 경로는 인접 벽 냉각 덕트(near wall cooling duct)를 포함한다. 인접 벽 냉각 덕트에서는, 역류 대류 냉각이 이루어진다. 따라서, 터보-엔진 부품의 고온 가스 노출 표면의 온도 분포가 더 균일하게 된다.
US 7,766,618은 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 연장되는 슬롯 길이 방향을 가진 슬롯으로 냉각제 방출 덕트를 제공하는 것을 제안했다. 또한, 냉각제 방출 덕트는 블라인드 공동들(blind cavities)로 형성되고, 벽의 냉각제 측으로 폐쇄된 것이다. 다수의 냉각제 방출 덕트는, 주 작업 유체의 흐름 방향을 가로질러 배향된 세로축에 공통 냉각제 방출 슬롯을 제공하도록 고온 가스 노출 표면에서 연결된다. 따라서, 그것은 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 고온 가스 노출 표면 위에서 분산된 냉각제 흐름을 달성할 것으로 예상된다. 그러나, 냉각제 방출 덕트가 고온 가스 노출 표면에 바로 인접하여 연결될 때, 여전히 고온 가스 측면에서는 매우 불균일한 냉각제 분포를 제안한 것이다.
본 발명의 목적은 필름 냉각 특징을 나타내는 터보-엔진 부품을 제공하는 것이다. 일 양태에서, 부품의 냉각 개선이 이루어지고, 다른 양태에서는, 냉각제를 효과적으로 사용하도록 제공된다. 또 다른 양태에서는, 터보-엔진 부품의 고온 가스 노출 벽에서 더 균일한 냉각 및 온도 분포가 이루어질 수 있다. 또 다른 양태에서, 냉각제가 고온 가스 노출 표면 및 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 분포하여 개선된다. 또 다른 양태에서, 필름 냉각 특징이 예컨대 부품의 구조적 일체성을 손상시키지 않는 것과 같이 충분한 재료를 유지하게 제공된다.
또한, 효과와 개시된 발명의 이점은 명시적인 언급 여부와 상관없이, 아래에 제공된 개시내용의 관점에서 볼 때 명백해질 것이다.
본 발명은 청구항 1에 기재된 기술구성으로 달성되며, 이하에 설명된다.
따라서, 개시된 기술내용은 터보-엔진 부품이 벽을 포함하고, 상기 벽은 고온 가스측 표면과 냉각제측 표면을 포함하며, 적어도 하나의 냉각제 방출 덕트가 상기 벽에 제공되며 냉각제 토출구에서 고온 가스측 표면으로 개방된 것이다. 냉각제 방출 덕트의 냉각제 흐름 방향은 냉각제 방출 덕트의 내부로부터 토출구를 향해 형성된다. 냉각제 방출 덕트는 벽의 내부 표면으로 제공된 덕트의 구획 표면에 의해 구분된다. 냉각제 방출 덕트는 제 1 횡단면 방향 및 제 2 횡단면 방향을 갖는다. 특히, 제 1 및 제 2의 횡단면 방향은 서로 수직 할 수 있다. 또한, 횡단면 방향은 상기 정의된 바와 같은 냉각제 흐름 방향을 가로질러 특히 적어도 기본적으로 수직적인 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 특히, 상기 횡단면 방향은 냉각제 방출 덕트의 유로 단면적을 확장할 것임을 이해할 수 있을 것이다. 냉각제 방출 덕트는 블라인드 구멍이며, 냉각제측 표면 쪽으로 폐쇄된다. 냉각제 방출 덕트의 치수는 냉각제 방출 덕트를 가로질러 측정되며, 제 1 횡단면 방향으로 냉각제 흐름 방향으로 감소한다. 즉, 냉각제 흐름 방향에서 냉각제 방출 덕트는 제 1 횡단면 방향으로 냉각제 방출 덕트를 가로질러 측정된 냉각제 방출 덕트의 치수를 고려하면, 테이퍼진다. 냉각제가 방출되는 냉각제 방출 덕트의 흐름 단면의 윤곽은 방출 냉각제의 유동 영역에 영향을 미칠 수 있는 능력을 제공한다. 예를 들어, 부품의 고온 가스 노출 표면에 대한 냉각제 방출 흐름의 보다 균일한 분포를 달성할 수 있다.
다른 실시예에서, 냉각제 방출 덕트를 가로질러 제 1 횡단면 방향으로 측정된 냉각제 방출 덕트의 치수는 냉각제 흐름 방향으로 감소하고, 그리고 냉각제 방출 덕트를 가로질러 제 2 횡단면 방향으로 측정된 냉각제 방출 덕트의 치수는 냉각제 흐름 방향으로 증가한다. 즉, 냉각제 흐름 방향에서 냉각제 방출 덕트는 제 1 횡단면 방향으로 냉각제 방출 덕트를 가로질러 측정된 냉각제 방출 덕트의 치수를 고려하면, 테이퍼 지고 그리고 냉각제 방출 덕트를 가로질러 제 2 횡단면 방향으로 측정된 냉각제 방출 덕트의 치수를 고려하면, 넓어진다.
냉각제 방출 덕트의 입체 윤곽을 제공하여서 고온 가스측 표면으로 그로부터 방출되는 냉각제의 흐름 영역을 조정할 수 있다. 흐름이 균일하게 고온 가스측 표면상의 방전 위치에 덕트의 광폭 치수에 걸쳐 분포되도록 냉각제 방출 덕트의 윤곽이 선택될 수 있다. 특히, 윤곽은 냉각제 방출 덕트로부터 유출 시 방출 냉각제의 균일한 속도 분포가 제 2 횡단면 방향을 따라 이루어 지도록 선택될 수 있다. 차례로 제 1 방향으로 냉각제 방출 덕트의 테이퍼 형상은, 제 2 방향으로 넓어지면서 냉각제 방출 덕트로부터 나오는 냉각제의 평균 속도를 조정하는 역할을 한다. 일 횡단면 방향으로 냉각제 방출 덕트를 테이퍼 지게 하고 다른 횡단면 방향으로 확대하는 상기 협력 동작은 따라서 흐름 단면적을 조정하는 역할을 할 수 있다. 벽을 완전히 관통하지 않는 블라인드 공동으로 냉각제 공급 덕트를 제공하여 기계적 강도를 향상시키고, 부품의 구조적 무결성을 유지하고, 서비스 수명을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 냉각제 방출 채널이, 본원의 명세서의 프레임에서 냉각제측 표면까지 고온 가스측 표면으로부터 벽을 완전히 관통하지 않는 것으로 이해되는 비관통한다는 사실로 인해서, 충분한 재료가 비교적 대형의 횡단면 냉각제 방출 덕트에 보유된다. 또한, 치수가 냉각제 방출 덕트 형상의 덕분으로 다른 횡단면 방향으로 감소시키면서 일 횡단면 방향을 따라서는 증가하여서, 재료의 강도의 감소가 피크 응력을 초래할 수 있는 국부적인 집중이 이루어지지 않으면서, 대용량으로 분포될 수 있다.
또한, 냉각제 방출 덕트는 방출되는 냉각제 흐름을 위해 냉각제 방출 덕트에 의해 제공되는 흐름 단면적이 냉각제 흐름 방향으로 감소하게 형성될 수 있다. 즉, 냉각제 흐름 방향으로 냉각제 흐름을 위한 냉각제 방출 덕트 횡단면 흐름 영역이 테이퍼 진다. 냉각제 흐름은 냉각제 방출 덕트에서 가속된다. 냉각제 방출 덕트의 윤곽 구획 표면으로부터 냉각제 방출 흐름의 분리 흐름을 효과적으로 회피할 수 있다.
터보-엔진 부품의 특정 실시예에서, 제 1 횡단면 방향은 벽의 고온 가스 측에서 주 작업 유체 흐름 방향으로 연장된다. 부품이 특정 용도를 대상으로 하고, 따라서 주 작업 유체 흐름 방향이 부품 및/또는 고온 가스 노출 벽의 바람직하게 정의된 방향인 것을 이해할 수 있을 것이다. 상기 부품은, 예를 들어, 한정적이지 않은 기재로서, 블레이드, 베인, 에어 포일, 플랫폼, 방열 장치 등을 포함하며, 독특한 방식으로 의도된 주 작업 유체 흐름 방향과 관련된 공기역학적인 형상 및/또는 고정 수단을 갖는다.
다른 양태에서, 상기 냉각제 토출구는 제 2 횡단면 방향을 따라 제공되는 슬롯의 세로방향 연장부를 가진 슬롯이다. 상기 슬롯은 직선 또는 곡선적 일 수 있음에 주목해야 한다. 이런 관점에서, 냉각제는 슬롯을 통해, 슬롯으로부터 유출되며 제 2 횡단면 방향을 따라 연장되는 얇은 냉각제 층의 형태로 배출된다. 특히, 제 2 횡단면 방향이 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 배향되거나 또는 제 1 횡단면 방향이 주 작업 유체 흐름 방향을 따라 배향되는 실시예에서, 유출 냉각제의 층은 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 제공되어서, 따라서 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 더 균일한 냉각제 층을 생성한다.
냉각제 방출 덕트는 비스듬하게 경사지거나, 또는 다른 양태에서는, 제 1 각도로 고온 가스측 표면의 수직선에 대하여 경사질 수 있다. 따라서, 냉각제 흐름 방향은 상술한 바와 같이 필름 냉각을 지원하는, 벽의 고온 가스측 표면에 대해 접선 방향으로 배향된 방향 성분을 갖는다. 다른 양태에서, 냉각제 방출 덕트로부터 방출된 냉각제는 벽의 고온 가스측 표면에 평행하게 배향된 속도 성분을 갖는다. 냉각제 방출 덕트의 방향은 그 축에 의해 한정될 수 있다. 다른 관점에서, 상기 냉각제 방출 덕트의 구획 표면의 방향은 상기 방향을 한정하고 그리고 차례로 상기 경사를 한정하는 것으로 정의할 수 있다. 또 다른 관점에서, 상기 냉각제 방출 덕트의 구획 표면의 평균 방향은 상기 방향을 한정하고 그리고 차례로 상기 경사를 한정하는 것으로 정의할 수 있다. 따라서, 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면(lateral delimiting surface)은 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 배치된 제 1 표면 섹션과 벽의 냉각제측 표면 쪽으로 배치된 제 2 표면 섹션을 포함한다.
경사는 특정 실시예에서 제 1 횡단면 방향 및 수직선에 의해 형성된 평면에 제공될 수 있다. 따라서, 제 1 각도는 제 1 횡단면 방향 및 수직선에 의해 형성된 평면에 위치하는 것으로 정의할 수 있다. 특히 냉각제 토출구가 냉각제 방출 덕트의 제 2 횡단면 방향을 따라 배향되는 슬롯의 긴 길이 측을 가진 슬롯인 실시예들과 관련하여, 냉각제 층은 필름 냉각을 부가로 지원하는, 고온 가스측 표면 쪽으로 경사진 층의 평평한 표면에 방출된다.
다른 실시예에서, 상기 경사는 냉각제 흐름 방향을 따라 부품의 주 작업 유체 흐름 방향을 하류 흐름으로 향하게 할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 각도는 주 작업 유체의 흐름 방향 및 수직선에 의해 형성된 평면에 배치되는 것으로 정의할 수 있다. 또한 이 경우에는, 다른 관점에서, 고온 가스측 표면을 따라 또는 접선적으로 냉각제 방출 덕트의 배향 또는, 냉각제 방출 덕트가 경사지는 방향이, 주 작업 유체 흐름 방향을 형성하는 것으로 정의할 수 있다. 본 실시예에서 냉각제 방출 덕트로부터 배출되는 냉각제는 주 작업 유체 흐름 방향의 하류 흐름 방향 쪽으로 경사진다. 즉, 방출된 냉각제 흐름은 주 작업 유체 흐름 방향과 평행한 속도 성분과 적어도 배향된다. 특히 냉각제 토출구가 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 배향된 슬롯의 긴 길이 측과, 슬롯으로 제공되는 실시예에서, 냉각제의 층은 효과적으로 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 분산된다. 이 경우에는 냉각제 방출 덕트의 제 1 구획 표면 섹션이 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 상류에 배치되고, 제 2 구획 표면 섹션은 벽의 냉각제측 표면 쪽으로 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 하류에 배치되는 것으로 정의할 수 있다.
터보-엔진 부품의 또 다른 실시예에서, 냉각제 방출 덕트는 구획 표면에 의해 구분되며, 상기 구획 표면은 고온 가스측 표면 쪽으로 배치된 제 1 표면 섹션과 냉각제측 표면 쪽으로 배치된 제 2 표면 섹션을 포함하고, 제 1 및 제 2 표면 섹션들 중 적어도 하나는 평평한 표면 섹션을 포함한다. 상기 실시예는 슬롯 형상의 냉각제 토출구를 지지하며 그 제공을 용이하게 한다.
본원에 기술된 터보-엔진 부품의 또 다른 실시예에서, 상기 부품은 부가로 벽에 제공되고 냉각제 방출 덕트와 유체 연통하는 냉각제 공급 경로를 포함하며, 상기 냉각제 공급 경로는 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면에서 제로가 아닌(nonzero) 각도로 상기 냉각제 방출 덕트와 연결된다. 상기 냉각제 공급 경로를 통해, 냉각제는 냉각제 방출 덕트에 공급될 수 있으며, 상기 냉각제 공급 덕트는 벽의 냉각제 측으로 폐쇄되어 제공된다. 특히, 냉각제 공급 경로로부터 냉각제 방출 덕트로 흘러가는 냉각제는 대향 구획 표면 섹션의 충돌 냉각을 수행하는 것과 같이 냉각제 공급 경로로부터 냉각제 방출 덕트로 배출될 수 있다. 특정 실시예에서, 제로가 아닌 각도는 적어도 약 90°일 수 있고, 상기 냉각제 공급 경로가 냉각제 방출 덕트와 연결되는 표면과 관련하여, 또는 냉각제를 토출하는 방향과 관련하여서는 특별히 70도 또는 그 보다 더 클 수 있다. 냉각제 공급 경로는 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 하류 측에 배치된 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면 섹션에 제공된 개구를 통해 냉각제 방출 덕트와 연결될 수 있다. 이것은 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 상류 측에 배치된 냉각제 방출 덕트의 표면 섹션의 충돌 냉각을 지원한다. 구체적으로 설명하면, 냉각제 공급 경로는 냉각제 방출 덕트의 상기 냉각제 방출 흐름 방향에 대하여 블라인드 단부 또는 상류 단부로부터 소정 거리에서 상기 냉각제 방출 덕트와 연결할 수 있다. 이것은 냉각제 공급 경로로부터 냉각제 방출 덕트로의 충돌 냉각 프리 제트를 가능하게 하여 냉각제가 충돌하는 표면에 보다 균일한 전파가 이루어지게 한다. 냉각제 공급 경로, 또는 그를 통해 냉각제 방출 덕트가 냉각제 공급 경로와 연결되는 노즐은, 냉각제 흐름 방향으로 일정 크기를 갖고, 또는 특정 실시예에서는 직경의 크기를 갖는다. 상기 냉각제 공급 개구의 하부 또는 상류 에지는 냉각제 방출 덕트의 블라인드 또는 상류 단부로부터 일정 거리로 이격지고, 상기 거리는 특정 실시예들에서 상기 냉각제 공급 개구의 크기 또는 직경의 50% 이상 이며, 다른 실시예에서는 냉각제 공급 개구의 크기 또는 직경의 70% 이상 이다. 또 다른 양태에서, 냉각제 공급 개구의 중심은, 냉각제 흐름 방향을 따라 보았을 때, 상기 냉각제 공급 개구 크기 또는 직경보다 크거나 동일한 거리만큼 냉각제 방출 덕트의 블라인드 또는 상류 단부로부터 간격을 두고 떨어져 있고, 상기 거리는 특별하게는 상기 냉각제 공급 개구 크기 또는 직경의 1.2배 크거나 같은 거리이다. 충돌 냉각 효과는 향상된다.
또한 냉각제 공급 경로는 벽의 냉각제측 표면 쪽으로 배치되는 횡측 구획 표면에 제공된 개구를 통해 냉각제 방출 덕트와 연결될 수 있다. 따라서, 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 배치된 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면의 충돌 냉각이 지원된다. 냉각제 방출 덕트를 구분하는 표면의 상기 고온 가스 측에 배치된 표면 섹션에 인접하여서는 오직 작은 벽 두께가 냉각제 방출 덕트의 구획 표면 및 고온 가스측 표면 사이에 존재할 수 있다. 또한, 상기 주 작업 유체의 흐름에 대해 상류 위치에 있으면, 상기 벽 섹션은 냉각제 방출 덕트로부터 유출되는 필름 냉각 층으로부터 완전하게 유용하지는 않을 것이다. 상기 벽 섹션은 따라서 작업 유체의 흐름으로부터 열을 흡수하는 데 특히 취약할 수 있다. 이런 상황에 대한 해결책이 본 발명에 따라 제공되며, 본 발명은 냉각제측 표면 쪽으로 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면에 냉각제 공급 경로와 냉각제 방출 덕트의 연결부(junction)를 제공하여서, 냉각제 공급 경로에서 냉각제 공급 흐름을 방출하여, 상기 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 배치된 냉각제 방출 덕트의 상기 표면 섹션으로 냉각제 공급 흐름을 향하게 한 것이다. 따라서 각각의 벽 섹션의 충돌 냉각이 영향을 받게 된다.
상기 냉각제 공급 경로 및 상기 냉각제 방출 덕트의 연결부와 마주하고 배치된 냉각제 방출 덕트의 횡측 표면 섹션의 충돌 냉각을 부가적으로 지원하기 위해서, 냉각제 공급 경로로부터 냉각제 방출 덕트에 유출되는 프리 제트(free jet)를 제공하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 상기 수단은 특히 상기 냉각제 공급 경로 및 상기 냉각제 방출 덕트의 연결부에 또는 그에 인접하여 제공된 냉각제 공급 경로의 흐름 가속 섹션으로 제공될 수 있다. 냉각제 방출 덕트 내로 진입하기에 앞서 또는 진입할 때 냉각제 공급 흐름을 가속하기 위해서, 높은 임펄스 제트가 냉각제 방출 덕트의 대향 구획 표면 섹션에 충돌하여 효과적으로 충돌 냉각을 초래하는 냉각제 방출 덕트를 가로질러 발생하게 된다. 흐름 가속 섹션은 상기 냉각제 공급 경로와 상기 냉각제 방출 덕트의 연결부에 제공된 노즐로 형성될 수 있다. 냉각제 공급 경로는 냉각제 공급 경로와 냉각제 방출 덕트의 연결부에 또는 그 인접부에서 더 작은 단면의 섹션을 가진 목부(throat)로 테이퍼진 제 1 흐름 단면을 갖는 덕트로서 제공될 수 있다. 냉각제 공급 경로의 흐름 가속화 섹션, 특히 예를 들어 노즐과 같은 연속 흐름 가속을 초래하는 가속 섹션을 제공하여서, 간단한 미터링 홀(metering holes)에 의해 제공될 수 있는 단순한 오리피스와 비교했을 때, 매우 한정된 단방향 프리 제트 흐름(unidirectional free jet flows)이 이루어진다. 충돌 냉각 효율 및 효과가 향상되는 것을 쉽게 예상할 수 있게 되었다.
이러한 관점에서, 냉각제 공급 경로와 냉각제 공급 덕트의 연결부는, 벽의 냉각제측 표면으로부터 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 배향하고 및/또는 주 작업 유체 흐름 방향을 상류 배향하는 속도 성분 중 적어도 하나를 갖는 제트 방향으로의 프리 제트 발생수단으로부터 유출되는 프리 제트를 제공하기 위해 제공될 수 있다.
특히, 냉각제 공급 경로는 벽의 냉각제측 표면에 인접하여 제공된 냉각제 공급 용적부와 유체 연통하여, 냉각제 방출 덕트에 상기 공급 용적부의 냉각제 흐름을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 터보-엔진 부품의 또 다른 실시예에서, 상기 냉각제 공급 경로는 벽의 길이방향 연장부를 따라 벽 내부로 이어진 인접 벽 냉각 덕트를 포함한다. 벽의 길이방향 연장부는 이러한 관점에서는 벽의 고온 가스측 표면과 벽의 냉각제측 표면과의 사이를 따라서 연장하거나 또는 실질적으로 정렬되는 것으로 이해될 것이다. 특정 양태에서는, 고온 가스측 표면과 냉각제측 표면 중 적어도 하나에 평행하게 있는 것으로 이해될 수 있다. 특정 양태에서는, 적어도 실질적으로 주 작업 유체 흐름 방향에 평행하게 연장되는 것으로 이해될 수 있다. 상기 인접 벽 냉각 덕트는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장되며, 특정 실시예에서는 노즐로서, 일반적으로는 흐름 가속 수단으로서, 프리 제트를 제공하기 위한 수단이 인접 벽 냉각 덕트의 제 2 단부 근방에 배치될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 인접 벽 냉각 덕트의 제 1 단부는 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 인접 벽 냉각 덕트의 제 2 단부 하류에 배치된다. 이런 특정 실시예에 의해서는, 냉각제 공급 흐름이 냉각제 방출 덕트로 냉각제 공급 경로로부터 배출되기 전에, 대류 역류 흐름 인접 벽 냉각(convective counter flow near wall cooling)이 수행된다.
인접 벽 냉각 덕트는, 다른 실시예에서, 적어도 실질적으로 고온 가스측 표면에 대해 평행하게 이어진다.
인접 벽 냉각 덕트의 내부 표면은 인접 벽 냉각 덕트의 표면과 그를 통하는 냉각제 공급 흐름과의 사이의 열전달을 향상시키게 형성될 수 있고, 및/또는 열 전달을 향상시키는 요소를 장착할 수 있다. 인접 벽 냉각 덕트를 구분하는 표면과 그를 통하는 냉각제 흐름부 사이의 열 전달을 강화시키는 당업자에게 공지된 임의의 수단은, 한정적이지 않은 기재로서, 대향 표면을 연결하는 포스트, 기복이(undulating) 있을 수 있는 인접 벽 냉각 덕트의 구획 표면, 등과 같은 것을 적용할 수 있다. 특정 실시예에서, 난류 발생 요소는 인접 벽 냉각 덕트 내에 그리고 구획 표면 상에 제공된다.
본 발명에 따른 터보-엔진 부품의 또 다른 실시예에서, 냉각제 유입 덕트는 벽의 냉각제측 표면과 인접 벽 냉각 덕트 사이에서 연장되어 제공되고, 그 측벽에 인접 벽 냉각 덕트를 연결하며, 연결부는 인접 벽 냉각 덕트의 제 1 단부에 또는 그에 인접하여 제공되고 그리고 특정적으로 벽의 냉각제측 표면 쪽으로 배치된 인접 벽 냉각 덕트의 측면에 제공된다. 또한, 프리 제트 발생 수단은, 냉각제 공급 경로와 냉각제 방출 덕트의 연결부에 또는 그에 인접하여 있는 상술된 것과 유사한 것이며, 냉각제 유입 덕트와 인접 벽 냉각 덕트와의 연결부에 인접하여 또는 상기 연결부에 배치된다는 것을 추가로 고려할 수 있다. 냉각제 유입 덕트가 냉각제 측 쪽으로 배치된 구획 표면에 인접 벽 냉각 덕트를 연결하는 특정 실시예에서, 프리 제트는 고온 가스측 표면 쪽으로 배치되는 인접 벽 냉각 덕트의 대향 구획 표면 섹션에서 충돌한다. 예측할 수 있는 바와 같이, 상기 표면 섹션에서 부품의 벽 섹션은 다시 주 작업 유체 흐름 방향과 관련된 고온 가스측 표면에 냉각제 방출 위치에서 비교적 먼 하류에 배치될 수 있고, 따라서 상대적으로 높은 열 부하를 받게 될 것이다. 상기 냉각제 유입 덕트로부터의 충돌 프리 제트에 의해, 상기 벽 섹션의 효과적인 충돌 냉각이 수행된다.
당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 주 작업 유체 흐름 방향을 따라 가로질러 있는 인접 벽 냉각 덕트의 범위는 냉각제측 표면 및 고온 가스측 표면 사이의 방향으로의 단면의 범위보다 더 크게 선택될 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 터보-엔진 부품은 터보-엔진 부품의 벽에 제공된 상기 개시된 종류의 2개 이상의 냉각제 방출 덕트를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 2개의 냉각제 방출 덕트에는 벽의 고온 가스측 표면 쪽에 제공된 냉각제 토출구가 각각 제공된다. 상기 냉각제 토출구의 각각이 갖는 단면은 제 1 방향으로의 제 1 연장부가 제 2 방향으로 제 2 연장부보다 작게 나타난다. 냉각제 토출구는 2개의 이웃한 냉각제 토출구의 단측 에지가 서로 인접하게 배치되도록 정렬된다. 이웃한 냉각제 토출구의 인접한 단측 에지 사이의 거리는 제 2 방향으로 각각의 냉각제 토출구의 장측 범위보다 실질적으로 작을 수 있다. 2개의 인접한 단측 에지 사이의 상기 거리는 제 2 방향으로 인접한 냉각제 토출구의 각각의 범위의 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 20% 이하, 10% 이하 일 수 있다. 각각의 냉각제 방출 덕트는 냉각제 토출구의 제 1 방향으로 경사질 수 있다. 또한, 상기 냉각제 방출 덕트는 주 작업 유체 흐름 방향 하류로 경사질 수 있다.
냉각제 토출구는 상기 제 2 방향을 따라 서로 정렬될 수 있다. 즉, 환언하면, 행렬(row), 특히 슬롯 형상 냉각제 토출구의 행렬은 적어도 실질적으로 서로 정렬되는 냉각제 토출구의 장측 범위를 갖고, 벽의 고온 가스측 표면에 제공된다. 그러나, 다른 실시예에서는 상기 냉각제 토출구가 지그재그로 형성되거나 또는 기복 형식으로 배치될 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 냉각제 토출구의 상기 배열에 의해, 다수의 냉각제 층들 또는 시트들이 고온 가스측 표면에 형성되어 그로부터 방출되며, 각각의 층 또는 시트는 제 1 횡단면 방향을 가로질러 연장된다. 특정 실시예에서, 상기 냉각제 방출 덕트는 주 작업 유체 흐름 방향을 따라 상기 제 1 횡단면 방향으로 정렬되고, 냉각제 방출 덕트는 냉각제가 주 작업 유체 흐름 방향 하류를 향하는 속도 성분이 방출되도록 경사져있다. 냉각제는 따라서 효과적으로 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 벽의 고온 가스측 표면에 냉각제 토출구 하류에 분산되어서, 우수한 필름 냉각 효과와 효능을 제공한다.
각각이 특별히 전술한 방식의 냉각제 방출 덕트와 유체 연통하게 있는, 다수의 인접한 냉각제 토출구 개구의 배열이, 상기 제 1 방향으로 및/또는 주 작업 유체 흐름 방향으로 엇갈려(staggered) 제공될 수 있다.
터보-엔진 부품의 또 다른 실시예에서, 적어도 2개의 냉각제 토출구가 상기 적어도 2개의 냉각제 방출 덕트의 공통 냉각제 토출구를 제공하기 위해 그의 단측 에지에서 서로 인접하여 있다. 본 실시예에 의해, 고온 가스측 표면에 방출 냉각제의 균일 한 배분이 부가로 지원되어 향상 될 수 있다.
예측할 수 있는 바와 같이, 개시된 발명의 특정 실시예는 부품의 벽 내에 제공되는 덕트의 복잡한 기하학적 형상을 요구할 수 있다. 상기 덕트는 오직 제조가가 높은 칩 제거 방법에 의해서 제조될 수 있을 수 있다. 따라서, 상기 부품은 특히 고정밀 주조에 의해 구할 수 있는 것이다. 다른 실시예에서, 상기 부품은 한정적이지 않은 기재로서, 선택적 레이저 용융 또는 선택적 전자빔 용융과 같은 첨가제 제조 방법에 의해 구할 수 있다.
또한, 개시된 가스 터빈 엔진은 전술한 바와 같은 터보-엔진 부품을 포함하는 것이다.
상기 개시된 특징 및 실시예들은 서로 조합될 수 있는 것으로 이해한다. 또 다른 실시예들은 본 발명 및 당업자에게 분명하고 명백하게 청구된 청구범위 내에서 고려될 수 있다는 것을 예측할 수 있을 것이다.
이제, 본 발명의 요지를 첨부된 도면에 도시된 선택된 예시적인 실시예에 의하여 상세하게 설명한다.
도 1은 냉각제 방출 덕트의 길이방향 단면을 나타낸, 전술한 바와 같은 냉각 특징부를 포함하는 터보-엔진 부품의 벽의 단면도이다.
도 2는 부가적인 길이방향 단면의 냉각제 방출 덕트의 제 1 실시예를 나타낸 터보-엔진 부품의 벽의 단면도이다.
도 3은 도 2의 것과 유사한 길이방향 단면에 냉각제 방출 덕트의 다른 예시적인 실시예를 나타낸 터보-엔진 부품의 벽의 단면도이다.
도 4는 냉각제 방출 덕트와 냉각제 토출구의 제 1 배열을 가진 부품 벽의 고온 가스측 표면으로 보고 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 것과 유사한 냉각제 방출 덕트와 냉각제 토출구의 제 2 배열을 가진 부품 벽의 고온 가스측 표면으로 보고 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 실시예의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 터보-엔진 부품의 실시예이다.
도면은 매우 개략적으로 도시했으며, 발명을 설명하는데 필요하지 않는 세부 구성에 대해서는 이해 및 묘사의 용이성을 위해 생략되었음을 알 수 있을 것이다. 또한, 상기 도면들은 단지 예시적인 실시예를 선택했으며, 도시되지 않은 실시예들도 여전히 본원의 개시된 및/또는 청구된 주제의 범위 내에 바람직하게 있는 것으로 이해한다.
도 1은 터보-엔진 부품의 벽(100)의 실시예를 나타낸다. 벽(100)은 고온 가스측 표면(110) 및 냉각제측 표면(120)을 포함한다. 고온 가스측 표면(110)은, 부품이 터보-엔진에 설치되고 그리고 터보-엔진이 작동할 때, 작업 유체 흐름(50)에 노출되도록 의도된 것이다. 상기 부품은 특히, 작업 유체 흐름이 화살표(50)로 표시된 주 작업 유체 흐름 방향으로 부품 벽(100)의 고온 가스측 표면(110)을 따라 주 작업 유체 흐름 하류 방향으로 흐르도록, 터보-엔진에 설치된다. 이 범위로 주 작업 유체 흐름 방향에 연관된 각각의 부품 또는 벽(100)의 상류 및 하류 방향을 한정할 수 있다. 작업 유체 흐름(50)은 예를 들어 가스 터빈 엔진의 팽창 터빈에서, 상승된 온도로 존재할 수 있다. 따라서, 특히, 그런 팽창 터빈의 제 1 단에 설치된 부품은 냉각을 필요로한다. 냉각제 방출 덕트(210)는 벽(100)에 제공된다. 냉각제 방출 덕트(210)는 벽(100) 내에 설치된 구획 표면에 의해 구분된다. 냉각제 방출 덕트의 축(213)은 일정 각도로 고온 가스측 표면(110)의 수직선(111)에 대하여 경사지고, 그리고 벽의 내측으로부터 고온 가스측 표면에 제공된 토출구를 향하는 상기 냉각제 방출 덕트(210)의 방향을 고려했을 때, 작업 유체의 주 흐름의 하류 방향 쪽으로 기울어진다. 다른 양태에서, 구획 표면의 제 1 섹션(211) 및 구획 표면의 제 2 섹션(212)은 수직선에 대해 경사져 있고 그리고 주 작업 유체 흐름 방향의 하류 방향 쪽으로 기울어져 있다. 상기 벽(100)은 만곡 될 수 있고, 그 결과 고온 가스측 표면(110)이 만곡 될 수 있음을 예측할 수 있을 것이다. 이런 경우, 유체 방출 덕트가 고온 가스측 표면, 즉 방출 위치로 개방된 위치에 로컬 수직(local normal)은 각각 상기 수직 또는 상기 경사의 정의에 적용될 것임을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 냉각제 방출 흐름(350)는 고온 가스측 표면에 제공된 냉각제 토출구를 통해 냉각제 방출 덕트(210)로부터 배출되어, 고온 가스측 표면(110) 위를 흐르는 냉각제 층으로 제공되어서, 한편으로는 부품 또는 부품 벽(100)으로부터 각각 열을 제거하고, 다른 편으론 주 작업 유체 흐름(50)으로부터 벽의 고온 가스측 표면을 분리한다. 냉각제 방출 덕트(210)의 경사 때문에, 제 1 표면 섹션(211)은 고온 가스측 표면 쪽으로 배치되고, 그리고 제 2 표면 섹션(212)은 각각 벽(100) 또는 부품의 냉각제측 표면 쪽으로 배치된다. 또 다른 양태에서는 구획 표면의 제 2 섹션(212)이 하류에 배치되고 반면에 구획 표면의 제 1 섹션(211)은 상류에 배치되며, 각각의 경우에 주 작업 유체의 흐름 방향과 관련된 것으로 정의할 수 있다. 냉각제 방출 덕트는 고온 가스측 표면에서 냉각제측 표면까지 벽을 완전히 관통하지 않는 벽(100) 내의 블라인드 공동으로서 제공된다. 벽의 냉각제측 표면(120) 쪽으로는 폐쇄된다. 냉각제 방출 덕트에 냉각제를 제공하기 위해, 냉각제 공급 경로가 냉각제 유입 덕트(230) 및 인접 벽 냉각 덕트(220)를 포함하고 제공된다. 다수의 냉각제 유입 덕트는 일반적으로 인접 벽 냉각 덕트와 유체 연통하며 인접 벽 냉각 덕트의 폭을 가로질러 연장되는 행렬(row)로 제공될 수 있다. 인접 벽 냉각 덕트(220)는 벽(100)의 내부에 배치되어, 특정 실시예에서 주 작업 유체의 흐름 방향으로 정의된 방향으로 벽의 길이방향 연장부를 따라 이어진다. 특히, 인접 벽 냉각 덕트는 적어도 기본적으로 벽(100)의 고온 가스측 표면(110)에 평행하게 배치될 수 있다. 냉각제 유입 덕트는 벽의 냉각제측 표면(120)으로부터 연장된다. 이는 인접 벽 냉각 덕트의 횡측 표면에 인접 벽 냉각 덕트와, 인접 벽 냉각 덕트의 제 1 단부 근처는 연결된다. 본 실시예에서, 상기 제 1 단부는 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 인접 벽 냉각 덕트의 하류 단부이다. 이것은 인접 벽 냉각제 흐름 방향에 대한 인접 벽 냉각 덕트의 상류 단부이다. 인접 벽 냉각 덕트(220)는 제 1 단부로부터 제 2 단부까지 벽 내에서 연장되며, 상기 제 2 단부는 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 상기 제 1 단부 상류에 배치된다. 노즐(250)은 인접 벽 냉각 덕트의 제 2 단부에 인접하여 제공되고, 그리고 그 횡측 표면에서, 즉 벽의 냉각제 측(120) 쪽으로 배치되는 제 2 또는 하류 표면 섹션(212)에서 냉각제 방출 덕트(210)와 연결된다. 냉각제 공급 경로는 제로가 아닌 각도로 냉각제 방출 덕트와 연결되고, 그리고 특정 실시예에서는 적어도 기본적으로 직각으로 연결된다. 냉각제 유입 덕트(230)는 냉각제측 표면(120) 쪽으로 개방된다. 따라서, 상기 냉각제 공급 경로는 벽(100)의 냉각제측 표면(120)에 인접하여 제공된 냉각제 공급 용적부(150)와 유체 연통하게 된다. 화살표(310)로 나타낸 바와 같이, 냉각제 공급 흐름은 냉각제 공급 용적부(150)로부터 냉각제 유입 덕트(230) 내로 흐른다. 인접 벽 냉각 덕트(220)와의 연결부에는 노즐(240)이 제공된다. 상기 노즐은 본 발명의 교시에 필수적인 것은 아니고, 양호하게 생각할 수 있는 실시예이다. 노즐(240)을 통해, 냉각제 프리 제트(320)가 인접 벽 냉각 덕트(220)에 유입되어서, 열 흡수(heat intake)가 고온 가스측 표면 위를 흐르는 냉각제 흐름(350)에 의해 감소되더라도, 벽의 고온 가스측 표면을 향해 배치되어 작업 유체 흐름(50)으로부터 흡수된 열에 노출되는 인접 벽 냉각 덕트의 구획 표면의 일 파트에 대한 충돌 냉각을 수행한다. 또한 냉각제 공급 흐름은 인접 벽 냉각 덕트의 제 1 단부로부터 인접 벽 냉각 덕트의 제 2 단부로 배향된 방향으로 인접 벽 냉각 흐름(330)과 같이 인접 벽 냉각 덕트(220)를 통해 흐른다. 인접 벽 냉각 흐름(330)의 흐름 방향은 주 작업 유체 흐름 방향(50)에 반대 방향으로 배향된다. 따라서, 벽의 역류 냉각이 이루어진다. 인접 벽 냉각제 흐름(330)과 인접 벽 냉각 덕트(220)의 구획 표면과의 사이에 열 교환을 강화하기 위해서, 돌기(225)가 상기 구획 표면상에 배치되어, 와류발생기로서 작용한다. 또한, 와류발생기는 열전달에 참여하는 표면적을 확장한다. 인접 벽 냉각 덕트를 구분하는 표면과 냉각제 흐름과의 사이에 열전달을 강화시키는 당업자에게 공지된 다른 수단은, 돌기를 대신하여 또는 돌기에 더하여, 한정적이지 않은 기재로서, 대향 표면을 연결하는 포스트, 기복(undulating)을 이룰 수 있는 인접 벽 냉각 덕트의 구획 표면, 등을 제공하는 것이 될 수 있다. 인접 벽 냉각제 흐름(330)은 프리 제트(340)로서 노즐(250)을 통해 냉각제 공급 경로로부터 냉각제 방출 덕트(210)에 배출된다. 프리 제트(340)는 냉각제 방출 덕트를 구분하는 구획 표면의 제 1 표면 섹션(211)에 충돌하여, 상기 표면의 충돌 냉각 및 그에 따른 벽(100)의 관련 섹션을 충돌 냉각하는 작용을 수행한다. 프리 제트(340)를 통해 냉각제 방출 덕트(210)로 토출된 냉각제는 이어서 벽(100)의 고온 가스측 표면(110)에서 냉각제 방출 흐름(350)으로 토출되며, 전술한 바와 같이, 필름 냉각 흐름을 형성한다. 노즐(250, 240) 및 그에 따른 프리 제트를 형성하도록 노즐을 통해 흐르는 연속한 가속을 제공하여서, 간단한 오리피스와 비교하여 매우 한정된 단방향 프리 제트의 흐름을 달성할 수 있고, 따라서 충돌 냉각 효율을 향상한 것이다. 노즐(250)은 냉각제 방출 덕트(210)의 블라인드 단부 또는, 냉각제 방출 흐름 방향에 대하여 상류 단부로부터 소정 거리에서 상기 냉각제 방출 덕트(210)를 연결한다는 사실에 주목한다. 이것은 도 2와 관련하여 보다 상세히 기술할 것이다. 이것은 프리 제트(340)가 보다 균일하게 냉각제 방출 덕트의 구획 표면의 제 1 섹션(211)을 통해 전파하게 할 수 있다. 마찬가지로, 동일한 이유 때문에, 냉각제 유입 덕트(230), 또는 노즐(240)은 각각 인접 벽 냉각 덕트(220)의 제 1 블라인드 단부로부터 소정 거리에서 인접 벽 냉각 덕트(220)를 연결하는 구성에 유의한다.
냉각제 방출 덕트(210)를 통해 방출되기 전에 냉각제의 흐름은, 벽(100)의 연장된 영역을 냉각하는 역할을 한다는 것을 예측할 수 있을 것이다. 특히, 냉각은 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 배치된 냉각제 덕트의 표면 영역, 및 작업 유체 흐름(50)으로부터 흡입되는 주요 열에 노출되는 벽(100)의 섹션에 적용된다. 또한, 상기 냉각은 주 작업 유체의 흐름 방향을 따르는 벽의 상당한 길이의 세로방향 연장부 범위에 걸쳐 효과가 있다는 것을 예측할 수 있을 것이다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 냉각제 유입 덕트 및 인접 벽 냉각 덕트는, 냉각제 방출 덕트(210)에 인접하여, 주 작업 유체의 흐름 방향에 대하여 그 상류에 제공될 수 있고, 그리고 본원에 도시되지 않았지만 당업자에게는 명백한 방식으로, 부가적인 냉각제 방출 덕트와 유체 연통하게 있다. 따라서, 실질적으로 벽(100)의 전체 범위에 냉각 특징부가 제공될 수 있으며, 벽(100) 내에서 보다 균일한 온도 분포를 얻을 수 있다. 또한, 냉각제 방출 덕트 구획 표면의 제 1 섹션을 보유하고 낮은 재료 두께가 제공된 벽(100)의 일 부분에 대한 효과적인 냉각이, 상기 냉각제 방출 덕트 구획 표면 섹션의 충돌 냉각으로 인해 이루어진다.
도 2는 제 1 실시예에서 도 1의 A-A에 따른 단면도이다. 벽의 길이방향 단면에서 벽(100)의 고온 가스측 표면(110)에 제공된 토출구(214) 쪽으로 벽 내에서 냉각제 방출 덕트의 방향을 고려했을 때, 유체 방출 덕트(210)가 수렴하는 구성으로 도 1과 관련하여 도시되었으며, 이 횡단면에서는 냉각제 방출 덕트가 동일한 방향을 고려했을 때 발산(diverges) 한다. 냉각제 토출구(214)는 슬롯의 형상이며, 작업 유체 흐름(50)의 방향을 가로질러 연장되는 슬롯의 길이방향을 가진 것으로 가정한다. 냉각제 방출 흐름(350)은 따라서 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 연장되는 냉각제 층으로 제공된다. 냉각제 공급 경로는 냉각제 방출 덕트의 제 2 구획 표면 섹션(212)에 제공된 냉각제 공급 개구(251)를 통해 냉각제 방출 덕트와 연결된다. 냉각제 토출구(251)는 냉각제 흐름방향으로 크기(D)를 갖거나, 또는 이러한 특정 예에서는 직경(D)을 갖는다. 낮은 또는 상류 에지는 거리(I)로 냉각제 방출 덕트의 블라인드 또는 상류 단부로부터 이격지며, 상기 거리는 특정 실시예에서 크기(D)의 50% 이상, 그리고 다른 실시예에서는 크기(D)의 70% 이상이다. 다른 양태에서, 냉각제 흐름 방향을 따라 보았을 때, 냉각제 공급 개구(251)의 중심은 거리(L)로 냉각제 방출 덕트의 블라인드 또는 상류 단부로부터 간격을 두고 떨어져 있고, 상기 거리는 크기(D) 보다 크거나 동일하고, 특별하게는 1.2(D) 보다 크거나 동일하다.
도 3은 제 2 실시예이며, 도 1의 A-A선을 따라 절취된 단면을 나타낸 도면이다. 또한, 부품 또는 벽(100)의 단면은 각각 냉각제 방출 덕트를 구분하는 표면의 제 2 섹션(212)의 평면도를 나타낸다. 각각의 냉각제 방출 덕트가 주 작업 유체 흐름 방향(50)을 가로지른 방향으로 서로 인접하게 배치되었다. 각각의 냉각제 방출 덕트는 단면으로 도시되었으며, 그들은 벽(100)의 고온 가스측 표면(110)에서 서로 연결되도록 배치된다. 하나의 공통 냉각제 방출 슬롯(214)이 벽의 한 단면에 배치된 냉각제 방출 덕트용 고온 가스측 표면(110)에 제공된다. 따라서, 냉각제(350)를 방출하는 매우 균일한 층이 고온 가스측 표면(110)에 제공된다. 냉각제는 각각의 냉각제 방출 덕트의 구획 표면의 제 2 섹션에 있는 각각의 냉각제 공급 개구(251)를 통해 냉각제 방출 덕트에 공급된다. 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이, 노즐은 냉각제 공급 개구(251) 상류에 냉각제 공급 경로에 제공되며, 이 경우에 상류는 냉각제 방출 덕트에 유입되기 전에 냉각제 공급 흐름을 가속하고, 그리고 냉각제 방출 덕트에 프리 제트로 냉각제 공급 흐름을 방출하는 것과 같이, 냉각제 공급 흐름의 방향과 관련된다. 도 1과 관련하여 기술된 바와 같이, 냉각제 공급 개구(251)에서 토출된 프리 제트는 냉각제 방출 덕트의 구획 표면의 제 1 섹션의 충돌 냉각을 위해 제공되고, 그것은 대향 표면 섹션(212)에 배치되며 상기 벽의 고온 가스측 표면 쪽으로 냉각제 방출 덕트를 구분한다. 상기 제 1 구획 표면 섹션이 이 단면도에서는 도시되지 않았지만, 상기 섹션은 도 1과 관련하여 상세히 상술 되었다.
도 4는 본원에 기재된 터보-엔진 부품의 예시적인 실시예의 고온 가스측 표면(110)을 평면도로 나타낸 도면이다. 주 작업 유체 흐름 방향(50)을 가로질러, 다수의 슬롯 형상 냉각제 토출구(214)가 지그재그 선을 따라 배치되었다. 냉각제 토출구는 서로 인접하여 배치된 2개의 이웃 냉각제 방출 슬롯의 단측(short) 에지들이 배치되었다. 벽 내부에 제공된 냉각제 방출 덕트는 점선으로 표시했다.
도 5는 본원에서 기술된 바와 같은 터보-엔진 부품의 다른 예시적인 실시예의 고온 가스측 표면(110)에 평면도를 도시했으며, 도 3과 관련하여 상술되었다. 주 작업 유체 흐름 방향(50)을 가로질러, 점선으로 나타낸 다수의 냉각제 방출 덕트가 배치된다. 냉각제 방출 덕트는 슬롯 형상의 냉각제 토출구(214)에 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 종료된다. 슬롯의 긴 길이는 주 작업 유체 흐름 방향을 가로질러 제공된다. 각각의 냉각제 방출 덕트의 냉각제 토출구(214)는 그의 단측 에지에서 서로 인접하여 있어서, 따라서 고온 가스측 표면(110)에서 공통 냉각제 토출구(215)를 형성한다. 도 5의 B-B선을 따라 절취된 단면을 도 6으로 나타내었다. 도 6에 도시된 요소의 대부분은 상세히 전술되었으며, 따라서 도 6과 관련하여 부가적인 설명은 생략한다. 냉각제 방출 덕트(210)는 고온 가스측 표면(110) 아래의 냉각제 토출구(214)에서 종료되고, 공통 냉각제 방출 덕트(215)와 연결된다.
터빈 에어포일(1)의 예시적인 실시예는 본 발명에 따른 터보-엔진 부품의 실시예로서, 도 7에 도시되었다. 에어포일(1)은 선두 에지(11)와 후미 에지(12)를 포함한다. 흡입 측과 압력 측은 선두 에지와 후미 에지 사이에 배치된다. 작업 유체 흐름(50)은 에어포일(50) 주위를 선두 에지에서부터 후미 에지까지 압력 측과 흡입 측을 따라 흐른다. 후미 에지 냉각제 슬롯(13)은 공지된 방식으로 후미 에지에 제공된다. 에어포일의 벽(100)은 에어포일 내부에 제공된 냉각제 공급 용적부(150)를 둘러싸고, 벽(100)의 냉각제측 표면(120)에 의해 구분된다. 벽의 고온 가스측 표면(110)은 작업 유체 흐름(50)에 노출된다. 벽(100)은 냉각제 토출구(214)에 고온 가스측 표면에 개방된 다수의 냉각제 방출 덕트(이 도면에서 도면 부호는 없음)에 장착된다. 각 냉각제 방출 덕트는 역류 흐름 인접 벽 냉각 채널(220) 또는 병류 흐름 인접 벽 냉각 덕트(221)의 어느 하나와 유체 연통하게 있다. 각각의 인접 벽 냉각 덕트는 냉각제 유입 덕트(230)를 통해 냉각제 공급 용적부(150)와 유체 연통하게 있다.
명세서의 주제는 예시적인 실시예들에 의해서 설명되었지만, 이들이 청구된 발명의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 본원의 청구범위는 본원에 명시적으로 도시 또는 기재하지 않은 실시예를 커버하고 그리고 본 발명의 교시를 수행하는 예시 모드에 개시된 기술내용을 벗어나는 실시예가 여전히 청구범위에 포함된다는 사실을 예측할 수 있을 것이다.
1 터보-엔진 부품, 에어포일
11 선두 에지
12 후미 에지
13 후미 에지 냉각 슬롯
50 작업 유체 흐름; 주 작업 유체 흐름 방향
100 터보-엔진 부품의 벽
110 고온 가스측 표면
111 고온 가스측 표면의 수직선
120 냉각제측 표면
150 냉각제 공급 용적부
210 냉각제 방출 덕트
211 냉각제 방출 덕트를 구분하는 구획 표면의 제 1 섹션
212 냉각제 방출 덕트를 구분하는 표면의 제 2 섹션
213 냉각제 방출 덕트의 축
214 냉각제 토출구, 냉각제 방출 슬롯
215 공통 냉각제 토출구,
220 인접 벽 냉각 덕트
221 평행 흐름 인접 벽 냉각 덕트
225 돌기, 와류 발생기, 난류 발생 요소
230 냉각제 유입 덕트
240 노즐
250 노즐, 프리 제트 발생 수단, 흐름 가속 수단
251 냉각제 공급 개구
310 냉각제 공급 흐름
320 냉각제 프리 제트
330 인접 벽 냉각제 흐름
340 냉각제 프리 제트
350 냉각제 방출 흐름
a 각도
D 냉각제 공급 개구의 크기 및/또는 냉각제 방출 덕트 내부의 냉각제 흐름 방향을 따른 프리 제트 발생 수단; 냉각제 공급 개구의 직경 및/또는 프리 제트 발생 수단
I 냉각제 방출 덕트의 블라인드 단부에서 냉각제 공급 개구의 하류 에지까지의 거리 및/또는 프리 제트 발생 수단
L 냉각제 방출 덕트의 블라인드 단부에서 냉각제 공급 개구의 중앙까지의 거리 및/또는 프리 제트 발생 수단

Claims (15)

  1. 고온 가스측 표면(110)과 냉각제측 표면(120)을 포함하는 벽(100)을 포함하는 터보-엔진 부품(1)으로서, 적어도 하나의 냉각제 방출 덕트(210)가 상기 벽(100)에 제공되고 그리고 냉각제 토출구(214)에서 상기 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 개방되며, 냉각제 흐름 방향은 상기 냉각제 방출 덕트(210)의 내부로부터 상기 토출구(214) 쪽으로 형성되며, 상기 냉각제 방출 덕트(210)는 부가로 상기 벽(100)의 내부에 제공된 구획 표면에 의해 구분되며, 상기 냉각제 방출 덕트(210)는 제 1 횡단면 방향과 제 2 횡단면 방향을 갖는, 상기 터보-엔진 부품(1)에 있어서,
    상기 냉각제 방출 덕트(210)는 블라인드 공동이고 그리고 상기 냉각제측 표면(120) 쪽으로 폐쇄되고, 그리고 부가로 상기 제 1 횡단면 방향으로 측정된 상기 냉각제 방출 덕트(210)의 치수는 상기 냉각제 흐름 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 횡단면 방향으로 측정된 상기 냉각제 방출 덕트(210)의 치수는 상기 냉각제 흐름 방향으로 감소하고, 그리고 상기 제 2 횡단면 방향으로 측정된 상기 냉각제 방출 덕트의 치수는 상기 냉각제 흐름 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각제 방출 덕트(210)에 의해 제공되는 흐름 횡단면은 상기 냉각제 흐름 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 토출구(214)는 상기 제 2 횡단면 방향을 따라 제공되는 슬롯의 길이방향 연장부를 가진 슬롯인 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 방출 덕트(210)는 제 1 각도(a)로 상기 고온 가스측 표면의 수직선(111)에 대해 경사지고, 상기 경사는 상기 제 1 횡단면 방향과 상기 수직선(111)에 의해 한정된 평면에 제공되어, 상기 냉각제 방출 덕트의 횡측 구획 표면이 상기 벽(100)의 상기 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 배치된 제 1 표면 섹션(211)과 상기 벽(100)의 냉각제측 표면(120) 쪽으로 배치된 제 2 표면 섹션(212)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 방출 덕트(210)는 제 1 각도(a)로 상기 고온 가스측 표면(110)의 수직선(111)에 대해 경사지고, 상기 경사는 상기 냉각제 흐름 방향으로 보았을 때 상기 부품(1)의 주 작업 유체 흐름 방향(50) 하류를 향하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 방출 덕트(210)는 구획 표면에 의해 구분되고, 상기 구획 표면은 상기 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 배치된 상기 제 1 표면 섹션(211)과 상기 냉각제측 표면(120) 쪽으로 배치된 상기 제 2 표면 섹션(212)을 포함하고, 상기 제 1 표면 섹션(211)과 상기 제 2 표면 섹션(212) 중 적어도 하나는 평평한 표면 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부품(1)은 상기 벽(100)에 제공되며 상기 냉각제 방출 덕트(210)와 유체 연통하게 설치된 냉각제 공급 경로를 부가로 포함하고, 상기 냉각제 공급 경로는 제로가 아닌 각도로 그의 횡측 구획 표면에서 상기 냉각제 방출 덕트(210)와 결합하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 공급 경로는 상기 냉각제 공급 경로로부터 유출되며 상기 냉각제 방출 덕트(210)와의 연결부에 배치된 프리 제트(340)를 제공하기 위한 수단(250)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  10. 냉각제 공급 경로를 참조하는, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 공급 경로는 상기 벽(100)의 냉각제측 표면(120) 쪽으로 배치된 횡측 구획 표면 섹션(212)에 제공된 개구(251)를 통해 상기 냉각제 방출 덕트(210)와 결합하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  11. 냉각제 공급 덕트를 참조하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 공급 경로는 상기 벽(100)의 길이방향 연장부를 따라 상기 벽(100)의 내부로 이어지는 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)를 포함하며, 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)는 제 1 단부로부터 제 2 단부까지 연장되고, 상기 제 2 단부는 상기 냉각제 방출 덕트(210) 쪽으로 배치되는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    흐름 가속 수단(250)이 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)의 제 2 단부에 인접하여 배치되고 그리고 상기 제 2 단부와 상기 냉각제 방출 덕트(210) 사이에 유체 연통부를 제공하는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  13. 냉각제 공급 경로의 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)를 인용하는, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각제 유입 덕트(230)가 상기 벽(100)의 상기 냉각제측 표면(120)에서 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)까지 연장되게 제공되고 그리고 그 측벽에서 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)를 연결하며, 상기 연결부는 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)의 상기 제 1 단부에 인접하여 제공되고 그리고 특히 상기 벽(100)의 상기 냉각제측 표면(120) 쪽으로 배치된 상기 인접 벽 냉각 덕트(220, 221)의 측부에 제공되는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 냉각제 방출 덕트들(210)이 제공되며, 상기 적어도 2개의 냉각제 방출 덕트들(210)에는 각각 고온 가스측 표면(110) 쪽으로 냉각제 토출구(214)가 제공되고, 각각의 상기 냉각제 토출구들(214)은 횡단면을 포함하고, 상기 횡단면은 제 1 방향으로의 제 1 연장부가 제 2 방향으로 제 2 연장부보다 작게 나타나며, 상기 냉각제 토출구들(214)은 2개의 이웃 냉각제 토출구들(214)의 단측 에지들이 서로 인접하여 배치되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제 토출구들(214)은 상기 적어도 2개의 냉각제 방출 덕트들(210)의 공통 냉각제 토출구(215)를 제공하도록 그의 단측 에지에서 서로 인접해 있는 것을 특징으로 하는 터보-엔진 부품.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3124746B1 (en) * 2015-07-29 2018-12-26 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for cooling a turbo-engine component and turbo-engine component
US10533749B2 (en) * 2015-10-27 2020-01-14 Pratt & Whitney Cananda Corp. Effusion cooling holes
US10871075B2 (en) 2015-10-27 2020-12-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Cooling passages in a turbine component
US10605093B2 (en) * 2016-07-12 2020-03-31 General Electric Company Heat transfer device and related turbine airfoil
US20190218917A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-18 General Electric Company Engine component with set of cooling holes
US10724381B2 (en) * 2018-03-06 2020-07-28 Raytheon Technologies Corporation Cooling passage with structural rib and film cooling slot
US11174736B2 (en) 2018-12-18 2021-11-16 General Electric Company Method of forming an additively manufactured component
US11566527B2 (en) 2018-12-18 2023-01-31 General Electric Company Turbine engine airfoil and method of cooling
US11499433B2 (en) 2018-12-18 2022-11-15 General Electric Company Turbine engine component and method of cooling
US10767492B2 (en) 2018-12-18 2020-09-08 General Electric Company Turbine engine airfoil
US11352889B2 (en) 2018-12-18 2022-06-07 General Electric Company Airfoil tip rail and method of cooling
US10844728B2 (en) 2019-04-17 2020-11-24 General Electric Company Turbine engine airfoil with a trailing edge
US11486259B1 (en) 2021-11-05 2022-11-01 General Electric Company Component with cooling passage for a turbine engine
US11859511B2 (en) * 2021-11-05 2024-01-02 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Co and counter flow heat exchanger

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726735A (en) * 1985-12-23 1988-02-23 United Technologies Corporation Film cooling slot with metered flow
US5405242A (en) 1990-07-09 1995-04-11 United Technologies Corporation Cooled vane
AT404160B (de) * 1994-06-15 1998-09-25 Inst Thermische Turbomaschinen Hohle gasturbinenschaufel und verfahren zur aussen-film-kühlung derselben
GB9821639D0 (en) * 1998-10-06 1998-11-25 Rolls Royce Plc Coolant passages for gas turbine components
DE10001109B4 (de) 2000-01-13 2012-01-19 Alstom Technology Ltd. Gekühlte Schaufel für eine Gasturbine
GB2402715B (en) 2003-06-10 2006-06-14 Rolls Royce Plc Gas turbine aerofoil
US7334992B2 (en) * 2005-05-31 2008-02-26 United Technologies Corporation Turbine blade cooling system
US7766618B1 (en) 2007-06-21 2010-08-03 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane endwall with cascading film cooling diffusion slots
US8594191B2 (en) 2008-01-03 2013-11-26 Broadcom Corporation Video processing system and transcoder for use with layered video coding and methods for use therewith
US20100008759A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 General Electric Company Methods and apparatuses for providing film cooling to turbine components
US8057182B2 (en) 2008-11-21 2011-11-15 General Electric Company Metered cooling slots for turbine blades
US8591191B1 (en) * 2010-11-22 2013-11-26 Florida Turbine Technologies, Inc. Film cooling hole for turbine airfoil
CH705185A1 (de) 2011-06-29 2012-12-31 Alstom Technology Ltd Schaufel für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Schaufel.
US8851848B1 (en) * 2012-02-20 2014-10-07 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with showerhead film cooling slots
US9296039B2 (en) 2012-04-24 2016-03-29 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil impingement cooling
US10100646B2 (en) * 2012-08-03 2018-10-16 United Technologies Corporation Gas turbine engine component cooling circuit
CN103046967A (zh) 2012-12-27 2013-04-17 中国燃气涡轮研究院 一种涡轮气冷叶片
US9874110B2 (en) * 2013-03-07 2018-01-23 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Cooled gas turbine engine component
US10030525B2 (en) * 2015-03-18 2018-07-24 General Electric Company Turbine engine component with diffuser holes
EP3124746B1 (en) * 2015-07-29 2018-12-26 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for cooling a turbo-engine component and turbo-engine component

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