KR20180108467A - 사형 냉각 터빈 블레이드용 플랫폼의 필름 및 충돌 제트 냉각 - Google Patents

사형 냉각 터빈 블레이드용 플랫폼의 필름 및 충돌 제트 냉각 Download PDF

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Abstract

사형 터빈 블레이드는, 상면을 가지는 플랫폼과; 플랫폼의 상면 상의 에어포일과; 플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부와; 그리고 플랫폼 내주에 형성된 필름홀을 포함할 수 있는데, 필름홀은 플랫폼 내의 충돌 제트 캐비티를 통해 트레일링 에지 방향전환부에 연결된다. 에어포일은 냉매를 트레일링 에지 방향전환부에 제공하는 내부 냉각 캐비티를 포함한다. 충돌 제트 캐비티는 트레일링 에지 방향전환부에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와, 필름홀에 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티와, 그리고 전방 충돌 제트 캐비티와 후방 충돌 제트 캐비티를 서로 연결하는 충돌 제트 슬롯을 구비한다.

Description

사형 냉각 터빈 블레이드용 플랫폼의 필름 및 충돌 제트 냉각{FILM AND IMPINGEMENT PLATFORM COOLING FOR SERPENTINE COOLED TURBINE BLADES}
본 발명은 가스 터빈의 터빈 블레이드에 관한 것으로, 더 구체적으로는 플랫폼 내의 충돌 제트 캐비티와 플랫폼의 상면 상의 필름홀을 포함하는 사형 냉각 터빈 블레이드에 관한 것이다.
가스 터빈은 일반적으로 압축기와, 연소기와, 터빈을 구비하는데, 압축기는 복수의 압축기 블레이드에 의해 생성된 압축 공기를 연소실에 제공하고, 압축 공기는 연료와 함께 연소되어 고온 가스를 생성하며, 그리고 고온 가스는 복수의 터빈 블레이드들을 회전시키도록 터빈에 제공된다. 고온 가스가 터빈 블레이드들을 통과함에 따라 복수의 터빈 블레이드들의 표면 온도가 매우 높아지는데, 터빈 블레이드들의 고온은 터빈 블레이드들의 피막 파열(coating spallation)과 산화(oxidation)를 유발한다. 그뿐만 아니라, 높은 표면 온도의 결과로서, 터빈 블레이드의 플랫폼(platform)은 휘기(bow) 쉽고 균열발생(cracking)에 의해 약화된다. 이에 따라 일반적인 설계에서, 온도를 낮추기 위한 냉매가 터빈 블레이드들의 내부를 통과하는 방식의 사형 냉각 터빈(serpentine cooled turbine)이 사용된다.
그러나 터빈 블레이드의 온도는 피막 파열과 균열발생을 효율적으로 방지하기에 충분할 만큼 효율적으로 저하되지 않는다.
많은 실시예들에서, 터빈 블레이드는 냉매(coolant)가 충돌 제트 캐비티(impingement cavity)를 통해 필름홀(filmhole)로 흐르도록, 플랫폼(platform) 내부의 충돌 제트 캐비티와 플랫폼 상면(top surface)의 필름홀을 구비한다.
본 발명의 한 실시예에서, 터빈 블레이드는, 플랫폼과; 플랫폼 상의 에어포일과; 플랫폼과 에어포일을 통과하는 내부 냉각 캐비티(internal cooling cavity)와; 플랫폼의 내부에 위치하여 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티(pre-impingement cavity)와; 그리고 플랫폼의 내부에 위치하여 전방 충돌 제트 캐비티에 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티(post-impingement cavity)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 사형 터빈 블레이드는, 상면을 가지는 플랫폼과; 플랫폼의 상면 상의 에어포일과; 플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부(trailing edge turnaround)와; 그리고 플랫폼 내에 형성된 필름홀을 구비할 수 있고, 필름홀은 플랫폼 내의 충돌 제트 캐비티를 통해 트레일링 에지 방향전환부에 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 가스 터빈은, 플랫폼과; 플랫폼의 저면(bottom surface) 상에 위치하는 몸체(body)와; 플랫폼의 상면 상에 위치하는 에어포일과; 에어포일과 플랫폼의 내부에 위치하는 내부 냉각 캐비티와; 플랫폼의 상면 상에 위치하는 필름홀과; 플랫폼의 내부에 위치하여 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와; 그리고 플랫폼의 내부에 위치하여 전방 충돌 제트 캐비티와 필름홀에 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티를 포함할 수 있다.
도 1은 가스 터빈의 단면도,
도 2는 터빈 블레이드 디스크의 사시도.
도 3a는 사형 터빈 블레이드의 사시도.
도 3b는 사형 터빈 블레이드의 부분 내부 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 사시도.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 부분 내부 단면 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 부분 내부 단면도.
도 6a는 도 5의 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 선 B-B를 따라 취한 부분 단면도.
도 6b는 도 5의 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 선 C-C를 따라 취한 부분 단면도.
"상(on)" 또는 "위(over)"라는 용어가 이 명세서에서 층, 영역, 패턴, 또는 구조들을 지칭할 때 그 층, 영역, 패턴, 또는 구조들은 다른 층, 영역, 패턴, 또는 구조들 바로 위에 위치하거나 개재되는 층, 영역, 패턴, 또는 구조들도 존재할 수 있음을 이해해야 할 것이다. "하(under)" 또는 "밑(below)"라는 용어가 이 명세서에서 층, 영역, 패턴, 또는 구조들을 지칭할 때 그 층, 영역, 패턴, 또는 구조들은 다른 층, 영역, 패턴, 또는 구조들 바로 밑에 위치하거나 개재되는 층, 영역, 패턴, 또는 구조들도 존재할 수 있음을 이해해야 할 것이다. "포함하다(includes)" 및 "포함하는(including)"들은 각각 "구비하다(comprises)" 및 "구비하는(comprising)"과 동등하다.
또한 (예를 들어 제1 및 제2 부분 등과 같이) "제1(first)", "제2(second)" 등의 언급은 이 명세서에서 달리 구체적으로 기술되지 않는 한 하나 이상 존재할 수 있는 특정한 특징을 식별할 의도로 사용된 것이다. "제1"에 대한 이와 같은 언급은 반드시 둘 이상이 존재함을 암시하지 않는다. 이 언급들은 명시적으로 기술되지 않는 한 특정한 특징에 대한 시간상의 순서, 구조적 방향, 또는 (예를 들어 좌측 또는 우측 등의) 좌우 방향을 부여할 의도가 아니다. 또한 "제1" 및 "제2"라는 용어는 선택적으로 또는 호환적으로 부재들에 사용될 수 있다.
뿐만 아니라, "예시적(exemplary)"은 최선(best)이 아니라 단지 예(example)를 의미한다. 서로에 대해 특정한 크기 및/또는 방향들로 묘사 및 도시된 이 명세서의 특징, 층, 및/또는 부재들은 이해의 단순성과 용이성을 목적으로 한 것으로 실제의 크기 및/또는 방향들은 예시된 것과 현저히 다를 수 있음도 이해해야 할 것이다. 즉, 각 부재의 크기는 도시의 명료성을 위해 과장되어 있고, 각 부재의 크기는 각 부재의 실제 크기와 다를 수 있다. 도면에 포함되어야 할 모든 부재들이 도시된 것은 아니며 이 명세서에 한정되어 있지만, 이 명세서에 필수적인 특징들을 제외한 부재들은 추가 또는 삭제될 수 있다.
본 발명의 실시예들의 도면과 설명들은 (어떤 경우들에는) 명확성을 목적으로 잘 알려진 다른 부재들이 생략되어 본 발명의 명확한 이해에 적절한 부재들로 간략화되어 있다. 당업계에 통상의 기술을 가진 자들이라면 본 발명의 구현을 위해 바람직하거나 및/또는 필요한 부재들을 인식할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 부재들은 당업계에 잘 알려져 있고, 이들이 본 발명을 더 잘 이해하는 데 도움을 주지도 않으므로 이러한 부재들에 대한 논의는 이 명세서에 제공되지 않는다.
첨부된 도면들에서 동일한 참조번호들이 전체적으로 동일 또는 유사한 구성요소들을 지시하는 데 사용된다. 본 발명의 어떤 실시예들을 도시하는 첨부 도면들 중 도 1에서, 가스 터빈(gas turbine; 10)은 한 실시예에서 압축기 블레이드(compressor blade; 110)를 가지는 압축기(100)와, 연소실(combustion chamber; 210)을 가지는 연소기(200)와, 그리고 터빈 브레이드(turbine blade; 310)를 가지는 터빈(300)을 포함하는 것을 볼 수 있다.
공기는 화살표 방향을 따라 압축기 블레이드(110)에 제공되어 압축기(100) 내에서 압축되고, 압축된 공기는 연소기(200)로 제공된다. 압축기(100)에 의해 제공된 압축 공기는 연소실(210) 내에서 연료와 함께 연소됨으로써 고온 가스를 산출한다. 연소실(210)에서 생성된 고온 가스는 터빈 블레이드(310)를 회전시키도록 터빈 블레이드(310)에 공급된다. 즉 터빈 블레이드(310)는 고온 가스에 의해 회전된다.
도 2는 터빈 블레이드 디스크(turbine bladed disk)의 사시도이다. 도 1 및 도 2에서, 터빈(300)은 디스크(307)와 이 디스크(307)에 반경 방향으로 부착된 복수 개의 터빈 블레이드(310)들을 가지는 터빈 블레이드 디스크(305)를 포함한다. 고온 가스가 축방향을 따라 터빈 블레이드(310)를 통과하면, 터빈 블레이드(310) 및 디스크(307)는 통과하는 고온 가스에 의해 회전된다.
도 3a는 사형(serpentine) 터빈 블레이드의 사시도이다. 터빈 블레이드(310)는 터빈 블레이드 디스크의 디스크에 부착되도록 구성된 부착부(attachment; 320)와, 부착부(320) 상에 위치하는 에어포일(330)을 구비한다. 특히 부착부(320)는 몸체(322)와 플랫폼(platform; 324)을 포함하는데, 몸체(322)는 플랫폼(324)의 저면(328)에 위치하고 에어포일(330)은 플랫폼(324)의 상면(326)에 위치한다. 고온 가스가 에어포일(330)의 리딩 에지(leading edge; 332)로부터 에어포일(330)의 트레일링 에지(trailing edge; 334)로 흐름에 따라 양력(lift)을 생성하여 터빈 블레이드(310)를 회전시킨다. 고온 가스가 에어포일(330)을 통과할 때, 플랫폼(324)의 상면(326)은 고온 가스에 노출되는 반면, 플랫폼(324)의 저면(328)은 고온 가스에 노출되지 않는다. 결과적으로, 상면(326)의 온도와 저면(328)의 온도는 서로 다르다. 또한, 리딩 에지(322)의 중간 폭(mid-span)에서 유래하는 고온 가스가 트레일링 에지(334) 부근의 플랫폼 영역을 둘러쌈에 따른 가스 경로 이동 효과(gas-path migration effect)로 인해, 트레일링 에지(334) 부근의 플랫폼 영역은 매우 높은 열부하를 겪게 된다. 이 불균일한 열 분포가 조기 단열피막(thermal barrier coating; TBC) 파열과 기판 산화를 야기한다. 또한 상면(326)으로부터 저면(328)에 걸친 연관된 반경방향 열 구배(temperature gradient)에 기인하여 플랫폼(324)은 궁극적으로 에어포일(330)에서 멀어지게 휘는 경향을 가지게 되고, 이로 인해 플랫폼(324)에는 고응력 영역이 유도되어 조기 저주기 피로(low-cycle fatigue; LCF) 균열발생이 야기된다.
도 3b는 사형 터빈 블레이드의 부분 내부 단면도이다. 사형(serpentine shape)으로 형성된 내부 냉각 캐비티(internal cooling cavity)를 포함하는 터빈 블레이드(310)는 사형 터빈 블레이드로 알려져 있다. 사형 터빈 블레이드(310)는 에어포일(330)과 플랫폼(324) 내부에 형성된 내부 냉각 캐비티(340)와, 트레일링 에지(334)에 형성된 복수의 트레일링 에지 슬롯(trailing edge slot; 336)들을 포함한다. 트레일링 에지 슬롯(336)들은 내부 냉각 캐비티(340)에 연결되어 내부 냉각 캐비티(340)를 통과한 냉매가 트레일링 에지 슬롯(336)들로 흘러나간다. 도 3a 및 3b에서, 냉매가 내부 냉각 캐비티(340)을 통해 에어포일(330)과 플랫폼(324)의 내부를 흐르지만, 플랫폼(324)의 상면(326) 대부분은 내부 냉각 캐비티(340)를 흐르는 냉매와 이격되어 있어서 상면(326)의 온도는 효율적으로 저하되지 못한다.
도 4a는 본 발명에 따른 사형 터빈 블레이드의 사시도이다. 도 4a에서, 터빈 블레이드(310)는 몸체(322)와 플랫폼(324)을 포함하는 부착부(320)와, 그리고 부착부(320) 상에 위치하는 에어포일(330)을 구비한다. 디스크에 부착되도록 구성된 몸체(322)는 플랫폼(324)의 저면(328)에 위치하고, 에어포일(330)은 플랫폼(324)의 상면(326) 상에 위치한다. 또한, 터빈 블레이드(310)는 냉매에 경로를 제공하는 필름홀(filmhole; 380)을 더 구비한다. 필름홀(380)은 플랫폼(324)의 상면(326)에 위치하여 필름홀(380)을 통과하는 냉매가 상면(326)의 온도 상승을 방지한다. 필름홀(380)은 에어포일(330)의 리딩 에지(332)와 에어포일(330)의 트레일링 에지(334) 사이의 상면(326) 상에 위치한다. 이 특정한 실시예에서, 필름홀(380)은 리딩 에지(332)보다 트레일링 에지(334)에 더 근접하지만, 특정한 위치에 제한되는 것은 아니다.
도 4b는 본 발명에 따른 사형 터빈 블레이드의 부분 내부 단면 사시도이다. 도 4b에서, 터빈 블레이드(310)는 플랫폼(324)의 내부에 충돌 제트 슬롯(impingement slot; 360)을 포함한다. 냉매는 충돌 제트 슬롯(360)을 통과함으로써 플랫폼(324)의 온도의 상승을 방지한다. 충돌 제트 슬롯(360)을 통과한 냉매는 도 4a의 필름홀(380)을 통해 흐를 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 부분 단면, 더 구체적으로는 도 4a의 선 A-A를 따라 취한 터빈 블레이드의 부분 내부 단면도이다. 터빈 블레이드(310)는 플랫폼(324)과, 플랫폼(324)의 저면(328)에 위치하는 몸체(322)와, 플랫폼(324)의 상면(326)에 위치하는 에어포일(330)과, 그리고 플랫폼(324)의 내부에 형성된 충돌 제트 캐비티(impingement cavity; 345)를 구비한다. 터빈 블레이드(310)는 상면(326) 상의 필름홀(380)과, 에어포일(330) 및 플랫폼(324) 내부에 형성된 내부 냉각 캐비티(340)와, 그리고 에어포일(330) 내부에 형성된 트레일링 에지 슬롯(trailing edge slot; 336)을 더 구비한다.
충돌 제트 캐비티(345)는 내부 냉각 캐비티(340)에 연결된 전방 충돌 제트 캐비티(pre-impingement cavity; 350)와, 필름홀(380)에 연결된 후방 충돌 제트 캐비티(post-impingement cavity; 370)와, 그리고 전방 충돌 제트 캐비티(350)를 후방 충돌 제트 캐비티(370)에 연결하는 충돌 제트 슬롯(360)을 포함한다. 즉, 충돌 제트 슬롯(360)이 전방 충돌 제트 캐비티(350)와 후방 충돌 제트 캐비티(370)를 분리한다.
내부 냉각 캐비티(340)는 사형(serpentine shape)을 가지며 트레일링 에지 방향전환부(trailing edge turnaround; 342) 부근에서 경로를 변경하는데, 트레일링 에지 방향전환부(342)를 통해 전방 충돌 제트 캐비티(350)가 내부 냉각 캐비티(340)에 연결되도록 트레일링 에지 방향전환부(342)는 플랫폼(324) 내부에 위치한다. 트레일링 에지 슬롯(336)의 일단은 에어포일(330) 내의 내부 냉각 캐비티(340)에 연결되고, 트레일링 에지 슬롯(336)의 타단은 트레일링 에지(334) 상에 위치하여 에어포일(330)의 외측을 향한다.
화살표 D로 지시된 바와 같이, 냉매가 내부 캐비티(340)로 흘러들어올 때 냉매의 제1 부분은 전방 충돌 제트 캐비티(350)로 흐른 다음, 화살표 F로 지시된 바와 같이 충돌 제트 슬롯(360)과 후방 충돌 제트 캐비티(370)를 통과한다. 최종적으로, 냉매의 제1 부분은 화살표 G로 지시된 바와 같이 필름홀(380)을 통해 플랫폼(324)의 상면(326) 외부로 흐른다. 냉매의 제2 부분은 트레일링 에지 방향전환부(342)에서 그 유동 방향을 변경하여 화살표 E를 따라 내부 냉각 캐비티(340) 내로 흐른다. 그 다음, 냉매의 제2 부분은 화살표 H로 지시된 바와 같이 트레일링 에지 슬롯(336)을 통해 에어포일(330) 외부로 흐른다. 즉, 냉매의 제1 부분은 플랫폼(324)의 내부를 통과하여 플랫폼(324) 상면(326)의 외부로 흐름으로써 플랫폼(324)의 온도의 상승을 방지한다.
전방 충돌 제트 캐비티(350)와, 충돌 제트 슬롯(360)과, 그리고 후방 충돌 제트 캐비티(370)를 포함하는 충돌 제트 캐비티(345)는 플랫폼(324) 내의 매입 주조(cast-in) 방식으로 형성된다. 또한 필름홀(380) 역시 매입 주조 방식으로 형성된다. 즉, 충돌 제트 캐비티(345)와 필름홀(380)은 플랫폼(324)과 함께 형성된다.
도 6a는 도 5의 B-B 선을 따라 취한 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 단면도이다. 도 6a에서, 전방 충돌 제트 캐비티(350)는 내부 냉각 캐비티(340)에 직접 연결, 더 구체적으로는 내부 냉각 캐비티(340)의 트레일링 에지 방향전환부(342)에 연결되어 있다. 에어포일(330)과 내부 냉각 캐비티(340)는 플랫폼(324)의 제1 측(325)에 위치되어, 냉매는 처음 플랫폼(324)의 제1 측(325)으로 제공된다. 그러나 전방 충돌 제트 캐비티(350)가 플랫폼(324)의 제1 측(325)로부터 플랫폼(324)의 제2 측(327)으로 연장됨으로써 화살표 F로 지시된 바와 같이 내부 냉각 캐비티(340) 내의 냉매의 제1 부분을 플랫폼(324)의 제2 측(327)에 제공한다. 트레일링 에지 방향전환부(342)의 원격단(distal end)은 몸체(322)로 연장되어 있으며, 이로 인해 트레일링 에지 방향전환부(342)의 원격단은 전방 충돌 제트 캐비티(350)와 플랫폼(324)의 저면(328)보다 더 낮게 위치한다. 트레일링 에지 방향전환부(342)는 제1 측(325)을 대향하는 제1 면(343)이 제2 측(327)을 대향하는 제2 면(344)보다 더 경사져 있는 비대칭 형상을 가짐으로써 냉매의 제1 부분이 전방 충돌 제트 캐비티(350)로 진입하는 것을 촉진한다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 사형 터빈 블레이드의 도 5의 C-C 선을 따라 취한 단면도이다. 도 6b에서, 플랫폼(324) 내에 위치한 후방 충돌 제트 캐비티(370)는 제1 측(325)보다 제2 측(327)에 더 근접하여 위치한다. 후방 충돌 제트 캐비티(370)는 트레일링 에지 방향전환부(342)로부터 이격되어 있지만, 충돌 제트 슬롯(360)을 통해 도 6a의 전방 충돌 제트 캐비티(350)에 연결되도록 구성되어 있기 때문에 트레일링 에지 방향전환부(342)에 의해 공급된 냉매의 제1 부분은 후방 충돌 제트 캐비티(370) 내로도 흐른다. 또한 필름홀(380)이 후방 충돌 제트 캐비티(370)에서부터 상면(326)으로 플랫폼(324)을 관통함으로써 냉매의 제1 부분이 플랫폼(324) 외부로 흐르는 경로가 제공된다. 충돌 제트 슬롯(360)의 단면 높이는 후방 충돌 제트 캐비티(370)의 높이(H)보다 작고, 필름홀(380)의 폭은 후방 충돌 제트 캐비티(370)의 폭(W)보다 더 좁다. 후방 충돌 제트 캐비티(370)의 유입구(inlet)로 기능하는 충돌 제트 슬롯(360)은 후방 충돌 제트 캐비티(370)의 유출구(outlet)로 기능하는 필름홀(380)과 정렬되지는 않지만, 필름 홀(380)은 두 충돌 제트 슬롯(360)들 사이에 인접하여 위치할 수 있다.
도 4b 및 6b에서, 충돌 제트 슬롯(360)은 복수의 충돌 제트 슬롯들을 구비하고 복수의 충돌 제트 슬롯들은 평행하게 연장된다. 도 4a 및 6b에서, 필름홀(380)은 복수의 필름홀들을 구비하고 복수의 필름홀들은 행열(matrix) 형태로 배열된다.
본 발명은 다음 예시적 실시예들을 비제한적으로 포함한다.
실시예 1. 플랫폼과;
플랫폼 상의 에어포일과;
플랫폼과 에어포일을 통과하는 내부 냉각 캐비티와;
플랫폼 내에 위치하며 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와; 그리고
플랫폼 내에 위치하며 전방 충돌 제트 캐비티에 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티를 구비하는 터빈 블레이드.
실시예 2. 실시예 1에서,
전방 충돌 제트 캐비티를 후방 충돌 제트 캐비티에 연결하는 충돌 제트 슬롯을 더 구비하는 터빈 블레이드.
실시예 3. 실시예 2에서,
전방 충돌 캐비티가 내부 냉각 캐비티의 트레일링 에지 방향전환부에 직접 연결되는 터빈 블레이드.
실시예 4. 실시예 3에서,
에어포일이 트레일링 에지 상에 트레일링 에지 슬롯을 포함하는 터빈 블레이드.
실시예 5. 실시예 4에서,
내부 냉각 캐비티 내의 냉매의 제1 부분이 전방 충돌 제트 캐비티를 통해 후방 충돌 제트 캐비티로 흐르고 내부 냉각 캐비티 내의 냉매의 제2 부분이 트레일링 에지 슬롯으로 흐르는 터빈 블레이드.
실시예 6. 실시예 1-5 중의 어느 하나에서,
플랫폼의 저면 상에 위치하는 몸체를 더 구비하고, 에어포일이 플랫폼의 상면 상에 위치하는 터빈 블레이드.
실시예 7. 실시예 6에서,
트레일링 에지 방향전환부의 원격단이 몸체 내에 위치하는 터빈 블레이드.
실시예 8. 실시예 5-7 중의 어느 하나에서,
플랫폼의 상면 상에 형성되어 냉매의 제1 부분이 필름홀을 통해 흐르도록 후방 충돌 제트 캐비티에 연결되는 필름홀을 더 구비하는 터빈 블레이드.
실시예 9. 상면을 가지는 플랫폼과;
플랫폼의 상면 상의 에어포일과;
플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부와; 그리고
플랫폼 내에 형성된 필름홀을 구비하고.
필름홀이 플랫폼 내의 충돌 제트 캐비티를 통해 트레일링 에지 방향전환부에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
실시예 10. 실시예 9에서,
필름홀이 충돌 제트 슬롯으로부터 플랫폼의 상면으로 플랫폼을 관통하는 사형 터빈 블레이드.
실시예 11. 실시예 9-10 중의 어느 하나에서,
에어포일이 트레일링 에지 방향전환부에 냉매를 제공하는 내부 냉각 캐비티를 포함하는 사형 터빈 블레이드.
실시예 12. 실시예 9-11 중의 어느 하나에서,
충돌 제트 캐비티가 트레일링 에지 방향전환부에 연결된 전방 충돌 제트 캐비티와, 필름홀에 연결된 후방 충돌 제트 캐비티와, 그리고 전방 충돌 제트 캐비티와 후방 충돌 캐비티를 서로 연결하는 충돌 제트 슬롯을 구비하는 사형 터빈 블레이드.
실시예 13. 실시예 12에서,
충돌 제트 슬롯의 단면 높이가 후방 충돌 제트 캐비티의 높이보다 더 작은 사형 터빈 블레이드.
실시예 14. 실시예 11-13 중의 어느 하나에서,
에어포일이 트레일링 에지에 트레일링 에지 슬롯을 포함하고 트레일링 에지 슬롯이 내부 냉각 캐비티에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
실시예 15. 실시예 14에서,
필름홀이 에어포일의 리딩 에지와 에어포일의 트레일링 에지 사이에 위치하는 사형 터빈 블레이드.
실시예 16. 플랫폼과;
플랫폼의 저면 상에 위치하는 몸체와;
플랫폼의 상면 상에 위치하는 에어포일과;
에어포일과 플랫폼 내에 위치하는 내부 냉각 캐비티와;
플랫폼의 상면 상에 위치하는 필름홀과;
플랫폼 내에 형성되어 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와; 그리고
플랫폼 내에 형성되어 전방 충돌 제트 캐비티와 필름홀과 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티를 구비하는 가스 터빈.
실시예 17. 실시예 16에서,
내부 냉각 캐비티가 플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부를 포함하여 트레일링 에지 방향전환부 부근의 경로를 변경하는 가스 터빈.
실시예 18. 실시예 17에서,
전방 충돌 제트 캐비티가 트레일링 에지 방향전환부에 연결되는 가스 터빈.
실시예 19. 실시예 16-18 중의 어느 하나에서,
후방 충돌 제트 캐비티가 내부 냉각 캐비티로부터 이격되는 가스 터빈.
실시예 20. 실시예 16-19 중의 어느 하나에서,
에어포일이 고온 가스에 대향하는 리딩 에지와 내부 냉각 캐비티에 연결되는 트레일링 에지를 구비하는 가스 터빈.
실시예 21. 실시예 20에서,
에어포일이 트레일링 에지 상에 트레일링 에지 슬롯을 포함하는 가스 터빈.
실시예 22. 실시예 21에서,
트레일링 에지 슬롯이 내부 냉각 캐비티에 연결되는 가스 터빈.
실시예 23. 상면을 가지는 플랫폼과;
플랫폼의 상면 상의 에어포일과;
플랫폼과 에어포일 내에 형성된 내부 냉각 캐비티와; 그리고
플랫폼의 상면 상에 형성된 필름홀을 구비하고,
냉매가 내부 냉각 캐비티로부터 필름홀로 흐르도록 필름홀이 내부 냉각 캐비티에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
실시예 24. 실시예 23에서,
플랫폼 내에 형성된 충돌 제트 슬롯을 더 구비하고, 냉매가 충돌 제트 슬롯을 통해 내부 냉각 캐비티로부터 필름홀로 흐르는 사형 터빈 블레이드.
실시예 25. 실시예 23-24 중의 어느 하나에서,
에어포일의 트레일링 에지 상에 형성되어 내부 냉각 캐비티에 연결되는 트레일링 에지 슬롯을 더 구비하는 사형 터빈 블레이드.
실시예 26. 실시예 23-25 중의 어느 하나에 따른 사형 터빈 블레이드를 구비하는 가스 터빈.
이 명세서에 기재된 예들 및 실시예들은 단지 예시적 목적이고, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 이를 감안하여 다양한 변형과 변경을 제안할 수 있을 것이며, 이들은 본원의 개념과 범위에 포함되어야 한다는 것을 이해해야 할 것이다. 이에 따라 본 발명은 이 명세서에 기재된 예들에 한정되는 것을 의도한 것이 아니며, 이 명세서에 개시된 원리와 신규한 특징들에 부합되는 최광의의 범위가 부여되어야 할 것이다.

Claims (26)

  1. 플랫폼과;
    상기 플랫폼 상의 에어포일과;
    상기 플랫폼과 에어포일을 통과하는 내부 냉각 캐비티와;
    상기 플랫폼 내에 위치하며 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와; 그리고
    상기 플랫폼 내에 위치하며 상기 전방 충돌 제트 캐비티에 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티를 구비하는 터빈 블레이드.
  2. 청구항 1에서,
    상기 전방 충돌 제트 캐비티를 상기 후방 충돌 제트 캐비티에 연결하는 충돌 제트 슬롯을 더 구비하는 터빈 블레이드.
  3. 청구항 2에서,
    상기 전방 충돌 캐비티가 상기 내부 냉각 캐비티의 트레일링 에지 방향전환부에 직접 연결되는 터빈 블레이드.
  4. 청구항 3에서,
    상기 에어포일이 트레일링 에지 상에 트레일링 에지 슬롯을 포함하는 터빈 블레이드.
  5. 청구항 4에서,
    상기 내부 냉각 캐비티 내의 냉매의 제1 부분이 상기 전방 충돌 제트 캐비티를 통해 상기 후방 충돌 제트 캐비티로 흐르고, 상기 내부 냉각 캐비티 내의 상기 냉매의 제2 부분이 상기 트레일링 에지 슬롯으로 흐르는 터빈 블레이드.
  6. 청구항 5에서,
    상기 플랫폼의 저면 상에 위치하는 몸체를 더 구비하고, 상기 에어포일이 상기 플랫폼의 상면 상에 위치하는 터빈 블레이드.
  7. 청구항 6에서,
    상기 트레일링 에지 방향전환부의 원격단이 상기 몸체 내에 위치하는 터빈 블레이드.
  8. 청구항 5 내지 7 중의 어느 한 항에서,
    상기 플랫폼의 상면 상에 형성되는 필름홀을 더 포함하고, 상기 필름홀은 상기 후방 충돌 제트 캐비티에 연결되어 상기 냉매의 제1 부분이 상기 필름홀을 통해 흐르는 터빈 블레이드.
  9. 상면을 가지는 플랫폼과;
    상기 플랫폼의 상면 상의 에어포일과;
    상기 플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부와; 그리고
    상기 플랫폼 내에 형성된 필름홀을 구비하고.
    상기 필름홀이 상기 플랫폼 내의 충돌 제트 캐비티를 통해 상기 트레일링 에지 방향전환부에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
  10. 청구항 9에서,
    상기 필름홀이 상기 충돌 제트 슬롯부터 상기 플랫폼의 상면으로 상기 플랫폼을 관통하는 사형 터빈 블레이드.
  11. 청구항 10에서,
    상기 에어포일이 상기 트레일링 에지 방향전환부에 냉매를 제공하는 내부 냉각 캐비티를 포함하는 사형 터빈 블레이드.
  12. 청구항 9 내지 11 중의 어느 한 항에서,
    상기 충돌 제트 캐비티가, 상기 트레일링 에지 방향전환부에 연결된 전방 충돌 제트 캐비티와, 상기 필름홀에 연결된 후방 충돌 제트 캐비티와, 그리고 상기 전방 충돌 제트 캐비티와 상기 후방 충돌 캐비티를 서로 연결하는 충돌 제트 슬롯을 구비하는 사형 터빈 블레이드.
  13. 청구항 12에서,
    상기 충돌 제트 슬롯의 단면 높이가 상기 후방 충돌 제트 캐비티의 높이보다 더 작은 사형 터빈 블레이드.
  14. 청구항 12에서,
    상기 에어포일이 트레일링 에지에 트레일링 에지 슬롯을 포함하고, 상기 트레일링 에지 슬롯이 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
  15. 청구항 14에서,
    상기 필름홀이 상기 에어포일의 리딩 에지와 상기 에어포일의 트레일링 에지 사이에 위치하는 사형 터빈 블레이드.
  16. 플랫폼과;
    상기 플랫폼의 저면 상에 위치하는 몸체와;
    상기 플랫폼의 상면 상에 위치하는 에어포일과;
    상기 에어포일과 플랫폼 내에 위치하는 내부 냉각 캐비티와;
    상기 플랫폼의 상면 상에 위치하는 필름홀과;
    상기 플랫폼 내에 형성되어 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 전방 충돌 제트 캐비티와; 그리고
    상기 플랫폼 내에 형성되어 상기 전방 충돌 제트 캐비티와 필름홀과 연결되는 후방 충돌 제트 캐비티를 구비하는 가스 터빈.
  17. 청구항 16에서,
    상기 내부 냉각 캐비티가 상기 플랫폼 내에 형성된 트레일링 에지 방향전환부를 포함하여 상기 트레일링 에지 방향전환부 부근의 경로를 변경하는 가스 터빈.
  18. 청구항 17에서,
    상기 전방 충돌 제트 캐비티가 상기 트레일링 에지 방향전환부에 연결되는 가스 터빈.
  19. 청구항 16 내지 18 중 어느 한 항에서,
    상기 후방 충돌 제트 캐비티가 상기 내부 냉각 캐비티로부터 이격되어 있는 가스 터빈.
  20. 청구항 16에서,
    상기 에어포일이 고온 가스에 대향하는 리딩 에지와, 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 트레일링 에지를 구비하는 가스 터빈.
  21. 청구항 20에서,
    상기 에어포일이 상기 트레일링 에지 상에 트레일링 에지 슬롯을 포함하는 가스 터빈.
  22. 청구항 21에서,
    상기 트레일링 에지 슬롯이 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 가스 터빈.
  23. 상면을 가지는 플랫폼과;
    상기 플랫폼의 상면 상의 에어포일과;
    상기 플랫폼과 에어포일 내에 형성된 내부 냉각 캐비티와; 그리고
    상기 플랫폼의 상면 상에 형성된 필름홀을 구비하고,
    냉매가 상기 내부 냉각 캐비티로부터 상기 필름홀로 흐르도록 상기 필름홀이 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 사형 터빈 블레이드.
  24. 청구항 23에서,
    상기 플랫폼 내에 형성된 충돌 제트 슬롯을 더 구비하고, 상기 냉매가 상기 충돌 제트 슬롯을 통해 상기 내부 냉각 캐비티로부터 상기 필름홀로 흐르는 사형 터빈 블레이드.
  25. 청구항 23에서,
    상기 에어포일의 트레일링 에지 상에 형성되어 상기 내부 냉각 캐비티에 연결되는 트레일링 에지 슬롯을 더 구비하는 사형 터빈 블레이드.
  26. 청구항 23 내지 25 중의 어느 한 항에 따른 사형 터빈 블레이드를 구비하는 가스 터빈.
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