KR20220155187A - 돌기 어레이를 갖는 가스 터빈 내부 슈라우드 - Google Patents

돌기 어레이를 갖는 가스 터빈 내부 슈라우드 Download PDF

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Abstract

가스 터빈용 내부 슈라우드 블록 컴포넌트. 내부 슈라우드 블록은 내부에 형성된 복수의 웰(well)을 구비한 표면을 갖는다. 돌기 어레이가 각각의 웰의 베이스 표면으로부터 멀리 연장된다. 돌기 어레이는 내부 슈라우드 블록의 대류 냉각을 생성하여, 내부 슈라우드 블록의 증가된 냉각과 더 나은 부품 수명을 제공한다. 또한, 증가된 냉각 용량은 터빈이 더 높은 온도에서 작동할 수 있게 하고, 이는 추가 발전을 제공한다.

Description

돌기 어레이를 갖는 가스 터빈 내부 슈라우드{GAS TURBINE INNER SHROUD WITH ARRAY OF PROTUBERANCES}
본 발명은 일반적으로 가스 터빈 엔진용 컴포넌트에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 돌기의 냉각 어레이를 갖는 가스 터빈 내부 슈라우드(shroud)에 관한 것이다.
발전 또는 추진에 사용되는 것과 같은 가스 터빈 엔진은 고온 가스의 흐름으로부터 사용 가능한 에너지를 추출하는 일련의 터빈 스테이지를 사용한다. 터빈 스테이지는 통상적으로 스테이터 베인(stator vane) 또는 로터 블레이드(rotor blade)와 같은 에어포일(airfoil)과 고온 가스의 흐름을 수용하는 슈라우드 컴포넌트를 포함한다. 터빈 컴포넌트는 고온에 노출되고, 따라서 열 응력을 견딜 수 있어야 합니다. 이러한 열 응력은 비효율성과 부품 성능 저하를 유발할 수 있다. 터빈 컴포넌트가 작동 환경을 더 잘 견딜 수 있게 하도록 열 응력을 줄이는 것이 지속적인 목표이다. 이것은 고온 가스 경로에 대한 내부 슈라우드의 근접성 때문에 내부 슈라우드에 특히 그렇다. 열 응력을 줄이는 한 가지 방법은 가능한 한 많이 부품을 냉각시키는 것이다. 냉각을 위한 한 가지 방법은 압축 공기와 같은 냉각제를 내부 냉각 캐비티(cavity)를 통해 압축기 컴포넌트의 표면 상으로 이동시키는 것이다. 기존 냉각 방법이 다소 효과적이지만, 내부 슈라우드 컴포넌트에 냉각 용량을 추가하여 열 부하를 더 효과적으로 또는 더 줄이는 것이 바람직할 것이다. 또한, 증가된 냉각 용량은 터빈이 더 높은 온도에서 작동할 수 있게 하고, 이는 고온 가스 흐름에 의한 추가 발전을 제공한다.
본 요약은 본 개시 내용의 상세한 설명 섹션에서 아래에 추가로 설명되는 단순화된 형태의 다양한 개념을 도입하도록 의도된다. 본 요약은 청구된 주제의 핵심 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 단독으로 도움을 주기 위한 것도 아니다.
간략하고 높은 수준에서, 본 개시 내용은 가스 터빈용 내부 슈라우드 컴포넌트를 설명한다. 내부 슈라우드는 내부에 형성된 복수의 웰(well)을 구비한 표면을 갖는다. 돌기 어레이가 각각의 웰의 베이스 표면으로부터 멀리 연장된다. 돌기 어레이는 내부 슈라우드의 베이스 표면의 표면적을 증가시켜, 내부 슈라우드의 증가된 대류 냉각과 더 나은 공기 역학적 수명 목표를 제공한다. 또한, 증가된 냉각 용량은 터빈이 더 높은 온도에서 작동할 수 있게 하고, 이는 추가 발전을 제공한다.
본 명세서에 개시된 실시예는 압축기 컴포넌트 에어포일 설계에 관한 것으로, 개시된 주제의 비한정적인 예를 예시하는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명되며, 여기서:
도 1은 본 개시 내용의 양태에 따라 외부 슈라우드 블록 및 대응하는 내부 슈라우드 블록의 어셈블리의 축 방향 도면을 도시하고;
도 2는 본 개시 내용의 양태에 따라 도 1의 어셈블리의 사시도를 도시하고;
도 3은 본 개시 내용의 양태에 따라 외부 슈라우드 블록이 가려진 도 1의 어셈블리의 사시도를 도시하고;
도 4는 본 개시 내용의 양태에 따라 함께 결합된 2개의 내부 슈라우드 블록의 사시도를 도시하고;
도 5는 본 개시 내용의 양태에 따라 내부 슈라우드 블록의 사시도를 도시하고;
도 6은 본 개시 내용의 양태에 따라 도 5의 6-6선을 따라 취해진 단면도를 도시하고;
도 7은 본 개시 내용의 양태에 따라 도 5의 둘러싸인 부분(7)의 확대도를 도시하고;
도 8a는 본 개시 내용의 양태에 따라 도 5의 경계 영역(8a)의 확대도를 도시하고; 그리고
도 8b는 도 8의 둘러싸인 영역(8b)의 확대도를 도시한다.
본 개시 내용의 주제는 법적 요건을 충족시키기 위해 본 명세서에서 설명된다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 청구된 주제는 본 개시 내용에서 설명되는 것과 유사하게 그리고 다른 현재 또는 미래의 기술과 함께, 상이한 단계, 단계의 조합, 특징 및/또는 특징의 조합을 포함하도록 다른 방식으로 구체화될 수 있다.
간략하고 높은 수준에서, 본 개시 내용은 가스 터빈용 내부 슈라우드 컴포넌트를 설명한다. 내부 슈라우드는 내부에 형성된 복수의 웰을 구비한 표면을 갖는다. 돌기 어레이가 각각의 웰의 베이스 표면으로부터 멀리 연장된다. 돌기 어레이는 내부 슈라우드의 베이스 표면의 표면적을 증가시켜, 내부 슈라우드의 증가된 대류 냉각을 제공한다. 증가된 냉각 용량은 터빈이 더 높은 온도에서 작동할 수 있게 하고, 이는 추가 발전을 제공한다.
이제 도 1을 참조하면, 외부 슈라우드 블록(12)과, 외부 슈라우드 블록(12)에 결합된 3개의 내부 슈라우드 블록(14)의 어셈블리(10)의 일 양태의 축 방향 도면이 도시된다. 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같이, 다수의 어셈블리(10)는 함께 결합되어 터빈이 고온 가스 경로를 둘러싸는 환형 링을 형성한다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 고온 가스 경로는 내부 슈라우드 블록(14)의 내향 대향 표면(16)을 따라 흐른다. 외부 슈라우드 블록(12)에 결합된 3개의 내부 슈라우드 블록(14)이 도시되지만, 더 많거나 더 적은 내부 슈라우드 블록(14)이 외부 슈라우드 블록(12)에 결합될 수 있다. 외부 슈라우드 블록(12)은 가스 터빈의 케이싱(도시되지 않음)에 결합된다. 도 2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 외부 슈라우드 블록(12)은 가스 터빈의 케이싱에 대한 결합을 용이하게 하기 위해 립(lip)(18)을 가질 수 있다.
도 3은 구성의 추가적인 세부 사항을 보여주기 위해 외부 슈라우드 블록(12)이 없는 어셈블리(10)를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 방지 핀(20)은 외부 슈라우드 블록(12)을 통해 각각의 내부 슈라우드 블록(14)의 전방 후크(22)로 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 회전 방지 핀(20)이 외부 슈라우드 블록(12)을 통해 내부 슈라우드 블록(14)의 대응하는 전방 후크(22)로 연장된다. 도 3 및 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 전방 후크(22)는, 일부 양태에서, 회전 방지 핀(20)의 단부를 수용하는 내부에 형성된 정렬 노치(24)를 가진다. 도 3에서 또한 볼 수 있는 바와 같이, 충돌 플레이트(impingement plate)(26)가 외부 슈라우드 블록(12)과 내부 슈라우드 블록(14) 사이에 배치된다. 일부 양태에서, 충돌 플레이트(26)는 외부 슈라우드 블록(12)에 결합된다(예를 들어, 충돌 플레이트(26)는 외부 슈라우드 블록(12)에 용접될 수 있다). 충돌 플레이트(26)는 냉각 공기가 통과하여 지향되는 일련의 구멍(28)을 포함한다. 추가적으로, 일부 양태에서, 충돌 플레이트는 내부에 형성된 축 방향 채널(30) 및 측 방향 채널(32)을 포함한다. 축 방향 채널(30)은 일반적으로 2개의 내부 슈라우드 블록(14)을 결합하는 측부에 인접하게 위치된다. 또한, 충돌 플레이트(26)는 측부를 따라 연장 립(34)을 가질 수 있으며, 여기서 2개의 인접한 외부 슈라우드 블록(12)은 함께 결합되고, 하부(또는 후방) 립(36)은 충돌 플레이트(26)의 후방 에지를 따라 연장된다.
도 1 및 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 그리고 전술된 바와 같이, 각각의 내부 슈라우드 블록(14)은 고온 가스 경로에 인접한 내향 대향 표면(16)을 갖는다. 도 4에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 내부 슈라우드 블록(14)은 내향 대향 표면(16)의 반대편에 있는 외향 대향 표면(40)을 갖는다. 각각의 내부 슈라우드 블록(14)은 후방 단부(44)의 반대편에 있는 전방 단부(42)를 더 가진다. 고온 가스는 전방 단부(42)로부터 후방 단부(44)로 내향 대향 표면(16)을 따라 이동한다. 일부 양태에서, 후방 단부(44)는 후방 후크(46)를 포함한다. 전방 후크(22) 및 후방 후크(46)는 내부 슈라우드 블록(14)을 외부 슈라우드 블록(12)에 결합하는데 사용된다. 예를 들어, 외부 슈라우드 블록(12)은 전방 후크(22) 및 후방 후크(46)와 결합하도록 구성된 상반하는 후크를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 내부 슈라우드 블록(14)의 각각의 측부는 내부에 형성된 홈(48)을 갖는다. 홈(48)은 측부를 따라 전방 단부(42)로부터 후방 단부(44)로 연장될 수 있다. 도 4에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 홈(48)은 다수의 시일(seal)(50)을 지지한다. 일부 양태에서, 시일(50)은 하나의 내부 슈라우드 블록(14)의 홈(48)으로부터 인접한 내부 슈라우드 블록(14)의 홈(48)으로 연장된다. 시일(50)은 인접한 내부 슈라우드 블록(14)의 에지를 따라 고온 가스의 흐름을 차단하는 데 도움이 된다. 또한, 홈(48)은 내부에 형성된 하나 이상의 측 방향 노치를 포함할 수 있다(도 3 및 6에서 가장 잘 볼 수 있음). 측 방향 노치는 홈(48)보다 약간 더 내부 슈라우드 블록의 측부로 연장된다. 측 방향 노치는 인접한 내부 슈라우드 블록(14) 사이에 있는 구조(예를 들어, 측부, 시일(50)의 고온 가스 측 등)를 냉각시키기 위하여 각각 소량의 냉각 공기가 충돌 플레이트(26)와 외부 대향 표면(40) 사이의 플레넘(plenum)으로부터 시일(50)의 고온 가스 측으로 통과하도록 허용한다. 도 3 및 4에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 후방 시일(52)(예를 들어, "W" 형상의 단면을 갖는 스프링 시일)은 축 방향으로 후방 후크(46)의 전방에 있는 표면과 충돌 플레이트(26)의 후방 립(36) 사이에서 그리고 내부 슈라우드 블록(14)과 외부 슈라우드 블록(12) 사이에서 사용될 수 있다. 후방 시일(52)은 후방 후크(46)와 외부 슈라우드 블록(12) 사이에 존재할 수 있는 임의의 갭을 통해 냉각 공기가 전술된 플레넘을 벗어나는 것을 방지하거나 억제한다(예를 들어, 외부 슈라우드 블록의 후방 후크).
도 5 내지 도 8b는 내부 슈라우드 블록(14)의 외향 대향 측부(54)의 다양한 양태를 도시한다. 외향 대향 측부(54)는 전방 후크(22)의 가장 안쪽 부분 및/또는 후방 후크(46)의 가장 안쪽 부분보다 내향 대향 표면(16)에 더 가까운 외향 대향 표면(40)을 포함한다. 복수의 웰(60)이 외향 대향 표면(40)으로부터 뒤에 놓여진다. 하나의 양태에서, 도면에 도시된 바와 같이, 내부 슈라우드 블록(14)은 4개의 웰(60)을 갖지만, 더 많거나 더 적은 웰도 본 개시 내용에 의해 고려된다. 일부 양태에서, 웰(60)은 축 방향 디바이더(divider) 벽(62) 및 측 방향 디바이더 벽(64)에 의해 분리된다. 벽(62)과 벽(64)은 외향 대향 표면(40)으로부터 약간 뒤에 놓여지고, 내부 슈라우드 블록(14)의 구조적 강성(rigidity)을 추가할 수 있다. 또한, 벽(62) 및 벽(64)은 외향 대향 표면(40)의 표면적을 증가시키고 이에 따라 내부 슈라우드 블록(14)의 대류 냉각을 증가시킨다. 일부 양태에서, 측 방향 벽(64)은 후방 후크(46)에 근접한 웰(60)이 전방 후크(22)에 근접한 웰(60)보다 더 큰 면적을 갖도록 위치된다. 다시 말해서, 일부 양태에서, 측 방향 벽(64)은 후방 후크(46)보다 전방 후크(22)에 더 가깝다. 도 3 및 4을 비교함으로써 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 일부 양태에서, 측 방향 디바이더 벽(64)은 일반적으로 충돌 플레이트(26) 상의 측 방향 채널(32)과 정렬된다. 일부 양태에서, 웰(60)의 적어도 일부는 도면에서 원형 보이드(void)로서 도시된 캐스팅 데이텀 타겟 패드(casting datum target pad)(78)를 가질 수 있다. 또한, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 내부 슈라우드 블록(14)은 플레넘으로부터 냉각 공기를 받아들여 이를 교차 천공된 냉각 통로(82)로 연통시키는 추가 냉각 공기 통로(80)를 포함할 수 있다(도 5에서 가장 잘 볼 수 있음). 교차 천공된 냉각 통로(82)는 내부 슈라우드 블록(14)의 측부로부터 하나 이상의 냉각 공기 통로(80)로 연장된다. 교차 천공된 냉각 통로(82)는 시일(50)의 고온 가스 측 상에서 인접한 내부 슈라우드 블록(14)의 측부로 고속 분사 냉각(impingement cooling)을 제공한다. 유사하게, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 트레일링(trailing) 냉각 구멍(84)은 플레넘으로부터 냉각 공기를 받아들여 이를 내부 슈라우드 블록(14)의 다른 부분으로 연통시킨다. 예를 들어, 냉각 구멍(84)은 플레넘으로부터의 냉각 공기를 후방 후크(46)와 외부 슈라우드 블록의 후방 후크 사이의 갭으로 연통시킨다.
도 6 내지 8b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 웰(60)은 웰(60)의 베이스 표면(72)으로부터 위쪽으로 연장되는 복수의 돌기(70)를 갖는다. 개별 돌기(70)가 도 8b에서 따로 떼어내고 확대되어 도시된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 각각의 돌기(70)는 웰(60)의 베이스 표면(72)에서 시작하는 베이스 직경(Db)을 갖는다. 베이스 직경(Db)은 중간 직경(Dm)으로 전이되고, 이는 다시 상부 직경(Dt)으로 전이된다. 도 8a에서 더 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 돌기(70)는 단면에서, 또는 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 상부로부터 보았을 때, 원형 형상을 가진다. 도 8b를 계속 참조하면, 각각의 돌기는 베이스 표면(72)으로부터 돌기(70)의 상부까지 연장되는 높이(H)를 갖는다. 일부 양태에서, 도 6에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 돌기(70)는 내향 대향 표면(16)으로부터 멀리 그리고 베이스 표면(72)으로부터 멀리 연장된다. 일부 양태에서, 각각의 돌기의 높이(H)는 벽(62) 및 벽(64)의 높이보다 작다. 추가적으로, 일부 양태에서, 각각의 돌기(70)는 평균 직경(mean average diameter)(직경 Db, Dm 및 Dt의 평균 직경)을 갖고, 평균 직경에 대한 높이(H)의 비율은 0.5보다 크다. 추가 양태에서, 평균 직경에 대한 높이(H)의 비율은 0.5 내지 1.0의 범위에 있다.
평균 직경에 대한 높이(H)의 적절한 비율을 결정하기 위해, 몇 가지 설계 고려 사항이 다루어 져야 한다. 첫째, 웰(60)의 베이스 표면(72)과 충돌 플레이트(26)(즉, 플레넘) 사이의 공간이 매우 작아서 돌기(70)의 높이(H)를 제한한다. 둘째, 내부 슈라우드 블록(14)의 제조는 바람직하게는 주조를 통해 수행된다. 이러한 양태에서, 전체 내부 슈라우드 블록(14)의 크기에 비해 대체로 매우 작은 돌기(70)의 크기 및 형상은 돌기(70)를 확실하게 주조하는 능력에 의해 제한된다. 너무 작으면 주조하기 어려운 돌기(70)의 크기 및 형상(도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이)과 연관된 내부 및 외부 반경이 있다. 예를 들어, 높이(H)가 너무 짧으면, 이러한 반경들은 확실하게 주조하기 어렵다. 또한, 돌기(70)가 너무 짧거나 너무 높고 가늘어도, 이는 확실하게 주조하기 어렵다. 셋째, 평균 직경에 대한 높이(H)의 비율을 증가시키는 것에 대한 수확 체감(diminishing returns)이 있다. 예를 들어, 평균 직경에 대한 높이(H)의 비율이 1.0 이상인 것은 0.5 내지 1.0의 비율에 비해 냉각 효율성이 크게 증가하지 않는다.
도 5 및 도 8a에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 돌기(70)는 각각의 웰(60) 내에 어레이로 배열된다. 어레이는 내부 슈라우드 블록(14) 상에서 전방-후방 방향(도 5에서 보이는 바와 같이 상부-하부 방향)으로 선을 형성하는 돌기(70)의 복수의 축 방향으로 정렬된 열(row)(74)를 포함한다. 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하나의 축 방향 열(74)의 돌기(70)는 인접한 축 방향 열(74)의 돌기(70)로부터 엇갈리게 배치된다. 일부 양태에서, 하나의 축 방향 열(74)에서의 돌기(70)의 중심선은 인접한 축 방향 열(74)의 돌기(70)의 중심선으로부터 거리 D1만큼 엇갈리게 배치되거나 오프셋된다. 추가적으로, 각각의 축 방향 열(74)의 중심선은 인접한 축 방향 열(74)의 중심선으로부터 거리 D2만큼 이격된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 축 방향 열(74)에서 인접한 돌기(70)의 중심선은 거리 D3만큼 이격된다. 추가적으로, 돌기(70) 어레이는 내부 슈라우드 블록(14) 상에서 측부-측부(side-to-side) 방향(도 5에서 보았을 때 왼쪽에서 오른쪽으로)으로 라인을 형성하는 복수의 측 방향 열(76)을 포함한다. 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하나의 측 방향 열(76)의 돌기(70)는 인접한 측 방향 열(76)의 돌기(70)로부터 엇갈리게 배치된다. 일부 양태에서, 하나의 측 방향 열(76)에서의 돌기(70)의 중심선은 인접한 측 방향 열(76)에서의 돌기(70)로부터 거리 D2만큼 엇갈리게 배치되거나 오프셋된다. 추가적으로, 각각의 측 방향 열(76)의 중심선은 인접한 측 방향 열(76)의 중심선으로부터 거리 D1만큼 이격된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 측 방향 열(76)에서 인접한 돌기(70)의 중심선은 거리 D4만큼 이격된다. 치수 측정값에 의해 구속되려는 의도 없이, 일부 양태에서: D1은 약 0.080인치와 0.100인치 사이에 있고, 일부 양태에서는 0.093 인치이고; D2는 약 0.055 인치와 0.075 인치 사이에 있고, 일부 양태에서는 0.067 인치이고; D3은 약 0.160 인치와 0.200 인치 사이에 있고, 일부 양태에서는 0.186 인치이고; D4는 약 0.110 인치와 0.150 인치 사이에 있고, 일부 양태에서는 0.134 인치이다.
냉각 공기가 충돌 플레이트(26)에서의 구멍(28)을 통해 이동함에 따라, 내부 슈라우드 블록(14)의 외향 대향 표면(40) 및 그 상이 특징부(예를 들어, 돌기(70), 웰(60)의 베이스 표면(72) 및 벽(62, 64) 등)은 구멍(28)을 통해 강제된 냉각 공기로부터 고속 분사 냉각을 경험한다. 냉각 공기가 플레넘에 도달한 후, 외향 대향 표면(40)의 이러한 동일한 특징부는 공기가 돌기(70) 상으로 그리고 그 주위로 흐르고, 웰(60) 내의 베이스 표면(72) 위로 흐르고, 벽(62, 64)의 표면 위로 흐름에 따라 대류 냉각을 경험한다. 돌기(70)에 의해 제공되는 더 큰 표면적은 내부 슈라우드 블록의 추가 냉각을 제공하는 추가 냉각 면적을 제공한다. 이것은 돌기(70)의 크기(평균 직경에 대한 높이의 비율이 0.5보다 큼)에 의해 그리고 임의의 웰(60) 내의 임의의 돌기(70) 어레이 내에서의 돌기(70)의 개수, 간격 및 배열에 의해 향상된다. 돌기(70)가 도면에서 동일하게 이격되어 도시되어 있지만, 일부 양태에서, 돌기의 교대하거나 또는 가변적인 간격이 사용될 수 있다. 추가적으로, 돌기(70)의 단면은 원형으로 도시되어 있지만, 다른 형상일 수도 있다.
내부 슈라우드 블록(14)에 웰(60) 내의 돌기(70) 어레이의 냉각 배열을 제공함으로써, 평면 외향 대향 표면을 갖는 내부 슈라우드 블록 또는 최소한의 표면 돌출부만을 갖는 슈라우드 블록에 비하여, 내부 슈라우드 블록(14)의 외향 대향 표면(40)에 추가 냉각이 제공된다.
특정 특징 및 하위 조합은 유용하며 다른 특징 또는 하위 조합을 참조하지 않고 채용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이것은 청구범위에 의해 고려되고 청구범위 내에 있다. 설명된 기술은 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있고, 본 명세서에 설명되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 해석되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 모든 면에서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된 특정 예와 관련하여 설명되었다. 전술한 내용으로부터, 본 발명은, 명백하고 내부 슈라우드 블록에 고유한 다른 이점과 함께, 위에서 설명된 모든 목적 및 과제를 달성하도록 잘 적용된 것이라는 점을 알 수 있을 것이다. 특정 특징 및 하위 조합은 유용하며 다른 특징 또는 하위 조합을 참조하지 않고 채용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이것은 청구범위에 의해 고려되고 청구범위 내에 있다.
본 개시 내용의 일부 양태는 도면에 제공된 예와 관련하여 설명되었다. 이제, 출원 시점에서의 본 출원 또는 하나 이상의 관련된 출원의 하나 이상의 청구범위 또는 실시예에 포함된 관련된 주제일 수 있는 본 개시 내용의 추가 양태가 설명될 것이지만, 청구범위 또는 실시예는 단지 본 설명의 아래 부분에 설명된 주주에로만 제한되지 않는다. 이러한 추가적인 양태는 도면에 의해 예시된 특징, 도면에 의해 예시되지 않은 특징 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 양태를 설명할 때, 예시 목적으로 도면에 의해 묘사된 요소를 참조할 수 있다.
본 명세서에서 그리고 이하에 열거된 청구항과 관련하여 사용된 바와 같이, "실시예 중 어느 하나"라는 용어 또는 상기 용어의 유사한 변형은 청구항/실시예의 특징이 임의의 조합으로 조합될 수 있게 해석되도록 의도된다. 예를 들어, 예시적인 실시예 4는 실시예 1 내지 3 중 어느 하나의 방법/장치를 나타낼 수 있으며, 이는 실시예 1 및 실시예 4의 특징들이 조합될 수 있고, 실시예 2 및 실시예 4의 요소들이 조합될 수 있고, 실시예 3 및 4의 요소들이 조합될 수 있고, 실시예 1, 2 및 4의 요소들이 조합될 수 있고, 실시예 2, 3 및 4의 요소들이 조합될 수 있고, 실시예 1, 2, 3 및 4의 요소들이 조합될 수 있고, 그리고/또는 기타 변형이 될 수 있게 해석되도록 의도된다.
다음 실시예들은 본 명세서에서 고려되는 양태들이다:
실시예 1. 전방 단부와 후방 단부를 갖고 상기 전방 단부와 상기 후방 단부 사이에서 연장되는 측부를 갖는 내부 슈라우드(shroud) 블록으로서: 내향 대향 표면; 상기 내향 대향 표면의 반대편에 있는 외향 대향 표면; 상기 외향 대향 표면에 형성된 복수의 웰(well) - 상기 웰은 상기 외향 대향 표면 아래에 베이스 표면을 가짐 -; 및 각각의 상기 복수의 웰의 상기 베이스 표면 상에 형성되고, 상기 베이스 표면으로부터 멀리 연장되는 돌기 어레이를 포함하는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 돌기 어레이는 돌기의 복수의 축 방향 열(row)을 포함하고, 상기 돌기의 복수의 축 방향 열의 각각은 상기 내부 슈라우드 블록의 전방-후방 방향으로 연장되고, 상기 복수의 열의 인접한 열의 돌기에 대하여 각각의 축 방향 열은 각각의 인접한 축 방향 열로부터 상기 전방-후방 방향으로 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 3. 실시예 1 또는 2에 있어서, 각각의 축 방향 열은 각각의 인접한 축 방향 열로부터 측부-측부(side-to-side) 방향으로 0.093 인치 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 돌기 어레이는 돌기의 복수의 측 방향 열을 포함하고, 상기 돌기의 복수의 측 방향 열은 상기 내부 슈라우드 블록의 측부-측부 방향으로 연장되고, 각각의 측 방향 열은 인접한 측 방향 열로부터 상기 측부-측부 방향으로 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 5. 실시예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 각각의 측 방향 열은 각각의 인접한 측 방향 열로부터 전방-후방 방향으로 0.067 인치 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 6. 실시예 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 동일한 축 방향 열에서 각각의 인접한 돌기는 0.134 인치 이격되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 동일한 측 방향 열에서 각각의 인접한 돌기는 0.186 인치 이격되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 8. 실시예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 각각의 돌기는 높이 및 평균 직경(mean-average-diameter)을 갖고, 평균 직경에 대한 높이의 비율은 0.5 보다 큰, 내부 슈라우드 블록.
실시예 9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 전방 후크 및 후방 후크를 더 포함하고, 상기 복수의 웰의 최전방 부분은 상기 전방 후크의 최후방 부분의 후방에 있고, 상기 복수의 웰의 최후방 부분은 상기 후방 후크의 최전방 부분의 전방에 있는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 10. 실시예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 내부에 형성된 좌측 시일(seal) 슬롯을 갖는 좌측 측벽; 및 내부에 형성된 우측 시일 슬롯을 갖는 우측 측벽을 더 포함하고, 상기 좌측 측벽은 상기 우측 측벽의 반대편에 있고, 상기 복수의 웰의 가장 왼쪽 부분은 상기 좌측 시일 슬롯의 가장 오른쪽 부분의 오른쪽에 있고, 상기 복수의 웰의 가장 오른쪽 부분은 상기 우측 시일 슬롯의 가장 왼쪽 부분의 왼쪽에 있는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 웰은: 한 쌍의 전방 웰; 한 쌍의 후방 웰; 상기 한 쌍의 후방 웰로부터 상기 한 쌍의 전방 웰을 분리하는 측 방향 벽; 및 상기 한 쌍의 전방 웰을 서로 분리하고 상기 한 쌍의 후방 웰을 서로 분리하는 축 방향 벽을 포함하는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 웰, 상기 측 방향 벽, 상기 축 방향 벽 및 각각의 상기 돌기 어레이는 일체로 형성되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 13. 실시예 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 측 방향 벽 및 상기 축 방향 벽은 각각 상기 돌기 어레이의 각각의 돌기보다 각각의 상기 웰의 상기 베이스 표면으로부터 더 멀리 연장되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 14. 실시예 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 한 쌍의 전방 웰 중 하나의 측 방향 열은 상기 한 쌍의 전방 웰 중 다른 하나의 측 방향 열과 평행하게 정렬되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 15. 실시예 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 한 쌍의 전방 웰 중 하나의 축 방향 열은 상기 한 쌍의 후방 웰 중 하나의 축 방향 열과 평행하게 정렬되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 16. 실시예 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 한 쌍의 전방 웰과 상기 한 쌍의 후방 웰은 동일한 측 방향 폭을 갖고, 상기 한 쌍의 전방 웰의 제1 축 방향 길이는 상기 한 쌍의 후방 웰의 제2 축 방향 길이보다 작은, 내부 슈라우드 블록.
실시예 17. 실시예 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 돌기 어레이의 각각의 돌기는 상기 내향 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 18. 실시예 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 돌기 어레이의 각각의 돌기의 단면은 원형 형상을 갖는, 내부 슈라우드 블록.
실시예 19. 슈라우드 어셈블리로서, 외부 슈라우드; 및 복수의 내부 슈라우드를 포함하고, 각각의 내부 슈라우드는: 내향 대향 표면; 외향 대향 표면; 상기 외향 대향 표면에 형성된 복수의 웰 - 상기 웰은 상기 외향 대향 표면 아래에 베이스 표면을 가짐 -; 및 각각의 상기 복수의 웰의 상기 베이스 표면 상에 형성되고, 상기 베이스 표면으로부터 멀리 연장되는 돌기 어레이를 포함하고; 각각의 내부 슈라우드는, 상기 내향 대향 표면이 상기 외부 슈라우드 블록으로부터 반대 방향으로 향하고 상기 외향 대향 표면이 상기 외부 슈라우드를 대향하도록, 상기 외부 슈라우드에 결합되는, 슈라우드 어셈블리.
실시예 20. 실시예 19에 있어서, 냉각제 공급 통로를 갖는 상기 외부 슈라우드; 및 상기 냉각제 공급 통로와 각각의 내부 슈라우드의 상기 복수의 웰 사이에 위치 설정되는 충돌 플레이트를 더 포함하는, 슈라우드 어셈블리.
실시예 21. 전술된 실시예 1 내지 20의 임의의 조합의 임의의 실시예.
본 개시 내용의 주제는 모든 면에서 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된 특정 실시예와 관련하여 설명되었다. 대안적인 실시예는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 주제가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 도시되지 않은 요소의 사용뿐만 아니라 요소들의 상이한 조합도 또한 가능하며 고려된다.

Claims (20)

  1. 전방 단부와 후방 단부를 갖고 상기 전방 단부와 상기 후방 단부 사이에서 연장되는 측부를 갖는 내부 슈라우드 블록으로서:
    내향 대향 표면;
    상기 내향 대향 표면의 반대편에 있는 외향 대향 표면;
    상기 외향 대향 표면에 형성된 복수의 웰 - 상기 웰은 상기 외향 대향 표면 아래에 베이스 표면을 가짐 -; 및
    각각의 상기 복수의 웰의 상기 베이스 표면 상에 형성되고, 상기 베이스 표면으로부터 멀리 연장되는 돌기 어레이
    를 포함하는, 내부 슈라우드 블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기 어레이는 돌기의 복수의 축 방향 열(row)을 포함하고, 상기 돌기의 복수의 축 방향 열의 각각은 상기 내부 슈라우드 블록의 전방-후방 방향으로 연장되고, 상기 복수의 열의 인접한 열의 돌기에 대하여 각각의 축 방향 열은 각각의 인접한 축 방향 열로부터 상기 전방-후방 방향으로 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 축 방향 열은 각각의 인접한 축 방향 열로부터 측부-측부(side-to-side) 방향으로 0.093 인치 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌기 어레이는 돌기의 복수의 측 방향 열을 포함하고, 상기 돌기의 복수의 측 방향 열은 상기 내부 슈라우드 블록의 측부-측부 방향으로 연장되고, 각각의 측 방향 열은 인접한 측 방향 열로부터 상기 측부-측부 방향으로 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 측 방향 열은 각각의 인접한 측 방향 열로부터 전방-후방 방향으로 0.067 인치 엇갈리게 배치되는, 내부 슈라우드 블록.
  6. 제1항에 있어서,
    동일한 축 방향 열에서 각각의 인접한 돌기는 0.134 인치 이격되는, 내부 슈라우드 블록.
  7. 제1항에 있어서,
    동일한 측 방향 열에서 각각의 인접한 돌기는 0.186 인치 이격되는, 내부 슈라우드 블록.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 돌기는 높이 및 평균 직경(mean-average-diameter)을 갖고, 평균 직경에 대한 높이의 비율은 0.5 보다 큰, 내부 슈라우드 블록.
  9. 제1항에 있어서,
    전방 후크 및 후방 후크를 더 포함하고, 상기 복수의 웰의 최전방 부분은 상기 전방 후크의 최후방 부분의 후방에 있고, 상기 복수의 웰의 최후방 부분은 상기 후방 후크의 최전방 부분의 전방에 있는, 내부 슈라우드 블록.
  10. 제1항에 있어서,
    내부에 형성된 좌측 시일(seal) 슬롯을 갖는 좌측 측벽; 및 내부에 형성된 우측 시일 슬롯을 갖는 우측 측벽을 더 포함하고, 상기 좌측 측벽은 상기 우측 측벽의 반대편에 있고, 상기 복수의 웰의 가장 왼쪽 부분은 상기 좌측 시일 슬롯의 가장 오른쪽 부분의 오른쪽에 있고, 상기 복수의 웰의 가장 오른쪽 부분은 상기 우측 시일 슬롯의 가장 왼쪽 부분의 왼쪽에 있는, 내부 슈라우드 블록.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 웰은: 한 쌍의 전방 웰; 한 쌍의 후방 웰; 상기 한 쌍의 후방 웰로부터 상기 한 쌍의 전방 웰을 분리하는 측 방향 벽; 및 상기 한 쌍의 전방 웰을 서로 분리하고 상기 한 쌍의 후방 웰을 서로 분리하는 축 방향 벽을 포함하는, 내부 슈라우드 블록.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 웰, 상기 측 방향 벽, 상기 축 방향 벽 및 각각의 상기 돌기 어레이는 일체로 형성되는, 내부 슈라우드 블록.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 측 방향 벽 및 상기 축 방향 벽은 각각 상기 돌기 어레이의 각각의 돌기보다 각각의 상기 웰의 상기 베이스 표면으로부터 더 멀리 연장되는, 내부 슈라우드 블록.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 웰 중 하나의 측 방향 열은 상기 한 쌍의 전방 웰 중 다른 하나의 측 방향 열과 평행하게 정렬되는, 내부 슈라우드 블록.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 웰 중 하나의 축 방향 열은 상기 한 쌍의 후방 웰 중 하나의 축 방향 열과 평행하게 정렬되는, 내부 슈라우드 블록.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 웰과 상기 한 쌍의 후방 웰은 동일한 측 방향 폭을 갖고, 상기 한 쌍의 전방 웰의 제1 축 방향 길이는 상기 한 쌍의 후방 웰의 제2 축 방향 길이보다 작은, 내부 슈라우드 블록.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 돌기 어레이의 각각의 돌기는 상기 내향 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는, 내부 슈라우드 블록.
  18. 제1항에 있어서, 상기 돌기 어레이의 각각의 돌기의 단면은 원형 형상을 갖는, 내부 슈라우드 블록.
  19. 외부 슈라우드; 및
    복수의 내부 슈라우드
    를 포함하고, 각각의 내부 슈라우드는:
    내향 대향 표면;
    외향 대향 표면;
    상기 외향 대향 표면에 형성된 복수의 웰 - 상기 웰은 상기 외향 대향 표면 아래에 베이스 표면을 가짐 -; 및
    각각의 상기 복수의 웰의 상기 베이스 표면 상에 형성되고, 상기 베이스 표면으로부터 멀리 연장되는 돌기 어레이
    를 포함하고;
    각각의 내부 슈라우드는, 상기 내향 대향 표면이 상기 외부 슈라우드 블록으로부터 반대 방향으로 향하고 상기 외향 대향 표면이 상기 외부 슈라우드를 대향하도록, 상기 외부 슈라우드에 결합되는, 슈라우드 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    냉각제 공급 통로를 갖는 상기 외부 슈라우드; 및
    상기 냉각제 공급 통로와 각각의 내부 슈라우드의 상기 복수의 웰 사이에 위치 설정되는 충돌 플레이트
    를 더 포함하는, 슈라우드 어셈블리.
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