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KR101467184B1 - 터빈 엔진의 막 냉각식 구성요소 벽 - Google Patents

터빈 엔진의 막 냉각식 구성요소 벽 Download PDF

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KR101467184B1
KR101467184B1 KR1020137000686A KR20137000686A KR101467184B1 KR 101467184 B1 KR101467184 B1 KR 101467184B1 KR 1020137000686 A KR1020137000686 A KR 1020137000686A KR 20137000686 A KR20137000686 A KR 20137000686A KR 101467184 B1 KR101467184 B1 KR 101467184B1
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Abstract

본 발명은 터빈 엔진의 구성요소 벽에 관한 것이다. 구성요소 벽은 기재, 트랜치 및 복수 개의 냉각 통로들을 포함한다. 기재는 제 1 표면 및 제 1 표면에 대향된 제 2 표면을 포함한다. 트랜치는 제 2 표면에 위치되고, 제 1 및 제 2 표면들 사이의 저부 표면, 제 1 측벽, 및 제 1 측벽으로부터 이격된 제 2 측벽에 의해 형성된다. 제 1 측벽은 트랜치의 저부 표면으로부터 제 2 표면으로 반경 방향 외측으로 연속해서 연장한다. 제 1 측벽은 제 2 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 1 돌기들을 포함한다. 냉각 통로들은 제 1 표면으로부터 트랜치의 저부 표면으로 기재를 통해 연장한다. 출구를 통해 냉각 통로들을 나가는 냉각 공기가 제 1 측벽의 제 1 돌기들 중 각각의 돌기들을 향해 지향되도록 냉각 통로들의 출구들은 트랜치 내에 배열된다.

Description

터빈 엔진의 막 냉각식 구성요소 벽 {FILM COOLED COMPONENT WALL IN A TURBINE ENGINE}
본 발명은, 터빈 엔진들, 보다 자세하게는, 가스 터빈 엔진의 에어포일(airfoil)용 측벽과 같은, 구성요소의 측벽에 제공된 막 냉각 통로들에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진과 같은, 터보 기계에서, 고온 연소 가스들을 발생시키기 위해서, 공기가 압축기에서 가압되고 이후, 연료와 혼합되어 연소기에서 연소된다. 압축기에 동력을 가하고 전기 생성을 위해서 사용되는 출력 동력을 제공하기 위해서 에너지가 추출되는 엔진의 터빈 내에서, 고온 연소 가스들이 팽창된다. 고온 연소 가스들은 일련의 터빈 스테이지(stage)들을 통해 이동한다. 터빈 스테이지는 고정식 에어포일들(airfoils)의 열(row), 즉 베인(vane)들, 이후에 회전식 에어포일들의 열, 즉 터빈 블레이드들(blades)을 포함할 수 있고, 이 터빈 블레이드들은 압축기에 동력을 가하고 출력 동력을 제공하기 위해 고온 연소 가스들로부터 에너지를 추출한다.
에어포일들, 즉 베인들 및 터빈 블레이드들은, 가스들이 터빈들을 통과할 때 고온 연소 가스들에 직접 노출되기 때문에, 이들 에어포일들에는 전형적으로, 에어포일을 통해, 그리고 에어포일의 표면 둘레의 다양한 막 냉각 구멍들을 통해, 압축기 블리드(bleed) 공기와 같은 냉각제가 전달되는(channel) 내부 냉각 회로들이 제공된다. 예컨대, 고온 연소 가스들로부터 에어포일을 보호하는 공기의 막 냉각 층을 형성하기 위해서, 에어포일의 외부로 공기를 배출하기 위한 벽들을 통해 냉각 공기를 전달하도록, 전형적으로 막 냉각 구멍들이 에어포일들의 벽들에 제공된다.
막 냉각 효율성은, 냉각되는 표면의 막 냉각 유체의 농도와 관련된다. 일반적으로, 냉각 효율성이 클수록, 표면이 보다 효율적으로 냉각될 수 있다. 냉각 효율성의 감소는 소정의 냉각 용량을 유지하기 위해서 더 많은 양의 냉각 공기의 채용을 유발하며, 이는 엔진 효율의 감소를 유발할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 구성요소 벽이 터빈 엔진에 제공된다. 구성요소 벽은, 기재(substrate), 트랜치(trench) 및 복수 개의 냉각 통로들을 포함한다. 기재는, 제 1 표면 및 제 1 표면에 대향된 제 2 표면을 포함한다. 트랜치는 제 2 표면에 위치되고, 제 1 및 제 2 표면들 사이의 저부 표면, 제 1 측벽, 및 제 1 측벽으로부터 이격된 제 2 측벽에 의해 형성된다. 제 1 측벽은 트랜치의 저부 표면으로부터 제 2 표면으로 반경 방향 외측으로 연속해서 연장한다. 제 1 측벽은 제 2 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 1 돌기들을 포함한다. 냉각 통로들은 제 1 표면으로부터 트랜치의 저부 표면으로 기재를 통해 연장한다. 출구들을 통해 냉각 통로들을 나가는 냉각 공기가 제 1 측벽의 제 1 돌기들 중 각각의 돌기들을 향해 지향되도록 냉각 통로들의 출구들이 트랜치 내에 배열된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 구성요소 벽이 터빈 엔진에 제공된다. 구성요소 벽은, 기재, 트랜치 및 복수 개의 냉각 통로들을 포함한다. 기재는 제 1 표면 및 제 1 표면에 대향된 제 2 표면을 포함한다. 트랜치는 제 2 표면에 위치되며 제 1 및 제 2 표면들 사이의 저부 표면, 제 1 측벽, 및 제 1 측벽으로부터 이격된 제 2 측벽에 의해 형성된다. 제 1 측벽은 제 2 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 1 돌기들을 포함하고, 제 2 측벽은 제 1 측벽을 향해 연장하고 제 1 돌기들 중 인접한 돌기들 사이에 위치되는 복수 개의 제 2 돌기들을 포함한다. 냉각 통로들은 제 1 표면으로부터 트랜치의 저부 표면으로 기재를 통해 연장한다. 출구로부터 냉각 통로들을 나가는 냉각 공기가 제 1 측벽의 제 1 돌기들 중 각각의 돌기들을 향해 지향되도록 냉각 통로들의 출구들이 트랜치 내에 배열된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 터빈 엔진의 구성요소 벽에 트랜치를 형성하는 방법이 제공된다. 구성요소 벽에 형성될 트랜치의 형상을 규정하기 위해서 제거가능한 재료로 구성요소 벽의 내부 층의 외부 표면이 마스킹된다. 제거가능한 재료는, 구성요소 벽의 내부 층을 통해 연장하는 하나 이상의 냉각 통로의 출구를 차단한다. 제거가능한 재료는, 형성될 트랜치의 하나 이상의 돌기가 각각의 냉각 통로 출구에 정렬되도록 구성된다. 재료는, 내부 층 상에 구성요소 벽의 외부 층을 형성하도록 내부 층의 외부 표면에 배치된다. 제거가능한 재료가 이미 위치되었던 구성요소 벽에 트랜치가 형성되도록 구성요소 벽으로부터 제거가능한 재료가 제거된다. 트랜치는 저부 표면, 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 의해 형성된다. 저부 표면은 제거가능한 재료가 이미 위치되었던 구성요소 벽의 내부 층의 외부 표면의 표면적에 대응한다. 제 1 측벽은 구성요소 벽의 외부층을 형성하는 재료에 의해 형성된다. 제 2 측벽은 제 1 측벽으로부터 이격되며 구성요소 벽의 외부 층을 형성하는 재료에 의해 형성된다. 제 1 측벽은 각각의 냉각 통로 출구에 정렬되는 하나 이상의 돌기를 포함하고, 하나 이상의 돌기는 제 2 측벽을 향해 연장한다. 제거가능한 재료를 제거하는 것은, 냉각 공기가 하나 이상의 냉각 통로를 통해 그리고 제 1 측벽의 각각의 돌기를 향해 냉각 통로의 출구로부터 통과할 수 있도록 하나 이상의 냉각 통로의 출구의 차단을 해제한다.
본 명세서는 본 발명을 특별하게 지시하고 명백하게 주장하고 있는 청구범위들에 의해 결론이 도출되지만, 본 발명은 유사한 도면 부호가 동일 부재들을 동일한 것으로 간주하는 첨부 도면들과 관련하여 하기 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해될 것으로 믿어진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 막 냉각식 구성요소 벽의 일부분의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 막 냉각식 구성요소 벽의 횡측단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 막 냉각식 구성요소 벽의 평면 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구성요소 벽에 트랜치를 형성하는 방법을 예시한다.
도 4a는 도 1에 도시된 막 냉각식 구성요소 벽의 형성에 사용되는 제거가능한 재료를 예시한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 추가의 실시예들에 따른 막 냉각식 구성요소 벽들의 입면도들이다.
바람직한 실시예들의 하기의 상세한 설명에서, 그의 일부를 형성하며 예시를 위해 도시되며, 제한을 위해 도시되지 않은 첨부 도면들, 본 발명이 실현될 수 있는 상세한 바람직한 실시예들을 참조로 한다. 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 변형예들이 가능함이 이해된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 막 냉각식 구성요소 벽(10)이 도시되어 있다. 구성요소 벽(10)은 에어포일(airfoil)과 같은 터빈 엔진의 구성요소의 일부, 즉 회전하는 터빈 블레이드 또는 고정식(stationary) 베인, 연소 라이너, 배기 노즐 등을 포함할 수 있다.
구성요소 벽(10)은 제 1 표면(14) 및 제 2 표면(16)을 갖는 기재(12)를 포함한다. 제 1 표면(14)은, 제 1 표면(14)이 냉각 공기에 노출될 수 있기 때문에 "냉각" 표면으로서 언급될 수 있는 한편, 제 2 표면(16)은, 제 2 표면(16)이 작동중 고온의 연소 가스들에 노출될 수 있기 때문에 "고온" 표면으로서 언급될 수 있다. 이러한 연소 가스들은, 엔진의 작동중 약 2,000℃ 까지의 온도를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 제 1 표면(14) 및 제 2 표면(16)은 대향되고 서로에 대해 실질적으로 평행하다.
기재(12)를 형성하는 재료는 구성요소 벽(10)의 적용에 따라 바뀔 수 있다. 예컨대, 터빈 엔진 구성요소들을 위해서, 기재(12)는, 바람직하게는, 엔진의 각각의 부분 내에서 발생하는 전형적인 작동 조건들을 견딜 수 있는 재료, 즉 예컨대, 세라믹, 및, 예컨대 강 또는 니켈, 코발트 또는 철계 초합금들 등과 같은 금속계 재료들을 포함한다.
도 2를 참조하면, 기재(12)는 하나 또는 그 초과의 층들을 포함할 수 있고, 도시된 실시예에서 내부층(18A), 외부층(18B), 및 내부층(18A)과 외부층(18B) 사이의 중간층(18C)을 포함한다. 도시된 실시예에서 내부층(18A)은, 예컨대, 강 또는 니켈, 코발트 또는 철계 초합금을 포함하며, 그리고 일 실시예에서, 약 1.2mm 내지 약 2.0mm의 두께(TA)를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서 외부층(18B)은, 구성요소 벽(10)을 위해 고 내열성(heat resistance)을 제공하도록 채용되는 단열 피막(thermal barrier coating)을 포함하며, 그리고 일 실시예에서, 약 0.5mm 내지 약 1.0mm의 두께(TB)를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서 중간층(18C)은, 외부층(18B)을 내부층(18A)에 접합시키기 위해 사용되는 본드 코트(bond coat)를 포함하며, 그리고 일 실시예에서 약 0.1mm 내지 약 0.2mm의 두께(TC)를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서 기재(12)가 내부, 외부 및 중간 층(18A, 18B, 18C)들을 포함하지만, 추가의 또는 더 적은 층들을 갖는 기재가 사용될 수 있음이 이해된다. 예컨대, 단열 피막, 즉 외부층(18B)은, 단일 층을 포함할 수 있고 또는 하나 초과의 층을 포함할 수 있다. 다층 단열 피막의 도포시, 각각의 층은, 유사하거나 상이한 조성을 포함할 수 있고, 유사하거나 상이한 두께를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 또한, 디퓨저(diffuser) 부분 또는 슬롯(slot)이라 하는 트랜치(20)가 구성요소 벽(10)에 형성된다. 트랜치(20)는 기재(12)의 제 2 표면(16)에 형성되며, 즉, 트랜치(20)는 도시된 실시예(도 2 참조)에서 외부층(18B), 또는 외부 및 중간 층(18B, 18C)들 양자를 통해서 연장하며, 그리고 제 2 표면(16)을 가로질러 길이방향으로 연장한다.
트랜치(20)는 제 1 측벽(22), 제 1 측벽(22)으로부터 이격된 제 2 측벽(24) 및 저부 표면(26)을 포함한다. 본원에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 제 1 측벽(22)은, 작동중 고온 가스(HG)(도 1 참조)의 유동 방향에 대해서 제 2 측벽(24)으로부터 하류에 있음에 주목한다. 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들 각각은, 트랜치(20)의 저부 표면(26)으로부터 기재(12)의 제 2 표면(16)으로 반경 방향 외측으로 연속해서 연장한다. 즉, 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들은, 트랜치(20)의 길이(L)(도 3 참조)를 따라 저부 표면(26)과 제 2 표면(16) 사이에서 반경 방향으로 일반적으로 수직하게 연속해서 연장한다. 게다가, 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들 각각은, 기재(12)의 제 2 표면(16)에 실질적으로 수직하다. 도시된 실시예에서 저부 표면(26)은, 도 2에 도시된 바와 같이 기재(12)의 내부층(18A)의 외부 표면(28)에 의해 형성된다. 도시된 실시예에서, 저부 표면(26)은 기재(12)의 제 2 표면(16) 및 또한 기재(12)의 제 1 표면(14)에 실질적으로 평행하다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 측벽(22)은 일련의 제 1 돌기(30)들을 포함하고, 이 돌기들은, 또한, 범프(bump)들, 벌지(bulge)들 등이라 부를 수 있으며, 제 1 돌기(30)들은 제 2 측벽(24)을 향해 고온 가스(HG)의 유동 방향에 대해 축 방향으로 또는 일반적으로 평행하게 연장한다. 본 실시예에 따른 제 1 돌기(30)들 각각은 정점(apex)(32) 및 정점(32)으로부터 고온 가스(HG)의 유동 방향으로 분기하는(diverging) 관계로 연장하는 인접 벽부(30a, 30b)들을 포함한다. 제 1 돌기(30)들은, 제 1 측벽(22)에 지그재그 또는 사행(serpentine) 구성을 부여하도록 배열된다. 제 1 돌기(30)들의 형상들은 바뀔 수 있지만, 본원에서 상세히 논의되는 바와 같이, 냉각 공기(CA)의 유동 방향을 고온 가스(HG)의 유동에 일반적으로 평행한 방향으로부터 고온 가스(HG)의 유동을 횡단하는 방향으로 변화시키도록 작동하는 동안 제 1 측벽(22)을 따라 냉각 공기(CA)의 분기 유동(도 1 참조)을 실행하도록, 이 형상들이 구성된다. 게다가, 도시된 실시예에서 제 1 돌기(30)들 전체가 일반적으로 동일한 형상을 포함하지만, 제 1 돌기(30)들 중 하나 또는 그 초과의 돌기가 하나 또는 그 초과의 상이한 형상들을 포함할 수 있음이 이해된다. 또한, 제 1 돌기(30)들의 정점(32)들이 예각(sharp angle)을 포함할 수 있거나 다양한 각도들로 둥글게 될 수 있음에 또한 주목한다.
여전히, 도 1 및 도 3을 참조하면, 도시된 실시예에서 제 2 측벽(24)은, 일련의 제 2 돌기(38)들을 포함하고, 이 돌기들은, 또한, 범프들, 벌지들 등이라 부를 수 있으며, 제 2 돌기(38)들은 제 1 측벽(22)을 향해 고온 가스(HG)의 유동 방향에 대해 축 방향으로 또는 일반적으로 평행하게 연장한다. 본 실시예에 따른 제 2 돌기(38)들 각각은 정점(40) 및 정점(40)을 향해 고온 가스(HG)의 유동 방향으로 분기하는 관계로 연장하는 인접 벽부(38a, 38b)들을 포함한다. 제 2 돌기(38)들은, 제 2 측벽(24)에 지그재그 또는 사행 구성을 부여하도록 배열된다. 도시된 실시예에서 제 2 돌기(38)들 전체가 일반적으로 동일한 형상을 포함하지만, 제 2 돌기(38)들 중 하나 또는 그 초과의 돌기가 하나 또는 그 초과의 상이한 형상들을 포함할 수 있음이 이해된다. 또한, 제 2 돌기(38)들의 정점(40)들이 예각들을 포함할 수 있거나 다양한 각도들로 둥글게 될 수 있음에 또한 주목한다. 제 2 측벽(24)이 제 2 돌기(38)들을 포함하지 않아도 되는 것에 또한 주목한다. 예컨대, 제 2 측벽(24)은, 트랜치(20)의 길이(L) 방향으로 연장하는 일반적으로 곧은(straight) 측벽(24)을 포함할 수 있다.
도 3에 가장 명확히 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들의 구성은, 트랜치(20)에 일반적으로 지그재그 또는 사행 구성을 제공하고, 제 1 측벽(22)의 제 1 돌기(30)들은, 제 2 측벽(24)의 제 2 돌기(38)들 중 인접한 돌기들 사이에 배열되며, 제 2 측벽(24)의 제 2 돌기(38)들은 제 1 측벽(22)의 제 1 돌기(30)들 중 인접한 돌기들 사이에 배열된다. 이에 따라, 제 1 측벽(22)과 제 2 측벽(24) 사이의 거리는, 일반적으로 트랜치(20)의 실질적인(substantial) 길이(L)와 일반적으로 유사하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수 개의 냉각 통로(42)들이 기재(12)의 제 1 표면(14)으로부터 트랜치(20)의 저부 표면(26)으로 기재(12)를 통해 연장하며, 즉 냉각 통로(42)들은 도시된 실시예에서 제 1 층(18A)을 통해 연장한다. 본 실시예에서, 냉각 통로(42)들은 경사지며, 즉 도 2에 도시된 바와 같이 기재(12)를 통해 각도(θ)로 연장한다. 각도(θ)는, 예컨대, 저부 표면(26)에 의해 규정된 평면에 대해 약 15°내지 약 60°일 수 있고, 바람직한 실시예에서, 약 30°내지 약 45°사이에 있다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 통로(42)들은 트랜치(20)의 길이(L)를 따라 서로 떨어져 이격된다.
냉각 통로(42)들의 직경은, 이들의 길이를 따라 균일할 수 있거나 바뀔 수 있다. 예컨대, 냉각 통로(42)들의 스로트부(throat portion)(44)들은, 실질적으로 원통형일 수 있지만, 냉각 통로(42)들의 출구(46)들은 타원형, 디퓨저 형상일 수 있으며, 또는 임의의 다른 적합한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 각각의 냉각 통로(42)의 출구(46)들이, 냉각 통로(42)가 트랜치(20)의 저부 표면(26)에서 종료되는 영역인 것에 주목한다. 냉각 통로(42)의 출구(46)들이 디퓨저 형상들을 포함한다면, 출구(46)의 경계들을 형성하는 기재(12)의 부분들은, 각각의 냉각 통로(42)의 축에 대해 약 10°경사질 수 있음에 또한 주목한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 출구(46)들이 제 1 돌기(30)들의 각각의 정점(32)들과 축 방향으로 정렬되도록 냉각 통로(42)들의 출구(46)들이 트랜치(20) 내에 정렬됨으로써, 출구(46)를 통해 냉각 통로(42)들을 나가는 냉각 공기(CA)가 제 1 측벽(22)의 제 1 돌기(30)들 중 각각의 돌기들을 향해 지향된다. 이러한 구성은, 유리하게는, 도 1의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 작동중 인접 벽부(30a, 30b)들을 따른 냉각 공기(CA)의 분기 유동을 실행하기 위해서 돌기(30)들의 정점(32)들 내로 냉각 공기(CA)가 유동하는 것을 허용한다.
게다가, 제 2 측벽(24)의 제 2 돌기(38)들 중 인접 돌기들 사이에 위치되도록, 냉각 통로(42)들이 배열된다. 이는, 상기에서 논의된 바와 같이, 트랜치(20)의 실질적인 길이(L)와 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들 사이 거리가 일반적으로 유사한 것을 허용한다. 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들 사이의 일반적으로 유사한 거리는, 본원에서 논의되는 것과 같이, 트랜치(20) 내로의 고온 가스 유입(ingestion)을 감소시키는 것으로 믿어진다. 게다가, 제 2 측벽(24)의 제 2 돌기(38)들은, 트랜치(20)를 따라 실질적으로 일정한 유동 면적을 형성함으로써 벽부(30a, 30b)들에서 분기함에 따라, 트랜치(20)를 지나 고온 가스(HG)를 안내하는 추가의 표면을 제공하여 트랜치(20)의 냉각 공기(CA)와 고온 가스(HG)의 혼합을 제한하고, 냉각 공기(CA)를 안내한다.
작동시, 예컨대 압축기 배출 공기 또는 임의의 다른 적절한 냉각 유체를 포함할 수 있는 냉각 공기(CA)가, 냉각 공기의 공급원(도시 생략)으로부터 냉각 통로(42)들로 이동한다. 냉각 공기(CA)는 냉각 통로(42)들을 통해 유동하고 출구(46)들을 경유하여 냉각 통로(42)들을 나간다.
출구(46)들로부터 유출하는 냉각 공기(CA)에 후속하여, 냉각 공기(CA)가 제 1 측벽(22)의 제 1 돌기(30)들의 정점(32)들로 유입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정점(32)들은, 트랜치(20) 내에 냉각 공기(CA)를 확산시키기 위해서 인접 벽부(30a, 30b)들을 따라 냉각 공기(CA)의 분기 유동을 실행한다. 트랜치(20) 내의 냉각 공기(CA)의 확산은, 실질적으로 전체 트랜치(20) 내에 냉각 공기(CA)의 "시트"를 형성하여, 트랜치(20) 내의 냉각 공기(CA)의 막 도포성(film coverage)을 개선한다. 따라서, 냉각 공기(CA)에 의해 제공되는 트랜치(20) 내의 막 냉각은 증가될 것으로 믿어진다.
고온 가스(HG)는 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜치(20)를 향해 기재(12)의 제 2 표면(16)을 따라 유동한다. 트랜치(20)의 냉각 공기(CA)가 상기 논의된 바와 같이 트랜치(20) 내의 냉각 공기(CA)의 시트를 형성하기 때문에, 트랜치(20) 내로의 고온 가스(HG) 유입은 감소될 것으로 믿어진다. 오히려, 대부분의 고온 가스(HG)가 트랜치(20) 그리고 내부의 냉각 공기(CA)의 시트 상에 유동하는 것으로 믿어진다. 이에 따라, 트랜치(20) 내의 고온 가스(HG)와 냉각 공기(CA)의 혼합은, 감소되거나 실질적으로 회피되는 것으로 믿어진다.
도 1에 예시된 바와 같이, 냉각 공기(CA)의 일부는 트랜치(20)에서 제 1 측벽(22)에 걸쳐서 기재(12)의 제 2 표면(16)으로 유동한다. 냉각 공기(CA)의 이 부분은 기재(12)의 제 2 표면(16)에 막 냉각을 제공한다. 트랜치(20) 내의 고온 가스(HG)와 냉각 공기(CA)의 혼합이 상기 논의된 바와 같이, 감소되거나 실질적으로 회피되는 것으로 믿어지기 때문에, 냉각 유체(CA)의 실질적으로 균일하게 분배된 "커튼(curtain)"이 제 2 표면(16)에 막 냉각을 제공하기 위해서, 트랜치(20)에서 유동하여 기재(12)의 제 2 표면(16)에 밀어올려진다(wash up over). 기재(12)의 제 2 표면(16)에의 막 냉각은 트랜치(20)에서 제 2 표면(16)으로 유동하는 냉각 유체(CA)의 실질적으로 균일하게 분포된 커튼에 의해 개선되는 것으로 믿어진다.
도 4를 참조하면, 터빈 엔진의 구성요소 벽에 트랜치를 형성하는 방법(50)이 예시되어 있다. 예시 목적으로, 도 4에 대해 본원에 기재된 구성요소 벽은, 도 1 내지 도 3에 관해 상기 기재된 바와 동일한 구성요소 벽(10)일 수 있다.
단계(52)에서, 구성요소 벽(10)의 내부층(18A)의 외부 표면(28)은, 구성요소 벽(10)에 형성될 트랜치(20)의 형상을 규정하기 위해서 제거가능한 재료(RM)(도 4a 참조)로 마스크처리된다. 제거가능한 재료(RM)는, 예컨대, 템플릿(template)에 의해 도포되는 마스킹 재료 또는 테이프 구조일 수 있다. 제거가능한 재료(RM)는 구성요소 벽(10)의 내부층(18A)을 통해 연장하는 냉각 통로(42)들의 출구(46)들을 차단한다. 형성될 트랜치(20)의 제 1 돌기(30)들이 냉각 통로(42)들 중 각각의 통로들의 출구(46)들에 정렬될 수 있도록, 제거가능한 재료(RM)가 구성된다. 결과적인 트랜치(20)가 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 대응하는 지그재그 패턴을 포함하도록, 제거가능한 재료(RM)가 구성요소 벽(10) 상에 지그재그 패턴으로 마스크처리될 수 있다.
단계(54)에서, 내부층(18A) 위에 구성요소 벽(10)의 외부층(18B)을 형성하기 위해서, 내부층(18A)의 외부 표면(28)에, 재료, 예컨대 단열 피막이 배치된다. 선택적으로, 내부층(18A) 상에 외부층(18B)을 배치시키기 이전에, 중간층(18C), 예컨대, 본드 코트가 내부층(18A)에 도포되어 내부층(18A)과 외부층(18B)의 접합을 용이하게 할 수 있다.
단계(56)에서, 제거가능한 재료(RM)가 이미 위치되었던 구성요소 벽(10)에 x트랜치(20)가 형성되도록, 제거가능한 재료(RM)가 구성요소 벽(10)으로부터 제거된다. 트랜치(20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 저부 표면(26), 제 1 측벽(22) 및 제 2 측벽(24)에 의해 형성될 수 있다. 제거가능한 재료(RM)가 이미 위치되었던 내부층(18A)의 외부 표면(28)의 표면적에 저부 표면(26)이 해당할 수 있다. 제 1 측벽(22)이 구성요소 벽(10)의 외부층(18B)을 형성하는 재료에 의해 형성될 수 있고, 냉각 통로(42)들의 출구(46)들에 정렬되고 제 2 측벽(24)을 향해 연장하는 제 1 돌기(30)들을 포함한다. 제 2 측벽(24)은 제 1 측벽(22)으로부터 이격되며 구성요소 벽(10)의 외부층(18B)을 형성하는 재료에 의해 형성될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이 제 2 측벽(24)에 제 2 돌기(38)들을 형성하기 위해서, 제거가능한 재료(RM)가 내부층(18A)의 외부 표면(28) 상에 또한 배치될 수 있다.
단계(56)에서 제거가능한 재료(RM)를 제거하는 것은, 냉각 공기(CA)가 냉각 통로(42)들을 통해 그리고 제 1 측벽(22)의 제 1 돌기(30)들을 향해 냉각 통로의 출구(46)들로부터 통과할 수 있도록, 냉각 통로(42)들의 출구(46)들 차단을 방지한다.
본원에 개시된 구성요소 벽(10)은, 이는 기재(12)의 전체 제 2 표면(16)에 걸쳐 연장할 수 있거나 연장할 수 없는 하나 초과의 트랜치(20) 또는 슬롯을 포함할 수 있음에 주목한다. 구성요소 벽(10)이 다중 트랜치(20)들을 포함한다면, 추가의 냉각 통로(42)들 및 냉각 통로의 출구(46)들의 개수, 형상 및 배치는 본원에 기재된 트랜치(20)와 동일하거나 상이할 수 있다. 게다가, 제 1 및 제 2 측벽(22, 24)들의 제 1 및/또는 제 2 돌기(30, 38)들의 형상은 본원에 기재된 트랜치(20)의 형상과 동일하거나 상이할 수 있다.
유리하게는, 냉각 및 공기 역학(aerodynamic) 양자의 증가된 성능은, 기존의 막 냉각식 구성요소 벽들에 비해서 본원에 기재된 개시 구성요소 벽(10)에 의해 실현될 수 있다. 게다가, 본원에 개시된 방법(50)은, 구성요소 벽(10)에서 하나 또는 그 초과의 트랜치(20)들을 효율적으로 형성하도록 채용될 수 있고, 구성요소 벽(10)에 형성된 냉각 통로(42)들의 출구(46)들은, 제거가능한 재료(RM)의 제거에 의해 차단 방지되게 되므로, 냉각 공기(CA)가 출구(46)로부터 트랜치(20) 내로 유동할 수 있다.
이제, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 다른 실시예들에 따라 내부에 형성된 트랜치들을 갖는 구성요소 벽들이 도시되어 있다. 이들 도면들에서, 도 1 내지 도 3에 관해 상기 기재된 구조와 유사한 구조는, 각각의 각각의 도면에 대해 100 씩 증가되는 동일한 도면 부호를 포함한다. 게다가, 도 1 내지 도 3을 참조로 상기에 기술된 구조와 상이한 구조만이 도 5 내지 도 8 각각에 자세하게 기재될 것이다.
도 5에서, 트랜치(120)의 제 1 측벽(122)의 제 1 돌기(130)들은, 매끄러운 파형상 패턴(wave-like pattern)으로 구성된다. 도 5에서 실선 화살표들로 나타내는 바와 같이, 냉각 통로(142)들의 출구(146)들로부터 나가는 냉각 공기(CA)는, 제 1 돌기(130)들의 정점(132)들 내로 지향되고, 냉각 공기(CA)의 분기 유동은, 제 1 측벽(122)을 따라 냉각 공기(CA)로 지향하도록 정점(132)들로부터 분기되는 벽부(130a, 130b)들에 의해 실행된다.
본 실시예에 따른 트랜치(120)의 제 2 측벽(124)의 제 2 돌기(138)들은, 정점(140)들, 및 정점(140)을 향해 고온 가스(HG)의 유동 방향으로 분기 관계로 연장하는 인접 벽부(138a, 138b)들을 포함한다. 게다가, 제 2 측벽(124)의 중간 벽부(138c)들은, 냉각 통로(142)들의 출구(146)들에 인접한 각각의 벽부(138a, 138b)들 사이를 연장한다. 중간 벽부(138c)들은, 고온 가스(HG)가 트랜치(120)에 진입할 수 있는 영역을 감소시키므로, 트랜치(120)에서 냉각 공기(CA)와 고온 가스(HG)의 혼합을 추가로 감소시킨다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 기재된 실시예에서 처럼, 제 1 측벽(122)의 정점(132)들은, 제 1 및 제 2 측벽(122, 124)들 사이에 일반적으로 유사한 거리를 제공하도록, 제 2 측벽(124)의 정점(140)들 사이에 그리고 이와 반대로 배열된다.
도 6에서, 트랜치(220)의 제 2 측벽(224)의 제 2 돌기(238)들은, 매끄러운 파형상 패턴으로 구성된다. 게다가, 본 실시예에 따라 구성요소 벽(210)에 형성된 냉각 통로(242)들의 출구(246)들은 난형(ovular) 형상들을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 기재된 실시예에서 처럼, 제 1 측벽(222)의 정점(232)들은, 제 1 및 제 2 측벽(222, 224)들 사이에 일반적으로 유사한 거리를 제공하도록, 제 2 측벽(224)의 정점(240)들 사이에 그리고 이와 반대로 배열된다.
도 7에서, 트랜치(320)의 제 1 측벽(322)의 제 1 돌기(330)들은, 매끄러운 파형상 패턴으로 구성된다. 또한, 트랜치(320)의 제 2 측벽(324)의 제 2 돌기(338)들은, 매끄러운 파형상 패턴으로 구성된다. 게다가, 본 실시예에 따라 구성요소 벽(310)에 형성된 냉각 통로(342)들의 출구(346)들은 난형 형상들을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 기재된 실시예에서 처럼, 제 1 측벽(322)의 정점(332)들은, 제 1 및 제 2 측벽(322, 324)들 사이에 일반적으로 유사한 거리를 제공하도록, 제 2 측벽(324)의 정점(340)들 사이에 그리고 이와 반대로 배열된다.
도 8에서, 트랜치(420)의 제 2 측벽(424)의 제 2 돌기(438)들은, 이전 실시예들 보다 제 1 측벽(422)을 향해 더 연장하며, 출구(46)들의 단부들에 실질적으로 대응하는 축 방향 위치로 연장할 수 있다. 이에 의해, 트랜치(420)의 체적이 감소되므로, 트랜치(420)를 충전하기 위해서, 즉 트랜치(420) 내에 냉각 공기(CA)의 시트를 형성하기 위해서, 적은 냉각 공기(CA)가 요구된다. 게다가, 이 실시예에 따른 제 2 돌기(438)들은 트랜치(420)를 지나 고온 가스(HG)를 지향하기 위해 냉각 통로(442)들의 출구(446)들 사이에 확대된 표면적을 제공한다. 게다가, 본 실시예에 따른 제 2 측벽(424)의 중간 벽부(438c)들은 냉각 통로(442)들의 출구(446)들에 인접한 제 2 측벽(424)의 각각의 벽부(438a, 438b)들 사이를 연장한다. 중간 벽부(438c)들이, 고온 가스(HG)가 트랜치(420)에 진입할 수 있는 표면적을 감소시키므로, 트랜치(420)의 냉각 공기(CA)와 고온 가스(HG)의 혼합을 추가로 감소시킨다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 기재된 실시예에서 처럼, 제 1 측벽(422)의 정점(432)들은, 제 1 및 제 2 측벽(422, 424)들 사이에 일반적으로 유사한 거리를 제공하도록, 제 2 측벽(424)의 정점(440)들 사이에 그리고 이와 반대로 배열된다.
본원에 기재된 트랜치들은, 리페어 프로세스의 일부로서 형성될 수 있고 또는 새로운 에어포일 설계들로 구현될 수 있다. 게다가, 트랜치들은 본원에 기재된 프로세스 이외의 다른 프로세스들에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 기재는, 단일 층을 포함할 수 있고 트랜치는 기재 층의 외부 표면에서 기계가공될 수 있다.
본 발명의 특별한 실시예들이 예시되고 기재되어 있지만, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않는 다양한 다른 변형예들 및 변경예들이 만들어질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 첨부의 청구범위에서 본 발명의 범위 내에 있는 이러한 모든 변형예들 및 변경예들을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 터빈 엔진의 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)으로서,
    제 1 표면(14) 및 상기 제 1 표면(14)에 대향된 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)을 포함하는 기재(substrate)(12, 112, 212, 312, 412);
    상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)에 위치된 트랜치(trench)(20, 120, 220, 320, 420)로서, 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)는 상기 제 1 및 제 2 표면들 사이의 저부 표면(26), 제 1 측벽, 및 상기 제 1 측벽으로부터 이격된 제 2 측벽에 의해 형성되며, 상기 제 1 측벽은 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)으로부터 상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)으로 반경 방향 외측으로 연속해서 연장하며 상기 제 2 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)을 포함하고, 상기 제 2 측벽은 상기 제 1 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438)을 포함하는, 트랜치(20, 120, 220, 320, 420); 및
    상기 제 1 표면(14)으로부터 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)으로 상기 기재(12, 112, 212, 312, 412)를 통해 연장하는 복수 개의 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)로서, 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)을 통해 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)을 나가는 냉각 공기(CA)가 상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430) 중 각각의 돌기들을 향해 지향되도록 상기 출구들(46, 146, 246, 346, 446)이 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420) 내에 배열되는, 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측벽들은 상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)에 수직한,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 통로 출구들(46, 146, 246, 346, 446) 중 하나 이상은 디퓨저 형상을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)은 소정 각도로 상기 기재(12, 112, 212, 312, 412)를 관통해 연장하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각도는 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)에 대해 15°내지 60°인,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416) 및 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)은 서로 평행한,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 측벽의 복수 개의 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438)은 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442) 중 인접한 통로들 사이에 위치되는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)은 상기 제 2 측벽의 상기 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438) 중 인접한 돌기들 사이에 위치되며, 그리고
    상기 제 2 측벽의 상기 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438)은, 상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 사이의 거리가 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 길이와 유사하도록, 상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430) 중 인접한 돌기들 사이에 위치되는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)은, 상기 제 1 측벽을 따라 냉각 공기(CA)의 분기(diverging) 유동을 실행하도록 각각의 냉각 통로의 출구에 정렬되는 정점(32, 132, 232, 332, 432)을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 정점들(32, 132, 232, 332, 432)은 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)로부터 축 방향으로 옮겨져 있고(axially removed from), 상기 축방향은 상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 간의 방향에 의해 규정되는
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)는 지그재그 형상을 형성하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)은 단열 피막(thermal barrier coating)을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  13. 터빈 엔진의 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)으로서,
    제 1 표면(14) 및 상기 제 1 표면(14)에 대향된 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)을 포함하는 기재(12, 112, 212, 312, 412);
    상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)에 위치된 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)로서, 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)는 상기 제 1 및 제 2 표면들 사이의 저부 표면(26), 제 1 측벽, 및 상기 제 1 측벽으로부터 이격된 제 2 측벽에 의해 형성되며, 상기 제 1 측벽은 상기 제 2 측벽을 향해 연장하는 복수 개의 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)을 포함하고, 상기 제 2 측벽은 상기 제 1 측벽을 향해 연장하고 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430) 중 인접한 돌기들 사이에 위치되는 복수 개의 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438)을 포함하는, 트랜치(20, 120, 220, 320, 420); 및
    상기 제 1 표면(14)으로부터 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)으로 상기 기재(12, 112, 212, 312, 412)를 통해 연장하는 복수 개의 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)로서, 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)로부터 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)을 나가는 냉각 공기(CA)가 상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430) 중 각각의 돌기들을 향해 지향되도록 상기 출구들(46, 146, 246, 346, 446)이 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420) 내에 배열되는, 복수 개의 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽은 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 상기 저부 표면(26)으로부터 상기 제 2 표면(16, 116, 216, 316, 416)으로 반경 방향 외측으로 연속해서 연장하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 측벽의 상기 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438)은 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442) 중 인접한 통로들 사이에 위치되는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 사이의 거리가 상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 길이와 유사하도록 상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)이 상기 제 2 측벽의 상기 제 2 돌기들(38, 138, 238, 338, 438) 중 인접한 돌기들 사이에 위치되는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽을 따라 냉각 공기(CA)의 분기 유동을 실행하도록 상기 제 1 측벽의 상기 제 1 돌기들(30, 130, 230, 330, 430)은 각각의 냉각 통로의 출구에 정렬되는 정점(32, 132, 232, 332, 432)을 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 정점들(32, 132, 232, 332, 432)은 상기 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)로부터 축 방향으로 옮겨져 있고, 상기 축 방향은 상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 간의 방향에 의해 규정되는
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)는 지그재그 형상을 형성하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽.
  20. 터빈 엔진의 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)에 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)를 형성하는 방법으로서,
    구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)에 형성될 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 형상을 규정하기 위해서 제거가능한 재료(RM)로 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 내부 층(18A)의 외부 표면(28)을 마스킹하는 단계로서, 상기 제거가능한 재료(RM)는 상기 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 내부 층(18A)을 관통해 연장하는 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)을 차단하고, 형성될 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)의 돌기들이 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442) 중 각각 하나의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)에 정렬되도록 상기 제거가능한 재료(RM)가 구성되는, 단계,
    상기 내부 층(18A) 상에 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 외부 층(18B)을 형성하도록 내부 층(18A)의 외부 표면(28)에 재료를 배치하는 단계, 및
    상기 제거가능한 재료(RM)가 이전에 위치되었던 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)에 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)가 형성되도록 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)으로부터 제거가능한 재료(RM)를 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 트랜치(20, 120, 220, 320, 420)는, 상기 제거가능한 재료(RM)가 이미 위치되었던 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 내부 층(18A)의 외부 표면(28)의 표면적에 대응하는 저부 표면(26), 상기 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 외부층을 형성하는 재료에 의해 형성되는 제 1 측벽, 및 상기 제 1 측벽으로부터 이격되며 상기 구성요소 벽(10, 110, 210, 310, 410)의 외부 층(18B)을 형성하는 재료에 의해 형성되는 제 2 측벽에 의해 형성되며,
    상기 제 1 측벽은 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)에 정렬되는 돌기들을 포함하고, 상기 돌기들은 상기 제 2 측벽을 향해 연장하고,
    상기 제거가능한 재료(RM)를 제거하는 단계는, 상기 냉각 공기(CA)가 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)을 통해 그리고 상기 제 1 측벽의 돌기들을 향해 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)로부터 통과할 수 있도록 냉각 통로들(42, 142, 242, 342, 442)의 출구들(46, 146, 246, 346, 446)의 차단을 해제하고,
    상기 내부 층(18A)의 외부 표면(28)을 마스킹하는 단계는, 템플릿에 의해 테이프 구조물과 마스킹 재료 중 하나를 상기 내부 층(18A)의 외부 표면(28)에 지그재그 패턴 및 사행 패턴 중 하나의 패턴으로 도포하여서 상기 제 1 및 제 2 측벽들 각각에 대해 상응하는 지그재그 또는 사행(serpentine) 형상을 갖게 하는 단계를 포함하는,
    터빈 엔진의 구성요소 벽에 트랜치를 형성하는 방법.
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