KR20220126656A

KR20220126656A - 터빈 블레이드 팁 냉각 홀 공급 플리넘

Info

Publication number: KR20220126656A
Application number: KR1020220029063A
Authority: KR
Inventors: 레이스너 에프. 포스 Iii; 산제이 에스 힌고레니; 벤시 사무엘
Original assignee: 메카니컬 다이나믹스 ＆ 어날리시스 엘엘씨
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2042-03-08
Also published as: US20240060420A1; CA3150200A1; JP2022138141A; EP4056806B1; KR102763647B1; US20220290568A1; US11840940B2; EP4056806A2; EP4056806A3; JP7305828B2

Abstract

터빈 블레이드는 압력 측면 냉각 구멍을 형성하는 블레이드 팁을 포함한다. 터빈 블레이드는 제1, 제2 및 제3 레그와 제1 및 제2 접합 부분을 갖는 구불구불한 냉각 통로를 형성한다. 제1 레그는 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결된다. 제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장된다. 제2 접합 부분은 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되는 제3 레그에 제2 레그를 연결하고 터빈 블레이드의 외부로 가스를 배출하기 위해 후단 냉각 구멍에 연결된다. 터빈 블레이드는 제1 접합 부분에 연결된 플리넘을 형성한다. 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고 제3 레그의 반경방향 외측에 있고 제3 레그의 적어도 일부의 축방향 후방에 있다.

Description

터빈 블레이드 팁 냉각 홀 공급 플리넘{TURBINE BLADE TIP COOLING HOLE SUPPLY PLENUM}

본 개시는 터보기계의 냉각에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 블레이드 팁의 냉각에 관한 것이다.

이 섹션의 설명은 본 개시와 관련된 배경 정보를 제공할 뿐이며 선행 기술을 구성하지 않을 수 있다.

터빈 구성요소(예를 들어: 블레이드 또는 베인)는 고온 환경에서 작동한다. 터빈 구성요소의 적절한 냉각을 제공하는 것은 구성요소 수명을 늘리는 데 중요할 수 있다. 터빈 구성요소의 냉각은 터빈 구성요소(예를 들어, 터빈 블레이드) 내부 및 외부의 다양한 통로를 통해 흐르는 압축 공기의 사용에 의해 제공될 수 있다.

열에 의한 열화 및 산화에 민감한 것으로 밝혀진 일 영역은 터빈 블레이드의 팁이다. 터빈 블레이드 팁에 냉각 공기 흐름을 제공하면 터빈 블레이드의 작동 내구성이 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나 터빈 블레이드 팁을 냉각하기 위한 기존 구성은 특히 후단 에지 근처의 터빈 블레이드 팁 영역에서 부적절한 냉각으로 인해 어려움을 겪을 수 있으며 일부 응용 분야에서는 부적절한 공급 압력으로 인해 고온 연소 가스의 역류가 이러한 영역에서 발생할 수 있다.

본 개시는 터빈 구성요소의 냉각과 관련된 이러한 문제 및 다른 문제를 다룬다.

이 섹션은 본 개시에 대한 일반적인 요약을 제공하며 전체 범위 또는 모든 기능에 대한 포괄적인 공개가 아니다.

본 개시의 교시에 따른 일 형태에서, 터빈 블레이드는 루트, 블레이드 팁 및 에어 포일을 포함한다. 루트는 축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성한다. 블레이드 팁은 블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성한다. 에어포일은 루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장된다. 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성한다. 터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결된다. 제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출한다. 터빈 블레이드는 제1 접합 부분에 연결된 플리넘을 형성하고, 복수의 팁 냉각 구멍 중 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그의 반경방향 외측에 있고 제3 레그의 적어도 일부의 축방향의 후방에 있다.

다양한 대안의 형태에 따라서, 플리넘은 축방향으로 제1 접합 부분의 후방으로 연장되고 축방향으로 제3 레그와 중첩되며, 복수의 팁 냉각 구멍의 최후방 팁 냉각 구멍은 제3 레그에 연결되고, 복수의 팁 냉각 구멍은 축방향을 따라 이격된 각 팁 냉각 구멍과 함께 일렬로 배열된 8개 초과의 구멍을 포함하고, 후단 에지에 대해 열의 8개의 제1 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결된 적어도 하나 이상의 냉각 구멍을 포함하고, 8개의 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 플리넘에 연결되고 8개 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 제3 레그에 연결되고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘의 후방에 있는 위치에서 블레이드 팁에서 빠져 나오고, 터빈 블레이드는 복수의 공급 채널 중 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성된 제2 구불구불한 내부 냉각 통로를 추가로 형성하고, 제2 구불구불한 내부 냉각 통로는 선단 에지와 제1 구불구불한 내부 냉각 통로 사이에 배치되며, 에어포일은 실질적으로 표 1에 명시된 X, Y 및 Z의 직교 좌표 값에 따른 공칭 에어포일 프로파일을 포함하며, X 및 Y 값은 매끄럽게 이어지는 호에 의해 연결될 때 공칭 에어포일 프로파일의 스팬의 백분율로 표현되는 거리인 Z의 각 값에서 에어포일 프로파일 섹션을 형성하는 인치 단위의 거리이고, Z 거리의 에어포일 프로파일 섹션은 서로 매끄럽게 결합되어 완전한 에어포일 형상을 형성한다.

본 개시의 교시에 따른 또 다른 형태에서, 터빈 블레이드는 루트, 블레이드 팁 및 에어포일을 포함한다. 루트는 압축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성한다. 블레이드 팁은 블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성한다. 에어포일은 루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장된다. 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성하고, 터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결되고, 제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출한다. 터빈 블레이드 교체 섹션은 플리넘을 형성하고, 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결된다. 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그의 반경방향 외측에 있고 제3 레그의 적어도 일부의 축방향의 후방에 있다. 터빈 블레이드는 복수의 공급 채널 중 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성된 제2 구불구불한 내부 냉각 통로를 추가로 형성한다. 제2 구불구불한 내부 냉각 통로는 선단 에지와 제1 구불구불한 내부 냉각 통로 사이에 배치된다. 복수의 팁 냉각 구멍은 축방향을 따라 이격된 각 팁 냉각 구멍과 함께 일렬로 배열된 8개 초과의 구멍을 포함하고, 후단 에지에 대해 열의 8개의 제1 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결된 적어도 하나 이상의 냉각 구멍을 포함한다.

다양한 대안의 형태에 따라서, 개의 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 플리넘에 연결되고 8개 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 제3 레그에 연결되며, 플리넘은 축방향으로 제1 접합 부분의 후방으로 연장되고 축방향으로 제3 레그와 중첩되고, 복수의 팁 냉각 구멍의 최후방 팁 냉각 구멍은 제3 레그에 연결되고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘의 후방에 있는 위치에서 블레이드 팁에서 빠져 나오고, 에어포일은 실질적으로 표 1에 명시된 X, Y 및 Z의 직교 좌표 값에 따른 공칭 에어포일 프로파일을 포함하며, X 및 Y 값은 매끄럽게 이어지는 호에 의해 연결될 때 공칭 에어포일 프로파일의 스팬의 백분율로 표현되는 거리인 Z의 각 값에서 에어포일 프로파일 섹션을 형성하는 인치 단위의 거리이고, Z 거리의 에어포일 프로파일 섹션은 서로 매끄럽게 결합되어 완전한 에어포일 형상을 형성한다.

본 개시의 교시에 따른 또 다른 형태에서, 터빈 블레이드를 수정하는 방법은 초기 형태의 터빈 블레이드를 제공하는 단계, 터빈 블레이드의 섹션을 제거하는 단계, 및 수정된 터빈 블레이드를 형성하기 위해 터빈 블레이드의 제거된 섹션 대신에 터빈 블레이드 교체 섹션을 부착하는 단계를 포함한다. 초기 형태의 터빈 블레이드는 압축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성하는 루트, 블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성하는 블레이드 팁, 루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장되는 에어포일을 포함한다. 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성하고, 터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결되고, 제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출한다. 제거된 터빈 블레이드의 섹션은 복수의 팁 냉각 구멍의 적어도 하나의 팁 냉각 구멍을 포함한다. 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그와 축방향으로 중첩되는 블레이드 팁을 따른 위치에 배열된다. 터빈 블레이드 교체 섹션은 제3 레그와 축방향으로 중첩되고 제3 레그의 반경방향 외측으로 배열된 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍을 형성한다. 터빈 블레이드 교체 섹션은 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍으로 제1 접합 부분으로부터 압축 가스의 일부를 공급하도록 구성된다.

다양한 대안의 형태에 따라서, 터빈 블레이드 교체 섹션은 플리넘을 형성하고, 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고, 수정된 터빈 블레이드에서, 플리넘은 제3 레그의 반경방향 외측으로 제1 접합 부분과 유체 연통하고, 제3 레그와 축방향으로 중첩되고, 제거된 터빈 블레이드의 섹션은 전단 에지에서 후단 에지로 연장되도, 제거된 터빈 블레이드의 섹션은 제3 레그의 일부를 포함하고, 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍은 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍의 후방에 있는 적어도 하나의 후방 팁 냉각 구멍을 포함하고, 터빈 블레이드 교체 섹션은 적어도 하나의 후방 팁 냉각 구멍을 수정된 터빈 블레이드 내의 제3 레그에 연결하고 초기 형태의 터빈 블레이드의 팁 냉각 구멍보다 수정된 터빈 블레이드의 더 적은 개수의 교체 팁 냉각 구멍이 제3 레그에 연결한다.

적용 가능성의 추가 영역은 여기에 제공된 설명에서 명백해질 것이다. 설명 및 특정 예는 단지 예시를 위한 것이며 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다.

본 개시내용이 잘 이해될 수 있도록, 첨부 도면을 참조하여 예시로서 제공되는 다양한 형태가 이제 설명될 것이다.
도 1은 가스 터빈 엔진의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 것과 같은 가스 터빈 엔진에 사용하기 위한 본 개시내용의 교시에 따른 터빈 블레이드의 사시도이다.
도 3은 본 개시내용의 교시에 따른 터빈 블레이드 내의 복수의 에어포일 냉각 통로를 도시하는 도 2의 터빈 블레이드의 측면도이다.
도 4는 본 개시내용의 교시에 따른 에어포일 냉각 통로 및 복수의 블레이드 팁 냉각 구멍을 도시하는 도 3의 터빈 블레이드의 일부의 측면도이다.
도 5는 본 개시내용의 교시에 따른 터빈 블레이드를 수정하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 도 5의 방법에 의해 수정되기 전의 터빈 블레이드의 일부의 측면도이다.
도 7은 도 5의 방법에서 제거된 터빈 블레이드의 섹션을 도시하는 도 6의 터빈 블레이드의 일부의 측면도이다.
도 8은 도 5의 방법에서 제거된 섹션을 교체하기 위해 터빈 블레이드의 섹션을 도시하는 도 7의 터빈 블레이드의 일부의 측면도이다.
여기에 설명된 도면은 단지 예시를 위한 것이며 본 개시내용의 범위를 어떤 식으로든 제한하도록 의도되지 않는다.

다음 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며 본 개시, 적용 또는 사용을 제한하려는 것은 아니다. 도면 전체에 걸쳐 상응하는 참조 번호는 유사하거나 상응하는 부분 및 특징을 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

도 1을 참조하면, 예시적인 가스 터빈 엔진(10)이 개략적인 형태로 도시되어 있다. 가스 터빈 엔진(10)은 6FA, 7FA 또는 9FA 유형 엔진 및 상업적으로 이용 가능한 이들의 변형(예를 들어: 7FA.03, 7FA+e, 7FA+ Enhanced, MS7241FA 및 PG7241FA), 예컨대 사우스캐롤라이나주 그린빌 소재의 제너럴 일렉트릭 컴퍼니로부터의 것을 포함하지만 이에 제한되지 않은 임의의 적합한 유형의 터빈 엔진일 수 있다. 일반적으로, 가스 터빈 엔진(10)은 압축기(12), 터빈(14), 및 연소기(20)를 포함한다. 제공된 예에서, 가스 터빈 엔진(10)은 발전기(16)에 구동 가능하게 결합되지만, 예를 들어 다른 스러스트를 제공하도록 구성된 가스 터빈 엔진(예를 들어: 항공기 엔진)과 같은 다른 구성이 사용될 수 있다.

압축기(12) 및 터빈(14)은 공통 회전 축(30) 주위에 배치될 수 있고 샤프트(18)에 의해 함께 구동 가능하게 결합된다. 샤프트(18)는 단일 샤프트이거나 복수의 샤프트 세그먼트(구체적으로 도시되지 않음)에 의해 분할될 수 있다. 연소기(20)는 예시의 편의를 위해 샤프트(18) 위에 개략적으로 도시되어 있지만, 연소기(20)는 또한 축(30) 주위에 배치될 수 있다. 압축기(12)는 압축 공기를 연소기(20)에 공급한다. 연료(22)는 또한 연소기(20)에 공급된다. 압축 공기는 연료(22)와 혼합되고 연소는 연소기(20)에서 일어날 수 있다. 연소기(20)로부터의 연소 가스(28)는 터빈(14)을 통해 흐르고 터빈(14)을 회전시킨다. 터빈(14)은 압축기(12)를 회전시키기 위해 샤프트(18)를 회전시키고, 예에서 발전기(16)를 구동하기 위해 제공된다.

압축기(12) 및 터빈(14)이 개략적으로 도시되어 있지만, 터빈(12)은 하나 이상의 압축기 스테이지를 포함할 수 있고 터빈(14)은 하나 이상의 터빈 스테이지를 포함할 수 있다는 것이 이해된다.

도 2를 참조하면, 예시적인 터빈 구성요소(100)가 도시되어 있다. 제공된 예에서, 터빈 구성요소(100)는 터빈 로터 블레이드이고 본 명세서에서 터빈 로터 블레이드(100) 또는 터빈 블레이드(100)로도 지칭된다. 터빈 로터의 블레이드를 참조하여 본 명세서에서 설명되지만, 터빈 구성요소(100)는 또는 고정자 베인이 될 수 있다.

터빈 블레이드(100)는 터빈 블레이드(100)가 회전 축(30)을 중심으로 회전 방향(18)으로 회전하도록 터빈 엔진(10)(도 1)의 터빈(14)(도 1)의 로터(미도시)에 장착되도록 구성되고 터빈(14)(도 1)을 통한 주요 기류는 일반적으로 방향(22)을 따르며, 여기서 또한 후방 방향(22)으로 지칭된다. 도 2에서, 축(30)은 단지 배향 목적으로 도시되어 있고 축(30)으로부터 터빈 블레이드(100)까지의 거리는 도 2의 축척으로 도시되어 있지 않다.

터빈 블레이드(100)는 루트(110), 플랫폼(114), 블레이드 팁(106), 및 에어포일(118)을 포함한다. 루트(110)는 생크(108) 및 도브테일(112)을 포함한다. 생크(108)는 플랫폼(114)으로부터 반경방향 내측(예를 들어, 방향 30)으로 연장되고 도브테일(112)은 생크(108)로부터 반경방향 내측으로 연장된다. 도브테일(112)은 터빈 블레이드(100)를 로터(미도시)에 결합하도록 구성된다. 제공된 예에서, 도브테일(112)은 일반적으로 전나무로 지칭되는 형상이고 로터(도시되지 않음)의 정합 채널(도시되지 않음)에 수용되도록 구성되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

플랫폼(114)은 생크(108)와 에어포일(118)의 근위 단부(122) 사이의 계면에 배치되어 에어포일(118)이 플랫폼(114)의 근위 단부 부분(122)으로부터 원위 방향으로 반경방향 외측으로(즉, 방향 26으로) 연장된다. 루트(110)는 플랫폼(114)으로부터 반경방향 내측으로(즉, 방향(30)으로) 연장된다.

에어포일(118)은 일반적으로 반경방향 외측을 향하는 플랫폼(114)의 상부면(158)으로부터 연장된다. 에어포일(118)은 선단 에지(170), 후단 에지(174), 압력 측면 표면(178) 및 흡입 측면 표면(182)을 갖는다. 선단 에지(170)는 일반적으로 전방 방향(34)을 향하고 후단 에지(174)는 일반적으로 후단 방향(22)을 향한다. 흡입 측면 표면(182)은 일반적으로 방향(42)을 향하는 볼록한 만곡 형상이고, 압력 측면 표면(178)은 일반적으로 방향(46)을 향하는 오목한 만곡된 형상이다.

선단 에지(170)는 후술하는 바와 같이 선단 에지(170)를 따라 에어포일(118)을 빠져나가는 냉각 공기를 허용하는 복수의 선단 냉각 구멍(206)을 형성한다. 블레이드 팁(106)은 복수의 외부 팁 냉각 구멍(208) 및 복수의 압력 측면 팁 냉각 구멍(210)을 형성한다. 외부 팁 냉각 구멍(208)은 냉각 공기가 블레이드 팁(106)을 통해 반경 방향 외측 방향(26)으로 에어포일(118)을 빠져나가도록 허용한다. 제공된 예에서, 외부 팁 냉각 구멍(208)은 냉각 공기가 터빈 블레이드(100)의 반경방향 외측 단부에 형성된 리세스(212) 내로 에어포일(118)을 빠져나가는 것을 허용한다.

압력 측면 팁 냉각 구멍(210)은 냉각 공기가 블레이드 팁(106)의 압력 측면을 따라 에어포일(118)의 압력 측면 표면(178)을 빠져나가는 것을 허용하도록 배열된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 후단 에지(174)는 또한 적어도 하나의 후단 에지 냉각 구멍(204)을 형성한다. 제공된 예에서, 후단 에지 냉각 구멍(204)은 후단 에지(174)의 길이 방향으로 실질적으로 전체 길이(반경 방향(26, 30)에서)로 연장하는 단일의 좁은 슬롯이며, 다른 구성, 예를 들어, 후단 에지(174)를 따라 이격된 복수의 개별 구멍이 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 터빈 블레이드(100)는 냉각 구멍(204, 206, 208, 및/또는 210)(도 2)과 유체 연통하는 복수의 내부 냉각 통로(214, 216)를 형성한다. 내부 냉각 통로(214, 216)는 로터(도시되지 않음)로부터 압축 공기를 수용하도록 구성된 도브테일(112)에 위치된 입구(218, 220, 222, 224)를 갖는다. 4개의 입구(218, 220, 222, 224)가 예시되어 있지만, 1개의 입구, 2개의 입구, 3개의 입구, 또는 4개 초과의 입구와 같은 다른 수의 입구가 사용될 수 있다.

제공된 예에서, 냉각 통로(214)는 입구(218, 220)로부터 냉각 공기를 수용하는 생크(108) 내의 플리넘 챔버(226)를 포함한다. 플리넘 챔버(226)는 에어포일(118)의 원위 단부 부분(126)으로 연장되고 에어포일(118) 내로 플랫폼(114)을 통하여 반경방향의 외측으로 연장되는 냉각 통로(214)의 레그(230)로 공기를 제공한다. 에어포일(118)의 말단 단부(126)에서, 레그(230)는 냉각 통로(214)의 접합 부분(238)에 연결되며, 이는 곡선 또는 아치형이다. 접합 부분(238)은 플랫폼(114)을 향해 반경 방향 내측으로 연장되는 냉각 통로(214)의 다른 레그(246)로 압축된 냉각 공기를 반경 방향 내측으로 다시 유도한다. 제공된 예에서, 블레이드 팁(106)에서 외측 냉각 구멍(208)(도 2) 중 일부는 접합 부분(238)에 대해 개방될 수 있다.

레그(246)는 원위 단부 부분(126)으로부터 근위 단부 부분(122)으로 연장된다. 레그(246)는 플랫폼(114)에 근접하게 위치되고 에어포일(118), 플랫폼(114) 또는 생크(108) 내에 완전히 또는 부분적으로 위치될 수 있는 냉각 통로(214)의 다른 접합 부분(252)에 연결된다. 접합 부분(252)은 압축된 냉각 공기가 냉각 통로(214)의 다른 레그(258) 내로 반경방향 외측으로 지향되도록 다시 위로 만곡된다. 레그(258)는 원위 단부 부분(126)을 향해 반경방향 외측으로 연장된다. 제공된 예에서, 레그(258)는 블레이드 팁(106)까지 완전히 연장되고 선단 에지 냉각 구멍(206)(도 2)에 개방되고 또한 블레이드 팁(106)에서 외측 냉각 구멍(208)(도 2)의 일부에 개방될 수 있고, 압력 측면 냉각 구멍(210)(도 2)의 일부에 대해 개방될 수도 있지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 이와 같이, 레그(230, 246, 258) 및 접합 부분(238, 252)은 터빈 블레이드(100)의 전방 섹션을 통한 구불구불한 경로를 갖는 냉각 통로를 형성한다. 제공된 예에서, 추가 통로(262)는 선택적으로 플리넘으로부터 아치형 부분(252)에 챔버(226)로 직접 연결될 수 있다.

제공된 예에서, 후단 냉각 통로(216)는 입구(222, 224)로부터 공기를 수용하고 플랫폼(114)을 통해 반경방향 외측으로 에어포일(118)로 연장되고 에어포일(118)의 원위 단부 부분(126)로 연장되는 후방 냉각 통로(216)의 제1 레그(268)에 공기를 제공하는 제2 플리넘 챔버(264)를 유사하게 포함한다. 에어포일(118)의 원위 단부 부분(126)에서, 제1 레그(268)는 만곡되거나 또는 아치형일 수 있는 후방 냉각 통로(216)의 제1 접합 부분(274)에 연결된다. 제1 접합 부분(274)은 가압된 냉각 공기를 플랫폼(114)을 향해 반경방향 내측으로 연장하는 냉각 통로(216)의 제2 레그(270)로 반경방향 내측으로 다시 유도한다. 제공된 예에서, 블레이드 팁(106)에서 외부 냉각 구멍(208)의 일부는 제1 접합 부분(274)으로 개방될 수 있다.

제2 레그(270)는 원위 단부(126)로부터 근위 단부(122)로 연장된다. 제2 레그(270)는 플랫폼(114)에 근접하게 위치되고 플랫폼(114), 에어포일(118), 플랫폼(114), 또는 생크(108) 내에 완전히 또는 부분적으로 위치될 수 있는 냉각 통로(216)의 제2 접합부(276)에 연결된다. 제2 접합 부분(276)은 위로 만곡되어 압축 냉각 공기는 냉각 통로(216)의 제3 레그(272) 내로 반경방향의 외측으로 지향된다. 제3 레그(272)는 원위 둔바 부분(126)을 향하여 반경방향의 외측으로 연장된다. 제공된 예에서, 제3 레그(272)는 블레이드 팁(106)까지 완전히 연장되고 일부 후단 에지 구멍(들)(204)에 개방되고 블레이드 팁(106)에서 일부 외측 냉각 구멍(208)(도 2)으로 개방될 수 있고, 또한 다른 구성이 사용될 수 있을지라도 압력 측면 냉각 구멍(210)의 일부로 개방될 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 레그(268, 270, 272)와 제1 및 제2 접합 부분(274, 276)은 터빈 블레이드(100)의 후방 섹션을 통한 구불구불한 경로를 갖는 냉각 통로를 형성한다. 제공된 예에서, 추가 통로(278)는 선택적으로 플리넘 챔버(264)로부터 아치형 부분(252)으로 직접 연결될 수 있다.

도 4를 참조하면, 터빈 블레이드(100)의 원위 단부 부분(126) 및 블레이드 팁(106)이 더 상세하게 도시되어 있다. 압력 측면 냉각 구멍(210)은 선단 에지(170)와 후단 에지(174) 사이에서 블레이드 팁(106)을 따라 이격된다. 도 4 및 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 압력 측면 냉각 구멍은 참조 번호(210)로 집합적으로 표시되고 압력 측면 냉각 구멍(210)의 처음 8개는 접미사 문자, 예를 들어 210a, 210b, 210c, 210d, 210e, 210f, 210g, 210h로 도시된다. 최하위 압력 측면 냉각 구멍(210)(예를 들어, 210a-210h)은 축방향(22, 34)으로 제3 레그(272)와 중첩되고, 제공된 예에서, 제3 레그(272)의 반경방향 외측에 있다. 최전방 압력 측면 냉각 구멍(270) 중 적어도 하나는 터빈 블레이드(100)에 의해 형성된 플리넘(410)에 연결된다. 플리넘(410)은 제1 접합 부분(274)에 직접 연결되거나 그 일부를 형성한다. 플리넘(410)을 제3 접합 부분(272)의 적어도 일부의 축방향 후방에 있는 압력 측면 냉각 구멍(210)의 적어도 일부에 연결한다. 제공된 예에서, 모든 압력 측면 냉각 구멍(210)은 리세스(212)의 반경방향 내측이지만, 다른 구성을 사용할 수 있다.

제공된 예에서, 터빈 블레이드(100)는 8개보다 많은 압력 측면 냉각 통로(210)를 갖고, 후단 에지(174)에서 시작하여 처음 8개의 압력 측면 냉각 구멍(210) 중 적어도 하나는 플리넘(410)에 연결되어 가압된 냉각수를 수용한다. 제공된 예에서, 처음 4개(즉, 4개 후방) 압력 측면 냉각 구멍(210a-210d)은 제3 레그(272)에 연결되어 그로부터 압축 냉각 공기를 수용하고 다음 4개 압력 측면 냉각 구멍(210e-210h)은 플리넘에 연결된다 더 많거나 더 적은 수의 압력 측면 냉각 구멍(210)이 제3 레그(272) 또는 플리넘(410)에 연결되는 것과 같은 다른 구성이 사용될 수 있다.

압축 냉각 유체의 압력은 냉각 통로(216)를 통해 유동함에 따라 감소하기 때문에, 플리넘(410)에 연결된 이러한 후방 압력 측면 냉각 구멍(210)(예를 들어: 210e-210h)은 유사하게 위치된 냉각 구멍이 제3 레그(272)에 연결되는 경우보다 더 높은 압력의 냉각 공기를 수용할 수 있다.

제공된 예에서, 압력 측면 냉각 구멍(210)은 블레이드 팁(106)에서 압력 측면 표면(178)을 따라 단일 행으로 배치되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

제공된 예에서, 플리넘(410)은 제3 레그(272)의 일부와 축방향으로 중첩되도록 제1 접합부(274)로부터 축방향 후방 방향(22)으로 연장되어 플리넘(410)의 적어도 일부가 그 부분의 반경방향 외측에 있을 수 있다. 제공된 예에서, 플리넘(410)은 전체 제3 레그(272)와 중첩되지 않는다. 구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 플리넘(410)은 전체 제3 레그(272)를 포함하는 도 4의 예시에 도시된 것보다 제3 레그(272)의 다소간 중첩될 수 있다. 플리넘(410)은 또한 하나 이상의 외측 냉각 구멍(208)(도 2)에 연결될 수 있다. 제공된 예에서, 플리넘(410)은 제3 레그(272)에 직접 연결되지 않는다. 플리넘(410)에 연결된 하나 이상의 압력 측면 냉각 구멍(210)은 선택적으로 플리넘(410)의 후방에 있을 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 에어포일(118)은 임의의 적절한 에어포일 형상을 가질 수 있다. 일 구성에서, 에어포일(118)은 표 I에 제시된 압력 측면의 X, Y, Z의 직교 좌표 값에 실질적으로 일치하는 프로파일을 갖는다. 다른 구성에서, 에어포일(118)은 실질적으로 직교 좌표에 따른 프로파일을 갖는다. 또 다른 구성에서, 에어포일(118)은 표 1에 도시된 바와 같이 압력 측면 및 흡입 측면의 X, Y, Z의 직각 좌표값에 따른 프로파일을 갖는다.

표 I에서 X, Y 및 Z의 직각 좌표 값은 Z가 에어포일의 스팬의 백분율로 표시되고 X 및 Y 값이 에어포일의 공칭 형상의 치수(인치)인 것과 같다. 제공된 예에서 표는 6.308인치의 공칭 에어포일 스팬을 기반으로 하지만 다른 스팬을 사용할 수도 있다. 각 Z 값에서 X 및 Y 좌표는 완전한 3차원 에어포일(즉, 에어포일 118)을 형성하기 위해 매끄러운 연속 스플라인으로 연결된 프로파일 형상과 함께 에어포일의 단면 프로파일 형상을 설명한다. Z 값을 스팬의 백분율로 표현하고 X 및 Y 값을 적절한 상수로 조정(또는 곱할 수 있음)함으로써 Z 값에 에어포일의 스팬 방향 높이를 곱하고 X 및 Y 값에 원하는 현 길이를 곱하여 임의의 현 길이의 에어포일이 임의의 유로 환형에서 사용할 수 있다.

이와 같이, 에어포일은 표 I에 기재된 X, Y 및 Z의 직각 좌표 값에 실질적으로 일치하는 공칭 에어포일 프로파일을 포함하며, 여기서 X와 Y의 값은 연속적인 호로 연결될 때 공칭 에어포일 프로파일의 스팬의 백분율로 표현되는 거리인 Z의 각 값에서 에어포일 프로파일 단면을 정의하는 인치 단위의 거리이다. Z 거리에서 에어포일 프로파일 섹션은 서로 부드럽게 결합되어 완전한 에어포일 형상을 형성한다.

도 5를 참조하면, 터빈 블레이드를 수정하는 방법(510)이 흐름도 형식으로 예시되어 있다. 수정은 사용하지 않은 새 터빈 블레이드에 수행하거나 사용한 터빈 블레이드에 수행할 수 있으며 선택적으로 손상된 터빈 블레이드의 수리로 수행할 수 있다. 방법(510)은 초기 형태의 터빈 블레이드를 제공함으로써 단계(514)에서 시작할 수 있다. 초기 형태의 터빈 블레이드의 예가 도 6에 터빈 블레이드(100')로 도시되어 있지만 그러나 다른 구성을 사용할 수 있다.

터빈 블레이드(100')는 여기에 달리 도시되거나 설명되는 것을 제외하고는 터빈 블레이드(100)(도 2 내지 도 4)와 유사할 수 있다. 이와 같이, 터빈 블레이드(100)(도 4)의 것과 유사하지만 프라이밍된 참조 번호를 갖는 터빈 블레이드(100')의 특징부는 유사한 특징부를 나타내고 오직 차이점만이 여기에서 상세하게 설명된다.

방법(510)은 터빈 블레이드(100')의 섹션(610)이 제거되는 단계(518)로 진행할 수 있다. 제공된 예에서, 섹션(610)은 도 6에 도시된 파선 및 점선(614)을 따라 터빈 블레이드(100')를 절단함으로써 제거되고, 터빈 블레이드(100')는 상이한 형상의 제거된 섹션(610)을 생성하기 위해 상이한 선을 따라 절단될 수 있다. 제공된 예에서, 절단 선(614)은 선단 에지(170')에서 후단 에지(174')까지의 직선이 아니며 다른 구성을 사용할 수 있지만 굽힘 또는 곡선을 포함할 수 있다.

제공된 예에서, 섹션(610)은 선단 에지(170')에서 후단 에지(174')까지 터빈 블레이드(100')의 전체 축방향 길이를 연장한다. 구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 제거될 섹션(610)은 터빈 블레이드(100')의 전체 축방향 길이보다 작을 수 있다. 섹션(610)은 임의의 적절한 기술, 예를 들어 레이저 또는 플라즈마 절단, 또는 기계가공을 사용하여 제거될 수 있다.

섹션(610)이 나머지 터빈 블레이드(100')로부터 절단된 후, 섹션(610)은 도 7에 도시된 바와 같이 터빈 블레이드(100')의 나머지로부터 제거될 수 있다. 도 8을 추가로 참조하면 단계(514) 이후에, 방법(510)은 터빈 블레이드 교체 섹션(710)이 제거된 섹션(610)(도 7) 대신에 터빈 블레이드(100')에 부착되는 단계(518)로 진행할 수 있다. 교체 섹션(710)은 임의의 적절한 기술, 예를 들어 용접, 레이저 용접, 적층 제조 및 브레이징을 사용하여 부착될 수 있다.

교체 섹션(710)을 부착한 후, 수정된 터빈 블레이드는 도 2 내지 4에 예시된 터빈 블레이드(100)와 유사할 수 있다. 제공된 예에서, 변형된 터빈 블레이드(도 4에서 터빈 블레이드(100)로 나타냄)는 초기 상태에서의 터빈 블레이드(100')보다 압력 측면 냉각 구멍(210)에 구불구불한 냉각 경로(214, 216)의 연결과 관련하여 상이한 구성을 포함한다.

제공된 예에서, 초기 상태의 터빈 블레이드(100')는 플리넘(410)(도 4)을 포함하지 않는다. 초기 상태의 터빈 블레이드(100')의 예에서, 제3 레그(272')와 축방향으로 중첩하는 압력 측면 냉각 구멍(210')은 모두 제3 레그(272')에 연결된다. 초기 상태의 터빈 블레이드(100')의 예에서, 후단 에지(174')로부터 시작하여 처음 8개의 압력 측면 냉각 구멍(210a'-210h')은 모두 제3 레그(272')에 연결된다. 이와 같이, 방법은 제3 레그(272')에 연결된 압력 측면 냉각 구멍(210')의 일부를 유사한 축방향 위치에서 압력 측면 냉각 구멍(210)으로 교체할 수 있지만 제3 레그(272)에 연결된 것 대신에 제1 접합 부분(274)에서 플리넘(410)에 연결된다.

제공된 예에서, 절단 선(614)은 제3 레그(272')의 전방 부분(618)을 통과하고 교체 섹션(710)은 제3 레그(272')의 전방 부분(618)이 반경방향 외측으로 얼마나 멀리 연장되는지를 감소시키도록 구성된다. 제공된 예에서, 수정된 터빈 블레이드(100)의 플리넘(410)은 제3 레그(272')의 전방 부분(618)의 일부가 초기 상태에 있었던 곳에 배치된다. 다시 말해서, 제3 레그(272')의 일부는 수정된 터빈 블레이드(100)에서보다 초기 상태에서 더 반경방향 외측으로 연장될 수 있다.

따라서, 여기에 기술되고 청구된 터빈 블레이드 및 터빈 블레이드를 수정하는 방법은 전형적인 터빈 블레이드와 비교하여 압력 측면 블레이드 팁에 개선된 냉각을 제공할 수 있다.

본 명세서에서 달리 명시적으로 나타내지 않는 한, 기계적/열적 특성, 조성 백분율, 치수 및/또는 허용오차, 또는 기타 특성을 나타내는 모든 수치는 본 발명의 범위를 기술함에 있어서 "약" 또는 "대략"이라는 단어로 수정된 것으로 이해되어야 한다. 이 수정은 산업 관행, 재료, 제조 및 조립 공차 및 테스트 기능을 포함한 다양한 이유로 필요하다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, A, B, 및 C 중 적어도 하나의 어구는 비배타적 논리 "또는"을 사용하여 논리(A 또는 B 또는 C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며 "A 중 하나 이상, B 중 하나 이상, C 중 하나 이상"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며, 따라서 본 발명의 내용을 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 그러한 변형은 본 개시의 정신 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims

터빈 블레이드로서,
압축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성하는 루트;
블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성하는 블레이드 팁; 및
루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장되는 에어포일을 포함하고, 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성하고,
터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결되고,
제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출하고,
터빈 블레이드는 제1 접합 부분에 연결된 플리넘을 형성하고, 복수의 팁 냉각 구멍 중 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그의 반경방향 외측에 있고 제3 레그의 적어도 일부의 축방향의 후방에 있는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 플리넘은 축방향으로 제1 접합 부분의 후방으로 연장되고 축방향으로 제3 레그와 중첩되는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 복수의 팁 냉각 구멍의 최후방 팁 냉각 구멍은 제3 레그에 연결되는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 복수의 팁 냉각 구멍은 축방향을 따라 이격된 각 팁 냉각 구멍과 함께 일렬로 배열된 8개 초과의 구멍을 포함하고, 후단 에지에 대해 열의 8개의 제1 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결된 적어도 하나 이상의 냉각 구멍을 포함하는 터빈 블레이드.
제4항에 있어서, 8개의 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 플리넘에 연결되고 8개 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 제3 레그에 연결되는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘의 후방에 있는 위치에서 블레이드 팁에서 빠져 나오는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 터빈 블레이드는 복수의 공급 채널 중 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성된 제2 구불구불한 내부 냉각 통로를 추가로 형성하고, 제2 구불구불한 내부 냉각 통로는 선단 에지와 제1 구불구불한 내부 냉각 통로 사이에 배치되는 터빈 블레이드.
제1항에 있어서, 에어포일은 실질적으로 표 1에 명시된 X, Y 및 Z의 직교 좌표 값에 따른 공칭 에어포일 프로파일을 포함하며, X 및 Y 값은 매끄럽게 이어지는 호에 의해 연결될 때 공칭 에어포일 프로파일의 스팬의 백분율로 표현되는 거리인 Z의 각 값에서 에어포일 프로파일 섹션을 형성하는 인치 단위의 거리이고, Z 거리의 에어포일 프로파일 섹션은 서로 매끄럽게 결합되어 완전한 에어포일 형상을 형성하는 터빈 블레이드.
터빈 블레이드로서,
압축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성하는 루트;
블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성하는 블레이드 팁; 및
루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장되는 에어포일을 포함하고, 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성하고,
터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결되고,
제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출하고,
터빈 블레이드는 제1 접합 부분에 연결된 플리넘을 형성하고, 복수의 팁 냉각 구멍 중 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그의 반경방향 외측에 있고 제3 레그의 적어도 일부의 축방향의 후방에 있고, 터빈 블레이드는 복수의 공급 채널 중 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성된 제2 구불구불한 내부 냉각 통로를 추가로 형성하고, 제2 구불구불한 내부 냉각 통로는 선단 에지와 제1 구불구불한 내부 냉각 통로 사이에 배치되고,
복수의 팁 냉각 구멍은 축방향을 따라 이격된 각 팁 냉각 구멍과 함께 일렬로 배열된 8개 초과의 구멍을 포함하고, 후단 에지에 대해 열의 8개의 제1 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결된 적어도 하나 이상의 냉각 구멍을 포함하는 터빈 블레이드.
제9항에 있어서, 8개의 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 플리넘에 연결되고 8개 제1 팁 냉각 구멍 중 4개는 제3 레그에 연결되는 터빈 블레이드.
제9항에 있어서, 플리넘은 축방향으로 제1 접합 부분의 후방으로 연장되고 축방향으로 제3 레그와 중첩되는 터빈 블레이드.
제9항에 있어서, 복수의 팁 냉각 구멍의 최후방 팁 냉각 구멍은 제3 레그에 연결되는 터빈 블레이드.
제9항에 있어서, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 플리넘의 후방에 있는 위치에서 블레이드 팁에서 빠져 나오는 터빈 블레이드.
제9항에 있어서, 에어포일은 실질적으로 표 1에 명시된 X, Y 및 Z의 직교 좌표 값에 따른 공칭 에어포일 프로파일을 포함하며, X 및 Y 값은 매끄럽게 이어지는 호에 의해 연결될 때 공칭 에어포일 프로파일의 스팬의 백분율로 표현되는 거리인 Z의 각 값에서 에어포일 프로파일 섹션을 형성하는 인치 단위의 거리이고, Z 거리의 에어포일 프로파일 섹션은 서로 매끄럽게 결합되어 완전한 에어포일 형상을 형성하는 터빈 블레이드.
터빈 블레이드를 수정하는 방법으로서, 상기 방법은
압축 가스의 공급을 수용하도록 구성된 복수의 공급 채널을 형성하는 루트, 블레이드 팁의 압력 측면 표면을 통해 복수의 팁 냉각 구멍을 형성하는 블레이드 팁, 루트로부터 블레이드 팁까지 반경방향 외측 방향으로 연장되는 에어포일을 포함하는 초기 형태의 터빈 블레이드를 제공하는 단계를 포함하고, 에어포일은 에어포일의 선단 에지와 에어포일의 후단 에지에 의해 에어포일의 압력 측면 표면에 연결된 흡입 측면 표면 및 압력 측면 표면을 포함하고, 에어포일의 후단 에지는 후단 에지 냉각 구멍을 형성하고, 터빈 블레이드는 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그, 제1 접합 부분, 및 제2 접합 부분을 갖는 제1 구불구불한 내부 냉각 통로를 형성하고, 제1 레그는 복수의 공급 채널의 적어도 하나의 공급 채널로부터 압축 가스를 수용하도록 구성되고, 제1 레그는 에어포일 내에서 반경방향으로 연장되고 블레이드 팁에 근접한 제1 접합 부분에 의해 제2 레그에 연결되고, 제2 레그는 제1 접합 부분과 제2 접합 부분 사이에서 반경방향으로 연장되며, 제2 접합 부분은 제2 레그를 제3 레그에 연결하고, 제3 레그는 제2 접합 부분으로부터 블레이드 팁을 향해 반경방향으로 연장되고 후단 냉각 구멍에 연결되어 압축 가스를 터빈 블레이드의 외부로 배출하고,
복수의 팁 냉각 구멍의 적어도 하나의 팁 냉각 구멍을 포함하는 터빈 블레이드의 섹션을 제거하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 팁 냉각 구멍은 제3 레그와 축방향으로 중첩되는 블레이드 팁을 따른 위치에 배열되고,
수정된 터빈 블레이드를 형성하기 위해 터빈 블레이드의 제거된 섹션 대신에 터빈 블레이드 교체 섹션을 부착하는 단계를 포함하고, 터빈 블레이드 교체 섹션은 제3 레그와 축방향으로 중첩되고 제3 레그의 반경방향 외측으로 배열된 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍을 형성하고, 터빈 블레이드 교체 섹션은 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍으로 제1 접합 부분으로부터 압축 가스의 일부를 공급하도록 구성되는 방법.
제15항에 있어서, 터빈 블레이드 교체 섹션은 플리넘을 형성하고, 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍은 플리넘에 연결되고, 수정된 터빈 블레이드에서, 플리넘은 제3 레그의 반경방향 외측으로 제1 접합 부분과 유체 연통하고, 제3 레그와 축방향으로 중첩되는 방법.
제15항에 있어서, 제거된 터빈 블레이드의 섹션은 전단 에지에서 후단 에지로 연장되는 방법.
제15항에 있어서, 제거된 터빈 블레이드의 섹션은 제3 레그의 일부를 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍은 적어도 하나의 교체 팁 냉각 구멍의 후방에 있는 적어도 하나의 후방 팁 냉각 구멍을 포함하고, 터빈 블레이드 교체 섹션은 적어도 하나의 후방 팁 냉각 구멍을 수정된 터빈 블레이드 내의 제3 레그에 연결하는 방법.
제15항에 있어서, 초기 형태의 터빈 블레이드의 팁 냉각 구멍보다 수정된 터빈 블레이드의 더 적은 개수의 교체 팁 냉각 구멍이 제3 레그에 연결되는 방법.