KR100534812B1 - 터빈 베인 세그먼트 - Google Patents

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KR100534812B1
KR100534812B1 KR10-2000-0068947A KR20000068947A KR100534812B1 KR 100534812 B1 KR100534812 B1 KR 100534812B1 KR 20000068947 A KR20000068947 A KR 20000068947A KR 100534812 B1 KR100534812 B1 KR 100534812B1
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

터빈 스테이터 베인은 외부 챔버 및 내부 챔버를 각각 구비하는 외벽(20) 및 내벽(28)과, 외벽 및 내벽 사이에 연장되는 베인(18)을 포함한다. 베인은 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 공동(34, 36, 38, 40, 42)을 포함한다. 냉각 매체는 외벽의 외부 챔버로 들어가고, 고온 가스 경로를 부분적으로 규정하는 외부 밴드 벽의 충돌 냉각을 위한 충돌 플레이트(60)를 통하여 흐르고, 반경방향 내측으로 흐르도록 제 1, 제 2 및 제 4 공동내의 개구부(64, 66, 68)를 통하여 흘러 베인을 냉각시킨다. 사용된 냉각 매체는 충돌 플레이트(84)를 통하여 반경방향 외측으로 흐르게 하기 위한 내벽 및 내부 챔버내로 흘러 내벽을 냉각시킨다. 사용된 냉각 매체는 외벽으로부터 터빈 베인 세그먼트로부터의 출구를 위한 제 3 공동(38)을 통하여 흐른다. 제 1, 제 2 및 제 3 공동은 베인 벽의 충돌 냉각을 위한 충돌 개구부를 구비하는 인서트(70, 72, 74)를 수납한다. 제 5 공동(42)은 후연을 위한 공기 냉각을 제공한다.

Description

터빈 베인 세그먼트{A TURBINE STATOR VANE SEGMENT HAVING INTERNAL COOLING CIRCUITS}
본 발명은 일반적으로 예를 들면, 전력 발전용 지상(land-based) 가스 터빈에 관한 것이며, 특히 가스 터빈의 노즐 세그먼트용 내부 냉각 회로에 관한 것이다.
전통적으로, 터빈 블레이드 및 노즐을 냉각하기 위해 터빈의 압축기로부터 압축기 배출 공기가 추출된다. 그러나, 냉각 공기의 전환은 터빈 효율에 대해 기생 손실(parasitic loss)로 나타난다. 보다 최근에, 발전된 가스 터빈 디자인은 고온 가스 경로 흐름 온도가 터빈 구성 요소의 용융 온도를 초과할 수 있어, 작동 동안에 이들 고온 가스 경로 구성 요소를 보호하기 위해 다른 냉각 구성을 필요로 한다는 것을 알아냈다. 냉각 매체로서의 증기는 보다 높은 열용량을 가지기 때문에 공기보다 우수한 것으로 알려졌다. 노즐 세그먼트용 냉각 매체로서 증기를 이용하는 가스 터빈은 예를 들면, 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 5,634,766 호에 제안되어 있다.
상기 미국 특허에 개시된 냉각 구성에 있어서, 노즐 베인이 그 사이에서 연장되는 노즐 세그먼트의 내벽 및 외벽 또는 밴드는 세그먼트의 내벽 및 외벽을 따라 충돌 냉각을 제공하도록 구획되어 있다. 또한, 냉각 증기는 베인의 벽을 따라 제공된다. 그것을 이루기 위해서, 냉각 증기는 외벽의 제 1 챔버에 공급되며, 그곳에서 냉각 증기는 외벽을 충돌 냉각하기 위해 충돌 플레이트내의 충돌 개구부를 통과한다. 다음에, 증기는 각 스테이터 베인의 제 1 및 제 5 공동을 통하여 반경방향 내측으로 통과되어 이들 공동내의 인서트를 통하여 흐른다. 인서트는 개구부를 구비하며, 증기는 스테이터 베인 벽의 소정 부분을 충돌 냉각하기 위해 개구부를 통하여 흐른다. 다음에, 증기는 내벽의 내부 챔버내로 흐르고, 방향을 바꿔 충돌 플레이트내의 개구부를 통하여 반경방향 외측으로 흘러서 내벽을 충돌 냉각시킨다. 다음에, 사용된 냉각 매체는 3개의 중간 공동을 통하여 반경방향 외측으로 흐르며, 각 공동은 베인의 인접한 벽을 충돌 냉각하기 위한 개구부를 갖는 인서트를 구비한다. 다음에, 사용된 냉각 증기는 세그먼트의 외측으로 흐른다.
게다가, 공기는 후연을 냉각시키기 위해 베인의 후연에 인접하여 연장되는 공동에 공급된다. 공기는 터뷸레이터(turbulators)를 지나서 흐르고, 후연내의 개구를 통하여 고온 가스 기류내로 빠져나간다. 상술된 디자인이 많은 장점을 가지고 있지만, 주조 비용 및 복잡성을 감소시킬 뿐만 아니라 인서트의 수를 감소시키는 보다 강인한 디자인을 갖는 것이 요망된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 사이클 요구 조건을 만족하면서 복잡성 및 비용을 저감시킨, 예를 들면 증기 및 공기의 냉각 회로를 갖는 노즐 스테이지가 제공된다. 특히, 노즐 스테이지를 위한 본 발명의 냉각 구성은 베인이 그 사이에서 연장되는 외부 밴드 및 내부 밴드를 포함한다. 상기 미국 특허에서와 유사하게, 내부 밴드 및 외부 밴드는 가스 경로를 규정하는 벽의 충돌 냉각을 위해 구획되어 있다. 그러나, 본 발명은 상술된 장점을 제공하는 종래의 상기 미국 특허의 흐름 패턴과 상당히 상이한 흐름 패턴을 갖는 각 베인내의 냉각 회로를 제공한다. 본 발명은 각 베인 세그먼트의 내부 밴드와 외부 밴드 사이에 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 공동을 제공한다. 각 베인내의 공동은 전연으로부터 후연까지의 순서로 순차적으로 배열된다. 외부 밴드의 가스 경로 벽을 충돌 냉각한 후에, 외부 밴드로부터의 증기는 제 1 및 제 2 공동내의 인서트를 통해 그리고 인서트내의 개구부를 통해 대체로 반경방향 내측으로 흘러 베인의 소정 벽 표면을 충돌 냉각한다. 또한, 증기는 제 4 공동에 제공되어 반경방향 내측으로 흐른다. 그러나, 제 4 공동은 인서트를 구비하지 않으며, 제 4 공동을 규정하는 베인의 벽은 충돌 냉각되지 않는다. 오히려, 그들은 대류적으로 냉각된다. 따라서, 냉각 매체는 제 1, 제 2 및 제 4 공동에 비교적 저온으로 공급되어, 전연 및 후연, 즉 베인의 가장 고온 부분에 인접하여 개선된 냉각을 제공한다. 내부 밴드 격실내로 흐르는 증기는 내부 밴드의 충돌 냉각을 위한 충돌 플레이트를 통과한다. 사용된 냉각 증기는 제 3 베인 공동에 공급된다. 제 3 공동내의 인서트는 베인의 소정 벽 표면의 충돌 냉각을 위한 개구부를 구비한다. 다음에, 사용된 냉각 증기는 제 3 공동의 외측으로 흘러 베인 세그먼트의 대체로 반경방향 외측으로 흐른다. 제 5 공동은 압축기 배출 공기에 의해 공냉된다. 또한, 터뷸레이터가 제 5 공동내에 배치된다. 그러나, 제 5 공동은 폐쇄되고, 공기를 고온 가스 경로 기류로 배기하지 않는다. 오히려, 사용된 냉각 공기는 휠 공간으로 배기된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 서로 이격되고, 터빈을 관통하는 가스 경로를 부분적으로 규정하는 내벽 및 외벽을 각각 구비하는 내부 밴드 및 외부 밴드와, 내부 밴드와 외부 밴드 사이의 가스 경로내에서 연장되고, 전연 및 후연을 구비하는 베인으로서, 베인은 전연과 후연 사이의 다수의 분리된 공동을 포함하며, 상기 다수의 분리된 공동은 냉각 매체를 흐르게 하도록 베인의 길이방향으로 연장되는, 상기 베인과, 외벽의 격실내로 냉각 매체의 통과가 가능하도록 세그먼트용 냉각 매체 흡입구를 포함하며, 공동은 전연으로부터 후연을 향하여 순서대로 제 1 공동, 제 2 공동, 제 3 공동, 제 4 공동 및 제 5 공동을 포함하며, 베인은 격실과, 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 따라 대체로 반경방향 내측으로 흐르도록 격실로부터 제 1, 제 2 및 제 4 공동내로 냉각 매체의 통과를 가능하게 하며, 베인은 내벽의 격실과, 제 1, 제 2 및 제 4 공동 사이를 연통시키는 개구부를 구비하여 제 1, 제 2 및 제 4 공동으로부터 내부 밴드의 격실내로 냉각 매체를 흐르게 하며, 베인은 내부 밴드의 격실과 제 3 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 제 3 공동을 통하여 대체로 반경방향 외측으로 또한 베인 세그먼트의 외측으로 냉각 매체를 흐르게 하는, 터빈 베인 세그먼트가 제공되어 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 서로 이격되고, 터빈을 관통하는 가스 경로를 부분적으로 규정하는 내벽 및 외벽을 각각 구비하는 내부 밴드 및 외부 밴드와, 내부 밴드와 외부 밴드 사이의 가스 경로내에서 연장되고, 전연 및 후연을 구비하는 베인으로서, 베인은 전연과 후연 사이의 다수의 분리된 공동을 포함하며, 상기 다수의 분리된 공동은 냉각 매체를 흐르게 하도록 베인의 길이방향으로 연장되는, 상기 베인과, 외벽의 외측으로 이격된 외부 밴드용 제 1 커버와, 제 1 커버와 외벽 사이에 놓여 그것의 양측에 외부 챔버 및 내부 챔버를 부분적으로 규정하는 제 1 충돌 플레이트와, 외부 챔버내로 냉각 매체의 통과를 가능하게 하기 위한 세그먼트용 냉각 매체 흡입구를 포함하며, 제 1 충돌 플레이트는 개구부를 구비하여, 외벽의 충돌 냉각을 위해 개구부를 통하여 외부 챔버로부터 내부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하며, 공동은 전연으로부터 후연을 향하여 순서대로 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 공동을 포함하며, 베인은 내부 챔버와, 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 따라 대체로 반경방향 내측으로 흐르도록 내부 챔버로부터 제 1, 제 2 및 제 4 공동내로 냉각 매체의 통과를 가능하게 하며, 내벽으로부터 내측으로 이격된 내부 밴드용 제 2 커버와, 제 2 커버와 내벽 사이에 놓여 그것의 양측에 외부 챔버 및 내부 챔버를 부분적으로 규정하는 제 2 충돌 플레이트를 더 포함하며, 베인은 내벽의 내부 챔버와, 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 제 1, 제 2 및 제 4 공동으로부터 내부 밴드의 내부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하며, 제 2 충돌 플레이트는 개구부를 구비하여, 내벽의 충돌 냉각을 위해 내부 밴드의 내부 챔버로부터 제 2 충돌 플레이트의 개구부를 통하여 내부 밴드의 외부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하며, 베인은 내부 밴드의 외부 챔버 및 제 3 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 제 3 공동을 통하여 대체로 반경방향 외측으로 또한 베인 세그먼트의 외측으로 냉각 매체를 흐르게 하는, 터빈 베인 세그먼트가 제공되어 있다.
이제 도면, 특히 도 1을 참조하면, 베인 세그먼트가 그것의 일부를 형성하는 터빈을 통하여 고온 가스 경로 또는 가스 흐름 경로(16)를 부분적으로 규정하는 외부 밴드(12) 및 내부 밴드(14)로 구성되는 노즐 베인 세그먼트[일괄적으로 참조 부호(10)로 나타냄]가 도시되어 있다. 외부 밴드(12) 및 내부 밴드(14)는 베인(18)에 의해 연결된다. 외부 및 내부 밴드와, 베인이 세그먼트로 제공되고, 그 세그먼트가 터빈의 축선을 중심으로 환형 배열로 배치된다는 것은 이해될 것이다. 외부 및 내부 밴드 사이의, 베인을 내포하는 공간은 터빈을 통과하는 가스 흐름 경로(16)를 규정한다.
외부 밴드(12)는 고온 가스 경로(16)를 부분적으로 규정하는 외부 밴드 벽(20)과, 전방 커버(24) 및 후방 커버(26)로 형성된 커버(22)를 포함한다. 내부 밴드(14)는 가스 경로(16)를 부분적으로 규정하는 내벽(28)과, 내부 커버(30)를 포함한다.
외부 밴드(12)와 내부 밴드(14) 사이에서 연장되는 베인(18)은 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이 터빈의 고정된 주물(도시되지 않음)에 세그먼트를 고정하기 위한 전방 후크(33)를 구비하는 베인 연장부(32)를 포함하며, 그 베인 연장부는 이어지는 설명으로부터 명확하게 되는 바와 같이 냉각 매체의 흐름을 촉진한다. 베인(18)은 공동으로 분할되고, 바람직한 실시예에 있어서, 공동은 제 1 공동(34), 제 2 공동(36), 제 3 공동(38), 제 4 공동(40) 및 제 5 공동(42)을 포함한다. 공동은 내부 리브(48, 50, 52, 54)에 의해 베인의 전연(44)으로부터 후연(46)까지 순서대로 배열된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단일 커버(57)는 제 1 공동(34) 및 제 2 공동(36)상에 놓여 그것을 폐쇄하며, 다른 베인 커버(도시되지 않음)는 제 4 공동(40)상에 놓인다.
외부 밴드(12)는 충돌 플레이트(60)에 의해 서로 분리된 외부 챔버(56) 및 내부 챔버(58)로 분할된 격실(55)(도 5)을 포함한다. 충돌 플레이트(60)는 베인 연장부(32)의 주위로 연장하는 전방 충돌 플레이트 섹션(61) 및 후방 충돌 플레이트 섹션(63)을 구비한다. 충돌 플레이트(60)는 외부 밴드의 외부 챔버(56)로부터 외부 밴드의 내부 챔버(58)로 증기를 지향시키기 위한 다수의 충돌 개구부를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전방 커버(24)가 외부 챔버(56)에 증기를 공급하기 위한 증기 흡입구 또는 냉각 매체 흡입구(65)를 포함한다는 것은 이해될 것이다. 베인 연장부(32)는 공동내로 사용된 충돌 증기를 이송하기 위해 제 1, 제 2 및 제 4 공동(34, 36, 40)내까지 베인 연장부를 관통하는 측방향의 개구부(64, 66, 68)를 포함한다.
제 1 및 제 2 공동의 각각은 반경방향의 외측 단부에서 개방되고, 반경방향의 내측 단부에서 폐쇄되는 인서트를 포함한다. 제 3 공동은 내측 단부에서 개방되고 외측 단부에서 폐쇄되는 인서트 또는 인서트 슬리브(74)를 구비한다. 제 1 및 제 2 공동내의 인서트 또는 인서트 슬리브(70, 72)는 측방향의 개구부(64, 66)로부터 인서트의 개방 상측 단부를 지나 수용된 증기를 인서트의 내부로 지향시키기 위해 그들의 반경방향의 외측 단부에 인접한 칼라(collar)를 포함한다. 인서트(70, 72) 및 제 3 공동(38)내의 부가 인서트(74)는 베인의 대향 측벽을 충돌 냉각시키기 위해 그것의 벽에 다수의 충돌 냉각 개구부(75)를 포함한다.
내부 밴드(14)는 내부 챔버(82) 및 외부 챔버(86)로 분할된 격실(81)(도 1)을 포함한다. 인서트(70, 72)의 하측 단부는 공동 가이드(79)를 구비한다. 가이드(79)는 사용된 냉각 증기를 반경방향의 내부 챔버(82)내로 내부 밴드(14)의 충돌 플레이트(84)의 반경방향 내측으로 지향시킨다. 공동 가이드(79)내의 개구부(80)는 공동(36)으로부터의 사용된 증기를 계량하고, 도시되지 않은 계측 튜빙을 제공한다. 따라서, 공동 가이드(79)는 내부 챔버(82)내로 사용된 냉각 증기를 지향시키고, 거기서 증기가 역방향으로 흐르고 충돌 플레이트(84)의 충돌 냉각 개구부를 통하여 흘러 내부 밴드(14)의 내벽(28)을 냉각시킨다. 제 3 공동내의 인서트(74)는 충돌 플레이트(84)와 내벽(28) 사이의 외부 챔버(86)내로 개방되어 사용된 충돌 증기를 제 3 공동을 통하여 복귀시키고 제 3 공동에 인접한 베인의 측벽을 충돌 냉각시킨다. 다음에, 사용된 증기는 베인 연장부를 통과하여 후방 커버(26)내의 증기 배출구(87)까지 흘러간다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 4 공동(40)은 베인 벽을 대류 냉각시키기 위해 측방향의 개구부(68)를 통하여 증기를 수용하며, 제 4 공동에는 인서트가 없다. 증기는 제 4 공동을 통해 내부 밴드(14)의 내부 챔버(82)내로 통과하고, 내벽(28)을 충돌 냉각시키기 위한 제 1 및 제 2 공동으로부터의 사용된 충돌 냉각 증기와 결합되고, 제 3 공동(38)을 통하여 복귀한다.후연에 인접한 최종 공동(42)은 그것의 반경방향의 외측 단부에서 후방 커버(26)를 통하여 냉각 공기 흡입 포트(43)(도 5)와 연통하여 놓인다. 따라서, 냉각 공기, 바람직하게는 압축기 배출 공기는 제 5 공동(42)내로 수용된다. 다수의 터뷸레이터(90)는 제 5 공동(42)의 대향 측벽을 따라 제공되어 냉각 공기의 경계층을 차단하고, 후연의 효과적인 냉각을 제공한다. 사용된 냉각 공기는 제 5 공동으로부터 개구부(45)를 통하여 터빈의 휠 공간내로 빠져나간다.
사용시에, 증기는 전방 커버(24)내의 증기 흡입구(65)를 통하여 외부 밴드(12)의 외부 챔버(56)내로 흐른다. 증기는 필연적으로 외부 밴드(12)의 외부 벽(20)을 충돌 냉각시키기 위해 충돌 플레이트(60)의 충돌 개구부를 통하여 흐른다. 사용된 충돌 냉각 증기는 제 1, 제 2 및 제 4 공동의 측방향의 개구부(64, 66, 68)를 통하여 흐른다. 공동은 커버 플레이트에 의해 그들의 상측 단부에서 폐쇄되기 때문에, 증기는 인서트(70, 72)내에서 반경방향 내측으로 흐른다. 제 1 및 제 2 공동에 있어서, 증기는 베인의 소정 측벽의 충돌 냉각을 위해 인서트의 벽내의 충돌 냉각 구멍을 통하여 외측으로 흐른다. 제 1 및 제 2 공동으로부터의 사용된 냉각 증기는 내부 밴드(14)로 반경방향으로 흘러 가이드(79)를 통하여 내부 챔버(82)내로 빠져나간다. 측방향의 개구부(68)로부터의 증기는 베인 벽을 대류적으로 냉각시키도록 반경방향 내측으로 제 4 공동(40)을 통하여 내부 챔버(82)내로 흐른다. 공동(34, 36, 40)으로부터의 내부 챔버(82)의 증기는 충돌 플레이트(84)내의 충돌 개구부를 통하여 내부 밴드(14)의 외부 챔버(86)내로 흐른다. 이러한 사용된 냉각 증기는 제 3 공동 인서트(74)의 반경방향의 내측 단부와 연통하게 놓여 있어 인서트(74)를 따라 반경방향 외측으로 흐른다. 또한, 복귀하는 증기 흐름은 제 3 공동에 인접한 베인의 대향 측벽의 충돌 냉각을 위해 인서트내의 충돌 개구부를 통하여 흐른다. 다음에, 사용된 증기는 후방 커버(26)내의 증기 배출구(87)를 통하여 세그먼트의 외부로 흐른다. 동시에, 압축기 배출 공기는 제 5 공동(42)내로 그리고 그것을 따라 반경방향 내측으로 흘러 후연(46)을 냉각시킨다. 사용된 냉각 공기는 내부 밴드를 통하여 로터의 휠 공간내로 배출된다.
본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시예라고 현재 인식되는 것과 연관하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 국한되지 않으며, 도리어 첨부된 청구범위의 사상 및 범위내에 포함되는 여러 변경 및 균등한 구성을 포함하고자 한다는 것은 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 각 베인 세그먼트의 내부 밴드와 외부 밴드 사이에 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 공동을 제공하고, 외부 밴드의 가스 경로 벽을 충돌 냉각한 후에, 외부 밴드로부터의 증기가 제 1 및 제 2 공동내의 인서트를 통해 그리고 인서트내의 개구부를 통해 베인의 소정 벽 표면을 충돌 냉각하며, 또한 증기가 제 4 공동에 제공되어 제 4 공동을 규정하는 베인의 벽을 대류적으로 냉각시킬 수 있어서, 냉각 매체는 제 1, 제 2 및 제 4 공동에 비교적 저온으로 공급되어, 전연 및 후연, 즉 베인의 가장 고온 부분에 인접하여 개선된 냉각을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스테이터 베인 세그먼트의 개략적인 측단면도,
도 2는 베인의 제 1, 제 2 및 제 3 공동용 인서트의 사시도,
도 3은 도 1의 선 3-3에서 대체로 취한 단면도,
도 4는 외부 밴드의 외벽 위의 베인 연장부와, 그 베인 연장부를 통과하는 증기 흡입구 개구의 단면도,
도 5는 중복 형태로 스테이터 베인 세그먼트의 여러 부분을 도시하는 분해 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 노즐 베인 세그먼트 12 : 외부 밴드
14 : 내부 밴드 16 : 고온 가스 경로
18 : 베인 20 : 외부 밴드 벽
22 : 커버 24 : 전방 커버
26 : 후방 커버 28 : 내벽
30 : 내부 커버 32 : 베인 연장부
34, 36, 38, 40, 42 : 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 공동
44 : 전연 46 : 후연
48, 50, 52, 54 : 내부 리브 56, 86 : 외부 챔버
58, 82 : 내부 챔버 60, 84 : 충돌 플레이트
64, 66, 68 : 측방향의 개구부
70, 72, 74 : 인서트 또는 인서트 슬리브

Claims (12)

  1. 터빈 베인 세그먼트에 있어서,
    서로 이격되고, 터빈을 관통하는 가스 경로(16)를 부분적으로 규정하는 내벽(28) 및 외벽(20)을 각각 구비하는 내부 밴드(14) 및 외부 밴드(12)와,
    상기 내부 밴드와 상기 외부 밴드 사이의 가스 경로내에서 연장되고, 전연(44) 및 후연(46)을 구비하는 베인(18)으로서, 상기 베인은 전연과 후연 사이의 다수의 분리된 공동(34, 36, 38, 40, 42)을 포함하며, 상기 다수의 분리된 공동은 냉각 매체를 흐르게 하도록 상기 베인의 길이방향으로 연장되는, 상기 베인과,
    상기 외벽의 외부 밴드 격실내로 냉각 매체의 통과가 가능하도록 상기 세그먼트용 냉각 매체 흡입구(65)를 포함하며,
    상기 공동은 상기 전연으로부터 상기 후연을 향하여 순서대로 제 1 공동(34), 제 2 공동(36), 제 3 공동(38), 제 4 공동(40) 및 제 5 공동(42)을 포함하며, 상기 베인은 상기 외부 밴드 격실과, 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 연통시키는 개구부(64, 66, 68)를 구비하여 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 따라 대체로 반경방향 내측으로 흐르도록 상기 외부 밴드 격실로부터 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동내로 냉각 매체의 통과를 가능하게 하며,
    상기 베인은 상기 내벽의 내부 밴드 격실과, 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동 사이를 연통시키는 개구부(80)를 구비하여 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동으로부터 상기 내부 밴드의 격실내로 냉각 매체를 흐르게 하며,
    상기 베인은 상기 내부 밴드의 격실과 상기 제 3 공동을 연통시키는 개구부(77)를 구비하여 상기 제 3 공동을 통하여 대체로 반경방향 외측으로 및 베인 세그먼트의 외측으로 냉각 매체를 흐르게 하는
    터빈 베인 세그먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 냉각 매체를 상기 제 5 공동을 따라 대체로 반경방향 내측으로 흐르게 하도록 상기 내벽 및 상기 외벽을 관통하는 개구부(43, 45)를 포함하는
    터빈 베인 세그먼트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 공동은 상기 베인의 후연을 따라 놓이며, 전연으로부터 후연까지의 순서에서 상기 공동중 마지막 공동을 구성하는
    터빈 베인 세그먼트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인이 오직 5개의 공동만을 구비하는
    터빈 베인 세그먼트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 공동내에 각각 배열되고, 각각의 공동의 내부 벽 표면으로부터 이격되는 제 1, 제 2 및 제 3 인서트 슬리브(70, 72, 74)를 포함하며, 각 인서트 슬리브는 그내로 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 흡입구와, 슬리브 개구부를 통해 인서트 슬리브와 공동 사이의 공간내로 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 충돌 개구부(75)를 구비하여 상기 베인의 내부 벽 표면을 충돌 냉각시키며, 상기 제 1 및 제 2 인서트 슬리브는 상기 제 1 및 제 2 공동의 상기 내부 벽 표면으로부터 이격되어 그것과 함께 각각의 채널을 규정하여 상기 채널로부터 상기 내벽의 격실로 사용된 충돌 냉각 매체를 흐르게 하며, 상기 제 3 인서트 슬리브는 상기 제 3 공동의 내부 벽 표면으로부터 이격되어 그것과 함께 채널을 규정하여 상기 내벽의 격실로부터 상기 제 3 인서트 슬리브의 개구부를 통하여 흐르는 냉각 매체를 수용하고, 이 흐름을 상기 베인의 대체로 반경방향 외측으로 향하게 하는
    터빈 베인 세그먼트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인서트 슬리브는 오직 상기 제 1, 제 2 및 제 3 공동에만 놓이며, 상기 제 4 및 제 5 공동은 충돌 냉각 인서트 슬리브를 구비하지 않는
    터빈 베인 세그먼트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외벽의 외측으로 이격된 상기 외부 밴드용 제 1 커버(24, 26)로서, 상기 제 1 커버와 상기 외벽 사이의 제 1 충돌 플레이트(60)는 그것의 양측상에 외부 챔버(56) 및 내부 챔버(58)를 부분적으로 규정하며, 상기 제 1 충돌 플레이트는 개구부를 구비하여, 상기 개구부를 통하여 상기 외부 챔버로부터 상기 내부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하여 상기 외벽(20)을 충돌 냉각시키는, 상기 제 1 커버(24, 26)와,
    상기 내벽(28)으로부터 내측으로 이격된 상기 내부 밴드용 제 2 커버(30)로서, 상기 제 2 커버와 상기 내벽 사이의 제 2 충돌 플레이트(84)는 그것의 양측상에 외부 챔버(86) 및 내부 챔버(82)를 포함하는 상기 내부 밴드 격실을 부분적으로 규정하며, 상기 베인은 상기 내벽의 내부 챔버와 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 상기 제 1, 제 2 및 제 4 공동으로부터 상기 내부 밴드의 내부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하며, 상기 제 2 충돌 플레이트는 개구부를 구비하여, 상기 내부 밴드의 내부 챔버로부터 상기 제 2 충돌 플레이트의 개구부를 통하여 상기 내부 밴드의 외부 챔버내로 냉각 매체를 흐르게 하여 상기 내벽을 충돌 냉각시키는, 상기 제 2 커버(30)를 포함하며,
    상기 베인은 상기 내부 밴드의 외부 챔버와 상기 제 3 공동을 연통시키는 개구부를 구비하여 상기 제 3 공동을 통하여 대체로 반경방향 외측으로 또한 상기 베인 세그먼트의 외측으로 냉각 매체를 흐르게 하는
    터빈 베인 세그먼트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 냉각 매체를 상기 제 5 공동을 따라 대체로 반경방향 내측으로 흐르게 하도록 상기 내벽 및 상기 외벽을 관통하는 개구부를 포함하는
    터빈 베인 세그먼트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 5 공동은 상기 베인의 후연을 따라 놓이며, 전연으로부터 후연까지의 순서에서 상기 공동중 마지막 공동을 구성하는
    터빈 베인 세그먼트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 베인이 오직 5개의 공동만을 구비하는
    터빈 베인 세그먼트.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 공동내에 각각 배열되고, 각각의 공동의 내부 벽 표면으로부터 이격되는 제 1, 제 2 및 제 3 인서트 슬리브를 포함하며, 각 인서트 슬리브는 그내로 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 흡입구와, 슬리브 개구부를 통해 인서트 슬리브와 공동 사이의 공간내로 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 충돌 개구부를 구비하여 상기 베인의 내부 벽 표면을 충돌 냉각시키며, 상기 제 1 및 제 2 인서트 슬리브는 상기 제 1 및 제 2 공동의 상기 내부 벽 표면으로부터 이격되어 그것과 함께 각각의 채널을 규정하여 상기 채널로부터 상기 내벽의 내부 챔버로 사용된 충돌 냉각 매체를 흐르게 하며, 상기 제 3 인서트 슬리브는 상기 제 3 공동의 내부 벽 표면으로부터 이격되어 그것과 함께 채널을 규정하여 상기 내벽의 외부 챔버로부터 상기 제 3 인서트 슬리브의 개구부를 통하여 흐르는 냉각 매체를 수용하고, 이 흐름을 상기 베인의 대체로 반경방향 외측으로 향하게 하는
    터빈 베인 세그먼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인서트 슬리브는 단지 상기 제 1, 제 2 및 제 3 공동에만 놓이며, 상기 제 4 및 제 5 공동은 충돌 냉각 인서트 슬리브를 구비하지 않는
    터빈 베인 세그먼트.
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