KR20160056821A - 터빈 블레이드 플랫폼-날개부 결합부들을 위한 냉각 - Google Patents

터빈 블레이드 플랫폼-날개부 결합부들을 위한 냉각 Download PDF

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제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
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Abstract

본 발명은 플랫폼 부품(12) 및 날개부 부품(14)을 포함하는 가스 터빈용 터빈 블레이드(10)에 관한 것이다. 상기 플랫폼 부품(12)은 상기 날개부 부품(14)의 대응 날개부 표면(18)에 부착되도록 배열되는 플랫폼 표면(16)을 포함한다. 상기 터빈 블레이드(10)는 상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면을 냉각시키기 위한 냉각 덕트(20)를 추가로 포함하고, 상기 냉각 덕트(20)는 상기 플랫폼 표면(16)에 있는 적어도 하나의 캐비티(22)와 상기 대응 날개부 표면(18)에 있는 적어도 하나의 캐비티(24)를 포함하고, 상기 플랫폼 표면 캐비티 및 상기 날개부 표면 캐비티는 상기 플랫폼 표면(16) 및 상기 날개부 표면(18)이 접촉할 때, 상기 냉각 덕트(20)가 개방상태로 잔류하도록 정렬된다. 이는 플랫폼 표면 및 날개부 표면 모두를 냉각시키는 신뢰성있는 냉각 수단을 제공한다.

Description

터빈 블레이드 플랫폼-날개부 결합부들을 위한 냉각{COOLING FOR TURBINE BLADE PLATFORM-AEROFOIL JOINTS}
본 발명은 가스 터빈용 블레이드들을 냉각시키는 것에 관한 것으로서, 특히 플랫폼 및 날개부 표면들 사이의 결합부를 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.
가스 터빈들의 제조 프로세스에서, 터빈 블레이드의 플랫폼 및 날개부와 같은 제조 부품을 생산하기 위하여 2개 이상의 부재들을 함께 결합하는 것이 종종 필요하다. 이들 부재들을 함께 결합할 때, 반드시 완전한 끼워맞춤 및 밀봉 결합부를 달성해야 하는 것은 아니고, 제조 부품의 단일 부재들 사이의 현저한 간극이 잔류할 수 있다. 가스 터빈의 임의의 영역에는, 엔진 작동 및/또는 다른 열적 팽창으로 인하여, 부재들 사이의 간극이 개폐되게 한다. 예를 들어, 플랫폼 부품과 날개부 부품 사이에 작은 간극이 나타나고, 결과적으로 고온 가스가 상기 두개의 부품들 사이의 간극으로 진입하여, 부품 수명을 단축시킨다. 따라서, 부품들이 충분히 냉각되는 것이 중요하다. 이러한 고려사항들의 견지에서 터빈 블레이디 설계를 개선하는 것이 바람직하다.
본 발명은 하기에 기술되는 첨부된 청구범위에 규정되어 있다. 본 발명의 유리한 형태는 종속 청구항에 기술된다.
본 발명의 일 형태에 따라서, 플랫폼 부품 및 날개부 부품을 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드가 제공되고, 상기 플랫폼 부품은 상기 날개부 부품의 대응 날개부 표면에 부착되도록 배열되는 플랫폼 표면을 포함하고, 상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면을 냉각시키기 위한 냉각 덕트를 추가로 포함하고, 상기 냉각 덕트는 상기 플랫폼 표면에 있는 적어도 하나의 캐비티와 상기 대응 날개부 표면에 있는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 플랫폼 표면 캐비티 및 상기 날개부 표면 캐비티는 상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면이 접촉할 때, 상기 냉각 덕트가 개방상태로 잔류하도록 정렬된다. 이는 엔진의 사용 중에 나타날 수 있는 지속적인 상태의 막힘 또는 일시적인 막힘과 같은, 냉각 덕트의 막힘을 회피함으로써, 플랫폼 표면 및 날개부 표면 모두를 냉각시키는 신뢰성있는 냉각 수단을 제공한다. 따라서, 두 부품들 사이의 간극의 완벽한 폐쇄 중에도 플랫폼 표면 및 날개부 표면을 모두 냉각시킬 수 있는 냉각제 유동이 발생된다.
유리하게는, 냉각 덕트는 적어도 하나의 입구 덕트 또는 입구 홈을 추가로 포함한다. 유리하게는, 냉각 덕트는 적어도 하나의 출구 덕트 또는 출구 홈을 추가로 포함한다. 유리하게는, 터빈 블레이드는 적어도 하나의 캐비티들에 있는 적어도 하나의 난류기를 포함한다. 이는 난류 기류를 제공하고 냉각을 개선한다.
유리하게는, 상기 플랫폼 부품은 상기 날개부 부품과 상이한 재료로 제조된다. 유리하게는, 상기 터빈 블레이드는 상기 플랫폼 부품과 상기 날개부 부품 사이의 바이-캐스트(bi-cast) 결합부를 포함한다. 유리하게는, 상기 터빈 블레이드는 상기 플랫폼 부품 및 상기 날개부 부품 사이로 고온 가스의 진입을 실질적으로 차단하기 위하여, 상기 플랫폼 부품 및 상기 날개부 부품 사이로 연장되는 밀봉부를 포함한다. 유리하게는, 상기 터빈 블레이드는 냉각 유체가 상기 밀봉부를 통하여 유동하게 허용하는 방출 수단을 추가로 포함한다. 이는 반대 방향으로의 고온 가스 유동을 최소화하면서 냉각 공기가 상기 고온 가스 유동으로 빠져나가게 할 수 있다.
본 발명의 추가 형태에 있어서, 상술한 터빈 블레이드를 포함하는 가스 터빈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예는 이하 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시적으로 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 터빈 블레이드의 부품의 부분 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 날개부 부품의 부분도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 블레이드의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 캐비티들의 여러 상이한 실시예들을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명이 사용될 수 있는 예시적인 터빈 블레이드를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 블레이드의 부분 단면도를 도시한다.
도 1은 플랫폼 부품(12) 및 날개부 부품(14)을 포함하는 가스 터빈용 터빈 블레이드(10)를 도시한다. 상기 플랫폼 부품(12)은 상기 날개부 부품(14)의 대응 날개부 표면(18)에 부착되도록 배열되는 플랫폼 표면(16)을 포함한다. 상기 터빈 블레이드(10)는 상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면을 냉각시키기 위한 냉각 덕트(20)를 추가로 포함하고, 상기 냉각 덕트는 상기 플랫폼 표면(16)에 있는 적어도 하나의 캐비티(22)와 상기 대응 날개부 표면(18)에 있는 적어도 하나의 캐비티(24)를 포함한다. 상기 플랫폼 표면 캐비티 및 상기 날개부 표면 캐비티는 상기 플랫폼 표면(16) 및 상기 날개부 표면(18)이 접촉할 때, 상기 냉각 덕트(20)가 개방상태로 잔류하도록 정렬된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 입구 덕트(26)도 역시 제공된다; 이에 대한 대안의 추가 상세사항들은 하기에 제공된다.
도 2는 도 1에 도시된 날개부 부품(14)을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캐비티(24) 및 입구 덕트(26)를 볼 수 있다. 또한, 배출/출구 홈(30)도 볼 수 있다. 이들은 냉각 유체(통상적으로 공기)가 블레이드로부터 흐르게 할 수 있다. 출구 홈은 선택사항이고; 추가로 선택사항은 하기에 기술된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 도 3에서, 터빈 블레이드(40)는 플랫폼 부품(42) 및 날개부 부품(44)을 갖는 것으로 도시된다. 플랫폼 표면(46) 및 날개부 표면(48)은 도 3에서 서로 접촉하는 것으로 도시된다. 냉각 덕트(50)는 플랫폼 부품에 있는 캐비티(52) 및 날개부 부품에 있는 캐비티(54)를 포함하는 것으로 제공된다. 냉각 덕트 내에서 선택적인 난류기(58)가 제공된다. 이들은 유동을 혼합함으로써 최대 냉각을 보조할 수 있다. 입구 덕트(56) 및 출구(60)(예를 들어, 출구 홈 또는 출구 덕트)도 역시 제공된다.
본 발명은 회전 블레이드에 대해서 기술될 것이지만, 동일하게 고정식 블레이드(베인)에 제공될 수 있다. 도 5는 본 발명이 포함되는 2개의 부품, 즉 플랫폼 부품(12) 및 날개부 부품(14)으로 구성된 터빈 블레이드(100)의 예를 도시한다. 플랫폼 부품 및 날개부 부품은 도 5b에 도시된 바와 같이 슬롯형성되고 결과적 결합부(106)가 형성된다. 양호하게는, 이는 예를 들어 상이한 합금인, 상이한 재료로 제조된 플랫폼 부품 및 날개부 부품을 갖는 하이브리드 조립체이다. 블레이드 루트(전나무) 구조물(107)도 역시 본 예에 도시되고 선택사항이다.
대체로 도 5의 블레이드가 (B-B를 따라) 실행된 본 발명과 유사한 것을 도시하는 예가 도 6에 도시된다. 통상적으로, 플랫폼 부품(12) 및 날개부 부품(14)은 바이-캐스트 결합부(미도시)에 의해서 결합되고, 밀봉부(108)는 그 다음 결합부 위에 배치될 것이다. 결합에도 불구하고, 특히 두 부품들이 상이한 재료로 제조되는 경우에는, 엔진 상태 및/또는 열 응력 조건 하에서 서로에 대해서 이동할 수 있다. 이는 결합이 두 부품들 사이에 간극을 가지고 잔류하고, 고온 가스는 밀봉부에도 불구하고 결합부에 진입할 수 있다는 것을 의미한다. 양호하게는, 밀봉부는 플랫폼 부품과 날개부 부품 사이로의 고온 가스의 진입을 적어도 실질적으로 방지하기 위하여 플랫폼 부품과 날개부 부품 사이로 연장된다. 밀봉부는 일반적으로 플랫폼 부품과 날개부 부품 사이에 있는 간극에 또는 간극의 에지에 배치된다. 냉각 유체가 밀봉부를 통하여 유동할 수 있게 허용하기 위하여 하나 이상의 방출 수단이 제공될 수 있다. 방출 수단의 대안으로 또는 추가로, 예를 들어 높은 내부 압력에서 냉각제를 공급함으로써 그리고 낮은 외부 압력에서 방출함으로써, 냉각제에서 고온 가스로의 여유 양압(positive pressure margine)이 유지되어야 한다. 이는 고온 가스 진입을 최소화하여, 결합부의 내구성을 개선시킨다. 냉각 덕트의 다른 측부에 있는 간극을 밀봉하기 위하여, 다른 밀봉부(110)가 날개부 부품의 루트 단부를 향하여 배치될 수 있다. 도 6의 예는 도 5에서 회전 블레이드에서 개시되는 것으로 기술되었지만, 다른 기술된 실시예와 같이 회전 블레이드 또는 고정 블레이드에서 마찬가지로 동일하게 이행될 수 있다.
플랫폼 부품(12)은 날개부 부품(14)과 동일 재료로 제조될 수 있다. 본 발명은 특히 하이브리드 부품들에 대해서 적당할 수 있고, 여기서 플랫폼 부품 및 날개부 부품은 상이한 재료로 제조되고 두 부품들의 열팽창율은 상이할 수 있다. 양호한 실시예에서, 플랫폼 부품 및 날개부 부품은 그에 따라 상이한 재료로 제조된다.
플랫폼 표면(16) 및 날개부 표면(18)은 평면형 또는 실질적인 평면형이지만, 또한 도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이 만곡될 수 있다.
냉각 덕트(20)는 냉각 유체를 위한 단일 경로일 수 있거나 또는 표면들을 가로질러 여러 방향으로 연장되는 다수의 경로들을 포함할 수 있다. 플랫폼 표면 캐비티 및 날개부 표면 캐비티는 플랫폼 표면과 날개부 표면이 접촉할 때, 플랫폼 표면 캐비티 및 날개부 표면 캐비티가 개방상태로 잔류하도록, 서로 중첩되게 정렬된다. 상기 캐비티들 사이의 중첩은 비록 플랫폼 표면과 날개부 표면이 접촉할 때 냉각 유체가 유체 경로를 유지할 수 있게 한다. 냉각 덕트는 터빈 블레이드 냉각 시스템과 같은 대형 냉각 시스템의 일부일 수 있다.
캐비티들(22,24)은 여러 상이한 형상들을 가질 수 있다. 도 1에서, 캐비티들은 반 타원 단면을 갖는 것으로 도시되지만, 도 4의 캐비티들(70,80,90)과 같이 여러 다른 단면들도 가능하다. 캐비티(90)는 부분(92)에 의해서 부분적으로 커버되고, 이러한 방식으로 제조된 캐비티들은 더욱 효율적인 냉각을 제공할 수 있다. 각각의 날개부 부품 및 플랫폼 부품에는 하나 이상의 캐비티들이 있을 수 있다.
도 2에서, 캐비티들(또는 홈들)은 표면(18)에 대해서 직사각형 단면을 갖는 것으로 도시되지만, 타원형, 원형, 다각형 단면들과 같은, 다양한 다른 단면들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 난류기들은 표면 단면의 에지에 영향을 미치는 방식으로 연장될 수 있다. 상이한 캐비티들이 표면의 상이한 위치들에 제공될 수 있고; 캐비티들은 모두 동일 형상 및 크기일 필요는 없다.
입구 덕트 또는 덕트들(26)(또는 구멍들)은 다양한 방식으로 제공될 수 있고 날개부 부품, 플랫폼 부품 및 양자 모두에 배치될 수 있다. 대안으로, 블레이드 냉각 시스템의 통합 부품에 의해서 제공된 입구를 갖는, 맞춤형 입구수단을 전혀 구비할 필요가 없다. 예를 들어, 입구는 블레이드의 다른 부품들을 위한 냉각 시스템의 부품인 냉각 덕트에 의해서 제공될 수 있고, 상기 덕트는 단순히 캐비티를 통과한다. 냉각 시스템의 냉각 덕트를 통해서 유동하는 냉각 유체의 일부는 그 다음 본 발명의 냉각 덕트를 통해서 유동하는 것을 종결한다.
플랫폼 부품, 날개부 부품 또는 양자 모두에 배치될 수 있는 출구 홈 또는 홈들(30)에도 유사한 가변성이 존재한다. 홈들 대신에, 덕트가 제공될 수 있고, 임의의 실시예에는, 캐비티들이 모든 방식으로 블레이드의 외부 에지로 연장되는 상태에서, 분리된 출구가 전혀 없을 수 있다. 출구는 냉각 유체를 고온 가스 유동 안으로 배출하거나 또는 추가 냉각을 위하여 다른 곳으로 안내될 수 있다.
난류기(58)는 유동 내에 배치된 리브, 받침대(핀들) 또는 섬과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 이들 난류기는 열전달율 개선 형태부로서 작용하여, 열전달을 개선시킨다. 하나 이상의 난류기들은 임의의 주어진 캐비티에 제공될 수 있다.
당업자에게는 하기 청구범위에 규정된 본 발명의 범주 내에서, 기술된 다양한 실시예들에 대한 다양한 변형이 가능하다.
10: 터빈 블레이드 50: 냉각 덕트
12: 플랫폼 부품 52: 캐비티
14: 날개부 부품 54: 캐비티
16: 플랫폼 표면 56: 입구 덕트
18: 날개부 표면 58: 난류기
20: 냉각 덕트 60: 출구
22: 캐비티 100: 터빈 블레이드
24: 캐비티 102: 플랫폼 부품
26: 입구 덕트 104: 날개부 부품
30: 출구 홈 106: 결합부
40: 터빈 블레이드 107: 블레이드 루트
42: 플랫폼 부품 108: 밀봉부
44: 날개부 부품 110: 밀봉부
46: 플랫폼 표면
48: 날개부 표면

Claims (9)

  1. 플랫폼 부품(12) 및 날개부 부품(14)을 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10)로서, 상기 플랫폼 부품(12)은 상기 날개부 부품(14)의 대응 날개부 표면(18)에 부착되도록 배열되는 플랫폼 표면(16)을 포함하고,
    상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면을 냉각시키기 위한 냉각 덕트(20)를 추가로 포함하고, 상기 냉각 덕트(20)는 상기 플랫폼 표면(16)에 있는 적어도 하나의 캐비티(22)와 상기 대응 날개부 표면에 있는 적어도 하나의 캐비티(24)를 포함하고,
    상기 플랫폼 표면 및 상기 날개부 표면은 상기 플랫폼 표면(16) 및 상기 날개부 표면(18)이 접촉할 때, 상기 냉각 덕트(20)가 개방상태로 잔류하도록 정렬되는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 덕트(20)는 적어도 하나의 입구 덕트(26) 또는 입구 홈을 추가로 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각 덕트(20)는 적어도 하나의 출구 덕트 또는 출구 홈(30)을 추가로 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비티들 중 적어도 하나에 있는 적어도 하나의 난류기(58)를 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼 부품(12)은 상기 날개부 부품(14)과 상이한 재료로 제조되는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼 부품(12) 및 상기 날개부 부품(14) 사이에 있는 바이-캐스트(bi-cast) 결합부를 추가로 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼 부품(12) 및 상기 날개부 부품(14) 사이로 고온 가스의 진입을 실질적으로 차단하기 위하여, 상기 플랫폼 부품(12) 및 상기 날개부 부품(14) 사이로 연장되는 밀봉부(108)를 추가로 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  8. 제 7 항에 있어서,
    냉각 유체가 상기 밀봉부(108)를 통하여 유동하게 허용하는 방출 수단을 추가로 포함하는, 가스 터빈용 터빈 블레이드(10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 터빈 블레이드(10)를 포함하는 가스 터빈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11339718B2 (en) * 2018-11-09 2022-05-24 Raytheon Technologies Corporation Minicore cooling passage network having trip strips
US11499433B2 (en) * 2018-12-18 2022-11-15 General Electric Company Turbine engine component and method of cooling

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7080971B2 (en) * 2003-03-12 2006-07-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Cooled turbine spar shell blade construction
US7866950B1 (en) * 2007-12-21 2011-01-11 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with spar and shell
US8162617B1 (en) * 2008-01-30 2012-04-24 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with spar and shell
CH700001A1 (de) * 2008-11-20 2010-05-31 Alstom Technology Ltd Laufschaufelanordnung, insbesondere für eine gasturbine.
US8777568B2 (en) * 2010-09-30 2014-07-15 General Electric Company Apparatus and methods for cooling platform regions of turbine rotor blades
US8870525B2 (en) * 2011-11-04 2014-10-28 General Electric Company Bucket assembly for turbine system
EP2703601B8 (en) * 2012-08-30 2016-09-14 General Electric Technology GmbH Modular Blade or Vane for a Gas Turbine and Gas Turbine with Such a Blade or Vane

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