(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンのブレードまたはベーンのカットバックにおいて、後尾エッジに形成される後尾リーブ及びカットバックブロックによって重量を減少させつつ熱伝逹性能を向上させると同時に亀裂成長を遅延させる。【解決手段】ガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック（ｃｕｔ−ｂａｃｋ）は、第１側壁、前記第１側壁から延長し、前記第１側壁の端部に沿って離隔して配列される複数の後尾リーブ、前記第１側壁よりも後尾がさらに長く、前記第１側壁と離隔され、前記複数の後尾リーブと接する第２側壁、及び二つの後尾リーブの間で前記第２側壁の内面に沿って延長する少なくとも一つのカットバックブロックを含む。【選択図】図２
2018112187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアフォイルの圧力面を構成する第１側壁；
前記エアフォイルの吸入面を構成し、前記第１側壁よりも後尾がさらに長い第２側壁；
前記第１側壁と第２側壁とが合う前方エッジ（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）；
前記前方エッジの反対側に前記第１側壁と第２側壁とが離隔して形成される後尾エッジ（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）；
前記後尾エッジの領域において、前記第１側壁と第２側壁の内面間で延長する柱状フィン（ｆｉｎ）；及び
前記柱状フィンよりも後尾側に形成される複数の後尾リーブ；を含み、
前記複数の後尾リーブは前記第１側壁の端部から前記第２側壁の内面及び第２側壁の端部まで延長し、前記後尾エッジの上部から下部方向に互いに離隔して形成される、ガスタービンのブレード。
【請求項２】
前記複数の後尾リーブの間で延長するカットバックブロック（ｃｕｔｂａｃｋ  ｂｌｏｃｋ）をさらに含む、請求項１に記載のガスタービンのブレード。
【請求項３】
前記カットバックブロックは第２側壁の内面から突き出された形状を有する、請求項２に記載のガスタービンのブレード。
【請求項４】
前記カットバックブロックは複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間のうち少なくとも一つに形成される、請求項２または請求項３に記載のガスタービンのブレード。
【請求項５】
前記カットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成される、請求項２から請求項４の何れか一項に記載のガスタービンのブレード。
【請求項６】
二つの後尾リーブの間に一対のカットバックブロックが形成される、請求項２から請求項５の何れか一項に記載のガスタービンのブレード。
【請求項７】
前記一対のカットバックブロックの前面の傾斜は前記一対のカットバックブロックの後面の傾斜より緩い、請求項６に記載のガスタービンのブレード。
【請求項８】
前記一対のカットバックブロックの前面、後面、及び上面は曲面である、請求項７に記載のガスタービンのブレード。
【請求項９】
第１側壁；
前記第１側壁から延長し、前記第１側壁の端部に沿って離隔して配列される複数の後尾リーブ；
前記第１側壁よりも後尾がさらに長く、前記第１側壁と離隔され、前記複数の後尾リーブと接する第２側壁；及び
二つの後尾リーブの間で前記第２側壁の内面に沿って延長する少なくとも一つのカットバックブロック；
を含む、ガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック（ｃｕｔ−ｂａｃｋ）構造。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは第２側壁の内面から突き出された形状を有する、請求項９に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間に形成される、請求項９または請求項１０に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成される、請求項９から請求項１１の何れか一項に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【請求項１３】
二つの後尾リーブの間に一対のカットバックブロックが形成される、請求項９から請求項１２の何れか一項に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【請求項１４】
前記一対のカットバックブロックの前面の傾斜は前記一対のカットバックブロックの後面の傾斜より緩い、請求項１３に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【請求項１５】
前記一対のカットバックブロックの前面、後面、及び上面は曲面である、請求項１４に記載のガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレード、ブレードまたはベーンのカットバック及びこれを含むガスタービン、より詳細には亀裂遅延のためのブレード、ブレードまたはベーンのカットバック及びこれを含むガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスタービンは空気を圧縮するための圧縮機、圧縮された空気を燃料と混合し点火するための燃焼機、及び電力を生産するタービンブレード組立体を含む。
【０００３】
燃焼機は華氏２、５００度（摂氏１３７１．１１１℃）を超える高温で作動する。通常、タービンのベーン及びブレードはこのような高温に露出され、したがって、タービンのベーン及びブレードはこのような高温にも耐えることができる材料から作られる。また、タービンのベーン及びブレードには度々その寿命を延ばし、過度な温度による損傷確率を減らすための冷却システムが含まれる。
【０００４】
ブレード及びベーンはエアフォイル形態であり、前方エッジ（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）、後尾エッジ（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）、吸入面、及び圧力面から構成される。大部分のタービンベーンの内部は通常冷却システムを形成する複雑な迷路構造を含む。ベーン内の冷却回路はタービンエンジンの圧縮機からの冷却流体、例えば空気を収容し、ベーンキャリアに結合されるようになったベーンの端部を通じて流体が通過する。ブレードもタービンエンジンの圧縮機から冷却流体を収容し、ブレードの端部を通じて流体が通過する。冷却回路は、通常、比較的均一な温度で全ての面を維持できるように設計された多数の流動経路を含み、これらの冷却回路を通過する流体の少なくとも一部はベーンの前方エッジ、後尾エッジ、吸入面、または圧力面の開口を通じて排出される。前方エッジ、吸入面、または圧力面の開口を通じて排出されるもの以外に、冷却後の流体は後尾エッジのカットバック（ｃｕｔ−ｂａｃｋ）を通じて排出される。
【０００５】
後尾エッジのカットバックはブレードまたはベーンの向かい合う側壁が離隔されたままその間に形成される空間を有し、流体はこの空間を通じて排出される。従来のカットバック構造は向かい合う側壁の間にフィン（ｆｉｎ）が形成される形態に製作されたが、これは、重量が重く亀裂成長によって寿命が短くなる恐れがあるという欠点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような問題点を解決するために提案されたものであって、圧力面側に位置する第１側壁の長さを縮小し、第１側壁の縮小された空間に後尾リーブ及びカットバックブロックを形成して重量を減少させつつ熱伝逹性能を向上させると同時に亀裂を遅延させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係るブレードは、エアフォイルの圧力面を構成する第１側壁；エアフォイルの吸入面を構成し、前記第１側壁よりも後尾がさらに長い第２側壁；前記第１側壁と第２側壁とが合う前方エッジ（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）；前記前方エッジの反対側に前記第１側壁と第２側壁とが離隔して形成される後尾エッジ（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）；前記後尾エッジの領域で、前記第１側壁と第２側壁の内面間で延長する柱状フィン（ｆｉｎ）；及び前記フィンよりも後尾側に形成される複数の後尾リーブ；を含む。前記複数の後尾リーブは前記第１側壁の端部から前記第２側壁の内面及び第２側壁の端部まで延長し、前記後尾エッジの上部から下部方向に互いに離隔して形成される。
【０００８】
前記複数の後尾リーブが離隔して形成されることで、その間に冷却流体が通るようにすると同時にブレードまたはベーン全体の重量を減少させることができる。また、後尾リーブの面積を広げて構成すれば、すなわち、複数の後尾リーブの形態を、第１側壁の内面及び第２側壁の内面から第１側壁の端部及び第２側壁の端部まで長く延長するように構成すれば、熱伝逹効果も向上させることができる。また、後尾リーブの個数を増やすと熱伝逹面積が増えるようになる。
【０００９】
好ましくは、前記ブレードまたはベーンは前記複数の後尾リーブの間で延長するカットバックブロックをさらに含むことができる。
【００１０】
前記カットバックブロックは第２側壁の内面から突き出された形状を有することができる。第２側壁の端部には高い温度によって亀裂が生じやすく、このような亀裂が成長し、カットバックブロックが突き出された部分まで至ると亀裂成長が遅延される。
【００１１】
前記カットバックブロックは複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間に形成されることができる。すなわち、ブレードやベーンが最も熱に多く露出される部分が最上端及び最下端であるので、少なくともこの部分にはカットバックブロックが形成されることが好ましい。重量を考慮して、上部及び下部の間である中央部分にはカットバックブロックを製作しなくてもよい。
【００１２】
前記カットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成することが好ましい。これは、カットバックブロックを端部と平行にするより若干斜めにすることが亀裂成長を遅延させるのに有効であるためである。
【００１３】
本発明の実施例に係るブレードまたはベーンは、二つの後尾リーブの間に形成される一対のカットバックブロックをさらに含むことができる。カットバックブロックを二つ設けることで、内部から排出される流体が排出される途中、二つのカットバックブロックの間で乱流を起こすようになり、このように発生した乱流によって熱伝逹効果が増加することになる。
【００１４】
前記一対のカットバックブロックの前面の傾斜は、前記一対のカットバックブロックの後面の傾斜よりも緩くてもよい。これは、流体がカットバックブロックの前面を緩く伝わって流れた後、カットバックブロックの上面を経て急な後面に沿って急激に方向が転換されるようにすることで乱流を増加させるためのことである。
【００１５】
前記一対のカットバックブロックの前面、後面、及び上面は曲面であることが好ましい。
【００１６】
本発明の一実施例に係るガスタービンのブレードまたはベーンのカットバック（ｃｕｔ−ｂａｃｋ）は、第１側壁、前記第１側壁から延長し前記第１側壁の端部に沿って離隔して配列される複数の後尾リーブ、前記第１側壁よりも後尾がさらに長く、前記第１側壁と離隔され、前記複数の後尾リーブと接する第２側壁、及び二つの後尾リーブの間で前記第２側壁の内面に沿って延長する少なくとも一つのカットバックブロックを含む。
【００１７】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは、第２側壁の内面から突き出された形状を有することができる。
【００１８】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは、複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間に形成されることができる。
【００１９】
前記少なくとも一つのカットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成されることができる。
【００２０】
本発明の実施例に係るカットバックは二つの後尾リーブの間に一対のカットバックブロックが形成されることができる。
【００２１】
前記一対のカットバックブロックの前面の傾斜は前記一対のカットバックブロックの後面の傾斜よりも緩いことが好ましい。
【００２２】
前記一対のカットバックブロックの前面、後面、及び上面は曲面であることが好ましい。
【００２３】
本発明の一実施例に係るガスタービンは、ケーシング；前記ケーシングにおいて作動流体が流入される前面側に配置され、作動流体を圧縮するように提供される圧縮機セクション；前記ケーシングの中間側に配置され、前記圧縮機セクションと連結され、圧縮された作動流体を燃料と混合して燃焼されるように提供される燃焼機；前記ケーシングの後面側に配置され、前記燃焼機と連結され、燃焼ガスで動力を生産するように提供されるタービンセクション；及び前記ケーシングの後端に配置され、前記タービンセクションと連結され、作動流体が排出されるように提供されるディフューザー；を含み、前記圧縮機セクションまたは前記タービンセクションに配置されるローターディスクの外周面上では前記ブレードが複数装着されることができる。
【００２４】
前記複数の後尾リーブの間で延長するカットバックブロック（ｃｕｔｂａｃｋ  ｂｌｏｃｋ）をさらに含むことができる。
【００２５】
前記カットバックブロックは第２側壁の内面から突き出された形状を有することができる。
【００２６】
前記カットバックブロックは複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間のうち少なくとも一つに形成されることができる。
【００２７】
前記カットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成されることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一実施例に係るガスタービンのブレードまたはベーンによれば、後尾エッジに形成される後尾リーブ及びカットバックブロックによって重量を減少させつつ熱伝逹性能を向上させると同時に亀裂成長を遅延させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係るガスタービンブレードのエアフォイル形態を図示した断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るガスタービンブレードの後尾エッジに対する拡大図である。
【図３】図２のＡ方向から見た後尾エッジ部分を図示した側面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るガスタービンの後尾エッジの上部及び下部の温度分布を図示した温度分布図である。
【図５】本発明の一実施例に係るガスタービンの後尾エッジの上部及び下部の温度分布を図示した温度分布図である。
【図６】本発明の一実施例に係るカットバックブロックを有するカットバック及びカットバックブロックを有しないカットバックにおいて亀裂成長の遅延に対する違いを示す比較図である。
【図７】本発明の一実施例に係るカットバックブロックの形態及び冷却流体の流れを図示した断面図である。
【図８】本発明の一実施例に係るカットバックブロックの形態及び冷却流体の流れを図示した断面図である。
【図９】ガスタービンの一般的な構造を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参照して本発明に係るガスタービンのブレードまたはベーンの実施例を詳しく説明する。本発明の一実施例に係る後尾エッジ（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）またはカットバック（ｃｕｔｂａｃｋ）の構造はブレード及びベーンに何れも適用可能であるが、以下では説明の都合上、ブレードについてのみ言及する。
【００３１】
まず、図９を参考して、本発明に関する説明に先立って本発明が適用できるガスタービンの一般的な構造について説明する。
【００３２】
添付の図９を参照すれば、ガスタービンは基本的に外観を形成するケーシング（ｃａｓｉｎｇ；２００）、空気を圧縮する圧縮機セクション（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ  ｓｅｃｔｉｏｎ；４００）、空気を燃焼する燃焼機（ｃｏｍｂｕｓｔｅｒ；５００）、燃焼されたガスを用いて発電するタービンセクション（ｔｕｒｂｉｎｅ ｓｅｃｔｉｏｎ；６００）、排気ガスを排出するディフューザー（dｉｆｆｕｓｅｒ；７００）及び圧縮機セクション４００とタービンセクション６００とを連結して回転動力を伝達するローター（ｒｏｔｏｒ；３００）を含んで構成されることができる。
【００３３】
熱力学的にガスタービンの上流側に該当する圧縮機セクション（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ  ｓｅｃｔｉｏｎ）には外部の空気が流入されて断熱圧縮過程を経るようになる。圧縮された空気は燃焼機セクション（ｃｏｍｂｕｓｔｅｒ  ｓｅｃｔｉｏｎ）に流入され、燃料と混合されて等圧燃焼過程を経て、燃焼ガスはガスタービンの下流側に該当するタービンセクション（ｔｕｒｂｉｎｅ  ｓｅｃｔｉｏｎ）に流入されて断熱膨脹過程を経るようになる。
【００３４】
空気の流れ方向を基準として説明すれば、前記ケーシング１０の前方に圧縮機セクション４００が位置し、後方にタービンセクション６００が備えられる。
【００３５】
前記圧縮機セクション４００と前記タービンセクション６００との間には前記タービンセクション６００で発生された回転トルクを前記圧縮機セクション４００に伝達するトルクチューブ３２０が備えられる。
【００３６】
前記圧縮機セクション４００には複数（例えば１４枚）の圧縮機ローターディスク４１０が備えられ、前記それぞれの圧縮機ローターディスク４１０はタイロッド３１０によって軸方向に離隔されないように締結される。
【００３７】
前記それぞれの圧縮機ローターディスク４１０の中央を前記タイロッド３１０が貫通した状態で互いに軸方向に沿って整列されている。前記圧縮機ローターディスク４１０の外周部近所には隣合うローターディスクに相手回転が不可能に結合されるフランジ（図示せず）が軸方向に突き出されるように形成される。
【００３８】
前記圧縮機ローターディスク４１０の外周面には複数個のブレード（ｂｌａｄｅ；１）（またはｂｕｃｋｅｔと指し示す）が放射状に結合されている。前記それぞれのブレード１はドブテール部（図示せず）を備えて前記圧縮機ローターディスク４１０に締結される。
【００３９】
ドブテール部の締結方式はタンジェンシャルタイプ（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｔｙｐｅ）及びアクシアルタイプ（ａｘｉａｌ  ｔｙｐｅ）がある。これは、常用されるガスタービンの必要構造によって選択され得る。場合によっては、前記ドブテール外の他の締結装置を用いて前記圧縮機ブレード１を圧縮機ローターディスク４１０に締結することができる。
【００４０】
この際、ケーシング２００のうち、圧縮機セクション４００の内周面には前記圧縮機ブレード１の相手回転運動に対するベーン（図示せず）（またはノズルと指し示す）がダイアフラム（図示せず）上に装着されて配置されることができる。
【００４１】
前記タイロッド３１０は前記複数個の圧縮機ローターディスク４１０の中心部を貫通するように配置されており、一側の端部は最上流側に位置した圧縮機ローターディスク４１０内に締結され、他側の端部は前記トルクチューブ３２０に固定される。
【００４２】
前記タイロッド３１０の形態はガスタービンによって多様な構造になることができるので、必ずしも図面に提示された形態に限定されることではない。
【００４３】
一つのタイロッド３１０が圧縮機ローターディスク４１０の中央部を貫通する形態を有することもでき、複数個のタイロッド３１０が円柱状に配置される形態を有することもでき、これらの混用も可能である。
【００４４】
図示されていないが、ガスタービンの圧縮機には流体の圧力を高めてから燃焼機入口に入る流体の流動角を設計流動角に合わせるためにディフューザーの次の位置にガイドベーンの役割をするベーンが設けられてもよく、これをデスワーラ（ｄｅｓｗｉｒｌｅｒ）と言う。
【００４５】
前記燃焼機５００では流入された圧縮空気を燃料と混合、燃焼させて高いエネルギーの高温、高圧燃焼ガスを作り出し、等圧燃焼過程で燃焼機５００及びタービンセクション６００の部品が耐えられる耐熱限度まで燃焼ガス温度を高めるようになる。
【００４６】
ガスタービンの燃焼システムを構成する燃焼機５００はセル形態で形成されるケーシング２００内に多数が配列されることができ、燃焼機５００は燃料噴射ノズルなどを含むバーナー（Ｂｕｒｎｅｒ）と、燃焼室を形成する燃焼機ライナー（Ｃｏｍｂｕｓｔｅｒ  Ｌｉｎｅｒ）、そして、燃焼機とタービンセクション６００との連結部になるトランジションピース（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｐｉｅｃｅ）とを含んで構成される。
【００４７】
具体的に、前記ライナーは燃料ノズルによって噴射される燃料が圧縮機セクション４００の圧縮空気と混合して燃焼される燃焼空間を提供する。このようなライナーは、空気と混合した燃料が燃焼される燃焼空間を提供する火炎筒と、火炎筒を取り囲みながら環状空間を形成するフロースリーブを含むことができる。また、ライナーの前端には燃料ノズルが結合され、側壁には点火プラグが結合される。
【００４８】
一方、ライナーの後端には、点火プラグによって燃焼される燃焼ガスをタービンセクション６００側に送ることができるようにトランジションピースが連結される。
【００４９】
前記トランジションピースは燃焼ガスの高い温度による破損が防止されるように外壁部が圧縮機セクション４００から供給される圧縮空気によって冷却される。
【００５０】
このために前記トランジションピースには空気を内部に噴射させることができるように冷却のためのホールが設けられており、圧縮空気はホールを通じて内部にある本体を冷却させた後、ライナー側に流動される。
【００５１】
前記ライナーの環状空間には前述したトランジションピースを冷却させた冷却空気が流動され、ライナーの外壁にはフロースリーブの外部において圧縮空気がフロースリーブに設けられる冷却ホールを通じて冷却空気で提供されて衝突することができる。
【００５２】
一方、通常、タービンセクション６００では燃焼機５００から出た高温、高圧の燃焼ガスが膨脹しながらタービンセクション６００の回転羽に衝動し、反動力を与えて機械的なエネルギーに変換する。
【００５３】
タービンセクション６００から得た機械的エネルギーは、圧縮機セクション４００で空気を圧縮するのに必要なエネルギーで供給され、残りは発電機を駆動するのに用いられて電力を生産するようになる。
【００５４】
前記タービンセクション６００には車室内に複数の静翼及び動翼が交互に配置形成されて構成されており、燃焼ガスによって動翼を駆動させることにより発電機が連結される出力軸を回転駆動させている。
【００５５】
このために、前記タービンセクション３００には複数のタービンローターディスク６１０が備えられる。前記それぞれのタービンローターディスク６１０は基本的には前記圧縮機ローターディスク４１０と類似する形態を有する。
【００５６】
前記タービンローターディスク６１０も隣合うタービンローターディスク６１０と結合されるために備えたフランジ（図示せず）を備え、放射状に配置される複数個のタービンブレード１（またはｂｕｃｋｅｔと指し示す）を含む。前記タービンブレード１もドブテール方式で前記タービンローターディスク６１０に結合されることができる。
【００５７】
この際、ケーシング２００のうち、タービンセクション６００の内周面には前記タービンブレード１の相手回転運動に対するベーン（図示せず）（またはノズルと指し示す）がダイアフラム（図示せず）上に装着されて配置されることができる。
【００５８】
前記のような構造を有するガスタービンにおいて、流入された空気は圧縮機セクション４００で圧縮され、燃焼機５００で燃焼された後、タービンセクション６００に移動されて発電駆動し、ディフューザー７００を通じて大気中に排出される。
【００５９】
ここで、前記トルクチューブ３２０、圧縮機ローターディスク４１０、圧縮機ブレード１、タービンローターディスク６１０、タービンブレード１、タイロッド３１０などは回転構成要素であって、一体でローター３００または回転体と指し示されることができる。そして、ケーシング２００、ベーン（ｖａｎｅ；図示せず）、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｍ；図示せず）などは非回転構成要素であって、一体でステーター（ｓｔａｔｏｒ）または固定体と指し示されることができる。
【００６０】
ガスタービンに対する一般的な一形態の構造は前記のとおりであり、以下ではこのようなガスタービンに適用される本発明に関して説明する。
【００６１】
図１は、本発明の一実施例に係るガスタービンブレード１のエアフォイル形態を図示した断面図である。図１及び図２を参考すれば、曲面に形成される第１側壁５０及び第２側壁６０はその間に間隔を置いて離隔されており、一側で合って前方エッジ（Ｆ）を形成する。二つの側壁５０、６０が反対側へ長く延長しながら段々二つの側壁５０、６０間の間隔が細くなって後尾エッジが形成され、後尾エッジに残余冷却流体が排出されるカットバック（ｃｕｔ−ｂａｃｋ）が形成される。第１側壁５０は外から見ると凹んで形成され、第１側壁５０の外面は圧力面（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｉｄｅ）である。第２側壁６０は外から見ると膨らんで形成され、第２側壁６０の外面は吸入面（ｓｕｃｔｉｏｎ  ｓｉｄｅ）である。
【００６２】
図２は、図１においてＲと表示された後尾エッジ部分を拡大して示す拡大図である。第１側壁５０は第２側壁６０よりも短く形成される。第１側壁５０と第２側壁６０との間には排出される流体の経路を分散させると同時に熱伝逹効果を高めるための柱状フィン５５が形成され、これは第１側壁５０の内面から第２側壁６０の内面に延長する。
【００６３】
前記フィン下流には複数の後尾リーブ１０が位置されて第１側壁５０及び第２側壁６０が後尾エッジで連結されるようにする。後尾リーブ１０は第１側壁５０の端部よりもさらに前方、すなわち前方エッジに近い方で二つの側壁５０、６０の間で例えばプレート形態に延長することにより排出空気をガイドする。また,後尾リーブ１０は第１側壁５０の端部から第１側壁５０の外面が後尾に延長された方向そのままに延長して第２側壁６０の内面の最後まで延長する。すなわち、図２で示すように、上部から見る切断図上では後尾エッジの外部境界が断絶されることなくスムーズに連結されるように後尾リーブ１０が形成される。
【００６４】
前記後尾リーブ１０が形成されている位置には二つのカットバックブロック３０が形成される。二つのカットバックブロック３０は第２側壁６０の内面から突き出される形状を有する。
【００６５】
図３は、図２のＡ方向から見た後尾エッジ部分の側面図である。図３で示すように、後尾リーブ１０は第１側壁５０の端部から後尾側に延長する。排出流体は第１側壁５０の端部から後尾方向に流動し、流体が後尾エッジから抜け出しながら後尾リーブ１０の傾斜面または第２側壁６０の後尾２０と接触して熱を交換する。
【００６６】
後尾リーブ１０の幅は第１側壁５０の端部と合う位置から後尾に進行するほど減ることがある。このような構造はブレードの表面積確保だけでなく排出流体の流路を拡張させて圧力を低めることで温度を多少減少させる。
【００６７】
カットバックブロック３０は二つの後尾リーブ１０の間で斜めに延長するように形成される。
【００６８】
図４及び図５は本発明の一実施例に係るガスタービンの後尾エッジの上部及び下部の温度分布を図示した温度分布図である。図４の場合、全ての後尾リーブ１０の間に二つのカットバックブロック３０が斜めに延長される形状を示す。後尾リーブ１０の場合、後尾エッジで第１側壁５０と第２側壁６０とを連結させて一体化させる構成であるため、ブレードの上部から下部まで均一に分布されなければならないのに対し、カットバックブロック３０の場合、上部及び下部に優先的に形成されるように設計することができる。これは、ブレードの各部分が熱に露出される頻度が異なり、したがって、亀裂が発生する確率は後尾エッジの上部または下部で最も高いためである。
【００６９】
例えば、図４及び図５の温度分布矢印から分かるように、ブレード１の特性上、最上部および最下部が最も熱に多く露出される。前方エッジや中心より相対的に厚さが薄く、高温に露出される頻度が高いブレードの後尾エッジは後尾から亀裂が発生する確率が高い。このような亀裂は段々前方に成長する傾向があり、このような亀裂成長（ｃｒａｃｋ  ｇｒｏｗｔｈ）はブレードの寿命短縮の主な原因の一つである。したがって、図５のように中央部にはカットバックブロック３０が形成されず、上部及び下部にのみカットバックブロック３０が形成されるように設計することが重量減少の側面で有利である。
【００７０】
図６は、本発明の一実施例に係るカットバックブロックを有するカットバック及びカットバックブロックを有しないカットバックにおいて亀裂成長の遅延に対する違いを示す比較図である。"亀裂遅延"に表示されたカットバックの場合、後尾から進行された亀裂５がカットバックブロック３０の一つと合いながらその成長速度が顕著に減少する。一方、"亀裂進行"に表示されたカットバックの場合、後尾から進行された亀裂５が第２側壁６０の後尾２０で妨害物なしで持続的に成長する。このように前方に成長した亀裂５はブレード１の耐久性を弱化させる。
【００７１】
本発明の実施例に係るカットバックのカットバックブロック３０は上部から下部に延長する後尾端部の境界線と平行に延長するように設計されてもよいが、図３ないし図６に図示されたように前記境界線に対して斜めに延長するように設計されることが好ましい。端部の境界線とカットバックブロック３０の延長方向とが平行するときより斜めに形成されることが亀裂成長を防止するのに有利であるためである。すなわち、斜めなカットバックブロック３０に沿って亀裂５の方向がスムーズに切れるようになり、これによって亀裂成長が遅延される。
【００７２】
図７及び図８は、本発明の一実施例に係るカットバックブロックの形態及び冷却流体の流れを図示した断面図である。排出流体は図７の右側である前方エッジ側から第２側壁６０の後尾２０側に流動する。このような流体の流れは図７に矢印で表示された。
【００７３】
カットバックブロック３０は各空間、すなわち二つの後尾リーブ１０の間に一つだけ形成されてもよいが、図７及び図８のように複数に形成されることが好ましい。カットバックブロック３０は緩い傾斜を有する前面３１、後尾２０の内面と略平行する上面３２、及び前面３１の反対側に急激な傾斜を有する後面３３を含むことができる。前面３１を伝わって上面３２に上がった冷却流体は急激な傾斜を有する後面３３を伝わって流れるようになりながら乱流を発生させる。このような乱流は後尾２０やカットバックブロック３０ともう一度熱交換を行うことで熱交換の效率を高める。
【００７４】
図８には前記前面３１、上面３２、及び後面３３が曲面に形成されて全体として膨らんだカットバックブロック３０が図示されている。このような曲面構成は、冷却流体とカットバックブロック３０との間の摩擦を減少させることにより、冷却流体の円滑な排出をさらに円滑にする。
【００７５】
本発明の一実施例に係るガスタービンのブレードのカットバックによれば、後尾リーブ１０の間に形成されたカットバックブロック３０が亀裂成長を遅延させると同時に表面積の確保及び乱流の発生によって熱交換の効率も高めることができる。
【００７６】
一方、本発明のガスタービンは、ケーシング２００と、前記ケーシング２００において作動流体が流入される前面側に配置され、作動流体を圧縮するように提供される圧縮機セクション４００と、前記ケーシング２００の中間側に配置され、前記圧縮機セクション４００と連結され、圧縮された作動流体を燃料と混合して燃焼されるように提供される燃焼機５００と、前記ケーシング２００の後面側に配置され、前記燃焼機５００と連結され、燃焼ガスで動力を生産するように提供されるタービンセクション６００及び前記ケーシング２００の後端に配置され、前記タービンセクション６００と連結され、作動流体が排出されるように提供されるディフューザー７００とを含み、前記圧縮機セクション４００または前記タービンセクション６００に配置されるそれぞれのローターディスク４１０、６１０の外周面上においては前記第１項のブレード１が複数に装着されることができる。
【００７７】
ここで、前記ブレード１は前記言及されたとおり、前記複数の後尾リーブの間で延長するカットバックブロック（ｃｕｔｂａｃｋ  ｂｌｏｃｋ）をさらに含むことができる。
【００７８】
そして、前記カットバックブロックは第２側壁の内面から突き出された形状を有することができ、複数の後尾リーブのうち少なくとも最上端の二つの後尾リーブの間または最下端の二つの後尾リーブの間のうち少なくとも一つに形成されることができる。
【００７９】
また、前記カットバックブロックは第２側壁の端部に対して傾くように形成されることができ、二つの後尾リーブの間に一対のカットバックブロックが形成されることができる。
【００８０】
そして、前記一対のカットバックブロックの前面の傾斜は前記一対のカットバックブロックの後面の傾斜よりも緩く形成されることができ、前記一対のカットバックブロックの前面、後面、及び上面は曲面であることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…ブレード
２…圧力面
３…吸入面
５…亀裂
１０…後尾リーブ
２０…第２側壁の後尾
３０…カットバックブロック
３１…前面
３２…上面
３３…後面
５０…第１側壁
５５…フィン
６０…第２側壁
Ｆ…前方エッジ
Ｒ…後尾エッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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