本發(fā)明的研發(fā)部分地由美國(guó)能源部授予的合同No. DE-FC26-05NT42644支持。因此，美國(guó)政府可在本發(fā)明中具有一定的權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的翼型組件的端壁構(gòu)造。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器和渦輪區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段壓縮進(jìn)入入口的環(huán)境空氣。燃燒器將壓縮空氣與燃料結(jié)合并且點(diǎn)燃混合物從而形成限定工作流體的燃燒產(chǎn)品。工作流體行進(jìn)到渦輪區(qū)段，在那里其膨脹以產(chǎn)生工作輸出。渦輪區(qū)段內(nèi)是成排的固定導(dǎo)葉，其將工作流體引導(dǎo)到聯(lián)接于轉(zhuǎn)子的成排旋轉(zhuǎn)葉片。一排導(dǎo)葉和一排葉片構(gòu)成的每一對(duì)在渦輪區(qū)段中形成級(jí)。

帶有高性能要求的先進(jìn)燃?xì)鉁u輪試圖在渦輪區(qū)段中盡可能多地減少氣動(dòng)損失。這相應(yīng)地導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的總體熱效率和功率輸出的改進(jìn)。減少氣動(dòng)損失的一個(gè)可能的方式是在渦輪區(qū)段中結(jié)合葉片和導(dǎo)葉圍帶（shroud）上的端壁造型（contouring）。當(dāng)被優(yōu)化時(shí)，端壁造型能夠?qū)е露瘟餍郎u的影響的顯著減少，其中二次流能夠促成渦輪級(jí)中的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供成型渦輪翼型組件，其包括由定位成周向地彼此鄰近的平臺(tái)形成的端壁和一排翼型，其一體地連結(jié)于端壁且橫向間隔開(kāi)以在其間限定流動(dòng)通路，以便沿軸向方向疏導(dǎo)氣體。翼型中的每一個(gè)均包括在相對(duì)的前邊緣和后邊緣之間沿弦向方向延伸的凹入壓力側(cè)和橫向相對(duì)的凸出吸力側(cè)，弦向方向大體沿軸向方向延伸。壓力側(cè)脊部與每一個(gè)翼型相關(guān)聯(lián)且由細(xì)長(zhǎng)峰部（crest）限定，該細(xì)長(zhǎng)峰部從相關(guān)聯(lián)的翼型的壓力側(cè)上的弦線中點(diǎn)的前方處的位置延伸且延伸至翼型的前邊緣的軸向前方處的位置。

壓力側(cè)脊部能夠在成對(duì)翼型之間周向地延伸到流動(dòng)通路內(nèi)。

相對(duì)于翼型的弦長(zhǎng)度測(cè)量，壓力側(cè)脊部的細(xì)長(zhǎng)峰部能夠從每一個(gè)翼型的前邊緣的上游大約15%延伸到下游大約10%。

壓力側(cè)脊部能夠延伸到且限定端壁的前方邊緣上的突起區(qū)域。

吸力側(cè)脊部能夠與每一個(gè)翼型相關(guān)聯(lián)，且能夠由位于翼型的前邊緣的前方處的細(xì)長(zhǎng)峰部限定，且對(duì)于每對(duì)翼型，槽部能夠被限定在壓力側(cè)脊部和吸力側(cè)脊部之間，該槽部具有伸長(zhǎng)方向，其被對(duì)齊以引導(dǎo)流動(dòng)進(jìn)入每對(duì)翼型之間居中的流動(dòng)通路。

端壁的上游邊緣能夠限定沿周向方向延伸的波狀表面。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供成型渦輪翼型組件，其包括通過(guò)定位成周向地彼此鄰近的平臺(tái)形成的端壁和成排翼型，其另一體地聯(lián)結(jié)到端壁且側(cè)向間隔開(kāi)以在其間限定流動(dòng)通路用于沿軸向方向引導(dǎo)氣體。翼型中的每一個(gè)包括在相對(duì)前邊緣和后邊緣之間沿弦向方向延伸的凹入壓力側(cè)和側(cè)向相對(duì)的凸出吸力側(cè)，弦向方向大體沿軸向方向延伸。槽部限定在端壁中，且定位在翼型的前邊緣的前方處，以及延伸到至少與翼型的前邊緣水平的軸向位置。槽部具有伸長(zhǎng)方向，其對(duì)準(zhǔn)成引導(dǎo)流動(dòng)到在每對(duì)翼型之間居中的流動(dòng)通路。

對(duì)于每對(duì)翼型，每一個(gè)槽部能夠限定在壓力側(cè)脊部和吸力側(cè)脊部之間，每一個(gè)壓力側(cè)脊部能夠在相關(guān)聯(lián)的翼型的前邊緣前方從相關(guān)聯(lián)的翼型的壓力側(cè)延伸，且吸力側(cè)脊部能夠具有細(xì)長(zhǎng)峰部，其鄰近相關(guān)聯(lián)的翼型的吸力側(cè)延伸且定位在翼型的前邊緣的前方。

槽部能夠從端壁的上游邊緣延伸，且端壁的上游邊緣能夠限定沿周向方向延伸的波狀表面。

鄰近每一個(gè)翼型的吸力側(cè)弦線中點(diǎn)位置的端壁能夠包括弦線中點(diǎn)凸起，弦線中點(diǎn)凸起限定比鄰近翼型的周向相對(duì)的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置更高的高度。

連續(xù)的低高度通道能夠限定為在鄰近翼型處的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置和弦線中點(diǎn)凸起之間沿周向方向延伸。

連續(xù)的低高度通道能夠由具有無(wú)脊部和槽部的軸向范圍的區(qū)域限定，且在鄰近翼型處的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置和弦線中點(diǎn)凸起之間周向地延伸。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供成型渦輪翼型組件，其包括通過(guò)鄰近彼此周向定位的平臺(tái)形成的端壁和成排翼型，所述翼型一體地連結(jié)到端壁且橫向間隔開(kāi)以在其間限定流動(dòng)通路以便沿軸向方向疏導(dǎo)氣體。翼型中的每一個(gè)均包括在相對(duì)的前邊緣和后邊緣之間沿弦向方向延伸的凹入壓力側(cè)和橫向相對(duì)的凸出吸力側(cè)，其中弦向方向大體沿軸向方向延伸。弦線中點(diǎn)凸起鄰近每一個(gè)翼型的吸力側(cè)弦線中點(diǎn)位置位于端壁上，弦線中點(diǎn)凸起限定比鄰近翼型的周向相對(duì)的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置更高的高度。

弦線中點(diǎn)凸起能夠從每一個(gè)翼型的吸力側(cè)橫向地延伸到外部邊緣，且凸起的高度能夠在弦線中點(diǎn)凸起與翼型的吸力側(cè)相交的位置處沿軸向前后方向降低。

連續(xù)的低高度通道能夠限定為在鄰近翼型處的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置和弦線中點(diǎn)凸起之間沿周向方向延伸。

連續(xù)的低高度通道能夠由具有無(wú)脊部和槽部的軸向范圍的區(qū)域限定，且在鄰近翼型處的壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置和弦線中點(diǎn)凸起之間周向地延伸。

弦線中點(diǎn)脊部在每一個(gè)翼型的吸力側(cè)處能夠是大體上半球形。

壓力側(cè)脊部能夠與每一個(gè)翼型向相關(guān)聯(lián)且由細(xì)長(zhǎng)峰部限定，細(xì)長(zhǎng)峰部從鄰近翼型處壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置前方的位置延伸，且延伸至翼型的前邊緣的軸向前方的位置處。

吸力側(cè)脊部能夠與每一個(gè)翼型相關(guān)聯(lián)且由位于翼型的前邊緣的前方處的細(xì)長(zhǎng)峰部限定，且每一個(gè)壓力側(cè)脊部能夠定位在鄰近翼型的前邊緣的周向位置之間的周向位置處。

對(duì)于每對(duì)翼型，槽部能夠限定在壓力側(cè)脊部和吸力側(cè)脊部之間，槽部具有伸長(zhǎng)方向，其被對(duì)齊以引導(dǎo)流動(dòng)進(jìn)入每對(duì)翼型之間居中的流動(dòng)通路。

附圖說(shuō)明

雖然本說(shuō)明書(shū)達(dá)成了具體地指出且明確地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求的結(jié)論，但是相信結(jié)合附圖從以下描述中將更好地理解本發(fā)明，附圖中，同樣的附圖標(biāo)記識(shí)別同樣的元件，并且附圖中：

圖1是結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的方面形成的翼型組件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部橫截面視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性成型端壁的平面視圖；

圖3是示出在圖2的端壁上的一對(duì)翼型之間通過(guò)的示例性氣體流的平面視圖；

圖4是示出在圖2的端壁上的一對(duì)翼型之間通過(guò)的示例性氣體流的透視下游視圖；以及

圖5A是從翼型的下游10%弦位置處截取的上游立視圖，其示出吹掃流和與旋渦相關(guān)聯(lián)的二次流的現(xiàn)有技術(shù)的混合；以及

圖5B是從翼型的下游10%弦位置處截取的上游立視圖，其示出由本發(fā)明的端壁造型提供的那樣，吹掃流與和旋渦相關(guān)聯(lián)的二次流分開(kāi)。

具體實(shí)施方式

在優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中，參考形成其一部分的附圖，且其中以說(shuō)明的方式且不以限制的方式示出可在其中實(shí)踐本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，可利用其它實(shí)施例，且可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出改變。

減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪區(qū)段中的氣動(dòng)損失的一個(gè)可能的方式是在渦輪區(qū)段中結(jié)合在導(dǎo)葉和/或葉片圍帶（shrouds）上的端壁造型。當(dāng)優(yōu)化后，端壁造型能夠?qū)е露瘟餍郎u的顯著減少，二次流旋渦能夠促成級(jí)中的高損失。此外，端壁造型能夠幫助減少加載于零件中的熱，這可允許減少零件的冷卻要求以及改進(jìn)零件壽命。然而，已經(jīng)觀察到，即使在端壁造型的情況下，實(shí)際渦輪效率仍然會(huì)低于針對(duì)端壁造型設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的效率。這種損失可以是由于與在鄰近翼型之間的流動(dòng)通路中產(chǎn)生的吹掃流和二次流之間的相互作用相關(guān)聯(lián)的負(fù)面影響而產(chǎn)生的。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供用于端壁造型的構(gòu)造以防止或者限制吹掃流和二次流的混合。端壁造型減輕了馬蹄旋渦和端壁旋渦，且根據(jù)本發(fā)明的具體方面，將吹掃流作為靠近端壁的大致分離流動(dòng)、與翼型的吸力側(cè)間隔開(kāi)且大體沿循翼型的吸力側(cè)引導(dǎo)。

出于以下描述的目的，應(yīng)當(dāng)理解“軸向方向”指的是平行于轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)軸線A_R（圖1）的方向，且“弦向方向”或“弦向尺寸”由具有從翼型34a、34b的前邊緣42（圖2）延伸到后邊緣44的長(zhǎng)度的弦線限定。術(shù)語(yǔ)“周向方向”、“周向地”和“橫向地”指的是沿垂直于軸向方向的端壁30a延伸的方向。術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”參考通過(guò)流動(dòng)路徑20的熱氣體的流動(dòng)方向描述，且能夠分別對(duì)應(yīng)于“前方”和“后方”的方向。術(shù)語(yǔ)“徑向”和“高度（elevation）”指的是垂直于軸向方向和周向方向兩者的方向。術(shù)語(yǔ)“弦線中點(diǎn)”指的是沿在翼型的前邊緣和后邊緣之間延伸的弦線的長(zhǎng)度的大約50%的位置處，該長(zhǎng)度沿從弦線到翼型表面的周向方向測(cè)量，且能夠包括鄰近翼型的壓力側(cè)或吸力側(cè)中的任一者的最大曲率的軸向跨度。

圖1圖示能夠結(jié)合本發(fā)明的方面的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示例。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括壓縮機(jī)區(qū)段12、燃燒器14和渦輪區(qū)段16。壓縮機(jī)區(qū)段12壓縮進(jìn)入入口22的環(huán)境空氣18。燃燒器14將壓縮空氣與燃料組合，并點(diǎn)燃混合物從而形成限定工作流體的燃燒產(chǎn)品。工作流體行進(jìn)到渦輪區(qū)段16。在渦輪區(qū)段16內(nèi)是成排的固定導(dǎo)葉24和聯(lián)接到轉(zhuǎn)子28的成排旋轉(zhuǎn)葉片26，且成排導(dǎo)葉24和成排葉片26中的每一對(duì)均在渦輪區(qū)段16中形成級(jí)。導(dǎo)葉24和葉片26徑向地延伸至延伸通過(guò)渦輪區(qū)段16的軸向流動(dòng)路徑20內(nèi)。導(dǎo)葉24包括多個(gè)徑向內(nèi)部圍帶或平臺(tái)30和徑向外部圍帶或平臺(tái)32，其與導(dǎo)葉24一體化且形成相應(yīng)的內(nèi)部端壁30a和外部端壁32a。工作流體膨脹通過(guò)渦輪區(qū)段16，并引起葉片26以及因此轉(zhuǎn)子28旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子28延伸到壓縮機(jī)12內(nèi)且通過(guò)壓縮機(jī)12，且可向壓縮機(jī)12提供功率以及向發(fā)生器(未示出)輸出功率。

參考圖2，以兩個(gè)鄰近的翼型結(jié)構(gòu)描繪渦輪級(jí)的一部分，所述翼型結(jié)構(gòu)包括第一翼型34a和第二翼型34b，其對(duì)于當(dāng)前描述而言可被理解為與一排導(dǎo)葉24相關(guān)聯(lián)的翼型。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本文中示出的描述和構(gòu)思也可以關(guān)于包括橫向間隔開(kāi)的翼型的一排葉片26來(lái)實(shí)現(xiàn)。

翼型34a、34b中的每一個(gè)均一體地附接于相應(yīng)的徑向內(nèi)部端壁30a和徑向外部端壁32a的平臺(tái)30、32，在圖2中僅示出端壁30a?？梢岳斫?，一個(gè)或多個(gè)翼型可附接于一對(duì)內(nèi)部平臺(tái)30和外部平臺(tái)32，且端壁30a、32a是由多個(gè)周向鄰近的平臺(tái)30、32形成的連續(xù)周向結(jié)構(gòu)。多個(gè)內(nèi)部平臺(tái)30在平臺(tái)30的匹配面之間形成的連結(jié)部（由虛線33繪出）處定位成彼此鄰近，如圖3中可見(jiàn)的那樣。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)理解，翼型34a、34b作為形成導(dǎo)葉排24的所有翼型的代表被引用，且該排導(dǎo)葉24由圍繞流動(dòng)路徑20的周向范圍橫向地間隔開(kāi)的多個(gè)相同翼型34a、34b形成。

翼型34a、34b中的每一個(gè)均包括大體凹入的壓力側(cè)38和大體凸出的吸力側(cè)40，壓力側(cè)38和吸力側(cè)40中的每一個(gè)由徑向延伸的翼展向尺寸和軸向延伸的弦向尺寸限定，弦向尺寸在前邊緣42和后邊緣44之間延伸。鄰近翼型34a、34b在其間形成由徑向內(nèi)部端壁30a和徑向外部端壁32a界定的流動(dòng)通路46。在操作期間，工作流體軸向地向下游流動(dòng)通過(guò)限定在翼型34a、34b之間的流動(dòng)通路46。翼型34a、34b的形狀適合于在工作流體通過(guò)流動(dòng)路徑20時(shí)從工作流體抽取能量。

在鄰近翼型之間的流動(dòng)路徑的在先構(gòu)造或基準(zhǔn)構(gòu)造中，諸如沒(méi)有端壁造型的一種構(gòu)造中，能夠形成馬蹄旋渦，其從翼型的前邊緣和內(nèi)部平臺(tái)的連結(jié)部向下游延伸?；鶞?zhǔn)構(gòu)造可被理解為由具有名義上軸對(duì)稱(chēng)的高度（elevations）的平臺(tái)30、32形成。在基準(zhǔn)構(gòu)造中產(chǎn)生的馬蹄旋渦前進(jìn)通過(guò)流動(dòng)通路，其能夠?qū)е挛闪鞯男纬汕夷軌蚪档图?jí)的氣動(dòng)效率。

根據(jù)本發(fā)明的方面，圖2中圖示的端壁30a已被構(gòu)造成帶有特定的3D輪廓，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其避免或減弱了馬蹄旋渦的形成且因此改進(jìn)了渦輪16的效率。如由基準(zhǔn)構(gòu)造描述的那樣，3D輪廓由從名義上軸對(duì)稱(chēng)的端壁位移的具有共同高度的輪廓線繪出，并且其中，以“0”值繪出的輪廓線是能夠?qū)?yīng)于基準(zhǔn)端壁的參考值。可以理解，3D輪廓由在所繪出的輪廓線之間的連續(xù)平滑表面高度過(guò)渡形成。

壓力側(cè)脊部48與每一個(gè)翼型34a、34b相關(guān)聯(lián)，且在本文中具體參考翼型34b來(lái)描述。壓力側(cè)脊部48周向地延伸到該對(duì)翼型34a、34b之間的流動(dòng)通路46內(nèi)，且包括細(xì)長(zhǎng)峰部50，其限定在上游位置51和下游位置53₁之間延伸的脊部48的最大高度，其中上游位置51在翼型34b的前邊緣的軸向前方，且下游位置53₁在前邊緣42的下游且在翼型34b的壓力側(cè)38上的弦線中點(diǎn)位置52的前方。相對(duì)于翼型34b的弦長(zhǎng)測(cè)量，上游位置51在每一個(gè)翼型34b的前邊緣42的上游大約15%處，且相對(duì)于翼型34b的弦長(zhǎng)測(cè)量，下游位置53₁在每一個(gè)翼型34b的前邊緣42的下游大約10%處。進(jìn)一步地，峰部50具有沿壓力側(cè)38的軸向范圍，其從限定前方位置的位置53₁延伸到后方位置53₂。壓力側(cè)脊部48成角度以引導(dǎo)氣體的吹掃流54軸向地通過(guò)流動(dòng)通路46。吹掃流54包括從定位在端壁30a的徑向向內(nèi)位置的吹掃腔55（圖1）進(jìn)入流動(dòng)路徑20內(nèi)的吹掃空氣或冷卻空氣。具體地，吹掃空氣能夠通過(guò)內(nèi)部端壁30a和與旋轉(zhuǎn)葉片26相關(guān)聯(lián)的葉片平臺(tái)59之間的間隙57（圖3）從吹掃腔55徑向地進(jìn)入流動(dòng)路徑20內(nèi)。

峰部50的伸長(zhǎng)軸線A_E1以接近前邊緣金屬角度α的角度取向，角度α被描述為在軸向方向和正切于前邊緣42處的中弧線的線49之間的角度。具體地，峰部50的伸長(zhǎng)軸線A_E1以相對(duì)于前邊緣金屬角度大約10°的角度取向，如由伸長(zhǎng)軸線A_E1和平行于線49的線49'之間的角度σ所指示的那樣。壓力側(cè)脊部48延伸到且限定端壁30a的前方邊緣56處的升起區(qū)域，且被構(gòu)造成使翼型34b的上游的流動(dòng)轉(zhuǎn)向，以導(dǎo)引吹掃流54且實(shí)質(zhì)上減少或消除在翼型34a、34b的前邊緣42處且沿壓力側(cè)38延伸到流動(dòng)通路46內(nèi)的馬蹄旋渦的形成。

參考圖2，吸力側(cè)脊部58與每一個(gè)翼型34a、34b相關(guān)聯(lián)，且在本文中具體參考翼型34a來(lái)描述。吸力側(cè)脊部58位于鄰近翼型34a的吸力側(cè)40處，且包括細(xì)長(zhǎng)峰部60，其具有完全地位于前邊緣42的軸向位置的前方的軸向范圍。細(xì)長(zhǎng)峰部60與前邊緣42間隔開(kāi)，且具有伸長(zhǎng)軸線A_E2，其大體上平行于直接鄰近細(xì)長(zhǎng)峰部60的吸力側(cè)40的一部分（即，能夠與從峰部60延伸且垂直于伸長(zhǎng)軸線A_E2的線相交的吸力側(cè)40的一部分）延伸。峰部60的伸長(zhǎng)軸線A_E2優(yōu)選地以角度β取向，即，大于峰部50相對(duì)于軸向方向的角度。吸力側(cè)脊部58延伸到端壁30a的前方邊緣56，且被構(gòu)造成使翼型34a的上游的流動(dòng)轉(zhuǎn)向以導(dǎo)引吹掃流54，且實(shí)質(zhì)上減少或消除在前邊緣42處且沿吸力側(cè)40延伸到流動(dòng)通路46內(nèi)的馬蹄旋渦的形成。

壓力側(cè)脊部48和吸力側(cè)脊部58在其間限定槽部62。槽部62被形成為低高度通道，其從翼型34a、34b的前邊緣42的上游開(kāi)始，從內(nèi)部端壁30a的前方邊緣56延伸到流動(dòng)通路46內(nèi)，且引導(dǎo)鄰近內(nèi)部平臺(tái)30a的吹掃流進(jìn)入在翼型34a、34b之間橫向居中的流動(dòng)通路46內(nèi)。如圖4中可見(jiàn)的，前方邊緣56被形成為帶有不均勻或波狀表面，其沿周向方向延伸，以將槽部62的入口定位在間隙57處，在該處，吹掃空氣離開(kāi)吹掃腔55。

參考圖2中的翼型34a，弦線中點(diǎn)凸起64位于吸力側(cè)40處，且在大約弦線中點(diǎn)位置66處軸向地居中。弦線中點(diǎn)凸起64從最大高度（由“2”的示例性幅值繪出）橫向延伸到外部邊緣68。沿與吸力側(cè)40相交處延伸的弦線中點(diǎn)凸起64的高度沿軸向向前和向后方向減小。因此，弦線中點(diǎn)凸起64能夠被描述為大體上半球形脊部或凸起，其從吸力側(cè)40朝向翼型34b的相對(duì)壓力側(cè)38橫向地延伸。

進(jìn)一步地，弦線中點(diǎn)凸起64限定比鄰近翼型32b的相對(duì)壓力側(cè)38上的弦線中點(diǎn)位置52的端壁更高的高度。具體地，如由與在大約“4”到“-4”的范圍中的示例性幅值相關(guān)聯(lián)的壓力側(cè)38的區(qū)域所繪出的那樣，在沒(méi)有脊部或槽部特征的情況下形成壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置52的前后區(qū)域，從而形成沿后方方向的連續(xù)下降的斜坡。額外地，這些低水平高度從壓力側(cè)38朝向相對(duì)翼型34a的吸力側(cè)40橫向延伸。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方面，在圖2中能夠看到，描繪幅值“0”的輪廓線和到“0”幅值輪廓線的任一側(cè)的恒定高度輪廓從壓力側(cè)38上的位置延伸到鄰近弦線中點(diǎn)凸起64的吸力側(cè)40上的橫向相對(duì)位置。所描述的低水平高度形成連續(xù)的低高度通道70，其在弦線中點(diǎn)凸起64和壓力側(cè)弦線中點(diǎn)位置52之間，例如至少在大約“4”到“-4”的范圍的輪廓線的軸向跨度內(nèi)沿周向方向延伸，且能夠包括在大約“6”到“-6”的范圍內(nèi)延伸的軸向區(qū)域。

弦線中點(diǎn)凸起64限定彎曲表面，其要求流動(dòng)速度在其越過(guò)凸起64時(shí)加速，并且?guī)в性谖?cè)40的弦線中點(diǎn)位置66處的壓力的相關(guān)聯(lián)的降低。根據(jù)本發(fā)明的方面，由凸起64形成的低壓區(qū)域使二次旋渦加速遠(yuǎn)離吹掃流54，從而減少否則能夠由吹掃流54和二次旋渦的混合導(dǎo)致的損失。

可注意到，端壁造型包括額外槽部，以促進(jìn)旋渦流動(dòng)的控制。具體地，上游吸力側(cè)槽部74在弦線中點(diǎn)凸起64和吸力側(cè)脊部58之間位于鄰近吸力側(cè)40處，下游吸力側(cè)槽部76在弦線中點(diǎn)凸起64和后邊緣44之間位于鄰近吸力側(cè)40處，且下游壓力側(cè)槽部78在低高度通道70和后邊緣44之間位于鄰近壓力側(cè)38處?？衫斫獾氖?，額外描述的槽部74、76、78與脊部48、60、弦線中點(diǎn)凸起64和低高度通道70一起起作用，以實(shí)質(zhì)上減少旋渦的形成，且避免或減少吹掃流54和包括二次旋渦的流動(dòng)的混合。

如上所述，輪廓線幅值“0”能夠?qū)?yīng)于基準(zhǔn)高度，即對(duì)應(yīng)于無(wú)造型的端壁（平坦端壁）的高度，且用于輪廓線幅值的數(shù)字標(biāo)志通用地標(biāo)記在端壁30a上形成3D輪廓的相對(duì)高度。圖2中由輪廓線繪出的幅值和具體說(shuō)明的幅值的每一個(gè)整數(shù)值均可以對(duì)應(yīng)于作為翼型跨度的百分比具體說(shuō)明的高度的預(yù)定改變。例如，由“1”的幅值的改變繪出的高度的改變可以對(duì)應(yīng)于等于在翼型跨度的0.5%和1.5%之間的高度改變。

如圖3中能夠看到的，鄰近端壁流動(dòng)的進(jìn)入吹掃流54通過(guò)壓力側(cè)脊部48和吸力側(cè)脊部58之間的槽部62（也參見(jiàn)圖4）。從以上描述中，可理解壓力側(cè)脊部48定位在翼型34a的前邊緣42的周向位置和鄰近翼型34b的前邊緣42之間的周向位置處，以引導(dǎo)流動(dòng)居中地進(jìn)入流動(dòng)通路46內(nèi)。如由吹掃流54a標(biāo)記的那樣，吹掃流離開(kāi)槽部62，且進(jìn)入在沒(méi)有脊部或槽部的情況下形成的低高度通道70內(nèi)。在低高度通道70的區(qū)域中，吹掃流（標(biāo)記為54b）沿低高度通道70穿過(guò)通路46橫向地（周向地）且軸向地流動(dòng)。因此，實(shí)質(zhì)上避免或減少了吹掃流54與二次旋渦的混合，且實(shí)質(zhì)上減少了與混合相關(guān)聯(lián)的損失以改進(jìn)渦輪16的效率。

圖5A和5B進(jìn)一步圖示本發(fā)明的方面。圖5A基于CFD建模描繪流動(dòng)，因?yàn)橄嘈牌浯嬖谟诰哂衅教苟吮诘默F(xiàn)有技術(shù)流動(dòng)通路46_P中。圖5A中描繪的流動(dòng)包括吹掃流54_P，其與包括旋渦的二次流72_P相互作用，其中，能夠看出在吹掃流54_P和二次流72_P之間的交界區(qū)域74_P限定在流動(dòng)之間的大致混合區(qū)域。相比之下，圖5B基于CFD建模描繪流動(dòng)，相信其通過(guò)當(dāng)前3D端壁造型在流動(dòng)通路46中形成，其中，如由具有減少的或最小的相互作用的旋渦區(qū)域74描繪的那樣，吹掃流54與二次流72大致分離。因此，用于本發(fā)明的端壁造型的當(dāng)前構(gòu)造能夠操作以在吹掃流54和諸如由二次旋渦形成的二次流之間形成分離，以減少通常與這兩種流動(dòng)的混合相關(guān)聯(lián)的損失。

雖然已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，能夠在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種其它改變和修改。因此，預(yù)期在所附權(quán)利要求中涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。