[发明专利]翼型件和涡轮设备

权利要求书

1.一种用于在环境流体中进行相对运动的涡轮翼型件，其包括：

具有翼型件的截面形状的主翼梁，所述翼型件具有顶部侧壁和底部侧壁、前缘、后缘和从所述前缘延伸到所述后缘的弧线，所述翼型件相对于所述环境流体的运动使得所述环境流体沿着从所述前缘到所述后缘的下游方向流过所述主翼梁，和

由此所述主翼梁的侧壁从所述前缘到所述后缘依次包括第一山丘构造和第二山丘构造，每个山丘构造包括距所述弧线距离逐渐增大的第一区域、距所述弧线距离逐渐减小的第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的交界处的峰部，

由此，所述第一山丘构造的所述第一区域可操作以与所述环境流体相互作用，以将其从高亚音速相对速度在所述第一山丘构造的所述峰部上加速到音速相对速度并且在所述第一山丘构造的所述峰部之后加速到超音速；

所述第二山丘构造的所述第一区域可操作以与所述环境流体相互作用，以在所述第二山丘构造的所述峰部上将所述环境流体减速并保持在超音速相对速度，并且其特征在于，

所述涡轮翼型件包括排放装置，所述排放装置可操作以将流体向外排放到流过所述主翼梁的所述环境流体中，由此，

所述排放装置排放蒸发流体，以在所述第一山丘构造的所述第二区域中的冷凝开始之前蒸发到所述环境流体中，所述第一山丘构造的所述第二区域与所述环境流体相互作用，以将所述环境流体从超音速相对速度加速到更高的超音速相对速度；和

所述排放装置还可操作以排放冷凝流体，以捕获流过所述第二山丘构造的所述第二区域的所述环境流体中的冷凝激波或使所述冷凝激波成核，其将所述环境流体从超音速相对速度减速到亚音速相对速度，并且在所述侧壁上产生压力，并且从而在所述翼型件上施加推力。

2.如权利要求1所述的涡轮翼型件，其中在流过所述第一山丘构造的所述环境流体中的初期冷凝激波之前，所述蒸发流体被排放。

3.如权利要求1所述的涡轮翼型件，其中在流过所述第二山丘构造的所述环境流体中发生冷凝激波之前，所述冷凝流体被排放。

4.如权利要求1所述的涡轮翼型件，其中所述排放装置包括至少一个喷嘴，并且所述蒸发流体和冷凝流体经由所述翼型件中的一系列导管从供应源输送到所述喷嘴或每个喷嘴。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮翼型件，其中所述主翼梁包括容纳工作流体的中空腔体，由此所述腔体被分成多个相互连接的腔室。

6.如权利要求5所述的涡轮翼型件，其中每个腔室包括阀装置，所述阀装置可操作以控制所述腔室之间的所述工作流体的流动，以独立地调节每个腔室中的所述工作流体的压力和/或温度。

7.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮翼型件，其中所述蒸发流体是水、液氮和诸如甲醇之类的碳氢化合物中的一种或其组合。

8.如权利要求7所述的涡轮翼型件，其中所述蒸发流体包括流体粒子，所述流体粒子具有可操作以在所述涡轮设计尺寸的规格下蒸发的直径。

9.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮翼型件，其中所述冷凝流体包括被冷却、带静电的流体粒子，诸如水滴、盐水或冰粒子。

10.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮翼型件，其中所述环境流体是潮湿空气。

11.一种涡轮设备，其具有至少一个如前述权利要求中任一项所述的翼型件，所述设备包括：

涡轮轴和从所述涡轮轴轴向延伸的至少一个旋翼，由此在每个旋翼的叶尖处承载翼型件，

所述涡轮轴和每个旋翼内的一系列导管，所述蒸发和冷凝流体通过所述一系列导管供应到所述翼型件，

每个旋翼构造成与所述环境流体相互作用以旋转，使得翼型件的所述前缘移动穿过所述环境流体，从而使所述涡轮轴旋转。