[发明专利]翼型件和涡轮设备

说明书

本发明提供了一种用于在环境流体中进行相对运动的涡轮翼型件、以及包括至少一个翼型件的涡轮设备。所述翼型件包括主翼梁和排放装置，主翼梁具有两个山丘构造，排放装置可操作以将蒸发和冷凝流体向外排放到流过所述主翼梁的环境流体中。这些山丘构造中的第一个加速环境流体的流动，直到其达到声速。在第一山丘构造之后，马赫数继续增加并且蒸发流体被排放到环境中，导致空气冷却，这进一步加速了环境流动并降低了压力。在第二山丘构造上，较低的压力引起推力。随着流相对于第二山丘构造运动，马赫数先减小，然后随着其沿着第二区域下降而增加。冷凝流体被排出，使得空气中的水分冷凝以释放热量，这导致马赫数减小并且压力增加。第二山丘构造上增加的压力将产生可用于转动旋翼的推力。本发明提供了一种翼型件，用于直接从空气中的水分产生功和功率。其不依赖于风速，并且其能量源直接来自随时可用的环境大气。

本发明涉及一种用于在环境流体中进行相对运动的翼型件和一种具有翼型件的涡轮设备。

除了核和潮汐过程外，地球上的所有能量都可以描述为来自太阳本身，无论是直接地还是存储了相当长的时期。当太阳照射在地球上时，该能量会引发许多过程——其中气候效应是最明显的，众所周知，植物和动物的生命都是由这个能量源维持的。虽然太阳的绝大部分能量用于加热围绕太阳的巨大太阳系，但太阳的很大一部分能量去向了水蒸发，诸如主要水体的水蒸发。这种蒸发提供了降雨并保持了大量水蒸气，其中一小部分可能积聚形成凝结云。传统的能源来源于叶绿素和其他有机过程，它们使用不到1％的太阳能。

众所周知，可再生能源风车利用蒸发和冷凝过程产生功和功率。最近的发展是Barton预热膨胀发动机和EOLA风力涡轮。这些机器用于在有限的情况下供应能量(Barton制造)和水(EOLA涡轮)。Barton发动机需要预先加热的干燥空气并且蒸发水以达到极低的能效，并且仅限于涡轮排气或预加热的干燥空气，诸如太阳能电池阵列。EOLA是附接到传统空调机组的传统空气涡轮。

已知的装置依赖于间歇风速和/或二次能量源(诸如太阳能)进行发电，这需要备用的传统发电机。本发明的一个目的是提供一种翼型件和涡轮设备，其至少在某种程度上克服了上述问题，并且/或者将为公众和/或工业提供有用的替代方案。

本发明的其他方面将从随后仅作为示例给出的描述中变得显而易见。

根据本发明，提供了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

排放装置，其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；

其特征在于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；

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

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。