CN106468179A - 叶片冷却方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片冷却方法，用液体对所述叶片的根部和/或所述叶片的近心部进行冷却。本发明还公开了一种应用所述叶片冷却方法的叶片冷却系统。本发明所述叶片冷却方法及其叶轮冷却系统可以有效地解决叶片的冷却问题，并能提高使用其的装置的效率和工作性能，所述冷却系统还具有结构简单，制造容易的优点。

Description

叶片冷却方法及其系统

技术领域

本发明涉及叶轮机械领域，尤其涉及叶片冷却方法，本发明还涉及应用该方法的系统。

背景技术

无论是压气机叶片还是透平的叶片的冷却问题是影响压气机、透平、燃气轮机和航空发动机效率和性能的重大问题，传统的冷却方法是将气体导入叶片内，再将气体导入工质内，这种方法不仅制造加工困难，而且影响工质在叶片表面的稳定流动。因此需要发明一种叶片冷却方法及其系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种叶片冷却方法，用液体对叶片的根部和/或叶片的近心部进行冷却。

方案2：一种应用如方案1所述叶片冷却方法的叶片冷却系统，在所述叶片的根部区和/或所述叶片的近心区内设置轴向流体通道，所述轴向流体通道与液体源连通。

方案3：在方案2的基础上，进一步使所述叶片内设有流体通道，或设有往复流体通道，或设有密闭流体通道。

方案4：在方案2的基础上，进一步使所述叶片设为压气机叶片或设为透平叶片。

方案5：在方案3的基础上，进一步使所述叶片设为压气机叶片或设为透平叶片。

方案6：在方案2至方案5中任一方案的基础上，进一步使所述轴向流体通道与散热器连通。

方案7：在方案2至方案6中任一方案的基础上，进一步使所述液体源设为液体泵。

本发明中，所述叶片上的设置所述轴向流体通道的部分为叶片上的冷却区，其余为工作区。

本发明中，所谓的“近心区”是指叶片上沿叶片径向相对于叶片上的工作区离回转轴心线近的区域。

本发明中，在所述叶片内设置流体通道和往复流体通道的目的是将流体从所述轴向流体通道导入叶片，再将所述流体导回所述轴向流体通道或导回另一个所述轴向流体通道。

本发明中，所述密闭流体通道是一个封闭通道，其内充有流体，在所述叶片内设置密闭流体通道的目的是利用热管原理将热量从所述叶片上导入所述轴向流体通道内。

就像通常轴流式叶轮机构的流动方向并不完全是轴向，而多半是有些斜向一样，本发明中，所谓的“轴向流体通道”也可以并非完全轴向，而可以和所述叶片具有相同的倾斜方向。

本发明中，应根据叶轮机械领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明人认为，天体相互运动必然产生引力相互作用，引力相互作用必然产生物质流动和/或物体形变，由于物质流动和物体形变均为不可逆过程，即均为产生热量的过程，因此引力场作用下的物质流动和物体形变必然产生热量，这种形式产生的热量必然消耗天体的动能，随着时间的推移，经过漫长的过程，天体会逐渐丧失动能，最终天体会相互合并(或相互吞噬)，最终宇宙形成一个质点，这个质点的温度和压力都会剧烈上升，从而形成剧烈的爆炸(由于温度和压力剧烈上升也会引起化学反应和核反应)，爆炸重新形成天体运动状态，即使天体具有动能，天体之间再次形成相互相对运动和相互作用，进入下一个循环。因此可以认为宇宙的存在与发展其实是一个热力学循环过程。这种过程的本质可以简单、易懂地概括为“你惹我，我就一定吞噬你”，由此可见，存在交替作用的主体其最终结局就是相互吞噬、相互合并。

本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。

本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。

众所周知，在经济学中，对信息不对称和信息对称的研究都授予过诺贝尔奖，可见交易双方拥有信息的状态决定交易成败、交易的公平性和交易的利润。交易的本质其实是信息交易。为本发明人认为，专利具有信息零对称性，即交易双方对专利的真正价值都知之甚少。专利信息零对称属性，如不破解，运营很难实现。专利的信息零对称性决定了专利运营的科学性和复杂性。在普通商品交易中，信息不对称有利于促进交易，提高利润。而对专利而言，则完全不同，专利需要解决技术问题，专利的价值在专利运用中很快被知晓，所以专利必须货真价实，信息零对称和信息不对称必然都会严重阻碍专利运营，解决专利信息零对称问题，使交易双方在高水平上信息对称是专利运营企业的根本工作。

本发明的有益效果如下:本发明所述叶片冷却方法及其系统可以有效地解决叶片的冷却问题，并能提高使用其的装置的效率和工作性能，所述冷却系统还具有结构简单，制造容易的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图；

图5为本发明实施例4的叶片的结构示意图；

图6为本发明实施例5的叶片的结构示意图；

图7为本发明实施例6的叶片的结构示意图；

图8为本发明实施例7的结构示意图；

图9为本发明实施例7的结构示意图；

图10为本发明实施例8的结构示意图；

图11为本发明实施例9的结构示意图；

图12为本发明实施例10的结构示意图；

图13为本发明实施例11的结构示意图；

图14为本发明实施例12的结构示意图；

图中：

1叶片、11流体通道、12往复流体通道、13密闭流体通道、2轴向流体通道、3液体源、31液体泵、4散热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步进行说明。

本发明提供的叶片冷却方法，是用液体对所述叶片的根部和/或所述叶片的近心部进行冷却。为了实现该方法，本发明提供下述结构。

实施例1

如图1、图2所示，应用上述叶片冷却方法的叶片冷却系统，在所述叶片1的根部区内设置轴向流体通道2，所述轴向流体通道2与液体源3连通。

实施例2

如图3所示的叶片冷却系统，其与实施例1的区别在于，实施例1中对于每个叶片1在其根部区分别设置轴向流体通道2，而本实施例中，对应所有叶片1在所述叶片1的根部区设置一个环形轴向流体通道2，所有叶片1共用一个环形轴向流体通道2。

作为可以变换地实施方式，也可以一个轴向流体通道2对应几个所述叶皮1，即几个叶片1共用一个轴向流体通道2。

实施例3

如图4所示的叶片冷却系统，其与实施例1的区别在于，将所述叶片1的根部区设置为枞树型叶根，并在每个枞树型叶根上设置所述轴向流体通道2。

作为可以变换地实施方式，本实施例的结构同样适用于其它形式的叶根。

实施例1至实施例3中给出了几种将所述轴向流体通道2设置在所述叶片1的根部区的几种具体结构形式，但是，本发明在根部区设置所述轴向流体通道2不限于上述几种结构形式。

实施例4

一种叶片冷却系统，其在实施例1的基础上，如图5所示，在所述叶片1内设流体通道11。

实施例5

一种叶片冷却系统，其在实施例1的基础上，如图6所示，在所述叶片1内设往复流体通道12。

实施例4、实施例5中的流体通道11、往复流体通道12均是和所述轴向流体通道2连通。

实施例6

一种叶片冷却系统，其在实施例1的基础上，如图7所示，在所述叶片1内设密闭流体通道13。

实施例4至6中，以实施例1为例给出了在所述叶片1内设流体通道11、往复流体通道12、密闭流体通道13的结构，作为可以变换的实施例方式，实施例4至6中的流体通道11、往复流体通道12、密闭流体通道13同样适用于上述其它个实施例及其变换得到的实施方式。

上述实施例中，所述轴向流体通道2设置在了所述叶片1的根部区内，即所述叶片1的叶片功能区之下。作为可以变换地实施方式，所述轴向流体通道2还可以设置在所述叶片1的近心区，即设置在所述叶片1的叶片功能区上，或者说是将所述叶片1的叶片功能区沿径向划分成了两部分，相对位于近心区的部分为作为冷却区的轴向流体通道2，相对位于远心区的部分为工作区，例如下述各实施例。

实施例7

如图8、图9所示，应用上述叶片冷却方法的叶片冷却系统，在所述叶片1的近心区内设置轴向流体通道2，所述轴向流体通道2与液体源3连通。

实施例8

一种叶片冷却系统，其在实施例7的基础上，如图10所示，在所述叶片1内设流体通道11。

实施例9

一种叶片冷却系统，其在实施例7的基础上，如图11所示，在所述叶片1内设往复流体通道12。

实施例8、实施例9中的流体通道11、往复流体通道12均是和所述轴向流体通道2连通。

实施例10

一种叶片冷却系统，其在实施例7的基础上，如图12所示，在所述叶片1内设密闭流体通道13。

实施例8至10中，以实施例7为例给出了在所述叶片1的近心区内设置轴向流体通道2的情况下在所述叶片1内设流体通道11、往复流体通道12、密闭流体通道13的结构，作为可以变换的实施例方式，实施例8至10中的流体通道11、往复流体通道12、密闭流体通道13同样适用于其它在所述叶片1的近心区内设置轴向流体通道2的实施例及其变换得到的实施方式。

实施例11

如图13所示的叶片冷却系统，在实施例1的基础上，进一步使所述轴向流体通道2与散热器4连通，并将所述液体源3设为液体泵31。

本实施例中，将所述散热器4的出口与所述液体泵31的入口连通，使得包括所述轴向流体通道2的冷却系统构成一个回路。作为可以变换地实施方式，所述散热器4的出口可以不与所述液体泵31的入口连通，不影响本发明目的的实现。

本实施例中，在设置所述散热器4的同时将所述液体源3设为了液体泵31，作为可以变换的实施例方式，在所述散热器4的系统中内，所述液体源3也可以设为其它形式，而不必须为液体泵，同样的，在将所述液体源3设为液体泵31时，所述散热器4也可以不设，均不影响本发明目的的实现。

作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施例及其变换得到的实施方式均可参照本实施例进一步使所述轴向流体通道2与散热器4连通。

作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施例及其变换得到的实施方式均可参照本实施例进一步使所述液体源3设为液体泵31。

实施例12

如图14所示，其在实施例7的基础上，进一步在所述叶片1的根部区内设置轴向流体通道2，使得所述轴向流体通道2在所述叶片1的根部区内和近心区内同时设置。

作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施例及其变换得到的实施方式均可参照本实施例进一步使所述轴向流体通道2在所述叶片1的根部区内和近心区内同时设置。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种叶片冷却方法，其特征在于：用液体对叶片(1)的根部和/或叶片(1)的近心部进行冷却。

2.一种应用如权利要求1所述叶片冷却方法的叶片冷却系统，其特征在于：在所述叶片(1)的根部区和/或所述叶片(1)的近心区内设置轴向流体通道(2)，所述轴向流体通道(2)与液体源(3)连通。

3.如权利要求2所述叶片冷却系统，其特征在于：在所述叶片(1)内设流体通道(11)，或设往复流体通道(12)，或设密闭流体通道(13)。

4.如权利要求2所述叶片冷却系统，其特征在于：所述叶片(1)设为压气机叶片或设为透平叶片。

5.如权利要求3所述叶片冷却系统，其特征在于：所述叶片(1)设为压气机叶片或设为透平叶片。

6.如权利要求2至5中任一项所述叶片冷却系统，其特征在于：所述轴向流体通道(2)与散热器(4)连通。

7.如权利要求2至5中任一项所述叶片冷却系统，其特征在于：所述液体源(3)设为液体泵(31)。

8.如权利要求6所述叶片冷却系统，其特征在于：所述液体源(3)设为液体泵(31)。