CN105431351A - 用于控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于自动地控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片可围绕旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转地移位。所述装置包括：一组控制叶片，其与所述涡轮机叶片运动地连接，所述控制叶片在所述螺旋桨装置暴露于流体流时可围绕相应枢转轴枢转地移位。所述装置进一步包括传递单元，其被配置用于将所述控制叶片的枢转移位传递至所述涡轮机叶片，使得所述涡轮机叶片可通过所述控制叶片枢转。所述涡轮机叶片的枢转与所述控制叶片的所述枢转同时发生。所述涡轮机叶片的角度安排是自动设置的且保持不变，而不管所述流体流的方向如何。

Description

用于控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置的装置

相关专利申请的交叉参考

本申请要求2013年6月5日提交的临时专利申请号61/831,183的优先权，其以引用的方式整体并入本文中。

发明领域

本发明一般来说涉及具备叶片的涡轮机和螺旋桨装置，叶片在旋转时能够将力传递至流体介质和从流体介质传递力。具体地说，本发明涉及能够控制螺旋桨或涡轮机的叶片的角位置的装置。

发明背景

螺旋桨装置的叶片通常对称地布置在中心旋转轴周围的轴上以允许叶片围绕该线旋转。取决于螺旋桨装置的目的和设计，叶片通过穿过其中的流体(例如，气体或液体)的流动和/或通过马达或通过人工供电的机构旋转。此处术语“涡轮机叶片”将用于指螺旋桨装置的工作叶片，即，在暴露于流体流时将力传递至流体介质和从流体介质传递力的那些叶片。因此举例来说，当流体是空气时且当螺旋桨装置是飞行器时，涡轮机叶片的旋转产生使得能够推进飞行器的推力。

在空气动力学中，涡轮机叶片的翼弦与流体流的方向之间的角位置或倾角称作迎角。此角度的值对于使螺旋桨装置恰当和有效地起作用是重要的。

叶片倾角调整机构通常用于螺旋桨装置中以用于设置预定迎角。借助此提供，可例如通过减少飞行器或船舶中已知的阻力来显著地改进螺旋桨装置的效率。

已知本领域中有提供对叶片的角位置的自动控制以用于设置期望的倾角的各种尝试。用于调整叶片的倾角的最著名的控制系统包括专用传感器，传感器被配置用于感测进入的流体流的方向和强度，且向中央单元报告此数据，中央单元控制涡轮机叶片且相应地调整其角位置。

在一个或多个涡轮机总成用于推进运载工具的推进装置(诸如飞行器或船舶)中，水力控制机构用于通过改变螺旋桨叶片的迎角来增大或减小推力。

在诸如飞行器和风力涡轮机等许多系统中，通过强制地使叶片枢转来实现叶片的角位置的调整，其中每个叶片可在其对应的枢转轴杆上旋转。

下文列出具备对叶片角位置的强制控制的螺旋桨装置的一些实例。

WO2007012487中描述了风力发电设备，其包括具备可调转子叶片的转子和允许使用桨距装置来调整转子叶片的中央控制装置。

CN101629553中公开了风力发电设备，其包括多个转子叶片、叶片倾角驱动器、转子轴、发电机和控制单元，该控制单元用于控制发电设备的操作，具体地说用于在控制单元的控制下调整叶片倾角。

还已知被设计用于取决于施加至辅助质量的向心力而自动地自调整叶片倾角的螺旋桨装置。

US2012/0014794中公开了自设置和自供电的系统，其用于调整风力涡轮机的叶片倾角，使得其在搁置时具有高迎角以促进早期启动，移动至其理想设置角以用于正常运行且将叶片顺桨以限制rpm并在暴风雨条件下减少载荷。

AU-331695/84中描述了用于船舶中的载荷感测螺旋桨。叶片的倾角可自动调整，使得螺旋桨在多种操作条件下，例如在登上航行中的船舶和维持巡航速度时有效地执行。

US4693671中描述了可逆的自调整的螺旋桨装置，其中提供连接在一起且枢转地安装在轮毂上的控制叶片和推力叶片。响应于作用于装置上的载荷的变化，控制叶片相对于轮毂轴以大体上恒定的角度自动地枢转且这引起推力叶片的对应枢转。在此螺旋桨装置中，推力叶片以一方式安装在轮毂上，使得其在暴露于流体流时可在其轴杆上枢转且相应地其角位置可变化。此外，控制叶片枢转地安装在其轴杆上，而其轴杆可在轮毂中形成的椭圆楔形凹处内移位。因此，推力叶片相对于轮毂轴以改变的倾角枢转，而控制叶片以大体上恒定的角度枢转。由于此设计，推力叶片的角位置不仅由控制叶片的角位置控制，而且明确地设置和位置推力叶片的期望的迎角是不可能的。

总地来说，可见除了设计对螺旋桨装置的倾角控制的众多尝试之外，这个长期的问题仍需要恰当的解决方案。

发明概要

根据本发明的一个方面，提供一种用于控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置的装置，其中涡轮机叶片可围绕旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转地移位，该装置包括：(a)一组控制叶片，其与涡轮机叶片连接且在螺旋桨装置暴露于流体流时可围绕其相应枢转轴枢转地移位；以及(b)传递单元，其被配置用于将控制叶片的枢转移位传递至涡轮机叶片，使得涡轮机叶片可通过控制叶片经由传递单元相对于其枢转轴枢转，其中涡轮机叶片的枢转与控制叶片的枢转同时发生，其中控制叶片的布置使得涡轮机叶片的迎角由控制叶片自动设置和维持，而不管流体流的方向如何。

任选地，一组控制叶片包括至少两个控制叶片，该控制叶片相对于旋转轴对称地且相对地安置。控制叶片可由上表面和下表面界定，其中控制叶片任选地相对于旋转轴安置，使得一个控制叶片的上表面和相对控制叶片的下表面面向相同方向，而第二控制叶片的下表面和上表面面向相对方向。另外或或者，控制叶片相对于旋转轴定位，使得控制叶片将枢转直到因为流体流而形成的和施加至控制叶片的相应旋转矩相互补偿为止。

根据一些实施方案，装置控制两个涡轮机叶片，涡轮机叶片中的每个紧固至枢转轴杆且相对于枢转轴杆安置，使得涡轮机叶片的枢转轴穿过涡轮机叶片的压力中心，该布置使得通过控制叶片进行的经由传递单元设置的涡轮机叶片的角度安排保持不变，而不管流体流的方向如何。

任选地，涡轮机叶片可分离地紧固在其对应的枢转轴杆上，使得每个涡轮机叶片相对于其枢转轴杆的位置可调整。

根据以上可能性或其组合中的任一个，涡轮机叶片中的每个相对于控制叶片的相对角位置可经由调整构件调整。

根据一些实施方案，涡轮机叶片的相对角位置的调整包括将涡轮机叶片设置于期望的迎角。对于许多空气动力学或水力系统，迎角可以是6度。

任选地，涡轮机叶片和控制叶片可围绕相同的旋转轴在相同的平面内旋转。

另外或或者，涡轮机叶片和控制叶片可围绕在不同平面内(非共平面)的旋转轴旋转。在这种情况下，传递单元包括第一组齿轮、第二组齿轮和传递轴。根据一些实施方案，第一组齿轮包括：初级齿轮，其中每个刚性地紧固在相应控制叶片的枢转轴杆上；次级齿轮，其紧固在传递轴的一端，且第二组齿轮包括：初级齿轮，其刚性地紧固在传递轴的相对端，初级齿轮与次级齿轮啮合，每个次级齿轮刚性地紧固在相应涡轮机叶片的枢转轴杆上，该布置使得控制叶片的枢转导致涡轮机叶片在相同方向上且以相同程度同时枢转。

另外或或者，传递单元包括：初级齿轮，其中每个刚性地紧固在相应控制叶片的枢转轴杆上；中间齿轮，其与初级齿轮且与次级齿轮啮合，每个次级齿轮刚性地紧固在相应涡轮机叶片的枢转轴杆上，该布置使得控制叶片的枢转导致涡轮机叶片在相同方向上且以相同程度同时枢转。

根据一些实施方案，控制叶片被配置和设计尺寸以使得其小于涡轮机叶片。

任选地，用于控制涡轮机叶片的角位置的装置包括涡轮机叶片的枢转的限制器。在一些实施方案中，该装置进一步包括适于携载控制叶片和涡轮机叶片的轮毂，其中限制器被配置为可释放地紧固在轮毂的对接端上的杆。

任选地，螺旋桨装置是选自由以下组成的组：风力涡轮机、水力涡轮机、飞机、涡轮喷气飞机、直升机、轮船、潜水艇、鱼雷、摩托艇、飞艇、涡轮泵和涡轮压缩机。

任选地，涡轮机叶片的枢转在与控制叶片相同的方向上且以与其相同的枢转角发生。

另外或可选择地，涡轮机叶片中的每个的压力中心(PC)位于其枢转轴上，且控制叶片的压力中心(PC)与其枢转轴偏移。

根据本发明的其它方面，提供一种用于响应于施加在涡轮机叶片上的流体流而控制涡轮机叶片的角位置的螺旋桨装置，螺旋桨装置包括：(a)一组涡轮机叶片，其可围绕旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转地移位；(b)一组控制叶片，其与涡轮机叶片连接且在螺旋桨装置暴露于流体流时可围绕相应枢转轴枢转地移位；以及(c)传递单元，其被配置用于将控制叶片的枢转移位传递至涡轮机叶片，使得涡轮机叶片可通过控制叶片经由传递单元相对于其枢转轴枢转，而涡轮机叶片的枢转与控制叶片的枢转同时发生，其中控制叶片的布置使得涡轮机叶片的迎角由控制叶片自动设置和维持，而不管流体流的方向如何。

已仅仅简短地概述了本发明。为了获得对本发明以及其实施方案和优点的较好理解，现在将参看附图参考以下描述。

附图简述

图1A至图1B示出根据本发明的一些实施方案的涡轮机系统，其包括具有涡轮机叶片的涡轮机总成和具有控制叶片的桨距控制装置：图1A示出涡轮机系统的等距视图；且图1B示意性地示出涡轮机叶片的枢转轴杆相对于叶片的压力中心定位的方式。

图2示出具有盖的系统的等距视图。

图3示出系统的第一侧视图。

图4示出系统的第二侧视图。

图5A至图5C示出在三个离散的角位置具有桨距控制装置的控制叶片的系统的等距视图：图5A示出处于第一角位置的桨距控制装置的控制叶片；图5B示出处于第二角位置的桨距控制装置的控制叶片；且图5C示出处于第三角位置的桨距控制装置的控制叶片。

图6A至图6B示出系统的侧视图，其中二级叶片和涡轮机叶片暴露于或不暴露于来自各个方向的流体流：图6A示出处于特定叶片位置的系统，在该叶片位置除了涡轮机叶片的旋转引起的推力之外，没有外部流体流攻击叶片；图6B示出处于叶片位置的系统，在该叶片位置前部风力攻击控制叶片且涡轮机叶片经由中心主旋转轴通过连接至其的引擎旋转。

图7A至图7C示出安装在飞行器中以用于其推进的多个涡轮机系统：图7A示出其中安装有两个涡轮机系统的飞行器的等距视图；图7B示出飞行器的正视图；图10C示出飞行器的侧视图。

图8A至图8C示出根据本发明的其它实施方案的涡轮机系统，其具有涡轮机总成和桨距控制装置叶片，该叶片同轴地布置且相对于其相互的旋转轴形成共面的旋转平面：图8A示出涡轮机系统的侧视图；图8B示出涡轮机系统的等距视图，其用于示出涡轮机系统的齿轮传递单元；且图8C示出涡轮机系统的传递单元的俯视内部视图。

图9示出具有用于限制涡轮机叶片的角位置的限制器的涡轮机系统。

图10示出根据本发明的一些实施方案的具有桨距控制装置的风力涡轮机系统的等距视图。

图11示出根据本发明的其它实施方案的其中安装有桨距控制装置的涡轮机系统。

本发明的一些实施方案的详细描述

在各种实施方案的以下详细描述中，参看形成其一部分的附图，且在附图中借助说明示出可实践本发明的特定实施方案。应理解，可使用其它实施方案且可进行结构改变而不脱离本发明的范围。

此处术语螺旋桨装置意指具有至少一个螺旋桨的旋转机器，螺旋桨具备可围绕旋转轴旋转的至少一个叶片，叶片布置在旋转轴周围。此类螺旋桨装置可用于各种目的，例如用于转换螺旋桨装置所暴露于的流体介质流的能量。此处术语流体介质意指液态和气态物质两者，例如水或空气。因此，本发明可与此类螺旋桨装置(像风力发电设备或水力涡轮机发电设备中的涡轮机)一起使用以用于产生电能。

在各种运载工具中，可使用本发明的是飞行器或船舶，例如飞机、涡轮喷气飞机、直升机、轮船、潜水艇、鱼雷、摩托艇、飞艇等。

可使用本发明的又进一步螺旋桨装置包括泵、通风器、用于准确地测量流体流的方向的装置等。

在进一步公开内容中，广泛的术语“螺旋桨装置”将与用于指定各种类型的螺旋桨装置的术语“涡轮机总成”一起使用。

本发明的目标

本发明的主要目标是提供改进的控制装置，其将显著减少或克服本领域解决方案中已知的缺点。

具体地说，本发明的第一目标是提供新型和改进的倾角控制装置，其将适合用于设置和维持期望的迎角而不管作用于螺旋桨装置的涡轮机叶片上的流体流的方向如何。

本发明的又一目标是提供新型和改进的控制装置，其将是自调整的且能够自动设置期望的迎角而不管作用于螺旋桨装置的涡轮机叶片上的流体流的方向如何。

本发明的再一目标是提供新型和改进的控制装置，其将能够仅取决于作用于螺旋桨装置上的流体流的方向而自动设置期望的迎角。

本发明的另一目标是提供新型和改进的控制装置，其将能够准确地且借助机械构件来设置和维持涡轮机叶片的期望的迎角。

本发明的再一目标是提供新型和改进的控制装置，其可实现为适合于容易且方便地安装在已存在的螺旋桨装置中的单独的附加控制装置，或者其可以是设计的新型螺旋桨装置的整体部分。

在本发明的一些实施方案中，本发明提供用于自动控制螺旋桨装置，具体地说涡轮机总成的叶片的倾角，在一些情况下用于在操作中和不在操作中时根据系统要求获得涡轮机总成叶片的预定迎角的系统和装置。

在进一步公开内容中，术语螺旋桨装置的叶片的“迎角”(AOA)指叶片的翼弦线与作用于叶片上的流体流的方向之间的角。

术语“桨距角”指螺旋桨装置的纵向轴线与水平线之间的角。

在进一步公开内容中，术语“倾角控制”或简单地“控制”指相对于叶片的枢转轴相对于其初始角位置调整叶片的角位置。

下文简短地概述了本发明的基本概念。根据此概念，螺旋桨装置具备向螺旋桨装置提供推力的涡轮机叶片，且具备控制涡轮机叶片的角位置(倾角)的控制叶片。涡轮机叶片和控制叶片可围绕螺旋桨装置的旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转。每个涡轮机叶片可枢转地紧固在其枢转轴杆上。选择涡轮机叶片相对于其枢转轴杆的特定位置，使得叶片枢转轴穿过叶片的压力中心。

此处，如空气动力学中已知，术语“压力中心”意指一点，其中作用于主体上的压力场的总和使力穿透那个点。借助此提供，当螺旋桨装置暴露于流体流时作用于每个涡轮机叶片上的总的力向量将沿着叶片的枢转轴施加。借助此提供，涡轮机叶片在暴露于流体流时将不枢转。

与此形成对比，控制叶片以一方式可枢转地紧固在其轴杆上，使得因为流体流形成的总的空气动力学/流体动力学力向量的方向将相对于控制叶片的枢转轴偏移。

借助此提供，控制叶片在暴露于流体流时将被此向量迫使枢转直到迎角被设置为止。

控制叶片优选地布置成对且相对于螺旋桨装置的旋转轴对称地和相对地布置。控制叶片具备由下表面和由上表面界定的适当的机翼/水翼。控制叶片安置在其枢转轴杆上，使得一个控制叶片的上表面面向推力方向，而相对控制叶片的上表面面向相对方向。借助此提供，当控制叶片暴露于流体流时形成且作用于每个控制叶片上的旋转矩彼此补偿。

控制叶片和涡轮机叶片通过传递单元运动地连接在其之间，传递单元将控制叶片的枢转平移至涡轮机叶片的枢转。因为总的空气动力学/流体动力学力向量施加至涡轮机叶片的相应枢转轴，所以将仅通过控制叶片而不通过流体流使涡轮机叶片强制地移位。涡轮机叶片将被控制叶片以与控制叶片完全相同的倾角(迎角)枢转地移位，而不管螺旋桨装置所暴露于的流体流的方向如何。

借助此提供，涡轮机叶片的当前角位置将仅由控制叶片的角位置自动控制和设置。应了解，实际上控制叶片将充当非常简单的机械传感器，其自动设置涡轮机叶片的迎角。由于控制叶片的当前迎角将被准确地设置，因此控制叶片的角位置可用于准确地测量流体流的方向，例如，视风的方向。

涡轮机总成可包括在预定旋转轴上对称地步骤并旋转的多个叶片的一组或多组，其中螺旋桨装置用于本领域中任何已知的目的，诸如，用于推进诸如飞行器(例如飞机或直升机)等运载工具，或用于推进船舶，用于能量转换和利用，诸如用于施加风力或水流能量，诸如用于风力涡轮机等。

在推进运载工具的情况下，叶片可经由通过引擎机构旋转的驱动轴旋转，而在风力或水力涡轮机的情况下，连接至涡轮机总成的驱动轴仅经由通过涡轮机总成的叶片施加的外部力旋转，且将此旋转运动传递至其它一个或多个机构以用于转换和/或利用来自叶片旋转的能量。

根据一些实施方案，提供包括涡轮机总成和与其操作地啮合的倾角控制装置的涡轮机系统，其中涡轮机总成包括多个涡轮机叶片，其对称地布置在预定义的中心旋转轴上进而界定涡轮机总成的第一旋转平面。涡轮机系统的控制装置被配置用于自动感测来自涡轮机系统的外部环境的流动通过其中的流体或气体的有效力，且作为响应经由传递机构用机械方式调整涡轮机叶片的角定位，传递机构将控制叶片的枢转运动用机械方式传递至涡轮机叶片以调整其角定位。

举例来说，对于飞机推进，桨距控制被设计用于在飞行期间将涡轮机叶片的角位置调整至最佳位置，诸如以便对于达到相同的飞行速度对于需要最小引擎努力(在使涡轮机叶片旋转的驱动轴上施加的扭矩)而确保涡轮机叶片的最小阻力，这例如通过使涡轮机叶片的角定位处于确保在马达施加相同扭矩的情况下产生最大推力的角而实现。

根据一些实施方案，涡轮机叶片的角位置的调整改变涡轮机叶片的空气动力且定义涡轮机叶片抵制进入的流体流和/或通过进入的流体流旋转的方式。

根据本发明的一些实施方案，倾角控制装置包括：(i)一组控制叶片，每个控制叶片具有比涡轮机叶片小的表面积，其中每个控制叶片枢转地连接至布置在中心轴线上方的对应的控制叶片轴杆；以及(ii)传递单元，其与控制叶片以及涡轮机叶片两者啮合且被配置用于将控制叶片的旋转用机械方式传递至涡轮机叶片以用于根据控制叶片的角位置来调整涡轮机叶片的角位置。控制叶片借助流动通过其中的流体在其轴杆上方旋转，从而使涡轮机叶片响应于控制叶片的旋转而改变其角位置。传递单元被配置用于仅因为控制叶片的角位置的改变而使涡轮机叶片的角位置改变。借助传递单元，迫使涡轮机叶片与控制叶片同时地以与控制叶片相同的速率且在相同的方向上改变其角位置。

根据一些实施方案，当作用于控制叶片上的力矩达到平衡时(施加在控制叶片上的旋转矩的叠加是零时的控制叶片的角位置)，将使控制叶片处于对应于最佳迎角的角位置且相应地将使涡轮机叶片处于相同的迎角(AOA)。控制叶片与涡轮机叶片的相对角度安排可变化，使得涡轮机叶片的角位置将设置于期望的迎角。

实际上，此最佳迎角大约是6度。一旦使涡轮机叶片处于对应于期望的AOA的角位置(这是在操作螺旋桨装置之前提前执行的)，将明确地维持此迎角，而不管螺旋桨装置所暴露于的流体流的方向如何。

因此，对涡轮机叶片的角位置的控制将通过简单的机械构件自动地且用自调整模式实现。

作用于控制叶片上的力矩的平衡通过将一对控制叶片紧固在其相应枢转轴杆上使得其上表面或下表面将面向相对方向而实现，这意味着当一个控制叶片的上表面面向一个方向(例如，推力方向)时，相对控制叶片的上表面面向相对方向。此安置将进一步称作“逆”安置。

控制叶片可位于与涡轮机叶片相同的旋转平面中且用交替方式定位，这意味着每个控制叶片将用对称布置位于两个涡轮机叶片之间且反过来也一样。

涡轮机叶片(机翼/水翼)中的每个的截面可以是按空气动力学或流体动力学配置的，且被设计尺寸以在螺旋桨装置的各种操作模式中实现最佳操作功能性。

因此，举例来说，对于直升机涡轮机系统，涡轮机叶片可被设计用于最佳提升和推进，而对于风力涡轮机，其可被设计用于最佳能量消耗/吸收。

在一些情况下，涡轮机叶片可具有回旋形状，这意味着叶片的一个表面相对于叶片的翼弦向一个方向弯曲且另一表面向相对方向弯曲，而在其它设计中，涡轮机叶片可以是相对于叶片的翼弦凹入的具有单个曲面或平坦的。控制叶片可以是平坦的、凹入的或回旋的，这取决于系统的空气动力学/流体动力学要求。

涡轮机叶片的大小和其形状与控制叶片不同，因为每个的目的不同。一个系统与另一系统的涡轮机叶片和控制叶片的数目可变化，且此数目不必是偶数且不必相等，这意味着涡轮机叶片的数目与控制叶片的数目可相同或可不同。

根据一些实施方案，控制叶片相对于螺旋桨装置的旋转轴线成角度地定位从而与其形成角度“α”，其中180>α>0。

根据一些实施方案，控制装置的设计使得涡轮机叶片中的每个的压力中心(PC)位于相应涡轮机叶片的枢转轴上方，且控制叶片中的每个的压力中心(PC)从其相应的枢转轴偏移。

现在参看图1至图6B，示意性地说明了根据本发明的一些实施方案的涡轮机系统100，其能够自动地且借助简单的机械构件控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置。涡轮机系统100包括(a)涡轮机总成110和(b)控制装置200，控制装置200被配置用于感测流条件，诸如施加至涡轮机总成110的气流或水流，且实时地自动地调整涡轮机的迎角。

根据一些实施方案，如图1、图3至图4和图9A至图9B中所说明，涡轮机总成110包括两个涡轮机叶片110a和110b、主驱动轴130和轮毂外壳的后部180，每个叶片分别围绕对应涡轮机叶片轴杆111a和111b上的枢转轴Z1、Z1'枢转地旋转。涡轮机叶片110a和110b可在中心旋转轴x上旋转且其旋转界定旋转平面Y1-Z1，其与中心轴x成角度(例如，垂直)。

根据一些实施方案，如图1、图3至图4和图9A至图9B中所说明，桨距控制装置200包括：一组控制叶片210a和210b，每个叶片分别围绕对应的控制叶片轴杆211a和211b上的枢转轴Z2、Z2'枢转地旋转；以及传递单元220，其被配置用于通过调整涡轮机叶片110a和110b的角定位(即，桨距角)来在用于将涡轮机叶片110a和110b的迎角(AOA)维持于最佳值的任何给定力矩下用机械方式且自动地将扭矩从控制叶片210a和210b传递至涡轮机总成110的涡轮机叶片110a和110b。

根据图1至图6B中说明的实施方案，控制叶片210a和210b对称地布置在中心轴(在这种情况下是与涡轮机总成110相同的中心轴x)上，控制叶片210a和210b围绕中心轴旋转且使每个控制叶片210a和210b相反地定向，如图1所示，其中其相应上表面和下表面面向相对方向。

根据图1至图6B中说明的实施方案，一组控制叶片210a和210b位于一组涡轮机叶片110a和110b的前方。控制叶片210a和210b的旋转界定的旋转平面y2-z2与涡轮机叶片110a和110b的旋转运动界定的平面y1-z1平行且相距一距离(见图1)。

在此实例中，控制叶片210a和210b具有凹入的截面，但在其它实施方案中，其可具有其它空气动力学或流体动力学配置，这取决于系统要求。

根据一些实施方案，如图1至图6B所示，控制叶片210a和210b的尺寸显著小于涡轮机叶片110a和110b且表面积小于涡轮机叶片110a和110b，以防止其将显著升力或阻力引入至系统100，尤其是但并非排它地针对推进系统。在一些情况下，控制叶片210a/210b与涡轮机叶片110a/110b的跨度(即，长度)之间的比是50％或更大，这意味着每个控制叶片210a/210b是涡轮机叶片110a/110b的长度的一半或更短。控制叶片210a和210b宽度也可较小。

控制叶片210a和210b相对于涡轮机叶片110a和110b的设计和安装使得诸如液体或气体等流体流促使控制叶片210a和210b枢转且相应地改变涡轮机叶片110a和110b的角位置(迎角)。这借助传递单元实现。

根据一些实施方案，如图1、图3至图4和图9A至图9B中所说明，传递单元包括两个齿轮组：第一齿轮组250和第二齿轮组260，彼此经由传递轴220操作地连接，传递轴220被配置用于将由控制叶片210a和210b的枢转引起的扭矩传递至涡轮机叶片110a和110b。这借助通过第一齿轮组旋转的传递轴220b和将旋转传递至第二齿轮组260以用于使涡轮机叶片围绕其枢转轴杆111a和111b枢转而完成。

根据一些实施方案，如图1A、图3至图4和图9A至图9B中所说明，第一齿轮组250包括三个齿轮(即，嵌齿轮)：一对初级(主动)齿轮251、252和次级(从动)齿轮253。第二齿轮组260包括三个齿轮(即，嵌齿轮)：初级(主动)中心齿轮263和两个次级(从动)齿轮261和262。齿轮251和252刚性地连接至相应控制叶片轴杆211a和211b以借此旋转。此外，齿轮251和252中的每个与次级齿轮253啮合以用于其旋转。次级齿轮253刚性地紧固在传递轴220上以用于向其传递扭矩。齿轮261和262刚性地紧固在相应涡轮机叶片枢转轴杆111a和111b上以用于其旋转。此外，齿轮261和262中的每个与初级齿轮263啮合以用于借此旋转。齿轮263刚性地紧固在传递轴220的相对端以用于接收借此传递的扭矩。

因此，通过使控制叶片210a和210b和涡轮机叶片110a和110b移位而将扭矩从控制叶片210a和210b传递至涡轮机叶片110a和110b且借此改变其角位置来实现倾角控制。

控制叶片210a和210b和齿轮组250和260被安装，使得由流体流引起的控制叶片的枢转允许将涡轮机叶片110a和110b维持在最佳AOA，而不管流体流的方向如何。

在图1至图9B中示范的特定实例中，控制叶片210a和210b和涡轮机叶片110a和110b相对于旋转轴x同轴地定位，且因此控制叶片210a和210b感测到的流基本上与其位于涡轮机叶片110a和110b正前方时相同。

根据一些实施方案，如图1A中所说明，轮毂外壳包括前部280、中部160和后部180，后部180刚性地紧固在驱动轴130的一端且因此可借此强制地使轮毂与涡轮机叶片110a和110b一起旋转。

根据一些实施方案，图1A至图9B中说明的涡轮机系统100构成螺旋桨，螺旋桨被配置用于产生推力以用于推进(例如)飞行器，诸如飞机。在这种情况下，提供引擎(未示出)以用于使驱动轴130和轮毂与涡轮机叶片110a和110b一起旋转以用于借此产生推力，其中倾角控制装置200被配置且定位(诸如)以允许自动感测施加至控制叶片110a和110b的气流。此流实际上是作用于控制叶片上的视风。取决于视风的方向，涡轮机叶片110a和110b的当前角位置自动调整以确定并维持最佳AOA，通常是6度。

现在参看图1B，将解释如何相对于轮毂选择涡轮机叶片110a和110b的位置，使得其角度安排将保持不变，而不管螺旋桨装置所暴露于的流体流的方向如何。

如图1B中示意性地示出，涡轮机叶片110a紧固在枢转轴杆111a上而可能围绕其枢转轴Z1、Z1'枢转。枢转轴杆111a位于叶片110a的对接端上，使得叶片的枢转轴将穿过叶片的压力中心PC。借助此提供，因为流体流(例如，视风)而形成的总的空气动力学/流体动力学力向量TAFV/HHFT将穿过枢转轴且因此将不会引起涡轮机叶片110a的枢转。

根据一些实施方案，如图2所示，轮毂可容纳在包封盖190内。

涡轮机系统100且具体地说是倾角控制装置200被设计以在其操作期间从涡轮机总成110的涡轮机叶片110a和110b的旋转实现最大能量效率，且还被配置用于在系统不在操作中时进行顺桨的可能性以便防止阻力。

现在参看图5A至图5C，其示出在三个任选操作条件下的用作螺旋桨系统的涡轮机系统100。

图5A是在空挡旋转模式中自旋时的涡轮机系统100的等距视图，其中没有其它力施加至控制叶片210a和210B，而只有在通过引擎驱动的驱动轴130强制地使涡轮机叶片110a和110B旋转时仅仅通过涡轮机叶片110a和110B的旋转引起的视风。

图5B是涡轮机系统100的等距视图，其中在气流的其它力施加至控制叶片210a和210B时涡轮机叶片110a和110b通过引擎旋转。

因此，控制叶片210a和210B面向由涡轮机叶片110a和110B的电动旋转以及外部环境力两者导致的平均力向量，外部环境力是因为气流形成的且使控制叶片210a和210B的角位置响应于与视风相关联的平均力而改变且改变涡轮机叶片110a和110B的倾角。

图5C是系统100的又进一步配置的等距视图，其中涡轮机叶片处于顺桨模式。由于涡轮机总成110不在自旋-因此仅力向量来自前部(例如，风在涡轮机总成110的中心轴的方向上直接吹)。在这种情形中，控制叶片210a和210b叶片面向前部入射力向量且其迎角作为对其的自然响应而相应地重置。作为响应，涡轮机叶片110a和110B相应地改变其角位置且变成顺桨的。

现在参看图6A至图6B，其示出根据本发明的一些实施方案的用作飞机螺旋桨时的涡轮机系统100，其中涡轮机叶片110a和110b可通过使驱动轴130旋转的电动机构旋转。在图6A中描绘的情形中，不施加外力且施加至控制叶片210a和210B的仅有力是由涡轮机叶片210a和210b的旋转引起的推力。推力由“F1”和四个粗箭头指示。由于力F1的方向垂直于控制叶片210a和210b的旋转轴，因此主推力叶片110a和110b的AOA是最佳的且等于那个值，该值已在操作螺旋桨装置之前提前被设置。控制叶片210a和210b向右转向力且因为其相对地安装在相反方向上，所以作用于这些叶片上的旋转矩彼此抵消。

图6B中示出当外部风流和/或其它力施加至涡轮机叶片110a和110b时通过引擎强制地使涡轮机叶片110a和110b旋转时(例如，飞机开始在跑道上滑行以便起飞)的情形。举例来说，平行于中心旋转轴x的前部力F2因为前部风力而形成。通过控制叶片210a和210b相应地设置涡轮机叶片110a和110b的角位置。传递轴220将控制叶片210a和210b因为施加在上面的力而枢转时产生的扭矩通过轴220传递至涡轮机叶片110a和110b，且这导致涡轮机叶片110a和110b的角位置改变以维持其最佳AOA。

在图1至图7C中说明的实施方案中，仅示出一对控制叶片210a和210b和一对涡轮机叶片110a和110b。然而，可存在任何偶数或奇数数目个任何类型的叶片，这取决于涡轮机系统所嵌入或连接的系统的要求。在任何情况下，控制叶片可对称地布置在其旋转中心上。

在图1至图7C中说明的实施方案中，控制叶片210a和210b定位成距涡轮机叶片110a和110b一距离且位于涡轮机叶片110a和110b前方。然而，控制叶片可(例如)以交替方式同轴地安装在与涡轮机叶片的中心轴相同的平面上，其中每个控制叶片位于两个涡轮机叶片之间。

在图1至图7C中说明的实施方案中，控制叶片210a和210b中的每个的远端边缘与控制叶片的旋转中心的距离基本上小于涡轮机叶片110a和110b中的每个的远端距离与涡轮机叶片110a和110b的旋转中心之间的距离。然而，在一些情况下，此距离可大约相同。

应记住，用于将扭矩从控制叶片传递至涡轮机叶片的其它构件可替代于或外加上文解释的机械构件而使用。此类构件包括电构件、电子构件和能够传递旋转矩的任何其它构件。

现在参看图8A和图8B，其示出根据本发明的其它实施方案的涡轮机系统300，其具有轮毂360、具有涡轮机叶片310a和310b的涡轮机总成，以及具有控制叶片410a和410b的桨距控制装置400，控制叶片410a和410b与涡轮机叶片同轴地布置且相对于其相互旋转轴X₂在相同旋转平面中。

涡轮机叶片和控制叶片以交替方式布置，使得每个控制叶片位于两个涡轮机叶片之间且反过来也一样。涡轮机系统300包括携带齿轮的前部轮毂部分380，齿轮用于将扭矩从控制叶片410a、410b传递至涡轮机叶片310、310b。控制叶片和涡轮机叶片被布置成具有枢转的可能性。这是可能的，因为分别将控制叶片紧固在枢转轴杆412a、412b上且将涡轮机叶片的根部311a、311b紧固在相应枢转轴杆320a、320b上，因而允许改变涡轮机叶片的倾角且因此调整和维持其迎角。轮毂还包括紧固在驱动轴的前端的后部360。

每个叶片310a、310b、410a或410b可围绕其相应枢转轴Za、Za'或Zb、Zb'枢转地旋转。所有叶片都可围绕中心旋转轴X₂旋转

根据一些实施方案，如图8A中所说明，控制叶片410a和410b中的每个分别通过肩部413a和413b连接至其枢转轴杆412a和412b，使得轴杆412a/412b垂直于肩部413a/413b且肩部413a/413b垂直于控制叶片410a/410b。此配置改进在螺旋桨装置的操作期间控制叶片暴露于流体流时形成的动量的传递。

一旦力向量F如图11所示施加至系统300的涡轮机叶片310a和310b和控制叶片410a和410b，其将迫使控制叶片410a和410b围绕其相应枢转轴Zb、Zb'枢转，这又将使涡轮机叶片310a和310b围绕枢转轴Za、Za'枢转。涡轮机叶片的枢转通过传递单元实现，且借助此提供，有可能控制涡轮机叶片的倾角，使得将确定和维持最佳AOA。

参看图8C，传递单元包括由五个齿轮452a、452b、451a、451b和453组成的齿轮组。可见齿轮451a、451b紧固在控制叶片的枢转轴杆412a、412b上且可围绕枢转轴Zb、Zb'旋转。齿轮452a、452b紧固在涡轮机叶片的枢转轴杆320a、320b上且可围绕枢转轴Za、Za'旋转。齿轮453与齿轮452a、452b、451a、451b啮合且在齿轮451a、451b因为轴杆412a、412b的枢转而旋转时被强制地旋转。将此旋转传递至齿轮452a、452b且借助此提供，控制叶片的枢转引起涡轮机叶片310a和310b的枢转。

控制叶片410a和410b与相应枢转轴Zb、Zb'成角度地定位从而与其形成倾角“α”，其中180>α>0。

涡轮机叶片可以可释放地紧固在其相应轴杆320a、320b上，使得每个涡轮机叶片的位置可相对于其枢转轴杆进行调整，如将进一步更详细地解释。

涡轮机叶片以一方式紧固在其枢转轴杆上，使得枢转轴Za、Za'穿过相应叶片的压力中心，且借助此提供，总的空气动力学/流体动力学力向量沿着枢转轴Za、Za'被引导，且因此其角度安排保持不变且涡轮机叶片310a和310b不会或很难产生扭矩。

另一方面，控制叶片410a和410B被安装，使得总的空气动力学/流体动力学力向量施加在其枢转轴之外。

因此，施加在控制叶片410a和410b上的空气动力学或流体动力学力使其在减小涡轮机叶片310a和310b的迎角的方向上枢转。由于流体流作用于控制叶片上，因此旋转动量形成，其改变控制叶片的角位置，直到动量相互补偿为止。控制叶片的枢转通过传递单元450传递至涡轮机叶片，且其角位置变化直到确定和维持恒定AOA为止。此AOA可提前预置为(例如)等于6度。

如图8C所示，传递单元450确保涡轮机叶片以一致方式与控制叶片同时枢转，在这个意义上，涡轮机叶片310as和310b的角位移将与控制叶片在相同方向上且以相同角度同时发生。角位移的量值将仅取决于作用于控制叶片上的流体流的方向。

现在参看图8C，将解释可如何设置涡轮机叶片相对于其枢转轴的位置，使得其枢转轴将穿过相应压力中心，且使得其倾角可设置为期望值。实际上，此设置是在使螺旋桨装置进入操作之前提前执行的。

可见，每个涡轮机叶片的根部311a、311b具备细长槽322a、322b。提供一对固定螺钉321a、321b，其使得能够可释放地连接涡轮机叶片与对应枢转轴杆。借助此提供，当释放螺钉时，涡轮机叶片可沿着槽相对于其枢转轴杆线性地移位且被带到适当位置，其中每个涡轮机叶片的枢转轴穿过其压力中心。此外，控制叶片可分离地紧固在其相应枢转轴杆上，使得其可围绕相应枢转轴杆转动以按期望的迎角倾斜。借助此提供，一旦控制叶片紧固在其枢转轴杆上，其枢转将使涡轮机叶片枢转至角度安排，其中将确定期望的迎角。在设置所需AOA之后，其将由控制装置400明确地维持，这归因于控制叶片相对于涡轮机叶片的恒定的相对角位置。

根据一些实施方案，涡轮机系统300进一步包括用于将涡轮机叶片310a和310b的角位移限于预先选择的限制角的限制机构。

在图9所示的示例性实施方案中，限制机构包括限制器375，其被配置为可释放地连接至涡轮机总成的轮毂380的对接面的杆，使得一旦枢转超过预定义限制角度，限制器375将进一步阻碍涡轮机叶片310a和310b的枢转。所需限制角度可根据涡轮机系统300的特定设计按照经验以及取决于螺旋桨装置的类型而确定。因此，举例来说，如果此螺旋桨装置是风力涡轮机，那么限制角度将被设置用于优化在没有风或有极少风时涡轮机叶片310a和310b开始旋转时的涡轮机叶片310a和310b的AOA。

其它传递机构可用于将扭矩从控制叶片传递至涡轮机叶片，涡轮机叶片可能包括或可能不包括本领域中已知的齿轮。

上述控制装置可用于本领域已知的任何目的，其需要螺旋桨装置(诸如风力涡轮机和各种自推进的运载工具)的倾角控制和控制叶片的配置和其定位可根据特定螺旋桨系统的要求变化。辅助和涡轮机叶片的数目也可变化且可不相等，这取决于本发明的实现方式，且其大小比在一个实现方式与另一实现方式之间也可变化。如上文所提到，控制叶片可(i)与涡轮机叶片的旋转平面同轴地定位且位于涡轮机叶片的旋转平面前方，如图1至图6B所示；(ii)与涡轮机叶片的中心轴非同轴地定位；(iii)或与中心轴同轴地定位且位于与涡轮机叶片相同的旋转平面中，如图8A所示。在控制叶片不位于与涡轮机叶片相同的旋转平面中的情况下，其可位于涡轮机叶片前方、后方或与其成角度地定位，这取决于系统要求和传递单元的配置。

根据本发明的一些实施方案，控制装置还允许在推进装置在操作中时设置和维持对应于所需AOA的涡轮机叶片的预定义角度安排。

现在参看图10，其示意性地说明包括风力发电设备700的螺旋桨装置，风力发电设备700中安装有涡轮机系统100，其充当风力涡轮机系统以用于将风的动能转换为电力的目的。涡轮机系统100经由发动机舱730紧固在塔750上。本发明的桨距控制装置用于调整涡轮机叶片110a和110b的AOA以将其维持于预定义迎角定义的所需角度安排举例来说，为了启动涡轮机100的转子，如果将AOA设置为控制装置200应将涡轮机叶片110a和110b设置到的第一AOA“α1”，诸如13度，那么AOA可以是最佳的，且当涡轮机叶片110a和110b已处于运动中时，其最佳AOA应设置为不同值“α2”，诸如6度。此可通过安装用于限制叶片的最大AOA的止档器(例如，诸如上文已描述的止档器375)来完成。

现在参看图11，其示意性地说明根据本发明的又进一步实施方案的涡轮机系统600。涡轮机系统600包括具有涡轮机叶片610a和610b的涡轮机总成，涡轮机叶片610a和610b连接至轮毂680，轮毂680在旋转轴X2上旋转以及在涡轮机叶片轴Y3、Y3'上枢转。涡轮机系统600的控制装置500与旋转轴X2同轴地定位且定位成距涡轮机叶片110a和110b的旋转平面一距离。控制装置位于涡轮机叶片前方。控制装置500包括两个控制叶片510a和510b，其以枢转方式紧固在对应的控制叶片轴杆511a和511b上诸如以在控制叶片暴露于流体流时相对于枢转轴Y4、Y4'枢转。

控制叶片510a和510b被安装，使得其处于相反位置，在这个意义上翼部51a和51b的上表面和下表面始终面向相对方向。枢转轴通过肩部52a/52b连接至相应控制叶片。

涡轮机系统600的控制装置500还包括基于齿轮的传递单元550，其用于将因为控制叶片510a和510b响应于施加至其的流体流而枢转引起的扭矩用机械方式传递至涡轮机叶片610a和610b。借助此提供，有可能控制其角位置且维持所需的预定义的最佳AOA。

本领域技术人员可进行许多更改和修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，必须理解，已阐述所说明的实施方案仅用于实例的目的，且不应将其看作限制如由以下发明和其各种实施方案和/或由所附权利要求书定义的本发明。举例来说，尽管下文用某些组合阐述权利要求书的元素，但必须明确地理解，本发明包括更少、更多或不同元素的其它组合，该元素在上文中公开甚至是最初未在此类组合中要求。两个元素在要求的组合中进行组合的教导应进一步理解为允许两个元素彼此未组合，而是可单独使用或在其它组合中进行组合的要求的组合。明确地预期本发明的任何公开的元素的删除在本发明的范围内。

本说明书中用来描述本发明和其各种实施方案的词语不仅应在其一般定义的含义方面理解，而且应借助特殊定义将超出一般定义的含义的范围的结构、材料或动作包括在本说明书中。因此，如果元素可在此说明书的上下文中理解为包括一个以上含义，那么其在权利要求书中的使用必须理解为对说明书和词语本身支持的所有可能的含义是通用的。

因此，在本说明书中定义所附权利要求书的词语或元素的定义以不仅包括按字面阐述的元素的组合，而且包括用于以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以获得基本上相同的结果的所有等效结构、材料或动作。因此，在这个意义上，预期两个或更多个元素可等效地取代所附权利要求书中的元素中的任一个，或单个元素可取代权利要求书中的两个或更多个元素。尽管上文可将元素描述为在某些组合中起作用且甚至最初如此要求，但应明确地理解，在一些情况下要求的组合中的一个或多个元素可从该组合删除，且要求的组合可涉及子组合或子组合的变化。

明确地预期本领域技术人员观察的、未知的或稍后设计的要求的主题的非实质改变等效地在权利要求书的范围内。因此，将本领域技术人员现在或稍后知道的明显的取代定义为在所定义的元素的范围内。

因此应将权利要求书理解为包括具体地说明且在上文描述的内容、概念上等效的内容、可明显地取代的内容以及基本上并入有本发明的基本想法的内容。

尽管已详细描述本发明，但不脱离本发明的教导的改变和修改对本领域技术人员来说将为显而易见的。此类改变和修改视为在本发明和所附权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种用于控制螺旋桨装置的涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片可围绕旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转地移位，所述装置包括：

a)一组控制叶片，其与所述涡轮机叶片连接且在螺旋桨装置暴露于流体流时可围绕其相应枢转轴枢转地移位；以及

b)传递单元，其被配置用于将所述控制叶片的枢转移位传递至所述涡轮机叶片，使得涡轮机叶片可通过所述控制叶片经由所述传递单元相对于其枢转轴枢转，其中所述涡轮机叶片的枢转与所述控制叶片的枢转同时发生，其中所述控制叶片的所述布置使得所述涡轮机叶片的迎角由所述控制叶片自动设置和维持，而不管所述流体流的方向如何。

2.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述一组控制叶片包括至少两个控制叶片，所述控制叶片相对于所述旋转轴对称地且相对地安置。

3.如权利要求2所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述控制叶片由上表面和下表面界定，且所述控制叶片相对于所述旋转轴安置，使得一个控制叶片的所述上表面和相对控制叶片的所述下表面面向相同方向，而所述第二控制叶片的所述下表面和所述上表面面向相对方向。

4.如权利要求2所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述控制叶片相对于所述旋转轴定位，使得所述控制叶片将枢转直到因为所述流体流而形成的和施加至所述控制叶片的相应旋转矩相互补偿为止。

5.如权利要求4所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述装置控制两个涡轮机叶片，所述涡轮机叶片中的每个紧固至枢转轴杆且相对于所述枢转轴杆安置，使得所述涡轮机叶片的枢转轴穿过所述涡轮机叶片的压力中心，所述布置使得通过所述控制叶片经由所述传递单元设置的所述涡轮机叶片的角度安排保持不变，而不管所述流体流的方向如何。

6.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片可分离地紧固在其对应的枢转轴杆上，使得每个涡轮机叶片相对于其枢转轴杆的位置可调整。

7.如权利要求1至6所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片相对于所述控制叶片的相对角位置可调整。

8.如权利要求7所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片的相对角位置的所述调整包括将所述涡轮机叶片设置于期望的迎角。

9.如权利要求8所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述迎角是6度。

10.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片和所述控制叶片可围绕相同的旋转轴在相同的平面内旋转。

11.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片和所述控制叶片可围绕所述旋转轴在不同的平面内旋转。

12.如权利要求11所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述传递单元包括第一组齿轮、第二组齿轮和传递轴。

13.如权利要求12所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述第一组齿轮包括：初级齿轮，其中每个刚性地紧固在相应控制叶片的枢转轴杆上；次级齿轮，其紧固在所述传递轴的一端，且所述第二组齿轮包括：初级齿轮，其刚性地紧固在所述传递轴的相对端，所述初级齿轮与次级齿轮啮合，每个次级齿轮刚性地紧固在相应涡轮机叶片的枢转轴杆上，所述布置使得所述控制叶片的枢转导致所述涡轮机叶片在相同方向上且以相同程度同时枢转。

14.如权利要求11所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述传递单元包括：初级齿轮，每个初级齿轮刚性地紧固在相应控制叶片的所述枢转轴杆上；中间齿轮，其与所述初级齿轮啮合且与次级齿轮啮合，每个次级齿轮刚性地紧固在相应涡轮机叶片的所述枢转轴杆上，所述布置使得所述控制叶片的枢转导致所述涡轮机叶片在相同方向上且以相同程度同时枢转。

15.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述控制叶片被配置和设计尺寸以使得其小于所述涡轮机叶片。

16.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其包括所述涡轮机叶片的枢转的限制器。

17.如权利要求16所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其进一步包括适于携载所述控制叶片和所述涡轮机叶片的轮毂，其中所述限制器被配置为可释放地紧固在所述轮毂的对接端上的杆。

18.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述螺旋桨装置是选自由以下组成的组：风力涡轮机、水力涡轮机、飞机、涡轮喷气飞机、直升机、轮船、潜水艇、鱼雷、摩托艇、飞艇、涡轮泵和涡轮压缩机。

19.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片的枢转在与所述控制叶片相同的方向上且以与其相同的枢转角发生。

20.如权利要求1所述的用于控制涡轮机叶片的角位置的装置，其中所述涡轮机叶片中的每个的压力中心(PC)位于其所述枢转轴上，且所述控制叶片的压力中心(PC)与其枢转轴偏移。

21.一种用于响应于施加在涡轮机叶片上的流体流而控制所述涡轮机叶片的角位置的螺旋桨装置，所述螺旋桨装置包括：

a)一组涡轮机叶片，其可围绕旋转轴旋转且可围绕其相应枢转轴枢转地移位；

b)一组控制叶片，其与所述涡轮机叶片连接且在螺旋桨装置暴露于流体流时可围绕相应枢转轴枢转地移位；以及

c)传递单元，其被配置用于将所述控制叶片的枢转移位传递至所述涡轮机叶片，使得涡轮机叶片可通过所述控制叶片经由所述传递单元相对于其枢转轴枢转，而所述涡轮机叶片的枢转与所述控制叶片的枢转同时发生，其中所述控制叶片的所述布置使得所述涡轮机叶片的迎角由所述控制叶片自动设置和维持，而不管所述流体流的方向如何。