CN113557357B - 风力涡轮机 - Google Patents
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Abstract
一种涡轮机，包括至少一个叶片(1)，该至少一个叶片(1)包括：‑叶片(1)中的至少一个抽吸导管(11)，该至少一个抽吸导管具有用于流体的至少一个入口开口(13)，该至少一个叶片(1)可以浸入该流体中；‑叶片(1)中的至少一个输送导管(12)，该至少一个输送导管具有用于流体的至少一个出口开口(14)；其中至少一个抽吸导管(11)和至少一个输送导管(12)彼此连接；并且其中涡轮机包括抽吸装置(21)，该抽吸装置适于产生从至少一个抽吸导管(11)到至少一个输送导管(12)的流体流；其中所述至少一个入口开口(13)和所述至少一个出口开口(14)彼此面对。
Description
发明领域
本发明涉及涡轮机，例如风力涡轮机或水力涡轮机。特别地，本发明涉及优化涡轮机的叶片。
背景技术
涡轮机是流体原动机，包括固定部件(例如定子和分配器)，以及可移动部件(例如转子)。转子包括被称为叶片的一个或更多个成形元件。转子，也称为叶轮，是借助于在旋转表面上做功而从流体中提取能量的元件。
水平型轴线或垂直型轴线的风力涡轮机是涡轮机的一个示例。
叶片是涡轮机的基本元件，并且从各种角度来看，叶片的优化可以带来显著的益处。
涡轮机(特别是风力涡轮机)的设计者的目标，包括：减小叶片的翼表面；减轻叶片的重量；降低由涡轮机产生的噪音和振动，特别是由于可移动部件的旋转和所述可移动部件与流体的相互作用两者所导致的；改进涡轮机的启动；以及在不同于涡轮机的最大效率点的条件下的性能的改善。
迄今为止，为了实现这样的目标，设计者通常针对叶片的外部几何形状或制造叶片的材料。
然而，叶片的空气动力学优化水平却特别地还不完全令人满意，普遍认为需要克服现有技术的限制。
发明概述
本发明的目标是制造一种设置有至少一个叶片的涡轮机，该涡轮机允许性能相对于已知的涡轮机得到提高。
本发明的另一个目标是制造一种涡轮机，该涡轮机允许获得对叶片或翼型上的边界层的主动控制。
借助于涡轮机，本发明实现了这样的目标中的至少一个以及根据本说明书将变得明显的其他目标，该涡轮机包括至少一个叶片，该至少一个叶片包括：
-叶片中的至少一个抽吸导管，该至少一个抽吸导管具有用于流体的至少一个入口开口，至少一个叶片可以浸入该流体中；
-叶片中的至少一个输送导管，该至少一个输送导管具有用于流体的至少一个出口开口；
其中至少一个抽吸导管和至少一个输送导管彼此连接；
其中涡轮机包括抽吸装置，该抽吸装置适于产生从至少一个抽吸导管到至少一个输送导管的流体流，优选地，其中所述至少一个叶片包括第一外部面和与第一外部面相对的第二外部面；
优选地，其中所述至少一个入口开口和所述至少一个出口开口位于所述第一外部面处；
并且优选地，其中所述至少一个入口开口和所述至少一个出口开口彼此面对。
有利的是，通过特别地设置所述至少一个入口开口和所述至少一个出口开口位于叶片的同一外部面处并且它们彼此面对，围绕翼型的至少一部分的流体循环的增加被特别地优化，因此允许升力显著增加并且叶片的空气动力阻力显著减小。
可选地，在所有实施例中，涡轮机包括适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片的流体的热调节装置。
特别是，所述至少一个入口开口和所述至少一个出口开口彼此不同。
入口开口优选地靠近至少一个叶片的后缘且远离前缘；并且出口开口靠近前缘且远离后缘，或反之亦然。
例如，入口开口可以基本上位于后缘处并且出口开口可以基本上位于前缘处，或反之亦然。
可选地，在所有实施例中，涡轮机包括控制系统，该控制系统被配置成根据与涡轮机的运行相关的一个或更多个物理量来控制供应给抽吸装置和/或热调节装置(当提供时)的功率。
有利地，通过启动抽吸装置，在叶片的表面上建立至少一个流体流。
特别地，流体流，例如空气流，离开输送开口，根据抽吸装置的启动状态(开/关)，该流体流可以是连续流或间歇流。
同时，流体通过入口开口被吸入，该流体首先进入抽吸导管中，并且然后被输送到输送导管中，流体从该输送导管离开。
抽吸装置可以是例如泵、压缩机或风扇。抽吸装置适于提高进入流的压力和/或速度，并将该进入流传送到输送导管中。
涡轮机，特别是叶片，优选地被配置成使得通过出口开口吹出的质量流的量等于或基本上等于通过入口开口抽吸的质量流的量。
在叶片的表面上产生的至少一股流体流允许改变叶片的表面上的边界层。
有利的是，本发明特别允许获得对边界层的主动控制。
更详细地说，“主动控制”意指对边界层的改变或控制可以通过以下两者来实现：根据需要启动和停用抽吸装置以及通过调节由抽吸装置产生的流量(例如从关闭通风装置的最小值调节到对应于通过抽吸装置可获得的最大流量的最大值)，并且可选地通过调节通过热调节装置(当提供时)增加或减少的热量，例如从热调节装置关闭时的最小值调节到对应于形成叶片的材料能够承受的最大或最小温度的最大值。
本发明允许通过增加流体在翼型的至少一部分的周围的循环和延迟空气动力失速来显著增加升力和显著降低叶片(也称为翼型)的空气动力阻力。
本发明特别地允许翼型的升力系数(CL)的最大值增加，而且超过了理论极限。这样的增加可以特别地获得，因为失速在较大的迎角下被延迟。有利的是，可获得的最大值CL(CL,max)可以超过史密斯理论(Smith Theory)的极限值，根据该理论，浸入在不可压缩势流中的翼型在迎角等于90°时产生CL,max＝π(1+t/c)，其中t是翼型的厚度，并且c是所述翼型的弦。
此外，本发明还允许减小阻力系数(CD)的最小值。在叶片的表面上产生的至少一股流特别地引起向前的推力，还抵消摩擦力，直到获得负的CD。
至少一个叶片优选地包括多个所述抽吸导管，多个所述抽吸导管彼此不同，每个抽吸导管设置有至少一个相应的入口开口；和/或多个所述输送导管，多个所述输送导管彼此不同，每个输送导管设置有至少一个相应的出口开口；
其中每个抽吸导管连接到至少一个输送导管；
并且其中提供了抽吸装置，该抽吸装置适于产生从每个抽吸导管到与其连接的至少一个输送导管的流体流。
优选地，所述多个抽吸导管中的至少一个抽吸导管连接到所述多个输送导管中的两个或更多个输送导管；和/或所述多个抽吸导管中的至少两个抽吸导管连接到所述多个输送导管中的同一输送导管。
因此，有利的是，沿着叶片的长度有不同的且独立的系统，从而可以单独地控制各段叶片。
本发明的另外的优点如下所述：
-减小了翼表面：CL的增加允许翼表面减小，在流体的渐近速度相同的条件下且在转子的转速相同的条件下，在轮毂上获得相同的动量；
-减轻了叶片的重量：翼表面的减小导致叶片重量的减轻，这是制造大型风力涡轮机的最大问题之一；
-降低转速的可能性：根据本发明的涡轮机相对于已知的涡轮机需要较低的转速，具有较低的离心力，流体和提取功率的渐近速度条件相等；
-降低了噪音：由于较低的转速和较小的翼表面，根据本发明的风力涡轮机相对于已知的涡轮机产生较少的噪音，提取功率相等；
-减少或消除了翼型的升力曲线的滞后现象：已知的涡轮机(例如已知的风力涡轮机)的翼型(其受到按特征频率随着时间可变的迎角)显示出升力曲线的滞后现象。这意味着从角度α1到角度α2(其中α2>α1)的曲线CL-迎角不同于从角度α2回到角度α1的曲线CL-迎角。相反，根据本发明的涡轮机可以减少或消除这种现象，这种现象可能导致涡轮机中的振动问题；
-减少了与湍流和边界层的分离相关联的振动：根据本发明的涡轮机允许边界层稳定，显著降低了边界层与翼型分离的风险，并因此降低了对涡轮机结构施加压力的升力和阻力波动；
-优化了涡轮机(例如风力涡轮机)的启动：有时已知的风力涡轮机需要启动马达来启动旋转。替代地，根据本发明的涡轮机，例如风力涡轮机，还可以通过抽吸装置的启动而以非常低或零风速旋转，从而消除了对强力启动马达的需要。实际上，升力的增加导致涡轮机轮毂上的动量增加，并因此导致启动涡轮机(例如风力涡轮机)所需的最小风速降低。此外，在至少一个叶片的表面上产生的空气射流提供向前的推力，流体的渐近速度也等于零。通过方便地调整叶片的角度，因此也可以在无风的情况下在根据本发明的涡轮机(例如风力涡轮机)上施加旋转；
-在各种条件下就涡轮机(例如风力涡轮机)的最大效率而言提高了性能。已知的涡轮机，例如风力涡轮机，被设计成仅具有风力的最大提取效率的一个点。这样的点导致由转子的几何形状预设的风和转速，在此之外提取效率较低。替代地，根据本发明的涡轮机(例如风力涡轮机)相对于已知的涡轮机(例如风力涡轮机)允许提高性能，特别是允许还在最大效率点之外提取更多的功率。例如，通过(例如借助于控制系统)调节抽吸装置和/或热调节装置的功率，可以从根本上改变翼型的空气动力学特征。特别地，当风力条件改变时，可以通过改变转速、叶片的桨距角(或迎角)以及抽吸装置和/或热调节装置(当提供时)的功率来追求风力的最大能量提取条件。
根据非排他性实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将更加明显。
从属权利要求描述了本发明的特定的实施例。
附图简述
在本发明的描述中，参考了附图，附图通过非限制性示例提供，在附图中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的涡轮机的一部分的俯视图；
图2示出了图1的放大的细节；
图3示出了图1中的涡轮机的截面A-A的视图；
图4示出了图1中的涡轮机的一部分的截面透视图，其中示出了某些内部部件；
图5示出了图1中的涡轮机的一部分的截面的俯视平面图；
图6示出了图5的放大的细节，特别是图3中指示的截面B-B；
图7示出了根据第二实施例的涡轮机的一部分的俯视平面截面图；
图8示出了图7的放大的细节；
图9示出了图7中的涡轮机的一部分的截面透视图，其中示出了某些内部部件；
图10示出了根据第三实施例的涡轮机的一部分的截面透视图；
图11示出了图10中的涡轮机的一部分的截面透视图，其中示出了某些内部部件；
图12示出了根据第四实施例的涡轮机的一部分的截面透视图，其中示出了某些内部部件；
图13示出了根据第五实施例的涡轮机的一部分的透视图；
图14示意性地示出了根据本发明的涡轮机的部件的特定示例；
图15示出了根据本发明的涡轮机的控制方法的示例的图。
相同的元件或部件，或者相互类似的元件或部件，具有相同的参考数字。
发明的实施例的描述
在所有实施例中，根据本发明的涡轮机包括至少一个叶片1，该叶片1优选地界定纵向轴线X，并且叶片1包括叶片1内的至少一个抽吸导管11，该抽吸导管11具有用于流体的至少一个入口开口13，该至少一个叶片1被浸入该流体中；以及叶片1内的至少一个输送导管12，该至少一个输送导管12具有用于流体的至少一个出口开口14。叶片还用了参考数字101、201、301和401来指示，并且叶片的纵向轴线还用了参考数字X’来指示。
抽吸导管11和输送导管12彼此连接。特别地，抽吸导管11和输送导管12彼此连接，使得流体能够从抽吸导管11流到输送导管12。
涡轮机包括适于产生从抽吸导管11到输送导管12的流体流的装置，特别是抽吸装置21。
特别地，抽吸装置21被布置成产生流体流，该流体流依次从入口开口13进入、穿过抽吸导管11、穿过输送导管12并从出口开口14离开，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图10和图12所示的。
抽吸装置21优选地包括一个或更多个抽吸设备，用于叶片1所配备的每对抽吸导管和输送导管。
每个抽吸设备优选地是压缩机或泵或风扇或其他类似设备，或者包括压缩机或泵或风扇或其他类似设备。典型地，但不排他地，抽吸设备包括流体可以通过其进入的入口开口和流体可以通过其离开的出口开口。
抽吸装置21优选地布置在叶片1内部和/或布置在涡轮机的不同于叶片1的结构中，例如轴或轮毂或柱，这将在后面进一步描述。
优选地，出口开口14相对于叶片1的旋转方向布置在前面，并且入口开口13相对于叶片1的旋转方向布置在后面。
优选地，输送导管12相对于叶片1的旋转方向布置在前面，并且抽吸导管11相对于叶片1的旋转方向布置在后面。
抽吸导管或通道11和输送导管或通道12优选地由叶片1的相应内壁限定，并且至少部分地，例如完全地，在叶片1中延伸。
例如如图3所示，优选地，限定抽吸导管11的叶片1的内壁包括弯曲部分153，该弯曲部分153优选地具有面向叶片1的内部的凹面，该凹面优选地朝向叶片1的纵向轴线X。类似地，优选的是，限定输送导管12的内壁包括弯曲部分163，该弯曲部分163优选地具有面向叶片1的内部的凹面，该凹面优选地朝向叶片1的纵向轴线X。
具体参考图4至图9，优选地，抽吸导管11包括延伸部(stretch)111，该延伸部111连接到输送导管12的延伸部112。在实施例中，导管的所述延伸部还用参考数字311和312来指示。
注意，抽吸导管11和输送导管12可以在几个不同的区域中彼此连接。例如，如图7和图8所示，可以提供两个或更多个延伸部111，并且优选地提供对应数量的延伸部112。
举例来说，每个延伸部111可以通过抽吸装置21连接到相应的延伸部112；或者每个延伸部111和相应的延伸部112可以彼此连接，以便形成例如一段导管，并且抽吸装置21可以布置在由每个延伸部111和相应的延伸部112形成的该段导管中。注意，抽吸导管11和输送导管12也可以通过抽吸装置21彼此直接连接，特别是在没有延伸部111、112的情况下。
一个或更多个抽吸导管11和一个或更多个输送导管12之间的连接也可以通过本领域技术人员可以根据本说明书容易确定的其他方法来获得。例如，两个抽吸导管11可以通过两个或更多个延伸部111连接到同一抽吸装置21，该抽吸装置21与一个或更多个输送导管12的一个或更多个延伸部112连通。
延伸部111、112优选地在叶片1内，如图4、图6、图8和图9所示；或者延伸部311、312可以在叶片301的外部(图12)。
延伸部111、112优选地相对于叶片1的纵向轴线X横向延伸，例如，相对于叶片1的纵向轴线X正交地延伸。
优选地，每个延伸部111相对于抽吸导管11的剩余部分横向延伸，并且每个延伸部112相对于输送导管12的剩余部分横向延伸。
叶片1优选地包括第一外部面18和与第一外部面18相对的第二外部面19。
第一外部面18和第二外部面19优选地是叶片1的具有最大表面延伸范围的两个面。
第一外部面18例如是叶片1的吸力侧，并且第二外部面19例如是叶片1的压力侧。
入口开口13优选地位于第一外部面18或第二外部面19处；并且出口开口14位于第一外部面18或第二外部面19处。
入口开口13和出口开口14优选地位于同一外部面处，例如位于第一外部面18处，如图1、图2、图3、图4、图9、图10、图11、图12和图13所示，或者位于第二外部面19处。
入口开口13和出口开口14优选地相对于由叶片1界定的轴线彼此相对，所述轴线优选地是叶片1的纵向轴线X。当提供多于一个的入口开口13和多于一个的出口开口14时，每个入口开口13优选地与相应的出口开口14相对，特别是相对于由叶片1界定的轴线，所述轴线优选地是叶片1的纵向轴线X。
特别地，入口开口13和出口开口14优选地彼此面对。当提供多于一个的入口开口13和多于一个的出口开口14时，每个入口开口13面向相应的出口开口14。
具体参考图3，入口开口13优选地部分由第一外部面18(或由第二外部面19)限定，并且部分由叶片1的侧部部分15的端部152(或端部边缘)限定。端部152面向第一外部面18，并与第一外部面18间隔开。
距离“d1”，特别是第一外部面18和端部152之间的最小距离，优选地在翼弦的长度的0.1％和10％之间，这在下面定义。
出口开口14优选地部分由第一外部面18(或由第二外部面19)限定，并且部分由叶片1的另一侧部部分16的端部162(或端部边缘)限定。端部162面向第一外部面18，并与第一外部面18间隔开。
距离“d2”，特别是第一外部面18和端部162之间的最小距离，优选地在翼弦的长度的0.1％和10％之间。
距离d1优选地大于或等于距离d2。
优选地，入口开口13和出口开口14基本上是狭缝。
优选地，入口开口13沿着纵向轴线X的长度大于、优选地远大于距离d1；并且出口开口14沿着纵向轴线X的长度大于、优选地远大于距离d2。
入口开口13和出口开口14优选地基本上延伸叶片1的整个长度或部分长度。
叶片1的纵向端部优选地是封闭的，特别是这些纵向端部没有开口。
叶片1的侧部部分15和侧部部分16彼此相对，例如与纵向轴线X相对。
侧部部分15包括外侧边缘151，并且侧部部分16包括外侧边缘161。侧边缘161与侧边缘151相对，例如与纵向轴线X相对。
优选地，外侧边缘161被称为“前缘”，并且外侧边缘151被称为“后缘”。
前缘161和后缘151之间的最小距离称为“翼弦”或“弦”。
前缘161和后缘151相对于叶片1的旋转方向分别布置在前方和后方。
入口开口13和出口开口14优选地布置在前缘161和后缘151之间。
优选地，入口开口13靠近后缘151且远离前缘161；并且出口开口14靠近前缘161且远离后缘151。
入口开口13优选地布置在距后缘151一定距离处，该距离在弦的长度的25％和90％之间。
出口开口14优选地布置在距前缘161一定距离处，该距离小于或等于弦的长度的80％。
可选地，入口开口13可以具有一个或更多个缺口。换句话说，可以提供两个或更多个不同的入口开口，它们与同一抽吸导管11连通。
类似地，可选地，出口开口14可以具有一个或更多个缺口。换句话说，可以提供两个或更多个不同的出口开口，它们与同一输送导管12连通。
注意，涡轮机也可以包括具有上述特征的多于一个的叶片1。
特别地，优选的是，叶片1彼此相同或基本上相同。
在所有实施例中，叶片1浸入其中的流体，即包围叶片1的流体，优选地是空气。例如，涡轮机可以是风力涡轮机。
可替代地，叶片1浸入其中的流体可以是液体，例如水。例如，涡轮机可以是水力涡轮机。
在图1至图6中所示的第一特定实施例中，涡轮机优选地包括三个叶片1，这些叶片紧固到适于围绕旋转轴线旋转的同一轮毂41。
旋转轴线优选地横向于、优选地正交于每个叶片1的纵向轴线X。
每个叶片1的纵向轴线X优选地彼此成大约120°布置。
每个叶片1优选地包括设置有入口开口13的抽吸导管11和设置有出口开口14的输送导管12。
抽吸导管11的延伸部111连接到输送导管12的延伸部112。
延伸部111和延伸部112可以根据上述方法彼此连接；特别地，延伸部111可以通过抽吸装置21连接到延伸部112；或者延伸部111和延伸部112可以彼此连接，以便形成例如一段导管，并且抽吸装置21可以布置在由延伸部111和延伸部112形成的该段导管中。
延伸部111、112在相应的叶片1中延伸，并且抽吸装置21布置在相应的叶片1中。
在图7至图9中所示的第二特定实施例中，每个叶片101包括多个所述抽吸导管11，这些抽吸导管彼此不同，每个抽吸导管设置有至少一个相应的入口开口13；以及多个所述输送导管12，这些输送导管彼此不同，每个输送导管设置有至少一个相应的出口开口14。
特别地，每对抽吸导管和输送导管彼此独立，并且对之间通过一个或更多个分隔壁122彼此分开。
每个抽吸导管11连接到相应的输送导管12。
在叶片101中设置有抽吸装置21，抽吸装置21适于产生从每个抽吸导管11到每个输送导管12的流体流。特别地，为每对抽吸导管和输送导管提供抽吸装置21。
在第一实施例和第二实施例中，涡轮机优选地是水平轴线型的涡轮机。
第三特定实施例(图10和图11)示出了垂直轴线型的涡轮机的示例。
该涡轮机特别地包括轴51，轴51适于围绕旋转轴线R特别地垂直旋转轴线旋转，优选地正交于流体的渐近速度的方向。
涡轮机包括至少一个叶片201，叶片201通过臂52、53(例如两个臂)一体地紧固到轴51。
叶片201的纵向轴线X’平行于或基本上平行于旋转轴线R。
优选地，抽吸导管11和输送导管12通过抽吸装置21彼此连接，特别是直接彼此连接。注意，上述横向延伸部111、112是可选的。
抽吸装置21布置在叶片201中，特别地布置在抽吸导管11和输送导管12之间。
第四实施例(图12)示出了垂直轴线型的涡轮机的另一个示例，其中叶片301的纵向轴线X’平行于或基本平行于旋转轴线。
在本例中，与第三实施例不同的是，抽吸装置21布置在涡轮机的不同于叶片301的结构中。
抽吸装置21特别地布置在轴71中，轴71适于围绕旋转轴线R旋转，叶片301通过臂72、73紧固到轴71。例如，抽吸装置21可以布置在壳体75中，壳体75优选地布置在轴71的基部处。
优选地，在该实施例中，抽吸装置21包括抽吸设备，该抽吸设备是压缩机或泵或包括压缩机或泵。抽吸设备包括流体可以通过其进入的入口开口和流体可以通过其离开的出口开口。
仅作为示例，可以提供抽吸导管11的延伸部311，该延伸部311在其中的一个臂73中延伸并且在轴71中延伸直到到达抽吸装置21。延伸部311连接到抽吸装置21的入口开口。
类似地，可以提供输送导管12的延伸部312，该延伸部312在臂73中延伸并且在轴71中延伸直到到达抽吸装置21。延伸部312连接到抽吸装置21的出口开口。
因此，与其他实施例一样，抽吸装置21可以产生从抽吸导管11到输送导管12的流体流。
图13示出了垂直轴线涡轮机的另一个示例。除了叶片401的形状(即几何形状)之外，涡轮机的其他特征可以等于或基本上等于第三实施例或第四实施例的特征。提供这个示例特别是为了向熟练的专家表明，本发明适用于各种形状的叶片，或各种形状的涡轮机的叶片。
可选地，在所有实施例中，涡轮机包括热调节装置211(图14)，其适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片1(特别是从抽吸导管11到输送导管12)的流体。
热调节装置211特别地适于升高和/或降低流体的整体温度。
热调节装置211可以例如包括电阻器、热交换器或燃烧器。
可以提供例如加热装置，诸如，例如电阻器、热交换器或燃烧器，和/或可以提供冷却装置，诸如，例如热交换器。
热调节装置211布置在涡轮机中，优选地布置在叶片1中。
热调节装置211可以例如集成在抽吸装置21’中，例如如图14中示意性示出的，或者热调节装置211可以相对于抽吸装置顺序布置，具体地相对于从至少一个抽吸导管11到至少一个输送导管12的流体流的方向，布置在抽吸装置之前或之后；或者相对于抽吸装置21’并行布置。
可选地，在所有实施例中，涡轮机包括控制系统，该控制系统被配置成根据与涡轮机的运行相关联的一个或更多个物理量来控制供应给抽吸装置和/或热调节装置(当提供时)的功率。
仅作为非限制性示例，所述物理量可以是风速和/或风向和/或由涡轮机产生的功率和/或叶片的桨距设定和/或大气压力和/或大气温度和/或转子的位置和/或转子的转速和/或其他可测量的量，这些物理量可用于确定涡轮机和风的状态。
根据这些测量，控制方法建立了对抽吸装置和/或热调节装置的充分控制。
参考图15，下面描述了借助于所述控制方法的根据本发明的涡轮机的控制方法的示例。
控制方法包括以下步骤：
a)测量涡轮机的运行条件，特别是通过测量一个或更多个前述物理量(框15a)；
b)根据测量的一个或更多个前述物理量来确定待供应给抽吸装置和/或热调节装置(当提供时)的功率(框15b)。这样的功能可以例如被存储在单独叶片的或整个涡轮机的自主控制系统中，或者存储在外部系统上，外部系统例如为能够同时向各种涡轮机发送控制的控制器。
所供应的功率量可以根据事先执行的测试或模拟结果来先验地建立，或者可以用于达到一个或更多个可测量的目标，例如涡轮机的功率、转子的推力、转子的振动等。作为非限制性示例，控制功能可以提供一种算法，该算法具有的目的是最大化由涡轮机产生的功率，这通过改变所供应的功率直到达到这样的最大值并被稳定来实现。有利地，这样的控制可以具有使叶片振动最小化的目的，以便减少由疲劳引起的结构损坏并延长叶片的寿命。
在步骤b)之后，即在确定了要供应的功率量之后，可以在步骤c)中方便地将功率供应给抽吸装置和/或热调节装置(框15c)。
优选地，在预定时间段之后，在步骤c)之后，从步骤a)开始再次执行循环。
Claims (47)
1.一种涡轮机，包括至少一个叶片(1)，所述至少一个叶片(1)包括：
所述叶片(1)中的至少一个抽吸导管(11)，所述至少一个抽吸导管(11)具有用于流体的至少一个入口开口(13)，所述至少一个叶片(1)能够浸入所述流体中；
所述叶片(1)中的至少一个输送导管(12)，所述至少一个输送导管(12)具有用于所述流体的至少一个出口开口(14)；
其中所述至少一个抽吸导管(11)和所述至少一个输送导管(12)彼此连接；
其中所述涡轮机包括抽吸装置(21)，所述抽吸装置(21)适于产生从所述至少一个抽吸导管(11)到所述至少一个输送导管(12)的流体流；
其中所述至少一个叶片(1)包括第一外部面(18)和与所述第一外部面(18)相对的第二外部面(19)；
其中所述至少一个入口开口(13)和所述至少一个出口开口(14)位于所述第一外部面(18)处；
并且其中所述至少一个入口开口(13)和所述至少一个出口开口(14)彼此面对。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述至少一个入口开口(13)和所述至少一个出口开口(14)相对于由所述至少一个叶片(1)界定的轴线彼此相对。
3.根据权利要求2所述的涡轮机，其中，所述轴线是所述至少一个叶片(1)的纵向轴线(X)。
4.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述至少一个叶片(1)包括：多个抽吸导管(11)，多个抽吸导管彼此不同，每个抽吸导管设置有至少一个相应的入口开口(13)；和/或多个输送导管(12)，多个输送导管彼此不同，每个输送导管设置有至少一个相应的出口开口(14)；
其中每个抽吸导管(11)连接到至少一个输送导管(12)；
并且其中设置了抽吸装置(21)，所述抽吸装置(21)适于产生从每个抽吸导管(11)到连接到每个抽吸导管的所述至少一个输送导管(12)的流体流。
5.根据权利要求2所述的涡轮机，其中，所述至少一个叶片(1)包括：多个抽吸导管(11)，多个抽吸导管彼此不同，每个抽吸导管设置有至少一个相应的入口开口(13)；和/或多个输送导管(12)，多个输送导管彼此不同，每个输送导管设置有至少一个相应的出口开口(14)；
其中每个抽吸导管(11)连接到至少一个输送导管(12)；
并且其中设置了抽吸装置(21)，所述抽吸装置(21)适于产生从每个抽吸导管(11)到连接到每个抽吸导管的所述至少一个输送导管(12)的流体流。
6.根据权利要求3所述的涡轮机，其中，所述至少一个叶片(1)包括：多个抽吸导管(11)，多个抽吸导管彼此不同，每个抽吸导管设置有至少一个相应的入口开口(13)；和/或多个输送导管(12)，多个输送导管彼此不同，每个输送导管设置有至少一个相应的出口开口(14)；
其中每个抽吸导管(11)连接到至少一个输送导管(12)；
并且其中设置了抽吸装置(21)，所述抽吸装置(21)适于产生从每个抽吸导管(11)到连接到每个抽吸导管的所述至少一个输送导管(12)的流体流。
7.根据权利要求4所述的涡轮机，其中，所述多个抽吸导管(11)中的至少一个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的两个或更多个输送导管(12)；和/或所述多个抽吸导管(11)中的至少两个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的同一个输送导管(12)。
8.根据权利要求5所述的涡轮机，其中，所述多个抽吸导管(11)中的至少一个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的两个或更多个输送导管(12)；和/或所述多个抽吸导管(11)中的至少两个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的同一个输送导管(12)。
9.根据权利要求6所述的涡轮机，其中，所述多个抽吸导管(11)中的至少一个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的两个或更多个输送导管(12)；和/或所述多个抽吸导管(11)中的至少两个抽吸导管(11)连接到所述多个输送导管(12)中的同一个输送导管(12)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的涡轮机，其中，所述抽吸装置(21)包括一个或更多个抽吸设备。
11.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，所述抽吸装置(21)包括用于每对抽吸导管(11)和输送导管(12)的一个或更多个抽吸设备。
12.根据权利要求11所述的涡轮机，其中，每个抽吸设备包括压缩机或泵或风扇，或者由压缩机或泵或风扇组成。
13.根据权利要求1-9和11中任一项所述的涡轮机，其中，所述抽吸装置(21)布置在所述至少一个叶片(1)中和/或布置在所述涡轮机的不同于所述至少一个叶片(1)的结构中。
14.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，所述抽吸装置(21)布置在所述至少一个叶片(1)中和/或布置在所述涡轮机的不同于所述至少一个叶片(1)的结构中。
15.根据权利要求12所述的涡轮机，其中，所述抽吸装置(21)布置在所述至少一个叶片(1)中和/或布置在所述涡轮机的不同于所述至少一个叶片(1)的结构中。
16.根据权利要求13所述的涡轮机，包括适于围绕旋转轴线(R)旋转的轴(71)；其中所述至少一个叶片(1)紧固到所述轴(71)。
17.根据权利要求14或15所述的涡轮机，包括适于围绕旋转轴线(R)旋转的轴(71)；其中所述至少一个叶片(1)紧固到所述轴(71)。
18.根据权利要求16所述的涡轮机，其中，所述结构是所述轴(71)或轮毂(41)，所述至少一个叶片(1)紧固到所述轴(71)或所述轮毂(41)。
19.根据权利要求17所述的涡轮机，其中，所述结构是所述轴(71)或轮毂(41)，所述至少一个叶片(1)紧固到所述轴(71)或所述轮毂(41)。
20.根据权利要求1-9、11、14-16和18-19中任一项所述的涡轮机，其中，为每个抽吸导管(11)提供多个入口开口(13)和/或为每个输送导管(12)提供多个出口开口(14)。
21.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，为每个抽吸导管(11)提供多个入口开口(13)和/或为每个输送导管(12)提供多个出口开口(14)。
22.根据权利要求12所述的涡轮机，其中，为每个抽吸导管(11)提供多个入口开口(13)和/或为每个输送导管(12)提供多个出口开口(14)。
23.根据权利要求13所述的涡轮机，其中，为每个抽吸导管(11)提供多个入口开口(13)和/或为每个输送导管(12)提供多个出口开口(14)。
24.根据权利要求17所述的涡轮机，其中，为每个抽吸导管(11)提供多个入口开口(13)和/或为每个输送导管(12)提供多个出口开口(14)。
25.根据权利要求1-9、11、14-16、18-19和21-24中任一项所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
26.根据权利要求10所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
27.根据权利要求12所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
28.根据权利要求13所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
29.根据权利要求17所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
30.根据权利要求20所述的涡轮机，所述涡轮机是垂直旋转轴线型或水平旋转轴线型的涡轮机。
31.根据权利要求1-9、11、14-16、18-19、21-24和26-30中任一项所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
32.根据权利要求10所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
33.根据权利要求12所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
34.根据权利要求13所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
35.根据权利要求17所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
36.根据权利要求20所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
37.根据权利要求25所述的涡轮机，包括热调节装置，所述热调节装置适于加热和/或冷却穿过所述至少一个叶片(1)的流体。
38.根据权利要求1-9、11、14-16、18-19、21-24、26-30和32-37中任一项所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
39.根据权利要求10所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
40.根据权利要求12所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
41.根据权利要求13所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
42.根据权利要求17所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
43.根据权利要求20所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
44.根据权利要求25所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
45.根据权利要求31所述的涡轮机，包括多个叶片(1)。
46.根据权利要求38所述的涡轮机，其中所述多个叶片(1)彼此相同。
47.根据权利要求39-45中任一项所述的涡轮机，其中所述多个叶片(1)彼此相同。
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