发电水力涡轮机组件制造技术

本发明专利技术提供一种用于安装在潮汐流中的加速器和水力涡轮机组件，其包含水力涡轮机(12)和水流加速器，水流加速器用于提供具有比不间断的环境潮汐流更大的速度的涡轮机驱动潮流，其中加速器包含加速器主体构件(11)，其具有面向水流的前表面(13)和悬挂于加速器主体构件的侧表面(14)，邻近每个侧表面的水流围绕侧表面作为涡轮机驱动潮流，并且其中水力涡轮机(12)被安装为至少部分地被加速器主体构件覆盖，以防止受到在加速器的侧表面附近并且相对靠近加速器的侧表面流动的、加速的涡轮机驱动潮流的影响，水流在此处实质上达到其最大速度，并且其中加速器横向地与改变任何其他水流障碍物的效果的涡轮机驱动潮流间隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种用于安装在潮软流中的加速器和水力满轮机组件，其包含水力满 轮机和水流加速器，水流加速器用于提供满轮机驱动潮流，该满轮机驱动潮流具有比不间 断的环境潮软流更快的速度。尽管运些组件也可用于水累、空气压缩机和类似设备，但它们 几乎仅用于产生电力。因为在许多情况下运种水力满轮机被放置在经历潮软变化的地点 中，所W在本说明书中使用术语"潮软流"。然而，在本说明书中的术语"潮软流"和"潮流" 被理解为并不简单地指经历潮软变化的水流，而是指任何移动的水体，诸如河流、洋流和通 常从建筑中排出的水。进一步，术语"潮软流"和"潮流"可互换地被使用于本说明书中。水 电电力是最重要的可用重复利用能源之一。出于一些非常好的理由，潮软流是未被充分利 用的运种电力的最重要的来源。
技术介绍
虽然不言自明的是，在海上安装方面尤其昂贵的基本设备成本与进行中的维护成 本一同成为主要因素，然而，重要的是考虑对用于水利发电和类似功率输出工作的水力满 轮机的使用具有影响的技术因素。由于运些技术因素对财力投入和后续的财务成果有重要 影响，过去已经对此进行了大量的工作，但尚未有可喜的成果。 通常提到的不使用运种水利发电的Ξ个主要技术原因是，第一，获得足够强的潮 软流的问题，或更准确地如本专利技术所述的，获得足够快的满轮机驱动潮流的问题；第二，保 护水力满轮机免受碎屑影响的需求的问题；W及，第Ξ也是最后，在不利的天气环境下保护 组件不被损坏的问题。 然而，主要问题是由水力满轮机产生的电能的量，并且因此，正如人们所期望的， 其功率输出直接与满轮机所经受的潮软流相关，即是直接与满轮机驱动潮流相关。明确地， 重要的是将水力满轮机放置在可经历最优的满轮机驱动潮流的位置。更重要的是，势能输 出与满轮机驱动潮流不呈线性比例，但与满轮机驱动潮流的Ξ次幕呈线性比例。因此，满轮 机驱动潮流的两倍的增加引起水力满轮机输出时势能的八倍的增加。众所周知的是，在世 界上的某些地方，潮软流的速度非常的大，但对于驱动满轮机来说仍然相对较慢。不幸的 是，在大多数情况下都不是相对高速的潮软流，其中不间断的环境流不足W作为适合的满 轮机驱动潮流。因此，得到最多的关注的主要问题是对于提高满轮机驱动潮流的需求，并且 该问题高于其他问题。因此，将不间断的环境流加速W提供满轮机驱动潮流的任何事都比 其他事情更重要。同样适用的情况是，不间断的环境潮软流足W提供充足的满轮机驱动潮 流，但更重要地是不足W提供充足的满轮机驱动潮流的情况。 阳〇化]当认为满轮机转子的绝对理论最高效率是归功于德国空气动力学家艾伯特贝兹(A化ertBetz)的公知的极限59. 3%时，容易了解的是，当商用水力满轮机的效率达到大约 50%时，在水力满轮机的设计中增加效率W增加它们的输出效率的范围是相对受限的。显 然，通过非常简单的计算，如果假设存在特定速度的、不间断的环境潮软流作为用于W60% 的效率、即是W理论最大效率操作的水力满轮机的驱动潮流，并且与W40%的效率运行的、 但在比第一驱动潮流多25%的驱动潮流中的水力满轮机相比，则实际上后者的功率输出增 加30%。如果在相同的条件下使得满轮机W50%的效率运行，则效益超过60%。因此增加 驱动潮流是最重要的问题。重复上述，如果能够相对于不间断的环境潮流使得驱动潮流翻 倍，则效率增益是非常大的。 过去进行的应对运些问题的多种提议基本上被分为两个方面。第一个方面包含在 海床上有效地设置一对间隔开的障碍物，其朝向被安装于它们之间的水力满轮机来聚集潮 软流。运些障碍物还有漂浮形式，其中浮船被连接到一起，W形成文丘里漏斗，也用于聚集 水流。运些方法并未被证明是特别地成功的。水流似乎趋向于被阻塞而不是如所期望的实 现必要的速度增加。在美国专利申请公开第US2005/0236843A1号（Roddier等人）中描述 了运种装置的传统示例。 美国专利申请公开第US2009/0226296B1号度ibeau等人）描述了使用位于海底 上的成形物，其增加了流速并且因此增加了满轮机驱动潮流，并且位于拴住的水力满轮机 的上游。成形物的位置有效地独立于水力满轮机地被安装，并且还用于通过能够将满轮机 移到成形物后方、移入成形物后方相对停滞的尾流区中来保护满轮机。同样，提供满轮机驱 动潮流的速度的增加似乎比所期望的少很多。在某些方面，该参考中公开的布置的有效性 和效率的最重要的评判实际上被包含于该参考的0068段中。其旨在将功率增加到大约6% 到17%之间的程度，对于装置中增加的开支几乎没有足够的辩述。而且，其与本专利技术有一些 相关性，在该参考中具有关于增加障碍物下游的素流量的必要性的大量讨论，运在本专利技术 中普遍地不可取或者不相关。
技术实现思路
本专利技术旨在提供加速器和水力满轮机组件，W用于提供具有实质上比不间断的环 境潮软流更大的速度的满轮机驱动潮流。 根据本专利技术的一个方面，提供一种用于安装在潮软流中的加速器和水力满轮机组 件，其包含水力满轮机和水流加速器，水流加速器用于提供具有比不间断的环境潮软流更 大的速度的满轮机驱动潮流，其中加速器包含加速器主体构件，加速器主体构件具有面向 水流的前表面和悬挂于加速器主体构件的侧表面，邻近每个侧表面的水流围绕侧表面作为 满轮机驱动潮流，并且其中水力满轮机被安装为至少部分地被加速器主体构件覆盖，W防 止受到在加速器的侧表面附近并且相对靠近加速器的侧表面流动的、加速的满轮机驱动潮 流的影响，水流在此处实质上达到其最大速度，并且其中加速器横向地与满轮机驱动潮流 间隔开，W降低任何其他水流障碍物的影响。 专利技术人还发现的是，因为加速器的效果，本专利技术特别的适合于在潮软流速通常很 低、即是说到达1. 5m/s的地方使用。运是特别地有益的，因为能够使得系统被部署在比已 知的系统更多的地点中，导致了可能更好且更高效地使用潮软流。 进一步，专利技术人发现的是，本专利技术的加速器和满轮机布置理想地适合于在扩大的 (相对较宽且深的）开放水流中使用，开放水流中的流体可找到较顺杨的少阻力路径。还发 现的是，如果两个加速器或障碍物太靠近在一起，它们的组合作用为单个障碍物，并且在它 们之间的区域限制了水流并且在它们之间引起素流，运是不希望的。 进一步，满轮机的尺寸可被选择为仅经历比不间断的环境潮软流的预定的百分比 更大的速度的满轮机驱动潮流。迄今为止，似乎没有提供已被放置为使得满轮机驱动潮流 所指向的满轮机接近加速器的、基本上提供不间断的环境流的最大加速的任何加速器设 施。例如，确保最小的满轮机驱动潮流大约比不间断的环境潮软流大80%的一个主要的且 意料之外的益处是，半淹没的/悬浮的碎屑和废物通常通过运种加速的满轮机驱动潮流被 推离满轮机。运实际上由围绕装置的流体压力的变化引起。当接触加速器的前表面时流体 速度变慢，导致流体压力增加，从而将悬浮的碎屑推离满轮机。 根据本专利技术的另一当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速器和水力涡轮机组件，其用于安装在潮汐流中，其包含水力涡轮机和水流加速器，水流加速器用于提供涡轮机驱动潮流，涡轮机驱动潮流具有比不间断的环境潮汐流更大的速度，其中，加速器包含加速器主体构件，加速器主体构件具有面向水流的前表面和悬挂于加速器主体构件的侧表面，邻近每个侧表面的水流围绕侧表面作为涡轮机驱动潮流，并且水力涡轮机被安装为至少部分地被加速器主体构件覆盖，以防止受到加速的涡轮机驱动潮流的影响，加速的涡轮机驱动潮流在加速器的侧表面附近并且相对靠近加速器的侧表面流动，水流在此处实质上达到其最大速度，并且其中，加速器与涡轮机驱动潮流横向地间隔开，以降低任何其他水流障碍物的影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：文森特·麦科马克，
申请(专利权)人：文森特·麦科马克，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE