由潮水提供动力的能量产生设备制造技术

公开了一种由潮水提供动力的能量产生设备(100)。该设备包括涡轮单元(120)，该涡轮单元安装在将第一水体(130)与第二水体(140)分开的固定结构(110)中。涡轮单元(120)布置成在固定结构(110)内围绕基本上水平的轴线(180)转动。涡轮单元(120)安装在具有基本上水平的轴线(180)的大体上柱形的柱形组件(150)中，并且包括具有涡轮叶片和转子轴的转子，当周围的流水作用在转子的涡轮叶片上时，转子轴将旋转；涡轮单元还包括由转子轴驱动的发电机。固定结构(110)具有弯曲表面，弯曲表面成形为与所对应的柱形组件(150)的表面相匹配。设置有密封件以密封固定结构(110)的弯曲表面与柱形组件(150)的对应表面之间的空间。该密封件是可膨胀的以在密封状态与非密封状态之间变化，在密封状态中，密封件填充固定结构(110)的弯曲表面与柱形组件(150)的对应表面之间的空间，在非密封状态中，允许水在固定结构(110)与柱形组件(150)之间通过。

Energy generating equipment powered by tide

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由潮水提供动力的能量产生设备
本专利技术涉及一种由潮水提供动力的能量产生设备。
技术介绍
全球社会面临着主要的气候变化，并且一个重要的挑战是用可再生能源(诸如潮汐能)来替代化石燃料。总体上需要有改进的由潮水提供动力的能量产生设备。先前从WO-2005/017349中已知一种由潮水提供动力的能量产生设备。该文献教导了一种用于由于潮汐力而从水流中产生能量的设施。该设施包括连接到发电机的涡轮以及位于涡轮的相应侧上的两个水体。该涡轮布置成绕竖直的轴线转动。在任何给定时间下，根据位于第一流动空间与第二流动空间之间的占主导地位的流动方向来调整涡轮的位置。上述设备需要复杂的轴承设备，其具有较大的半径和高构造成本。此外，轴承设备放置在沉积物自然终止的地方，由此导致轴承上的磨损，从而需要更频繁的维修周期。DE-417570公开了一种潮汐能量产生设备。涡轮布置成通过流水而旋转。涡轮的旋转引起水泵的操作，该水泵提供加压的水，该加压的水可进而推动发电机。涡轮和水泵包括在可围绕水平的轴线旋转的壳体中。可根据高潮和低潮来旋转该壳体以确保流水进入该涡轮的输入侧并且从该涡轮的输出侧离开。此
技术介绍
的设备包括若干能量耗散级或元件，包括水泵、由水泵提供的水流、具有若干节流器的水管、以及水动机。因此，其总能量效率将受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的通过流水提供动力的能量产生设备，以及一种用于提供这种设备的方法，这可减轻或克服至少一些与现有技术相关联的缺点。在独立权利要求中限定了本专利技术。在从属权利要求中陈述了有利的实施例和进一步特征。本专利技术以及本专利技术的各个特征和特征组合提供了若干有利的技术效果，包括以下：(1)通过减少水流损失(即，不流经涡轮的水)来增加效率，(2)在操作、能量产生状态期间(即，当水流经涡轮单元时)保持入口和出口水流平顺。这种平顺对涡轮的效率有积极效果。(3)具有保持区域干燥的可能性以便该设备的维护/维修，例如涡轮的维修。在一些方面中，需要将包括涡轮单元的柱形组件锁定在不同的位置中(正向/逆向操作或在维修模式中)。本专利技术提供的可膨胀密封将提供或有助于锁定效果。具体地，由该密封件提供的锁定效果可通过使不同等级的膨胀/胀大密封来改变和控制。可膨胀/胀大密封件的另一个积极效果是减振。涡轮可旨在处于最小振动的情况下旋转，但是在某些旋转速度下振动的情况下，可膨胀/可胀大密封件充当减振装置。因此，可减少或避免有害的振荡或共振。所提出的密封、锁定和减振的解决方案是一种有成本效益的解决方案，这是因为其用一种解决方案解决了许多问题。本专利技术的特征或特征组合的具体优点在于当涡轮处于维修位置中时，维修/维护人员或装置可接近涡轮部分。而且，创建用于维修/维护的“干燥的维修用室”是已解决的挑战。因此，可促进安装、检查、维修、替换和移除。附图说明在下文中，将更详细地描述本专利技术的非限制性示例，在附图中示出并在下文具体实施方式中解释本专利技术的该非限制性示例。在可能的情况下，在附图中由相同的参考标号指示相同或对应的元件。图1是示出了由潮水提供动力的能量产生设备的原理的截面图。图2以透视图示出了由潮水提供动力的能量产生设备在操作状态下的原理，图3以透视图示出了由潮水提供动力的能量产生设备在维修状态下的原理，图4是示出了具有涡轮单元的柱形组件的前视图，图5是示出由潮水提供动力的能量产生设备的截面图，图6是示出了图5所示的能量产生设备的细节的截面图，图7是示出了图5和图6所示的能量产生设备的第一更放大细节的截面图，图8是示出了图5和图6中所示的能量产生设备的第二更放大细节的截面图，以及图9是能量产生设备的示意性截面视图，示出了用于转动柱形组件的驱动装置的原理。具体实施方式图1是示出了由潮水提供动力的能量产生设备100的示意图。该设备100包括涡轮单元120，该涡轮单元布置在将第一水体130与第二水体140分开的固定结构110中。固定结构110可是拦水障碍物，其完全或部分地构成位于水域一侧上的第一水体130与水域另一侧上的第二水体140之间的阻碍。可替代地，固定结构110可是这种拦水障碍物的一部分。例如，固定结构110可包括拦水障碍物模块，并且可使用多个这种相互连接的模块来构成该拦水障碍物。这种拦水障碍物的示例可是除了障碍物中的通流区域之外基本上阻挡了水穿过水域整个截面的拦坝、泄湖或坝，在通流区域中，涡轮可布置成用于利用水流。然而，在本文献中，拦水障碍物还应理解成是指仅部分地构成对流水的阻碍的结构。因此，拦水障碍物的其他示例可防浪堤、部分浸没的桥、拦洪坝、水闸等。拦水障碍物可例如位于海上、或者位于大陆的部分之间、或者位于大陆区域与岛之间、或者位于岛之间。本文中所公开的设备在潮水从低潮到高潮引起大量水流或大量水位差的位置中是特别有用，通常是在窄和浅的水域中。在图1中所示的第二水体140的水平面142高于第一水体130的水平面132。在相反的潮汐条件下，第一水体130的水平面反而高于第二水体140的水平面。因此，潮汐活动使得位于这些蓄水池或水体之间水流的主要方向(即，穿过固定结构110的方向)变化。为了在这些蓄水池或水体之间引导水流，固定结构110设置有基本上水平的第一管道116，该第一管道从第一水体130延伸到固定结构中的中间腔中，在该中间腔中布置有涡轮单元120。同样，固定结构110设置有基本上水平的第二管道118，该管道从第二水体140延伸到固定结构110中的中间腔中，在该中间腔中布置有涡轮单元120。第一管道116和第二管道118可有利地是漏斗形，以这种方式来使得每个管道的截面面积在固定结构110的外部部分处(更靠近对应的水体)比在固定结构110的中心部分处(更靠近涡轮单元120)更宽。贯穿每个管道的长度，第一管道和第二管道的截面可有利地是圆形的，尽管存在其他可能性。涡轮单元120能够在固定结构110的腔内转动使得可使用使得流动方向取决于效率的涡轮。更具体地，其允许优化用于一个方向流动的涡轮。这通常将使得能量产生设备100的总体上高效率。允许涡轮单元120在固定结构110内转动使得可在不需要调节特征的情况下使用机械上更简单的涡轮，同时仍获得总体上良好的效率。而且，该涡轮可用作泵，其在两个流动方向上所具有的效率好于固定的涡轮单元。涡轮单元120可包括：转子，其具有涡轮叶片和连接到该转子的轴，当周围的流水作用在转子的叶片上时，轴将旋转；以及电机机械，其由旋转轴驱动。该电机机械可是发电机。当在本文中使用时，“转动该涡轮单元”可指转动整个涡轮单元，即，包括转子、轴和电机机械的组件，以这种方式来使得转子相对于周围的水定位在不同方向上。对于涡轮单元120来说可采用多种不同类型的涡轮类型。例如，诸如贯流型(Straflo)涡轮的紧凑涡轮适于该能量产生设备并且简单地集成到该能量产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由潮水提供动力的能量产生设备(100)，包括：/n涡轮单元(120)，安装在将第一水体(130)与第二水体(140)分开的固定结构(110)中，所述涡轮单元(120)布置成在所述固定结构(110)内围绕轴线(180)转动，/n所述涡轮单元(120)安装在大体上柱形的柱形组件(150)中，所述涡轮单元(120)包括：转子，所述转子具有涡轮叶片和转子轴，当周围的流水作用在所述转子的涡轮叶片上时，所述转子轴将旋转；以及发电机，由所述转子轴驱动，/n所述固定结构(110)所具有的弯曲表面成形为匹配所述柱形组件(150)的对应表面，/n其中，密封件设置为用于密封所述固定结构(110)的弯曲表面与所述柱形组件(150)的对应表面之间的空间，/n所述密封件是可膨胀的以在密封状态和非密封状态之间变化，在所述密封状态中，所述密封件填充所述固定结构(110)的弯曲表面与所述柱形组件(150)的对应表面之间的空间，在所述非密封状态中，允许水在所述固定结构(110)与所述柱形组件(150)之间的通过。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由潮水提供动力的能量产生设备(100)，包括：
涡轮单元(120)，安装在将第一水体(130)与第二水体(140)分开的固定结构(110)中，所述涡轮单元(120)布置成在所述固定结构(110)内围绕轴线(180)转动，
所述涡轮单元(120)安装在大体上柱形的柱形组件(150)中，所述涡轮单元(120)包括：转子，所述转子具有涡轮叶片和转子轴，当周围的流水作用在所述转子的涡轮叶片上时，所述转子轴将旋转；以及发电机，由所述转子轴驱动，
所述固定结构(110)所具有的弯曲表面成形为匹配所述柱形组件(150)的对应表面，
其中，密封件设置为用于密封所述固定结构(110)的弯曲表面与所述柱形组件(150)的对应表面之间的空间，
所述密封件是可膨胀的以在密封状态和非密封状态之间变化，在所述密封状态中，所述密封件填充所述固定结构(110)的弯曲表面与所述柱形组件(150)的对应表面之间的空间，在所述非密封状态中，允许水在所述固定结构(110)与所述柱形组件(150)之间的通过。


2.根据权利要求1所述的能量产生设备，
其中，所述轴线(180)是基本上水平的轴线。


3.根据权利要求1或2所述的能量产生设备，
其中，所述密封件能通过液体而胀大。


4.根据权利要求3所述的能量产生设备，
其中，所述密封件能通过将液体注入到所述密封件中而胀大。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量产生设备，
其中，所述密封件是环形的，并且布置成在操作位置处周向地围绕所述柱形组件(150)的入水口或出水口。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔内·科兰斯鲁德，约阿希姆·阿姆兰，
申请(专利权)人：潮汐科技公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO