发电机和涡轮机单元制造技术

本发明专利技术提供一种发电机（８），包括：至少一个水下涡轮机单元（１０），所述至少一个水下涡轮机单元包括具有通过其中的液体流道（１４）的壳体（１２）；以及至少一个涡轮机装置（１６），所述至少一个涡轮机装置安装在所述流道（１４）内，并用于响应于通过所述流道（１４）的液流转动。所述涡轮机装置（１６）驱动泵装置（１８），所述泵装置（１８）将流体抽吸到所述发电机组件（２０）。发电机（８）发电。流道（１４）包括具有对称的扩散－收敛－扩散文丘里管的文丘里管。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电机和涡轮机单元，尤其涉及但不仅限于一种包括水下涡轮机单元的发电机和水下涡轮机单元。
技术介绍
为了满足不断增长的对能量的需要， 一般希望开发有利环境的发电方法。 一个特殊感兴趣的领域涉及利用潮汐能发电。这可以通过利用水下发电机实现。与已知的水下涡轮机相关的问题包括需要仔细密封设置作为涡轮机的部分以防止水侵入的发电机组件，以及维护困难。这是由于整个涡轮机必须被收回以允许对任何涡轮机部件的维护。另一个问题是优化发电。本专利技术的至少一个方面的一种或多种实施方式的目的中的一个是消除或减轻上述缺点中的至少一个。本专利技术的一种或多种实施方式的进一步的目的是提供一种由潮汐或水流驱动的水下涡轮机单元，该单元能够在退潮或涨潮中运行，而不需运动或转动到潮汐方向。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种发电机，所述发电机包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元包括具有通过其中的液体流道的壳体；以及至少一个涡轮机装置，所述至少一个涡轮机装置安装在所述流道内，并用于响应于通过所述流道的液流转动。6优选方式是，所述发电机包括电力发电机。优选方式是，所述流道限定节流。该布置有利地增加相对于所述流道的非节流部分在所述流道的节流部分内流过所述流道的液体的速度。所述节流优选包括文丘里管，所述文丘里管可以形成部分或整个流道。特别是所述文丘里管可以包括扩散-收敛-扩散文丘里管，该扩散-收敛-扩散文丘里管从所述流道任一端开口朝向所述流道内部逐渐变细。优选方式是，所述壳体实质上围绕所述至少一个涡轮机装置的位置对称。所述文丘里管可以包括至少一个第一截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体，任选地包括圆筒主体，以及包括至少一个第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体。在一种实施方式中，间隙设置在一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端以及另一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的相邻的叉开端之间，所述一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端的直径小于所述另一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉幵端的直径。优选方式是，所述一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端实质上沿纵向与所述另一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端一致。优选方式是，所述发电机还包括操作地连接到所述至少一个涡轮机装置的泵装置；由所述涡轮机装置驱动并且定位成与所述至少一个涡轮机单元分开的发电机装置；以及将所述泵装置连接到所述发电机装置并用于从所述泵装置将流体供给到用于发电的所述发电机组件的流体供给装置。优选方式是，所述至少一个/每一个水下涡轮机单元适合于位于水体内，例如在海、海洋或河底或河床。优选方式是，所述发电机装置适合于位于所述水体的外面。7优选方式是，所述液体从所述涡轮机单元淹没在其中的水体提供，并 且可以是海水。所述流体可以包括所述液体。所述涡轮机壳体可以包括外壳体套以及内壳体套，所述内壳体套可以 限定所述流道。这有利地允许所述外壳体套成流线形，以便降低潮汐力作 为整体对所述涡轮机单元的影响。作为选择，所述涡轮机外壳可以包括可 以限定所述流道的单个壳体套。所述涡轮机装置可以包括单级转子和定子组合，例如申请人授权的英国专利No.2 302 348中披露的结构，该申请的内容通过参考并入这里，或 所述涡轮机装置可以仅仅包括转子。作为选择，所述涡轮机装置可以包括多级转子和定子组合，或任何其 它适当的涡轮机装置。在进一步的可选择的实施方式中，所述祸轮机装置 可以包括多个连接在一起的涡轮机主体，每一个涡轮机主体包括一或多级 转子和定子组合。所述泵装置可以，例如通过所述至少一个涡轮机装置的输出轴，连接 到所述至少一个涡轮机装置。所述泵装置可以包括本申请人的同在审理中 的PCT专利公开No. WO 02/36964中披露的泵，该申请的内容通过参考并 入这里。所述泵装置可以安装在所述壳体内，优选安装在所述流道内，并 且可以直接连接到所述涡轮机装置。作为选择，所述泵装置可以位于与所 述涡轮机壳体分开的位置。优选方式是，所述发电机装置设置在水面，例如在海面或在陆地上。 这样特别有利，因为这允许容易接近和维护所述发电机装置。作为选择， 发电机装置可以设置在水下。优选方式是，所述发电机装置包括由所述涡轮机单元/所述涡轮机单 元中的每一个供给的单个发电机涡轮机装置。所述发电机装置可以包括发 电机涡轮机装置和发电机单元。所述发电机涡轮机装置可以直接或通过齿 轮机构、带驱动或其它传动系统驱动发电机单元，以增加所述发电机单元 相对于所述发电机涡轮机装置的转速。所述发电机单元可以产生或者为交 流(AC)或者为直流(DC)的电力，并且可以对其进行电控，这样可以 允许控制输出特性。所述发电机涡轮机装置可以包括操作地连接到所述发 电机的冲击式水轮机或其它涡轮机装置。优选方式是，所述发电机涡轮机装置由与驱动所述水下涡轮机单元的涡轮机装置相同的液体驱动。由此， 提供所述泵装置以供给液体特别是诸如海水的水到所述发电机组件，从而 有利地允许单种液体用于驱动涡轮机单元涡轮机装置以及发电机涡轮机 装置。由此，发电机装置的发电机单元仅仅需要与发电机涡轮机装置密封， 并且不需要与周围环境密封。所述发电机装置产生的电力可以由所述发电机装置储存或与所述发 电机装置分开储存，例如由一个或多个电池存储，或可以直接供给到电力 系统中，例如局部电力系统。在后一种情况下，在供给到电力分配主系统， 例如电网之前，可以对产生的电力的同步性、功率因数以及电压进行电调 节。所述发电机装置可以通过电缆，例如海底电缆，连接到局部电力分配 系统。所述流体供给装置可以包括在所述泵装置和所述发电机装置之间延 伸的管道。所述流体供给装置优选可释放地连接到至少所述泵装置和/或所 述涡轮机装置，以允许所述泵装置和所述涡轮机装置中的一个或两者分离 并移出以便回收到水面。所述涡轮机壳体优选，通过例如安装结构，固定到水下表面，例如海、 海洋或河底或河床，所述涡轮机壳体可以实质上与潮汐流的方向成一直 线。作为选择，所述涡轮机壳体可以可动地固定到水下表面，以允许移动 从而朝向主或潮汐流的方向。所述涡轮机单元可以包括海底涡轮机单元， 但是可以理解所述涡轮机单元可以用于任何存在液体流的水下环境，例 如，在任何潮汐或河流的情形。优选方式是，所述涡轮机单元还设置有可释放地可安装在所述涡轮机 单元内的涡轮机部分，所述部分包括所述涡轮机装置到所述泵装置中的至 少一个。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于本专利技术第一方面的发电机中的 或当用于本专利技术第一方面的发电机中时的涡轮机单元。根据本专利技术的第三方面，提供一种发电机，所述发电机包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元包括用于响 应于液流转动的至少一个涡轮机装置以及操作地连接到所述至少一个涡 轮机装置的泵装置；定位成与所述至少一个涡轮机单元分开的发电机装置；以及流体供给装置，所述流体供给装置将所述泵装置连接到所述发电机装 置并用于将流体从所述泵装置供给到用于发电的所述发电机装置。优选方式是，所述至少一个/每一个水下涡轮机单元适合于位于水体 内，例如在海，海洋或河底或河床。优选方式是，所述发电机装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机，包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元包括具有通过其中的液体流道的壳体；以及至少一个涡轮机装置，所述至少一个涡轮机装置安装在所述流道内，并用于响应于通过所述流道的液流转动。

【技术特征摘要】
GB 2001-10-4 0123802.11.一种发电机，包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元包括具有通过其中的液体流道的壳体；以及至少一个涡轮机装置，所述至少一个涡轮机装置安装在所述流道内，并用于响应于通过所述流道的液流转动。2. 根据权利要求1所述的发电机，其中所述发电机包括电力发电机。3. 根据权利要求1或2中任一项所述的发电机，其中所述流道限定 节流。4. 根据权利要求3所述的发电机，其中所述节流包括文丘里管。5. 根据权利要求4所述的发电机，其中所述文丘里管包括扩散-收敛-扩散文丘里管，该扩散-收敛-扩散文丘里管从所述流道任一端开口朝向所 述流道内部逐渐变细。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的发电机，其中所述壳体实质 上围绕所述至少一个涡轮机装置的中点位置对称。7. 根据权利要求5或从属于权利要求5时的权利要求6所述的发电 机，其中所述文丘里管包括至少一个第一截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭 形的主体，任选地包括圆筒主体，以及包括至少一个第二截头圆锥体、截 头棱椎体或喇叭形的主体。8.根据权利要求7所述的发电机，其中间隙设置在一个第一/第二截 头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端以及另一个第一/第二截头 圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的相邻的叉开端之间，所述一个第一 /第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端的直径小于所述另 一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端的直径。9.根据权利要求1至9中任一项所述的发电机，其中所述一个第一/ 第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端实质上沿纵向与所 述另一个第一/第二截头圆锥体、截头棱椎体或喇叭形的主体的叉开端一 致。10.根据权利要求1至9中任一项所述的发电机，其中所述发电机还包括操作地连接到所述至少一个涡轮机装置的泵装置；由所述涡轮机装置驱动并且定位成与所述至少一个涡轮机单元分开 的发电机装置；以及将所述泵装置连接到所述发电机装置并用于从所述泵装置将流体供 给到用于发电的所述发电机组件的流体供给装置。11.根据权利要求IO所述的发电机，其中所述至少一个/每一个水下 涡轮机单元适合于位于水体内并且所述发电机装置适合于位于所述水体 的外面。12. 根据权利要求10或11中任一项所述的发电机，其中所述液体从 所述涡轮机单元淹没在其中的水体提供，并且所述流体包括所述液体。13. 根据权利要求1至12中任一项所述的发电机，其中所述涡轮机 壳体包括外壳体套以及内壳体套，所述内壳体套限定所述流道。14. 根据权利要求1至13中任一项所述的发电机，其中所述涡轮机 装置选自单级转子和定子组合；仅仅转子；多级转子和定子组合；或多个连接 在一起的涡轮机主体，每一个涡轮机主体包括一或多级转子和定子组合。15. 根据权利要求10所述的发电机，其中所述泵装置通过所述至少 一个涡轮机装置的输出轴连接到所述至少一个涡轮机装置。16. 根据权利要求1至15中任一项所述的发电机，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫克托菲利普斯亚历山大范德雷萨姆，肯尼思罗德里克斯图尔特，唐纳德斯图尔特，
申请(专利权)人：罗泰克控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]