用于采集自然运动流体的动能的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种用于采集自然运动流体的动能的设备（１００，２００），包括：第一转换装置（１１２，２１２），其能够将流体运动转化为用于驱动泵唧或压缩装置（１１６，２１６）的驱动运动；由第一转换装置（１１２，２１２）驱动的泵唧或压缩装置（１１６，２１６），所述泵唧装置能够从流体中采集流并使其循环，并将其运输到远程能量储存装置（２２３）或转换装置（１２１，１２２，２２１，２２２，２２６）。泵唧或压缩装置包括多室离心泵，所述多室离心泵的旋转轴平行或基本平行于流的方向。这些装置的组合提供了具有固定和稳定频率的准连续电能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及回收诸如海流或大气流(风)等自然运动的流体流的动能并将该能量转化为机械能或电能的领域。
技术介绍
现今已知几种可用来采集流体动能以将其转化为可用能量的设备。在这些设备当中， 一些设备的目的在于回收那些不能被同化为"流"的流体运动的能量。特别是以从海洋浪涌(swell)或波浪中回收能量为目的的设备的情况。因此，这种用于回收浪涌或波浪的能量的设备通常采用用于回收能被浪涌或波浪在往复运动中带走的能量的装置，诸如海啸(bellow)或重量(weight )。文件US4，883,411描述了一种用于回收波浪的能量的系统，该系统包括两个浸没式泵唧装置，每个泵唧装置包括在波浪的作用下动作的浮球和活塞泵。每个活塞泵能够采集海水并将其送入置于海平面以上的池中。储存的流体可用于操作水力发电机。根据本专利技术的设备遵循不同的设计和不同的通用操作。根据本专利技术的设备的实际目的是回收如下的流的能量其发生(方向和/或速度上的)可能变化的变化周期远大于浪涌的典型变化时间。(例如大气或海洋)流实际上通常是连续并且相对缓慢地变化的。在某些情况下，还可以预测这些流的力和方向，如非浪涌或波浪的情况。在这方面，需要指出本专利技术特别有利的应用在于回收潮汐流的能量，该潮汐流的周期、方向和力是完全可预测的——这是确保高效并且在经济上可行的能量回收的重要因素。因此，有关用于回收流能量的设备，已知风力涡轮机可以将风的动能转化为机械能。所产生的机械能可以直接使用，或者转化为不同种类(热、电)的能量。此外，己知水电机(有时被称作"潮汐涡轮机"或"水下涡轮机")能够将海流的动能转化为机械能或电能。图1A和图1B示意性地显示了这种已知的设备。这些已知的设备包括用于能量转换的第一装置，典型为螺旋桨10或其他旋翼元件，该第一装置与旋转轴100或其他活动部件结合在一起，以便回收流能量并将其转化为所述活动部件的机械运动。在本文中，也将这种"第一"转换装置称为"回收装置"。这些已知的设备还包括用于转化由此回收的机械能的装置11，以便转化该能量(通常转化为电能)。在本文中，也将这种装置称为"第二"转换装置。装置11通常包括交流发电机，该交流发电机的转子由螺旋桨10的输出轴100驱动。这些已知的设备还包括用于将交流发电机所产生的电传向该电的储存或使用地点的装置12。在已知的设备的情况下，第二转换装置通常直接连接到第一转换装置。以风力涡轮机的情况为例，其螺旋桨(第一转换装置)与交流发电机(第二转换装置)直接连接。"直接连接"在这里表示，不通过能量转换，利用回收装置的运动(可通过例如包括齿轮或减速装置的传动系统)来使依次就地产生电能的第二转换装置动作。于是将第一和第二直接连接的转换装置彼此靠近地放置以提供该连接。目前这可能是一个缺点，尤其是对于设备的安装、运行和维护来说。特别地，在设备被置入难以接近的位置的情况下，以电动交流发电机为例的第二转换装置的安装可能会非常棘手——特别是在潮湿介质当中，更不要说水下的位置了，特别是如果电力电子设备是必需的话。这种第二转换装置的运行及其维护往往是在难以接近的地点进行的，这可能会造成非常多的限制。即使这个缺点不一定特别严重，也最好能够将其克服。此外，就地产生的电向使用地点或储存地点的运输也可能是一个制约因素——同样特别是在电是在孤立和/或潮湿的地点甚至是水下地点产生的情况下。文件US 4,317,048描述了一种系统，其包括多个"第一"转换设备，每个转换设备能够采集自然能量(太阳能、风能、水流等等)源释放的能量，以对流体加压。然后对受压流体进行传输，受压流体的压力用于操作连接到发电机的液压马达。利用该系统，可以通过闭合流体回路传输在自然介质中回收的能量，而不必就地产生电并承受上述缺点。但是该系统要求安装闭合流体回路，该闭合流体回路一方面包括用于将流体供给到第一转换设备的供给管道，另一方面包括用于采集每个转换设备所产生的受压流体并用于将该流体传输到液压马达的采集管道。因此，这种系统需要具有闭合流体回路的复杂构造。其需要提供能量转移流体。此外，在设备发生故障的情况下，能量转移流体会对环境造成污染。本专利技术的目的在于提供克服上述缺点和局限性的可能性。文件WO 03/029645 Al描述了一种发电系统，其包括多个浸没在海水中的涡轮机单元，每个单元包括涡轮机及与涡轮机相连的泵。设备还包括远程发电装置以及用于把来自每个涡轮机单元的流体传输至发电装置的管道。所运输的流体是由泵收集到的海水。涡轮机单元连接到海底，并由潮的流动和退潮来驱动，从而不必定向在水的运动方向上。文件US4，383，182描述了一种用于置于速度基本恒定的海流中的发电系统。该系统包括多个包括螺旋桨和离心泵的功率产生模块以及包括离心泵或涡轮机和发电机的功率吸收模块。该文件指出可以使用任意数量的功率产生模块来供给到吸收模块中的高压池，以便增加发电机的发电量。在该系统中，电是在浸没式系统中就地产生的，而不是通过远程装置产生的。文件EP 1 489299Al描述了一种用于回收风能的系统，其包括风8轮和能够由该风轮驱动并且能够产生液态空气的空气压縮机。管道允 许将液态空气从压縮机输送到储存池或海水淡化站。文件GB 2,340,892 A描述了一种包括浸没在海水中的"螺旋桨"的 系统，每个螺旋桨包括转子和由该转子驱动的水泵。高压管道允许受 压水从螺旋桨传输到远程接收站。接收站包括可以发电的水轮机。每 个螺旋桨能够将自身自然定向到流的方向中。文件EP 1 637 733 Al描述了一种由风力产生电能的系统。该系统 包括多个风力涡轮机，每个涡轮机包括转子和由该转子驱动的泵。泵 能够通过供给管道接收流体(特别是水)并且能够向用于将流体传输 到受压池的采集管道注入受压流体。受压流体用于操作发电机。该系统需要安装闭合流体回路，该闭合流体回路一方面包括供给 管道，另一方面包括用于采集每个风力涡轮机所产生的受压流体并将 所述流体传输到池的采集管道。文件DE 10 204 063895 Al描述了一种用于回收风能的系统。该系 统包括离岸安装，该离岸安装包括装在柱上的压縮机。压縮机由风力 驱动，并且能够向位于陆地上的远程发电机传输受压空气。在已知的用于从流中回收能量的系统中，流对回收装置施加有可 能非常大的机械推力。回收装置往往在其安装地点集成到包含其他装置(如第二能量转 换装置)的组件中。该组件承受流的推力。因此必须相应地确定本地安装的组件的坚固的锚定和保持装置的 尺寸。这可能会造成非常多的限制。此外，可能会希望与回收装置连接的(转换或其他)装置不承受 流的推力。例如与螺旋桨连接的交流发电机的情况便是如此，于是希 望将交流发电机与流所施加到螺旋桨上的推力隔离，从而交流发电机 可以独立于螺旋桨所经受的推力而旋转。在这种情况下，必须在设备中提供保持、支撑和桥台(abutment) 系统，该系统根据流的推力方向尽可能地隔离与回收装置相连的装置。这种系统的应用可能会非常复杂。在推力非常大的情况下(例如 大尺寸的水下涡轮机的情况)，这种支撑和桥台系统的设计、安装和到位可能会有许多限制。因此，本专利技术的另一目的在于可以不用大尺寸的支撑和桥台系统。 仍须考虑到的另一方面涉及能量回收装置所提供的能量供应的规律性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从自然运动流体采集动能的设备（１００，２００），包括：　第一转换装置（１１２，２１２），其用于将流体的运动转化为驱动运动，以便驱动泵唧或压缩装置（１１６，２１６），　由第一转换装置（１１２，２１２）驱动的泵唧或压缩装置（ １１６，２１６），其用于从流中采集流体并使其循环，以便将其运输到远程能量储存装置（２２３）或转换装置（１２１，１２２，２２１，２２２，２２６），　其特征在于，泵唧或压缩装置包括多室离心泵，所述多室离心泵的旋转轴平行或基本平行于流的方向 。

【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：P吉纳尔，
申请(专利权)人：P吉纳尔，
类型：发明
国别省市：FR[法国]