本发明专利技术涉及通过限定驱动引擎(13)的各个参数来改进液压漂浮发电站(1)的能效度。有助于提高能效度的驱动引擎集成(13)的细节和参数涉及下列参数的确定：叶片(6)与驱动引擎(13)通道的内平面(15)和(16)之间的最佳间距z和z’，浸入水中部分的叶片(6)高度与相对于在水流进入聚集器(10)之前的外部水平线的在液体表面上方的叶片(6)部分高度的最佳比值，聚集器(10)和扩散器(11)的尺寸和形状，以及叶片(6)之间间距t和同时浸入的驱动引擎(13)中的通道(14)内的叶片(6)的数量n，由此流体作用在叶片上的作用力更恒定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据国际专利分类(IPC)被指定为F03B9/00的
，并涉及一种通过循环链驱动的流体驱动引擎。技术问题众所周知在水利液体流的动能利用领域的解决方案只部分获取了运动流体能，因为一些流体规律基本被忽略，因此在目前已知的集成装置/引擎/设备中没有可以在利用流体能量进行开发中占有更显著份额的解决方案被应用。通过本专利技术，已经解决了在驱动引擎工作通道中增加水流动能利用的能效度的技术问题，因此也就增加了整个漂浮发电站的效能。各个元件参数被特别限定，特别地，比如在叶片和驱动引擎工作通道平面之间间距z和z’，在驱动引擎工作通道中的叶片数量n，叶片间的相互距离，浸入液体的叶片高度与高于水面的叶片高度的比值，以及聚集器和扩散器的尺寸。本专利技术也解决了增加流体动力漂浮发电站模块的效能度的问题，即确定上述的驱动引擎参数的最佳值，因此增强了驱动引擎的效率同时也提高了本主题中的模块的效率。
技术介绍
目前为止所有在水动能利用领域的解决方案只部分地(较少份额)利用运动液体能量，因为它们基本忽略了一些流体力学规律，并且由此，没有解决方案被应用于已知的这样的设备，其能更大程度地使用动能，因此它们的效率很低，即不符合商业成本效益。文献DE102007003323A1示出了一种具有多个浸入水中的叶片的设备。叶片平面垂直于水流方向。叶片通过平行于水流的轮子连接。叶片固定在将叶片纵向运动转换为发电机轴的旋转的传动装置上。文件FR2532364涉及一种使用水力作为能量源的水力发电站，其能量作用在一半叶片的旋转方向且其不像大多数水力发电站那样垂直。水力发电站位于任何具有产生足够电力的水流的最适宜的地点，不影响鱼类回流，不需要大的干预。该装置可在工厂完全加工。其包括两个通过板(h)相互连接的浮标(f)和(g)，且包括保护格栏。通过预压缩的刻度弹簧(b)，放置在浮标之间的可运动叶片与流体方向保持垂直且施加在叶片上的力因此被控制。叶片固定在两个驱动链(c)上通过轴使两个动力轮、齿轮和交流发电机旋转。文件DE202006013818U1公开了包括驱动电力发电机的叶片的漂浮传递装置。文件TO2009103131A2公开了一种产生水力电能的发电站。该发电站包括具有通过工作通道(6)连接的聚集器(5)和扩散器(7)的浮船(3)，其中发电机(8)安装在聚集器和扩散器内部。沿着工作通道(6)在浮船上放置使轴和发电机9连接的传动系统(4)，大(12)和小(13)链轮/轮子和传送系统(4)的传送系统轴(16)连接，其驱动长(14)和短(15)链轮/带，其中长(19)短(20)部分分别与长(14)和短(15)链轮/带连接，链轮/带上放置叶片组18，叶片组18上的每个单独叶片21相对于工作通道(6)具有确定的角度。浮舟(3)通过锚(2)保持在固定的位置。上述提到的文件没有一个解决了提高效能的技术问题，只是提到了水力发电站总体建造特点，没有描述对水动能的效能度有影响的各个特征。
技术实现思路
本专利技术涉及通过限定流体动力漂浮发电站的驱动引擎的个别参数来增强流体动能浮动发电站模块的效能度。有助于流体动力发电站的效能度的改善的驱动引擎部件的细节和参数如下I、确定在叶片和驱动引擎通道的内平面之间的不可少的最佳间隙，利用通道内足够的水和叶片速度，取得在叶片前和叶片后所需的水位差异并实现叶片上相应的作用力。2、确定浸入液体的叶片高度与相对于流入聚集器之前的外部液面水平的高于液面的叶片闻度的最佳关系。3、确定聚集器和扩散器的尺寸和形状，以及4、确定在驱动引擎工作通道内的叶片之间的距离和水中叶片的数量，由此取得作用在叶片上的更恒定的液体作用力。下面是对附图的简短描述和关于本专利技术的详细描述，以及对相邻叶片间的距离、叶片与驱动引擎工作通道之间的间隙尺寸、聚集器和扩散器的尺寸和形状以及叶片速度的影响的分析。附图说明将参考附图详细描述本专利技术图I描述了流体动力漂浮发电站模块；图2以透视图方式示出了驱动引擎集成，其中互连的叶片系列通过循环链连接。图3以透视图方式示出了驱动引擎集成，其中互连的叶片系列通过循环链连接。图4以透视图方式示出了驱动引擎集成，其中互连的叶片系列通过循环链连接。图5示出了驱动引擎集成的侧视图，其中互连的叶片系列通过循环链连接。图6示出了驱动引擎的侧视图。图7示出了驱动引擎的俯视图。图8示出了叶片间距离为O. 8米的测试期间的作用力变化图。图9示出了叶片间距离为3. O米的测试期间的作用力变化图。图10示出了叶片间距离为6. O米的测试期间的作用力变化图。图11示出了通道模型中的通道和叶片间具有10%的间隙时的叶片作用力变化图，其中采用10个叶片，其相互间的间隙是O. 8米。图12示出了通道模型中的通道和叶片间具有20%的间隙时的叶片作用力变化简图，其中采用了 10个叶片，其相互间的间隙是O. 8米。图13示出了通道模型中的通道和叶片间具有30%的间隙时的叶片作用力变化简图，其中采用了 10个叶片，其相互间的间隙是O. 8米。图14示出了通道模型中的叶片作用力变化示意图，所述模型中采用了间隙为O. 8米的10个叶片，通道和叶片之间的间隙为10%且聚集器的倾角为45°，扩散器的倾角为25°。图15示出了通道模型中的叶片作用力变化示意图，所述模型中采用了间隙为O. 8米的10个叶片，通道和叶片之间的间隙为10%，聚集器的倾角为20°，扩散器的倾角为20°。图16示出了功率P(kW)对速度v(M/S)之间的关系图，扩散器和聚集器的倾角分别为45。和25。。具体实施例方式通过使用商业CDF(计算流体动力学)软件确定了有助于提高驱动引擎效能度的驱动引擎元件和流体动力漂浮发电站模块的具体细节和参数。为了测试在流体中几何形状和位置对水力的影响以及驱动引擎(水轮机)的参数，使用商业CDF 2-D软件来模拟流体动力漂浮发电站周围和内部的水流。使用了所谓的k-ε波动模型和两种流体，特别是-有浮动叶片和给定速度的非平稳流体，以及-在叶片上施加等同于叶片速率的给定速率的平稳流体。所有情况下未扰动的水的进入流速假定等于2m/s。分析了对下述情况的影响I)两个相邻叶片的距离t为O. 8、3. O和6. O米。2)在叶片6与工作通道14的平面15和16间的间隙尺寸z和^，2和^为10，20和30%的情况。3)聚集器和扩散板的倾角α，β和Y。4)未扰的流体流速为2m/s，叶片速度为1、2和3m/s。5)聚集器和扩散器各自的输入和输出表面与工作通道横断面比值为3 I和4 I。流体动力漂浮发电站模块如图I所示。流体动力漂浮发电站模块I通过4个混凝土块3而锚定其位置，混凝土块通过4个浮标2连接在漂浮发电站平台上。流体动力漂浮发电站模块驱动引擎13装配在外壳4内。图2至图4以透视图示出驱动引擎集成13，其中叶片系列6由循环链7互相连接。图5示出了驱动引擎集成的侧视图，其中叶片系列6由循环链7互相连接。在驱动引擎13中，水的动能(随着运动量而变化)转换为机械旋转能。工作轮轴通过齿轮组和发电机9连接，在发电机9中机械旋转能被转换为电能。驱动引擎13的工作通道14内安装叶片系列6，这里叶片平面和水流方向垂直。为了获得叶片6连续的运动，叶片通过循环链7相互连接。在驱动引擎13的前面和后面配备齿轮集本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体动力漂浮发电站(I)的驱动引擎(13)，具有增强的效能度，其由工作通道(14)组成；工作通道(14)由内平面(15)和(16)界定，且具有横截面A，在其中安装通过两个平行循环链(7)互连的叶片系列；其中相邻的叶片(6)以相互间的距离t设置；聚集器(10)设置在工作通道(14)的入口且具有入口横截面A0，在此河流被收集并导入驱动引擎(13)的工作通道(14);并且扩散器(11)设置在驱动引擎(13)的工作通道(14)的出口且具有出口横截面BO ;其中所述的驱动引擎(13)在其前端或后端的有齿轮集成，其将工作通道(14)中的叶片(6)的线性运动转换为旋转运动，并且获取的动能通过齿轮轴转换为机械力传递到产生电力的发电机转子(9);其中所述的齿轮集成维持连续的叶片(6)运动，并使叶片(6)在入口和出口与驱动引擎(13)的工作通道(14)的水流方向垂直；在此z和^是工作通道(14)内平面(15和16)与叶片末端之间的间隙，其特征在于聚集器(10)的侧面(17)相对于工作通道(14)的侧面(15)的倾角在20° -30°的范围内；聚集器(10)底平面(18)相对于工作通道(14)的底平面(16)的倾角Y在10° -30°的范围内；扩散器(11)侧面(19)相对于工作通道(14)侦彳表面(15)的倾角β在10°-20°的范围内。2.根据权利要求I所述的驱动引擎(13)，其特征在于聚集器(10)入口横截面AO与工作通道(14)的横截面A的比值Α0/Α为2至4。3.根据权利要求2所述的驱动引擎(13)，其特征在于聚集器(10)入口横截面AO与工作通道(14)的横截面A的比值为4。4.根据权利要求I多数的驱动引擎(13)，其特征在于扩散器(11)出口横截面BO与工作通道(14)的横截面A的比值为2到4。5.根据权利要求4所述的驱动引擎(13)，其特征在于扩散器(I)的出口横截面BO与工作通道(14)的横截面A的比值为4。6.根据权利要求I所述的驱动引擎(13)，其特征在于相对于水流进入聚集器(10)前的外部水位叶片(6)非浸入部分的高度和浸入部分的高度的比值为10至25%。7.根据权利要求I所述的驱动引擎(13)，其特征在于驱动引擎(13)的工作通道(14)内同时全部浸入的叶片(6)的数量η为2到6。8.根据权利要求I所述的驱动引擎(13)，其特征在于ζ和Z'的大小在2-10%范围内。9.根据权利要求8所述的驱动引擎(13)，其特征在于ζ和Z'的大小为10%。10.根据权利要求I所述的驱动引擎(13)，其特征在于相邻叶片(6)之间的距离t为O.5-3. Om011.根据权利要求10所述的驱动引擎(13)，其特征在于相邻叶片(6)之间的距离为3. Om012.一种流体动力漂浮发电站模块(I)，具有提...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊万·科劳茨，
申请(专利权)人：海德福斯公司，
类型：
国别省市：
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