公开了一种由水流发电的涡轮发电装置，包括一椭圆截面的导管、摄入罩和开孔、后扩散开口和倾斜表面，以优化流动和能量特征。还公开了一单向涡轮发电装置，包括带一个和多个倾斜和/或锥形部分的涡轮叶片，还可选地带有珠状表面特征，以提高涡轮发电机的效率和性能。还公开了带单侧轴流磁发电机的水力涡轮发电机，其包括混合磁力/防磨擦轴向轴承组合。还公开了多个涡轮发电机设置，其包括多个连接到岸上的电力分布系统的单向涡轮发电机。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于单向水流环境的单向水力涡轮。具体来说，本专利技术涉及用于单向 水流环境的单向水力涡轮，其具有增强的外导管设置、涡轮叶片设计、磁发电机设置和将该 涡轮连接到电力分配系统的装置。
技术介绍
利用水流发电的水下水力涡轮是现有技术已知的。特别是，水下水力涡轮已经设 计为用于单向和双向水流应用，例如河流和海洋的水流和潮汐。由于日益增加的对可持续 性发电的需求和将持续性发电的成本降低到传统的非可持续性发电的价格的期望，需要提 高水下水力涡轮发电机的效率和性能并降低其投资、操作和维护费用。授予Davis等人的美国专利7，471，009公开了一种利用水流发电的双向水力润轮 发电机。该专利公开了绕着涡轮的圆柱形壳体或导管，其从任一端接收水流并包括对称的 水翼涡轮叶片。该专利还公开了带双侧轴流磁发电机的水力涡轮，用于双向水流应用。一 些公开的实施例还包括位于该涡轮两端的导向叶片，以在双向水流应用中将水流导向涡轮 叶片。授予Thompson的美国专利4，025, 220公开了一种利用水流发电的单向水力润轮。 该专利公开了一种轴流单向涡轮，其容装在一刚性文丘里型喷嘴内并包括一延伸到该涡轮 上游的、柔性织物水流收集导管，以试图在漏斗型收集导管装置中收集水流。Spooner等人的的欧洲专利申请EP2112370A1公开了一种利用水流发电的水力涡 轮发电机，其包括至少一组被动式磁力轴承。在该专利文件中，一组或多组被动式磁力轴承 用于通过相对的被动式磁体组的排斥或吸引来支撑涡轮发电机，所述磁体组独立于所述涡 轮发电机的部件。在单向水力涡轮发电机设计上,现有的水力涡轮发电机技术不能令人满意，该单 向水力涡轮发电机可以有益地在单向水流环境(例如河流或洋流)中高效、合算地发电。因 此，需要一种单向水力涡轮发电机，其提供效率和性能提高的涡轮和发动机部件，用以在严 酷的和/或腐蚀性的、淹在水中的操作环境中提供改进的可靠性和使用寿命，或者降低制 造、操作和维护的复杂性或费用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供克服现有技术一些缺点的涡轮发电机装置。具体而 言，本专利技术的另一个目的在于提供一种克服现有技术一些缺点的、用于单向水流环境的单 向水力涡轮装置。根据本专利技术的一个实施例，提供一种由水流发电的水力涡轮发电机装置。在该实 施例中，该水力涡轮发电机包括一转子，该转子包括一毂和多个从所述毂径向向外延伸的水力涡轮叶片；和一导管，所述导管的入口端和出口端中至少一个剖面为椭圆形；其中，所述导管出口的横截面面积和所述导管入口的横截面面积之比在1.1或 2.1之间。本专利技术的一些实施例的另一个目的在于，提供一种高效的、适用于浅的河流以及 深的洋流位置的、设计相对简单的、环保的水力涡轮。本专利技术的一些实施例的又一个目的在于，提供一种低外形设计，用于在浅水流或 水深低的区域高效操作。根据一些实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供水流增强功能，包括摄入罩和开 孔、下游扩散器开口和斜面入口水流增强器，以提高所述涡轮的性能。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，在所述扩散器内表面提供倾斜或喇叭 形，这可以改进流动特征，从而提高性能。根据一些实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供一水力涡轮发电机，其带有结合 一个或多个锥形的和/或倾斜的涡轮叶片的增强的涡轮叶片设计。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供带一个或多个涡轮叶片的水力涡 轮发电机，所述涡轮叶片包括多个珠状表面(beadedsurface)特征，以提高所述涡轮的效 率和性能。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供包括一单侧轴流磁发电机的水力 涡轮发电机，所述单侧轴流磁发电机提供轴向轴承的功能，以支持轴向轴承负载的至少一 部分。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供包括一轴流磁发电机的水力涡轮 发电机，所述轴流磁发电机提供至少一轴向轴承的功能，以支持轴向轴承负载的至少一部 分。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供包括一角通量磁发电机的水力涡 轮发电机，所述角通量磁发电机提供至少一径向和/或轴向轴承的功能，以支持径向和/或 轴向轴承负载的至少一部分。根据一实施例，本专利技术的又一个目的在于，提供包括一克服现有技术一些缺陷的 装置，将本专利技术的一个或多个单向水力涡轮发电机单元连接到岸边的电力分布系统。参考附图并结合详细描述，本专利技术的进一步的优点会更容易理解。附图说明现在参考附图描述本专利技术的装置和方法，附图中图1示出了根据本专利技术的带有扩散器(diffuser)的单向涡轮的俯视剖视图2示出了根据本专利技术的单向涡轮的扩散器导管弯曲的剖视图3示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和出口的扩散器导管的等轴 测视图4示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和出口的扩散器导管的等轴测视图5示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和出口的扩散器导管的侧视 图6示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和出口的扩散器导管的俯视 图7示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和出口的扩散器导管的后视 图8示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和椭圆形出口的扩散器导管 的等轴测视图9示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和椭圆形出口的扩散器导管 的等轴测视图10示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和椭圆形出口的扩散器导管 的侧视图；示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和椭圆形出口的扩散器导管图11图12示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有圆形入口和椭圆形出口的扩散器导管图13示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有侧向摄入罩和开孔的扩散器导管的等图14示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有侧向摄入罩和开孔的扩散器导管的等图15示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有侧向摄入罩和开孔的扩散器导管的侧图16示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有侧向摄入罩和开孔的扩散器导管的俯图17示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有侧向摄入罩和开孔的扩散器导管的后图18示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有尾部扩散开口的扩散器导管的等轴测图19示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有尾部扩散开口的扩散器导管的等轴测图20示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有尾部扩散开口的扩散器导管的侧视 图21示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有尾部扩散开口的扩散器导管的俯视 图22示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有尾部扩散开口的扩散器导管的后视 图23示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有倾斜面的扩散器导管的等轴测视图24示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有倾斜面的扩散器导管的等轴测视的俯视图的后视图轴测视图轴测视图视视视视视图25示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有倾斜面的扩散器导管的侧视图图26示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有倾斜面的扩散器导管的俯视图图27示出了根据本专利技术的单向涡轮的带有倾斜面的扩散器导管的后视图图28示出了根据本专利技术的单涡轮发电单元的俯视剖视图，所述单涡轮发电单元 在带导管的单向涡轮内带有刚性毂；图29示出了根据本专利技术的单涡轮发电机单元的俯视剖视图，所述单涡轮发电单 元在带导管的单向涡轮内带有穿过所述毂的纵向孔；图30示出了根据本专利技术一个实施例的拱形水力涡轮叶片的立体图31示出了图30所示的、根据本专利技术一个实施例的示例性水力涡轮叶片的俯视 图32示出了图30所示的、根据本专利技术一个实施例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.30 US 61/330,2681.一种由水流发电的水力涡轮发电装置，所述装置包括 一转子，所述转子包括一毂和多个从所述毂径向向外延伸的涡轮叶片；和 一导管，所述导管包括一入口端和一出口端、一内表面和一外表面、和一中央纵轴； 其中，α包括在所述涡轮装置的所述中央纵轴和所述导管的所述内表面在所述导管的所述出口端处的切线之间的第一夹角； β包括在所述涡轮装置的所述中央纵轴和所述导管的喇叭形部分的起始处的第一点和位于所述第一点直接下游的、位于所述导管的所述内表面上在所述导管的所述出口端处的第二点之间的线之间的第二夹角； 其中，α /β之比在1.1到2.1之间。2.如权利要求1的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述导管的所述入口端剖面基本上为圆形而所述导管的所述出口端剖面基本上为椭圆形。3.如权利要求1或2的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述导管的竖直尺寸小于所述导管的水平尺寸。4.如权利要求1-3之一的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述导管出口端的横截面面积和所述导管入口端的横截面面积之比在1. 2到1. 6之间。5.如权利要求1的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述导管的所述入口端和所述出口端中至少一个的横截面为基本上圆形、长椭圆形、斜圆形、椭圆形或者其组合。6.如权利要求1-5之一的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述出口端的横截面面积和所述入口端的横截面面积之比在1. 5到2. 5之间。7.如权利要求1-6之一的水力涡轮发电装置，其特征在于，所述毂包括一由纵向穿过所述毂的至少一内壁表面限定的纵向孔。8.如权利要求1-7的水力涡轮发电装置，其特征在于，还包括在所述导管侧面上的至少一摄入罩，所述至少一摄入罩限定至少一在所述导管的外表面和内表面之间延伸的摄入孔，使得水流从所述导管的所述外表面导向到所述内表面。9.如权利要求1-8的水力涡轮发电装置，其特征在于，还包括一在所述导管的所述出口端处朝向所述导管的所述入口端的边缘表面的偏离，使得至少一开口限定在所述导管的所述出口端处所述边缘表面内。10.如权利要求9的水力涡轮发电装置，其特征在于，包括第一所述开口和第二所述开口，第一所述开口在所述导管的所述出口端处所述边缘表面的顶侧，第二所述开口在所述导管的所述出口端处所述边缘表面的底侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：鄂普·米特·赛瑞丽，麦海·C·普拉顿，麦勒·阿特娜索夫·瑞柴夫，
申请(专利权)人：清流合伙有限公司，
类型：
国别省市：
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