[發(fā)明專利]使用大體長(zhǎng)橢圓形渦輪機(jī)從流動(dòng)流體中發(fā)電的平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980138939.1
• 申請(qǐng)日: 2009-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN102171443A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·彼得雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自然動(dòng)力概念公司
• 主分類號(hào): F03B13/12
• 分類號(hào): F03B13/12;F03B3/12;F03B13/22;B63B35/44
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;鄒偉艷

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求如下優(yōu)先權(quán)：

(1)2009年1月30日提交的標(biāo)題為“Apparatus?for?Generating?Electricity?from?Flowing?Fluid?Using?Generally?Prolate?Turbine”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/202,126，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)參引整體結(jié)合入本文；

(2)2009年2月4日提交的標(biāo)題為“Folding?Blade?Turbine”的美國(guó)專利申請(qǐng)61/202,189，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)參引整體結(jié)合入本文；

(3)2008年8月22日提交的標(biāo)題為“Fine?Arts?Innovations”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/189,950，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)參引整體結(jié)合入本文；和

(4)2009年7月20日提交的標(biāo)題為“Platform?for?Generating?Electricity?from?Flowing?Fluid?using?Generally?Prolate?Turbine”的美國(guó)專利申請(qǐng)61/213,829，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)參引整體結(jié)合入本文。

背景技術(shù)

當(dāng)今的水力發(fā)電主要使用蓄水壩，例如堤壩。

為了不用蓄水壩將水流轉(zhuǎn)換為電，將流中能量轉(zhuǎn)換裝置放置在流動(dòng)流中。據(jù)電力科學(xué)研究院的研究，不用蓄水壩的這種流中發(fā)電仍然有很大的未開發(fā)潛力。參見例如電力研究院2007年3月的“North?American?Ocean?Energy?Status”。此報(bào)告陳述了世界首個(gè)安裝于真正離岸位置的大尺寸船舶可再生能源系統(tǒng)是2003年5月安裝在英國(guó)德文郡海面上的船舶海流渦輪機(jī)(MCT)300kw實(shí)驗(yàn)性海流單元。MCT海流單元使用將流體動(dòng)力大體扁平的葉片用作工作構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸流式渦輪機(jī)。(此處的術(shù)語(yǔ)“工作構(gòu)件”指具有起作用以與諸如水的工作流體起作用的表面的構(gòu)件，故而工作流體的運(yùn)動(dòng)引起工作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。)該報(bào)告討論了使用具有大體扁平葉片的軸流式渦輪機(jī)的其他流中項(xiàng)目。Verdant?Power?5.5軸流式渦輪機(jī)自2006年12月起安裝在紐約的東河中。加拿大不列顛哥倫比亞省Race?Rocks潮汐項(xiàng)目在2006年12月首次發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一些實(shí)施方式的目標(biāo)是為了提供一種用于從流體流、特別是從在相對(duì)較淺的河流及潮汐流發(fā)電的改進(jìn)的流中平臺(tái)。本發(fā)明一些實(shí)施方式的其他目標(biāo)是提供：

(a)用于從流體流發(fā)電的自浮平臺(tái)；

(b)用于從流體流發(fā)電、同時(shí)對(duì)海洋野生生物及海洋環(huán)境影響很小的平臺(tái)；

(c)用于從受結(jié)冰影響的流體流發(fā)電的平臺(tái)；

(d)用于從流體流發(fā)電的小型平臺(tái)；

(e)低成本發(fā)電的改進(jìn)的設(shè)備；以及

(f)用于發(fā)電的設(shè)備的可升級(jí)布置；和

(e)用于從水流及氣流的組合發(fā)電的改進(jìn)的設(shè)備。

這些及其他目標(biāo)可以通過(guò)提供包括成對(duì)的水力渦輪機(jī)的平臺(tái)達(dá)到，所述水力渦輪機(jī)使用類似于螺紋的大體螺旋形工作構(gòu)件，從而將川流轉(zhuǎn)換為大體長(zhǎng)橢圓形的承載件的轉(zhuǎn)動(dòng)。(通過(guò)非限制性示例的方式，可以認(rèn)為橄欖球具有長(zhǎng)橢圓形形狀。)此承載件外部上的螺旋形工作構(gòu)件傾向于(a)去除殘?jiān)?b)避免卡住或傷害海洋生物；以及(c)具有用于在引起表面結(jié)冰的條件下延續(xù)操作的改進(jìn)特性。大體長(zhǎng)橢圓形形狀通過(guò)排水提供浮力以支撐發(fā)電機(jī)及裝載于平臺(tái)上的其他設(shè)備。與在圓形缸體上的同等尺寸的工作構(gòu)件相比，大體長(zhǎng)橢圓形形狀可以使繞其外圍的流體流加速，并提供增加的徑向轉(zhuǎn)矩，以及繞其中心軸線的力矩。

當(dāng)流動(dòng)的流體撞擊在螺旋形工作構(gòu)件上并使工作構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水力渦輪機(jī)可以發(fā)電。轉(zhuǎn)動(dòng)的工作構(gòu)件耦聯(lián)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這樣就將轉(zhuǎn)動(dòng)能傳遞至至少一個(gè)發(fā)電機(jī)。各渦輪機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在平臺(tái)上的凈力矩至少部分地(優(yōu)選為全部)消除。對(duì)于各處的討論，本發(fā)明各實(shí)施方式在本文中參照從水流中發(fā)電而描述，但也可以考慮從任意流體流發(fā)電。

此外，風(fēng)力渦輪機(jī)可以與水力渦輪機(jī)組合使用。此風(fēng)力渦輪機(jī)牢固地定位在平臺(tái)外殼上，其中風(fēng)力渦輪使用多個(gè)葉片以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)能。水力渦輪機(jī)與風(fēng)力渦輪機(jī)的組合提供多個(gè)、可能是互不相關(guān)的能量轉(zhuǎn)換源，這與單獨(dú)使用兩個(gè)來(lái)源相比產(chǎn)生了更大的凈能量輸出和更低的變化。多個(gè)平臺(tái)可以成組錨泊于潮汐、河流或其他川流中，同時(shí)仍具有很小的環(huán)境影響。

附圖說(shuō)明

將參照下面的附圖，其圖示了由(一位或多位)發(fā)明者構(gòu)想的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1圖示了用于從流動(dòng)流體發(fā)電的平臺(tái)的俯視平面圖。

圖2圖示了用于從流動(dòng)流體發(fā)電的平臺(tái)的側(cè)視平面圖。