[发明专利]从水流中获取能量的设备

说明书

技术领域

本发明涉及从水流中获取能量的设备，尤其是从潮汐汽流中获取能量的设备。同时尽管本发明的设备特别适合于从潮汐变化引起的水流中获取能量，但应该认为本发明的设备可以用于从无论是潮汐还是其它方式引起的任何水流中获取能量，并且因此贯穿说明书全文提及的潮汐流包括任何形式的水流。

背景技术

之前已经提出并且应用了很多不同形式的潮汐发电机。目前已知或应用的潮汐流发电机具有缺点。尤其是已知的一些潮汐发电机不是特别有效率。另外如果在可能遇到碎片或其它异物的区域中操作潮汐发电机会导致其被损坏。此外如果潮汐发电机正在操作中的水平面突然下降会导致发电机坐落在水体的底面上，发电机会被损害。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的从水流中获取能量的设备，其克服或减轻了上述缺点中的一个或多个，或至少提供对于已知潮汐发电机的一种高效的选择方案。本发明的其它目的和优点将通过下面的描述呈现出来。

本发明一方面，尽管不是必须的最主要方面，提供一种从流动水中获取能量的设备，所述设备包括具有一对间隔开的本体的漂浮组件，所述本体至少部分可漂浮，一个细长的流路位于所述本体之间并且在其中纵向延伸，一叶轮组件位于所述流路中，所述设备适于至少部分淹没在水体中以淹没所述流路，所述叶轮组件被通过所述流路的水流引发转动，以及在所述漂浮组件上的从所述转动的叶轮组件中获取能量的装置。

优选地本体具有可变化的浮力以使得设备能够淹没或部分淹没在水中。本体可以包括可选择性地填充或排出水的中空压载箱或舱，可以提供选择性的一个操作泵或多个操作泵用于填充压载箱或舱或从压载箱或舱中将水排出。为了从本体中将水排出，一个或多个泵可以包括船底泵。填充一个或多个箱的水适于从设备所定位的水体中获得。

漂浮组件的本体可以包括一对间隔开的浮子、浮筒或壳体(此后统称为“浮子”)，漂浮组件可以是双体船结构。间隔开的浮子可以限定至少部分流路的内壁。为了这个目的，各个浮子具有内壁并且浮子的内壁限定了曲面，该曲面形成了流路的至少部分内表面，其中各自浮子的曲面彼此相对。优选流路为基本上圆形的横截面，并且浮子的曲面可以形成为横截面的部分圆弧。

可替换地，流路可以由支承在浮子之间的细长的流路限定元件限定而成。流路限定元件可以包括管状或部分管状的元件使得其成为类似管状的构造。流路限定元件可以在它的下部开口或绕着它的外围封闭。

优选浮子向下延伸到与流路和叶轮的底侧平齐或延伸到流路和叶轮的底侧下方，使得如果浮子坐落在设备定位的例如河床或海湾的表面上，流路限定装置和叶轮组件不会被破坏。这样允许设备在大潮汐范围的区域内使用。

优选浮子的船首限定成引导进入流路的锥形狭道，以利于引导浮子之间的水流并且通过流路。浮子的船尾可以具有相似结构使得设备可以在由于潮汐作用引起的汽流相对于漂浮组件在相反方向的水体中也可以操作。漂浮组件的引导和尾随端也可以是朝向流路的锥形横截面以引导水流向流路。在特别优选的结构中，漂浮组件的引导和/或尾随端可以向外呈圆锥形张开。

优选漂浮组件至少在其可操作引导端包括在流路上方向前突出于漂浮组件的端部元件，端部元件在船首的构造中向前呈锥形。漂浮组件的尾随端设置相似的端部元件。端部元件降低了波浪对漂浮组件的影响。一个或各个类似船首的端部元件适于设置在漂浮组件的相对本体之间并且在向外并沿其纵向延伸。类似船首的端部元件适于密封中空舱和/或由可漂浮材料例如泡沫塑料形成或填充至少部分可漂浮材料例如泡沫塑料。

优选防护装置或保护罩设置在漂浮组件的引导和/或尾随端以防止较大碎片、动物或其它材料进入流路。防护装置或保护罩可以是横跨通道或流路的前方和后方延伸的包含多个杆或其它细长元件的笼状结构。

流路适于在其整个长度上具有恒定的横截面，尽管如此它可以具有后面提及的变化的横截面。更适合地，叶轮组件的最大直径达到流路横截面直径的85％并且优选为80％。

更适合地，叶轮组件包括中心支承在流路限定元件内部的细长的叶轮组件。叶轮组件可以是双向的使得其可以不考虑通过流路的流动方向而有效运转。

叶轮组件适于包括细长的轴组件和沿着轴组件间隔定位布置的多个叶片组件，各个叶片组件具有多个叶片。叶片组件可以是具有内部毂、外部环和在毂和环之间延伸的叶片的转动体的形式。