[发明专利]动能回收涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电系统，并涉及一种用于在没入水中同时能量转化并用于从面下水流提取能量并转化为电力的部件。

背景技术

在水下的能量提取和转化是公知的：例如美国专利No.6,168,373；6,139,255；和WO-02-27151。然而，现有的技术在经济性、环境噪声和可维持能量提取上并不令人满意。

由此，期望能够得到这样的进展，其允许经济、噪声环保并可维持的能量提取。

发明内容

本发明的目的是提供一种没入水中的涡轮，该涡轮包括：流动器，具有入口、出口、内表面和外表面；转子组件，适于将来自水流的动能转化为旋转能，转子组件包括叶轮(runner)、连接到叶轮的第一端的多个叶片和包封在叶轮的第二端中的磁体，叶轮的第二端面向流动器的内表面；固定定子组件，嵌入在壳体的内表面和外表面之间，由此是水绝缘的，定子包括电路并基本与磁体对准；以及能量收集设备，用于促进来自定子组件的电流到外部电流接收器的流动，能量收集设备被联接到定子。

在本发明的一个实施例中，涡轮还包括至少一个腔体，其设置在流动器的外表面和内表面之间，腔体适于被一流体填充，从而将涡轮稳定在水表面下方。该流体可以是空气，水或任何适用于这样的应用的其它流体，这对于本领域技术人员而言是容易理解的。

在本发明的一个实施例中，入口和出口具有文氏管型流动限制装置，用于加速到转子组件的流动。

在本发明的一个实施例中，壳体具有至少一个固定到其出口附近的流体分离消除设备，设备适于控制形成在壳体出口处的旋涡。流体分离消除设备可以是肋，但是也可以是允许实现该期望结果的任何其他特征。

在本发明的一个实施例中，涡轮还包括平衡轴，其沿着壳体的中央纵向轴线延伸，该轴通过多个固定叶片支架和轴承连接到壳体的内表面，固定叶片支架定位为垂直于壳体的中央纵向轴线。

本发明包括一种新型能量转化器(“EC”)，完全没入水面下流动水流中。使用轻质材料制成。EC具有高的总效率比。EC能量包括消除了在线发电机并替之以周边电磁耦合设备，其为水密并绝缘的，转子被联接到来自EC壳体内部的叶轮末端并且在外部围绕该叶轮末端。EC电路和绕组被完全水密封。在一个实施例中，这是使用将发电机电路与水隔离的不锈钢合金和密封技术来实现的。在另一实施例中EC包括被密封为与水隔离的无刷电路和绕组，其都是电绝缘的。EC允许能量从潜流中以大范围的频率和电压被提取。在一个实施例中，本发明涉及从河流主体潜流(包括零水头(zero head))中动能提取。

附图说明

结合附图参考说明书之后，本发明的其它方面和优点将会变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明的涡轮的一个实施例的横截面视图；

图2示出了本发明的涡轮的一个实施例的定子和转子头上的水密封件；

图3示出了在本发明的一个实施例中使用的电路；

图4示出了在本发明的另一个实施例中使用的电路。

具体实施方式

本发明的应用并不限于在随后描述中列举或在附图中示出的部件的构造和配置的细节。本发明能够具有其它的实施方式并且可以以多种方式被执行或实施。此外，在本文中使用的措辞和术语仅仅是为了描述性目的而不是限定性的。在本文中“包括”“由......组成”或“具有”“包含”“含有”以及它们的各种变式意味着拥有在随后所列的各项，并且还，可选地，具有其它项目。在随后的描述中，相同的参考标号指示相似的元件。

环境友好的非侵入性能量转化器(EC)允许将包含在面下运动水流中的动能以可负担的kWh价格提取并转化为电力。

该思路允许单个或多个EC组件独立地产生能量到隔离的电网和/或同时产生能量到现有的公用电网。

主要部件识别：

EC由下列部件构成：

(1)流动增强器壳体

(2)平衡轴轴承

(3)轻质叶轮

(4)自动平衡轴承

(5)入口防护装置

(6)固定导叶支架和轴承支承件

(7)出口防护装置

(8)磁体

(9)发电机转子

(10)固定定子

(11)浮子

(12)收集器(collector)

(13)流体分离消除器

详细系统操作：

建立用于动能转化的良好环境