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1、10申请公布号CN102388187A43申请公布日20120321CN102388187ACN102388187A21申请号201080011416322申请日20100310200901681720090311SGE02B9/08200601F03B13/2620060171申请人吉宝岸外与海事科技中心私人有限公司地址新加坡新加坡城72发明人莫汉达斯埃塔努尔瑟普帕莱陈俊达王生印74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人武树辰田军锋54发明名称提取潮汐能的装置和系统57摘要公开了用于提取潮汐能的涡轮机组件和系统。涡轮机组件可包括设置以堆叠式排列布置的相同的区段。每个区段可以。
2、是无轴的，可由流体流提供能量以产生升力并且被适当地定向成与相邻的区段呈相位偏移，从而使得通过涡轮机组件的旋转产生具有小的幅值波动的相对恒定的合成力矩输出。可采用结合有增速装置的涡轮机组件，该增速装置具有壳体，该壳体具有用于增强力矩输出的可变轮廓的开口。涡轮机组件还可被用在可迁移的漂浮的堰坝布置中。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011090986PCT申请的申请数据PCT/SG2010/0000812010031087PCT申请的公布数据WO2010/104475EN2010091651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书10页附图14页C。
3、N102388200A1/3页21一种用于从移动的流体提取能量的系统，所述系统包括用于提供加速了的流体流的增速装置，包括具有设置成彼此流体连通的多个开口的壳体，其中，所述开口从所述壳体的两个相反的端部朝向设置在它们之间的涡轮机室延伸；以及多个门，所述多个门连结成所述门之间保持多个预定角度关系，所述门可移动地联接于所述壳体，其中，所述门可由流体流致动以便在面向所述流体流的一个开口处形成用于增加流体集流区的入口轮廓，并且响应形成所述入口轮廓，所述门能够借由连结所述门的角度关系而被致动，以便在另一开口处形成用于散出流体的不同的出口轮廓；设置在所述涡轮机室中的涡轮机组件；联接于所述涡轮机组件的轴；以及。
4、联接于所述轴以便将来自所述涡轮机组件的转动能转化成电能的发电机。2根据权利要求1所述的系统，其中，通过改变所述流体流的方向致动所述门以便使所述出口轮廓与所述入口轮廓相互交换，并且反之亦然。3根据权利要求2所述的系统，其中，形成所述入口轮廓的至少一个所述门设置成垂直于所述流体流以阻碍所述流体流，并且形成所述入口轮廓的另一个所述门提供了用于朝向所述涡轮机室引导所述流体流的斜坡。4根据权利要求3所述的系统，其中，形成所述出口轮廓的至少两个所述门彼此成角度地移置，所述角度小于约20度。5根据权利要求3所述的系统，其中，形成所述出口轮廓的至少两个所述门中的每一个与水平平面成角度地移置，所述角度小于大约1。
5、0度。6根据权利要求1所述的系统，其中，所述门中的上方的门由滑轮和线缆系统连结并且所述门中的下方的门由四杆联动装置连结。7根据权利要求1所述的系统，其中，所述增速装置支撑在漂浮的驳船下面以形成可迁移的堰坝布置。8根据权利要求7所述的系统，其中，所述漂浮的驳船包括插入在所述增速装置之间的多个端部壁，其中，所述端部壁设置成补充由所述门形成的所述入口轮廓和所述出口轮廓。9根据权利要求1所述的系统，其中，多个肋被布置在所述增速装置的下面以用于阻止所述门中的下方的门被设置在所述涡轮机室的下面。10根据权利要求1所述的系统，其中，所述壳体具有设置成与所述涡轮机室流体连通的另一开口，所述另一开口用于从其中安。
6、装以及移除所述涡轮机组件。11根据权利要求1所述的系统，进一步包括可移动地联接于所述轴以将所述涡轮机组件固定于所述壳体的多个导向轴承。12根据权利要求1所述的系统，进一步包括可移动地联接于所述轴以将所述涡轮机组件固定于所述发电机的多个推力轴承。13根据权利要求1所述的系统，其中，所述涡轮机组件竖直地设置，使得所述轴在竖直方向上远离所述涡轮机组件延伸。14根据权利要求1所述的系统，其中，所述涡轮机组件水平地设置，使得所述轴在水平方向上远离所述涡轮机组件延伸。权利要求书CN102388187ACN102388200A2/3页315根据权利要求1所述的系统，其中，所述涡轮机组件包括设置成堆叠式布置的。
7、多个相同的区段；以及设置在所述堆叠式布置的相反的端部处的两个外板，其中，每个所述区段包括顶部表面、底部表面、和固定地安装在它们之间的多个机翼形的叶片，并且每个所述区段内的空间是无轴的，并且，其中一个所述区段内的所述叶片布置成与相邻的一个所述区段内的所述叶片旋转地偏差一相位偏移。16根据权利要求15所述的系统，其中，所述相邻的区段之间插入内板，所述内板可被操作以防止所述相邻的区段之间的流体连通。17根据权利要求15所述的系统，其中，所述相邻的区段之间插有无辐条的环形框架，所述无辐条的环形框架可被操作以允许所述相邻的区段之间的流体连通。18一种方法，包括将增速装置设置在流体中，所述增速装置包括具有。
8、设置成彼此流体连通的多个开口的壳体，其中，所述开口从所述壳体的两个相反的所述端部处朝向设置在它们之间的涡轮机室延伸，以及多个门，所述门连结成在所述门之间保持多个预定的角度关系并且可移动地联接于所述壳体；将涡轮机组件设置在所述涡轮机室中；通过流体流致动所述门以便在面向所述流体流的一个开口处形成用于增加流体集流区的入口轮廓；响应所述入口轮廓的形成，通过连结所述门的角度关系致动所述门以在另一所述开口处形成用于散开流体的不同的出口轮廓；以及在由流体流提供能量的所述涡轮机组件中产生力矩输出。19根据权利要求18所述的方法，进一步包括响应所述流体流的方向的改变，所述出口轮廓与所述入口轮廓相互交换，并且反之。
9、亦然。20根据权利要求19所述的方法，其中，致动所述门包括将形成所述入口轮廓的至少一个所述门设置成垂直于所述流体流以阻碍所述流体流，并且将形成所述入口轮廓的另一所述门设置成斜坡以便朝向所述涡轮机室引导所述流体流。21根据权利要求20所述的方法，其中，将涡轮机组件设置在所述涡轮机室中包括设置涡轮机组件，该涡轮机组件具有设置成堆叠式布置的多个相同的区段；以及设置在所述堆叠式布置中的相反的端部处的两个外板，其中，每个所述区段包括顶部表面、底部表面、和固定地安装在它们之间的多个机翼形的叶片，并且每个所述区段内的空间是无轴的，并且，其中一个所述区段内的所述叶片布置成与相邻的一个所述区段内的所述叶片旋转地。
10、偏差一相位偏移。22根据权利要求21所述的方法，其中，将涡轮机组件设置在涡轮机室中包括设置涡权利要求书CN102388187ACN102388200A3/3页4轮机组件，该涡轮机组件的相邻的所述区段之间插有内板，所述内板可被操作以防止所述相邻的所述区段之间的流体连通。23根据权利要求21所述的方法，其中，将涡轮机组件设置在涡轮机室中包括设置涡轮机组件，所述涡轮机组件的相邻的所述区段之间插有无辐条的环形框架，所述无辐条的环形框架可被操作以允许所述相邻的所述区段之间的流体连通。24根据权利要求18所述的方法，其中，所述流体是水。25一种涡轮机组件，包括设置成堆叠式布置的多个相同的区段；以及设置在所。
11、述堆叠式布置的相反的端部处的两个外板，其中，每个所述区段包括顶部表面、底部表面、和固定地安装在它们之间的多个机翼形的叶片，并且每个所述区段内的空间是无轴的，并且，其中，一个所述区段内的所述叶片布置成与相邻的一个所述区段内的所述叶片旋转地偏差一相位偏移。26根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，所述区段由流体流提供能量以产生多个渐进的相位偏移力矩输出，该相位偏移力矩输出将产生相对恒定的合成力矩输出。27根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，相邻的所述区段之间插有内板，所述内板可被操作以防止所述相邻的所述区段之间的流体连通。28根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，相邻的所述区段之间插有无辐。
12、条的环形框架，所述无辐条的环形框架可被操作以允许所述相邻的所述区段之间的流体连通。29根据权利要求28所述的涡轮机组件，其中，所述环形框架具有椭圆形横截面以用于减小无辐条的环形框架的表面上的边界层间距。30根据权利要求26所述的涡轮机组件，其中，所述相对恒定的合成力矩输出的幅值波动是大约25。31根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，通过360每个区段中的叶片数量区段的数量来确定所述相位偏移。32根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，所述叶片彼此离散开并且沿每个所述区段的周向均匀地分布。33根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，每个所述叶片的前缘定向成与和旋转路径相切的位置成角度。34根。
13、据权利要求33所述的涡轮机组件，其中，所述叶片定向成使得所述涡轮机组件可被操作以在多方向流的情况下单向地旋转。35根据权利要求25所述的涡轮机组件，其中，所述每个区段包括在二和六之间选择的相同数量的叶片。36根据权利要求25所述的涡轮机组件，进一步包括联接于至少一个所述外板的并且远离所述堆叠式布置而延伸的轴。权利要求书CN102388187ACN102388200A1/10页5提取潮汐能的装置和系统技术领域0001本发明的实施方式总体涉及从移动的流体例如潮汐流提取能量的系统和方法，更特别地涉及能够产生相对恒定的合力矩输出的涡轮机以及采用这种涡轮机和增速装置的系统。背景技术0002潮汐能或潮能是。
14、水流或潮汐中固有的一种动能的形式。将该动能转化成有用的形式的装置是通常所说的潮汐流装置。许多现有的潮汐流装置采用类似于风力涡轮机的水平轴涡轮机。这些水平轴潮汐流涡轮机是大型设备，其直径典型地大于10米并且设计成产生兆瓦量级的电能以减小每兆瓦特的总基础设施的成本。相应地，这些大型涡轮机必须在深水中和高的潮汐流流动速度下运行。这样严重地限制了这种大型涡轮机的潜在应用。此外，由于潮汐流流动每天两次改变方向，这些大型涡轮机需要使用复杂的叶片控制器、传感器和其它控制装备以实现较高的效率。0003源自萨沃纽斯SAVONIUS、达里厄DARRIEUS或戈尔洛夫GORLOV的设计的现有的竖轴涡轮机具有它们的局。
15、限性。萨沃纽斯的设计如阻力型涡轮机DRAGTYPETURBINE那样运行并且因此与例如达里厄或戈尔洛夫设计的类似尺寸的升力式涡轮机相比提取较少的能量。竖轴涡轮机通常在单个回转中产生具有总数量与叶片的数量相同的波峰或波谷的正弦力矩输出。由单独的叶片产生的力矩的总和导致正弦力矩输出，该正弦波动根据回转过程中它们与流动的接触位置而变化。这些力矩波动将导致不希望的电输出的波动。在戈尔洛夫螺旋式涡轮机中，叶片在竖直方向上螺旋状地布置，以便旋转时将它们的横截面横过流体流均匀地分布。然而，戈尔洛夫设计复杂、制造成本高并且由于结构刚性问题具有高度局限性。0004在潮汐能发电站中采用的潮汐流涡轮机通常布置在建造。
16、河口或横跨泻湖的入口的堰坝中。这种堰坝通常是需要高成本的例如750米长的大型基础设施。堰坝的建造还对环境有这样的负面影响淤积和改变当地的生态系统。0005美国专利NO6,856,036别林斯基BELINSKY公开了用于在深水中获取海洋流的动能的设备，其基于利用半潜式平台和多个具有通风道的竖直定向的达里厄型液力涡轮机。该涡轮机定位在低于海平面一段足够远的距离以排除它们受波动作用的影响。发电机定位在水上面的结构上并且利用从半潜式平台至海底的柔性电缆以及通向岸边的水下电缆将电能传输至岸边，在岸边其连接于电力分布网络。本发明的一个实施方式设计成在深水处采集潮汐能量。0006在美国专利NO6,921,9。
17、86拜耳BAYER、WO2008/050149尼普顿可再生能源有限公司NEPTUNERENEWABLEENERGYLIMITED、WO2008/109784圣路易斯大学SAINTLOUISUNIVERSITY、美国专利公开文献NO2008/0084067希尔HILL、美国专利公开文献NO2008/0159873陈TRAN、美国专利公开文献NO2007/0269305伯格BURG、美国专利公开文献NO2007/0020097A1乌苏亚URSUA、美国专利公开文献说明书CN102388187ACN102388200A2/10页6NO2006/0008351别林斯基BELINSKY、美国专利公开文献。
18、NO2003/0014969沃尔特斯WALTERS、美国专利NO4,717,832哈里斯HARRIS，和美国专利NO4,213,734LAGG中，能够发现涉及涡轮机和采用涡轮机的系统的其他信息。0007鉴于与现有涡轮机设计和涡轮机布置有关的上述和其它问题，以及上文中提到的公开文献，非常需要改进的涡轮机设计和系统以及布置涡轮机的方法。发明内容0008根据本发明的一个实施方式，涡轮机组件可包括堆叠式布置的相同的区段。外板可设置在堆叠式布置的相反的端部处。每个区段包括顶部表面、底部表面和固定地安装在它们之间的多个机翼形AIRFOIL叶片。每个区段中的空间可以是无轴的。每个区段内的叶片可被布置成与相邻。
19、的区段内的叶片旋转地偏差一相位偏移或角度。由于这种旋转偏置，每个区段定向成与相邻的区段呈相位偏移。当流体流向区段提供能量以产生升力时，区段产生多个渐进PROGRESSIVE的相位偏移的力矩输出。相位偏移的力矩输出的总和将导致具有小的幅值波动的相对恒定的合成力矩输出。0009相邻的区段可分离或插入阻止相邻的区段之间的流体连通的内板。可替代地，相邻区段可插入允许相邻区段之间流体连通的无辐条的环形框架。0010可采用涡轮机组件与定向和构造成用于向涡轮机组件提供加速的流体流的增速装置相结合。根据本发明的一种实施方式，增速装置包括具有多个彼此流体连通的开口的壳体。开口从壳体的两个相反的端部处朝向定位在它。
20、们之间的涡轮机室延伸或甚至逐渐变小。壳体可进一步提供适当地定尺寸的开口以允许将涡轮机组件放置在涡轮机室中并且允许将涡轮机组件从其中移除。壳体和涡轮机室可适合地定向成接收竖直地设置的或水平地设置的涡轮机组件。0011此外，增速装置可设置适当地定位在开口处通向涡轮机室的可移动的门。该门由来自流体流的力致动以形成用于在面向流体流的一个开口处增加流体集流区的入口轮廓。由于门被连结成彼此保持一定的角度关系，入口轮廓的形成同时致动对应的门以形成具有与入口轮廓不同的几何形状的出口轮廓，用以在另一开口处分散流体。当流体流的方向改变时，由该改变的流体流中的力致动门以使得出口轮廓与入口轮廓相互交换，并且反之亦然。。
21、例如线缆和滑轮系统以及四杆联动装置的适合的连结件可设置在适当的门之间以使得门之间保持预定的角度关系，从而使得一个门的运动致动其对应的门。0012增速装置可包括用于在其中接收多个涡轮机组件的多个涡轮机室。增速装置可被支撑在漂浮的驳船的下面以形成可以迁移至不同位置的驳船布置。附图说明0013下文中，参考附图公开了本发明的实施方式，其中0014图1A是根据本发明的一个实施方式的涡轮机组件的立体图；0015图1B是图1A的涡轮机组件的一个区段的俯视图；0016图2A是根据本发明的一个实施方式的涡轮机组件的立体图；0017图2B是图2A的涡轮机组件的一个区段的俯视图；0018图2C是从图2B中的线CC截。
22、取的剖面视图；说明书CN102388187ACN102388200A3/10页70019图3A根据本发明的一个实施方式的增速装置的立体图；0020图3B是容纳在图3A的增速装置中的涡轮机组件的立体图；0021图4是根据本发明的一个实施方式的用于从流体运动中提取能量的系统的侧剖面视图；0022图5A是具有布置成以竖直安置方式接收涡轮机组件的多个涡轮机室的增速装置；0023图5B示出了竖直地设置在图5A的增速装置中的多个涡轮机组件；0024图5C是具有布置成以水平安置方式接收涡轮机组件的多个涡轮机室的增速装置；0025图5D示出了水平地设置在图5C的增速装置中的多个涡轮机组件；0026图6A是具有。
23、布置成接收从方向A的流体流的增速装置的堰坝的简化的侧视图；0027图6B是具有布置成接收从方向B的流体流的增速装置的堰坝的简化的侧视图；0028图6C是从图6A的布置改变至图6B的布置或相反的过程中上门和下门的过渡布置的简化的侧视图；0029图6D是设置在图6A至图6C的堰坝中的涡轮机组件的侧向剖视图；0030图7是图6B的堰坝的俯视剖面图；0031图8A是由从涡轮机组件的截面中的一个产生的力矩输出的图示；以及0032图8B是由涡轮机组件的各个截面产生的渐进地相位转变的力矩输出的图示，以及这些渐进地相位转变的力矩输出的总和。具体实施方式0033在下列说明中，为了提供对本发明的各个示意性的实施方。
24、式的全面的理解，详细地阐述了许多特定的细节。然而，应当理解对于本领域的一个技术人员来说在没有某些或所有这些特定细节的情况下也可以实践本发明的实施方式。在其它情况下，为了避免不必要地掩盖被描述的实施方式的相关方面，并未对公知的过程操作进行描述。0034也应理解，尽管术语“第一”、“第二”等可被用在此处用以描述各个构件，这些构件不应该被这些术语所限制。这些术语只用于构件的彼此区分，而不偏离本发明的范围。此外，应该理解在当本说明书中术语“彼此”的使用不限制于具有三个或更多的情况；该术语也适用于两个或更多个的情况。0035参考图1A，图1A是根据本发明的一个实施方式的涡轮机组件100的立体图。涡轮机组。
25、件100可以由设置成堆叠式布置的多个相同的区段110形成。外圆形板102A设置在堆叠式布置的相反的端部处。内圆形板102B插入或分离相邻的区段110，内圆形板102B将阻止相邻的区段110之间的流体连通和流体横向流动。与使用圆形板分离相邻的区段110有关的其它优点包括但不限制于提高涡轮机组件100的结构刚性以及减小导致能量损耗的竖直涡流。0036在每个区段110中，多个叶片104被固定地或不可移动地安装在圆形板的顶部表面106和另一圆形板的底部表面108之间。每个叶片104可包括具有前缘和后缘的机翼或水翼形状。机翼形状可以是对称的或非对称的，并且从来源于包括但不限制于国家航空咨询委员会NATI。
26、ONALADVISORYCOMMITTEEFORAERONAUTICSNACA的已知的机翼轮廓中说明书CN102388187ACN102388200A4/10页8选择。适合的机翼形状的选择将取决于例如希望的总尺寸、力矩输出和涡轮机组件100的旋转速度等因素。在一种实施方式中，叶片104可被定向成横向于流体流方向，即旋转路径的切向。该位置可被称作切向位置。然而，在某些其他实施方式中，每个叶片104可倾斜角度以将其前缘定位成远离切向位置，例如偏离4，以允许流体流正角度地攻击参见图1B。应当理解，可以按需要采用其它倾斜角度。通过相对于切向位置倾斜叶片104，可阻止在每个区段110中形成漩涡并且由此增。
27、加力矩输出。此外，适当地倾斜叶片104将允许减小圆形盘的直径和图3A和3B中的涡轮机室316的宽度和/或使其最优化。0037每个区段110中的叶片104彼此分离并且可被设置成沿或靠近区段110的圆周或周边相对均匀地分布。在某些实施方式中，机翼形状的叶片104的翼弦与每个区段110的圆形板102B的翼弦重合。叶片104被适当地定位成涡轮机组件100在多方向流的作用下单方地向旋转。尽管图1B的实施方式示出了每个区段110具有三个叶片104，应当意识到，在某些其它的实施方式中，每个区段110中的叶片104的数量可以在二至六之间选择，如果需要可以选择更多个。此外，每个区段110中的叶片104可以是中空。
28、的或实心的机翼。0038在图1A中，形成涡轮机组件100的堆叠式布置由六个相同的区段110形成。区段110可被定向成所有叶片104在区段110或堆叠式布置的横向方向上彼此不对齐。更特别地，每个区段110内的叶片104可被布置成相对于相邻区段的叶片104旋转地偏差或移动一相位偏移或角度。该旋转偏置或相位偏移是在区段110的横向方向上渐进的，从而使得在叶片104的布置中和相同区段的叶片104之间的间隙中，横过各个区段110可观察到螺旋效果。当涡轮机组100由流体流提供能量时，该偏置布置将产生相对恒定的合成力矩输出。进一步详细说明当流体流进入涡轮机组100时，向每个区段110被提供能量以产生升力。由。
29、于偏置布置，由每个区段110产生的力矩输出定向成相对于由相邻的区段110中的一个产生的力矩输出产生相位偏移。如果该偏置布置在整个旋转上即360均匀地分布，那么由各个区段110产生的力矩输出的波峰和波谷将均匀地分布。换言之，由区段110产生多个渐进地相位偏移的力矩输出，并且其总和将实现相对恒定的合成力矩输出。通过一个或多个连接轴将该相对恒定的合成力矩输出提供给例如发电机的能量转化装置。该一个或多个连接轴可连接于堆叠式布置的端部板，从而使得每个区段110内的空间通常没有轴或无轴。0039可使用下列公式确定由每个区段110产生的渐进地相位偏移的力矩输出之间的相位偏移0040相位偏移360每个区段中的。
30、叶片数量区段的数量0041根据图1A和图1B中图示出的一个实施方式，即涡轮机组件具有六个相同的区段110，每个区段110具有布置成旋转地偏置120的三个叶片104，使用上面的公式计算出的每个区段相对于相邻区段的相位偏移为20。相应地，相邻区段的叶片布置成旋转偏置或移置20。0042尽管图1A和图1B示出了具有六个相同的区段110的涡轮机组件且每个区段110具有三个机翼形状的叶片104，应当意识到，本发明不受限制于此。在本发明的其它实施方式中可以使用区段110和叶片104的数量的其他组合。0043参考图2A、图2B和图2C，其图示出了根据本发明的一个实施方式的涡轮机组件200。图2A、图2B和图。
31、2C的涡轮机组件200类似于图1A和图1B的涡轮机组件100，它们说明书CN102388187ACN102388200A5/10页9的不同之处在于下文中所描述的某些变型。0044在图2A中，涡轮机组件200包括设置在堆叠式布置的相反的端部处的两个外圆形板202A。无辐条环的或环形框架202B分离或插入涡轮机组件200的相邻的区段210中。在一些区段中，多个叶片204可被固定地安装在环形框架的顶部表面206和另一环形框架的底部表面208之间。在另一些区段中，叶片204可被固定地安装在外板202A和环形框架202B之间。0045图2B示出了涡轮机组件200的一个区段210的俯视图。如所图示的，无辐。
32、条的环形框架202B限定了将允许相邻区段210之间的液体连通以及液体横向流动的开口。无辐条的环形框架202减小了分离相邻区段210的表面面积。由于分离相邻区段的大的表面面积造成大的风阻损失WINDAGELOSS，大的风阻损失导致较低的力矩输出，所以无辐条的环形框架的使用导致分离相邻区段的表面的面积较小并且由此减小了风阻损失。0046图2C示出了从图2B中的线CC获得的剖面视图。如所示出的，无辐条的环形框架202可具有椭圆形横截面以避免环形框架202的表面上的大的边界层间距。由于环形框架上的大的边界层间距将产生可导致力矩输出减少的压差阻力，所以椭圆形横截面将导致环形框架的表面上方的较小的边界层间。
33、距并且由此导致较小的力矩输出减少。然而，应当意识到，无辐条的环形框架202的横截面可具有其它形状。0047形成图2A的涡轮机组件200的堆叠式布置由四个相同的区段210形成。类似于图1A和图1B的涡轮机组件100，每个区段210内的叶片204可布置成相对于相邻的区段210的叶片204旋转地偏差或移动一相位偏移或角度。该旋转偏置或相位偏移在区段210的横向方向上是渐进的，从而使得在叶片204的布置中以及相同区段的叶片204之间的间隙中，在各个区段210横向方向上可观察到螺旋效果。当涡轮机组200由流体流提供能量时，该偏置布置将产生相对恒定的合成力矩输出。0048根据在图2A和2B中示出的实施方式。
34、，在该实施方式中涡轮机组件具有四个区段210，其中每个区段210具有布置成旋转偏置120的三个叶片204，使用上面的公式计算出的每个区段210相对于相邻区段的相位偏移为30。相应地，相邻区段的叶片布置成旋转偏置或移置30。还应意识到，在本发明的其它实施方式中可以使用区段210和叶片204的数量的其它组合。0049根据本发明的一个实施方式，用于从流体流中提取能量的系统可包括联接于例如发电机的能量转化装置的涡轮机组件。此外，采用增速装置与涡轮机组件协作且适当地定向于涡轮机组件以提供穿过涡轮机组件的加速的流体流。图3A示出了所采用的用以与根据本发明的实施例的涡轮机组件一起运行的增速装置的示例。然而，。
35、应当意识到，在适当地变型的情况下可以采用其它适合的增速装置。0050图3A和图3B示出了具有设置成与第二开口320流体连通的第一开口310的壳体300。第一开口310和第二开口320由两个相反的端部形成并且朝向收缩的中央区域逐渐变小。第一开口310、第二开口320和中央区域可被称为文丘里管形开口。该渐缩体可具有弯曲的或直的轮廓，适合于加速从第一和/或第二开口进入并且朝向中央区域移动的流体流。收缩的中央区域可容纳涡轮机组件100或200并且将被称作涡轮机室316。根据流体流的方向，流体流可经由第一开口310或第二开口320进入壳体300，并且朝向涡轮机室316移动并且穿过另一开口。这允许涡轮机组。
36、件100的双向运行。说明书CN102388187ACN102388200A6/10页100051壳体300进一步包括由壳体300的顶部表面形成的且设置成与涡轮机室316流体连通的第三开口330。可将该第三开口330的尺寸适合地确定为给涡轮机组件100提供通向涡轮机室316的通道。该第三开口330因此在为了运行而进行的安装过程中允许将涡轮机组件100降低至涡轮机室316中，并且在为了保养或维修而进行的拆卸过程中，允许将涡轮机组件100从涡轮机室316中移除。因此，通过提供涡轮机组件100、增速器装置，即壳体300，和作为分离的模块的发电机，各个模块的安装和保养将花费较少的时间且成本节约。由于每个。
37、模块具有较低的个体重量，将需要较轻的提升装备。0052第一开口310、第二开口320和涡轮机室316可具有从包括矩形、方形和圆形的形状组中选择的横截面轮廓。然而，可应用其它形状的横截面轮廓。涡轮机室316可具有尺寸一致的横截面轮廓。第一开口310、第二开口320和涡轮机室316可具有被适当地定尺寸成在朝向涡轮机室31的流体流中的实现希望的加速度变化率的多个横截面轮廓。在一些实施方式中，例如，进入第一开口310或第二开口320的流体流可在该流体流进入涡轮机室316之前被加速至其自由流动速度的12至3倍之间。因此，即使在低于1米/秒M/S的低的自由流动速度的条件下，通过在流体流进入涡轮机组件100。
38、之前增加其自由流动速度，能够提高来自于涡轮机组件100的力矩输出。0053在一个示例中，壳体300可具有大约11米的长度，第一开口310和第二开口320可具有大约4米的宽度和大约5米的高度；并且涡轮机室316可具有大约2米的宽度和大约3米的高度。此外，根据本实施方式，涡轮机组件100可具有大约2米的直径和大约3米的横向长度。该尺度的涡轮机组件100和壳体300允许在浅水中安装并且因此大大地增加了本发明的潜在应用。在该实施方式和某些其它实施方式中，平均力矩输出可以是具有大约25的幅值波动的相对恒定的值。0054现在参考图4，其中，为了运行而进行安装时，相对于发电机布置设置在图3B中所示的壳体30。
39、0中的涡轮机组件100。0055可提供一个或多个轴用以将涡轮机组件100联接于发电机402。在一个实施方式中，第一轴404可连接于涡轮机组件100的一个端部并且远离涡轮机组件100朝向发电机402延伸。更特别地，第一轴404可被固定地安装于第一区段并且不延伸穿过区段110的其它部分。第二轴406可固定地安装于远离第一区段的最后的区段，并且远离涡轮机组件100朝向壳体300的底部延伸。尽管两个轴都联接于涡轮机组件100的端部区段110，轴不延伸穿过涡轮机组件100的各区段110。中间区段110通过隔离板102和机翼板104彼此联接。通过每个区段110内的“无轴”设计，防止了马格努斯效应并且减小了。
40、漩涡引发的振动，因此延长了涡轮组件100的寿命。相应地，允许较大的体积的流体流穿过区段110，从而使得实现每单位横截面110面积较高的流体流，这导致每单位时间的较高的能量提取。此外，每个区段110的内没有轴允许为海洋动物提供更多的用于逃离的空间。0056由涡轮机组件100产生的力矩可通过连接轴传递至一个或多个发电机402。连接轴与第一轴可是一体的或分离的。发电机402可被放置在水平面下面或上面；然而，浸没的发电机可要求高成本的壳体和密封技术。在发电机被放置在水平面上面的实施方式中，涡轮机组件100可悬吊于发电机402的推力轴承408或由发电机402的推力轴承408支撑。多个推力轴承408将涡轮。
41、机组件100的连接轴可移动地联接于发电机壳体，并且支撑涡轮机组件100和连接轴的重量。在涡轮机组件100悬吊于发电机402的情况下，需要多个导说明书CN102388187ACN102388200A7/10页11向轴承410以阻止涡轮机室316内的涡轮机组件100的侧向移动。为此目的，可采用适合于水下应用的多个干式导向轴承。尽管可使用其它类型的导向轴承，干式导向轴承不需要对水造成污染的人造润滑剂。可在两个位置处采用导向轴承410靠近涡轮机组件100的底部处和涡轮机组件100的顶部的上面。在涡轮机组件100经由多个轴连接于发电机402的某些实施方式中，导向轴承410可设置在壳体300内的涡轮机组件。
42、100的顶部的上面。在某些其它实施方式中，连接轴被选择成适合场地、水深和波动条件，由此允许所有其它构件标准化。在推力轴承408和导向轴承410的上述布置的情况下，实现了涡轮机和发电机轴线的三点对齐，以为涡轮机提供旋转稳定性。将来自涡轮机的机械能或转动能转化成电能之后，所产生的电能被调节成适合于经由水底埋藏的电缆或高架的传输线输送至岸上的合适量的电压。0057关于上述不旋转的构件，可使用例如水泥、玻璃纤维、惰性材料或其组合之类的材料以防止海洋污浊问题。此外，构件可涂有抗污涂料并且施加有使用牺牲阳极的阴极保护。对于例如轴、包括隔离件和机翼形叶片104的涡轮机组件100之类的旋转的构件来说，可使用抗。
43、腐蚀材料。例如金属合金，但不限制于金属合金。根据需要，可旋转的构件可以是空心的或实心的。0058图5A示出了具有布置成用以在竖直方向上接收多个涡轮机组件的多个涡轮机室的增速装置500A。如图5A所示的，图3A的壳体300的两个单元设置成并置的布置，该并置的布置又插在两个侧部壁510之间。图5A的增速装置可以进一步联接于漂浮的驳船、船只或漂浮的结构未示出，例如通过悬挂附接于其，或与漂浮的驳船或结构一体地形成。0059图5B示出了竖直地设置在图5A的涡轮机室中的多个涡轮机组件。对于设置于其中的每个涡轮机组件来说，可提供一个或多个轴以将涡轮机组件联接于发电机类似于前述与图4有关的说明。可替代地，从每。
44、个涡轮机组件竖直地延伸穿过涡轮机室的顶部开口的轴可联接于水平地设置的连接轴未示出，该水平的连接轴与锥齿轮和其它适合的构件一起将由涡轮机组件产生的单独的力矩传递至一个或多个设置在漂浮驳船上的发电机。由于每个涡轮机组件不需要专用的发电机，因此能够减小电力构件的数量和成本。0060图5C示出了具有布置成以水平安置方式接收多个涡轮机组件的多个涡轮机室的增速装置550B。在图5D中，壳体501的两个单元类似于图3A的壳体，具有适当的变型被重新定向并且设置成插在两个侧部壁520之间的并置布置。可形成附加的开口以允许将涡轮机组件安装入涡轮机室和从其中移除，以及允许安装连接于涡轮机组件的轴。图5C的增速装置可。
45、进一步联接于漂浮的驳船、船只或漂浮的结构未示出，例如通过悬挂附接于其，或与漂浮的驳船或结构一体地形成。0061图5D示出了多个水平地设置在图5C的涡轮机室501中的多个涡轮机组件。可提供水平地设置的连接轴未示出以将相邻的涡轮机组件联接在一起。涡轮机组件可通过锥齿轮联接于竖直地设置的轴，该轴又将产生的力矩传递至位于漂浮的驳船上的发电机。类似地，由于每个涡轮机组件不需要专门的发电机，因此能够减小电力构件的数量和成本。0062在某些增速装置联接于漂浮的驳船或船只的实施方式中，可形成漂浮的堰坝布置。该漂浮的堰坝布置可包括漂浮的驳船、和具有一个或多个涡轮机室的增速装置、涡轮机组件和发电机。可通过拖曳将漂。
46、浮的堰坝重新定位至希望的位置。与固定的堰坝或横跨河口的筑坝建筑相比，可搬运的漂浮的堰坝允许在大大地减小建造成本和环境成本的情况下说明书CN102388187ACN102388200A8/10页12收集潮汐能。0063如图3A、3B、5A5D中所示的，在增速装置的流体入口和出口处的开口具有固定的轮廓。在某些其它的实施方式中，例如图6A至6C，增速装置提供有由占优势的流体流的方向确定的可变的入口和出口轮廓。0064参考图6A，其示出了支撑其下方的增速装置620的漂浮驳船610以形成漂浮堰坝布置600。增速装置620包括壳体630，该壳体630具有第一开口632，该第一开口632与第二开口634流体。
47、连通。第一开口632和第二开口634由两个相对的端部形成并且朝向它们之间的用于容纳涡轮机组件的涡轮机室636延伸或逐渐变小。根据占优势的流体流的方向，流体流可经由第一开口632或第二开口634进入壳体630并且朝向涡轮机室636移动。这允许涡轮机组件的双向操作。根据涡轮机组件的希望的方向竖直的或水平的，壳体可具有类似于如上所述图3A3B和图5A5B或图5C5D的其它开口或结构变型。0065如图6A中所示的，在壳体630的每个开口处提供至少两个门。该门在开口的上部分或下部分处可移动地或枢转地联接于壳体630以允许流体流穿过其。上部门642被连接或连结以彼此保持第一角度关系。更特别地，上部门642。
48、可通过滑轮或绳索系统646彼此连接。因此，如果入口上部门被提升，出口上部门将通过滑轮或绳索系统646被降低，并且反之亦然。此外，下部门644可由四杆联动装置648连接以彼此保持第二角度关系。类似地，如果入口下部门被降低，出口下部门将经由四杆联动装置648被提升，并且反之亦然。联动装置646、648允许门在壳体630的开口处形成可变的轮廓。应当理解，在进行适合的变型的情况下，在本发明的实施方式中可使用其它类型的联动装置。0066在运行中，引入的流体流的压力向下推动入口的下部门以形成壁堵塞件第一开口632的下方。下部门可被设置成垂直于流体流并且被布置在涡轮机室636的下面的肋部阻止其过度旋转或被设。
49、置在涡轮机室636的下面参见图6A、图5A5D，其定尺寸成允许流体在无堵塞的情况下在涡轮机室的下面流动。该壁堵塞阻止流体流并且增加在入口处形成的能量，由此形成堰坝的效果。同时，来自流体流的压力还作用于入口上部门以与驳船610的底部形成斜面或斜坡。由于入口和出口处的下部门由四杆联动装置648连接，入口下部门的降低在第一开口632处将同时致动出口下部门在第二开口634处使得被提升以便与出口的上部门一起形成出口轮廓的一部分。类似地，提升入口上部门将同时致动出口上部门以便被降低以完成分散器轮廓。0067为实现不同的目的，入口和出口轮廓具有不同的几何形状。输入轮廓被可操作以通过降低入口下部门以阻碍流体流，来增加流体集流区或增加流体集流区的深度，并且通过提升入口上部门以形成以与驳船的底部形成斜面或斜坡而将流体流引导朝向涡轮机室。与壳体的逐渐变小或文丘里管形状的开口合作，入流的流体流在到达涡轮机室和设置在涡轮机室内的涡轮机组件之前被加速。分散器轮廓可被操作用以通过在出口上部门和下部门之间形成大约小于20度或在出口门和水平面之间形成大约小于10度的出口几何形状来减小不利的流体压力梯度，该不利的流体压力梯度将导致边界层流分离。0068尽管图6A示出了沿方向A的流体流，图6B示出了相反的流体流沿方向B，该流体流可被操作以使得出口轮廓和入口轮廓相互交换，并且反之亦然。在。