[发明专利]使用大体长椭圆形涡轮机从流动流体中发电的平台

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求如下优先权：

(1)2009年1月30日提交的标题为“Apparatus for Generating Electricity from Flowing Fluid Using Generally Prolate Turbine”的美国临时专利申请61/202,126，该申请的公开内容通过参引整体结合入本文；

(2)2009年2月4日提交的标题为“Folding Blade Turbine”的美国专利申请61/202,189，该申请的公开内容通过参引整体结合入本文；

(3)2008年8月22日提交的标题为“Fine Arts Innovations”的美国临时专利申请61/189,950，该申请的公开内容通过参引整体结合入本文；和

(4)2009年7月20日提交的标题为“Platform for Generating Electricity from Flowing Fluid using Generally Prolate Turbine”的美国专利申请61/213,829，该申请的公开内容通过参引整体结合入本文。

背景技术

当今的水力发电主要使用蓄水坝，例如堤坝。

为了不用蓄水坝将水流转换为电，将流中能量转换装置放置在流动流中。据电力科学研究院的研究，不用蓄水坝的这种流中发电仍然有很大的未开发潜力。参见例如电力研究院2007年3月的“North American Ocean Energy Status”。此报告陈述了世界首个安装于真正离岸位置的大尺寸船舶可再生能源系统是2003年5月安装在英国德文郡海面上的船舶海流涡轮机(MCT)300kw实验性海流单元。MCT海流单元使用将流体动力大体扁平的叶片用作工作构件的转动轴流式涡轮机。(此处的术语“工作构件”指具有起作用以与诸如水的工作流体起作用的表面的构件，故而工作流体的运动引起工作构件的运动。)该报告讨论了使用具有大体扁平叶片的轴流式涡轮机的其他流中项目。Verdant Power 5.5轴流式涡轮机自2006年12月起安装在纽约的东河中。加拿大不列颠哥伦比亚省Race Rocks潮汐项目在2006年12月首次发电。

发明内容

本发明一些实施方式的目标是为了提供一种用于从流体流、特别是从在相对较浅的河流及潮汐流发电的改进的流中平台。本发明一些实施方式的其他目标是提供：

(a)用于从流体流发电的自浮平台；

(b)用于从流体流发电、同时对海洋野生生物及海洋环境影响很小的平台；

(c)用于从受结冰影响的流体流发电的平台；

(d)用于从流体流发电的小型平台；

(e)低成本发电的改进的设备；以及

(f)用于发电的设备的可升级布置；和

(e)用于从水流及气流的组合发电的改进的设备。

这些及其他目标可以通过提供包括成对的水力涡轮机的平台达到，所述水力涡轮机使用类似于螺纹的大体螺旋形工作构件，从而将川流转换为大体长椭圆形的承载件的转动。(通过非限制性示例的方式，可以认为橄榄球具有长椭圆形形状。)此承载件外部上的螺旋形工作构件倾向于(a)去除残渣；(b)避免卡住或伤害海洋生物；以及(c)具有用于在引起表面结冰的条件下延续操作的改进特性。大体长椭圆形形状通过排水提供浮力以支撑发电机及装载于平台上的其他设备。与在圆形缸体上的同等尺寸的工作构件相比，大体长椭圆形形状可以使绕其外围的流体流加速，并提供增加的径向转矩，以及绕其中心轴线的力矩。

当流动的流体撞击在螺旋形工作构件上并使工作构件转动时，水力涡轮机可以发电。转动的工作构件耦联于驱动系统，这样就将转动能传递至至少一个发电机。各涡轮机反向转动，从而在平台上的净力矩至少部分地(优选为全部)消除。对于各处的讨论，本发明各实施方式在本文中参照从水流中发电而描述，但也可以考虑从任意流体流发电。

此外，风力涡轮机可以与水力涡轮机组合使用。此风力涡轮机牢固地定位在平台外壳上，其中风力涡轮使用多个叶片以将风的动能转换为转动能。水力涡轮机与风力涡轮机的组合提供多个、可能是互不相关的能量转换源，这与单独使用两个来源相比产生了更大的净能量输出和更低的变化。多个平台可以成组锚泊于潮汐、河流或其他川流中，同时仍具有很小的环境影响。

附图说明

将参照下面的附图，其图示了由(一位或多位)发明者构想的本发明的优选实施方式。

图1图示了用于从流动流体发电的平台的俯视平面图。

图2图示了用于从流动流体发电的平台的侧视平面图。