[发明专利]水流能量的利用方法和设施

说明书

技术领域

本发明涉及通过能量设施利用水流能量的方法。更具体地说，本发明涉及一种通过放置在水流中的能量设备来利用水流能量的方法，所述能量设备包括围绕至少两个转动站延伸的至少一根绳索，且沿绳索设有至少部分被浸没的至少一个导叶(foil)，所述导叶围绕其弦呈近似对称，且水的流动速度和方向与导叶的移动速度和方向共同形成作用在导叶上的最终水流速度和方向。本发明还包括在实施该方法时使用的能量设备。

背景技术

就此而论，术语“导叶”指的是一个整体或复合体，其被设计成在从流动的水中提取能量时形成有利的流动模式。该术语还包括用于相同目的的帆。

术语“绳索”包括通常为纤维绳、线、链或其组合的任何适当的细长柔性体。

由文献NO333432已知沿着被浸没的轨道设置导叶，其中导叶相对于流动方向进行顺流调节(co-current adjust)。当导叶相对于水流移动时，导叶被设置在中立位置，其目的在于使其提供尽可能少的流动阻力。

文献GB2131491涉及用于从风或水中提取能量的设备，其中沿着环形带布置多个导叶，在用于水的实施例中，该环形带设置为垂直于水流。导叶围绕其弦呈近似对称，并且弦与带平行。

在文献NO333432描述的实施例中，很明显，在逆流支架(leg)上将存在能量损失，从而降低能量设施的总效率。根据文献GB2131491，没有逆流支架，因为带垂直于输出支架(outbound leg)和返回支架上的水流。

发明内容

本发明的目的是弥补或减少现有技术的至少一个缺点，或至少提供现有技术的可用替代方案。

该目的由以下描述和后附权利要求书中指定的特征来实现。

除了文献GB2131491所示的方案以外，在根据使沿着绳索的导叶处于流动力作用下的原理而工作的能量设施中，总是必须有逆流支架，且该支架与水流方向之间的角度小于90度。

通过使逆流支架上的绳索具有1至45度之间的角度以及将所述导叶与攻角定向为相对最终水方向成一攻角，所述导叶以对应于航海中的术语“迎风(by the wind)”的方式受到来自水流的力，因为导叶给出沿逆流支架定向的力分量。因此，当导叶向上游位移时，也可以提取相当大量的能量。

应注意，在航海中，术语“迎风”有一些混乱，因为有人将这种航海方向与风向之间的角度在90度和45度之间的情况称为“前舷侧风(close reach)”。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定本发明的有利实施例。

在一个方案中，本发明具体涉及一种通过安置在水流中的能量设施来利用水流能量的方法，该能量设施包括至少一根绳索，该绳索围绕至少两个旋转站延伸，沿着绳索设有至少一个至少部分被浸没的导叶，该导叶围绕其弦呈大致对称，水的流动速度和方向以及导叶的移动速度和方向一同形成作用在导叶上的最终水流速度和方向，该方法包括以下步骤：

当导叶正在顺流位移时，枢转导叶直至其相对于最终水流方向成所需攻角；以及

当导叶正在逆流位移时，枢转导叶直至其相对于最终水流方向成所需攻角，

通过顺流位移形成的攻角相同或不同于通过逆流位移形成的攻角且大于零。

通过顺流的意思是，导叶的位移方向具有与水流方向一致的位移分量。通过逆流的意思是，导叶的位移方向具有与水流方向相反的位移分量。

由于在逆流和顺流情况下最终水流速度不同，在逆流和顺流情况下导叶上的所需攻角将不同。其原因可能是必须由绳索吸收的侧向力的限制或对来自水的能量的最佳利用。

计算和测试表明，该方法可以包括让攻角位于1至20度之间。

为了实现必要的功能可靠性，该方法可能需要包括通过顺流位移使得可控制的转换体将导叶枢转到活动位置。

转换体通常以这样一种方式设置，该方式为当导叶在其顺流支架上行进时，转换体对导叶设置为使其处于活动位置。如果导叶将其自身设定为被动位置，则能量设施就会停止。试验表明，正确设置导叶所需的力是相对适中的。

因此，可能需要在导叶在其逆流支架上行进之前，将导叶引导至其活动位置。

本方法可包括设置具有支撑体的旋转站，支撑体的直径大于旋转站处的绳索滑轮，支撑体在旋转站处碰撞导叶。