专利名称：用于附接水轮或涡轮以从流动的水中获得能量的可潜式装置的制作方法
技术领域：
以下概述的本发明是一种装置，其被设计用于附接涡轮或水轮，以从在深度和流动方向方面变化的流动的水中获得能量。利用直接固定于海床或河床，或者首先固定于基座然后固定于海床或河床的枢轴机构安装本发明。装置具有特殊的水动力形状，该形状有助于其直接到来流的中心内的定向和稳定性，并且包括一系列装置，这些装置旨在确定附接的涡轮到流的流动中的最有效且多产的冲角。本发明可以用在任何类型的水流中，但是特别适合定位在海洋流中。本发明目的中的一个目的是，作为装置，不同类型的涡轮和水轮可附接于该装置， 以使它们定向于在深度和方向方面都变化的水流的流动的中心。因此，该装置的主要用途是产生能量，优选为电能，可以利用安装的涡轮和发电机的组合获得该能量。本发明纳入环保可再生能量系统的范畴内。
背景技术：
世界上最重要的能源之一是由海洋流产生的动能。除了其它的因素之外，这些流是由在温度和盐度方面的差异以及潮汐的影响造成的。当流通过受大陆板块限制的狭窄区域时，这些影响被扩大，其增加了流的速度。用于俘获该能量的原理方法中的一个包括使用与风力涡轮类似的动能转换器。在各种现有技术之中，一种用于从通常流速最快的表层流俘获能量的技术包括使用与风力涡轮类似但是在该情况下安装在水下的涡轮。涡轮转子装配在先前已经准备的海床上的结构中，或者利用可以安装在浅水和深水中的具有合适的系泊装置的漂浮系统悬浮。与风能一样，两种主要类型的转子用在海洋流中具有水平轴的例如推进器的轴向转子和具有竖直轴的横向流转子。可以从影响的每个单元区域内的流中获得的能量的量与流体的密度和其速度成比例。假定水比空气浓稠850倍，并且液体的速度比空气的速度低，可以从影响的每个单元区域内的流中获得的能量的量远大于可以使用风力涡轮获得的能量的量。关于包含大量的能量的这些流的可用性，通常可以容易地预测这些流，并且它们具有比替代性间歇可再生能源高40%到60%之间的潜在发电能力。此外，由于水下系统不产生视觉或听觉污染，所以它们具有很小的环境影响，并且由于它们的转子的缓慢转动而对海洋生物又具有最小的影响。另一益处在于，水下系统不会受到风暴损害。存在利用海洋流能量的许多现有装置，例如下列专利概述了这类装置 US20020158472、US6109863、W02008091172、W02009004308, GB244182U W02009026620、 US6472768、US4748808 以及 GB2434410。上述专利中的大多数采用轴向流涡轮，并且虽然一些涡轮允许在其位置和定向方面进行调节，但是没有涡轮能有效地利用水动力。在提出的解决方案中，优选地使用横向流涡轮。此外，这些系统中的大多数还被设计用于安装在浅水中，然而该装置能够在更大的深度处工作。联系现有技术在该文中描述的本发明的另一优点是由于装置形状设计能够容易地按比例确定，因此装置可以制造成具有较大的尺寸，然而因为上述装置通常采用轴向流涡轮，并且虽然它们的尺寸可以相当大，但是总是被它们的设计所限制，所以上述装置不具有这种可行性。在现有技术中的现有系统内的大多数包括具有相对于彼此不同程度运动的多个机构，其要求频繁的维护。此外，水下维护的成本还关于技术安装的深度而增大。提出的装置不需要复杂的机构，其保证了不频繁的维护。在涡轮安装之前，大部分现有技术需要先前的海床工程；因为我们的装置包括用于受控的浸没和淹没的系统，所以可从表面直接安装我们的装置而无需任何先前的安装。在流处于相当大的深度处时以上方法会出现技术问题，在该情况下，方向、高度以及流是否上升或下降都是将被考虑的变量。困难在于使涡轮在该类型的流中定向，以获得适当的性能。以下概述的内容是利用专门设计用于执行该任务的装置来解决该问题的方式。
发明内容
在该文献中概述的装置是设计成容置水力涡轮以从在深度和流动方向方面变化的流中获得能量的新的可潜式装置。利用直接固定于海床或河床或通过镇重物或过重物固定的枢轴机构来安装装置。装置具有特定水动力形状，其有助于直接到来流的中心内的定向和稳定性。其还包括用于测量漂流的一系列策略性放置的装置以及用于控制和管理所述装置的系统，以确立附接的涡轮到流的流动内的最有效且多产的冲角。本发明基本上由对称的且多用途的本体形成，该对称且多用途的本体关于假想的中心设计对称，其中，本发明的各个不同部分中的每一个有助于实现不同的功能并且执行不同的动作。本发明的各个部分完成下列功能-提供用于安装的连接点。-提供用于安装测量流动强度的传感器的空间。-提供将涡轮安装在距连接点充分远的距离处以容许充分的运动，以达到流的流动的空间。-提供用于系统定位的空间，该空间允许装置在流的流动中的悬浮倾斜。构成装置的不同形状有助于装置在流的流动中的某些行为。各种不同的形状如下-在侧向图中类似于飞标(见图2)并且在平面图中类似于飞机(见图3)的装置的水动力形式有助于定向和稳定性。-容置涡轮的区域之前的区域(6)的形状通过将水引导到涡轮转子上有助于优化其性能。-定位在涡轮(8)后面的区域在流的流动方向上的形状有助于将引起涡轮运动的湍流的影响最小化。-装置的关于流的流动的最后部分的形状(3)特别有助于装置的稳定性，该形状类似于机翼(见图3)。-涡轮容置在其中的上区域(7)的形状有助于加强该区域，并且还充当用于涡轮的喷嘴。装置的上述结构和多功能本体包括-紧固或连接于机构的点(1)，该机构将安装在海床或锚固在海床上的镇重物上。 该机构可实现两个同时的运动，这两个同时的运动包括相对于装置保证涡轮附接的点以竖直的方式安置的优选部分旋转运动和同时相对于相同的点的部分水平旋转；-用于测量流的流动的强度的一系列装置，该一系列装置连接于用于分析获得的数据的系统；-一系列点，该一系列点用于水力涡轮(优选横向流涡轮)的附接，该水力涡轮 (优选横向流涡轮)具有由弯曲的叶片以圆扇形形式附接于其上的两个平行盘组成的转子，以使该设计有利于水动力形式的系统的集成性；-一系列密封的隔间，该一系列密封的隔间包含气体，优选为空气；-一系列装置，该一系列装置采用某一方法以使先前提到的密封的隔间中的气体的密度改变，以致控制用于涡轮的附接的装置的倾斜以及使它们以流相对涡轮的最佳可行的冲角安置。装置和其材料可以由单件或多件构成，该多件可以装配成整体，优选为刚性构造并且不使联接的可能性降低。理想地，结构将是可以覆盖有适当的塑料材料以免受环境的侵蚀剂损坏的金属(合金或其它材料)。以此方式，实现在较大装置实现中的较大一致性。 还考虑由呈现实心形式或具有被任何种类的液态流体或气体占据的腔的单一材料或合金制造的可行性。优选的是，总的体积密度将比水的密度小，从而有助于用于涡轮的附接的装置在水流的流动中的悬浮。为了使装置本身直接定向到流的流动的方向中，让我们考虑装置和结构的有助于装置的形式的部分。这些部分的形状和表面必须确保部分的面向流的流动的表面区域比装置的在相同流中的最后部分的表面区域小。该结构在相对于流的流动的侧向图中类似于飞标(见图2)并且在平面图中类似于飞机(见图3)。其水动力形式有助于(如先前描述的) 使其本身能够直接定向到流的流动内。考虑到该目的，装置具有由三个不同的部分或区域组成的独特水动力形式用于其至机构0 的附接(1)或连接的一个部分或区域、包含一系列密封的隔间的另一部分或区域以及用于容置优选为横向流类型的水力涡轮的前两( 者之间的另一部分或区域。通过附接点⑴或连接处，装置将附接于机构0 或类似物。该附接点⑴或连接处包括适当尺寸和大小的圆柱形孔，用于容置选定的枢轴机构05)的连杆(9)。密封的隔间的目的是维持用于涡轮的附接的装置以相对于海床的某个角度悬浮。为了实现该动作，它们需要完全或部分地填充有优选为空气的气态流体。这些隔间的总的可用体积必须足以保证包括涡轮以及用于其运动的利用和转化机构的整个系统的悬浮。为此，系统的总密度应当比其所沉浸在的流体的密度小。如描述的，随着装置在单一点处连接于基座并且保持悬浮在流中，该低密度的体积将在沉浸于较高密度的流体中时引起的止推作用的竖直方向和作用到的表面必须足以抵消系统通过水流所承受的止推作用。
可以通过改变系统的密度来调节装置的倾斜性，可以以两种方式实现改变系统的密度通过添加或移除这些隔间中的液态流体；或通过液态流体在这些隔间中的交换。添加或移除方法包括将液态流体引入或移除上述隔间中而不排空内部的气体，为此，包含在隔间中的气体必须对压力敏感。流体交换方法包括排空占据所提到的隔间的全部或部分流体，并且取决于需要以更大或更小密度的另一流体取代原流体。为了实现该目的，两种方法都有效。现在我们将分析它们1.添加或移除方法密封的隔间将填充有气体(优选为空气)，理想地处于大气压下，并且定位在用于涡轮的附接的装置外部的适合系统通过管设备能引入受压的液态流体 (优选为水)，可以利用一系列阀控制该液态流体(优选为水)的体积。当完成这些时，隔间内的空气将在压力方面增大。该效果还可以通过布置在上述密封的隔间中的一系列阀来实现并且通过使该一系列阀打开和关闭来控制。水的供应可以通过利用流本身来实现，并且以此方式，我们可以利用将取决于安装的深度而产生的压力。在所概述的方法中的任一种中，为了将流体直接排出到流中或经由管使流体返回至先前所提到的外部单元，可以利用安装在上述密封的隔间的下部中的可潜式电泵抽出流体。如果液体排出到流中，必须记住所需的力取决于在实现时装置所位于的深度。可取的是，使用在密封的隔间的下表面上的各个点处定位的串联的可潜式水泵， 以及万一出现故障的一些备用装置，以便使维护频率最小化。以该实现方式，可能气体的初始体积将由于连续加压和减压而减小，因此可以将压缩空气气缸安装在所提到的隔间的固定部分中，以重新引入已经逸出的气体体积。2.流体交换方法在该方法中，密封的隔间填充有气体，优选为空气，该气体处于与由安装的深度和因此的水压引起的该密封的隔间的外部压力相等的压力。其需要气缸， 用于利用将其连接于密封的隔间的设备存储加压气体；以及用于对压力进行调节和增加的装置的系统。可以通过使压力增大和使用上述气缸来排空气态流体，接下来，通过使布置在密封的隔间内部的一系列阀打开来实现替换较大密度的液态流体，该一系列阀与水流接触并且因此自动地改变供应。可以利用用于控制和增加压力的装置的系统实现相反的过程， 在该情况下，从气缸到密封的隔间的引导将使液态流体排出到水流中。因为该气体气缸通过连续地填充和排空将逐渐减压，所以该选择可需要较多的定期维护，其取决于包含加压气体的气缸的容量。推荐用于使装置的安装和维护变得容易的替代性方案是与外部单元一起使用的流体交换方法，以存储和供应加压的气态流体，其包括用于控制和增加压力的装置，以使密封的隔间中的气态流体互换。可以经由作业管利用单元对应的控制和加压系统从该单元控制流体至密封的隔间的供应。隔间将包括处于与流的接触中的下部内的管。在该情况下， 不必在这些管中安装阀。随着水由于在路线中没有阀而从流中自动地抽出，利用用于使流体返回的作业管以及通过定位在密封的隔间的最下部中的导管更换较大密度的液态流体， 通过位于上述单元中的装置实现气态流体的排空。通过从前述单元供应加压的空气实现液态流体的排空过程，加压的空气在压力下通过作业管至密封的隔间，该压力是使占据密封的隔间的水通过在这些隔间的最下区段中包含的导管排出所需要的压力。必须在用于密封的隔间的构造和材料选择方面考虑几个因素取决于用于涡轮的
8附接的装置的安装深度。要记住的一个因素是，必须通过调节如先前描述的总密度来补偿外部水压，目的是将承受的内部压力。在将密封隔间构造为单个单元时，可取的是，使用内部结构来加强形成隔间的壁。 用于该加强的材料可以是不锈钢或者对氧化和其将经受的压力具有充分抵抗性的另一种材料。为了产生较大的总体积的密封的隔间，优选的是，使用串联的互连的隔间。在该情况下，单元可具有圆筒形状，其在两侧处带有半球形锁定部，以更好地抵抗压力。关于在使用先前描述的添加和移除方法时这些隔间的用途方面，用于构造和密封隔间的材料与水直接接触，因此上述隔间的壁上的内部压力的任何增加将被由于装置所位于的深度而产生的外部水压抵消。有益的是，用于海水的入口阀包含过滤器，以防止海洋物种和无机材料进入到隔间内。关于用于测量流的流动强度的装置，这些装置可以放置在用于涡轮的附接的装置上的策略性的点处，以测量在相对于海床的不同高度处流的流动的强度，这些装置可以是气压计。本发明随后将使用生成的数据和适当的装置，以获得用于具有之前概述的目的的装置的最佳位置。关于从涡轮转子的机械运动获得的能量的转换，明显存在能完成这一切的各种方式，并且该领域的任何专家可建议适当的方法。关于电能的产生，特别是发电机的定位，该发电机可以位于装置结构的顶部或位于其内部，并且在横向流涡轮的特定情况下，建议发电机位于涡轮转子本身内部。如果需要倍速器系统，发电机将被优选地制造成双作用或对称，以保持装置的对称性和由此的其关于假想轴线的重心。关于利用基座对装置的安装，该基座采用安装在较大深度处时建议的镇重物或过重物，重要的是，基座满足下列要求以保证附接的装置的稳定性和提供牢固支承部。为了计算所需的重量，必须考虑由其重量产生的矢量力、由流的流动对其和整个装置的影响引起的矢量力，以及由用于涡轮的附接的装置的密封的隔间在取决于它们的体积完全或部分地填充气体时的动作产生的矢量力。重量应当大于其它部分的总和。关于支承，为了装置正确地运行，需要一种支承，其保证枢轴机构05)相对于海面保持水平，并且因此，明智的是，选择在海床上满足该要求的场所。当环境显示海床具有不规则地形的安装场所时，上述镇重物或过重物可以装配有可延伸的腿(16)，可延伸的腿 (16)利用某种受控机构附接于下面，该受控机构实现该功能。以此方式，上述镇重物可以安装在理想位置。为了在用于涡轮的附接的装置04)利用枢轴05)的安装直接紧固于(先前准备的)海床或河床时进行维护，可以通过使装置与机构05)断开来移除装置。该程序不会出现任何技术问题，直到到达了一定的深度处。与此相反，当装置04)安装在较大深度处时，需要首先使其附接于基座并且由此附接于海床。在该情况下，可以利用连接于镇重物的点的缆绳、链条或类似物将装置带至表面，该缆绳、链条或类似物以不阻碍用于涡轮的附接的装置的运动的方式定位。该缆绳或类似物可以附接于水面浮标，并且通过把缆绳拖上来，整个装置可被带至表面。除了该方法和其它可行的方法之外，一个合理的技术将采用一系列可充气且可伸展的浮标或一系列填充有水的可控的密封的隔间。如果采用第二种方法，则可取的是，通过实现串联的多个连接单元来获得所需的体积。这些单元可以是圆筒形的，它们在两侧处具有半球形锁定部，以提供对压力的较好的抵抗。这些单元可以定位在镇重物中的一个或几个位置处。可以通过释放容置在加压容器中的气体来实现对可伸展浮标的充气。为了排空包含在密封的隔间中的水，可以从隔间的最上点注射加压空气，其将引起水从较低的点的排空。可以通过系统控制气体的释放，该系统经由通讯电缆接收其指令，但是该系统也可较适合于经由无线控制或类似系统接收其指令。释放加压气体的另一方式将是通过使用可以执行该功能的其它专用装备来完成。可以安装帮助或控制整个系统上升至表面的装置通过排出水并且利用加压气体代替，基座中的密封的隔间将使整个系统上升至表面。由于安装的深度和其在流中的定位， 因此可取的是，安装一种装置，其提供附接于类似可充气气球的材料08)或类似物的缆绳、链条或类似物的卷轴(19)。以该方式，随着加压气体注入到该类似气球的材料中，缆绳、 链条或类似物被拖至表面。一旦存在船、平台或类似物，则可以利用附件或该附件的收回系统来控制主系统的上升。
为了完成说明和为了有助于更好地理解本发明的特征，一组说明性且非限定性的附图被公开作为说明书的整体部分，在该附图中示出下列内容图1示出根据用于涡轮的附接的装置的流的流动的正视图，该涡轮包括横向流涡轮。图2示出用于涡轮的附接的装置的侧向图，该涡轮包括横向流涡轮。在该视图中， 可以注意到与飞标的侧向图的相似性。图3示出用于涡轮的附接的装置的平面图，该涡轮包括横向流涡轮。在该视图中， 可以注意到与飞机的平面图的相似性。图4、图5和图6示出用于涡轮的附接的装置的一系列立体图，该涡轮包括横向流涡轮。图7示出用于涡轮的附接的装置的立体图，其中，为了示出密封的隔间中的一个的位置和形状，已经进行了切割。图8示出横向流涡轮的立体图，其中，转子由两个平行盘组成，弯曲的圆形叶片附接于该两个平行盘。图9和图10示出处于两个位置的用于涡轮的附接的装置的侧向图，一个带有密封的隔间定位在其中的区域的升高位置，并且另一个处于更低的上升位置，其中，通过指示箭头，已经模拟流的流动效果。图11示出在图10中进行的局部切割，以突出部分(6)的形状的对流的流动的影响以及其对涡轮的影响。图12示出以基座表面作为参照的、用于涡轮的附接的装置的最上部区段的视图， 该视图对应于图2的平面图，而没有涡轮和装置的形状(7)，其中，流动线示出在装置的不同部分和区域上面。图13、图14和图15示出用于涡轮的附接的另一装置的正视图、侧向图以及平面图，这些图演示了涡轮在装置的替代性位置上的安装以及另一类型的涡轮。图16示出机构的立体图，用于涡轮的附接的装置可以通过该机构连接，用于其在河床或海床上的容置。图17示出一种镇重物的下部的立体图，其中，可以看到支承腿(16)的分布和用于一些密封的隔间的容置的内部区域(17)。图18示出一种镇重物或过重物的立体图。图19示出一系列密封的隔间的可能的分布和放置的立体图，用于其在镇重物部分(17)中的安装。图20示出由用于涡轮的附接的装置形成的整个系统的立体图，涡轮已经安装在其中，并且通过机构05)连接于镇重物，其中，可以看到旨在帮助和控制装置上升的装置的展开气球08)。
具体实施例方式在各种可行的替代性方案，用于涡轮的附接的装置的优选实施由其在常规且适当的海床上的安装构成，以从在相当深的深度处流动的、具有可变深度和流动方向的深海洋流获得电能。为了实现这一切，需要下列部件1.镇重物或过重物( )，镇重物或过重物06)的形状和重量适合于保证其在海床上的不动性。镇重物包括用于枢轴机构05)的定位的区域03)。其还包括用于将整个系统锚固于海床的束缚点(18)或类似物。镇重物包括一组腿(16)，以使其至海床的固定最优化。一组密封的隔间定位在镇重物的下部中的空间(17)内，其优选地以水填充，连接于彼此并且设有能远程控制的一组阀，其容许加压空气从上区段注入，以致排空内部的水。密封的隔间具有圆筒形状，并且侧向锁定部具有半球形形状，以提供对一定深度处的水压的较好抵抗。密封的隔间通过一组管连接于加压空气供应系统，并且具有足够的体积用于在已经排出必需量的水之后，使安装的整个系统上升至表面。镇重物06)包括由卷轴(19)构成的、帮助或控制上升以用于维护任务的装置，抵抗牵引的高阻抗性材料的条带围绕卷轴(19)卷起，并且可充气气球型装置08)附接于卷轴(19)的端部，通过可充气气球型装置08)，在已经注入加压空气时，条带可以被拖至水面，在水面上，其可以被收集且用于控制上升操作。2.枢轴机构(25)，枢轴机构05)设有适合于用作轮轴的水平轴(9)，水平轴(9) 由包含一组轴承(11)的机构(10)支承，其中，轴可以利用螺钉固定于机构。该整个系统连结于用作竖直轴的新轴(12)，并且由包含一组轴承(14)的类似机构(13)支承，轴承(14) 相对于先前描述的那些轴承定向成90度。将利用螺钉(1 执行该机构0 到镇重物06) 的固定。机构0 容许装置04)在其运动方面具有2个独立的自由度。3.用于涡轮的附接的装置(M)，装置04)具有在其侧向图中与飞标类似(见图 2)并且在其平面图中与飞机类似(见图幻的特定水动力形状。装置04)包括支承或连接点(1)和定位在装置04)的与用于容置涡轮的点不同的点处的用于测量流动强度的装置，后者连接于系统以分析记录的数据。取决于附接水力涡轮(8)的要求，装置04)具有一系列开口和支承点0)，该水力涡轮(8)优选为横向流水力涡轮，并且具有由弯曲的圆形叶片连结于其上的两个平行盘组成的转子，以改进其到整个系统的水动力中的集成性。装置04)包括一组密封的隔间G)、一系列提升和切断阀以及用于加压空气的供应和返回的一组管，该组密封的隔间(4)被优选为加压空气的气体占据，该一系列提升和切断阀设有
11用于远程控制该动作的机构，该用于加压空气的供应和返回的一组管源于密封的隔间的上部并且穿过用于涡轮的附接的装置04)到达镇重物中的位置，以借助于适当的装置连接于外部设备。 4.横向流水力涡轮(8)，横向流水力涡轮⑶具有由弯曲的圆形叶片连结于其上的两个平行盘组成的转子，以实现其到整个系统的水动力中的较好集成性以及用于涡轮的附接的装置04)在水流中的预期性能，其位于点(2)处并且采用允许旋转的系统。
5.连接于涡轮的可潜式发电机，该可潜式发电机优选为可以结合在转子本身内部以使系统保持稳定并且维持装置的水动力类型的发电机。它还将被认为是连接于发电机的被保护设备，其将穿过用于将涡轮附接至镇重物的装置，目的是借助于适当的装置附接于水下电气设备。6.设备，该设备位于指明的整个系统的外部，由与加压空气供应和控制系统相关的一组装置组成，该加压空气供应和控制系统形成先前描述的整个系统的一部分。7.水下电网，该水下电网连接于用于输送来自发电机的电力供应的发电机的电气设备。安装用于涡轮的附接的装置的程序如下。准备用于浸没的整个系统。为了锚固整个系统，必须连接不同的装置；之前描述的枢轴机构05)必须在为此指定的区域03)中安装在镇重物上。用于涡轮的附接的装置04)必须借助于执行轴的功能的轴(9)连接于该机构。涡轮安装在该装置04)中，涡轮包含内部发电机、用于加压空气的服务、供应以及返回的管以及用于将来自发电机的电力供应至布置在镇重物中的相应连接点的电网。为了使锚固过程更容易，可以利用某种固定装置或通过某种沟槽系统连结这些设施。浸没整个系统一旦已经完成安装准备，我们进入浸没阶段，该浸没阶段已经保证在规定的海床上具有用于整个系统定位的规则且适当的表面的场所。为了使浸没更容易，可以控制密封的隔间的充水，以确保带有较小阻力的受控浸没，该阻力因整个系统的重量而产生。将从设有起重机或另一个系统的船、平台或类似物完成浸没，它们借助于条带、缆绳或链条操纵和支承整个系统，该条带、缆绳或链条对牵引具有高的阻抗性，它们在一端处附接通过远程控制允许附接和释放的机构并且借助于附接机构(18)连接于镇重物。一旦装置已经被锚固，并且缆材、链条或类似物已经与镇重物脱离，我们将继续用水填充位于镇重物的下部(17)中的密封的隔间(21)，以保证其不动性。接下来，描述的整个系统和用于涡轮的附接的上述装置将在到达海床的时刻根据满足的下列条件来操作第一，我们具有带有负载的镇重物，其具有所需的形式和支承件以保证其不动性。第二，枢轴机构0 被适当地安装在镇重物的平台上，该平台保持在水平位置。第三，用于涡轮的附接的装置04)借助于轴(9)连接于该机构05)。第四，包含涡轮和发电机的装置04)悬浮在水中。在这些情况下的水流影响
用于涡轮的附接的装置04)的侧面(见图2)具有比正面(见图1)大的表面；因此，其将经受来自流的流动的更大的力，并且因此将直接采用其前缘进入流的流动(见图 1)中的位置。一旦装置已经定向在该位置(见图9)，本体的相对于流的流动方向的最后区段与机翼类似的形状(3)将提供对流的流动的最大阻挠，其将引起用于涡轮的附接的该装置朝向海床倾斜(见图10)。此时，涡轮定向和固定在流的流动中。接着，通过转子上面的流的流动传递的力将引起涡轮中的旋转运动，该转子由弯曲的圆形叶片连结于其上的两个平行盘组成。作为该动作的结果和由于其至发电机的连接，将进行供电，通过它的与地面对应的设备，这些供应的电可以被方便地使用。涡轮的旋转运动将引起振荡力，其将传递通过整个装置本体04)。为了使该动作最小化，讨论的装置有益之处在于其最后的区段中与机翼相似的上述形状(3)，该形状有助于平衡水流的流动中的力(见图12)。接下来，我们将从用于测量流动强度的装置获得读数，该装置定位在与用于涡轮的附接的装置04)的表面不同的点处，该装置将连接于分析记录的数据的系统。从那时开始，该数据的分析和观察将容许判定用于涡轮的附接的装置在涡轮的方向上关于流的流动强度的最佳倾斜角度。接着，如有必要，如先前描述的，可以利用在密封的隔间中交换的流体交换方法通过用于涡轮的附接的装置相对于海床调节倾斜的角度。为了实现这一切并且取决于所需的操作类型，接着将遵循下列程序为了使在用于涡轮的附接的装置04)和海床之间的倾斜角度减小，我们将替换包含在装置的密封的隔间(4)中的精确的所需量的加压空气。将借助于适当的且规定的装置，利用在密封的隔间的上部之间连接于先前描述的外部单元的用于加压空气的作业管来实现该动作。同时，借助于定位在密封的隔间的下部中的管发生具有比海水的密度更高密度的液态流体的替换，其中，不带有任何类型的阀。为了使在用于涡轮的附接的装置和海床之间的倾斜角度增大，将从装置的密封的隔间(4)排出精确的所需量的液态流体。其将利用用于加压空气的作业管通过引入所需压力的加压空气来实现，该作业管借助于适当的装置连接密封的隔间的上部和先前提到的外部单元。同时，借助于定位在密封的隔间的下部中的管将更高密度的流体将排出到大海中， 其中，不使用任何种类的阀。上升整个系统，用于执行维护。为了实现整个系统的受控上升，将致动辅助和控制装置。为此，将从所需装置定位在其中的外部单元供应足够的加压空气至可充气装置(观)，该可充气装置08)类似于折叠在镇重物06)的隔间OO)中的气球，目的是使装置上升至水面、拖拽具有对牵引高阻抗性的缆绳，该缆绳卷绕在定位于镇重物的隔间0 中的卷轴(19)上。一旦在水面上，缆绳将被收起并用于控制上升。此后，我们将从外部单元继续将具有足够压力的加压空气供应至密封的隔间
中，其中，用于供应和控制加压空气的必要装置定位在镇重物中，目的是利用一系列管将包含在它们中的水排出。当整个系统的体积变得比海水稀薄时，其将开始升高至表面。可以通过从先前提到的外部单元调节密封的隔间中的加压空气的供应和有效性来控制该上升的速度。
权利要求
1.一种可潜式装置(M)，所述可潜式装置04)用于附接水轮或涡轮，以从具有可变深度和流动方向的流动的水中获得能量，所述可潜式装置利用枢轴机构0 安装在海床或河床上并且设有一系列控制装置，所述控制装置用于控制所述用于附接涡轮的可潜式装置 (24)的倾斜以及用于以水流和所述涡轮之间的最佳倾角定位所述用于附接涡轮的可潜式装置(M)，所述可潜式装置04)包括用于机构05)的支承或连接点(1)，一系列点，所述一系列点(2)用于使水力涡轮容置在距所述连接区域(1)充分远的距离处，以允许一定的流动性以达到所述流的流动，用于测量流动强度的一系列装置，所述一系列装置连接于用于分析记录的数据的系统，一系列密封的隔间G)，所述一系列密封的隔间(4)充满气体， 一系列装置，所述一系列装置能够引起所述密封的隔间中的密度的变化，所述可潜式装置04)进一步限定为具有特定的水动力形状，所述特定的水动力形状有助于所述可潜式装置在所述流的方向和中央处的定位和稳定，所述形状在侧向图中类似于飞标的形状并且在平面图中类似于飞机的形状，具有结构本体和相对于假想的中心平面的多功能对称形状，其中，每个不同的部分和形状有助于达到不同的目的并且执行不同的动作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述不同的区域有助于下列动作 所述涡轮定位在其中的区域之前的区域(6)的形状有助于优化所述可潜式装置的性能，通过将水朝向转子引导充当注入器，在流的流动方向上位于所述涡轮(8)后面的区域(5)的形状有助于使将引起所述涡轮的运动的湍流的影响最小化，相对于所述流的流动方向的最后部分(3)的形状对所述装置的稳定性特别有帮助，所述形状在外观上类似于机翼，所述涡轮定位在其中的区域上方的区域(7)的形状有助于加强所述区域(5)，并且同时像用于所述涡轮的喷嘴一样起作用。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述枢轴机构0 包括两个垂直的杆(9 和12)，所述杆容许所述装置04)具有二个独立的运动自由度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，充满所述密封的隔间的所述气体是空气。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封的隔间由具有内部结构加强件的单个腔构成。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封的隔间由一系列互连的单元构成。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单元具有圆筒形状，并且所述侧向锁定部具有半球形形状。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，水进入到所述密封的隔间内的装载和卸载不需要阀。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，海水的进水管包括过滤器，以防止海洋物种和有机材料进入到所述密封的隔间内。
10.根据前面的权利要求所述的装置，其特征在于，定位在所述结构的另一部分中的另一密封的隔间的存在达到减轻所述负载或有助于所述装置的稳定性的目的。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，将引起所述密封的隔间中的密度变化的所述装置使用流体交换方法。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，将引起所述密封的隔间中的密度变化的所述装置使用增加和减少流体的方法。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设有用于控制和增加压力的装置的存储和加压单元定位在设备外部的区域中。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于测量流动强度的装置是气压计。
15.根据权利要求1和2所述的装置，其特征在于，所述涡轮是横向流涡轮。
16.根据权利要求1和2所述的装置，其特征在于，所述涡轮是轴向流涡轮。
17.根据权利要求15和16所述的装置，其特征在于，设有串联地定位在所述区域O) 中的两个或多个涡轮。
18.根据权利要求15和16所述的装置，其特征在于，设有并联地定位在所述区域O) 中的两个或多个涡轮。
19.根据权利要求15和16所述的装置，其特征在于，设有并联地定位在所述区域(3) 中的两个或多个涡轮。
20.根据权利要求1所述的装置，进一步限定为适合安装在较大深度处。
21.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置利用金属材料结构来实现，所述金属材料结构能够覆盖有适当的塑性材料以受到保护而免受环境中的腐蚀性元素的影响。
22.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，直接在海床或河床上执行安装。
23.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，借助于镇重物执行所述可潜式装置在海床或河床中的安装。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述镇重物06)设有 用于定位所述枢轴机构05)的区域；一系列腿(16)；用于锚固所述整个系统的附接点(18)； 一些密封的隔间；以及用于帮助及控制上升的装置。
25.根据权利要求M所述的装置，其特征在于，所述腿(16)能够延伸，以将所述镇重物固定在适当的位置。
26.根据权利要求M所述的装置，其特征在于，所述密封的隔间被水占据并且在它们的上部连接于加压空气供应系统，以能够排空所述水并且使所述整个系统上升至表面。
27.根据权利要求M所述的装置，其特征在于，所述用于帮助及控制上升的装置包括卷轴(19)，在所述卷轴(19)上卷绕对牵引具有高阻抗性的条带、缆绳或链条，在所述卷轴 (19)的端部中具有可充气装置08)。
28.一种用于产生电能的方法，所述方法使用根据前述权利要求所述的用于附接涡轮的装置(M)，所述方法包括通过一系列传递机构利用由所述涡轮执行的工作使发电机运转。
29.—种锚固根据前述权利要求所述的用于附接涡轮的装置04)的方法，其特征在于，从船、平台或类似物执行该动作，所述船、平台或类似物设有起重机或系统，用于借助于对牵引具有高阻抗性的条带、缆绳或链条来操纵和支承所述整个系统，并且通过对所述密封的隔间受控地填充水来实现浸没。
30.一种使根据前述权利要求所述的用于附接涡轮的装置04)上升至表面的方法，其特征在于，使用用于帮助及控制所述上升的系统，一旦该系统到达表面其就能够被收集并且用于控制所述上升；通过供应加压空气至不同的密封的隔间，实现排空包含在它们中的水和所述整个系统上升至表面。
全文摘要
本发明涉及一种可潜式装置，用于联接水轮或涡轮，以从具有可变深度和流动方向的流动的水中获得能量。装置旨在利用枢轴机构安装在海床或河床上，并且设有用于控制其倾斜和将其安置在水流和涡轮之间的最佳倾角处的一系列装置。本发明还包括用于使涡轮容置在距附接区域足够远的距离的点；测量流动强度的装置，其连接于用于分析所获得的数据的系统；密封的隔间；以及能够改变所述密封的隔间内的密度的装置。本发明具有特定的水动力形状，便于其在流的方向上和流内的定向和稳定性，所述形状在侧向图中类似于飞标并且在平面图中类似于飞机。
文档编号F03B17/06GK102459867SQ201080032495
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月1日 优先权日2009年6月5日
发明者卡梅洛·韦利翁·加斯孔, 巴特里亚克·阿纳马里亚 申请人:能量鲸尾涡轮公司