发电机和涡轮机单元的制作方法

专利名称：发电机和涡轮机单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机和涡轮机单元。具体地但不排除其它地，本发明涉及例如
包括水下涡轮机单元的发电机和水下涡轮机单元。 本发明还涉及例如由潮汐流或水下潮流提供动力的水下发电机，并且涉及使用至 少一个或多个这种发电机的发电厂。
背景技术：
为了满足不断增加的能量需求，通常期望开发产生电能的环境友好方法。 一种特 别关注的领域涉及使用潮汐能发电。这可以通过使用水下涡轮机实现。 与已知水下涡轮机相关的问题包括需要仔细密封设置为涡轮机的一部分的发电 机组件以防止水的进入，并且还包括维修困难。这是因为必须恢复整个涡轮机以允许维修 任何涡轮机部件。在使发电机最优化也存在困难。WO 03/029645A1(ROTECH HOLDINGS LIMITED)禾口 W02006/125959A1 (ROTECH HOLDINGS LMITED)的内容通过引用在此并入。
在现有技术中已经确定多个问题。 —个问题涉及例如当在地面上(例如，在制造厂或码头)，当在水面上方(例如，
船)时，或当水下时简化涡轮机单元部件在水下涡轮机单元内的初始定位。 另一个问题涉及例如当在水下时简化从水下涡轮机单元除去涡轮机单元部件和/
或更换水下涡轮机单元内的涡轮机单元部件。 另一个问题涉及在水下将水下涡轮机单元定位在海床、洋底或河床上的稳定位置 处和/或期望方位。 另一个问题涉及涡轮机单元当在海床、洋底或河床上时的稳定性。
另一个问题涉及在涡轮机单元部件与外壳之间的密封。
将解决的另一个问题是提供可更新和可预测的发电机。

发明内容
本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是避免或至少减轻现有技术中 的一个或多个问题。 本发明的至少一个方面的一个或多个实施例的另一个目的是提供一种水下涡轮 机单元，所述水下涡轮机单元在使用中由潮汐和/或水流驱动，并且可以在不需要移动或 重新与潮汐流方向对准的情况下优选地在退潮和/或涨潮中运转。 本发明的至少一个方面的至少一个实施例的另一个目的是提供一种发电机设备 或发电厂，所述发电机设备或发电厂大致上或整体在水下，从而使环境影响最小。
本发明的至少一个方面的至少一个实施例的另一个目的是提供一种发电机设备， 其中可以不用潜水员或R0V(遥控潜水器)介入的情况下进行维修。 根据本发明的第一方面，提供了一种水下发电机或涡轮机单元，所述水下发电机或涡轮机单元包括第一外壳部件、第二外壳部件、和用于将第一和第二外壳部件连接在一
起/或将所述第一外壳部件和所述第二外壳部件间隔开的装置。 连接装置可以桥接第一外壳部件和第二外壳部件之间的间隙和间隔。 第一外壳部件可以包括至少部分截头圆锥形内表面和/或可以包括至少部分截
头圆锥形外表面。 第二外壳部件可以包括至少部分截头圆锥形内表面和/或可以包括至少部分截 头圆锥形外表面。 第一外壳部件和第二外壳部件的端部(例如，较窄端部)可以彼此邻近地间隔开。
连接装置可以控制或选择第一外壳部件与第二外壳部件之间的间隔。
连接装置可以包括一个或优选地多个细长部件或杆。 所述/每一个杆的一端可以连接/可连接到第一外壳部件，例如，所述一端可以可
分离地连接/可连接到第一外壳部件，而所述/每一个杆的另一端可以连接/可连接到第
二外壳部件，例如，所述另一端可以可分离地连接到/可连接到第二外壳部件。 例如，端部装有凸缘。端部可以例如在相应的外壳部件的外表面上焊接、螺栓连接
或以其它方式固定到外壳部件。 杆可以绕着外壳部件的下圆周表面设置。 杆可以在圆周方向上彼此间隔开。 水下发电机或涡轮机单元还可以包括诸如涡轮机组件的组件，所述组件可移除地 容纳在第一外壳部件与第二外壳部件之间的间隙或间隔内。 根据本发明的第二方面，提供了一种包括基部的水下发电机或涡轮机单元，其中 基部包括三个腿状部。 最优选地，仅提供了三个腿状部。
这提供了尤其稳定的装置。 可以提供在一端处的一对腿状部，和在另一端处的第三腿状部。 第一腿状部和第二腿状部可以对称地设置在发电机的纵向轴线的相应侧。 第三腿状部可以与纵向轴线对齐或设置在所述纵向轴线上。 腿状部可以是中空的。 腿状部可以包括压载物。 第一腿状部和第二腿状部的体积可以大致相同。 第三腿状部的体积可以大于第一腿状部或第二腿状部中任一个，例如大致是所述 第一腿状部或所述第二腿状部中任一个的体积的两倍。 优选地，杆或部件(扭杆)被设置成从第三腿状部纵向延伸到第一腿状部与第二 腿状部之间。 另一个杆(横向)设置在第一腿状部与第二腿状部之间，杆的端部连接到另一个 杆。 第一和第二对称设置的又一个杆可以设置在杆与另一个杆之间。
根据本发明的第三方面，提供了一种水下发电机或涡轮机单元，所述水下发电机 或涡轮机单元包括具有第一端部和第二端部的流动通道和多个腿状部，其中腿状部设置 在流动通道的端部的纵向外部，和/或设置在流动通道的侧面的横向外部。
这有助于易于通过腿状部提升发电机。 在优选的实施例中，提供了在一端外的一对腿状部和在另一端外的第三腿状部。 一对腿状部还可以设置在外壳的各个侧部外。 根据本发明的第四方面，提供了一种水下发电机或涡轮机单元，所述水下发电机
或涡轮机单元包括外壳和涡轮机组件，其中涡轮机组件相对于外壳可移除地容纳或可移
除地容纳在外壳内，并且其中在外壳与涡轮机组件之间设置密封装置。 外壳可以包括第一外壳部件和第二外壳部件。 涡轮机组件可以位于第一外壳部件与第二外壳部件之间。 密封装置包括可以聚合材料。 密封装置可以包括设置在组件的第一端与第一外壳部件之间的第一密封装置。
密封装置可以包括设置在组件的第二端与第二外壳部件之间的第二密封装置。
第一密封装置可以设置凸缘的下表面上，所述凸缘绕着组件的第一端的上圆周部 分的至少一部分设置。 第一密封装置另外地或者可选地设置在另一个凸缘的下表面上，所述另一个凸缘 绕着组件的第一端的下圆周部分的至少一部分设置。 第二密封装置可以与第二密封装置相同或类似，但是第二密封装置设置在组件的 第二端上。换句话说，第二密封装置可以设置在绕着组件的第二端的上圆周部分的至少一 部分设置的凸缘的下表面上。第二密封装置另外地或者可选地可以设置在另一个凸缘的下 表面上，所述另一个部分或凸缘绕着组件的第一端的下圆周部分的至少一部分设置。
根据本发明的第五方面，提供了一种水下发电机或涡轮机单元，所述水下发电机 或涡轮机单元包括至少一个接地腿状部，其中接地腿状部包括接地装置或周边延伸边缘。
接地装置或周边延伸边缘可以有助于将至少一个腿状部插到诸如海床、洋底或河 床的地面内。 在接地装置包括周边延伸边缘的情况下，边缘可以是连续的，例如，从而形成闭合 形状或所公开的装置。 至少一个或优选地每一个腿状部都包括中空管，所述中空管在使用中大致垂直设置。 要认识的是前述方面中的任一个的特征中的任一个可以彼此单独组合或共同组 合。
以下特征可以应用到前述方面中的任一个 发电机可以包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元提供具 有流动通道的外壳和至少一个涡轮机装置，所述流动通道通过外壳，所述涡轮机装置安装 在流动通道内，用于响应于通过流动通道的水流而旋转，其中涡轮机单元提供可释放地安 装在涡轮机单元内的涡轮机单元部件或涡轮机组件，涡轮机单元部件包括至少一个涡轮机 装置和泵装置中的至少一个。
涡轮机单元部件可以通过外壳的侧部或侧壁内的孔或间隙可释放地安装。
发电机可以包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元包括具 有液体流动通道的外壳和至少一个涡轮机装置，所述流动通道通过所述外壳，所述涡轮机 装置安装在流动通道内，用于响应于通过流动通道的液体流而旋转。
发电机可以包括至少一个水下涡轮机单元，所述至少一个水下涡轮机单元提供外 壳和至少一个涡轮机装置。 外壳具有液体流动通道，所述流动通道在外壳的第一端与第二端部之间延伸通过 所述外壳，流动通道限定包括文丘里管的流动限制部，禾口 至少一个涡轮机装置安装在流动通道内，用于沿着平行于流动通道的轴线旋转， 其中在使用中，外壳是固定的，而涡轮机响应于通过流动通道的液体流而旋转，并且其中
外壳设置有在外壳的最外表面上的腰状部，腰状部比外壳的第一端和第二端部窄。 水下涡轮机单元可以包括至少一个涡轮机，涡轮机包括至少一个叶片，至少一个
叶片包括至少一个翼面，所述至少一个翼面绕着翼面的弦线中点线对称。 根据本发明的第六方面，提供了一种用于安装涡轮机组件和/或从水下发电机或
涡轮机单元的外壳或其余部分移除涡轮机组件的对接装置。 对接装置可以具有用于将对接装置可释放地连接到涡轮机组件的装置。
对接装置可以具有用于相对于外壳定位对接装置的装置。
对接装置可以包括用于保持涡轮机组件的液压闭锁。 对接装置可以包括至少一个并且优选地两个横向对称设置的阳部或阴部，所述阳 部或阴部可与外壳上相应的至少一个并且优选地两个横向对称设置的阴部或阳部配合。
根据本发明的第七方面，提供了一种水下外壳，所述外壳具有至少一个并且优选 地两个横向对称设置的阴部或阳部，所述阴部或阳部可与具有相对应的至少一个并且优选 地两个横向对称设置的阳部或阴部的对接装置配合。 根据本发明的第八方面，提供了一种水下发电机或涡轮机单元，所述水下发电机 或涡轮机单元包括根据本发明的第七方面的外壳。 根据本发明的第九方面，提供了一种组装水下发电机的方法，所述方法包括以下 步骤 (a)提供间隔开的第一外壳部件和第二外壳部件； (b)为第一外壳部件和第二外壳部件提供连接装置； (c)将涡轮机组件定位在第一外壳部件与第二外壳部件之间； (d)纵向移动第一外壳部件和第二外壳部件中的一个或两个和/或涡轮机组件， 以相对于彼此(适当地)定位第一外壳部件和第二外壳部件以及涡轮机组件；以及
(e)固定连接装置。 优选地，步骤(e)在步骤(d)之后执行。
可选地，步骤(e)在步骤(d)之前执行。 适当的定位允许在岸上或在水下原地从外壳部件移除组件，并且任选地在外壳部 件之间重新定位组件。移除和/或重新定位可以通过涡轮机组件的大致垂直上升和下降而 实现。 适当的定位还允许在组件与第一外壳部件和/或第二外壳部件之间的密封装置 进行密封。 组件可以提供环形部件，所述环形部件任选地与外壳部件一起形成用于组件的或 组件内的涡轮机的外壳或盖罩。外壳可以包括通流通道，涡轮机位于所述流动通道内，用于
10绕着通道的纵向轴线旋转。
在变形例中，所述方法可以包括以下步骤
在水下或在岸上提供基部； 将外壳部件和涡轮机组件的组件安装到基部上。 基部和组件可以设置有共同作用的(可释放的)连接装置，例如，纵向阳连接件和阴连接件。 根据本发明的任一方面的任一个水下发电机可以包括电力发电机。 根据本发明的任一方面的水下发电机可以能够在录入潮汐流的两种流方向(例
如，涨潮或落潮)中运行。 发电机可以包括流动通道，所述流动通道可以包括诸如縮放型文丘里管的文丘里管。 涡轮机可以设置在流动通道的中点或窄部分处。 外壳可以包括在所述外壳的外表面上的腰状部_这有助于流体流动通过外壳和/或绕着外壳流动。 密封装置可以是可收縮的、可压扁的和/或中空的。


以下仅以示例的方式并且参照

本发明的实施例，其中 图1是根据本发明的第一实施例的发电机的示意性侧视图； 图2是包括图1的发电机的一部分的支撑基部或三脚架的示意性俯视图； 图3是图1的发电机的示意性端视图； 图4是图1的发电机的涡轮机组件或箱的俯视图； 图5是图1的发电机的外壳和涡轮机组件的俯视图； 图6是图4的涡轮机组件的侧视图； 图7是连接到对接装置或设备的涡轮机组件的侧视 图8是连接到图7的对接设备的涡轮机组件的前视 图9是图1的发电机的外壳的一部分前视横截面 图10是图4的涡轮机组件的前视图； 图11是从根据本发明的第二实施例的发电机的一端所示的部分切除透视图； 图12是从根据本发明第三实施例的发电机的一端所示的透视图； 图13是操作地连接以形成潮汐流发电厂的图12的多个发电机； 图14是根据本发明第四实施例的、在去除了其涡轮机组件或箱的情况下的发电
机的示意性侧视图； 图15是图14的发电机的示意性端视图； 图16是连接到对接装置或设备的图14的发电机的涡轮机组件或箱的横截面侧视图； 图17是连接到对接设备的图16的涡轮机组件的端视 图18是图14的发电机的一部分的分解横截面侧视图；禾口
图19(a)和(b)是根据本发明的第五实施例的发电机的侧视图和端视图。
具体实施例方式
参照附图，提供了根据本发明的第一实施例的总体由附图标记2表示的水下发电机或涡轮机单元或潮汐装置，并且所述水下发电机或涡轮机单元或潮汐装置包括标题"发明内容"中所述的特征。
水下发电机2包括第一外壳部件4 ;第二外壳部件6 ;和用于将第一和第二外壳
部件连接在一起的装置8。第一外壳部件4包括至少部分截头圆锥形内表面10和/或包括至少部分截头圆锥形外表面12。第二外壳部件6包括至少部分截头圆锥形内表面14和/或包括至少部分截头圆锥形外表面16。 端部18、20，S卩，第一和第二外壳部件4、6的较窄端彼此邻近地间隔开。
连接装置8控制或选择第一和第二外壳部件4、6之间的间隔。连接装置8包括多个细长部件或杆22。每个杆22的一端24连接/可连接，例如任选地可分离地连接/可连接到第一外壳部件4，而每个杆的另一端26连接/可连接，例如任选地可分离地连接/可连接到第二外壳部件6。端部24、26被装上凸缘。端部24、26焊接、螺栓连接或以其它的方式例如在相应的外壳部件的外表面上固定到所述外壳部件。杆22类似于用于船的下水支架。
杆22围绕外壳部件4、6的下圆周表面设置，且杆22彼此在圆周方向上间隔开。在此实施例中，设置了 7个杆22。 水下发电机2包括基部28，其中基部28包括三个腿状部30、32、34。这提供了特别稳定的布置。 在一端设置一对腿状部或柱30、32，并且在另一端设置第三腿状部或柱34。第一和第二腿状部30、32基本对称地设置在发电机2的纵向轴线的相应侧。第三腿状部34设置在纵向轴线上(当从上面所示时)。 腿状部30、32、34通常是中空的，并且包括压载物。第一和第二腿状部30、32的体积基本上相同。第三腿状部34的体积基本是第一或第二腿状部的任一个的体积的两倍。也就是说，第三腿状部34的体积与第一和第二腿状部30、32的组合体积基本相同。
杆(扭杆)36被设置成从第三腿状部34纵向延伸到第一与第二腿状部30、32之间。另一个杆38设置(横向)在第一和第二腿状部30、32之间，且杆36的端部连接到所述另一个杆。第一和第二对称设置的又一个杆40、42设置在杆36与另一个杆38之间。
水下发电机或涡轮机单元5包括流动通道44和多个腿状部30 、32 、34，所述流动通道具有第一和第二端46、48，其中腿状部30、32、34设置在流动通道44的端部46、48纵向外部。 利用腿状部30、32、34，这有助于易于提升发电机2。这是因为诸如带或网的提升装置可以容易地放置在连接到各个腿状部30、32、34的杆/另一个杆36的周围。与每个腿状部30、32、34相关联的这种提升装置允许装置5的三点提升。另外地或可选地提供提升支架31，用于固定提升用的网或带。 在公开的布置中，提供了在一端46外的一对腿状部和另一端48外的第三腿状部34。 一对腿状部30、32设置在包括外壳部件4、6的外壳50的各个侧部或横向侧部外。
水下发电机2包括外壳50和涡轮机组件52，其中涡轮机组件52相对于或在外壳50内可移除地容纳，并且其中在外壳50与涡轮机组件52之间提供了密封装置54。
外壳50包括第一和第二外壳部件4、6。涡轮机组件52可位于第一和第二外壳部 件4、6之间。密封装置54通常地包括聚合材料。密封装置54包括设置在组件52的第一 端58与第一外壳部件4之间的第一密封装置56。密封装置54包括设置在组件52的第二 端62与第二外壳部件6之间的第二密封装置60。第一密封装置56的第一部分设置在凸缘 64的下表面上，所述凸缘绕着组件52的第一端58的上圆周部分的至少一部分设置。第一 密封装置56的第二部分设置在另一个凸缘66的下表面上或部分绕着组件52的第一端58 的下圆周部分的至少一部分设置。在使用中，第一密封装置56的第二部分邻接设置在外壳 部件4上的凸缘67的上表面。 第二密封装置60与第一密封装置56相同或类似，但是第二密封装置60设置在组 件52的第二端62上。 通过这种布置，装置5自身密封密封装置54。涡轮机组件52的重量使密封装置 54在涡轮机组件52与第一和第二外壳部件4、6之间进行密封。 水下发电机或涡轮机单元包括至少一个接地腿状部30、32、34，其中接地腿状部 30、32、34的至少一部分包括周边延伸边缘或接地装置。周边延伸边缘或接地装置有助于将 至少一个腿状部30、32、34插入到诸如海床、洋底或河床的地面内。 发电机2包括至少一个水下涡轮机单元，所述水下涡轮机单元包括具有液体流动 通道44的外壳50和至少一个涡轮机装置(即，组件52)，所述流动通道通过所述外壳，所述 涡轮机装置安装在流体通道44内，用于响应于通过流动通道44的液体流而旋转。
发电机2包括至少一个水下涡轮机单元，所述水下涡轮机单元提供具有液体流动 通道44的外壳50和至少一个涡轮机装置(即，组件52)，所述流动通道通过所述外壳，所述 涡轮机装置安装在流动通道44内，用于响应于通过流动通道44的液体流而旋转，其中涡 轮机单元提供可释放地安装在涡轮机单元内的涡轮机单元部件或涡轮机组件52，且涡轮机 单元部件或涡轮机组件52包括至少一个涡轮机装置54和泵装置中的至少一个。涡轮机单 元部件或组件52通过外壳50的侧壁内的孔或间隙可释放地安装。 发电机2包括至少一个水下涡轮机单元，所述水下涡轮机单元提供外壳50和至少 一个涡轮机装置54，外壳50具有液体流动通道44和至少一个涡轮机装置或组件52，所述 流动通道在外壳50的第一和第二端部之间流动通过所述外壳，且流动通道44限定包括文 丘里管的流动限制装置，所述至少一个涡轮装置或组件可安装在流动通道44内，用于沿与 流动通道44平行的轴线旋转，其中在使用中，外壳50是固定的，而涡轮机54响应于通过 流动通道44的液体流而旋转，并且其中外壳50设置有在其最外部表面上腰状部56 ;腰状 部56比外壳50的第一和第二端部更窄。 水下涡轮机单元或组件52任选地并有利地包括至少一个涡轮机54，涡轮机54包 括至少一个叶片58，且至少一个叶片58包括至少一个翼面，所述翼面关于其弦线中点线对 称。 如将在下文中更详细地说明，还提供了用于安装和/或从外壳50移除涡轮机组件 52的对接装置60或水下发电机或涡轮机单元2的其余部分。 对接装置59具有用于将对接装置59可释放地连接到涡轮机组件52的装置61。 对接装置59还具有用于相对于外壳50定位对接装置59的装置63。
—种组装水下发电机2的方 包括以下步骤
(a)提供第一和第二间隔开的外壳部件4、6 ;
(b)为第一和第二外壳部件4、6提供连接装置8 ;
(c)将涡轮机组件52定位在外壳部件4、6之间； (d)纵向移动外壳部件4、6和/或涡轮机组件52中的一个或两个，以相对于彼此 适当地定位外壳部件4，6和涡轮机组件52 ;禾口
(e)固定连接装置8。 在优选的实践中，步骤(e)在步骤(d)后实施。然而，步骤(e)可以在步骤(d)前 实施。适当的位置允许在岸上或水下原地将组件52从外壳部件4、6移除。适当的位置还 允许组件52与第一和/或第二外壳部件4、6之间的密封装置54进行密封。
组件52提供环形部件62，所述环形部件任选地与外壳部件4、6—起形成用于组件 的或组件内的涡轮机54的外壳或盖罩。外壳50包括通流通道44，涡轮机54位于所述通流 通道内，用于绕着通道44的纵向轴线旋转。 本发明提供了一种用于将潮汐涡轮机保持在海床上，并易于提取和更换涡轮机和 移动部件用于维修和维修的系统。 为了将潮汐装置保持在原位，需要克服由潮汐流和气候影响力施加在设备上的滑 动、转动和翻转力。存在克服这些力并将潮汐涡轮机保持在海床上的各种方法，所述方法包 括使用打桩、锚固或使用重力地基。打桩和使用锚存在显著的技术困难和危险，因此，根据 本发明的有利方法采用重力地基，如在现有技术中所述，重力地基要求既不打桩也不使用 锚。 从潮汐流提取能量的装置由于其性质而位于高潮汐流区域，并受到巨力，这表示 需要非常大的重量将装置保持在原位。为避免将整体结构收回到地面，而允许收回用于修 理和维修的涡轮机和移动部件(参照涡轮机组件52)，因此，优选的是所述涡轮机和移动部 件保持在分离安装和可取出单元内，所述分离安装和可取出单元保持在潮汐装置的主要结 构外壳内。重要的是在制造和构造阶段完成主要结构或外壳50与可提取涡轮机组件52 之间的密封整体性，并保持所述密封整体性以允许涡轮机组件在发电机或潮汐装置2的整 个寿命中取出和重新插入。由于潮汐装置可以保持在海床25年或更多年，因此经过许多年 获得尺寸稳定性的设备极其重要。 为了将涡轮机组件部署在潮汐装置中，优选的是涡轮机组件52具有与潮汐装置 的外壳接合以形成密封件的聚合体密封件。(为了允许密封件的更换，重要的是密封件的至 少一部分连接到涡轮机组件52而不是连接到外壳50)。 潮汐装置的结构的移动将导致涡轮机组件52与外壳50或潮汐装置之间或松或紧 的配合。涡轮机组件52与外壳50之间的松配合将给出(i)差的密封整体性，并因此损失 性能；和(ii)将导致涡轮机组件由于来自反潮汐的推力而在潮汐装置2内移动。如果配合 紧密，涡轮机组件52可以结合在潮汐装置2内，从而防止所述涡轮机组件的移除或防止重 新插入所述涡轮机组件。 本发明的潮汐装置2具有两个分离的外壳部分或部件4、6(所述外壳部分或部件 形成类似于导管的两个文丘里管)，因为所述外壳部分或部件的悬垂特性，外壳部分或部件 4、6将具有随着时间松弛的趋势。为了消除这种趋势，使用可调节延伸器杆或连接装置8以 将两个外壳部分4、6连接在一起，并且提供加强以及对发电机2给出最终调节的间隙尺寸。
为进一步保持结构稳定性，外壳部分4、6和涡轮机组件52安装在由三角装置悬垂 的大扭矩杆36上，这消除了对海床制备的需要。三角装置包括三个垂直管或柱或腿状部 30、32、34，所述管或柱或腿状部可以由钢制造而成并承载压载物，并通过扭矩杆36和十字 杆38、40、42连接。 单个柱34具有等于在十字杆38的任一端处的两个柱30、32的横截面面积总和的 横截面面积，以在柱30、32、34下方保持相同土壤支承压力并防止不同的沉降和下沉。在将 潮汐装置2布置在沙或泥海床上的情况下，柱30、32、34配备有所谓的〃 边缘〃 ，所述边缘 例如周边地扩大的表面面积并提供对下沉的抑制。 在安装涡轮机组件52期间，为了防止对密封装置54的损坏，重要的是将涡轮机组 件52精确地安装在外壳50中。为实现精确安装，对接装置60用于将涡轮机组件52引导 到外壳50内。对接装置60包括两个垂直剌穿销68和具有用于固定到涡轮机组件52的液 压致动锁或闭锁装置73的水平分布梁70。"桶"或中空管状装置71连接到潮汐装置2，当 对接装置60(具有涡轮机组件52)从水面船只(未显示)上的起重机下降时，所述"桶"或 中空管状装置捕获和引导剌穿销68。 当涡轮机组件52下降到潮汐装置2中时，位于涡轮机组件52的底部上的梯形对 接装置72与潮汐装置2上的接受器71接合，并将涡轮机组件52固定在适当的位置。同时， 位于涡轮机组件的顶部的对接装置与潮汐装置2上的销接合。 当涡轮机组件52已与潮汐装置2接合时，对接设备上的液压锁定装置73被释放， 并且将对接设备重新取回到水面船只。 为了重新取回涡轮机组件52，对接装置或设备60被下降到潮汐装置2上的容纳桶 内，直到所述对接装置或设备与涡轮机组件52接合并且在闭锁到涡轮机组件52上之后，所 述对接装置或设备和所述涡轮机组件被重新取回到水面。因此，可以对涡轮机组件52进行 维修或更换。 在此实施例中，第一和第二外壳部件4、6通过相应的第一和第二支撑件74、76连 接到杆36。在外壳部件4、6之间设置涡轮机组件容纳装置78和涡轮机组件支撑柱80。涡 轮机组件52提供发电机组件82。 现在参照图ll，显示了根据本发明的第二实施例的发电机102，除了增加〃 100〃 之外，类似的部件由与图1的发电机2相同的附图标记指示。 发电机102与发电机2的不同之处在于发电机102没有设置涡轮机组件支撑柱。
现在参照图12和13，显示了根据本发明的第三实施例的发电机202，除了增 加〃 200〃之外，类似的部件由与图1的发电机2相同的附图标记表示。
发电机202具有直线基部284，所述直线基部具有从第一和第二外壳部件4、6延伸 到基部284的纵向边缘286的支柱274。 现在参照图14-18，显示了根据本发明的第四实施例的发电机302，除了增 加〃 300〃之外，类似的部件由与图1的发电机2相同的附图标记表示。
水下发电机或涡轮机单元302包括外壳350和涡轮机组件352，其中涡轮机组件 352相对于外壳350可移除地容纳或可移除地容纳在外壳350内，并且其中在外壳350与 涡轮机组件352之间设置密封装置354。 外壳350包括第一和第二外壳部件304、306。涡轮机组件352可位于第一和第二外壳部件304、306之间。密封装置354典型地包括聚合材料。密封装置354包括设置在组 件352的第一端358与第一外壳部件304之间的第一密封装置356。密封装置354包括设 置在组件352的第二端362与第二外壳部件306之间的第二密封装置360。第一密封装置 356设置在凸缘304的下表面上，所述凸缘绕着组件352的第一端358的上圆周部分的至少 一部分设置。第一密封装置356设置在另一个凸缘或部件366的下表面上，所述另一个凸 缘或部件绕着组件352的第一端358的下圆周部分的至少一部分设置。第二密封装置360 与第一密封装置356相同或类似，但是第二密封装置360设置在组件352的第二端362上。
如从图16可以看出，第一密封装置356的设置在凸缘364的下表面的第一部分在 第一密封装置356的设置在部件366的下表面上的第二部分的纵向外部。第一密封装置 356的第一和第二部分彼此连续或成一体，且在邻近第一外壳部件4的端部的中点357处具 有扭结或L形阶梯部。第二密封装置360类似地布置在第二外壳部件6的相对端部处。
涡轮机组件352还包括支撑部件或轭386。支撑部件386包括销388 ;在此实施例 中，设置四个销388，两个在支撑部件386的任一端处。当涡轮机组件353下降到适当的位 置时，销388与第一和第二外壳部件304、306上的对应的凹部390配合。因此，涡轮机组件 352的重量通过第一和第二外壳部件304、306由支撑部件386支撑。涡轮机组件352的重 量使装置密封。 发电机302还包括在最低连接部件322之间的横向杆392。 参照图18，密封装置354包括诸如环形/闭合长度的聚合材料。密封装置354适 当地固定到涡轮机组件352。密封装置354通常是中空的，以允许在载荷下挤压所述密封装 置或使所述密封装置变形。 为了安装涡轮机组件352，涡轮机组件352沿箭头'B'的大致垂直方向下降，使 得对接装置的阳部件与设置在外壳上阴部件配合或容纳在所述阴部件内。
现在参照图19(a)和(b)，显示了根据本发明的第五实施例的发电机402，除了增 加〃 400〃之外，类似的部件由类似的附图标记表示。发电机402包括基部428和组件429， 所述组件包括外壳部件404、406和涡轮机组件452。 在使用中，在岸上或优选地在水下，定位基部428并且将组件497下降到基部428 上，并通过共同作用的阳部分和母部分498、499将所述组件固定到所述基部。这种修改在 沉重的提升容器不可用或限制供应的情况中是有用的。腿状部430、432、434可以预填充有 压载物或在安装后填充压载物。 应认识到这里仅以示例的方式给出并俄方匿名的实施例，并且目的不是以任何 方式限制本发明的保护范围。 采用根据本发明的发电机的发电厂可以具有8丽的容量-足以对5000个房间供 电。 本发明可以使用潮汐流以为发电机的涡轮机提供动力。潮汐流是由上升和下降的
潮汐产生的典型的相对较快的移动水流。 公开的发电机可在退潮和涨潮中运行。
权利要求
一种水下发电机或涡轮机单元，包括第一外壳部件、第二外壳部件、和用于将所述第一外壳部件和所述第二外壳部件连接在一起和/或使所述第一外壳部件和所述第二外壳部件间隔开的装置。
2. 根据权利要求1所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述连接装置桥接所述第 一外壳部件和所述第二外壳部件之间的间隙。
3. 根据权利要求1或2所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一外壳部件包 括至少部分截头圆锥形内表面和/或包括至少部分截头圆锥形外表面。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第二外壳 部件包括至少部分截头圆锥形内表面和/或包括至少部分截头圆锥形外表面。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一外壳 部件和所述第二外壳部件的较窄端部彼此邻近地间隔开。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述连接装置 控制或选择所述第一外壳部件与所述第二外壳部件之间的间隔。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述连接装置 包括至少一个或多个细长部件或杆。
8. 根据权利要求7所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述杆/每一个杆的一端 连接/能够连接到所述第一外壳部件，例如，所述一端可分离地连接/能够连接到所述第一 外壳部件，而所述杆/每一个杆的另一端连接/能够连接到所述第二外壳部件，例如，所述 另一端可分离地连接/能够连接到所述第二外壳部件。
9. 根据权利要求8所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述端部装有凸缘，并且所 述端部例如在相应的外壳部件的外表面上固定到所述外壳部件。
10. 根据权利要求7-9中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述杆绕着所 述第一外壳部件和所述第二外壳部件的下圆周表面设置，所述杆任选地在圆周方向上彼此 间隔开。
11. 根据权利要求1-10中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述水下发 电机或涡轮机单元包括诸如涡轮机组件的组件，所述组件能够移除地容纳在所述第一外壳 部件与所述第二外壳部件之间的间隙或间隔/所述间隙或间隔内。
12. —种包括基部的水下发电机或涡轮机单元，其中所述基部包括三个腿状部。
13. 根据权利要求12所述的水下发电机或涡轮机单元，其中具有设置在一端处的一 对腿状部，和设置在另一端处的第三腿状部。
14. 根据权利要求13所述的水下发电机或涡轮机单元，其中第一腿状部和第二腿状 部对称地设置在所述发电机的纵向轴线的相应侧。
15. 根据权利要求14所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第三腿状部与所述 纵向轴线对齐或设置在所述纵向轴线上。
16. 根据权利要求12-15中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一腿 状部、所述第二腿状部和所述第三腿状部是中空的。
17. 根据权利要求16所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一腿状部、所述第 二腿状部和所述第三腿状部包括压载物。
18. 根据权利要求16或17所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一腿状部和所述第二腿状部的体积大致相同。
19. 根据权利要求16-18中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第三腿 状部的体积大致是所述第一腿状部或所述第二腿状部中任一个的体积的两倍。
20. 根据权利要求12-15中任一项、从属于权利要求13的权利要求16或权利要求 17-19中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中杆或扭杆被设置成从所述第三腿 状部纵向延伸到所述第一腿状部与所述第二腿状部之间。
21. 根据权利要求20所述的水下发电机或涡轮机单元，另一个杆横向设置在所述第一 腿状部与所述第二腿状部之间，所述杆的端部连接到所述另一个杆。
22. 根据权利要求21所述的水下发电机或涡轮机单元，其中第一和第二对称设置的 又一个杆设置在所述杆与所述另一个杆之间。
23. —种水下发电机或涡轮机单元，包括具有第一端部和第二端部的流动通道和多个 腿状部，其中所述腿状部设置在所述流动通道的端部的纵向外部，和/或设置在所述流动 通道的侧部的横向外部。
24. 根据权利要求23所述的水下发电机或涡轮机单元，其中具有设置在一端外的一 对腿状部和设置在另 一端外的第三腿状部。
25. 根据权利要求24所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述一对腿状部设置在 外壳的各个侧部外。
26. —种水下发电机或涡轮机单元，包括外壳和涡轮机组件，其中所述涡轮机组件能够相对于所述外壳移除地容纳或能够移除地容纳在所述外壳内，并且其中在所述外壳与所述涡轮机组件之间设置密封装置。
27. 根据权利要求26所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述外壳包括第一外壳部件和第二外壳部件。
28. 根据权利要求27所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述涡轮机组件能够位于所述第一外壳部件与所述第二外壳部件之间。
29. 根据权利要求26-28中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述密封装 置包括聚合材料。
30. 根据权利要求26-29中任一项所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述密封装 置包括设置在所述涡轮机组件的第一端与所述第一外壳部件之间的第一密封装置。
31. 根据权利要求30所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述密封装置包括设置 在所述涡轮机组件的第二端与所述第二外壳部件之间的第二密封装置。
32. 根据权利要求30或31所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一密封装置 设置凸缘的下表面上，所述凸缘绕着所述涡轮机组件的所述第一端的上圆周部分的至少一 部分设置。
33. 根据权利要求32所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第一密封装置设置 在另一个凸缘的下表面上，所述另一个凸缘绕着所述涡轮机组件的所述第一端的下圆周部 分的至少一部分设置。
34. 根据权利要求31或当从属于权利要求31时的权利要求32或33所述的水下发电 机或涡轮机单元，其中所述第二密封装置设置部分或凸缘的下表面上，所述部分或凸缘绕 着所述涡轮机组件的所述第二端的下圆周部分的至少一部分设置。
35. 根据权利要求34所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述第二密封装置设置 在另一个部分或凸缘的下表面上，所述另一个部分或凸缘绕着所述涡轮机组件的所述第二 端的上圆周部分的至少一部分设置。
36. —种水下发电机或涡轮机单元，包括至少一个接地腿状部，其中所述接地腿状部 包括接地装置或周边延伸边缘。
37. 根据权利要求36所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述接地装置或所述周 边延伸边缘在使用中有助于将至少一个腿状部插到诸如海床、洋底或河床的地面内，所述 接地装置任选地包括周边延伸边缘，所述周边延伸边缘是连续或不连续的，并且任选地，所 述腿状部或每一个腿状部都包括中空管，所述中空管在使用中大致垂直设置。
38. 根据权利要求l-ll、权利要求12-22、权利要求23-25、权利要求26-35或权利要 求36或37所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述发电机包括至少一个水下涡轮机单 元，所述至少一个水下涡轮机单元包括具有液体流动通道的外壳和至少一个涡轮机装置， 所述流动通道通过所述外壳，所述涡轮机装置安装在所述流动通道内，用于响应于通过所 述流动通道的液体流而旋转。
39. 根据权利要求l-ll、权利要求12-22、权利要求23-25、权利要求26-35或权利要 求36或37所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述发电机包括至少一个水下涡轮机单 元，所述至少一个水下涡轮机单元提供具有液体流动通道的外壳和至少一个涡轮机装置， 所述流动通道通过所述外壳，所述涡轮机装置安装在所述流动通道内，用于响应于通过所 述流动通道的水流而旋转，其中所述涡轮机单元提供能够释放地安装在所述涡轮机单元 内的涡轮机单元部件或涡轮机组件，所述涡轮机单元部件包括至少一个涡轮机装置和泵装 置中的至少一个。
40. 根据权利要求39所述的水下发电机，其中通过所述外壳的侧部或侧壁内的孔或 间隙能够释放地安装所述涡轮机单元部件。
41. 根据权利要求l-ll、权利要求12-22、权利要求23-25、权利要求26-35或权利要 求36或37所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述发电机包括至少一个水下涡轮机单 元，所述至少一个水下涡轮机单元提供外壳和至少一个涡轮机装置，所述外壳具有液体流动通道，所述流动通道在所述外壳的第一端与第二端部之间延伸 通过所述外壳，所述流动通道限定包括文丘里管的流动限制部；禾口所述至少一个涡轮机装置被安装在所述流动通道内，用于沿着平行于所述流动通道的 轴线旋转，其中在使用中，所述外壳是固定的，而所述涡轮机装置响应于通过所述流动通 道的液体流而旋转，并且其中所述外壳设置有在所述外壳的最外表面上的腰状部，所述腰状部比所述外壳的所述第 一端和所述第二端部窄。
42. 根据权利要求l-ll、权利要求12-22、权利要求23-25、权利要求26-35或权利要 求36或37所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述水下涡轮机单元包括至少一个涡轮 机，所述涡轮机包括至少一个叶片，所述至少一个叶片包括至少一个翼面，所述至少一个翼 面绕着所述翼面的弦线中点线对称。
43. —种用于安装涡轮机组件和/或从水下发电机或涡轮机单元的外壳或其余部分移 除所述涡轮机组件的对接装置。
44. 根据权利要求43所述的对接装置，其中所述对接装置具有用于将所述对接装置 能够释放地连接到所述涡轮机组件的装置。
45. 根据权利要求43或44所述的对接装置，其中所述对接装置具有用于相对于所述 外壳定位所述对接装置的装置。
46. 根据权利要求43-45中任一项的所述对接装置，其中所述对接装置包括用于保持 所述涡轮机组件的液压闭锁。
47. 根据权利要求43到46中任一项的所述对接装置，其中所述对接装置包括至少一 个并且任选地两个横向对称设置的阳部或阴部，所述阳部或所述阴部能够与所述外壳上相 应的至少一个并且优选两个横向对称设置的阴部或阳部配合。
48. —种外壳，所述外壳具有至少一个并且优选地两个横向对称设置的阴部或阳部，所 述阴部或阳部能够与具有相对应的至少一个并且任选两个横向对称设置的阳部或阴部的 对接装置配合。
49. 一种水下发电机或涡轮机单元，包括根据权利要求48所述的外壳。
50. —种组装水下发电机的方法，包括以下步骤(a) 提供间隔开的第一外壳部件和第二外壳部件；(b) 为所述第一外壳部件和所述第二外壳部件提供连接装置；(c) 将涡轮机组件定位在所述第一外壳部件与所述第二外壳部件之间；(d) 纵向移动所述第一外壳部件和所述第二外壳部件中的一个或两个和/或所述涡轮机组件，以相对于彼此适当地定位所述第一外壳部件和所述第二外壳部件以及所述涡轮机组件；以及(e) 固定所述连接装置。
51. 根据权利要求50所述的方法，其中步骤(e)在步骤(d)之后执行。
52. 根据权利要求50所述的方法，其中步骤(e)在步骤(d)之前执行。
53. 根据权利要求50-52中任一项所述的方法，其中所述定位步骤允许随后在岸上或 在水下原地从所述第一外壳部件和所述第二外壳部件移除所述涡轮机组件。
54. 根据权利要求50-53中任一项所述的方法，其中所述定位步骤还允许在所述涡轮 机组件与所述第一外壳部件和/或所述第二外壳部件之间的密封装置进行密封。
55. 根据权利要求50-54中任一项所述的方法，其中所述涡轮机组件提供环形部件， 所述环形部件任选地与所述第一外壳部件和所述第二外壳部件一起形成用于所述涡轮机 组件的或所述涡轮机组件内的涡轮机的外壳或盖罩。
56. 根据权利要求50-55中任一项所述的方法，其中所述外壳包括通流通道，所述涡 轮机位于所述通流通道内，用于绕着所述通流通道的纵向轴线旋转。
57. 根据权利要求50-56中任一项所述的方法，其中所述方法包括以下步骤 在水下或在岸上提供基部；将所述第一外壳部件和所述第二外壳部件以及所述涡轮机组件的组件安装到所述基 部上，其中任选地，所述基部和所述组件设置有共同作用的连接装置。
58. 根据权利要求l-ll、权利要求12-22、权利要求23-25、权利要求26-35或权利要求 36或37或权利要求38-42所述的水下发电机或涡轮机单元，其中所述发电机是电或电力发电机。
59. —种发电站或发电厂，包括根据权利要求1-11、权利要求12-22、权利要求23-25、 权利要求26-35或权利要求36或37或权利要求38-41所述的至少一个水下发电机或涡轮 机单元。
60. —种参照附图如上文中所述的水下发电机或涡轮机单元。
61. —种参照附图如上文所述的对接装置。
62. —种参照附图如上文所述的组装水下发电机的方法。
63. —种参照附图如上文所述的潮汐发电站或发电厂。
全文摘要
本发明公开一种水下发电机或涡轮机单元(2；102；202；302；402)，所述水下发电机或涡轮机单元包括第一外壳部件(4；104；204；304)、第二主体部件(6；106，206，306，406)、和用于将第一和第二外壳部件(4，6；104，106；204，206；304，306；404；406)连接在一起的装置。连接装置(8；108；208；308)包括多个细长部件或杆(22；122；222；322)。发电机(2；102；202；302)包括基部(28；128；228；328)，所述基部具有三个腿状部(30，32，；130，132，134；230，232，234；330，332，334；430，432，434)。发电机(2；102；202；302，402)和具有第一和第二端部的流动通道(44；104；204，304)，腿状部(30，32，34；130，132，134；230，232，234，330，332，334；430，432，434)设置在流动通道(44；104；204；304)的端部的纵向外部和/或侧部的横向外部。
文档编号F03B17/00GK101720384SQ200880016248
公开日2010年6月2日 申请日期2008年3月13日 优先权日2007年3月14日
发明者唐纳德·斯图尔特, 埃克托尔·费里普斯·亚历山大·范·德仁斯曼·苏斯曼, 肯尼思·罗德里克·斯图尔特 申请人:罗泰克控股有限公司