CN104507795A - 用于提供旋转运动的设备 - Google Patents

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    • B63B2035/4466—Floating structures carrying electric power plants for converting water energy into electric energy, e.g. from tidal flows, waves or currents

Abstract

一种用于提供旋转运动的设备(1,8,13)，该设备包括填充有水的容器(2,9,14)，该容器部分浸没在水体(6)中，该容器包括开口，该开口位于该水体的水平面下方，其中，所述设备(1,8,13)还包括配设有叶轮(4,11,16)的轴(3,10,15)，该轴可旋转地固定在合适的支承结构内，从而所述叶轮位于所述容器的开口的区域内并至少部分位于该容器内。

Description

用于提供旋转运动的设备
技术领域
本发明涉及用于提供旋转运动的设备。确切地说，本发明涉及将储蓄在提升水团中的能量转换成旋转运动的设备。
背景技术
用于转换储蓄在水团中的能量的不同类型的解决方案和配置结构是已知的，其中，水团位于另一个水体的上方。这些已知的配置结构包括利用水流的水轮机。
在专利申请PCT/FI2012/050547中公开了一种将位于容器内的水团从较大水体提升到较大水体的水平面上方的设备。该容器包括一个或多个开口，所述一个或多个开口在容器处于升起位置时位于较大水体的水平面下方。填充有水的容器例如利用浮筒或浮体被部分提升至较大水体的水平面上方。但此专利申请没有提到如何利用提升水团来产生能量。
发明内容
本发明提供一种通过将储蓄在提升水团中的能量转换为旋转运动的方式来利用储蓄在提升水团中的能量的解决方案。所提供的旋转运动可在之后被用于不同目的，例如发电或给其它不同类型的机器提供驱动力。
在根据本发明的设备中，配设有叶轮的旋转轴位于装填有水的容器内或附近。该容器包括开口，该容器以所述开口位于水体水平面下方的方式局部浸没在水中地位于水体内。叶轮位于所述容器的开口的区域内且至少部分位于容器内。
在本发明中，在容器内且高出周围水体的水平面的水团相对于周围水体的温度开始改变其温度。例如，太阳能够使容器里面的水变暖，或容器周围的气流能使容器里面的水变冷或变暖。所述温差给水流创造了适宜环境，特别是如果该系统最初便伴随有叶轮初始旋转。叶轮初始旋转可通过用适当机构使轴旋转来实现，或者初始旋转可由周围水体中的水流迫使叶轮旋转而引起。
在上下文中，叶轮是任何类型的从中央旋转轴径向伸出或大致径向伸出的叶片或翼面或者其组合。实例包括螺旋桨或螺旋式叶轮。
旋转轴可旋转连接至容器的表面，或者旋转轴可旋转连接至为该轴而设的单独的支承结构。
旋转轴关于水体的水平面可以具有水平取向或竖直取向，其中容器局部浸没在该水体中。
在本发明的一个有利实施例中，该叶轮的叶片具有三维曲率。
在本发明的一个有利实施例中，该容器包括水平底面，所述开口基本覆盖整个底面面积。
在本发明的一个有利实施例中，该设备包括用于使配设有叶轮的轴旋转的合适机构。该机构可被用于瞬时旋转所述轴以开始轴旋转运动。这些用于旋转所述轴的机构的实例是可用于使轴旋转的曲柄，其被固定连接至或可拆卸连接至该轴。
在本发明的一个有利实施例中，该设备还包括用于向容器填充水的合适机构。这些用于向容器填充水的机构例如可以是带泵的水管，或是用于将容器沉于周围水体的水平面下方并且将填充有水的容器提升至局部高于周围水体的水平面的机构。
在本发明的解决方案中，该容器可由支承结构来支承，或者该容器可具有用于将容器以局部浸没状态保持漂浮在较大水体的表面上的合适的结构或附加机构。
利用本发明设备提供的旋转运动可被用于合适的目的，如利用发电机将旋转运动转换成电能，或者例如该旋转运动可通过连接至设备轴的动力传递机构用于为合适的机械设备提供动力。
根据本发明的设备的容器可以是整体件，或者该容器可由多个部分例如利用适当的预组装的快速连接机构组装而成。整个设备还可以是可快速拆装的实体。所述容器还可以是可膨胀的。利用这些类型的可拆卸和/或可收缩的结构，所述设备在运输期间所需要的空间能减到最小。
限定出本发明设备的特征被更准确地呈现在权利要求1中。本发明的其它有利实施例和特征在从属权利要求中被公开。
附图说明
本发明的多个实施例及其优点将在下文以实例方式参照附图来更详细加描述，其中：
图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的设备，
图2示意性示出了根据本发明的一个替代实施例的设备，和
图3示意性示出了根据本发明的另一替代实施例的设备。
具体实施方式
图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的设备1，其包括填充有水并具有敞开的底面的容器2、在容器的边缘之间水平延伸的轴3、固定连接在该轴上的叶轮4和用于保持该容器局部高于周围水体6的水平面的呈支柱5状的支承结构。
支柱5相对于周围水体6如此支承和定位该容器2，即该容器的侧面的下边缘位于周围水体6的水平面下方。因此，容器2的整个敞开底面均位于周围水体6的水平面下方。为了防止容器2里面的水从容器自由流出，这是必需的。
在容器2侧面的下边缘之间水平延伸的轴3被可旋转连接至支柱5或连接至在所述支柱之间延伸的合适的支承结构件。在轴3的一端设有从轴3径向伸出的且可拆卸连接或固定连接至所述轴的曲柄7。曲柄7可用于瞬时使轴3旋转以开始所述轴的旋转运动。
轴3的一端可被连接至适当类型的动力传递机构(未示出)以将轴的旋转运动传递至利用这种旋转运动的装置，如发动机。
叶轮4包括从轴3径向延伸出的多个叶片。叶轮4的叶片有利地包括三维曲率。
图2示意性示出了根据本发明的设备8的一个替代实施例，其也包括填充有水且具有敞开的底面的容器9、轴10、固定连接在轴上的叶轮11和用于保持容器局部高于周围水体6的水平面的支承结构12。
在本实施例中，轴10在容器9内从容器的顶面起竖直延伸至位于容器底端下方的支承结构12的水平延伸件。在此需要注意，支承结构12的水平延伸件仅宽到足以为轴10的下端提供合适的支撑和连接点，因此仅最低程度地抑制水流流入流出该容器9。
轴10与容器9顶面的连接以及轴10与支承结构12的连接是可旋转的，轴和容器顶面之间的可旋转连接还是气密的。
在本实施例中，被连接至轴10的叶轮11由从该轴朝彼此相反的方向延伸且沿轴的长度呈螺旋形弯曲的两个叶片形成。在本实施例中，叶轮11也完全位于容器9内。
在图3的实施例中，根据本发明的另一替代实施例的设备13包括呈可膨胀的实体形式的容器14和可旋转连接至所述容器的轴15。叶轮16被固定连接至轴15。
在本实施例中，可膨胀的容器14不需任何单独的支承结构，因为该容器的可膨胀结构为所述容器提供了足以用于保持其局部高于周围水体6的水平面的浮力。
或者，所需浮力例如可以利用在专利申请PCT/FI2012/050547中描述的浮筒或浮体被提供给整体容器。
如图所示以及如上所述的本发明的多个具体实施例不应被解释为是限制性的。对于本领域技术人员来说，显然所述容器、轴和叶轮可被制造成具有任何合适的形状和尺寸以及由任何适当的材料形成。因此，本发明不仅仅限于以上所述的实施例。

Claims (10)

1.一种用于提供旋转运动的设备(1,8,13)，该设备包括填充有水的容器(2,9,14)，该容器部分浸没在水体(6)中，该容器包括开口，该开口位于该水体的水平面下方，其特征在于，所述设备(1,8,13)还包括配设有叶轮(4,11,16)的轴(3,10,15)，该轴可旋转地固定在合适的支承结构内，从而所述叶轮位于所述容器的开口的区域内并至少部分位于该容器内。
2.根据权利要求1所述的设备(1,8,13)，其中，所述轴(3,10,15)的支承结构是所述容器(2,9,14)的壁和/或所述轴的支承结构(5,12)被固定连接至所述容器。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1,8,13)，其中，所述叶轮(4,11,16)的叶片具有三维曲率。
4.根据权利要求1至3之一所述的设备(1,8,13)，其中，所述轴(3,10,15)关于该水体(6)的水平面具有水平取向或竖直取向，其中所述容器(2,9,14)局部浸没于水中。
5.根据权利要求1至4之一所述的设备(1,8,13)，其中，所述容器(2,9,14)包括水平底面和基本覆盖整个所述底面的面积的开口。
6.根据权利要求1至5之一所述的设备(1,8,13)，其中，所述设备包括用于转动所述轴(3)以开始所述轴的旋转运动的机构(7)。
7.根据权利要求1至6之一所述的设备(1,8,13)，其中，所述设备包括用于向该容器填充水的机构。
8.根据权利要求1至7之一所述的设备(1,8)，其中，所述设备包括用于将该容器(2,9)以局部浸没状态保持在周围水体(6)内的支承结构(5,12)。
9.根据权利要求1至7之一所述的设备(1,8,13)，其中，所述设备包括用于将该容器(2,9,14)以局部浸没状态保持在周围水体(6)内的浮筒或浮体。
10.根据权利要求1至7之一所述的设备(13)，其中，所述容器(14)具有用于将该容器以局部浸没状态保持在周围水体(6)内的可膨胀结构。
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