CN107709758A - 能量生成系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于将流体流动能量转化成电能的能量生成系统，至少在操作中所述系统包括：流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且安装在具有路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述路径表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，所述边缘的至少一部分与所述路径表面的对应部分隔开第一程度，在所述第二位置，所述边缘的所述部分与所述流体路径表面的所述部分隔开比所述第一程度大的第二程度，以使得所述流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率被配置来引起所述流动改变构件从所述第一位置朝向所述第二位置移位，从而致使所述间隔处的所述流体的所述体积流率高于所述增加的体积流率；以及涡轮机，所述涡轮机在除所述间隔以外的位置处被安装成与所述流体路径流体连通，借此所述移位致使所述涡轮机处的所述流体的所述体积流率低于所述增加的体积流率。

Description

能量生成系统和方法
技术领域
本文所公开的标的涉及能量生成系统的领域，且更确切地，涉及使用安置在流体管线中的涡轮机的能量生成系统。
背景技术
由在管道中受压流动的流体驱动的发电机和涡轮机例如根据美国专利号6,011,334、6,526,907和6,848,503是已知的，所述美国专利公开沿流动方向轴向安置在管道内侧的旋转驱动装置。
确切地说，US 6,011,334公开一种发电机，所述发电机由在管道中受压循环的流体驱动，并且包括放置在管道的非磁性区段内侧的内部移动接触件和围绕管道放置的定子。所述发电机可以在气体和液体运输网络中使用。US 6,526,907公开一种流动指示装置，所述流动指示装置包括管子、涡轮机叶轮和汽缸。所述管子限定流动路径。涡轮机叶轮安装在管子中以便在管子的内壁旁边旋转。涡轮机叶轮具有多个涡轮机刀片。汽缸安装在管子的外侧以便在管子的外壁旁边旋转。汽缸经由管子的侧壁磁性地联接至涡轮机叶轮，以使得涡轮机叶轮旋转致使汽缸旋转。US 6,848,503公开一种用于井下操作的、具有在井筒中的生产油管的动力生成系统，所述动力生成系统包括在生产油管内的联接至井筒的磁性旋转构件。
发明内容
根据本文所公开的标的的第一方面，提供一种用于将流体流动能量转化成电能的能量生成系统，至少在操作中所述系统包括：
流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且安装在具有路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述路径表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，边缘的至少一部分与路径表面的对应部分隔开第一程度，在所述第二位置，所述边缘的所述部分与所述流体路径表面的所述部分隔开比所述第一程度大的第二程度，以使得流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率被配置来引起所述流动改变构件从所述第一位置朝向所述第二位置移位，从而致使所述间隔处的所述流体的体积流率高于所述增加的体积流率；以及
涡轮机，所述涡轮机在除所述间隔以外的位置处被安装成与所述流体路径流体连通，借此所述移位致使所述涡轮机处的所述流体的体积流率低于所述增加的体积流率。
根据本文所公开的标的的第二方面，提供一种用于将流体流动能量转化成电能的能量生成系统，所述系统包括：
流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且被配置以便定位在具有流动方向和路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，流动改变构件在垂直于所述流动方向所截取的参考平面上的投影形成第一区域，在所述第二位置，所述流动改变构件在所述参考平面上的投影形成比所述第一区域小达至少第一差异区域的第二区域，所述第一差异区域形成在所述第二区域外侧；以及
涡轮机，所述涡轮机被配置成在除所述第一差异区域以外的位置处被安装成与所述流体路径流体连通。
根据本文所公开的标的的第三方面，提供一种使用能量生成系统以便将流体流动能量转化成电能的方法，至少在操作中所述系统包括：流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且安装在具有路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述路径表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，边缘的至少一部分与路径表面的对应部分隔开第一程度，在所述第二位置，所述边缘的所述部分与所述流体路径表面的所述部分隔开比所述第一程度大的第二程度；以及涡轮机，所述涡轮机安装在所述流体路径中除所述间隔以外的位置处，所述方法包括以下步骤：
a.经历所述流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率；以及
b.引起所述流动改变构件从所述第一位置移位至所述第二位置，从而致使所述间隔处的所述流体的体积流率高于所述增加的体积流率，并且致使所述涡轮机处的所述流体的体积流率低于所述增加的体积流率。
术语“流体路径”在下文中的说明书和权利要求中表示呈以下形式的主体：至少一个管道、至少一个管子、至少一个导管、至少一个输送管、至少一个水道、至少一个通道、至少一个器皿、至少一个软管、至少一个储罐或至少一个容器，其中流体(例如，气体或液体)能够在预定压力下并且以预定体积流率流动。
术语“涡轮机”在下文中的说明书和权利要求中表示旋转的机械装置，所述旋转的机械装置从流体流动提取能量，并且通过至少一个转子相对于至少一个定子的旋转将所述能量转换成电能，所述旋转的机械装置、所述转子和所述定子一起组成发电机。
根据本文所公开的标的的第一方面、第二方面和第三方面的系统和方法被配置来当流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率时防止涡轮机过热，在所述增加的体积流率下，这种过热可能会由于所述增加而发生，这致使涡轮机的转子以非常高的速度旋转。转子的该快速旋转可能甚至会导致发电机烧坏。因此通过增加除涡轮机以外的位置处的流体路径的截面面积来执行发电机的保护，以使得经过涡轮机的流体的体积流率小于增加的体积流率。确切地说，当流动改变构件安置在其第一位置时，其组成沿流体路径的扰动。然而，当总体积流率增加高于预定阈值时，流动改变构件从其第一位置朝向其第二位置移位，从而在它们之间形成间隔和至少第一差异区域。该移位减小了对在流动改变构件与路径表面之间通过的流体的有效干扰，从而允许流体的一部分经由形成在流动改变构件与路径表面之间的间隔和相应第一差异区域而不是经由所述涡轮机通过，这样又将经由涡轮机通过的流体的体积流率降低成低于所述增加的体积流率。由此，与流动改变构件不从其第一位置移位的情况相比，涡轮机经受流经其中的流体的较小体积流率。根据本文所公开的标的的一些实例，流动改变构件的移位可能还涉及涡轮机从流动路径的至少部分分流或倾斜。
形成在流动改变构件与路径表面之间的依据第一程度和第二程度(根据第一方面)和依据第一差别区域(根据第二方面)的定义可以被视为是可选定义。
流动改变构件可以被配置成通过施加在所述流动改变构件上的流体的力而从第一位置移位至第二位置。可以在流体路径中的流体流动方向上施加该力。
系统可以进一步包括弹簧，所述弹簧啮合流动改变构件以便促使流动改变构件恢复到其第一位置。
系统可以进一步包括压缩力调节机构，所述压缩力调节机构被配置用于调节所述弹簧的压缩力。该调节可以确定所述预定阈值。
从增加的体积流率减小流体的总体积流率可以被配置来引起流动改变构件朝向第一位置移位。
流动改变构件可以枢转地安装至路径表面，以便由此在流体的流动方向上从第一位置朝向第二位置枢转移位。根据另一实例，流动改变构件可以是对夹式止回阀的一部分。
在第一位置，流动改变构件可以被配置成垂直于在路径表面处流动的流体的流动方向安置，并且在第二位置，流动改变构件可以被配置成相对于流动方向成角度。
路径表面可以包括用于在第二位置接收流动改变构件的插槽。
流动改变构件可以包括密封端，所述密封端被配置用于在流动改变构件的第一位置密封地啮合路径表面的密封部分，从而防止流体从它们之间通过。
系统可以进一步包括流体路径。
所述流体路径包括路径入口和路径出口，其中路径表面在路径入口与路径出口之间延伸。
路径表面可以具有例如如对夹式止回阀中所提供的沿其长度改变的截面直径。
系统可以进一步包括额外的流体路径，所述额外的流体路径与流体路径流体连通并且其中安装有涡轮机。
额外的流体路径可以在子入口与子出口之间延伸，所述子入口和子出口二者形成在路径表面处，以使得流动改变构件安装在所述二者之间的流体路径中。
涡轮机可以与流动改变构件成一体，并且可随其在第一位置与第二位置之间移位。在这种情况下，当流动改变构件从第一方向移位至第二方向时，涡轮机与流动改变构件一起从流动路径分流。
涡轮机可以与流动改变构件同轴。
在第一位置，涡轮机在参考平面上的投影可以形成第三区域，并且在第二位置，涡轮机在参考平面上的投影可以形成比所述第三区域小达至少第二差异区域的第四区域，所述第二差异区域形成在所述第三区域外侧。所述第二差异区域致使在流动改变构件的第二位置较少流体进入涡轮机，从而致使涡轮机处的总体积流率小于高于预定阈值的增加的体积流率，并且防止涡轮机过热。
可以借助于由流体施加在流动改变构件上的力来执行引起移位的步骤。
所述方法可以进一步包括以下步骤：从增加的体积流率减小流体的总体积流率；以及引起流动改变构件朝向第一位置移位。
附图说明
为了更好地理解本文所公开的标的，以及为了例示其在实践中如何实现，现在将仅参考附图通过非限制性实例来描述实施方案，其中：
图1A是根据本文所公开的标的的第一实例的系统的等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第一位置；
图1B是沿图1A中的线A-A的截面视图；
图2A是根据图1A的实例的系统的等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第二位置；
图2B是沿图2A中的线B-B的截面视图；
图3A是根据本文所公开的标的的第二实例的系统的等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第一位置；
图3B是沿图3A中的线C-C的截面视图；
图4A是根据图3A的实例的系统的等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第二位置；
图4B是沿图4A中的线D-D的截面视图；
图5A是根据本文所公开的标的的第三实例的系统的前部等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第一位置；
图5B示出图5A的系统的后部等距视图；
图5C示出图5A的系统的后部视图；
图5D是沿图5A中的线E-E的截面视图；
图5E是沿图5A中的线F-F的截面视图；
图5F是沿图5A中的线G-G的截面视图；
图5G是沿图5A中的线H-H的截面视图；
图6A是根据图5A的实例的系统的前部等距视图，其中所述系统的流动改变构件处于其第二位置；
图6B示出图6A的系统的后部等距视图；
图6C示出图6A的系统的后部视图；
图6D是沿图6A中的线I-I的截面视图；并且
图6E是沿图6A中的线J-J的截面视图。
具体实施方式
首先注意图1A至图1B和图2A至图2B，示出根据本文所公开的标的的第一实例的能量生成系统1，所述能量生成系统1用于将流体流动能量转化成电能。
系统1具有被形成为具有细长外壳12的管道的流体路径10，所述流体路径10具有在入口法兰14与出口法兰16之间延伸的路径表面13。系统1被配置成通过将入口法兰14和出口法兰16连接至流体管线(未示出)的相应部分以便允许流体17在流动方向X上通过而被安置在所述流体管线中。
另外，系统1配置有流动改变构件20，所述流动改变构件20具有在流动改变构件20中同轴地成一体的外围边缘22和涡轮机40。流动改变构件20通过枢轴21枢转地安装至外壳12的内部部分19，并且被路径表面13所围绕。所述外壳设置有安置在其中的密封环30，以使得密封环30的外部表面32紧密地啮合路径表面13，并且密封环30的内部表面34形成用于流体17的通道。
涡轮机40具有转子42，所述转子42具有多个叶片43。当流体17通过涡轮机时，转子42可在涡轮机内旋转，并且相应地生成电能。
流动改变构件20可在图1A至图1B中所示出的第一位置与图2A至图2B中所示出的第二位置之间移位，在所述第一位置，流动改变构件20垂直于流动方向X安置，在所述第二位置，流动改变构件20与涡轮机40一起相对于流动方向X成角度。下面详细地描述了这些位置中的每一个。应了解，图2A至图2B中所示出的第二位置仅是所述位置的实例，以使得根据第二位置的其它实例，流动改变构件20与流动轴线X之间的角度可以大得多。
在第一位置，边缘22与路径表面13隔开第一距离D1。系统1具有垂直于所述流动方向X所截取的参考平面P，以使得在第一位置，流动改变构件20在参考平面P上的投影形成第一区域A1(二者均在图1B中示出)。另外，在第一位置，涡轮机40在参考平面P上的投影形成第三区域A3。在第一位置，流动改变构件20的密封端24密封地啮合密封环30的后壁36，以使得流体17能够仅经由涡轮机40通过。该结构允许最大限度地利用流体17的流动能量以便通过涡轮机40生成电能。
在第二位置，边缘22与路径表面13隔开比第一距离D1大的第二距离D2，从而在边缘22与路径表面13之间形成间隔50，以便流体17(除了通过涡轮机40以外)也通过所述间隔50。另外，在第二位置，流动改变构件20在参考平面P上的投影形成第二区域A2(二者均在图2B中示出)。第二区域A2比第一区域A1小达至少第一差异区域B1，所述第一差异区域B1形成在第二区域A2外侧。另外，在第二位置，涡轮机40在参考平面P上的投影形成第四区域A4，所述第四区域A4比第三区域A3小达至少第二差异区域B2，所述第二差异区域B2形成在第三区域A3外侧。第二差异区域B2致使在流动改变构件20的第二位置较少流体进入涡轮机40。在第二位置，密封端24与密封环30的后壁36脱离，以使得流体17能够经由涡轮机40以及经由间隔50通过。
路径表面13配置有用于在其第二位置部分地接收流动改变构件20的插槽51。
流体路径10进一步配置有扭力弹簧15，所述扭力弹簧15啮合流动改变构件20以便促使流动改变构件20处于其正常第一位置。
当流体17的总体积流率低于预定阈值时，流动改变构件20安置在其第一位置。在该位置，由流体17施加在流动改变构件20上的力小于由扭力弹簧15施加在流动改变构件20上的反作用力，从而防止流动改变构件20从第一位置移位。这意味着预定阈值由扭力弹簧15确定。
然而，当流体17的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率时，由流体17施加在流动改变构件20上的力大于由扭力弹簧15施加在流动改变构件20上的反作用力，从而在流动方向X上推动流动改变构件20，并且引起其朝向第二位置移位。
流动改变构件20的该移位致使间隔50处的流体17的体积流率高于增加的体积流率，并且涡轮机40处的流体17的体积流率低于增加的体积流率。
流动改变构件20的该操作意在防止当流体的总体积流率增加高于预定阈值时涡轮机40过热或甚至是烧坏。如根据以上解释所可理解，当流动改变构件20安置在其第一位置时，其组成沿流体路径10的扰动。然而，当总体积流率增加高于预定阈值时，流动改变构件20从其第一位置朝向其第二位置移位，从而在它们之间形成间隔和至少第一差别区域B1。该移位减小了对在流动改变构件20与路径表面13之间通过的流体的有效干扰，从而允许流体的一部分经由所述间隔和至少第一差异区域B1而不是经由涡轮机40通过。由此，与流动改变构件20不从其第一位置移位的情况相比，涡轮机40经受流经其中的流体的较小体积流率。
根据以上描述，应理解，当总体积流率减小低于预定阈值时，流动改变构件20移位回到其第一位置。该移位由扭力弹簧15在流动改变构件20上的操作执行，因为由流体17在流动改变构件20上施加的力小于由扭力弹簧15在流动改变构件20上施加的反作用力。
现在注意图3A至图3B和图4A至图4B，示出根据本文所公开的标的的第二实例的能量生成系统100，所述能量生成系统100用于将流体流动能量转化成电能。
系统100具有被形成为具有细长外壳112的管道的流体路径110，所述流体路径110具有在入口法兰114与出口法兰116之间延伸的路径表面113。系统100被配置成通过将入口法兰114和出口法兰116连接至流体管线(未示出)的相应部分以便允许流体117在流动方向X'上通过而被安置在所述流体管线中。
另外，系统100配置有流动改变构件120，所述流动改变构件120具有在流动改变构件120中同轴地成一体的外围边缘122和涡轮机140。流动改变构件120通过枢轴121枢转地安装至外壳112的内部部分119，并且被路径表面113所围绕。所述外壳112设置有密封部分130，所述密封部分130从路径表面113延伸并且被安置在入口114附近。密封部分130的内部表面134形成用于流体117的通道。
涡轮机140具有转子142，所述转子142具有多个叶片143。当流体117通过涡轮机时，转子142可在涡轮机内旋转，并且相应地生成电能。
流动改变构件120可在图2A至图2B中所示出的第一位置与图4A至图4B中所示出的第二位置之间移位，在所述第一位置，流动改变构件120垂直于流动方向X'安置，在所述第二位置，流动改变构件120与涡轮机140一起相对于流动方向X'成角度。下面详细地描述了这些位置中的每一个。应了解，图4A至图4B中所示出的第二位置仅是所述位置的实例，以使得根据第二位置的其它实例，流动改变构件120与流动轴线X'之间的角度可以大得多。
在第一位置，边缘122与路径表面113隔开第一距离D1'。系统100具有垂直于所述流动方向X'所截取的参考平面P'，以使得在第一位置，流动改变构件120在参考平面P'上的投影形成第一区域A1'(二者均在图3B中示出)。另外，在第一位置，涡轮机140在参考平面P'上的投影形成第三区域A3'。在第一位置，流动改变构件120的密封端124密封地啮合密封部分130的后壁136，以使得流体117能够仅经由涡轮机140通过。该结构允许最大限度地利用流体117的流动能量以便通过涡轮机140生成电能。
在第二位置，边缘122与路径表面113隔开比第一距离D1'大的第二距离D2'，从而在边缘122与路径表面113之间形成间隔150，以便流体117(除了通过涡轮机140以外)也通过所述间隔150。另外，在第二位置，流动改变构件120在参考平面P'上的投影形成第二区域A2'(二者均在图4B中示出)。第二区域A2'比第一区域A1'小达至少第一差异区域B1'，所述第一差异区域B1'形成在第二区域A2'外侧。另外，在第二位置，涡轮机140在参考平面P'上的投影形成第四区域A4'，所述第四区域A4'比第三区域A3'小达至少第二差异区域B2'，所述第二差异区域B2'形成在第三区域A3'外侧。第二差异区域B2'致使在流动改变构件120的第二位置较少流体进入涡轮机140。在第二位置，密封端124与密封部分130的后壁136脱离，以使得流体117能够经由涡轮机140以及经由间隔150通过。
路径表面113配置有用于在其第二位置部分地接收流动改变构件120的插槽150。
流体路径110进一步配置有压缩弹簧115，所述压缩弹簧115啮合流动改变构件120的延伸构件127，以便促使流动改变构件120处于其正常第一位置。
当流体117的总体积流率低于预定阈值时，流动改变构件120安置在其第一位置。在该位置，由流体117施加在流动改变构件120上的力小于由压缩弹簧115施加在流动改变构件120的延伸构件127上的反作用力，从而防止流动改变构件120从第一位置移位。这意味着预定阈值由压缩弹簧115确定。压缩弹簧115组成压缩力调节机构114的一部分，所述压缩力调节机构114被配置用于通过调节压缩弹簧116的长度来调节压缩弹簧116的压缩力。该调节可以确定所述预定阈值。
然而，当流体117的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率时，由流体117施加在流动改变构件120上的力大于由压缩弹簧115施加在流动改变构件120上的反作用力，从而在流动方向X'上推动流动改变构件120，并且引起其朝向第二位置移位。
流动改变构件120的该移位致使间隔150处的流体117的体积流率高于增加的体积流率，并且涡轮机140处的流体117的体积流率低于增加的体积流率。
流动改变构件120的该操作意在防止当流体的总体积流率增加高于预定阈值时涡轮机140过热或甚至是烧坏。如根据以上解释所可理解，当流动改变构件120安置在其第一位置时，其组成沿流体路径110的扰动。然而，当总体积流率增加高于预定阈值时，流动改变构件120从其第一位置朝向其第二位置移位，从而在它们之间形成间隔和至少第一差别区域B1'。该移位减小了对在流动改变构件120与路径表面113之间通过的流体的有效干扰，从而允许流体的一部分经由所述间隔和至少第一差异区域B1'而不是经由涡轮机140通过。由此，与流动改变构件120不从其第一位置移位的情况相比，涡轮机140经受流经其中的流体的较小体积流率。
根据以上描述，应理解，当总体积流率减小低于预定阈值时，流动改变构件120移位回到其第一位置。该移位由压缩弹簧115在流动改变构件120上的操作执行，因为由流体117在流动改变构件120上施加的力小于由压缩弹簧115在流动改变构件120上施加的反作用力。
现在注意图5A至图5G和图6A至图6E，示出根据本文所公开的标的的第三实例的能量生成系统200，所述能量生成系统200用于将流体流动能量转化成电能。
系统200具有被形成为具有细长外壳212的管道的流体路径210，所述流体路径210具有在入口法兰214与出口法兰216之间延伸的路径表面213。系统200进一步具有流体旁路270，所述流体旁路270与流体路径210流体连通且与其平行。流体旁路270由第一部分271、第二部分272和在所述第一部分271与所述第二部分272之间延伸的中间部分273构成。第一部分271经由形成在路径表面213上的子入口274(在图5F中示出)与流体路径210流体连通，且第二部分272经由也形成在路径表面213上的子出口275(在图5G中示出)与流体路径210流体连通。
系统200被配置成通过将入口214和出口216连接至流体管线(未示出)的相应部分以便允许流体217在流动方向X”上通过而被安置在所述流体管线中。
另外，系统200配置有流动改变构件220，所述流动改变构件220具有在中间部分273内成一体的外围边缘222(在图5D中示出)和涡轮机240。流动改变构件220通过枢轴221枢转地安装至外壳212的内部部分219，并且被路径表面213所围绕。所述外壳212设置有密封部分230，所述密封部分230从路径表面213延伸并且被安置在入口214附近。密封部分230的内部表面234形成用于流体217的通道。
涡轮机240具有转子242，所述转子242具有可在轴244上旋转的多个叶片243。当流体217通过涡轮机240时，转子242可在涡轮机240内旋转，并且相应地生成电能。
流动改变构件220可在图5A至图5G中所示出的第一位置与图6A至图6E中所示出的第二位置之间移位，在所述第一位置，流动改变构件220垂直于流动方向X”安置，在所述第二位置，流动改变构件220相对于流动方向X”成角度。在所述第一位置和所述第二位置，涡轮机240未移位。下面详细地描述了这些位置中的每一个。应了解，图6A至图6E中所示出的第二位置仅是所述位置的实例，以使得根据第二位置的其它实例，流动改变构件220与流动轴线X”之间的角度可以大得多或小得多。
在如图5D中所示出的第一位置，边缘222与路径表面213隔开第一距离D1”。系统200具有垂直于所述流动方向X”所截取的参考平面P”，以使得在第一位置，流动改变构件220在参考平面P'上的投影形成第一区域A1”(二者均在图5D中示出)。另外，在第一位置，涡轮机240在参考平面P'上的投影形成第三区域A3”(在图5E中示出)。在第一位置，流动改变构件220的密封端224密封地啮合密封部分230的后壁236，以使得流体217能够仅经由流体旁路270以及经由涡轮机240通过。由此，流动改变构件220致使流体217被完全分流到流体旁路270中，从而允许最大限度地利用流体217的流动能量以便通过涡轮机240生成电能。
在第二位置，边缘222与路径表面213隔开比第一距离D1”大的第二距离D2”，从而在边缘222与路径表面213之间形成间隔250，以便流体217(除了通过涡轮机240以外)也通过所述间隔250。另外，在第二位置，流动改变构件220在参考平面P”上的投影形成第二区域A2”(二者均在图6D中示出)。第二区域A2”比第一区域A1”小达至少第一差异区域B1”，所述第一差异区域B1”形成在第二区域A2”外侧。因为在第二位置，涡轮机240未移位，所以其在参考平面P”上的投影相对于第三区域A3”未改变。在第二位置，密封端224与密封部分230的后壁236脱离，以使得流体217能够经由涡轮机240以及经由间隔250通过。
流体路径210进一步配置有压缩弹簧215，所述压缩弹簧215啮合流动改变构件220的延伸构件227，以便促使流动改变构件220处于其正常第一位置。
当流体217的总体积流率低于预定阈值时，流动改变构件220安置在其第一位置。在该位置，由流体217施加在流动改变构件220上的力小于由压缩弹簧215施加在延伸构件227上的反作用力，从而防止流动改变构件220从第一位置移位。这意味着预定阈值由压缩弹簧215确定。压缩弹簧215组成压缩力调节机构214的一部分，所述压缩力调节机构214被配置用于通过调节压缩弹簧216的长度来调节压缩弹簧216的压缩力。通过旋转调节器228来执行该调节，并由此确定所述预定阈值。
然而，当流体217的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率时，由流体217施加在流动改变构件220上的力大于由压缩弹簧215施加在流动改变构件220上的反作用力，从而在流动方向X”上推动流动改变构件220，并且引起其朝向第二位置移位。
流动改变构件220的该移位致使间隔250处的流体217的体积流率高于增加的体积流率，并且涡轮机240处的流体217的体积流率低于增加的体积流率。
流动改变构件220的该操作意在防止当流体的总体积流率增加高于预定阈值时涡轮机240过热或甚至是烧坏。如根据以上解释所可理解，当流动改变构件220安置在其第一位置时，其组成沿流体路径210的扰动。然而，当总体积流率增加高于预定阈值时，流动改变构件220从其第一位置朝向其第二位置移位，从而在它们之间形成间隔和至少第一差别区域B1”。该移位减小了对在流动改变构件220与路径表面213之间通过的流体的有效干扰，从而允许流体的一部分经由所述间隔250和至少第一差异区域B1”而不是经由涡轮机240通过。由此，与流动改变构件220不从其第一位置移位的情况相比，涡轮机240经受流经其中的流体的较小体积流率。
根据以上描述，应理解，当总体积流率减小低于预定阈值时，流动改变构件220移位回到其第一位置。该移位由压缩弹簧215在流动改变构件220上的操作执行，因为由流体217在流动改变构件220上施加的力小于由压缩弹簧215在流动改变构件220上施加的反作用力。

Claims (33)

1.一种用于将流体流动能量转化成电能的能量生成系统，至少在操作中所述系统包括：
流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且安装在具有路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述路径表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，所述边缘的至少一部分与所述路径表面的对应部分隔开第一程度，在所述第二位置，所述边缘的所述部分与所述流体路径表面的所述部分隔开比所述第一程度大的第二程度，以使得所述流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率被配置来引起所述流动改变构件从所述第一位置朝向所述第二位置移位，从而致使所述间隔处的所述流体的所述体积流率高于所述增加的体积流率；以及
涡轮机，所述涡轮机在除所述间隔以外的位置处被安装成与所述流体路径流体连通，借此所述移位致使所述涡轮机处的所述流体的所述体积流率低于所述增加的体积流率。
2.根据权利要求1所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件被配置成通过施加在所述流动改变构件上的所述流体的力而从所述第一位置移位至所述第二位置。
3.根据权利要求1或2所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括弹簧，所述弹簧啮合所述流动改变构件以便促使所述流动改变构件恢复到其第一位置。
4.根据权利要求3所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括压缩力调节机构，所述压缩力调节机构被配置用于调节所述弹簧的压缩力以便确定所述预定阈值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量生成系统，其中从所述增加的体积流率减小所述流体的所述总体积流率被配置来引起所述流动改变构件朝向所述第一位置移位。
6.根据前述权利要求中任一项所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件枢转地安装至所述路径表面，以便由此在所述流体的流动方向上从所述第一位置朝向所述第二位置枢转移位。
7.根据权利要求6所述的能量生成系统，其中在所述第一位置，所述流动改变构件被配置成垂直于在所述路径表面处流动的所述流体的流动方向安置，并且在所述第二位置，所述流动改变构件被配置成相对于所述流动方向成角度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的能量生成系统，其中所述路径表面包括用于在所述第二位置接收所述流动改变构件的插槽。
9.根据前述权利要求中任一项所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件包括密封端，所述密封端被配置用于在所述流动改变构件的所述第一位置密封地啮合所述路径表面的密封部分，从而防止流体从它们之间通过。
10.根据前述权利要求中任一项所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括所述流体路径。
11.根据权利要求10所述的能量生成系统，其中所述流体路径包括路径入口和路径出口，其中所述路径表面在所述路径入口与所述路径出口之间延伸。
12.根据权利要求10或11所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括额外的流体路径，所述额外的流体路径与所述流体路径流体连通并且其中安装有所述涡轮机。
13.根据权利要求13所述的能量生成系统，其中所述额外的流体路径在子入口与子出口之间延伸，所述子入口和所述子出口二者形成在所述路径表面处，以使得所述流动改变构件安装在所述二者之间的所述流体路径中。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的能量生成系统，其中所述涡轮机与所述流动改变构件成一体，并且可随其在所述第一位置与所述第二位置之间移位。
15.根据权利要求15所述的能量生成系统，其中所述涡轮机与所述流动改变构件同轴。
16.一种用于将流体流动能量转化成电能的能量生成系统，所述系统包括：
流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且被配置以便定位在具有流动方向和路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，所述流动改变构件在垂直于所述流动方向所截取的参考平面上的投影形成第一区域，在所述第二位置，所述流动改变构件在所述参考平面上的投影形成比所述第一区域小达至少第一差异区域的第二区域，所述第一差异区域形成在所述第二区域外侧；以及
涡轮机，所述涡轮机被配置成在除所述第一差异区域以外的位置处被安装成与所述流体路径流体连通。
17.根据权利要求16所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件被配置成通过在所述流动方向上施加在所述流动改变构件上的所述流体的力而从所述第一位置移位至所述第二位置。
18.根据权利要求16或17所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括弹簧，所述弹簧啮合所述流动改变构件以便促使所述流动改变构件恢复到其第一位置。
19.根据权利要求18所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括压缩力调节机构，所述压缩力调节机构被配置用于调节所述弹簧的压缩力。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件枢转地安装至所述路径表面，以便由此在所述流动方向上从所述第一位置朝向所述第二位置枢转移位。
21.根据权利要求20所述的能量生成系统，其中在所述第一位置，所述流动改变构件被配置成垂直于所述流动方向安置，并且在所述第二位置，所述流动改变构件被配置成相对于所述流动方向成角度。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的能量生成系统，其中所述路径表面包括用于在所述第二位置接收所述流动改变构件的插槽。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的能量生成系统，其中所述流动改变构件包括密封端，所述密封端被配置用于在所述流动改变构件的所述第一位置密封地啮合所述路径表面的密封部分，从而防止流体从它们之间通过。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括所述流体路径。
25.根据权利要求24所述的能量生成系统，其中所述流体路径包括路径入口和路径出口，其中所述路径表面在所述路径入口与所述路径出口之间延伸。
26.根据权利要求24或25所述的能量生成系统，所述能量生成系统进一步包括额外的流体路径，所述额外的流体路径与所述流体路径流体连通并且其中安装有所述涡轮机。
27.根据权利要求26所述的能量生成系统，其中所述额外的流体路径在子入口与子出口之间延伸，所述子入口和所述子出口二者形成在所述路径表面处，以使得所述流动改变构件安装在所述二者之间的所述流体路径中。
28.根据权利要求16至25中任一项所述的能量生成系统，其中所述涡轮机与所述流动改变构件成一体，并且可随其在所述第一位置与所述第二位置之间移位。
29.根据权利要求28所述的能量生成系统，其中所述涡轮机与所述流动改变构件同轴。
30.根据权利要求28或29所述的能量生成系统，其中在所述第一位置，所述涡轮机在所述参考平面上的投影形成第三区域，并且在所述第二位置，所述涡轮机在所述参考平面上的投影形成比所述第三区域小达至少第二差异区域的第四区域，所述第二差异区域形成在所述第三区域外侧。
31.一种使用能量生成系统以便将流体流动能量转化成电能的方法，至少在操作中所述系统包括：流动改变构件，所述流动改变构件具有外围边缘且安装在具有路径表面的流体路径中，以便至少部分被所述路径表面所围绕，所述流动改变构件在第一位置与第二位置之间移位，在所述第一位置，所述边缘的至少一部分与所述路径表面的对应部分隔开第一程度，在所述第二位置，所述边缘的所述部分与所述流体路径表面的所述部分隔开比所述第一程度大的第二程度；以及涡轮机，所述涡轮机安装在所述流体路径中除所述间隔以外的位置处，所述方法包括以下步骤：
a.经历所述流体的总体积流率增加高于预定阈值达到增加的体积流率；以及
b.引起所述流动改变构件从所述第一位置移位至所述第二位置，从而致使所述间隔处的所述流体的所述体积流率高于所述增加的体积流率，并且致使所述涡轮机处的所述流体的所述体积流率低于所述增加的体积流率。
32.根据权利要求31所述的方法，其中借助于由所述流体施加在所述流动改变构件上的力来执行引起移位的所述步骤。
33.根据权利要求31或32所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：从所述增加的体积流率减小所述流体的总体积流率；以及引起所述流动改变构件朝向所述第一位置移位。
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