NO336693B1 - Gjennomstrømningsturbin og system for kraftproduksjon - Google Patents

Description

Gjennomstrømningsturbin og system for kraftproduksjon

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en metode, anordning og system for produksjon eller generering av kraft, særlig elektrisk kraft, fra mekanisk bevegelse forårsaket av vannstrømning, slik som f.eks. tidevann, hav- eller elv-strømmer, som har en hastighet fra og med ca. 0,5 m/s.

Utnyttelse av den såkalte grønn eller fornybar energi kan bidra vesentlig til å løse de globale problemene knyttet til mangel på energi og til drivhus-gasser fra fossile brensler, kullkraftverk og atomkraftverk.

Dette har ført til utvikling av flere turbiner og systemer for generering av elektrisk strøm ved å utnytte den relativt store (kinetiske) energien som finnes i vann-strømmer, slik som f.eks. tidevann, hav- eller elv-strømmer.

Imidlertid er mange av ovennevnte turbiner og systemer svært konstruksjons-kompliserte eller store, nokså ineffektive og/eller ikke virker i det hele tatt.

Det er i tillegg behov for produksjon av energi på steder hvor det ikke er bygget ut noen infrastruktur.

En/et av hensiktene og/eller formålene med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et mer kompakt og pålitelig metode, turbin og system for utvinning av mekanisk bevegelsesenergi som finnes i vannstrømmer med en hastighet fra ca. 0,5 m/s.

Et annet formål eller hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et mer effektivt metode, turbin og system for å utvinne ovennevnte energi.

Enda et annet formål eller hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere virvler etter turbinen.

Et ytterligere formål eller hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et konsept i form av en turbin og et turbinsystem for kortreist og uavhengig energi til kunder som er kompakt og/eller mobilt, samt lett å bygge, transportere, håndtere og vedlikeholde / utføre service eller reparasjon(er). Turbinenheten og -systemet er mobile og kan flyttes med en lastebil, båt og/eller helikopter. Vekter og størrelser kan også være basert på kravet om lett og enkelt transportering.

Enda et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe alternative metoder, turbiner og systemer for energiutvinning.

Oppfinnelsen er også betenkt til å ikke medføre noen (skadelige) naturinngrep, hverken ved montasje, vedlikehold eller demontering.

Dette oppnås ved hjelp av de selvstendige krav i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen vedrører et system for generering av elektrisk energi fra mekanisk bevegelse forårsaket av vannstrømning, slik som f.eks. tidevann, hav- eller elv-strømmer. Systemet omfatter et rammeverk og minst én turbinanordning. Rammeverket kan være firkantet og omfatte to motsatte strømningssider, to motsatte veggsider, en øvre og en nedre side. Inne i rammeverket er den minst ene turbinanordning anordnet. Den minst ene turbinanordning omfatter en aksling som er opplagret i veggsidene til rammeverket ved hjelp av lagre. Akslingen til den minst ene turbinanordning strekker seg ut fra minst én veggside i rammeverket og er omsluttet av et hus på siden som omfatter kraftoverføringsmidlerfor overføring av den kinetiske eller bevegelsesenergien til en generator som er anordnet i huset eller på land og som er egnet for produsering av elektrisk energi.

System omfatter videre minst én ballast- eller flottørinnretning. Den minst ene ballast- eller flottørinnretning er aerodynamisk eller strømlinjeformet og er montert eller festet fast over den øvre siden til rammeverket og/eller under den nedre siden til rammeverket. Den minst ene ballast- eller flottørinnretning omfatter, på minst én av sine sider i retning med eller mot vann-strømmene, minst én bevegelig ror- innretning som er aerodynamisk eller strømlinjeformet og som er anordnet for å sørge for stabilisering av systemet.

Kraftoverføringsmidlene omfatter en girkasse koplet til generatoren som er anordnet i huset, idet den produserte elektriske energien overføres, ved hjelp av minst én kabel, til minst én av følgende: et kraftnett, en kraftledning, en (for)bruker og en installasjon på land. Kraftoverføringsmidlene omfatter alternativt en hydraulisk pumpe festet til akslingen og anordnet i huset, idet den hydrauliske pumpen brukes for overføring av den kinetiske eller bevegelsesenergien til en mottakspumpe som videre er koplet til generatoren som er anordnet på land.

En strømomformer er koplet til og anordnet etter generatoren, hverken i huset eller på land.

Den minst ene turbinanordning omfatter minst én spoilerinnretning som er anordnet innenfor rammeverket på dets nedre / bunnside og/eller dets øvre / toppside. Den minst ene spoilerinnretning er konstruert eller utformet til å styre eller lede eller føre vannstrømmene inn mot turbinanordningens turbinblader. Den minst ene spoilerinnretning omfatter en rekke dyser innrettet til å vaske eller rengjøre turbinbladene ved sprøyting med et bestemt høytrykk.

Systemet omfatter videre minst to sidestabilisatorer anordnet på veggsidene til rammeverket, hvor minst én av sidestabilisatorene utgjør huset for systemkomponenter.

Rammeverket kan være et standard ISO-produsert containerrammeverk eller container.

Rammeverket kan bestå av to rammeverkdeler, idet den første rammeverkdel ligger oppover den andre rammeverkdel og er tilveiebrakt og/eller egnet til å forenkle installasjonen og/eller opplagringen av akslingen med den minst ene turbinanordning inn i rammeverket.

Systemet omfatter videre en forankringsanordning som omfatter minst ett anker forbundet med minst én kjetting eller vaier til et bestemt festepunkt i rammeverket.

Systemet kan videre omfatte minst ett fundament som er egnet for utplassering av turbinkonstruksjonen derpå og som omfatter minst ett bein forbundet fast til hav-, sjø- eller elv-bunnen. Figurer 1A-1D viser flere utførelsesvarianter av systemet ifølge oppfinnelsen, omfattende en turbininnretning. Figurer 2A-2B viser andre utførelser av systemet ifølge oppfinnelsen, omfattende to turbininnretninger. Figurer 3A-3B viser ytterligere utførelser av systemet ifølge oppfinnelsen, omfattende to turbininnretninger. Figur 4 illustrerer noen komponenter for systemet ifølge utførelsene vist på figurer 2A-2B. Figur 5 illustrerer noen komponenter for systemet ifølge utførelsene vist på figurer 3A-3B. Figur 6 viser et tverrsnitt av turbinenheten og rammen for systemet ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Figur 7 viser en del av en container eller containerramme og en lager utformet som en skål for systemet ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Figur 8 viser et tverrsnitt av en sidestabilisator for systemet ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Figurer 9A-9E viser flere mulige utførelser, sett fra siden eller i perspektiv, av et fundamentarrangement egnet for utplassering av turbinkonstruksjonen. Figur 10 viser et betong-lodd eller -blokk egnet for bevegelsessperring eller - stabilisering av et rør i systemet. Figurer 1A-1D viser flere utførelsesformer av et system eller kraftverk / -stasjon 300, ifølge oppfinnelsen, for produksjon eller generering av elektrisk energi eller kraft, utfra mekanisk bevegelse forårsaket av vannstrømning (se piler på figur 1C og 1D), slik som f.eks. tidevann, hav- eller elv-strømmer. Vannstrømmene kan ha en hastighet fra og med ca. 0,5 m/s og oppover. Dette systemkonseptet kan være

mest optimalt og effektivt for bruk i elver, ved tidevann og/eller havstrømmer, idet vannhastighetene kan være mellom ca. 1,5-2,0 m/s og ca. 10-15 m/s.

Systemet eller kraftverket 300 omfatter tre (-3-) typer hovedkomponenter (hvorav vanligvis tre (-3-) eller fire (-4-) elementer / enheter): et rammeverk eller ramme 70, en turbinanordning eller turbin 350, og én eller to (-2-) stykker flytepontonger / ballast- eller flottørinnretninger 40, hvorav en øvre 40A og en nedre 40B.

Nevnte utførelsesformer av systemet eller kraftverket 300 ifølge oppfinnelsen omfatter et rammeverk eller ramme 70. Rammeverket 70 kan f.eks. være et standard ISO-produsert containerrammeverk. Videre eller alternativt kan rammeverket 70 være et todelt rammeverk 70, 70A, 70B, der en første rammeverkdel 70A ligger oppover en andre rammeverkdel 70B. Her er det også mulig å bruke eller benytte to (-2-) halvdeler 70A, 70B av standard ISO-produserte containerrammeverk eller containere som er montert sammen, hvor den ene halvdelen 70A ligger over den andre halvdelen 70B. De to delene 70A, 70B kan festes sammen ved hjelp av låse- eller festeinnretninger 75, slik som f.eks. containerlåser, osv. Det å bruke standard ISO-produserte containerrammeverk eller containere 70 vil forenkle fremstillingen / produksjonen av systemet 300. Det kan også være mulig å gjenbruke gamle ISO-produserte containerrammeverk eller containere for systemet 300. En turbin eller turbinanordning 350 monteres eller installeres i rammeverket 70, 70A, 70B (til containeren). Det å ha et todelt rammeverk 70, 70A, 70B kan forenkle monteringen / installeringen av turbinanordningen 350 i dette (/ deri) og/eller utføringen av service, vedlikehold og/eller reparasjon(er). Ved å benytte to (-2-) halvcontainere / halvcontainer-rammedeler 70A, 70B vil det være mulig å lett ta turbinen / turbinanordningen 350 ut av og/eller inn i rammeverket 70, 70A, 70B for ovennevnte service, vedlikehold og/eller reparasjon(er).

Containeren / rammeverket 70, 70A, 70B og/eller andre systemkomponenter eller -elementer kan bli behandlet med et rustbeskyttende belegg (coating). Belegget som kan benyttes, kan f.eks. være en slik belegg-type som brukes på offshore-, skips-, olje- og/eller undervanns installasjoner.

Turbinen eller turbinanordningen 350, særlig turbinens rotor- eller roterende enhet 350, kan konstrueres med buede profiler eller blader 35 laget av metall, slik som f.eks. stål, eller annet passende materiale. Profilenes 35 form kan bestemmes ved hjelp av matematiske og/eller konstruksjonsberegninger. Disse beregningene kan baseres på en bestemt og/eller ønsket optimal effekt ved grep av vannstrømninger og/eller ved slipp av vannstrømninger. Turbinbladene eller -profilene 35 kan også bli beregnet og/eller montert / anordnet i turbinanordningen 350 på en slik måte at ved tidevann (dvs. når vannstrømretningen skiftes mellom to motsatte retninger) vil turbinen 350 rotere eller bevege seg kun i en retning, f.eks. med eller mot urviseren.

Turbinbladene eller -profilene 35 i turbinanordningen 350 kan festes eller anordnes mellom to runde eller ringformede plater 110 i deres omkrets- eller periferiområde. De runde eller ringformede plater 110 kan være laget av metall, som f.eks. stål, eller annet passende materiale. Når platene 110 og bladene / profilene 35 er laget av metall, slik som f.eks. stål, kan ovennevnte festing mellom disse gjøres ved sveising. De runde platene 110 kan ha en viss / bestemt tykkelse og/eller vekt for å kunne fungere som svinghjul i konstruksjonen av turbinen 350. Svinghjulene kan også benyttes som drev med tannhjul. Selve svinghjulet kan utgjøre et tannhjul som vil fungere som et element i et gir-arrangement.

En gjennomgående aksling 120 kan anordnes eller monteres gjennom senteret av svinghjulene eller platene 110. Akslingen 120 kan være festet fast, som f.eks. sveiset, til svinghjulene / platene 110 med turbinbladene 35. Akslingen 120 kan være opplagret på to motsatte sider av containerrammen eller containeren 70 ved bruk av lagre 130. Opplagringen 130 kan være basert på å sørge for minimum friksjon og/eller på å benytte vannet som smøremiddel. Lagrene 130 kan være laget av Teflon®-, keramisk eller annet passende og hensiktsmessig materiale. Man kan benytte en eller annen passende type lager 130 som brukes i skips-, subsea-, offshore- og/eller oljeindustrien. Videre, på grunn av montasje, service, osv. kan konstruksjonen til lagringene eller lagrene 130 utgjøre to (-2-) delte skåler som fungerer på samme måte som rådelagre i en veivaksel.

Akslingen 120 kan på en side strekke seg ut av containerrammen eller containeren 70. På utsiden kan den gjennomgående akslingen 120 festes til et gir 80 (i en girkasse) eller en girkasse 80 som er forbundet med eller knyttet til en generator 90, idet giret eller girkassen 80 og generatoren 90 og eventuelt andre tekniske installasjoner / enheter / komponenter kan være omsluttet av og/eller forseglet i et hus 100. Videre eller alternativt kan en hydraulisk pumpe 85 festet til akslingen 120 brukes for overføring av den kinetiske eller bevegelsesenergien fra turbinen 350 til en mottakspumpe 87 som videre er koplet til en generator 90 på land. Den hydrauliske pumpen 85 kan være anordnet inn i huset 100.

Akslingen 120 kan omfatte en låsepinne egnet for å låse / sperre bevegelsen av akslingen 120, for bruk ved f.eks. transportering eller vedlikehold / service, osv.

Minst én spoilerinnretning 140 kan anordnes innenfor containerrammen eller containeren 70 på bunn- og/eller toppsiden / -seksjonen deri. Spoilerinnretningen(e) 140, 140A, 140B kan konstrueres for å styre eller lede eller føre vannstrømmene inn mot turbinbladene 35, for å få vannet i riktig vannstrømningsretning og/eller trykk. Konstruksjonen av spoilerinnretningen(e) 140 kan være utviklet med tanke på at vannstrømmene kan gå i begge retninger (T/R = tur/retur) med tanke på å benytte turbinsystemet 300 ved tidevann. Videre kan den minst ene spoilerinnretning 140 sammen med turbinbladutformingen sørge for at turbinen 350 roterer eller beveger seg kun i en retning, f.eks. med eller mot urviseren, ved tidevann (dvs. når vannstrømningsretningen skiftes mellom to motsatte retninger).

Hver spoilerinnretning 140, 140A, 140B kan omfatte en rekke med dyser 145 innrettet til å vaske / rengjøre turbinbladene 35 ved sprøyting med et bestemt høytrykk. Høytrykket som skal brukes, må være tilstrekkelig høy for å kunne oppnå en forsvarlig vaskingseffekt. Videre må nevnte vaskehøytrykk ikke overstige en grense slik at turbinbladene 35 som skal vaskes, ikke blir deformert, ødelagt eller kjært. Det bestemte høytrykket kan f.eks. ligge innenfor et trykkområde fra ca. 100 bar til ca. 1000 bar. Dysene 145 bør monteres i en hensiktsmessig rekkefølge som vil sørge for vasking / rengjøring av alle turbinblader 35, og spesielt hver side av disse. For eksempel kan dysene 145 i spoilerinnretningen 140B som er anordnet eller montert i bunnseksjonen til containerrammen eller containeren 70 (70B), vaske / rengjøre baksiden av turbinladene 35, og dysene 145 i spoilerinnretningen 140A som er anordnet eller montert i toppseksjonen til containerrammen eller containeren 70 (70A), kan vaske / rengjøre front- eller forsiden av turbinbladene 35. Dysene 145 er festet til høytrykksslanger / -rør som igjen kan føres til f.eks. huset 100 for girkassa 80 og generatoren 90 eller opp til overflaten / på land, hvor slangene / rørene kan være koblet til en høytrykks-pumpe. Det kan f.eks. benyttes, ved vasking / rengjøring av bladene 35, kun vann f.eks. fra omgivelsene eller fra en beholder eller tank i huset 100 eller på overflaten / på land. Etter vasking / rengjøring kan høytrykkspumpen kobles fra. Vaskings- eller rengjøringsprosessen kan utføres under vann, og eventuelt med turbinen 350 i drift. Dette kan være en viktig installasjon, fordi gjengroing under vann er et stort problem.

For å forbedre vaskeeffekten kan roterende turbodyser benyttes, hvor turbodysene roterer rundt sin langsgående akse, slik som disse som brukes ved vaskings- eller vedlikeholdsarbeid i tunneler, eller for skrogvasking av skip og/eller båter, eller i offshore-industrien.

Turbinsystemet eller kraftverket 300 kan videre omfatte minst en flytepontong / ballast- eller flottørinnretning 40 anordnet over 40A og/eller under 40B containeren eller containerrammen 70. 70A, 70B, idet den minst ene ballasttank eller - innretning 40, 40A, 40B kan festes fast til container(ramme)konstruksjonen 70 ved hjelp eller bruk av f.eks. feste- eller låseanordning(er) 74, 74A, 74B, slik som f.eks. containerlåser, osv. Den minst ene ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B kan konstrueres eller utformes som en fly-vinge eller med en passende aerodynamisk form. Flottør- eller ballastinnretningen 40, 40A, 40B kan konstrueres med eller omfatte minst ett kammer 45 (se figur 1C) innvendig, hvilket etter behov kan fylles med luft og/eller vann om konstruksjonen skal løftes opp eller senkes ned, eller skal ligge i vannrett eller en annen ønsket posisjon. Konstruksjonen kan være utstyrt med en nivåregulator. Nivåregulatoren kan være programmert til å holde konstruksjonen 300 i vannrett eller en annen bestemt eller programmert posisjon. Denne nivåregulatoren kan også styres manuelt, f.eks. av personell fra f.eks. et teknisk rom på overflaten, og/eller elektronisk ved bruk av en prosessorenhet plassert i huset 100 for girkassa 80 og generatoren 90 eller i et teknisk rom på overflaten.

Hver ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B kan videre omfatte minst én ror-innretning eller ror 50 anordnet eller rettet med og/eller mot strømretningen. Den minst ene ror-innretning 50, 50A, 50B i hver flottør- eller ballasttank eller - innretning 40, 40A, 40B kan ha en aerodynamisk form. Den minst ene ror-innretning 50, 50A, 50B for hver flottør- eller ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B kan benyttes for å få minimum med friksjon relatert til systemkonstruksjonen og/eller for stabilisering av systemkonstruksjonen. Flottøren 40 og/eller roret 50 kan være strømlinjeformet eller aerodynamisk(e). Konstruksjonen / utformingen av flottøren 40 og/eller roret 50 gjør også at vannstrømmen(e), etter vingen og på vei mot turbinen 350, kan få en vannstrømning som virker med en sugeeffekt mot vannstrømmen(e) som kommer gjennom og ut fra turbinen 350. Dette medfører at denne vannstrøm øker effekten på gjennomstrømningen i turbinen 350.

De vertikale sidene til containeren eller containerrammen 70, 70A, 70B som ligger med og/eller mot vannstrømmen må være åpne og kan kalles for strømningssider. De vertikale sidene til containeren eller containerrammen 70, 70A, 70B, der akslingen 120 er opplagret 130 behøver ikke å være åpne og kan utgjøre en hel vegg, samt kalles for sidevegger. De vannrette eller horisontale sidene til containeren eller containerrammen 70, 70A, 70B kan være åpne eller utgjøre en hel vegg. Disse to horisontale sider kan kalles for øvre og nedre side til containeren eller containerrammen 70. På en eller begge av disse horisontale sider kan nevnte flottør- eller ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B påmonteres.

På figurer 1A og 1B er det vist en utførelsesform av systemet 300, der hver flottør-eller ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B omfatter en ror-innretning 50, 50A, 50B i hver sin ende.

På figur 1C er det vist en annen utførelsesform av systemet 300, der hver flottør-eller ballasttank eller -innretning 40, 40A, 40B omfatter en ror-innretning 50, 50A, 50B kun på siden av systemkonstruksjonen 300 hvor vannstrømmen går ut av denne. Imidlertid er det også mulig å ha en ror-innretning 50, 50A, 50B kun på siden av systemkonstruksjonen 300 hvor vannstrømmen går inn i denne (ikke vist).

Videre kan en netting eller gitter 160, 165, 170, 175 anordnes eller monteres i front av (160, 170) og på hver side av (165, 175) hver strømningsside til systemet 300. Nettingen eller gitteret 160, 165, 170, 175 kan forhindre løse gjenstander til å komme inn i turbinen 350, slik som eks. stor(e) fisk, grener, busker, dykkere, osv. Gitteret eller nettingen 160, 165, 170, 175 kan f.eks. bestå av vertikale og/eller horisontale metall- eller stålplater eller -stavelementer eller -vaiere med ca. 5 - 20 cm avstand eller åpning mellom disse, men ikke begrenset til det. Gitteret eller nettingen 160, 165 (og særlig frontsiden 160) som møter vannstrømmene, kan monteres med en vinkel alfa / a i henhold til vannstrømmene for derved å lede flytende gjenstander bort fra og/eller over turbinsystemet 300. Ytterkantene på gitteret eller nettingen kan også ha en funksjon til å styre eller lede eller føre vannstrømmene inn mot turbinanordningen 350 og respektivt turbinbladene 35.

Gitteret eller nettingen 170, 175 på den side av turbinsystemet 300 hvor strømmene kommer ut fra turbinen 350, dvs. i bakkant av turbinen 350, kan anordnes eller monteres for å kutte opp vann- eller strømvirvler etter turbinen 350 og for å få vannet raskere tilbake til det frie rommet med vannstrømmer for deretter å montere et nytt turbinsystem bak det første og å seriekoble disse.

Nettingen eller gitteret 160, 165, 170, 175 vist på figur 1C er egnet for hav- eller elv-strømmer som går eller renner i en retning.

En annen utførelse av en netting eller gitter 160,165,170, 175 for turbinsystemet 300, sett ovenfra, er vist på figur 1D. Der er frontgitteret 160,165 lik bakgitteret 170, 175. På denne måten blir nettingen eller gitteret 160, 165, 170, 175 for turbinsystemet 300 egnet for tidevannsapplikasjoner.

Turbinsystemet 300 kan være forankret, slik som illustrert på figur 1C, ved hjelp av en forankringsanordning. Forankringsanordningen kan f.eks. omfatte fire (-4-) ankere 200 og fire (-4-) vaiere eller kjettinger 30B, idet vaierne eller kjettingene 30B kopler eller fester ankerene 200 til et festepunkt i hjørnene til bunnsiden eller - seksjonen til containerrammen eller containeren 70 (70B). Hvert anker 200, 250 kan være utformet som en betong- eller metallblokk og/eller andre anker- / forankringssystemer egnet for den spesifikke (for)ankring og/eller montasjested, slik som f.eks. fjell, stein, leire, sand, osv.

Forankringsanordningen (bl.a. 200, 30B) kan være beregnet etter styrke på vann-strømmer og eventuelt andre belastninger på systemet 300.

Ankerkjettingene eller -vaierne 30B kan fortsette videre gjennom sylindere eller hule rom / områder 77 i rammeverket 70 til containeren for derved å koples eller festes 30A til flytebøyer 20. Alternativt kan ankerkjettingene eller -vaierne 30B koples til trekktau, eller kjettinger eller vaiere 30A av en samme type som eller annen type enn ankerkjettingene eller -vaierne, som i sin tur kan føres gjennom nevnte sylindere eller hule rom / områder 77 i rammeverket 70. Flottørene 40, 40A, 40B kan også omfatte tilsvarende hule sylindere eller rom eller områder 47, 47A, 47B egnet for å føre gjennom kjettinger, vaiere og/eller trekktau 30A, 30B, 190. Flytebøyene 20 kan benyttes til marking av konstruksjonen og ankerkjettingene med ankere. Hver flytebøye kan omfatte en øye- eller løftering / løfteøre 10. Ringen 10 i flytebøyen 20 kan benyttes for å få tak eller gripe i flytebøyen 20 i vannet. Flytebøyen 20 med løfteøre 10 kan brukes i forbindelse med løfting av konstruksjonen 300 og/eller betjening av diverse komponenter i systemet 300 (slik som luftslanger, ledninger, kjettinger / vaiere, osv.) fra en kranbåt eller skip på overflaten.

For å oppnå bedre stabilisering av systemet 300 og for å forhindre at systemet 300 vipper over kan den øvre delen av ankerkjettingene eller -vaierne 30B være festet til festepunkt(er) i hjørne(ne) av toppseksjonen eller -siden til containeren 70. Forankring er viktig særlig på den strømningsiden av turbinanordningen 350 som mottar vannstrømmen. Ankerkjetting eller -vaier 30B /190 med anker 200 / 250 festet til toppsiden av containeren eller containerrammen 70 kan også kombineres med kjetting eller vaier 30B /190 med anker 200 / 250 festet til bunnseksjonen eller

-siden av containeren eller containerrammen 70.

Andre utførelser av systemet 300 ifølge oppfinnelsen er vist på figurer 2A-2B. Her omfatter turbinsystemet 300 to turbininnretninger 350 anordnet eller montert ved siden av hverandre. Mer enn to turbininnretninger 350 ved siden av hverandre i ett turbinsystem 300 er også mulige utførelser ifølge oppfinnelsen.

Videre kan systemet 300 omfatte minst ett ekstra anker 250 og tilsvarende ekstra kjetting eller vaier 190.

Som tidligere sagt kan turbinbladene 35 i hver turbinanordning 350 monteres eller festes i de runde platene eller svinghjulene 110, ved f.eks. sveising. I tilfellene vist på figurer 2A-2B og 3A-3B når minst to turbinanordninger 350 skal anordnes ved siden av hverandre, kan en skillevegg anordnes eller monteres i senter av containeren 70, idet det kan være et svinghjul 110 på hver side av skilleveggen (se figurer 4 og 5). Minst ett av disse svinghjul 110 kan utgjøre eller ha påmontert et tannhjul som vil da få funksjon som svinghjuldrev og/eller gir. Kraftoverføringene eller kraftoverføringsmidlene kan også gå opp eller føres til den øverste flytepontong / ballasttank 40, 40A, hvor det kan være et vanntett rom eller kammer 600 for montasje av tekniske installasjoner eller systemkomponenter, slik som generator, girboks, girkasse, hydraulisk pumpe, oljetank, kabler og/eller styringskomponenter. I skilleveggen eller i en av sideveggene kan også påmonteres et tannhjul som er reim- eller kjededrevet opp til det vanntette rom eller kammer 600 inn i eller over ballasttanken 40, 40A. Dette 600 kan være et alternativ som er på lik linje som arrangementet i huset 100 og/eller sidevingene 60 som er tegnet på noen figurer med nevnte installasjoner. I dette tilfellet kan det vanntette rom eller kammer 600 kan utgjøre huset 100. Det vanntette rom eller kammer 600 eller huset 100 eller sidevingehuset 60 kan ha en service- eller inspeksjonsluke 610.

Generatoren 90 kan videre ha to akslinger, der den første er koplet til tannhjulet mens den andre kan ha en bremsinnretning som kan styre og/eller stroppe rotasjonen av turbinen 350. Generatoren 90 kan alternativ ha en aksling, der akslingens første side er koplet til tannhjulet, mens akslingens andre side kan ha en bremsinnretning som kan styre og/eller stroppe rotasjonen av turbinen 350. Ovennevnte kan gjøres ved bruk av trykkluft, hydraulikk eller mekanisk.

Figurer 3A-3B viser ytterligere utførelser av systemet 300 ifølge oppfinnelsen, omfattende minst to turbininnretninger 350. Videre kan turbinsystemet 300 omfatte sidestabilisatorer eller sidevinger 60 anordnet på hver sidevegg av containeren 70. Sidestabilisatorene eller -vingene 60 kan være strømlinjeformet eller ha en aerodynamisk form. Sidestabilisatorene eller -vingene 60 kan også benyttes for å få minimum med friksjon relatert til systemkonstruksjonen og/eller for stabilisering av systemkonstruksjonen 300. Videre kan sidestabilisatorene eller -vingene 60 være koplet til nevnte nivåregulator. Ror-innretningene 50, 50A, 50B kan også koples til nevnte nivåregulator (ikke vist).

Den ene sidestabilisatoren eller -vingen 60 kan utgjøre huset 100 som omslutter girkassen 80, generatoren 90 og eventuelt andre tekniske installasjoner / enheter, slik som f.eks. den hydrauliske pumpen 85, prosessorenheten, nivåregulatoren, vannbeholderen, en oljetank (for bruk i tilknytning med girkassa), en beholder for kjølevæske (for avkjøling av f.eks. girkassen og/eller generatoren eller andre komponenter), osv. Hver av sidestabilisatorene eller -vingene 60 kan videre omfatte en vertikal sideplate eller sidefinne eller sideror 65 anordnet på den ytre siden av stabilisatorprofilen 60. Siderorene eller -finnene 65 kan være anordnet til å kunne side-dreies eller side-vris, uavhengig av hverandre, for stabilisering og/eller for å forhindre rotasjon av systemet 300. Sideplatene eller -rorene 65 kan være anordnet til å strekke seg over og/eller under stabilisatorprofilen 60.

Alle bevegelige elementer i systemet, slik som ror-innretninger, stabilisatorer, flottører og/eller sidefinner, kan styres og beveges ved hjelp av hydraulikk, trykkluft eller manuell mekanisk justering eller forhåndsjustering.

Systemet 300 kan videre omfatte en overvåkingsenhet for overvåking av systemets 300 komponenter og/eller registrering av diverse aktiviteter, slik som strømproduksjon, vannhastigheter, turbinens omdreininger per minutt, osv. Overvåkingsenheten kan være tilkoplet datasystemet / prosessorenheten. Overvåkingsenheten kan omfatte minst én alarminnretning for å varsle diverse feil eller overopphetning eller stans. Figur 4 viser en rekke komponenter for systemet 300 ifølge utførelsene vist på figurer 2A-2B. Figur 5 viser en rekke komponenter for systemet 300 ifølge utførelsene vist på figurer 3A-3B. Her er det vist at komponentene i huset 100 kan fordeles hos begge sidevinger 60. Sidestabilisatorene eller -vingene 60 kan være vanntette eller forseglede. Den ene sidevingen 60 kan omfatte bl.a. girkassen 80 og generatoren 90 eller den hydrauliske pumpen 85, mens den andre sidevingen 60 kan omfatte andre komponenter, enheter eller elementer knyttet til systemet 300 og/eller turbinanordningen 350. Det å fordele systemets 300 og/eller turbinanordningens 350 enheter / komponenter i de to sidevingene 60 kan bidra til forbedret balanse i systemet 300. Figur 6 viser et tverrsnitt av turbinenheten 350 og rammen 70 for systemet 300 ifølge en utførelse av oppfinnelsen, hvor en rekke av turbinens 350 komponenter er godt illustrert. Spoilerinnretningene 140, 140A, 140B og bladprofilene 35 er utformet og anordnet på en slik måte at turbinen 350 vil rotere rundt akslingen 120 med urviseren (se piler) uansett om vannstrømmen kommer fra den ene (venstre) eller den andre (høyre) strømningsside til containeren eller containerrammen 70. Figur 7 viser en del av en container eller containerramme 70 (70A) og en lager 130, utformet som en skål, for systemet 300 ifølge en utførelse av oppfinnelsen. En mulig / passende type låse- eller festeinnretning 75, slik som f.eks. containerlåser, osv., er også vist på denne figuren. Figur 8 viser et tverrsnitt av en sidestabilisator 60, 100 for systemet 300 ifølge en utførelse av oppfinnelsen, hvor flere kamre er hensiktsmessig anordnet. Ett av kamrene kan brukes til girkassen 80.

Generatoren 90 er videre koplet til en strømomformer 95 ved hjelp av minst én kabel (ikke vist). Strømomformeren 95 kan sørge for å få strømmen til riktig strømstyrke før man sender strømmen inn på nett eller til minst én (for)bruker eller installasjon på land ved hjelp av minst én kabel.

Strømomformeren 95 kan befinne seg i huset 100 / ror-innretningen 60 eller på land.

Kraftverket eller systemet 300, dvs. turbinkonstruksjonen 40, 70, 350, kan alternativt monteres fast på minst ett fundament 400. Fundamentet 400 kan omfatte minst ett bein 410 som er forbundet fast til hav-, sjø- eller elv-bunnen, f.eks. ved nedgravning, boring eller pæling an beinet 410 i bunnen eller fastmontering av dette 410 på et betong-lodd eller -blokk som allerede er plassert på eller nedgravd i bunnen. Fundamentet 400 kan omfatte minst én lede- eller styrepinne 420 og/eller minst ett lede- eller styreuthulning 430 som sørger for riktig og/eller enkelt utplassering av systemets 300 rammeverk 70 eller bunnflottør 40B på fundamentet 400 (se figurer 9A-9E).

Systemets 300 komponenter, enheter og/eller installasjoner (slik som generator 90, mottakspumpe 87, omformer(e) 95, nivåregulator, styrings-, overvåknings-og/eller datasystem(er)) som befinner seg på land, kan utplasseres i et teknisk rom for disse landbaserte elementer og/eller installasjoner. Det tekniske rommet kan være en (standard ISO) container, brakke eller bygning.

Når det skal benyttes en hydraulisk pumpe 85 som er festet til akslingen 120 og anordnet eller forseglet eller montert i huset 100 / stabilisatoren 60, for å overføre den kinetiske eller bevegelsesenergien fra turbinen 350 (dvs. fra vannstrømmen(e)) til en mottakspumpe 87 på land, kan minst ett rør, slik som et varerør, brukes til denne kraftoverføringen. Varerøret kan føres på hav-, sjø- eller elv-bunnen fra den undersjøisk konstruksjonen 300, 40, 350, 70 til det landbaserte tekniske rom. Det kan brukes minst ett betong-lodd eller -blokk 500 (vist på figur 10) for å stabilisere og/eller sperre (vare)røret for bevegelser når dette ligger i nedsenket posisjon på hav-, sjø- eller elv-bunnen. Alternativt kan (vare)røret være nedgravd i hav-, sjø- eller elv-bunnen. Dette (vare)røret kan f.eks. være et helsveiset rør som kan være laget av plast eller metall, slik som stål. Mottakspumpen 87 kan videre koples til generatoren 90 som skal anordnes på land.

Claims (11)

1. System for generering av elektrisk energi fra mekanisk bevegelse forårsaket av vannstrømning, slik som f.eks. tidevann, hav- eller elv-strømmer, hvor systemet (300) omfatter et rammeverk (70) og minst én turbinanordning (350), idet rammeverket (70) er firkantet og omfatter to motsatte strømningssider, to motsatte veggsider, en øvre og en nedre side, inne i hvilket rammeverk (70) er den minst ene turbinanordning (350) anordnet, der den minst ene turbinanordning (350) omfatter en aksling (120) som er opplagret i veggsidene til rammeverket (70) ved hjelp av lagre (130), hvor akslingen (120) til den minst ene turbinanordning (350) strekker seg ut fra minst én veggside i rammeverket (70) og er omsluttet av et hus (60, 100) som omfatter kraftoverføringsmidler for overføring av den kinetiske eller bevegelsesenergien til en generator (90) som er anordnet i huset (60,100) eller på land og som er egnet for produsering av elektrisk energi, og hvor systemet (300) videre omfatter minst én ballast- eller flottørinnretning (40), idet den minst ene ballast- eller flottørinnretning (40) er aerodynamisk eller strømlinjeformet og er montert eller festet fast over (40A) den øvre siden til rammeverket (70) og/eller under (40B) den nedre siden til rammeverket (70), og idet den minst ene ballast-eller flottørinnretning (40, 40A, 40B) omfatter, på minst én av sine sider i retning med eller mot vannstrømmene, minst én bevegelig ror-innretning (50, 50A, 50B) som er aerodynamisk eller strømlinjeformet og som er anordnet for å sørge for stabilisering av systemet (300).

2. System ifølge krav 1, hvor kraftoverføringsmidlene omfatter et gir eller girkasse (80) koplet til generatoren (90) som er anordnet i huset (60, 100), idet den produserte elektriske energien overføres, ved hjelp av minst én kabel, til minst én av følgende: et kraftnett, en kraftledning, en (for)bruker og en installasjon på land.

3. System ifølge krav 1 eller 2, hvor kraftoverføringsmidlene omfatter en hydraulisk pumpe (85) festet til akslingen (120) og anordnet i huset (100), idet den hydrauliske pumpen (85) brukes for overføring av den kinetiske eller bevegelsesenergien til en mottakspumpe som videre er koplet til generatoren (90) som er anordnet på land.

4. System ifølge et av krav 1-3, hvor en strømomformer er koplet til og anordnet etter generatoren (90) enten i huset (60, 100) eller på land.

5. System ifølge et av krav 1-4, hvor den minst ene turbinanordning (350) omfatter minst én spoilerinnretning (140) som er anordnet innenfor rammeverket (70) på dets nedre / bunnside og/eller dets øvre / toppside, idet den minst ene spoilerinnretning (140, 140A, 140B) er konstruert eller utformet til å styre eller lede eller føre vannstrømmene inn mot turbinanordningens (350) turbinblader (35).

6. System ifølge krav 5, hvor den minst ene spoilerinnretning (140, 140A, 140B) omfatter en rekke dyser (145) innrettet til å vaske eller rengjøre turbinbladene (35) ved sprøyting med et bestemt høytrykk.

7. System ifølge et av krav 1-6, hvor systemet (300) videre omfatter minst to sidestabilisatorer (60) anordnet på veggsidene til rammeverket (70), hvor minst én av sidestabilisatorene (60) utgjør huset (100) for systemkomponenter (80, 90; 85).

8. System ifølge et av krav 1-7, hvor rammeverket (70) er et standard ISO-produsert containerrammeverk eller container.

9. System ifølge et av krav 1-8, hvor rammeverket (70) består av to rammeverkdeler (70A, 70B), idet den første rammeverkdel (70A) ligger oppover den andre rammeverkdel (70B) og begge (70A, 70B) er tilveiebrakt eller egnet til å forenkle installasjonen og/eller opplagringen (130) av akslingen (120) med den minst ene turbinanordning (350) inn i rammeverket.

10. System ifølge et av krav 1-9, hvor systemet (300) videre omfatter en forankringsanordning som omfatter minst ett anker (200, 250) forbundet med minst én kjetting eller vaier (30B, 190) til et bestemt festepunkt i rammeverket (70).

11. System ifølge et av krav 1-10, hvor systemet (300) videre omfatter minst ett fundament (400) som er egnet for utplassering av turbinkonstruksjonen (40, 70, 350) derpå og som omfatter minst ett bein (410) forbundet fast til hav-, sjø- eller elv-bunnen.