RU2016102614A - Плавучая турбина - Google Patents

Claims (81)

1. Плавучая турбина, содержащая:

вращающийся набор лопастей турбины, которые во время работы вращаются вокруг общей оси и соединены с возможностью связи с системой выработки электроэнергии, выполненной с возможностью выработки электроэнергии при вращении лопастей турбины;

систему управления плавучестью, выполненную с возможностью управляемого придания положительной плавучести плавучей турбине; и

направляющую для направления турбины вдоль общей оси при ее движении; причем

плавучая турбина выполнена с возможностью погружения в воду, а лопасти турбины выполнены с возможностью вращения при движении турбины через воду.

2. Турбина по п. 1, которая имеет гидродинамическую форму.

3. Турбина по любому из пп. 1 и 2, в которой система управления плавучестью содержит одну или более балластных емкостей гидродинамической формы.

4. Турбина по п. 3, в которой одна или более балластных емкостей гидродинамической формы имеют форму усеченного конуса с отсутствующей центральной частью в виде столба, причем направляющая обеспечена в месте центральной части в виде столба.

5. Турбина по п. 1, в которой направляющая расположена коаксиально с общей осью.

6. Турбина по п. 5, в которой направляющая содержит один или более наборов колес, установленных на плавучей турбине, выполненной с возможностью движения вдоль неподвижного направляющего рельса.

7. Турбина по п. 5, в которой направляющая содержит выступ, выполненный с возможностью зацепления с одним или более выступами, отходящими от неподвижного направляющего рельса.

8. Турбина по п. 1, дополнительно содержащая одно или более первых воздушных сопел, направленных в сторону от поверхности воды, причем воздух, выпускаемый из одного или более первых воздушных сопел, увеличивает скорость подъема турбины.

9. Турбина по п. 1, дополнительно содержащая одно или более вторых воздушных сопел, направленных в направлении поверхности воды, причем воздух, выпускаемый из одного или более вторых воздушных сопел, снижает скорость подъема турбины.

10. Турбина по пп. 8 или 9, дополнительно содержащая систему управления для избирательной работы одного или более сопел, в зависимости от скорости подъема.

11. Турбина по пп. 8 или 9, дополнительно содержащая систему управления для избирательной работы одного или более сопел, в зависимости от подводной глубины турбины.

12. Турбина по п. 1, дополнительно содержащая

датчик скорости для измерения скорости, с которой устройство движется через воду; и

средство регулирования лопастей турбины для регулирования шагового угла одной или более лопастей турбины; причем

шаговый угол одной или более лопастей турбины зависит от скорости, измеряемой датчиком скорости.

13. Турбина по п. 12, в которой средство регулирования лопастей турбины содержит механическое устройство, выполненное с возможностью преобразования давления воды в управление шагом одной или более лопастей ротора.

14. Турбина по п. 12, в которой средство регулирования лопастей турбины содержит

электронное чувствительное средство, выполненное с возможностью измерения скорости подъема;

процессор, соединенный с электронным чувствительным средством; и

исполнительный элемент, соединенный с одной или более лопастями турбины, причем исполнительный элемент управляется процессором и во время работы регулирует шаг одной или более лопастей турбины.

15. Турбина по п. 1, в которой

вращающийся набор лопастей турбины представляет собой первый набор лопастей; и турбина дополнительно содержит второй вращающийся набор лопастей турбины, которые во время работы вращаются вокруг общей оси и соединены с возможностью связи с системой выработки электроэнергии, выполненной с возможностью выработки электроэнергии при вращении лопастей турбины; причем

второй набор лопастей выполнен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно первого набора лопастей турбины.

16. Плавучая турбина, содержащая:

вращающийся набор лопастей турбины, соединенных с возможностью связи с системой выработки электроэнергии, выполненной с возможностью выработки электроэнергии при вращении лопастей турбины;

систему управления плавучестью, выполненную с возможностью управляемого придания положительной плавучести плавучей турбине; и

механическое средство регулирования лопастей турбины; причем

плавучая турбина выполнена с возможностью погружения в воду;

лопасти турбины выполнены с возможностью вращения при движении турбины через воду; а

механическое средство регулирования лопастей турбины включает в себя:

датчик скорости для измерения скорости, с которой устройство движется через воду;

средство регулирования лопастей турбины для регулирования шагового угла одной или более лопастей турбины, при этом

шаговый угол одной или более лопастей турбины зависит от скорости, измеряемой датчиком скорости.

17. Турбина по п. 16, в которой средство регулирования лопастей турбины содержит механическое устройство, выполненное с возможностью преобразования давления воды в управление шагом одной или более лопастей ротора.

18. Турбина по п. 17, в которой механическое устройство содержит пластину, соединенную с линейной зубчатой передачей, которая смещается в положение; и

установленную с возможностью вращения шестерню, зацепляющуюся с линейной зубчатой передачей, причем шестерня соединена с одной или более из лопастей турбины; и

пластина выполнена с возможностью движения при приложении давления воды к пластине для обеспечения соответствующего вращения одной или более лопастей турбины.

19. Турбина по п. 16, в которой средство регулирования лопастей турбины содержит

электронное чувствительное средство, выполненное с возможностью измерения скорости подъема;

процессор, соединенный с электронным чувствительным средством; и

исполнительный элемент, соединенный с одной или более лопастями турбины, причем исполнительный элемент управляется процессором и во время работы регулирует шаг одной или более лопастей турбины.

20. Турбина по п. 19, в которой электронное чувствительное средство содержит электронный датчик давления и процессор, выполненный с возможностью интерпретировать данные, собираемые электронным датчиком давления.

21. Турбина по пп. 19 или 20, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью расчета оптимальной скорости подъема и регулирования шага одной или более лопастей ротора для обеспечения расчетной оптимальной скорости подъема.

22. Турбина по п. 16, в которой

вращающийся набор лопастей турбины представляет собой первый набор лопастей; и турбина дополнительно содержит второй вращающийся набор лопастей турбины, которые во время работы вращаются вокруг общей оси и соединены с возможностью связи с системой выработки электроэнергии, выполненной с возможностью выработки электроэнергии при вращении лопастей турбины; причем

второй набор лопастей выполнен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно первого набора лопастей турбины.

23. Турбина по п. 22, в которой шаговый угол вращающихся лопастей турбины первого набора и шаговый угол вращающихся лопастей турбины второго набора оба регулируются с использованием средства регулирования лопастей турбины.

24. Воздушная башня, содержащая трубу, проходящую сверху поверхности воды в глубину ниже поверхности воды, причем

труба открыта и заполняется воздухом над поверхностью воды, и в трубе выполнена полость башни.

25. Воздушная башня по п. 24, которая выполнена с возможностью накопления несоленой воды внутри полости башни в результате процесса конденсации водяного пара, происходящего в полости башни.

26. Воздушная башня по п. 25, дополнительно содержащая водяной насос для откачки несоленой воды из полости башни в точку за пределами воздушной башни над поверхностью воды.

27. Воздушная башня по любому из пп. 24-26, дополнительно содержащая систему теплообмена, которая во время работы охлаждает воздух внутри полости башни, используя воду, окружающую воздушную башню.

28. Воздушная башня по п. 27, в которой система теплообмена содержит модуль теплообмена и соответствующий насос теплообмена для перекачки воды, окружающей воздушную башню, через модуль теплообмена.

29. Воздушная башня по п. 28, в которой модуль теплообмена расположен, по меньшей мере, частично внутри полости башни.

30. Воздушная башня по п. 24, дополнительно содержащая воздушный насос для перекачки воздуха из полости башни до точки за пределами воздушной башни над поверхностью воды.

31. Воздушная башня по п. 30, дополнительно содержащая теплоизолированную трубу для направления по трубе воздуха из воздушной башни в точку за пределами воздушной башни над поверхностью воды.

32. Воздушная башня по п. 30, в которой воздушный насос расположен за пределами полости башни.

33. Воздушная башня по п. 24, в которой труба проходит сверху поверхности воды до глубины более 100 м ниже поверхности воды.

34. Воздушная башня по п. 24, в которой труба проходит сверху поверхности воды до глубины более 250 м ниже поверхности воды.

35. Воздушная башня по п. 24, в которой труба проходит сверху поверхности воды на глубину более 400 м ниже поверхности воды.

36. Воздушная башня по п. 24, в которой труба проходит сверху поверхности воды на глубину ниже слоя температурного скачка окружающей воды.

37. Воздушная башня по п. 27, дополнительно содержащая компрессор, выполненный с возможностью перекачки воздуха из полости башни в турбину по любому из пп. 1-20.

38. Модуль охлаждения воздуха, содержащий воздушную башню по любому из пп. 24-36.

39. Система для накопления энергии, содержащая плавучую турбину по любому из пп. 1-23; в которой

плавучая турбина имеет отрицательную плавучесть на нижнем пределе движения и выполнена с возможностью удержания положения посредством стыковочного узла;

система управления плавучестью плавучей турбины выполнена с возможностью обеспечения притока воздуха, придавая, таким образом, положительную плавучесть для плавучей турбины и запасая энергию в системе; и

плавучая турбина во время работы выполнена с возможностью отсоединения от стыковочного узла, когда требуется энергия от системы.

40. Система для накопления энергии по п. 39, дополнительно содержащая воздушную башню по любому из пп. 24-36, в которой система управления плавучестью выполнена с возможностью принимать воздух, накачиваемый воздушным насосом воздушной башни.

41. Система для накопления энергии по п. 40, в которой воздушная башня содержит неподвижный направляющий рельс, а направляющая плавучей турбины взаимодействует с неподвижным направляющим рельсом.

42. Система для накопления энергии по любому из пп. 39-41, дополнительно содержащая одну или более плавучих турбин по любому из пп. 1-23, каждая из которых взаимодействует со стыковочным узлом.

43. Система распределения несоленой воды, содержащая воздушную башню по п. 26.

44. Система распределения воды по п. 43, дополнительно содержащая систему теплообмена, во время работы охлаждающую воздух внутри полости башни, используя воду, окружающую воздушную башню.

45. Система распределения воды по п. 44, которая дополнительно содержит модуль теплообмена и соответствующий насос теплообмена, перекачивающий воду, окружающую воздушную башню, через модуль теплообмена.

46. Система охлаждения окружного воздуха, содержащая

воздушную башню по любому из пп. 24-36, и

множество модулей охлаждения воздуха, расположенных за пределами поверхности воды,

причем воздушная башня содержит воздушный насос для перекачивания воздуха из башни в модули охлаждения воздуха.