TWI597418B - 用於發電設備之翼及渦輪機組態 - Google Patents

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Description

用於發電設備之翼及渦輪機組態
本發明係關於一種用於產生電力之發電設備。該發電設備包括一結構及一載具，該載具包括至少一翼，該至少一翼包括一第一翼部分及一第二翼部分。該載具經配置以藉由至少一繋鏈固定至該結構。該載具經配置以藉由一流體流穿過該翼沿一預定軌道移動。該載具包括連接至包括一發電機之一機艙之至少一渦輪機。
在此項技術中已知用於產生電力之發電設備，參見例如EP 1816345。在EP 1816345中，發電設備包括附接至一結構之沿由潮汐流供電之一軌道移動之一載具。
EP 1816345中描述之發電設備可能出現之一問題係：載具具有向上傾斜之一趨勢，導致偏離最佳軌道。此係由質量不均勻地分佈在載具體積上方所致，導致浮力中心及重心不在相同位置。若重心與浮力中心之間的距離大，則導致浮力與重力之間之差之一扭力將使載具向上傾斜。此尤其係低速度流中之一問題，其中載具之翼之流體動力升力的量值相同於或低於歸因於浮力及重力之所得升力。
因此可希望提供一種改良之發電設備。
本發明之一目的係提供一種其中部分避免先前提及的問題之發明發電設備。此目的係藉由技術方案1之特徵描述部分之特徵達成。
本發明係關於一種用於產生電力之發電設備。發電設備包括一結構及一載具，載具包括至少一翼，該至少一翼包括一第一翼部分及一第二翼部分。載具經配置以藉由至少一繋鏈固定至該結構。載具經配置以藉由一流體流穿過該翼沿一預定軌道移動。載具包括一機艙，機艙包括一發電機，其中機艙附接至一渦輪機。至少該第一翼部分經配置相對於該翼之一水平中央平面成一第一角度。該機艙經配置附接至該翼之面向其中該第一翼部分成角度之方向之一表面。
一水下發電設備可使用前支柱及後支柱以給繋鏈賦予遠低於翼之一附接點。支柱藉由改變載具之重量分佈減小縱傾不穩定性及流體靜力不平衡的影響。然而，此係涉及若干相對較脆部分及多個耦合件之一系統，且因此設計及製造複雜，此可增加水下發電設備之成本。本發明之一優點係：藉由將至少一第一翼部分配置為相對於翼之一水平中央平面成一第一角度且機艙附接至翼之面向其中第一翼部分及第二翼部分成角度之方向之一表面，達成發電設備之載具之一所要結構強度及控制穩定性而不再必需諸如支柱之結構組件。此等特徵容許更緊湊地構造載具，此使得更加容易沿一預定軌道操作載具。至少一翼部分經配置相對於翼之一水平中央平面成一角度之事實確保甚至可在無支柱之情況下達成穩定性。進一步言之，藉由移除支柱，隨著載具沿預定軌道移動，發電設備經歷之拖曳較少。移除支柱之另一優點係：發電設備之緊湊構造簡化運輸及安裝與維護期間之操作。
進一步言之，載具之更緊湊構造容許減小載具之重心與浮力中心之間的距離，藉此減小或消除上文描述之先前技術中發現之不利影響。
第二翼部分可經配置相對於翼之一水平中央平面成一第二角度。機艙可附接至翼之面向其中第一翼部分及第二翼部分成角度之方向之一表面。
第一翼部分及第二翼部分可皆經配置相對於翼之一水平中央平面成角度。此容許取決於所要操作性質及/或安裝場地之條件可以許多不同組態構造載具。
該機艙可藉由一吊塔附接至該翼之表面，且可選取以下因數之一或多者使得該載具之一重心與該載具之一浮力中心基本上對應：-第一角度及第二角度-吊塔之一高度，-機艙之一重量-翼之一厚度-翼之一重量-繋鏈與載具之間之一耦合件之一放置-繋鏈與載具之間之一耦合件之一重量。
藉由設計載具使得重心及浮力中心基本上對應，載具以低速傾斜之問題在更大程度上得到減小或甚至消除。藉由使重心及浮力中心基本上對應，繞重心施加之扭力更小，此減小載具向上傾斜之趨勢。
第一翼部分及第二翼部分之角度可為上反角(dihedral angles)。繋鏈可藉由附接至載具之翼上或內部之一耦合件而附接至載具。
藉由使第一翼部分角度及第二翼部分之角度為上反角，載具將歸因於上反角效應而穩定。此消除為穩定載具對諸如支柱之結構組件之需要。在此組態中，隨著翼向上成角度，機艙附接至載具之翼之一上側。繋鏈可接著藉由附接至載具之翼中之一耦合件附接至載具使得無來自繋鏈之力穿過機艙。
藉由使機艙在翼上方移動，機艙且藉此渦輪機及發動機與結構之間的距離增加。此導致流體流過渦輪機之速度歸因於翼以相同速度移動時機艙之角速度增加而增加。在此組態中，載具之重心與浮力中 心之間的距離歸因於機艙放置於翼部分之間而減小。因此，藉由選擇如上文提及之合適特性，更容易控制浮力中心及重心之位置。
第一角度可不同於第二角度。繋鏈可在與第一翼部分及第二翼部之一中點分離之一點處附接至載具。
載具經設計以沿一預定軌道移動。若載具將沿呈一圓圈或橢圓形狀之一預定軌道移動，則以第一翼部分及第二翼部分之不同角度設計載具可導致載具偏向在一方向上轉動。此意謂載具將力求沿預定軌道移動使得可較少地操縱載具，除非必需。在此情況下，可選擇繋鏈之放置以平衡來自成角度的翼之影響使得可達成所要偏向。
第一翼部分及第二翼部分之角度可為下反角(anhedral angles)。繋鏈可藉由附接至機艙之一外殼中之一耦合件附接至載具。
作為上反角之一替代，可使用下反角。在此組態中，隨著翼向下成角度，機艙附接至載具之翼之一下側。繋鏈可藉由附接至機艙之一外殼中之一耦合件附接至載具。
以與針對上反角相同之方式，可使用下反角以改良載具之穩定性及機動性。藉由使機艙安裝在翼下方，重心降低，因此導致與使用上反角連同安裝在翼之一頂面上之一機艙時相同之上反角效果。
當第一角度係一上反角時，第一角度相對於翼之一水平中央平面可介於5°與20°之間，相對於翼之一水平中央平面較佳地介於10°與15°之間，且其中當第一角度係一下反角時，第一角度相對於翼之一水平中央平面可介於-5°與-20°之間，相對於翼之一水平中央平面較佳地介於-10°與-15°之間。當第二角度係一上反角時，第二角度相對於翼之一水平中央平面可介於5°與20°之間，相對於翼之一水平中央平面較佳地介於10°與15°之間，且其中當第二角度係一下反角時，第二角度相對於翼之一水平中央平面可介於-5°與-20°之間，相對於翼之一水平中央平面較佳地介於-10°與-15°之間。一正角意謂翼部分向上成角 度，即一上反角。一負角意謂翼部分向下成角度，即一下反角。
當然可想象，第一翼部分可向上成角度且第二翼部分可向下成角度，或反之亦然。根據本發明之一載具亦可具有一翼，其係多邊形，即第一翼部分及第二翼部分經配置沿翼之長度相對於翼之一水平中央平面成不同角度。
翼平面形狀組態之翼後掠可為一直線翼、後掠翼或前掠翼之一者。翼平面形狀組態之翼弦可為一橢圓弦、等弦、錐形弦或梯形弦之一者。
藉由改變翼平面形狀，上反角效果可經調整具有所要性質。翼平面形狀亦可用以控制重心及浮力中心。
載具包括一控制配置，該配置係一V型尾、一可移動繋鏈連接或升降機之一者。
載具沿預定軌道操縱以增加電力產量。此在EP 1816345中加以描述，其中描述一先前技術載具之控制表面。為控制本發明之載具，必需一控制配置。一V型尾部、其中繋鏈具有容許縱傾控制之一可移動耦合件之一可移動繋鏈連接或升降機係控制載具之縱傾之三種可想象的可能性。V型尾部結合升降機及一方向舵之功能，其減小為控制載具之側傾而對一方向舵之需要。一可移動繋鏈連接或升降機各需要一方向舵以能夠控制載具之縱傾及側傾兩者。在此情況下，方向舵放置於機艙上，而升降機可放置在翼及/或機艙上。
第一翼部分及/或第二翼部分可包括一翼尖裝置。翼尖裝置經設計以減小載具之拖曳。翼尖裝置可為(例如)方形翼尖、鋁管弓形翼尖、圓形翼尖、Hoerner風格翼尖、副翼、下垂翼尖、傾斜副翼、擋板或端板之任一者。
發電設備可為一水下發電設備。發電設備可在沉入(例如)海洋或湖中時運行。在此情況下，流體流係一水流，例如潮汐流、海洋流或 湖流。
1‧‧‧發電設備
2‧‧‧載具
3‧‧‧翼
4‧‧‧機艙
5‧‧‧吊塔
6‧‧‧繋鏈
7‧‧‧結構
9‧‧‧附接點
10‧‧‧發電設備
11‧‧‧載具
12‧‧‧渦輪機
13‧‧‧第一翼部分
14‧‧‧第二翼部分
15‧‧‧控制配置
16‧‧‧耦合件
17‧‧‧頂面
18‧‧‧翼尖裝置
19‧‧‧水平中央平面
20‧‧‧底面
CB‧‧‧浮力中心
CG‧‧‧重心
Fb‧‧‧浮力
Fg‧‧‧重力
α‧‧‧第一角度
β‧‧‧第二角度
圖1示意地展示一先前技術發電設備，圖2示意地展示一先前技術發電設備，圖3示意地展示根據本發明之一發電設備之一透視圖，圖4示意地展示根據本發明之一發電設備之一載具之一正視圖，圖5示意地展示根據本發明之一發電設備之一載具之一正視圖，圖6示意地展示根據本發明之一發電設備之一載具之一正視圖。
圖1示意地展示一先前技術發電設備1，其包括一先前技術載具2。先前技術載具2包括一翼3及包括一發電機之一機艙4。機艙4附接至一渦輪機。機艙4藉由附接至翼3之一底側之一吊塔5附接至翼3。繋鏈6將先前技術載具2附接至一結構7。先前技術載具2包括一重心(CG)及一浮力中心(CB)。在先前技術載具2中，CG位於機艙4附近且CB位於翼3附近。CG及CB之放置僅僅係繪示性的以表明先前技術載具2之缺點。一向下重力Fg自CG施加於先前技術載具2。一浮力Fb自CB施加於先前技術載具2。先前技術載具經設計以具有將周圍流體中之總浮力調整為中立之可能性。質量沿著載具的移位不均勻地分佈產生值約與垂直向下指向重力Fg相同之一垂直向上指向浮力Fb，從而產生一所得力矩。所得力矩之量值取決於水平方向上的力向量Fb與Fg之間之距離。CG與CB之間之水平距離L使一桿臂導致一扭力繞繋鏈6附接至機艙4之一附接點9施加。圖2中展示繞繋鏈6附接至機艙4之附接點9所施加之扭力之結果。
圖2示意地展示一先前技術發電設備1之一先前技術載具2。在圖2中，可知先前技術載具2已繞繋鏈6附接至機艙4或替代地附接至諸如支柱之另一結構特徵部之附接點9轉動。此使先前技術載具2處於並非 最佳於電力生產之一位置。無法總是可能將先前技術載具2之位置校正回到圖1之位置，導致先前技術發電設備1產生小於最佳量的電力。
圖3示意地展示根據本發明之一發電設備10之一載具11之一正視圖。載具11包括連接至一渦輪機12之一翼3及一機艙4。翼3包括一第一翼部分13及一第二翼部分14。機艙4包括用於由渦輪機之旋轉產生電能之一發電機。渦輪機12由於流體流過渦輪機12旋轉會使機艙4中之發電機旋轉，導致電力產生。機艙4進一步包括呈一V型尾部形狀之一控制配置15用於載具控制及操縱。V型尾部之控制表面可為整個V型尾部或僅V型尾部之一部分。載具11藉由一繋鏈6附接至一結構(未展示)。繋鏈6藉由翼上或翼3內部之一耦合件16附接至翼3。圖3中之耦合件16附接至翼之一中點，即，位於第一翼部分13與第二翼部分14之間之一點。
如圖3中可知，第一翼部分13及第二翼部分14以一上反角向上成角度。機艙4安裝在翼3之一頂面17上，即，翼面向其中第一翼部分13及第二翼部分14成角度之方向之表面上。機艙4藉由一吊塔5安裝至翼3。第一翼部分13及第二翼部分14進一步包括翼尖裝置18。
機艙4安裝在翼3之一頂面17上(即，第一翼部分13及第二翼部分14朝其成角度之翼之側上)之事實導致：圖1及圖2中所見之效果大幅減小。此係歸因於CG與CB之間的距離減小且質量分佈比先前技術實例中之質量分佈更加均勻。CG與CB之間的距離可受控於一因數組合，其中翼3之平面形狀組態係許多因數之一者。其他因數可為吊塔之高度、機艙之重量、翼之厚度及重量及/或繋鏈與載具之間之耦合件之放置、設計及重量。
在圖3中，展示一虛構水平中央平面19，相對於虛構水平中央平面19量測第一翼部分13之一第一角度α及第二翼部分14之一第二角度β。第一翼部分13及第二翼部分14進一步包括翼尖裝置18。
圖4示意地展示根據本發明之發電設備10之一載具11之一正視圖。在圖4中，展示一虛構水平中央平面19，相對於虛構水平中央平面19量測第一翼部分13之一第一角度α及第二翼部分14之一第二角度β。在圖4中，發電設備10之載具11之第一翼部分13及第二翼部分14以一下反角向下成角度。機艙4安裝在翼3之一底面20上(即，翼面向其中第一翼部分13及第二翼部分14成角度之方向之表面上)。藉由將機艙4安裝在翼3下方，可達成與第一翼部分13及第二翼部分14展現一上反角時相同之效果。此係歸因於翼3放置在機艙4上方導致翼放置在載具的重心上方，導致CG與CB之間的距離減小且質量分佈比先前技術實例中之質量分佈更加均勻。
翼3之厚度係量測自頂面17至底面20。
圖3及圖4中之翼3係多邊形。如上文提及，此僅僅係根據本發明之一翼3之一實例。
圖5示意地展示根據本發明之一發電設備10之一載具11之一正視圖。在圖5中，第一翼部分13及第二翼部分14係以一上反角連續向上彎曲。渦輪機附接至翼之一頂面。連續彎曲翼亦可以一下反角向下彎曲，其中渦輪機附接至翼之一底面。
圖6示意地展示根據本發明之一發電設備10之一透視圖。發電設備10包括一載具11，該載具11包括一翼3及連接至一渦輪機12之一機艙4。載具11係藉由一繋鏈6附接至一結構7且經配置以藉由一流體流穿過翼3沿一預定軌道移動。由發電機產生之電力透過繋鏈6自載具11傳輸至結構7。電力可透過連接至發電設備10之結構7之一電網自結構7分佈至各個位置。
申請專利範圍中提及之參考符號不應被視為限制受申請專利範圍保護之事物之範圍，且其等唯一功能係使申請專利範圍更加容易理解。
如應明白，本發明能夠修改各個明顯方面，其等全部不脫離隨附申請專利範圍之範疇。因此，圖式及圖式描述被視為本質上係繪示性且無限制性。
3‧‧‧翼
4‧‧‧機艙
5‧‧‧吊塔
6‧‧‧繋鏈
10‧‧‧發電設備
11‧‧‧載具
12‧‧‧渦輪機
13‧‧‧第一翼部分
14‧‧‧第二翼部分
15‧‧‧控制配置
16‧‧‧耦合件
17‧‧‧頂面
18‧‧‧翼尖裝置
19‧‧‧水平中央平面
α‧‧‧第一角度
β‧‧‧第二角度

Claims (10)

  1. 一種用於產生電力之水下發電設備(10)，該發電設備(10)包括一結構(7)及一載具(11)，該載具(11)包括至少一翼(3)，該至少一翼(3)包括一第一翼部分(13)及一第二翼部分(14)，該載具(11)藉由至少一繋鏈(6)固定至該結構(7)；該載具(11)藉由一流體流穿過該翼(3)沿一預定軌道移動，該載具(11)包括一機艙(4)，該機艙(4)包括一發電機，該機艙(4)附接至一渦輪機(12)，該發電設備之特徵在於至少該第一翼部分(13)相對於該翼(3)之一水平中央平面(19)成一第一角度(α)，且該第二翼部分(14)相對於該翼(3)之該水平中央平面(19)成一第二角度(β)，其中該第一翼部分(13)之該第一角度(α)及該第二翼部分(14)之該第二角度(β)係上反角(dihedral angles)，且其中該機艙(4)附接至該翼(3)之面向其中該第一翼部分(13)及該第二翼部分(14)成角度之方向之一表面(17；20)。
  2. 如請求項1之水下發電設備(10)，其中該機艙(4)藉由一吊塔(5)附接至該翼(3)之該表面(17；20)，且其中選取以下因數之一或多者使得該載具(11)之一重心與該載具(11)之一浮力中心基本上對應：該第一角度(α)及該第二角度(β)，該吊塔(5)之一高度，該機艙(4)之一重量，該翼(3)之一厚度，該翼(3)之一重量，附接該繋鏈(6)及該載具(11)之一耦合件(16)之一放置，附接該繋鏈(6)及該載具(11)之一耦合件(16)之一重量。
  3. 如請求項1之水下發電設備(10)，其中一耦合件(16)放置在該翼(3)上或該載具(11)之該翼(3)之內部。
  4. 如請求項2或3之水下發電設備(10)，其中該第一角度(α)不同於該第二角度(β)，且該耦合件(16)附接至與該第一翼部分(13)及該第二翼部分(14)之一中點分離之一點。
  5. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該第一角度(α)相對於該翼(3)之該水平中央平面(19)介於5°與20°之間。
  6. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該第二角度(β)相對於該翼(3)之該水平中央平面(19)介於5°與20°之間。
  7. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該翼之一翼後掠之形狀係一直線翼、後掠翼或前掠翼之一者。
  8. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該翼之一翼弦之形狀係一橢圓弦、等弦、錐形弦或梯形弦之一者。
  9. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該載具(11)包括一控制組件(15)，該控制組件係一V型尾方向舵、一可移動繋鏈連接或升降機之一者。
  10. 如請求項1至3中任一項之水下發電設備(10)，其中該第一翼部分(13)或該第二翼部分(14)包括一翼尖裝置(18)。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI694953B (zh) * 2016-10-21 2020-06-01 國立清華大學 繫泊系統及方法
CN110318946B (zh) * 2018-03-30 2020-08-11 新疆金风科技股份有限公司 风力发电机组及调平装置、调平控制方法、装置和系统
CN113167209B (zh) * 2018-12-20 2023-11-21 米内斯图股份公司 用于产生电力的潜水式发电设备
CN110318931B (zh) * 2019-05-24 2020-09-18 中国航天空气动力技术研究院 一种用于水下发电的飞翼结构
JP6727594B1 (ja) * 2019-10-10 2020-07-22 鹿児島県十島村海流発電実験企画株式会社 水中浮遊式発電装置及び水流発電システム
AU2022242177A1 (en) * 2021-03-24 2023-09-21 Vertigo3.org Pty Ltd Vehicle for underwater survey

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1209457B (de) * 1963-10-24 1966-01-20 Ver Flugtechnische Werke Ges M Ortsveraenderliche schwimmende Beobachtungsstation
US4073516A (en) 1975-06-06 1978-02-14 Alberto Kling Wind driven power plant
US6091161A (en) * 1998-11-03 2000-07-18 Dehlsen Associates, L.L.C. Method of controlling operating depth of an electricity-generating device having a tethered water current-driven turbine
US6531788B2 (en) * 2001-02-22 2003-03-11 John H. Robson Submersible electrical power generating plant
US6923622B1 (en) * 2002-03-07 2005-08-02 Clipper Windpower Technology, Inc. Mechanism for extendable rotor blades for power generating wind and ocean current turbines and means for counter-balancing the extendable rotor blade
EP2295792B1 (en) * 2006-02-02 2016-11-02 Minesto AB A submersible plant
US7291936B1 (en) * 2006-05-03 2007-11-06 Robson John H Submersible electrical power generating plant
US20080018115A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Boray Technologies, Inc. Semi-submersible hydroelectric power plant
AU2008202294A1 (en) * 2007-05-23 2008-12-11 New Space Designs Pty Ltd Electricity generating apparatus
US8127704B2 (en) * 2008-03-26 2012-03-06 Irobot Corporation Submersible vehicles and methods for transiting the same in a body of liquid
NO328410B1 (no) 2008-06-27 2010-02-15 Hydra Tidal Energy Technology System for forankring av et flytende anlegg for produksjon av energi fra strommer i en vannmasse
US8109711B2 (en) 2008-07-18 2012-02-07 Honeywell International Inc. Tethered autonomous air vehicle with wind turbines
US9000605B2 (en) * 2008-10-15 2015-04-07 Altaeros Energies, Inc. Lighter-than-air craft for energy-producing turbines
ES2372513B1 (es) 2009-06-05 2012-12-10 Energy Whaletailturbine S.L. Dispositivo sumergible para acoplamiento de turbinas o ruedas hidráulicas para aprovechamiento energético del flujo de una corriente de agua.
EP2449251A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-09 Turner Hunt Power control protocol for a hydrokinetic device including an array thereof
US20110095530A1 (en) * 2009-10-26 2011-04-28 Honeywell International Inc. Tethered aquatic device with water power turbine
FR2962497B1 (fr) * 2010-07-12 2013-06-14 Turbocean Sas Dispositif de production d'energie utilisant l'energie cinetique de courants d'eau et comportant au moins un bras porteur articule en rotation et equipe d'une turbine et de moyens de ballastage
DK2597299T3 (da) * 2010-07-21 2020-05-04 Samsung Heavy Ind Bølgestrømgenereringsapparat
US8766466B2 (en) * 2011-10-31 2014-07-01 Aquantis, Inc. Submerged electricity generation plane with marine current-driven rotors
CN202991326U (zh) * 2012-12-11 2013-06-12 浙江海洋学院 一种水轮机的水下锚系装置

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