发电机
专利汇可以提供发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种利用来自流动 流体 (12)的 动能 产生 能量 的发 电机 总成(10a)。该发电机总成(10a)包括 叶片 总成(14)与发电机(30)。叶片总成(14)具有面向流入的流体(12)的首端(16)，与首端(16)分隔并面向流体(12)的流动方向的尾端(18)，以及在首端(16)与尾端(18)之间延伸的旋 转轴 线(20)。叶片总成(14)包括绕 旋转轴 线(20)以大体上螺旋的方式排列的叶片布置(22)，以及至少一个与该叶片布置(22)连接的安装构成(24)。每一个安装构成(24)都适于容许叶片总成(22)绕其旋转轴线(20)旋转的安装，以便在使用过程中，流经发电机总成(10a)的流体(12)与叶片布置(22)相互作用以使叶片总成(24)绕其旋转轴线(20)旋转。发电机(30)驱动地与叶片总成(22)连接以对叶片总成(22)的旋转作出响应从而产生能量。，下面是发电机专利的具体信息内容。
1.一种利用来自流动流体的动能产生能量的发电机总成，所述发电机总成包括：
叶片总成，其具有面向流入的流动流体的首端，与首端分隔并面向流体流动方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，所述叶片总成包括绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列的叶片布置以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中流经发电机总成的流体与叶片布置相互作用以使叶片总成绕其旋转轴线旋转；以及
与叶片总成驱动地连接的发电机，其用于对叶片总成的旋转作出响应从而产生能量。
2.根据权利要求1所述的发电机总成，其特征在于，发电机是电能发电机并且包括与叶片总成驱动地连接的电力发电机。
3.根据权利要求1所述的发电机总成，其特征在于，发电机是水能发电机并且包括与叶片总成驱动地连接的水力发电机。
4.根据权利要求3所述的发电机总成，其特征在于，水力发电机进而与发电机连接。
5.根据权利要求1所述的发电机总成，其特征在于，发电机把来自叶片总成的机械能转化成另外一种形式的能量以做有用功。
6.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，叶片总成包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的长轴以及安装在该轴上并从该轴发出的叶片布置，所述轴具有确定叶片总成的旋转轴线的纵轴。
7.根据权利要求6所述的发电机总成，其特征在于，发电机驱动地与所述轴连接。
8.根据权利要求7所述的发电机总成，其特征在于，叶片布置终止该轴的端部的退缩，每个安装构成由轴的端部提供，以便在使用中，可旋转地安装或者支承所述轴，并且因此可旋转地安装或者支承叶片总成。
9.根据权利要求8所述的发电机总成，其特征在于，每一个安装构成都包括安装于所述轴上并且适于与支承结构连接以容许叶片总成相对于所述支承结构旋转的支承部件。
10.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，叶片布置包括多个沿所述轴以所述大体上螺旋的方式纵向间隔的梁。
11.根据权利要求10所述的发电机总成，其特征在于，每一根梁安装于所述轴上，使得每一根梁围绕所述轴的旋转轴线可调整地旋转，以容许叶片总成的间距的调整。
12.根据权利要求11所述的发电机总成，其特征在于，叶片布置还包括沿每一对邻近的梁的长度延伸并且与每一对邻近的梁连接的网罩或者外皮，使得无论每一根梁的间距如何，叶片布置都连续地横跨其表面。
13.根据权利要求1到9中的任一项所述的发电机总成，其特征在于，叶片布置包括一个或者多个连续的螺旋叶片。
14.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，当从侧视图中观看的时候，叶片布置从其首端到其尾端逐渐变细。
15.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，所述的发电机总成还包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的长的末端开口的罩，罩与叶片总成连接并围绕叶片总成，以便在使用过程中，罩与叶片总成一起旋转。
16.根据权利要求15所述的发电机总成，其特征在于，罩有首端与尾端。
17.根据权利要求15或16所述的发电机总成，其特征在于，罩与叶片布置的每一片叶片的未端连接，罩与每一片叶片之间的连接是实质上流体不可渗透的连接。
18.根据权利要求15或16所述的发电机总成，其特征在于，叶片布置包括多个梁以及所述网罩或者外皮，每一个网罩或者外皮的末端还与罩连接。
19.根据权利要求18所述的发电机总成，其特征在于，网罩或者外皮与罩之间的连接是实质上流体不可渗透的连接。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的发电机总成，其特征在于，在使用中，与叶片布置相互作用从而使发电机总成旋转的流动流体因此从罩的首端进入罩，并通过罩的尾端离开罩。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的发电机总成，其特征在于，罩是薄壁结构，并且从其首端到其尾端沿其至少部分长度聚拢，所述聚拢对应于叶片总成的逐渐变细。
22.根据权利要求15所述的发电机总成，其特征在于，罩是多段或者整体模压结构，该结构具有：首端部，流动流体经由所述首端部进入罩，尾端部，流动流体由该尾端部离开罩，以及在首端部与尾端部之间延伸的长的中间部，该中间部从首端部朝向尾端部聚拢。
23.根据权利要求22所述的发电机总成，其特征在于，罩的首端部朝向中间部聚拢，并且尾端部从中间部扩开，使得罩大体上为具有由中间部确定的聚拢的长喉的聚拢-扩开的文丘里管的形式。
24.根据权利要求22或23所述的发电机总成，其特征在于，罩有环形横截面轮廓，并且罩的首端部呈喇叭口式向外展开，或者罩的首端部和尾端部呈喇叭口式向外展开。
25.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，每一个安装构成都包括连接于所述轴的端部的支承部件，在使用中，支承部件安装于锚定的支承结构上，使得发电机总成相对于支承结构旋转。
26.根据权利要求25所述的发电机总成，其特征在于，发电机以直流或者交流发电机的形式安装于叶片总成的轴的端部，并锚定于支承结构上。
27.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，发电机总成包括位于罩前面的定子。
28.根据权利要求27所述的发电机总成，其特征在于，定子与罩的首端部邻近。
29.根据权利要求27或28所述的发电机总成，其特征在于，定子包括一个或者多个可调整间距的叶片。
30.根据上述任一项权利要求所述的发电机总成，其特征在于，发电机总成包括位于罩后面的开槽式喷射器布置。
31.根据权利要求30所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置邻近罩尾端部。
32.根据权利要求30或31所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置与罩连接，并且与罩一起旋转。
33.根据权利要求30或31所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置与支承结构连接，并且不与罩一起旋转。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置包括多个间隔的管状部分。
35.根据权利要求34所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置从罩径向发散。
36.根据权利要求30至33中任一项所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置是其中具有螺旋槽的整体结构。
37.根据权利要求36所述的发电机总成，其特征在于，开槽式喷射器布置从罩径向发散。
38.一种适于喷射流体的推进或者泵装置，所述推进装置包括：
叶片总成，所述叶片总成具有用于流体入口的首端，与首端分隔并且面向流体出口方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，所述叶片总成包括绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中，在叶片总成绕其旋转轴线旋转的过程中，吸入流经推进装置的流体与叶片布置相互作用；以及
与叶片总成驱动地连接的马达，其用于使叶片总成旋转从而导致流体自尾端部流出。
39.根据权利要求38所述的装置，其特征在于，叶片总成包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的长轴以及安装于所述轴上并自所述轴发出的叶片布置，所述轴具有确定叶片总成的旋转轴线的纵轴。
40.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，马达驱动地连接于所述轴。
41.根据权利要求40所述的装置，其特征在于，叶片布置终止该轴的端部的退缩，每个安装构成由轴的端部提供，以便在使用中，可旋转地安装或支承所述轴，并且因此可旋转地安装或支承叶片总成。
42.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，每一个安装构成都包括安装于所述轴上并且适于与支承结构连接以容许叶片总成相对于所述支承结构旋转的支承部件。
43.根据权利要求38至42中任一项所述的装置，其特征在于，叶片布置包括多个沿所述轴以所述大体上螺旋的方式纵向间隔的梁。
44.根据权利要求43所述的装置，其特征在于，每一根梁安装于所述轴上，使得每一根梁绕所述轴的旋转轴线可调整地旋转，以容许叶片总成的间距的调整。
45.根据权利要求44所述的装置，其特征在于，叶片布置还包括沿每一对邻近的梁的长度延伸并且与每一对邻近的梁连接的网罩或者外皮，使得无论每一根梁的间距如何，叶片布置都连续地横跨其表面。
46.根据权利要求38至42中任一项所述的装置，其特征在于，叶片布置包括一个或者多个连续的螺旋叶片。
47.根据权利要求38至46中任一项所述的装置，其特征在于，当从侧视图中观看的时候，叶片布置从其首端到其尾端逐渐变细。
48.根据权利要求38至47中任一项所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的延长的末端开口的罩，罩与叶片总成连接并围绕叶片总成，以便在使用过程中，罩与叶片总成一起旋转。
49.根据权利要求48所述的装置，其特征在于，罩有首端与尾端。
50.根据权利要求47至48中任一项所述的装置，其特征在于，罩与叶片布置的每一片叶片的末端连接，罩与每一片叶片之间的连接是实质上流体不可渗透的连接。
51.根据权利要求47至48中任一项所述的装置，其特征在于，叶片布置包括多个梁以及所述网罩或者外皮，每一个网罩或者外皮的末端还与罩连接。
52.根据权利要求51所述的装置，其特征在于，网罩或外皮与罩之间的连接是实质上流体不可渗透的连接。
53.根据权利要求48至52中任一项所述的装置，其特征在于，罩是薄壁结构，并且自其首端到其尾端沿其至少部分长度聚拢，所述聚拢对应于叶片总成的逐渐变细。
54.根据权利要求48所述的装置，其特征在于，罩是多段或者整体模压结构，该结构具有：首端部，流动流体经由该首端部进入罩，尾端部，流动流体经由该尾端部离开罩，以及在首端部与尾端部之间延伸的长的中间部，中间部从首端部朝向尾端部聚拢。
55.根据权利要求54所述的装置，其特征在于，罩的首端部朝向中间部聚拢，尾端部从中间部扩开，使得罩大体上为具有由中间部确定的聚拢的长喉的聚拢-扩开的文丘里管的形式。
56.根据权利要求54或55所述的装置，其特征在于，罩有环形的横断面轮廓，以便罩的首端部与尾端部呈喇叭口式向外展开。
57.根据权利要求38至56中的任一项所述的装置，其特征在于，每一个安装构成都包括连接于所述轴的端部的支承部件，在使用中，支承部件安装于锚定的支承结构上，使得发电机总成相对于支承结构旋转。
58.根据权利要求38至57中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括位于罩前面的定子。
59.根据权利要求58所述的装置，其特征在于，定子与罩首端部邻近。
60.根据权利要求58或59所述的装置，其特征在于，定子包括一个或者多个可调整间距的叶片。
61.根据权利要求38至60中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括位于所述罩后面的开槽式喷射器布置。
62.根据权利要求61所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置邻近罩尾端部。
63.根据权利要求61或62所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置与罩连接，并且与罩一起旋转。
64.根据权利要求61或62所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置与发电机连接，并且不与罩一起旋转。
65.根据权利要求61至64中的任一项所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置包括多个间隔的管状部分。
66.根据权利要求61至64中的任一项所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置是其中具有螺旋槽的整体结构。
67.根据权利要求65或66所述的装置，其特征在于，开槽式喷射器布置从罩径向发散。
68.一种利用来自流动流体的动能产生能量的发电机，其特征在于，所述发电机包括：
叶片总成，所述叶片总成具有面向流入的流体的首端，与首端分隔并面向流体的流动方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，所述叶片总成包括包含多个在叶片总成的首端和尾端之间沿旋转轴线的长度间隔的梁的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中流经发电机总成的流体与叶片布置相互作用以使叶片总成绕其旋转轴线旋转；以及
与叶片总成驱动地连接的马达，其用于对叶片总成的旋转作出响应从而产生能量。
69.根据权利要求68所述的发电机，其特征在于，发电机是电能发电机，并且包括与叶片总成驱动地连接的电力发电机。
70.根据权利要求68所述的发电机，其特征在于，发电机是水能发电机，并且包括与叶片总成驱动地连接的水力发电机。
71.根据权利要求70所述的发电机，其特征在于，水力发电机进而与发电机连接。
72.根据权利要求68至71中的任一项所述的发电机，其特征在于，叶片总成的梁绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列。
73.一种适于喷射流体的推进或者泵装置，所述推进装置包括：
叶片总成，所述叶片总成具有用于流体入口的首端，与首端分隔并且面向流体出口方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，所述叶片总成包括包含多个在叶片总成的首端和尾端之间沿旋转轴线的长度间隔的梁的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中，在叶片总成绕其旋转轴线旋转的过程中，吸入流经推进装置的流体与叶片布置相互作用；以及
与叶片总成驱动地连接的马达，其用于使叶片总成旋转从而导致流体自尾端部流出。
74.根据权利要求73所述的装置，其特征在于，叶片总成的梁绕旋转轴线以大体上呈螺旋的方式排列。
75.一种发电机设备，所述设备包括：
如前所述的发电机总成；以及
支承结构，为了使发电机总成绕其叶片布置的旋转轴线旋转，通过发电机的每一个安装构成将发电机总成安装于支承结构上。
76.根据权利要求75所述的发电机设备，其特征在于，发电机淹没于海洋中。
77.根据权利要求75所述的发电机设备，其特征在于，发电机安装于河流或者溪流中。
78.根据权利要求75所述的发电机设备，其特征在于，发电机位于当风吹时其将暴露于气体流动中的开阔区域。
79.根据权利要求75至78中任一项所述的发电机设备，其特征在于，支承结构包括可弯曲部件的网络。
80.根据权利要求79所述的发电机设备，其特征在于，可弯曲部件的网络包括(重型)链条或者钢索。
81.根据权利要求79或80所述的发电机设备，其特征在于，可弯曲部件的网络设置为使得发电机能够与其面向流入的流动流体的首端对准，以便其根据流体的流动方向对准其本身。
82.根据权利要求81所述的发电机设备，其特征在于，可弯曲部件的网络设置为使得发电机总成以大体上呈风向袋的方式安装在其上。
83.根据权利要求75至78中任一项所述的发电机设备，其特征在于，支承结构是包括刚性部件网络的刚性结构。
技术领域
本发明总体上涉及一种发电机，尤其涉及一种利用来自流动流体的动能产生电能的发电机总成。这种发电机也适用于产生其它形式的能量，例如水能。
本发明还涉及一种包括这种发电机的发电设备。本发明可望特别有利地适用于水力发电的情形，但是不限于此。
本发明还适于用作推进或者泵装置。
背景技术
发明目的
本发明的目标是实质上克服或者至少改善一个或者多个上述缺点，或者至少提供一种有用的替代方式。
发明内容
叶片总成，该叶片总成具有面向流入的流动流体的首端，与首端分隔并面向流体流动方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，该叶片总成包括绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列的叶片布置以及至少一个与该叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于允许绕其旋转轴线旋转的叶片总成的安装，以便在使用中流经发电机总成的流体与叶片布置相互作用以使叶片总成绕其旋转轴线旋转；以及
与叶片总成驱动地连接的发电机，其用于对叶片总成的旋转作出响应从而产生能量。
在一种形式中，发电机是一种电能发电机，包括与叶片总成驱动地连接的发电机。
在另一种形式中，发电机是一种水能发电机，包括与叶片总成驱动地连接的水力发电机。水力发电机最好进而与发电机连接。
在另外一种形式中，发电机把来自叶片总成的机械能转化成另外一种形式的能量以做有用功。
在第二方面，本发明提供一种适于喷射流体的推进或者泵装置，这种推进装置包括：
叶片总成，该叶片总成具有用于流体入口的首端，与首端分隔并且面向流体出口方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，该叶片总成包括绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成适于允许绕其旋转轴线旋转的叶片总成的安装，以便在使用中，在叶片总成绕其旋转轴线的旋转的过程中，吸入流经推进装置的流体与叶片布置相互作用；以及
与叶片总成驱动地连接的马达，其用于使叶片总成旋转从而导致流体自尾端部流出。
叶片总成最好包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的长的轴以及安装在该轴上并从该轴发出的叶片布置，该轴具有确定叶片总成的旋转轴线的纵轴。发电机最好驱动地连接该轴。叶片布置最好终止该轴的端部的退缩，每个安装构成由轴的端部提供，以便在使用中，可旋转地安装或者支承该轴，并且因此可旋转地安装或者支承叶片总成。每一个安装构成最好包括安装于该轴上并且适于与支承结构连接从而允许叶片总成相对于所述支承结构旋转的轴承部件。
在一个实施例中，叶片布置最好包括多个沿轴以所述大体上螺旋的方式纵向间隔的梁。在这个实施例中，每一根梁最好安装于该轴上，这样每一根梁可以绕该轴的旋转轴线可调整地旋转，以允许叶片总成的间距的调整。在这个实施例中，叶片布置最好进一步包括沿每一对邻近的梁延伸且与其连接的网罩或者外皮，这样无论每一根梁的间距如何，叶片布置都连续地横跨其表面。
在另外一个实施例中，如果需要的话，叶片布置最好包括一个或者多个连续的螺旋叶片。
叶片布置最好是从侧视图中看时从其首端到其尾端逐渐变细。
发电机总成最好还包括在叶片总成的首端和尾端之间延伸的长形的末端开口的罩，该罩与叶片总成连接并围绕该叶片总成，以便在使用过程中，该罩与叶片总成一起旋转。因此，该罩也具有首端与尾端。该罩最好与叶片布置的每片叶片的末端连接，罩与每片叶片之间的连接是实质上流体不可渗透的连接。同样的，在叶片布置包括多个梁和所述网罩或者外皮的实施例中，每个网罩或者外皮的末端最好也与罩连接。网罩或者外皮与罩之间的连接最好是实质上流体不可渗透的连接。在使用中，与叶片布置相互作用从而使发电机总成旋转的流动流体因此从其首端进入罩，并且通过其尾端离开罩。
罩最好是薄壁结构，并且从其首端到其尾端沿其至少部分长度逐渐聚拢，所述聚拢对应于叶片总成的逐渐变细。
罩最好是多段或者整体模压结构，该结构具有：首端部，流动流体经由该首端部进入罩，尾端部，流动流体经由该尾端部离开罩，以及在首端部和尾端部之间延伸的长的中间部，该中间部从首端部朝向尾端部逐渐聚拢。有利的是，罩的首端部朝向中间部聚拢，尾端部从中间部扩开，使得罩大体上为具有由中间部确定的聚拢的长喉的聚拢-扩开的文丘里管(venturi)的形式。
罩最好具有环形的横断面轮廓，并且罩的首端部呈喇叭口式向外展开。作为一种更优选的方式，罩的首端部和尾端部都呈喇叭口式向外展开。
每一个安装构成最好包括与轴的端部连接的轴承部件，在使用中该轴承部件安装于锚定的支承结构上，使得发电机总成相对于支承结构旋转。
发电机最好是以直流或者交流发电机的形式安装于所述叶片总成的轴的端部并且锚定于支撑结构上。
在第三方面，本发明提供一种利用来自流动流体的动能产生能量的发电机，该发电机包括：
叶片总成，该叶片总成具有面向流入的流动流体的首端，与首端分隔并面向流体流动方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，该叶片总成包括包含多个在叶片总成的首端和尾端之间沿旋转轴线的长度间隔的梁的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成都适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中流经发电机总成的流体与叶片布置相互作用以使叶片总成绕其旋转轴线旋转；以及
与叶片总成驱动地连接的发电机，其用于对叶片总成的旋转作出响应从而产生能量。
在一种形式中，发电机是一种电能发电机，包括与叶片总成驱动地连接的电力发电机。
在另一种形式中，发电机是一种水能发电机，包括与叶片总成驱动地连接的水力发电机。水力发电机最好进而与发电机连接。
在第四方面，本发明提供一种适于喷射流体的推进或者泵装置，该推进装置包括：
叶片总成，该叶片总成具有用于流体入口的首端，与首端分隔并且面向流体出口方向的尾端，以及在首端和尾端之间延伸的旋转轴线，叶片总成包括包含多个在叶片总成的首端和尾端之间沿旋转轴线的长度间隔的梁的叶片布置，以及至少一个与叶片布置连接的安装构成，每一个安装构成适于容许叶片总成绕其旋转轴线旋转的安装，以便在使用中，在叶片总成绕其旋转轴线旋转的过程中，吸入流经推进装置的流体与叶片布置相互作用；以及
与叶片总成驱动地连接的马达，其用于使叶片总成旋转从而导致流体自尾端部流出。
叶片总成的梁最好绕旋转轴线以大体上螺旋的方式排列。
当这样的发电机的叶片布置包括多个梁时，根据本发明的这个方面的发电机的特征或组件最好与根据本发明的之前的方面的发电机的特征或组件类似。
在第五方面，本发明提供一种发电设备，该设备包括：
如前所述的发电机总成；以及
支承结构，为了使发电机总成绕其叶片布置的旋转轴线旋转，通过发电机的每一个安装构成将发电机总成安装于支承结构上。
在利用潮汐能或者海洋能发电的情况下，发电机将被淹没于海洋中。在利用河流发电的情况下，发电机将被安装于河流或者溪流中。在利用风这种流动流体产生能量的情况下，发电机将被置于当风吹时其将暴露于气体流动中的开阔区域。
在一个实施例中，支承结构包括可弯曲部件的网络，比如说(重型)链条或者钢索。最好将可弯曲部件的网络设置为使得发电机可以与其面向即将到来的流体的首端对准，以便其根据流体的流动方向对准其本身。在该实施例中，最好将可弯曲部件的网络设置为使得发电机总成可以以大体上呈风向袋的方式安装在其上。在另外一个实施例中，支承结构是包括刚性部件的网络的刚性结构。
在进一步的变形中，发电机总成包括位于罩的前面、最好最邻近罩的首端部的定子。该定子最好包括一个或者多个可调整间距的叶片。
在另一种变形中，发电机总成包括位于罩的后面、最好邻近罩的尾端部的开槽式喷射器布置。在一种形式中，开槽式喷射器布置与罩连接，并且与罩一起旋转。在另外一种形式中，开槽式喷射器布置与支承结构连接，并且不与罩一起旋转。在一个实施例中，开槽式喷射器布置包括多个间隔的管状部分，并且最好从罩径向发散。在另外一个实施例中，开槽式喷射器布置是其中具有螺旋槽的整体结构，并且最好从罩径向发散。
附图说明
现在参照附图，仅以示例的方式，描述本发明的优选实施例，其中：
图1是发电机的第一实施例的横断面示意图；
图2是发电机的第二实施例的横断面示意图；
图3是发电机的第三实施例的横断面示意图；
图4是发电机的第四实施例的横断面示意图；
图5是发电机的第五实施例的横断面示意图；
图6是图1与图3所示的发电机的叶片总成的透视图；
图7是发电机的第六实施例的透视图；
图8是发电机的第七实施例的横断面示意图。
具体实施方式
叶片总成14具有在首端16与尾端18之间延伸的旋转轴线20。叶片总成14还具有绕旋转轴线20以大体螺旋的方式排列的一系列的独立梁(beams)22形式的叶片布置。叶片总成14还包括由首端轴承26与尾端轴承28支承的轴24形式的安装构成。轴24通过密封件32与发电机30连接。发电机30包含在外壳34中。设置在总成10a中并阻止总成10a在流体流动12中移动的斜拉索(Stay cables)36与38分别安装至外壳34与轴承28。
梁22以足够的间隙与轴24连接，所以它们可以相对于彼此绕轴20旋转。通过凸缘(图中未示出)将梁22保持在轴24的首端16的适当位置，并且在尾端18处，轴24是带有螺纹的并且拧有螺母(图中未示出)以沿轴24施加作用力并且把梁22锁定在适当位置。可选择地，可以将外皮或者网套40缠绕在梁22上，外皮40能够随着梁22间距的变化而扩大和缩小。
每一根梁22的长度随着它们在大体上呈截头锥的边界42范围内从首端16到尾端18缠绕轴24而减小。
在使用时，叶片总成14安装于将其能量传递给外皮40与梁22的流体流动12中。当流体流动12向梁22施加作用力时，梁22通过向轴24传递旋转力或者扭矩而产生反应。轴24的旋转传递给发电机30从而产生电。如有需要，可以用产生水能的水力发电机代替发电机。水能可以用于通过海面下的水力线缆对海岸上的发电机提供能量。
在另外的一种形式中，发电机10a可以设置为将来自叶片总成14的机械能转化成另外一种形式的能量进而做有用功。
为了把溢出外壳的边界42的流体减到最少，梁22还可以设置成以朝向轴24径向向内的方式引导流体流动12。为了达到所述效果，当从轴20的方向上观看时，梁22是扭曲的并且在其末端向内(在它们的旋转方向上)显著弯曲，以起到“杯子”的作用，并且引导流体流动朝向轴20。当流体流动12继续流经叶片总成8时，流动的横断面积及其压力减小。当其压力减小时，流体流动的速度增加，使得最大量的能量从流体流动12转移到梁22。结果，发电机总成10a表现如同反动式涡轮机(reactionturbine)，其通常与中等主流(medium head flows)相关而不是与零主自由流(zero head free flows)相关。为了以最高的效率或者功率输出运行发电机总成10，当流体流动12的速度变化时，梁22的旋转对准(rotationalalignment)(即间距)会改变。对于一定范围的流动速度，这对允许显著地增加涡轮机的效率与功率输出是十分有利的。发电机30也可以包括传动箱以改变它的旋转速度并增加它的效率。
作为一种可选的方式，可以把(尾端)斜拉索38与轴承28移走，这样允许叶片总成14在流体流动12中以类似于风向袋的方式找到一个最佳的对准。在这种构造中，可以用连接轴24与发电机30的通用类型接头(universal type joint)替换轴承26。这样允许叶片总成14在不对发电机30转移大的径向作用力的情况下表现的像风筝一样并且最佳地对准其本身。
图2表示发电机总成10b的第二实施例。总成10b与在图1中所示的总成类似，并且在第一实施例中所使用的相同的附图标记将用于在图2中标示相同的特征。
然而，在第二实施例中，叶片总成14是以多个等角间隔的螺旋叶片44的形式存在的，在此例中是一对等角间隔的螺旋叶片。还可以使用其它数目的等角间隔的螺旋叶片(比如3、4或5个等)。而且，(首端)斜拉索36与垂直的浮标拉索72连接，浮标拉索72在固定于海床76的锚74与邻近海洋表面80的浮标78之间延伸。如有需要，可以将(尾端)斜拉索38与轴承28移走，以便总成10b以风向袋的方式找到自己的最佳的对准，正如前面所描述的一样。
在这个实施例中，由发电机30产生的电可以通过海下的电缆82传送到陆地，该电缆最好是沿着浮标拉索72的下部到达锚74然后沿海床76到达海岸。
作为一种可选的方式，可以用向轴24施加扭矩的马达替代发电机30，轴24进而引起螺旋叶片44的旋转并由尾端部16在流体中提供推力以推动船只(craft)或者抽取流体。
作为一种可选的方式，斜拉索36，38可以与安装于海洋中的适当的支承结构连接或者，作为选择，也可以与横跨海湾的桥梁或者一组钢索或者一组支承结构连接。在进一步的变形中，为了存储旋转能并减少由于流体流动12中的涡流引起的旋转动力的波动，可以把飞轮(图中未示出)安装到轴24。在此结构中，发电机总成10b可以不是自启动的。如果是这种情况，为了启动叶片总成14旋转，发电机30可以用作向轴24施加扭矩的马达。
图3表示发电机总成10c的第三实施例。总成10c与图1与2中所示的总成类似，并且在说明第一与第二实施例中所使用的相同的附图标记将用以在图3中标示相同的特征。
在第三个实施例中，总成10c设置为用于将流体/水能转化成旋转能进而转化成电的涡轮机。更具体地，叶片总成14容纳于大体上呈截头锥的罩50内。梁22的远端各自包括在梁22的外部与罩50的内部之间依然保持结构的整体性及充分的流体密封的同时允许梁22中的每一个相对于彼此的轴向旋转发生在罩50内部的滚柱52。
罩50是多段或者整体模压结构，该结构具有：首端部50a，流动流体12流经该首端部进入罩50，尾端部50b，流动流体12流经该尾端部离开罩50，以及在首端部50a与尾端部50b之间延伸的长的中间部50c。中间部5c的直径从首端部50a朝向尾端部50b也聚拢。罩50的首端部50a也朝向中间部50c聚拢并且尾端部50b从中间部50c扩开，使得罩50大体上呈具有由中间部50c确定的聚拢的长喉的聚拢-扩开的文氏管的形式。罩50在沿着其长度的所有点上，具有环形横断面轮廓。呈文氏管的形式的罩首端部50a在叶片总成14的后面产生低压区域，这有利于促使通过和离开罩50的流体的更加自由的流动。此外，由于罩50与叶片22接合，所以罩50与叶片22一起旋转，并且罩50的旋转在罩50的前面引起涡流或者漩涡。这样的漩涡是有好处的，由于其模拟涡流(正如自然界中所发现的)，与不然的话流过叶片总成14的流体相比，它吸入了额外的流体到叶片总成14中。为了增强强度，罩50还可以是整体模压结构。
在这个实施例中，轴24被长的螺旋弹簧54围绕，该弹簧54在整个叶片总成14中保持一致的螺旋(螺旋状)形状的同时，维持每一根梁22的间距位置。弹簧54的尾端通过弹簧锁闭夹具56安装在轴24上。通过利用夹具56固定弹簧54的一端，并向弹簧54施加扭矩，弹簧54改变形状，使得其中每一根梁22会相对于彼此围绕轴20统一地旋转，并且进而改变叶片总成14的间距。为了施加这样的扭矩，弹簧54安装在可以由制动垫块(brake pad)60旋转地固持的圆盘58上，制动垫块60固定于发电机外壳34上。在制造过程中，弹簧54以零扭矩安装在对于梁22的间距调整的中心的中间位置。在正常操作时，通过安装在轴24上的圆盘锁62固定弹簧54的间距，使得圆盘58和弹簧54与轴24一起旋转。为了增加叶片22的间距，圆盘锁62是打开的并且发电机30接收来自电缆64的电力，使其变成马达。在这种形式中，发电机可以在某一方向上向轴24施加扭矩以减小对弹簧54的间距增加有影响的弹簧张力，而同时圆盘垫块60收紧，以便圆盘58不可以旋转。当固持弹簧54并增加其间距的时候，轴24旋转，这样随后使梁22相对于彼此轴向地旋转，并增加了叶片总成14的间距。
为了减小梁22的间距，在应用制动垫块60以防止圆盘58旋转的同时，圆盘锁62处于打开状态，向发电机30供电以在某一方向上向轴24施加扭矩以增加弹簧张力，并随后减小弹簧54的间距。当固持弹簧54，且减小其间距的时候，轴24旋转，这样随后使梁22绕它们的纵轴相对于彼此旋转，并减小叶片总成14的间距。
为了存储旋转能量并减少由于流体流动12中的涡流导致的旋转动力的波动，总成10c还包括安装到轴24的飞轮64。作为另外一种可选的方案，可以把独立的马达与齿轮安装在发电机外壳34内部，与轴24连通，这样可以向轴24施加扭矩以改变弹簧54的间距，并因此改变叶片总成14的间距。在发电机总成10c的正常运行过程中，这允许改变叶片总成14的间距。
图4表示发电机总成10d的第四实施例。同样，用相同的附图标记标识参照前面的实施例所描述的相同特征。
总成10d有多个(在此例中是一对)类似于图2所示的等角间隔的螺旋叶片44，以及类似于图3所示的罩50。也可以使用其它数目的等角间隔的螺旋叶片(例如3、4或5个等)。由于叶片44随着罩50的内部尺寸从首端16到尾端18缠绕轴24，所以叶片44的直径减小。叶片44的远端也结合在罩50的内表面上。结果，在使用中，罩50与叶片44一起旋转，这在罩50的前面产生漩涡。为了进一步增强在罩50的前面所产生的漩涡，可以在罩首端部50a的前缘处安装导叶片(Vane)90。在叶片总成14的首端16的入口处，叶片44的末端的增加的速度进一步辅助该漩涡在罩50的首端16处产生吸入压力。罩50内部减少的压力、罩50后面较少的压力、在叶片总成14的前面旋转罩50产生漩涡、在叶片总成14前面流动导叶片产生漩涡、以及在叶片总成14的入口处的叶片的较小的间距，这些因素的结合，与其它方式的情况下相比，导致更多的流体吸入到叶片总成14中。流经叶片总成14的增加的流体显著地增加总成10d的功率输出。
图5表示发电机总成10e的第五实施例。再次用相同的附图标记标识参照前面的实施例所说明的相同特征。
在总成10e中，定子100安装于罩50的正前方。定子100起到限制进入叶片44的流体的作用。定子100与外壳34连接，并且具有叶片，该叶片绕它们的纵轴可旋转以调整它们的间距。
在使用中，流体流动12进入动态定子100的叶片中，这些叶片相对于流体流动12成一定角度，并且定子100赋予流体流动12旋转或者旋转的运动，最好在叶片总成14的旋转方向上增加角动量分量(angularmomentum component)。然后，流体流动12进入叶片总成14，并以前面所描述的方式把它的能量传递给叶片总成14。由于不仅流体的线性动量用以向叶片施加作用力，而且角动量也用以向叶片施加作用力，因此有利地增加了总成10e的功率与效率。另外，由于角动量分量，离开叶片总成14的流体流动12由于涡流引起的损耗的尾流旋转(wake rotation)极小减少，这提高了整体的功率与效率。定子叶片的间距可以调整以改变所产生的角动量与由此产生的功率输出的量。出于安全原因，也可以逆向调整间距以调节(throttle)涡轮机或者使涡轮机减速。
在罩50的出口处(即尾端部50b)，总成10e还包括开槽式喷射器布置102。开槽式喷射器布置102与罩50一起旋转。在开槽式喷射器布置102的间隔部106之间的间隙104允许在总成10e的外部周围流动的流体有效地注入到离开罩的流体中，如箭头108所示。该附加流体108的效果是其产生清除效果，并增加离开罩的流体的能量，并且导致更多流体流经罩50的内部，因此提高总成10e的效率与功率输出。
作为一种可选的方式，开槽式喷射布置102可以安装于发电机外壳34上，并且不与罩50一起旋转。
图6表示在图1与图3分别所示的发电机总成10a与10c中使用的叶片总成14.
图7表示包括两个如图5所示的总成10e的发电机总成10f的第六实施例。把处于两个总成10e中的叶片总成14设置成在相反方向旋转，如箭头110所示，使得传递给两个发电机30的反扭矩(reactive torque)在量值上相等但是方向相反，因此有效地抵消。结果，使得传送到斜拉索36的反扭矩最小化，并且很利于整个总成10e不会在其设备内部旋转或通过拉索36旋转。
图8表示发电机总成10g的第七实施例。除了开槽式喷射器布置是具有在间隔部106之间形成间隙104的单一螺旋槽的整体结构以外，总成10g与图6所示的总成类似。应当注意的是，可以调节开槽式喷射器10g的长度以改变槽104的宽度从而改变喷射效果与功率输出。举例来说，在缓流中，可以在发电机上安装长的开槽式喷射器，以汲取更多的水通过，并且增加功率输出。在急流中，可以使用较短的开槽式喷射器。同样应当注意的是可以使用诸如铝的弹性材料制造该螺旋开槽式喷射器，这样它就可以根据水流的强度依赖于施加给它的作用力来改变它的形状。
虽然本发明已参照优选实施例进行了上述说明，然其所属技术领域的技术人员应当知晓的是可以以多种其它的形式实施本发明。举例来说，可以用使叶片总成14旋转并允许总成10充当推进装置或者流体泵的马达代替发电机。在另外一个例子中，发电机可以用坚固且质轻的材料制造，并在风中当作“风筝”有效地使用。关于利用风筝为发电机供电存在许多选择，比如利用氦气球支持发电机的重量，并且风筝为发电机提供机械动力从而产生电。
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