專利名稱：采用螺旋式渦輪的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釆用 一螺旋式渦輪的發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種螺旋式渦 輪發(fā)電系統(tǒng)，其中通過潮汐水流動能力獲得一旋轉(zhuǎn)力的螺旋式渦輪的動能能
夠通過使用一繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機(wound rotor induction generator) 被轉(zhuǎn)換為電能。
背景技術(shù)：
一般而言， 一渦輪即為用于將流體(例如，水、氣體、蒸汽等)中的能 量轉(zhuǎn)換成為可用的機械功的機器或裝置。用于利用這種渦輪產(chǎn)生潮沙能量的 系統(tǒng)為潮汐發(fā)電。
在傳統(tǒng)潮汐發(fā)電中， 一潮沙發(fā)電壩被建筑在高潮差的后灣，以便阻滯海 水的移動，且隨后，由潮差產(chǎn)生的潮沙發(fā)電壩內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間的水位差被用 于發(fā)電。這種潮汐發(fā)電的機制類似于水力電氣發(fā)電。
然而，傳統(tǒng)潮汐發(fā)電使用勢能，因此需要處于某一高度的水位。所以， 必須建筑一引起環(huán)境污染問題的海堤，該環(huán)境污染問題包括海水污染。
此外，這樣一種海堤的建筑要求長建筑周期，和相應(yīng)的高建筑成本。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明考慮上述提及的問題，且本發(fā)明提供了一種螺旋式渦輪發(fā) 電系統(tǒng)，用于利用在單方向或多方向流體流的作用下獲取一旋轉(zhuǎn)力的螺旋式 渦輪來發(fā)電。
本發(fā)明還提供了 一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，用于通過使用一防止過載發(fā)
4電才幾發(fā)電。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 一螺旋式渦輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一框架中，以便在單方向或多方向流體流的 作用下連續(xù)地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力； 一加速齒輪，用于增加所述螺旋式渦輪的旋轉(zhuǎn)速 度至發(fā)電所需的范圍；以及一防止過載發(fā)電機，用于利用來自所述加速齒輪 傳輸?shù)男D(zhuǎn)速度發(fā)電，且用于防止旋轉(zhuǎn)速度突然增加所導(dǎo)致的過載。相應(yīng)地， 可以將螺旋式渦輪產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動作轉(zhuǎn)換成為電能。
根據(jù)本發(fā)明所提供的一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，包括一用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力 的螺旋式渦輪，因此不需要傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用的潮汐發(fā)電壩。相應(yīng)地，可以減 少建筑成本，且同時可以防止環(huán)境污染。
用于發(fā)電的防止過載發(fā)電機還減少了設(shè)備成本，且防止過載結(jié)構(gòu)改善了 系統(tǒng)的功能性。
此外，螺旋式渦輪還包括附加支撐構(gòu)件和附加葉片，由此改進旋轉(zhuǎn)速率。


本發(fā)明前述和其它目的、特征及優(yōu)點將通過下述結(jié)合附圖的詳細描述而 更加清楚，其中
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)的示意性
框圖2所示為用于安裝圖l中所示螺旋式渦輪的建筑的橫截面圖； 圖3所示為圖2中所示螺旋式渦輪的透視圖； 圖4所示為圖3中所示螺旋式渦輪的橫截面圖； 圖5所示為圖2中所示框架的平面^L圖； 圖6所示為圖5中A區(qū)域中的局部放大橫截面圖； 圖7所示為才艮據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)中的螺旋 式渦輪的透視圖；以及圖8所示為圖7中所示螺旋式渦輪的橫截面圖。
具體實施例方式
此后，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種使用螺旋式渦輪的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合附 圖被描述。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)的示意性
框圖；圖2所示為用于安裝圖1中所示螺旋式渦輪的建筑的橫截面圖；圖3 所示為圖2中所示螺旋式渦輪的透視圖；圖4所示為圖3中所示螺旋式渦輪 的橫截面圖；圖5所示為圖2中所示框架的平面視圖；圖6所示為圖5中A 區(qū)域中的局部放大橫截面圖。
如這些附圖所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)包 括 一螺:旋式渦輪30，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一框架2G之中，該框架20設(shè)置在流 體之中； 一加速齒輪5，用于增加螺旋式渦輪30的旋轉(zhuǎn)速度至發(fā)電所需的范 圍； 一防止過載發(fā)電機，用于利用加速齒輪5增加的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)電，該發(fā)電 機具有防止旋轉(zhuǎn)速度突然增加所導(dǎo)致的過載的功能； 一功率變換器3，用于 將產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成為具有恒定電壓和恒定頻率的電，該變換器電與防止過載 發(fā)電機電氣連接； 一變壓器2，用于改變電壓或電流，該變壓器與功率變換 器3連接；以及一系統(tǒng)互聯(lián)單元1，用于將來自變壓器2的電與一通用的電 力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)。該防止過載發(fā)電機為具有防止過載功能的發(fā)電機，例如繞線式 轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機4。
螺旋式渦輪30包括 一軸桿31,可旋轉(zhuǎn)地支撐在一框架20上；多個支 撐構(gòu)件32,從軸桿31呈放射狀地突出，其中一連串的支撐構(gòu)件被分層布設(shè)； 以及至少一個具有螺旋結(jié)構(gòu)的葉片33,其中葉片分別與多層的支撐構(gòu)件32 的端部相連，葉片具有一流線形橫截面且沿軸桿31的縱向扭曲。
框架20包括 一矩形框架形狀的固定構(gòu)件21,其包含該螺旋式渦輪30 且可旋轉(zhuǎn)地支撐該旋轉(zhuǎn)軸桿31;以及一突出構(gòu)件22,突出構(gòu)件22在與流體 流接觸的兩個側(cè)面上均包括三角形框架。在突出構(gòu)件22的兩個突出傾斜側(cè)面
622a上，多個平行于流體流的方向的切口 23以相等間隔形成。 操作上述螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)的過程如下。
當(dāng)流體以一定速度流動時，螺旋式渦輪30通過螺旋結(jié)構(gòu)的流線形葉片 33轉(zhuǎn)動。此處，包含在流體中的浮動物質(zhì)被過濾，而不穿過該切口 23。因為 突出構(gòu)件22的中間部分向流體流的方向突出，浮動物質(zhì)被捕獲在兩個傾斜側(cè) 面22a上而不擾亂流體流，且隨后浮動物質(zhì)被流體流推向傾斜側(cè)面22a的端部。
當(dāng)軸桿31 (葉片33固定到軸桿31)的旋轉(zhuǎn)被傳輸至加速齒輪5時，加 速齒輪5增加旋轉(zhuǎn)軸桿31的旋轉(zhuǎn)速度至發(fā)電所需的范圍。加速齒輪5所增加 的旋轉(zhuǎn)速度被傳輸至繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機4。繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機4具 有阻止加速齒輪5增加的旋轉(zhuǎn)速度升高至某個速度以上的功能，從而阻止旋 轉(zhuǎn)速度突然增加所導(dǎo)致的發(fā)電機的過載。
傳輸至繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機4的旋轉(zhuǎn)力被轉(zhuǎn)換為電能，由此發(fā)電，且 通過功率變換器3,所產(chǎn)生的電被轉(zhuǎn)換為具有恒定電壓和恒定頻率的高質(zhì)量 電。并且，通過變壓器2,電的電壓或電流被轉(zhuǎn)換，隨后，來自變壓器2的 電通過一系統(tǒng)互聯(lián)單元1被i[關(guān)結(jié)至一通用的電力系統(tǒng)。
除上述螺旋式渦輪30以外，如圖7和圖8所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例 的螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)還包括多個附加支撐構(gòu)件34，從軸桿31呈放射狀 地突出，其中附加支撐構(gòu)件34比支撐構(gòu)件32短，與支撐構(gòu)件32交替，且為 串連的多層；以及至少一個具有螺旋結(jié)構(gòu)的附加葉片35,其中該葉片與附加 支撐構(gòu)件34的端部相連，該附加葉片35具有一流線形橫截面且沿軸桿31的 縱向4丑曲。
相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明第二實施例，額外地包括設(shè)置在螺旋式渦輪30之中 的支撐構(gòu)件34和葉片35的螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)可以達到根據(jù)流體流實現(xiàn)一 大旋轉(zhuǎn)力。因此，本發(fā)明可以改進螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)效率。
如上所述，在本發(fā)明的螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)中，螺旋式渦輪30通過流體 流獲得一旋轉(zhuǎn)力，并且驅(qū)動繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機4,由此發(fā)電。所以，可以減少i殳備成本。
安裝在系統(tǒng)上的加速齒輪5還可以產(chǎn)生達到發(fā)電所需范圍的旋轉(zhuǎn)速度， 甚至在流體流的低速率下也可以實現(xiàn)。
領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解各種修改、添加和替換是可能的，并不脫離權(quán)利要 求所述的本發(fā)明的精神和保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一螺旋式渦輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一框架中，以便在單方向或多方向流體流的作用下連續(xù)地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；一加速齒輪，用于增加所述螺旋式渦輪的旋轉(zhuǎn)速度至發(fā)電所需的范圍；以及一防止過載發(fā)電機，用于利用來自所述加速齒輪傳輸?shù)男D(zhuǎn)速度發(fā)電，且用于防止旋轉(zhuǎn)速度突然增加所導(dǎo)致的過載。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述防止過載發(fā)電機為一繞線式轉(zhuǎn) 子感應(yīng)發(fā)電機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述螺旋式渦輪包括 一軸桿，可 旋轉(zhuǎn)地支撐于所述框架上；多個支撐構(gòu)件，從所述軸桿呈放射狀地突出，其 中一連串的所述支撐構(gòu)件為多層；以及至少一個具有螺旋結(jié)構(gòu)的葉片，所述 葉片與所述支撐構(gòu)件的端部相連，所述葉片具有一流線形橫截面且沿所述軸 桿的縱向扭曲。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述螺旋式渦輪還包括多個附加 支撐構(gòu)件，從所述軸桿呈放射狀地突出，其中所述附加支撐構(gòu)件比所述支撐 構(gòu)件短，與所述支撐構(gòu)件交替，且為串連的多層；以及至少一個具有螺旋結(jié) 構(gòu)的附加葉片，其中所述附加葉片與所述附加支撐構(gòu)件的端部相連，所述附 加葉片具有 一流線形橫截面且沿所述軸桿的縱向扭曲。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的系統(tǒng)，其中所述框架包括 一矩形框 架形狀的固定構(gòu)件，其中固定有所述螺旋式渦輪； 一突出構(gòu)件，在與所述流 體流接觸的兩個側(cè)面上均包括三角形框架，以使包含在流體中的浮動物質(zhì)不 附著在所述固定構(gòu)件上；以及與所述流體流方向平行的多個切口，形成在所 述突出構(gòu)件的兩個突出傾斜側(cè)面上，以使浮動物質(zhì)不穿過所述切口去擾亂流 體流。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述防止過載發(fā)電機還包括一 功率變換器，用于將所述防止過載發(fā)電機產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成為具有恒定電壓和 恒定頻率的高質(zhì)量電； 一變壓器，用于改變電壓或電流；以及一系統(tǒng)互聯(lián)單 元，用于將所述產(chǎn)生的電與通用的電力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的系統(tǒng)，其中所述防止過載發(fā)電機還包 括 一功率變換器，用于將所述防止過載發(fā)電機產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成為具有恒定 電壓和恒定頻率的高質(zhì)量電； 一變壓器，用于改變電壓或電流；以及一系統(tǒng) 互聯(lián)單元，用于將所述產(chǎn)生的電與通用的電力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種螺旋式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，用于通過使用一螺旋式渦輪和一防止過載發(fā)電機來發(fā)電，該系統(tǒng)包括一螺旋式渦輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一框架中，以便在單方向或多方向流體流的作用下連續(xù)地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；一加速齒輪，用于增加螺旋式渦輪的旋轉(zhuǎn)速度至發(fā)電所需的范圍；以及一防止過載發(fā)電機，用于利用加速齒輪傳輸?shù)男D(zhuǎn)速度發(fā)電，且用于防止旋轉(zhuǎn)速度突然增加所導(dǎo)致的過載。因此，減少設(shè)備成本且防止環(huán)境污染成為可能。
文檔編號F03B13/26GK101589224SQ200780043663
公開日2009年11月25日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者姜錫求, 廉器大, 樸右善, 樸振淳, 李光守, 陳載律 申請人:韓國海洋研究院