NO326493B1 - Hydro Turbine System - Google Patents

Abstract

Innretning for utvinning av energi fra havstrømmer, bølgebevegelser, tidevannstømmer, bekker og elver, samt trykkenergi fra vann som befinner seg på et høyere nivå enn innretningen. Innretningen (1) innbefatter en bærestruktur (3) med oppdriftselementer, sidepaneler (6) med ventilelementer (2), et dreibart opplagret vanninntak (4) med en styrefinne (5), turbinblader (10) og elektrisk generator (8). Innretningen som senkes helt eller delvis ned i hav, sjø eller elver fanger opp energi ved at vanntrykkforskj eller mellom forkant og bakkant av innretningen forårsaker at vann strømmer inn gjennom vanninntaket (4) og virker på turbinblader (10) før det strømmer ut gjennom sidepanelene (6).Facility for extracting energy from ocean currents, wave motions, tidal currents, streams and rivers, as well as pressure energy from water that is at a higher level than the facility. The device (1) comprises a support structure (3) with buoyancy elements, side panels (6) with valve elements (2), a rotatably supported water intake (4) with a guide fin (5), turbine blades (10) and electric generator (8). The device that is completely or partially immersed in sea, sea or rivers captures energy by the difference in water pressure or between the front and rear edge of the device causing water to flow in through the water inlet (4) and act on turbine blades (10) before flowing out through the side panels ( 6).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning (1) for utvinning av energi fra havstrømmer, bølgebevegelser, tidevannstrømmer, bekker og elver, samt omforming av den utvunne energien til nyttig energi for eks. elektrisitet. Innretningen kan også utnytte trykkenergi fra vann som befinner seg på et høyere nivå enn innretningen ved at vannet overføres til innretningen via en slange. Innretningen (1) kan være utstyrt med flyteelementer og kan være helt eller delvis nedsenket i vann, eller plasseres på bunnen. The present invention relates to a device (1) for extracting energy from ocean currents, wave movements, tidal currents, streams and rivers, as well as converting the extracted energy into useful energy for example. electricity. The device can also utilize pressure energy from water that is at a higher level than the device by the water being transferred to the device via a hose. The device (1) can be equipped with floating elements and can be completely or partially submerged in water, or placed on the bottom.

Det har tidligere blitt utviklet forskjellige innretninger som skal utnytte energien i vannbevegelser. Det vises til følgende publikasjoner: Norsk patent nr 319964 som viser en innretning som består av en bærestruktur, en roterende sylinder med turbinblad som dreibart opplagret. Sylinderen er utformet med åpninger i sylinderveggen for vanngjennomstrømning. Various devices have previously been developed to utilize the energy in water movements. Reference is made to the following publications: Norwegian patent no. 319964 which shows a device consisting of a support structure, a rotating cylinder with turbine blades rotatably supported. The cylinder is designed with openings in the cylinder wall for water flow.

Et karakteristisk trekk med foreliggende oppfinnelse er hvordan vannbevegelsesenergien i omliggende vann blir fanget opp og hvordan vannstrømmen ledes gjennom innretningen. Bevegelsesenergien i omliggende vann blir fanget opp ved at trykkforskjeller mellom forkant og bakkant av innretningen forårsaker at vann strømmer inn gjennom vanninntaket (4) på undersiden av innretningen og virker på turbinblader (10) før det strømmer ut gjennom sidepanelene (6). Dette oppnås for det første med sidepaneler (6) som har ventilelementer (2) som slipper igjennom vann fra en retning og stenger for vann i motsatt retning, d.v.s. at vann bare kan strømme ut fra sidepanelene. Videre hare innretningen et vanninntak (4) som er utformet som en skål eller trakt for å fange opp trykkenergi. Vanninntaket (4) er dreibart opplagret på undersiden av bærestrukturen (3) og har en styrefinne (5) som påvirkes av vannbevegelsene som virker på innretningen, slik at åpningen til vanninntaket (4) alltid er rettet mot vannretningen. A characteristic feature of the present invention is how the water movement energy in the surrounding water is captured and how the water flow is guided through the device. The movement energy in the surrounding water is captured by pressure differences between the front and rear edges of the device causing water to flow in through the water inlet (4) on the underside of the device and act on the turbine blades (10) before it flows out through the side panels (6). This is achieved, firstly, with side panels (6) which have valve elements (2) which let water through from one direction and shut off water in the opposite direction, i.e. that water can only flow out from the side panels. Furthermore, the device has a water intake (4) which is designed as a bowl or funnel to capture pressure energy. The water inlet (4) is rotatably supported on the underside of the support structure (3) and has a guide fin (5) which is affected by the water movements acting on the device, so that the opening of the water inlet (4) is always directed towards the direction of the water.

Med utrykket "forkant på innretningen" menes den siden eller sidene av innretningen som er utsatt for høyt vanntrykk, mens med utrykket "bakkant av innretningen" menes den siden eller sidene som er utsatt for lavt vanntrykk. Forkant og bakkant på innretningen vil således variere avhengig av retningen til vannstrømmen mot innretningen. The expression "front edge of the device" means the side or sides of the device that are exposed to high water pressure, while the expression "rear edge of the device" means the side or sides that are exposed to low water pressure. The leading edge and trailing edge of the device will thus vary depending on the direction of the water flow towards the device.

En fordel som oppnås med foreliggende oppfinnelse er at både overtrykk og undertrykk som virker på innretningen blir fanget opp på en slik måte at en vannstrøm med konsentrert energi kan ledes mot turbinbladene (10) som er montert inne i innretningen (1). En annen fordel som oppnås ved foreliggende oppfinnelse er at innretningen kan fange opp energien i bølgebevegelser og hav- eller tidevannstrømmer samtidig. En ytterligere fordel som oppnås ved overnevnte arrangement er at innretningen fungerer uavhengig av retningene til havstrømmer og bølgebevegelser. An advantage achieved with the present invention is that both overpressure and underpressure acting on the device are captured in such a way that a water flow with concentrated energy can be directed towards the turbine blades (10) which are mounted inside the device (1). Another advantage achieved by the present invention is that the device can capture the energy in wave movements and ocean or tidal currents at the same time. A further advantage achieved by the above-mentioned arrangement is that the device works independently of the directions of ocean currents and wave movements.

Et annet karakteristisk trekk med foreliggende oppfinnelse er at den i tillegg til å utnytte energi fra havstrømmer og bølger, samtidig kan utnytte trykkenergi fra vann som befinner seg på et høyere nivå enn innretningen. Dette oppnås ved at innretningen (1) har et separat vanninntak (11) som via en slange kan motta trykkenergi fra vann som befinner seg på et høyere nivå enn innretningen. Another characteristic feature of the present invention is that, in addition to utilizing energy from ocean currents and waves, it can simultaneously utilize pressure energy from water that is at a higher level than the device. This is achieved by the device (1) having a separate water intake (11) which via a hose can receive pressure energy from water that is at a higher level than the device.

Foreliggende oppfinnelse er vist på følgende vedlagte skisser: The present invention is shown in the following attached sketches:

Figur 1 viser innretningen sett i perspektiv Figure 1 shows the device seen in perspective

Figur 2 viser innretningen sett fra siden Figure 2 shows the device seen from the side

Figur 3 viser innretningen sett siden og et snitt igjennom senter av innretningen Figure 3 shows the device seen from the side and a section through the center of the device

Figur 4 viser vanninntaket (4) med styrefinne (5) Figure 4 shows the water intake (4) with guide fin (5)

Figur 5 viser et sidepanel (6) med ventilelementer (2) i lukket posisjon Figur 6 viser et sidepanel (6) med ventilelementer (2) i åpen posisjon Figur 7 viser separat fast montert vanninntak (11) og dreibart vanninntak (4) med styrefinne Figure 5 shows a side panel (6) with valve elements (2) in the closed position Figure 6 shows a side panel (6) with valve elements (2) in the open position Figure 7 shows a separately fixed water inlet (11) and a rotatable water inlet (4) with a guide fin

(5) (5)

Figurene er primært ment for å forklare prinsippet for foreliggende oppfinnelse. Alle nødvendige detaljer er derfor ikke vist. Figurene viser et utførelseseksempel som kan varieres på mange måter. Ventilelementene (2) kan for eks både lages krumme som vist på figurene eller være rette. Videre kan ventilelementene være dreibart opplagret om horisontale akser som vist på figurene eller være dreibart opplagret om vertikale akser, eller akser som er skråstilte i forhold til horisontalplanet. Åpning og lukking av ventilelementene (2) kan skje ved at vanntrykk virker på ventilelementene som vist på figurene eller ved hjelp av forskjellig former for motorer. Videre kan innretning tilpasses mange forskjellige typer turbinblader som kan være montert på forskjellige måter. The figures are primarily intended to explain the principle of the present invention. All necessary details are therefore not shown. The figures show a design example that can be varied in many ways. The valve elements (2) can, for example, be made curved as shown in the figures or be straight. Furthermore, the valve elements can be rotatably supported about horizontal axes as shown in the figures or be rotatably supported about vertical axes, or axes that are inclined in relation to the horizontal plane. Opening and closing of the valve elements (2) can be done by water pressure acting on the valve elements as shown in the figures or with the help of different types of motors. Furthermore, the arrangement can be adapted to many different types of turbine blades which can be mounted in different ways.

Det separate vanninntaket (11) med rør (12), som bare er vist på figur 7, er fast montert til bærestrukturen (3). Vanninntaket (4) med kopling/dreielager (7) kan være dreibart opplagret til bærestrukturen (3) som vist på figur 1-3, eller dreibart opplagret til røret (12) som vist på figur 7. Vanninntaket (4) kan utformes på forskjellige måter for å fange opp mest mulig trykkenergi, for eks. skålformet, eller traktformet. The separate water intake (11) with pipe (12), which is only shown in figure 7, is fixedly mounted to the support structure (3). The water intake (4) with coupling/pivot bearing (7) can be rotatably supported to the support structure (3) as shown in figures 1-3, or rotatably supported to the pipe (12) as shown in figure 7. The water intake (4) can be designed in different ways to capture as much pressure energy as possible, e.g. bowl-shaped, or funnel-shaped.

Det nevnes også at innretningen kan fungere med sidepaneler uten ventilelementer d.v.s. sidepaneler som ikke har muligheter for å slippe igjennom vann montert i forkant på innretningen samtidig med at det ikke er sidepaneler montert i bakkant. Med et slikt arrangement vil funksjonen til innretningen være avhengig av retningen til vannstrømmen. Innretningen (1) kan plasseres på bunnen av hav, sjø og elver eller kan være flytende. Nødvendige flyte- eller oppdriftselementer er ikke vist på figurene. Innretningen kan fortøyes og forankres ved bruk av en eller flere liner. It is also mentioned that the device can work with side panels without valve elements, i.e. side panels that do not allow water to pass through mounted at the front of the device at the same time as there are no side panels mounted at the rear. With such an arrangement, the function of the device will depend on the direction of the water flow. The device (1) can be placed at the bottom of the ocean, sea and rivers or can be floating. Necessary floatation or buoyancy elements are not shown in the figures. The device can be moored and anchored using one or more lines.

Claims (7)

1. Innretning (1) for utvinning av energi fra havstrømmer, bølgebevegelser, tidevannstrømmer, elver, og bekker, samt trykkenergi fra vann som befinner seg på et høyere nivå enn innretningen, som innbefatter en bærestruktur (3), turbinblader (10) og energiomformer (8), karakterisert vedat innretningen (1) er utstyrt med minst et sidepanel (6) arrangert for å åpne og stenge for vann gjennomførsel ved bruk av ventilelementer (2), og minst et vanninntak (4) som er fast eller dreibart koplet til undersiden av innretningen (1) og hvor vanninntaket er trakt- eller skålformet.1. Device (1) for extracting energy from ocean currents, wave movements, tidal currents, rivers, and streams, as well as pressure energy from water located at a higher level than the device, which includes a support structure (3), turbine blades (10) and energy converter (8), characterized in that the device (1) is equipped with at least one side panel (6) arranged to open and close for water passage using valve elements (2), and at least one water inlet (4) which is fixed or rotatably connected to the underside of the device ( 1) and where the water intake is funnel- or bowl-shaped. 2. Innretning (1) ifølge krav 1 karakterisert vedat innretningen er utstyrt med minst et sidepanel (6) med dreibart opplagrede ventilelementer (2), hvor ventilelementene (2) er krumme eller rette, og hvor ventilelementene (2) er dreibart opplagret om horisontale akser, vertikale akser eller akser som er skråstilte i forhold til horisontal planet.2. Device (1) according to claim 1 characterized in that the device is equipped with at least one side panel (6) with rotatably supported valve elements (2), where the valve elements (2) are curved or straight, and where the valve elements (2) are rotatably supported about horizontal axes, vertical axes or axes that are inclined relative to the horizontal plane. 3. Innretning (1) ifølge kravene 1 og 2 karakterisert vedat innretningen er utstyrt med minst et vanninntak (4) som er dreibart montert til undersiden av innretningen (1), og hvor vanninntaket (4) er utstyrt med en platelignende styrefinne (5).3. Device (1) according to claims 1 and 2 characterized in that the device is equipped with at least one water inlet (4) which is rotatably mounted to the underside of the device (1), and where the water inlet (4) is equipped with a plate-like guide fin (5). 4. Innretning (1) ifølge kravene 1 til 3 karakterisert vedat innretningen er utstyrt med minst et sidepanel (6) med ventilelementer (2) som åpnes og lukkes ved hjelp av vanntrykk eller motorer.4. Device (1) according to claims 1 to 3 characterized in that the device is equipped with at least one side panel (6) with valve elements (2) which are opened and closed using water pressure or motors. 5. Innretning (1) ifølge kravene 1 til 4 karakterisert vedat innretningen er utstyrt med et separat vanninntak (11) for tilkopling til slange eller rør, hvor vanninntaket (11) er montert på undersiden eller oversiden av innretningen (1).5. Device (1) according to claims 1 to 4 characterized in that the device is equipped with a separate water inlet (11) for connection to a hose or pipe, where the water inlet (11) is mounted on the underside or the top of the device (1). 6. Innretning (1) ifølge kravene 1 til 5 karakterisert vedat innretningen er utstyrt med ventilelementer (2) som er dreibart montert direkte til sidene på bærestrukturen (3), hvor ventilelementene åpnes og lukkes ved hjelp av vanntrykk eller motorer.6. Device (1) according to claims 1 to 5 characterized in that the device is equipped with valve elements (2) which are rotatably mounted directly to the sides of the support structure (3), where the valve elements are opened and closed using water pressure or motors. 7. Innretning (1) ifølge kravene 1 til 6 karakterisert vedat innretningen i forkant, d.v.s. den siden av innretningen (1) som er utsatt for høyest vanntrykk, er utstyrt med sidepaneler (6) som ikke har muligheter for slippe igjennom vann, samtidig med at innretningen i bakkant har sidepaneler (6) som kan slippe igjennom vann, eller ikke har montert sidepaneler (6) d.v.s. at vanngjennomstrøning ikke er forhindret i bakkant av innretningen.7. Device (1) according to claims 1 to 6 characterized by the device at the front, i.e. the side of the device (1) that is exposed to the highest water pressure is equipped with side panels (6) that do not allow water to pass through, while the rear edge of the device has side panels (6) that can let water through, or does not have mounted side panels (6), i.e. that water penetration is not prevented at the back of the device.