本發(fā)明領(lǐng)域總體上涉及將流體運動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動機械運動以用于產(chǎn)生機械功率或者其他有用的目的的設(shè)備，更為具體地，涉及流體動力水力渦輪，其利用例如河流、溪流、運河、工業(yè)流出物等的流動水來產(chǎn)生機械功率或者其他有用的目的。

背景技術(shù)：
利用水作為能量來源的首次嘗試是通過用于研磨、泵送、和驅(qū)動不同類型的設(shè)備的水輪進行的。一些記述顯示水輪的首次使用是在4000年以前。這些水輪使用車輪上的高程變化來轉(zhuǎn)動輪（如在上射式水輪的情況中），或者使用水的速度來轉(zhuǎn)動輪（如在下射式水輪或者豎直安裝的水輪中）。下射式和豎直安裝的水輪是基于反作用力的原理，其中水力推動戽斗或葉片，從而造成輪轉(zhuǎn)動。通常，這是一種非常低效的能源開采方式。大約在1931年，法國發(fā)明家GeorgesDarrieus提出了使用提升力而非反作用力原理的豎直軸線風(fēng)力渦輪的概念。然而，無論渦輪是以風(fēng)還是水的形式被使用，原理基本相同。實際上，Darrieus類型的風(fēng)力渦輪已被用于豎直軸線流體動力渦輪。最顯著的差異在于，與最初Darrieus風(fēng)力渦輪的打蛋器設(shè)計相反，Darrieus類型的豎直軸線流體動力渦輪使用直葉片。這些Darrieus類型的豎直軸線流體動力渦輪具有一系列氣動成形葉片，這些葉片以同心布置平行于豎直中心軸安裝。各個水翼形葉片通過支撐臂連接至中心軸。該軸將扭矩傳送至發(fā)電機或者其他功率傳輸裝置。這些流體動力渦輪能夠通過被錨定至河底/河邊的漂浮式平臺或者被支撐在河底的結(jié)構(gòu)支撐。雖然這些現(xiàn)有水力渦輪已顯示即將成為潛在可行的技術(shù)，但是因為制造和裝配這些水力渦輪是昂貴的，并且因為這些水力渦輪由于它們的低效率而產(chǎn)生相對少量的功率，所以可在商業(yè)上購買的水力渦輪系統(tǒng)不具有成本效益。此外，這些水力渦輪難于運輸和安裝。另外，尤其在能源開采中，這些水力渦輪效率不太高，并且會對水道流造成顯著阻礙。因此，工業(yè)上需要改進的流體動力水力渦輪系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
公開了流體動力水力渦輪系統(tǒng)，其是對上述現(xiàn)有流體動力渦輪系統(tǒng)的改進。公開的是流體動力水力渦輪系統(tǒng)，其構(gòu)造成被放置在流動的水流中。該流體動力水力渦輪系統(tǒng)以組合的方式包括：框架結(jié)構(gòu)；軸，由框架結(jié)構(gòu)支撐以圍繞軸的水平設(shè)置的中心軸線旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子，固定至軸，并且具有多個隔開的葉片，從而流動的水流使轉(zhuǎn)子圍繞軸的中心軸線轉(zhuǎn)動；以及水下發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動。還公開了一種流體動力水力渦輪系統(tǒng)，其構(gòu)造成被放置在流動的水流中，該流體動力水力渦輪系統(tǒng)以組合的方式包括：框架結(jié)構(gòu)；軸，由框架結(jié)構(gòu)支撐以圍繞軸的水平設(shè)置的中心軸線旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子，固定至軸，并且具有多個隔開的葉片，從而流動的水流使轉(zhuǎn)子圍繞軸的中心軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子包括被固定至軸的縱向隔開的支撐盤，并且葉片在支撐盤之間延伸并且通過支撐盤。葉片通過緊固件固定至支撐盤，緊固件從支撐盤的邊緣延伸并且垂直于葉片的縱向軸線。還公開了一種流體動力水力渦輪系統(tǒng)，其構(gòu)造成被放置在流動的水流中。該水力渦輪系統(tǒng)以組合的方式包括第一流體動力渦輪組件和第二流體動力渦輪組件。第一流體動力渦輪組件包括：一框架結(jié)構(gòu)；一軸，由框架結(jié)構(gòu)支撐以圍繞軸的水平設(shè)置的中心軸線旋轉(zhuǎn)；一轉(zhuǎn)子，固定至軸，并且具有多個隔開的葉片，從而流動的水流使轉(zhuǎn)子圍繞軸的中心軸線轉(zhuǎn)動；以及一水下發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動。第二流體動力渦輪組件包括：一框架結(jié)構(gòu)；一軸，由框架結(jié)構(gòu)支撐以圍繞軸的水平設(shè)置的中心軸線旋轉(zhuǎn)；一轉(zhuǎn)子，固定至軸，并且具有多個隔開的葉片，從而流動的水流使轉(zhuǎn)子圍繞軸的中心軸線轉(zhuǎn)動；以及一水下發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動。第一流體動力渦輪組件和第二流體動力渦輪組件被固定在一起，使得第一流體動力渦輪組件的軸和第二流體動力渦輪組件的軸同軸，并且流動的水使第一流體動力渦輪組件的轉(zhuǎn)子和第二流體動力渦輪組件的轉(zhuǎn)子沿相反的方向轉(zhuǎn)動。根據(jù)上面公開和下述的不同優(yōu)選實施例更為詳細的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見地是，本發(fā)明提供流體動力水力渦輪技術(shù)和領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢。關(guān)于這點尤為顯著的是，本發(fā)明潛在地提供這樣的系統(tǒng)，其運輸和安裝相對容易、生產(chǎn)和裝配相對便宜，并且相對于其尺寸和重量產(chǎn)生相對大量的機械功率和/或電功率。參看下面提供的詳細描述將更好地理解本發(fā)明不同實施例的附加特征和優(yōu)勢。附圖說明參考下列描述和附圖將明白本發(fā)明的這些特征和其它特征，其中：圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水平軸線流體動力水力渦輪系統(tǒng)的立體圖；圖2是圖1的流體動力水力渦輪系統(tǒng)的水力渦輪組件；圖3是圖1的水力渦輪組件的前正視圖；圖4是圖2和圖3的水力渦輪組件的左側(cè)正視圖；圖5是圖2至圖4的水力渦輪組件的俯視圖；圖6是沿圖5的線6-6截取的截面圖；圖7A和圖7B是沿圖3的線7-7截取的截面圖，其示出了適用于在相反方向轉(zhuǎn)動的兩個水力渦輪組件的轉(zhuǎn)子；圖8是沿圖3的線8-8截取的截面圖；圖9是從圖6的線9截取的局部放大圖；圖10是從圖6的線10截取的局部放大圖；圖11是水翼的圖解視圖，其示出幾何特征；圖12是圖2至圖4的水力渦輪組件的中空、填有泡沫的水翼形構(gòu)件的放大橫截面圖；圖13是圖2至圖4的水力渦輪組件的中空、填有泡沫的構(gòu)件的局部放大橫截面圖；圖14是圖13的中空、填有泡沫的構(gòu)件的另一個橫截面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水平軸線流體動力水力渦輪系統(tǒng)的立體圖；圖16是圖15的流體動力水力渦輪系統(tǒng)的浮橋（pontoon）組件中的一個的立體圖，其中相關(guān)的水力渦輪組件位于水面之外的升高位置中；圖17是圖16的浮橋組件的立體圖，其中水力渦輪組件位于降低位置中，從而其位于水下；圖18是圖17的浮橋組件的左側(cè)正視圖；圖19是圖17和圖18的浮橋組件的前正視圖；圖20是圖17到圖19的浮橋組件的俯視圖；圖21是圖17到圖19的浮橋組件的水力渦輪組件的左側(cè)正視圖；圖22是圖21的水力渦輪組件的前正視圖；圖23是圖21和圖22的水力渦輪組件的俯視圖；圖24是圖21到圖23的水力渦輪組件的直接驅(qū)動發(fā)電組件的前正視圖；圖25是圖24的發(fā)電組件的俯視圖；圖26是圖24和圖25的發(fā)電組件的左側(cè)正視圖；圖27是圖24到圖26的發(fā)電組件的示意性前視圖，其示出壓力補償系統(tǒng)；圖28是圖27的壓力補償系統(tǒng)的方塊圖；圖29是圖21到圖23的水力渦輪組件的轉(zhuǎn)子的葉片與支撐盤之間的連接的局部放大立體圖；以及圖30是圖29的連接的端視圖。應(yīng)理解，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)示出本發(fā)明基本原理的不同優(yōu)選特征的一些簡化的表示。如在此公開的流體動力水力渦輪系統(tǒng)的特定設(shè)計特征例如包括不同部件的特定尺寸和形狀可部分地由特別期望的應(yīng)用和使用環(huán)境決定。所示實施例的某些特征相對于其他特征被放大或者變形，從而為有助于觀看和清楚地理解。特別地，例如為了清晰或者說明的目的，薄的特征可被加厚。所有對于方向和位置的標識符，除非另有注明，否則指代附圖中所示的流體動力水力渦輪系統(tǒng)的定向。通常，在圖4和圖8中，上或者向上指代在紙張平面內(nèi)的向上的方向，而在圖4和圖8中，下或者向下指代在紙張平面內(nèi)的向下的方向。另外，通常，前或者向前指代面向水流或者上游的方向，在圖4和圖8中，這是在紙張平面內(nèi)朝向左的方向，并且后或者向后指代背向水流或者下游的方向，在圖4和圖8中，這是在紙張平面內(nèi)朝向右的方向。具體實施方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員（也就是，具有本技術(shù)領(lǐng)域知識或者經(jīng)驗的人員）顯而易見的是，對于在此公開的改進的流體動力水力渦輪系統(tǒng)能夠進行多種使用和設(shè)計變型。下列不同的可替換實施例的詳細描述將說明本發(fā)明的一般原理。適用于其他應(yīng)用的其他實施例對于受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水平軸線流體動力水力渦輪系統(tǒng)10，其構(gòu)造成被放在流動的水流中。所示的流體動力水力渦輪系統(tǒng)10包括兩個水力渦輪組件12，每個水力渦輪組件均具有水平軸線水輪或者轉(zhuǎn)子14，但應(yīng)明白的是，可替換地，流體動力水力渦輪系統(tǒng)10能夠具有任何其他數(shù)量的水力渦輪組件12。所示的第一和第二水力渦輪組件12并排地牢固捆綁或者固定在一起，從而使得第一和第二轉(zhuǎn)子14同軸并且橫向地跨越水流或者溪流（由箭頭16指示）延伸，也就是，基本上垂直于水流16。如下更為詳細地描述的，第一和第二水力渦輪組件12除了其轉(zhuǎn)子14沿相反方向轉(zhuǎn)動之外基本上相同。相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子14導(dǎo)致流體動力水力渦輪系統(tǒng)10的附加的穩(wěn)定性，并且減少了有關(guān)的錨泊/支撐系統(tǒng)的力和扭矩。如圖2至圖10所示，每個所示的水力渦輪組件12均包括：框架結(jié)構(gòu)18；通過軸承22連接至框架結(jié)構(gòu)18的轉(zhuǎn)動水平軸線中心軸20；轉(zhuǎn)子14，轉(zhuǎn)子圍繞軸20的中心軸線24轉(zhuǎn)動（公轉(zhuǎn)，revolve），并且轉(zhuǎn)子包括連接至端部或者支撐盤30的兩組葉片26、28（每個組包括四個等距的葉片），支撐盤被螺栓固定至中心軸20。如下列更為詳細的描述，兩組葉片26、28在配置中錯開以提高效率。所示的框架結(jié)構(gòu)18基本上為矩形的且開口的框架結(jié)構(gòu)，其具有固定在一起的多個豎直構(gòu)件和水平構(gòu)件32、34，從而形成盒狀框架構(gòu)件18。所示的框架構(gòu)件18的尺寸和形狀形成為在水面以下整體地支撐轉(zhuǎn)子14。例如，框架構(gòu)件32、34以例如機械緊固件、焊接等的任何適合的方式被固定在一起。所示的框架構(gòu)件18具有一對橫向隔開的端部組件，每個端部組件包括前豎直構(gòu)件和后豎直構(gòu)件32A、32B、頂部水平構(gòu)件和底部水平構(gòu)件34A、34B（其連接前豎直構(gòu)件和后豎直構(gòu)件32A、32B的頂部和底部）、以及一對豎直隔開的中心水平構(gòu)件34C、34D（其固定至頂部水平構(gòu)件和底部水平構(gòu)件34A、34B之間的前豎直構(gòu)件和后豎直構(gòu)件32A、32B的外側(cè)。如下更為詳細地描述，所示的端部組件還包括一對軸支撐豎直構(gòu)件32C、32D，該對軸支撐豎直構(gòu)件在頂部水平構(gòu)件與底部水平構(gòu)件34A、34B之間延伸，并且位于前豎直構(gòu)件與后豎直構(gòu)件32A、32B之間，從而支撐軸承板組件36。頂部前水平構(gòu)件和底部前水平構(gòu)件34E、34F在端部組件的前豎直構(gòu)件32A之間延伸，并且頂部后水平構(gòu)件和底部后水平構(gòu)件34G、34H在端部組件的后豎直構(gòu)件32B之間延伸。前中心豎直構(gòu)件和后中心豎直構(gòu)件32E、32F在頂部前水平構(gòu)件和底部前水平構(gòu)件34E、34F之間延伸，并且頂部后水平構(gòu)件和底部后水平構(gòu)件34G、34H分別處于端部組件之間的中心位置處。頂部中心水平構(gòu)件和底部中心水平構(gòu)件34I、34J被固定在前中心豎直構(gòu)件和后中心豎直構(gòu)件32E、32F的頂部和底部處。應(yīng)注意的是，框架結(jié)構(gòu)18能夠可替換地具有任何其他適合的構(gòu)造。每個所示的各構(gòu)件32、34均設(shè)計成用于減少框架結(jié)構(gòu)18的阻力系數(shù)。所示的垂直于水流16的方向延伸的構(gòu)件32、34的截面的形狀形成為水翼，從而減少框架結(jié)構(gòu)18的阻力系數(shù)（最佳如圖12所示）。所示的平行于水流16的方向延伸的構(gòu)件32、34具有基本上呈子彈形的端部，從而減少框架結(jié)構(gòu)18的阻力系數(shù)（最佳如圖13和圖14所示）。應(yīng)注意的是，構(gòu)件32、34中的所有構(gòu)件或者僅有一部分構(gòu)件能夠按這種方式成形，并且可替換地能夠使用任何其他適合的形狀，但是對減少框架結(jié)構(gòu)的阻力系數(shù)具有較少益處或者沒有益處。圖11示出翼型（airfoil，機翼）或者水翼（hydrofoil）的橫截面，所述橫截面的形狀使得當(dāng)流體沿從前緣到后緣的方向流過時導(dǎo)致所期望的氣動效應(yīng)。水翼的中弧線（meancamberline）為當(dāng)垂直于中弧線自身測量時介于隔開的上部表面與下部表面之間一半處的點軌跡。中弧線的最前點和最后點分別為前緣和后緣。連接前緣和后緣的直線為水翼的弦線，并且簡單地，沿弦線測量的從前緣到后緣的距離表示翼型的弦C。翼型的厚度是垂直于弦線測量的從上表面到下表面的距離，并且該厚度沿著弦隨距離而變化。最大厚度、以及沿弦出現(xiàn)最大厚度的位置處為翼型的重要設(shè)計特征。彎度（camber）是垂直于弦線測量的中弧線與弦線之間的最大距離。通常，最大厚度和彎度均被表示為弦長的百分比；例如，12%厚度的翼型的最大厚度等于0.12c。NationalAdvisoryCommitteeforAeronautics（國家航空咨詢委員會）（NACA）已研制出標準化的翼型或者水翼輪廓，并且使用四位數(shù)數(shù)字識別系統(tǒng)。NACA四位數(shù)數(shù)字識別通過下列方法定義輪廓：（1）第一位數(shù)，將最大彎度描述為弦長的百分比；（2）第二位數(shù)，其以弦的百分之幾十來描述最大彎度處與翼型前緣的距離；以及第三和第四位數(shù)將翼型的最大厚度描述為弦的百分比。例如，圖11示出NACA2412翼型，其具有位于從前緣40%（0.4弦）處的最大彎度為2%，其中最大厚度為弦的12%。默認情況下，四位數(shù)字系列的翼型在從前緣在弦長的30%位置處具有最大厚度。圖12示出對稱的NACA0015翼型，在識別系統(tǒng)中，00指示翼型無彎度。該識別系統(tǒng)中的15表示翼型的厚度與弦長的比率為15%：翼型厚度為其長度的15%。水翼上的水流能夠?qū)е滤砩系臍鈩恿Γ繂挝豢缍龋?。相對（relative，相關(guān)）水流為遠在水翼前面的自由流速度的大小和方向。弦線與相對水流之間的角度被定義為水翼的迎角。通過定義，氣動力的垂直于相對水流的分量為提升力（lift），而氣動力的平行于相對水流的分量為阻力。水翼可以被看到為通過垂直于水翼的軸線支撐，并且通過水翼上的任何點起作用。水翼具有圍繞該軸線扭轉(zhuǎn)的趨勢；也就是，存在施加于水翼上的空氣動力力矩。提升力主要是水翼的形狀和迎角的函數(shù)，彎度越大且迎角越大，則提升力就越大。因此，橫截面為水翼形狀的構(gòu)件的形狀形成為提供期望的效果。如圖12所示，所示的垂直于水流延伸的構(gòu)件32、34具有NACA0015的水翼形狀，從而減小框架結(jié)構(gòu)18的阻力系數(shù)。當(dāng)該對稱的水翼以零迎角被放置在流體中時，該水翼使阻力最小化，并且基本上不會形成提升力。應(yīng)注意的是，根據(jù)所期望的氣動效果，可替換地，這些構(gòu)件32、34的水翼形狀能夠是任何其他適合的形狀。如下更為詳細的描述，當(dāng)這些構(gòu)件32、34與葉片26、28具有相同的輪廓時，葉片26、28和構(gòu)件32、34的輪廓的通用性允許易于大規(guī)模生產(chǎn)流體動力水力渦輪系統(tǒng)10的重要部分。如圖13和圖14所示，所示的平行于水流16延伸的構(gòu)件34能夠具有正方形的橫截面，并且具有基本上子彈形狀的端部，從而減小框架結(jié)構(gòu)18的阻力系數(shù)。圖2至圖4所示的構(gòu)件34包括圓管，圓管具有附接至其端部的子彈形狀端帽38。端帽38能夠以任何合適的方式固定至管。例如，端帽38能夠由任何合適的材料形成，例如能夠由塑料模制形成。應(yīng)注意，這些構(gòu)件34能夠根據(jù)期望的氣動效果而可替換地具有任何其他合適的形狀，并且能夠以任何其他所期望的方式形成，例如整體式單件部件。為了減輕重量，每個所示的構(gòu)件32、34均為中空的并且包含鋁，但應(yīng)注意的是，例如，可替換地，構(gòu)件32、34能夠是實心的和/或包含任何其他合適的材料，例如碳纖維復(fù)合材料，但是這樣可能將導(dǎo)致較笨重和/或較昂貴的結(jié)構(gòu)18。所示的構(gòu)件32、34為中空的擠壓件，但是應(yīng)注意，可替換地，構(gòu)件32、34能夠以任何其他合適的方式形成，但是這樣可能將導(dǎo)致較笨重和/或較昂貴的結(jié)構(gòu)18。所示的水翼形中空鋁擠壓件提供內(nèi)部支架或者肋條40，以增加強度。所示的構(gòu)件32、34的中空部分或者空腔填充有泡沫材料42，從而增加框架結(jié)構(gòu)18的浮力。例如，泡沫材料42能夠是任何合適的材料，例如，泡沫塑料材料等等。應(yīng)注意，如果需要，在需要較小量的浮力或者無需浮力的應(yīng)用中，在一些或者所有構(gòu)件32、34中能夠除去泡沫材料。所示的轉(zhuǎn)子軸20由框架結(jié)構(gòu)18支撐，以便軸20圍繞軸20的水平設(shè)置的的中心軸線24旋轉(zhuǎn)。軸20定向成橫向地跨越框架結(jié)構(gòu)18而在軸承板組件36之間延伸，使得轉(zhuǎn)子軸20垂直于水流16。所示的轉(zhuǎn)子軸20由適于海洋使用的一對石墨套管軸承22支撐。所示的套筒軸承22由位于框架結(jié)構(gòu)18的橫向端部處的軸承板組件36保持，從而支撐轉(zhuǎn)子軸20的端部。套筒軸承22優(yōu)選是水潤滑的。所示的軸20為實心鋁圓桿，但是可替換地能夠使用任何其他合適的構(gòu)造和/或材料。所示轉(zhuǎn)子14具有第一、第二、和第三支撐盤30，這些支撐盤剛性地固定至軸20并且沿軸20長度縱向地隔開。例如，支撐盤30能夠以任何合適的方式剛性地固定至軸20，例如機械緊固件、焊接等。包括四個隔開的葉片的第一組葉片26在第一和第二支撐盤30之間延伸，并且圍繞軸20等距地且周向地隔開。第二組隔開的葉片28在第二和第三支撐盤30之間延伸，并且圍繞軸20等距地且周向地隔開。所示的轉(zhuǎn)子14具有位于支撐盤30之間的每個間隙內(nèi)的四個葉片26、28，但是可替換地能夠使用任何其他合適數(shù)量的葉片26、28和/或支撐盤30。第一組葉片26和第二組葉片28錯開，以便面向水力渦輪組件12觀看時，每組均具有位于彼此之間的葉片。所示的第一組葉片26相互成90度隔開，并且所示的第二組葉片28相互成90度隔開，但是第二組葉片28與第一組葉片26偏置45度（最佳如圖7A和7B所示）。第一和第二組葉片26、28之間的這種偏置允許轉(zhuǎn)子14平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，因為幾乎總是有葉片26、28在正確的位置處來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子14。所示的葉片26、28剛性地固定至支撐盤30，從而防止其間的相對運動。葉片26、28能夠以任何合適的方式被固定至支撐盤30，例如，通過焊接等等。應(yīng)注意的是，轉(zhuǎn)子14能夠可替換地具有任何其他合適的構(gòu)造。所示的轉(zhuǎn)子葉片26、28具有水翼形狀的橫截面。如圖12所示，所示的葉片26、28具有NACA0015的水翼形狀。應(yīng)注意的是，根據(jù)期望的氣動效果，葉片的水翼形狀能夠可替換地為任何其他適合的形狀和/或定向。應(yīng)注意的是，隨著葉片26、28圍繞軸20的中心軸線24轉(zhuǎn)動，葉片26、28的迎角連續(xù)地變化。最佳如圖7A和7B所示，第一和第二水力渦輪組件12的葉片26、28面向相反的方向，從而轉(zhuǎn)子14沿相反的方向轉(zhuǎn)動。為了減少重量，每個所示的葉片26、28均是中空的并且包含鋁，但應(yīng)注意的是，葉片26、28可替換地能夠是實心的和/或包含任何其他合適的材料，例如，諸如碳纖維復(fù)合材料，但是這樣將導(dǎo)致較笨重的葉片26、28。所示葉片26、28為中空擠壓件，但是應(yīng)注意的是，葉片26、28可替換地能夠以任何其他合適的方式形成，但是這樣可能將導(dǎo)致較笨重和/或較昂貴的結(jié)構(gòu)。所示的中空鋁擠壓件提供內(nèi)部支架或者肋條40，以增加強度。所示的葉片26、28的中空部分或者空腔填充有泡沫材料42以增加葉片26、28的浮力，以便易于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子14。泡沫材料42能夠是任何合適的泡沫材料，例如，諸如泡沫塑料材料等等。當(dāng)葉片26、28為擠壓鋁、有內(nèi)部支架、以及填充有泡沫時，它們所提供的重量減少、并且浮力增加，同時使結(jié)構(gòu)強度最大化。所示的框架結(jié)構(gòu)18還包括用于發(fā)電機組件（電功率產(chǎn)生組件）46的支撐平臺44，其中發(fā)電機組件通過由轉(zhuǎn)子14產(chǎn)生的機械功率驅(qū)動。發(fā)電機組件46能夠是任何合適的類型。應(yīng)注意的是，發(fā)電機組件46可替換地能夠用可通過由轉(zhuǎn)子14產(chǎn)生的機械能操作的任何其他合適的輸出裝置替代，例如泵等。所示的支撐平臺44位于框架結(jié)構(gòu)18的頂部，從而安裝在支撐平臺44上的發(fā)電機組件46能夠被放置在水面上方。所示的支撐平臺44還鄰接框架結(jié)構(gòu)18的橫向端部，以便機械功率傳輸組件48能夠從軸20的端部豎直地延伸至支撐平臺44的端部。所示的機械功率傳輸組件48包括鏈和鏈輪系統(tǒng)，所述鏈和鏈輪系統(tǒng)具有剛性地固定至轉(zhuǎn)子軸20端部的第一鏈輪50、剛性地固定至發(fā)電機組件46的軸的第二鏈輪52、以及操作地連接鏈輪50、52的鏈54，以便轉(zhuǎn)子軸20的轉(zhuǎn)動使發(fā)電機組件46轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電。應(yīng)注意，機械功率傳輸組件48能夠是任何其他合適的類型，但是將可能增加水力渦輪組件12的成本和復(fù)雜性。在操作中，流體動力水力渦輪組件12并排地剛性地捆綁或者固定在一起，以便第一和第二轉(zhuǎn)子14同軸，并且橫向地跨越水流16延伸，也就是，基本上垂直于水流16延伸?？蚣芙Y(jié)構(gòu)18被放置在水內(nèi)，以便轉(zhuǎn)子14被完全浸沒，但是發(fā)電機組件46位于水位上方。當(dāng)水流經(jīng)過開口框架結(jié)構(gòu)18和轉(zhuǎn)子14，轉(zhuǎn)子14由于流動的水而沿相反的方向轉(zhuǎn)動。連接至轉(zhuǎn)子軸20的機械功率傳輸組件48驅(qū)動發(fā)電機組件46，從而通過流動的水產(chǎn)生的機械功率而產(chǎn)生電。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的水平軸線流體動力水力渦輪系統(tǒng)110，其構(gòu)造成被放置在流動的水流16中。所示的流體動力水力渦輪系統(tǒng)110包括兩個浮橋組件112，每個浮橋組件用于支撐一流體動力水力渦輪組件114，其通過錨泊線118被錨泊在運河116中。所示的浮橋組件112并排地捆綁或者固定在一起，以便水力渦輪組件114同軸并且橫向地跨越河流或者水流16延伸，也就是，基本上垂直于水流16延伸。應(yīng)注意，如果需要，能夠以模塊并排的方式添加附加的浮橋組件112。如上面對于第一實施例更為詳細地描述的，所示的第一和第二水力渦輪組件114除了它們的轉(zhuǎn)子沿相反的方向轉(zhuǎn)動之外基本上相同。相反轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子形成流體動力水力渦輪系統(tǒng)110的附加的穩(wěn)定性，并且減少了相關(guān)錨泊系統(tǒng)上的力和扭矩。圖16到圖20示出了所示的流體動力水力渦輪系統(tǒng)110的浮橋組件112。應(yīng)注意的是，僅詳細地描述其中一個浮橋組件112，因為所示的浮橋組件112除了沿相反的方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子之外是相同的。每個所示的浮橋組件112均包括一對橫向隔開的浮橋122、連接至浮橋122的支撐結(jié)構(gòu)124、水力渦輪組件114、用于支撐升降機128的升降結(jié)構(gòu)126以用于將水力渦輪升高到水外（最佳如圖16所示）以及將水力渦輪組件114降低至水中（最佳如圖17所示）。浮橋122能夠是用于浮在水面并且用于支撐浮橋組件112的其它部件的任何合適的類型。所示的支撐結(jié)構(gòu)124包括支撐件130，支撐件將浮橋122以隔開一段距離的方式連接在一起，以便水力渦輪組件114能夠在浮橋122之間被升高和降低。在支撐件130上設(shè)置有圍繞用于升高和降低水力渦輪組件114的開口的覆板或者鋪板132，并且圍繞覆板132設(shè)置有扶手欄桿134。所示的升降結(jié)構(gòu)126圍繞所述開口從支撐件130向上延伸，并且在開口上方支撐升降梁136。所示的升降機128包括升降繩138，升降繩通過位于升降梁136上的滑輪140延伸至水力渦輪組件114，從而在升起位置與降低位置之間升高和降低水力渦輪組件114，其中在升高位置中，水力渦輪組件114位于水外（最佳如圖16所示），而在降低位置中，水力渦輪組件114位于水下（最佳如圖17所示）。升降機128能夠使任何合適的類型，并且可替換地能夠按其他合適的方式構(gòu)造。最佳如圖21至圖23所示，每個所示的水力渦輪組件114包括框架結(jié)構(gòu)142、直接驅(qū)動發(fā)電機組件144、以及第一和第二同軸轉(zhuǎn)子146、148，第一和第二同軸轉(zhuǎn)子位于發(fā)電機組件144的相對側(cè)面上，并且每個轉(zhuǎn)子均具有轉(zhuǎn)動的水平軸線中心軸150。每個所示的軸150具有外端和內(nèi)端，其中外端通過軸承組件152連接至框架結(jié)構(gòu)142，內(nèi)端直接連接至發(fā)電機組件144的軸154。每個轉(zhuǎn)子146、148圍繞軸150的水平的、橫向延伸的中心軸線156轉(zhuǎn)動，并且包括一組連接至支撐盤160的端部的四個等距隔開的葉片158，所述支撐盤被螺栓固定至中心軸150。如對于上述本發(fā)明的第一實施例所述的，兩個轉(zhuǎn)子146、148的葉片158在構(gòu)造中錯開以提高效率。所示的框架結(jié)構(gòu)142基本上成矩形的且開口的框架結(jié)構(gòu)，其具有圍繞發(fā)電機組件144的多個緊固在一起的豎直構(gòu)件和水平構(gòu)件162、164，從而形成盒狀框架結(jié)構(gòu)。所示框架結(jié)構(gòu)142的尺寸和形狀形成為在水面下方整體支撐發(fā)電機組件144和轉(zhuǎn)子146、148。構(gòu)件162、164可以任何適合的方式固定在一起，例如機械緊固件、焊接等。所示的框架結(jié)構(gòu)142包括矩形的盒狀結(jié)構(gòu)166、168，這些盒狀結(jié)構(gòu)固定至發(fā)電機組件144的框架170的頂部和底部。發(fā)電機組件144的框架170提供至少一個附接構(gòu)件172，例如，諸如附接有升降繩138的孔眼（eye），從而通過升降機128升高和降低框架結(jié)構(gòu)142。前底部水平框架構(gòu)件和后底部水平框架構(gòu)件164A和164B橫向地延伸通過底部盒狀結(jié)構(gòu)168并且固定至該底部盒狀結(jié)構(gòu)。前中間水平框架構(gòu)件和后中間水平框架構(gòu)件164C、164D延伸通過頂部盒狀結(jié)構(gòu)166并且固定至該頂部盒狀結(jié)構(gòu)。前頂部水平框架構(gòu)件和后頂部水平框架構(gòu)件164E、164F在中間水平框架構(gòu)件164C、164D上方隔開，從而形成框架結(jié)構(gòu)142的頂部。左前豎直構(gòu)件和右前豎直構(gòu)件162A、162B豎直地連接前頂部水平框架構(gòu)件、前中間水平框架構(gòu)件和前底部水平框架構(gòu)件164A、164C、164E的端部，并且左后豎直構(gòu)件和右后豎直構(gòu)件162C、162D豎直地連接后頂部水平框架構(gòu)件、后中間水平框架構(gòu)件和后底部水平框架構(gòu)件164B、164D、164F的端部。豎直隔開的水平框架構(gòu)件164G、164H、164I、164J、164K、164L沿向前-向后的方向延伸，并且在底部水平構(gòu)件、中間水平構(gòu)件和頂部水平構(gòu)件164A、164B、164C、164D、164E、164F處被固定至豎直構(gòu)件162A、162B、162C和162D。在底部水平構(gòu)件和中間水平構(gòu)件164G、164H、164I、164J之間為一對豎直隔開的水平支撐構(gòu)件164M、164N、164O、164P，所述豎直隔開的水平支撐構(gòu)件沿向前和向后方向延伸并且被固定至框架結(jié)構(gòu)142的左側(cè)和右側(cè)上的前豎直構(gòu)件和后豎直構(gòu)件162A、162B、162C、162D。在水平支撐構(gòu)件164M、164N、164O、164P之間延伸的是軸承組件152。傾斜的交叉構(gòu)件174A、174B從豎直構(gòu)件162A、162B、162C和162D的頂部延伸至頂部盒狀結(jié)構(gòu)166。應(yīng)注意，框架結(jié)構(gòu)142可替換地能夠具有任何其他合適的構(gòu)造。如上面對于第一實施例所述的，每個所示的各構(gòu)件162、164、174被設(shè)計成用于減小框架結(jié)構(gòu)142的阻力系數(shù)。應(yīng)注意的是，構(gòu)件162、164、174中的所有構(gòu)件或者僅有一部分構(gòu)件可按這樣的方式成形，并且可替換地能夠使用任何其他合適的形狀，但是對于減小框架結(jié)構(gòu)142的阻力系數(shù)具有較少益處或者無益處。如上面對于第一實施例所述的，為了減少重量，每個所示構(gòu)件162、164、174為中空鋁擠壓件，但是應(yīng)注意的是，構(gòu)件162、164、174可替換地能夠是實心的和/或包含任何其他合適的材料，例如，諸如碳纖維復(fù)合材料，但是這可能將導(dǎo)致較笨重和/或較昂貴的結(jié)構(gòu)。如上面對于第一實施例所述的，所示構(gòu)件162、164、174的中空部分或者空腔填充有泡沫材料，從而增加框架結(jié)構(gòu)的浮力。應(yīng)注意，如果需要，在需要較小量浮力或者無需浮力的應(yīng)用中，在一些或者所有構(gòu)件162、164、174中能夠除去泡沫材料。最佳如圖24和圖28所示，發(fā)電機組件144包括水下的、直接驅(qū)動、低速高輸出的發(fā)電機176，該發(fā)電機將轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子146、148的機械能轉(zhuǎn)換成電能，并且發(fā)電機能夠是任何合適的發(fā)電機類型，例如，諸如徑向間隙發(fā)電機或者軸向間隙發(fā)電機。所示發(fā)電機176被構(gòu)造為直接驅(qū)動式發(fā)電機。也就是，直接驅(qū)動式發(fā)電機176不包括用于提高發(fā)電機軸154的轉(zhuǎn)動速度的齒輪箱、齒輪等。因此，直接驅(qū)動式發(fā)電機176以與轉(zhuǎn)子146、148相同的速率轉(zhuǎn)動，并且相對較大以便從轉(zhuǎn)子146、148的運動產(chǎn)生足夠的電。所示發(fā)電機176以在大約60RPM和大約80RPM之間的低速操作，并且優(yōu)選速度為大約70RPM，并且具有35KW或者更大的高輸出。所示發(fā)電機組件144還構(gòu)造成在整體被浸沒水面下方的同時進行操作。所示發(fā)電機組件144具有用于發(fā)電機176的密封的且加壓的外殼178。為發(fā)電機軸154提供密封件180，其中發(fā)電機軸154橫向延伸出外殼178的兩側(cè)之外。外殼178內(nèi)部被加壓，并且包括壓力補償系統(tǒng)182，從而將外殼178內(nèi)的壓力維持得比圍繞外殼178的水的壓力高。隨著外殼178周圍的水壓增加，壓力補償系統(tǒng)182的薄膜開關(guān)或者閥184自動地允許被加壓的流體（例如，壓縮空氣）進入外殼178內(nèi)部，從而將內(nèi)部壓力維持得高于周圍的水壓。能夠以任何合適的方式提供加壓流體，例如，位于外殼內(nèi)的加壓罐、位于外殼外部、或者水面下方、或者水面上方的并且操作地連接至外殼的加壓罐、位于水面上方并且操作地連接至外殼的泵或者壓縮機、或者位于水面下方的且操作地提供待被壓縮的流體源的泵或者壓縮機。即使當(dāng)軸密封180開始磨損，外殼178內(nèi)的較高壓力也可防止水泄漏至外殼178中。雖然所示發(fā)電機176自然地可通過周圍的水冷卻，但是如果需要，能夠包括主動冷卻系統(tǒng)。如上面對于本發(fā)明第一實施例所述的，每個所示水力渦輪組件114具有左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子146、148，左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子除了葉片158在構(gòu)造中為了提高效率而錯開之外是相同的。因此，僅詳細描述轉(zhuǎn)子146、148中的一個。所示轉(zhuǎn)子軸150被支撐于框架結(jié)構(gòu)142的發(fā)電機組件軸154與軸承組件152之間，以便軸150圍繞軸150的水平設(shè)置的中心軸線156轉(zhuǎn)動。軸150被定向為在框架結(jié)構(gòu)軸承組件152與發(fā)電機組件軸154之間橫向延伸，以便轉(zhuǎn)子軸150垂直于水流16。軸150的內(nèi)端設(shè)置有輪轂186，該輪轂固定至發(fā)電機組件軸154的輪轂188，從而轉(zhuǎn)動地支撐軸150的內(nèi)端。所示軸承組件152包括適于海洋使用的石墨套管軸承，該套管軸承轉(zhuǎn)動地支撐軸150的外端。該套管軸承優(yōu)選是水潤滑的。所示軸150為實心鋁圓桿，但是可替換地能夠使用任何其他合適的構(gòu)造和/或材料。所示的轉(zhuǎn)子146、148具有第一支撐盤和第二支撐盤160A、160B，第一支撐盤和第二支撐盤剛性固定至軸150并且沿著軸150的長度縱向地隔開。所示支撐盤160A、160B通過輪轂190剛性地固定至軸150，但是能夠以任何合適的方式剛性地固定至軸150，例如，機械緊固件、焊接等等。所示的包括四個隔開的葉片的一組葉片158在第一和第二支撐盤160A、160B之間延伸并且延伸通過第一和第二支撐盤，并且圍繞軸150等距地且周向地隔開。所示轉(zhuǎn)子146、148具有位于兩個支撐盤160A、160B之間的四個葉片158，但是可替換地能夠使用任何其他合適數(shù)量的葉片158和/或支撐盤160A、160B。所示葉片158彼此隔開90度。最佳如圖29和圖30所示，所示葉片158延伸通過支撐盤160A、160B中的開口192，并且通過銷形式的緊固件194剛性地固定至支撐盤160A、160B，從而防止二者之間的相對運動。所示銷194從支撐盤160A、160B的邊緣196延伸，并且基本上垂直于葉片158的縱向軸線198。由于延伸超過支撐盤160A、160B所增加的葉片面積，以這樣的方式將葉片158固定至支撐盤160A、160B減少了連接的壓力，并且增加了功率。應(yīng)注意，葉片158可替換地能夠以任何其他合適的方式被固定到支撐盤。應(yīng)注意，轉(zhuǎn)子146、148可替換地能夠具有任何其他合適的構(gòu)造。如上面對于第一實施例所述的，所示轉(zhuǎn)子葉片158具有水翼形狀的橫截面。為了減少重量，每個所示轉(zhuǎn)子葉片158為中空的，并且包括鋁擠壓件，但是應(yīng)注意，葉片158可替換地能夠是實心的和/或包含任何其他合適的材料，例如，碳纖維復(fù)合材料，但是這將導(dǎo)致較笨重的葉片。如上面對于第一實施例所述的，所示葉片158的中空部分或者空腔填充有泡沫材料，以便增加葉片158的浮力，從而易于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子146、148。在操作中，浮橋組件112并排地剛性地捆綁或者固定在一起，以便兩個水力渦輪組件114的轉(zhuǎn)子146、148同軸并且橫向地跨越水流16延伸，也就是，基本上垂直于水流16延伸。借助于升降機128，水力渦輪組件114被降低至水中，以便轉(zhuǎn)子146、148和發(fā)電機組件144均完全被浸沒。當(dāng)水流通過開口框架結(jié)構(gòu)142和轉(zhuǎn)子146、148時，兩個水力渦輪組件114的轉(zhuǎn)子146、148由于流動的水而沿相反的方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子146、148直接驅(qū)動發(fā)電機組件144，從而通過流動的水產(chǎn)生的機械功率而產(chǎn)生電。上述實施例和變型的任何特征或者屬性均能夠按需要與上述實施例和變型的許多其他特征和屬性組合使用。根據(jù)上述公開將明白的是，本發(fā)明提供改進的流體動力渦輪系統(tǒng)，因為相反轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子減少了系統(tǒng)上的扭矩，因此能夠使用簡化的錨泊和浮力裝置。同時，通過使用水平轉(zhuǎn)動軸線，能夠使用套管軸承，并且能夠使用簡單的驅(qū)動傳動系機構(gòu)或者能夠使用直接驅(qū)動構(gòu)造。此外，通過減少重量和增加葉片浮力，需要較低的流速來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。此外，通過減少框架結(jié)構(gòu)在水流內(nèi)的阻力，在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生較少的力，以便從而其能夠較輕，并且能夠降低對水流的負面影響，因此減少對環(huán)境的影響。能夠具有重量相對輕的組件使得可減少成本、增加效率、能夠使系統(tǒng)更加易于運輸和裝配，并且允許用較小的力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，從而系統(tǒng)產(chǎn)生相對于其尺寸和重量來說相對大量的電?？梢岳斫獾氖?，每個轉(zhuǎn)子和框架組件將重約3000磅，并且以2m/s產(chǎn)生大約20KW的機械功率，從而所述充分說明的具有兩個水力渦輪組件的流體動力水力渦輪系統(tǒng)將重約6000磅，并且以2m/s產(chǎn)生大約40KW的機械功率。根據(jù)上述公開和對某些優(yōu)選實施例的詳細描述將明白的是，在不偏離本發(fā)明的真實范圍和精神的情況下，能夠進行不同更改、添加和其他可替換實施例。選擇和描述上述實施例是為了更好地說明本發(fā)明原則及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)⒈景l(fā)明用于不同實施例，其中不同的實施例適于特定用途。當(dāng)根據(jù)公平、合法、以及公正的權(quán)利所享有的利益進行解釋時，所有此類更改和改變均在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。