本發(fā)明涉及用于從流動(dòng)液體如潮汐流中汲取能量的轉(zhuǎn)子。技術(shù)背景流動(dòng)流體因其運(yùn)動(dòng)而擁有動(dòng)能。自然產(chǎn)生的流體流動(dòng)可以在潮汐流、海岸或海洋潮流、河流、熱氣流、空氣流以及其他流體流動(dòng)中找得到。流體流動(dòng)也可以直接或間接地人為產(chǎn)生。例如，將阻礙物設(shè)置在自然產(chǎn)生的流體流動(dòng)中如河流中的大壩，就可以在上游或下游得到二級(jí)流體流動(dòng)。流體流動(dòng)可以通過(guò)在管道中或通過(guò)機(jī)器運(yùn)送流體而產(chǎn)生，如安裝于火車、船或汽車的流體系統(tǒng)中的流體流動(dòng)。氣體流如空氣流的能量轉(zhuǎn)化，如風(fēng)能，已經(jīng)是比較發(fā)達(dá)的技術(shù)。很多特殊設(shè)計(jì)的渦輪已經(jīng)用來(lái)從風(fēng)中汲取能量。然而，液體流中的潛在能量水平要遠(yuǎn)高于氣體流，因?yàn)橛误w密度一般要更高些。例如，在潮汐流中，盡管一般速度在1.5～2.5m/s的范圍中，但也會(huì)產(chǎn)生超過(guò)5m/s的流速。假使海水的密度是大約1000kg/m3，那么潮汐流的能量密度一般可以是大約4000W/m2。相比較而言，空氣的密度是大約1.2kg/m3，從而這種速率的風(fēng)的能量密度一般是大約5W/m2，這個(gè)數(shù)值是比對(duì)應(yīng)的潮汐流的能量密度小大約800倍。因此需要一種改進(jìn)的裝置來(lái)從流動(dòng)液體如潮汐流中汲取能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
從第一方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種從雙向流體流中汲取能量的轉(zhuǎn)子裝置，該轉(zhuǎn)子裝置包括安裝來(lái)用于繞著轉(zhuǎn)軸線并沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子具有沿著該轉(zhuǎn)軸線的方向遞減的螺距的至少一個(gè)螺旋葉片，以及安裝來(lái)用于繞著同樣的轉(zhuǎn)軸線并沿相反轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子具有沿著該轉(zhuǎn)軸線的同樣方向遞減的螺距的至少一個(gè)螺旋葉片，其中從該第一轉(zhuǎn)子出來(lái)的流體傳遞給該第二轉(zhuǎn)子。因?yàn)槁菪~片的螺距沿著一個(gè)方向遞減，每個(gè)轉(zhuǎn)子擁有從較大的螺距端朝向較小的螺距端的適宜的流動(dòng)方向。流體沿著與縱軸平行的方向進(jìn)入并且朝向較大螺距端前進(jìn)時(shí)會(huì)遇到較小的阻力并且會(huì)被平緩地導(dǎo)引進(jìn)入該轉(zhuǎn)子。在流體流經(jīng)螺旋葉片時(shí)，減少的螺距確保有效地從流體中汲取能量。流體還可以沿著與縱軸平行的方向流動(dòng)并且朝向不是優(yōu)選的方向前進(jìn)，但是能量汲取會(huì)不是最 適宜的，因?yàn)樵诔跏蓟瘯r(shí)將進(jìn)來(lái)的流體流與有角度的轉(zhuǎn)子葉片對(duì)齊時(shí)，大量的能量會(huì)損失掉。因此，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子都設(shè)計(jì)成具有優(yōu)選的流動(dòng)方向。在流動(dòng)方向倒置的情形下，現(xiàn)有技術(shù)中的裝置可能會(huì)設(shè)置有重新與新的流動(dòng)方向?qū)R的裝置，例如流體安裝器或流體中的栓浮，或通過(guò)一些裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)葉片角度的變化。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)子裝置是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，從而一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括具有該轉(zhuǎn)子裝置的發(fā)電機(jī)，例如用潮汐流來(lái)發(fā)電的發(fā)電機(jī)。上述二級(jí)雙向轉(zhuǎn)子源自這種非顯而易見(jiàn)的設(shè)想的實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)流體進(jìn)入雙向螺旋槳的轉(zhuǎn)子中時(shí)，流體會(huì)獲得縱向和徑向的分量而這種徑向的分量會(huì)適合于使其進(jìn)入另外的雙向螺旋槳轉(zhuǎn)子的較小螺距端，當(dāng)這兩個(gè)轉(zhuǎn)子具有沿著同樣的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片并且伴隨著遞減的螺距時(shí)（即兩個(gè)轉(zhuǎn)子都具有順時(shí)針葉片并且螺距遞減或兩個(gè)轉(zhuǎn)子都具有逆時(shí)針葉片并且螺距遞減）。從而，在該第二轉(zhuǎn)子中，流體流動(dòng)的方向可以從較小螺距端進(jìn)入并且朝向較大螺距端流動(dòng)。產(chǎn)生的能量汲取會(huì)與初始的情況相同，但是相反地，流體只會(huì)帶有縱向分量離開(kāi)該轉(zhuǎn)子。因?yàn)檫@兩個(gè)轉(zhuǎn)子沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)并且彼此相對(duì)，流體可以沿著相反的方向流動(dòng)而得到同樣的結(jié)果。從而，本發(fā)明這方面的二級(jí)轉(zhuǎn)子使得從沿著轉(zhuǎn)軸線的兩個(gè)方向流動(dòng)的流體中汲取能量成為可能，并且不影響能量產(chǎn)出的級(jí)別。優(yōu)選的實(shí)施例是用于從潮汐流中汲取能量的轉(zhuǎn)子裝置，優(yōu)選地用于產(chǎn)生電能，其中該轉(zhuǎn)子裝置完成潮汐渦輪的功能。本發(fā)明從而采取潮汐渦輪的形式并包括該轉(zhuǎn)子裝置。因?yàn)榇蚱嚨囊?guī)則的前后或上下運(yùn)動(dòng)，合適的雙向液體流也可以得以產(chǎn)生。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該第一和/或第二轉(zhuǎn)子在該轉(zhuǎn)子裝置的進(jìn)口或出口端具有開(kāi)口以用于流體的軸向流動(dòng)。從而，該開(kāi)口垂直于該轉(zhuǎn)子裝置的轉(zhuǎn)軸線并且葉片優(yōu)選地構(gòu)造成接收或排出沿著大致軸向的方向流動(dòng)的流體，可選擇地是沿著單一的軸向方向。從而在該進(jìn)口和出口端的較大螺距主要或唯一接收軸向流體，從而提高了效率。優(yōu)選地，該第一以及第二轉(zhuǎn)子在它們的相反端具有開(kāi)口，這些開(kāi)口不是設(shè)置用于單一的軸向流，相反，它們可以適合于接收或排出流動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)具有徑向分量的流體。該徑向流動(dòng)分量是有用的，因?yàn)檗D(zhuǎn)子葉片的兩相反端具有較小螺距，這樣兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的流動(dòng)在當(dāng)該流動(dòng)具有徑向分量以及軸向分量時(shí)是最有效的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)該流體流動(dòng)只有徑向分量而沒(méi)有軸向分量時(shí)，其不允許流體從該轉(zhuǎn)子的任意的開(kāi)口流動(dòng)。優(yōu)選地，該第一和第二轉(zhuǎn)子具有同樣直徑的相反端。該第一和/或第二轉(zhuǎn)子可以是柱形轉(zhuǎn)子并具有由柱形螺旋形成的葉片。然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，該第一和/或第二轉(zhuǎn)子具有的葉片是由一個(gè)表面在內(nèi)側(cè)和外側(cè)圓錐螺旋之間延伸 而形成，各個(gè)圓錐螺旋具有隨著螺旋半徑的遞增而遞減的螺距。該轉(zhuǎn)子可以具有與下述本發(fā)明第四方面有關(guān)的特征，例如與圓錐螺旋的形狀和形態(tài)、葉片的數(shù)量、外緣以及內(nèi)周表面、發(fā)電機(jī)特征等等相關(guān)的特征。在該第一以及第二轉(zhuǎn)子都包括在圓錐螺旋之間形成的葉片的優(yōu)選實(shí)施例中，該兩個(gè)轉(zhuǎn)子具有彼此相對(duì)的大直徑端并且直徑相同。該兩個(gè)轉(zhuǎn)子具有彼此相對(duì)的端部，這樣流體從一個(gè)轉(zhuǎn)子流向另一個(gè)。優(yōu)選地，該相反端直接相對(duì)，也就是說(shuō)，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間具有最小間隙。這最大限定地利用了從一個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)入另一個(gè)轉(zhuǎn)子的流體的徑向分量。然而，在應(yīng)用于潮汐流中時(shí)，為了減少水生生物的危險(xiǎn)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙可以提高以減少兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的剪切效應(yīng)。這樣水生生物可以穿過(guò)該裝置并由渦流承載著而不受到傷害。優(yōu)選地，該第一轉(zhuǎn)子以及第二轉(zhuǎn)子具有由類似圓錐螺旋形成的同樣形狀的葉片。這保證了最大化的雙向性，因?yàn)橥瑯拥牧黧w流動(dòng)可從任意一端進(jìn)入該二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置并得到同樣的能量。該轉(zhuǎn)子裝置可以包括在該第一以及第二轉(zhuǎn)子周圍的殼體。該殼體優(yōu)選地支撐該轉(zhuǎn)子以使其繞著轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)子殼體可以設(shè)計(jì)成執(zhí)行各種功能。例如，該轉(zhuǎn)子殼體可以只是設(shè)計(jì)用來(lái)容納該轉(zhuǎn)子并通過(guò)機(jī)械軸承、電磁軸承或其他類型的活性或被動(dòng)的軸承系統(tǒng)來(lái)提供支撐，以允許轉(zhuǎn)子得以以低摩擦阻力地自由轉(zhuǎn)動(dòng)。密封裝置如唇形密封圈、迷宮式密封呂或其他類型的密封裝置可以替代用來(lái)防止流體流動(dòng)到達(dá)該轉(zhuǎn)子殼體中的軸承或電子部件?；蛘撸恍┝黧w流動(dòng)可以被導(dǎo)向軸承以及電子部件的熱交換器并且在需要的場(chǎng)合中用作冷卻劑。該殼體也可以包圍發(fā)電機(jī)部件、控制系統(tǒng)以及類似結(jié)構(gòu)。任何合適形狀的殼體都可以使用。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子殼體具有進(jìn)品段以及出口段。該轉(zhuǎn)子殼體可以用來(lái)加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的性能。該轉(zhuǎn)子殼體的進(jìn)口幾何形狀可以設(shè)計(jì)成提高流體流動(dòng)在通過(guò)收斂段或其他幾何特征進(jìn)入轉(zhuǎn)子進(jìn)口時(shí)的線速度。因?yàn)榱黧w流動(dòng)可獲得的能量與流體流動(dòng)速度的三次方成正比，這提供了一種提高可獲得的能量的量的有效手段。該轉(zhuǎn)子殼體的出口也可以設(shè)計(jì)用來(lái)通過(guò)收斂段或特殊設(shè)計(jì)的出口幾何形狀以可控的方式降低液體流動(dòng)，這樣粘滯以及湍流損耗得以最小化并且流體得以平緩地以最小的湍流返回到流體流動(dòng)的主要部分。從第二方面來(lái)看，本發(fā)明提供了利用上述二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置來(lái)從流體流動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的方法。優(yōu)選地，該方法包括使用該二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置從潮汐流中產(chǎn)生能量，并且更優(yōu)選地，使用該轉(zhuǎn)子來(lái)從潮汐流中產(chǎn)生電能。從第三方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種制造二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的方法，其包括：安裝第一轉(zhuǎn)子以繞著轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該第一轉(zhuǎn)子具有沿著該轉(zhuǎn)軸線的方向遞減的螺距的至少一個(gè)螺旋葉片，以及安裝用于繞著同樣的轉(zhuǎn)軸線并沿著轉(zhuǎn)動(dòng)的相反 方向來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子具有沿著該轉(zhuǎn)軸線的同樣方向遞減的螺距的至少一個(gè)螺旋葉片。該方法可以包括提供上述的第一方面相關(guān)的轉(zhuǎn)子裝置的特征。該轉(zhuǎn)子的形狀以及形態(tài)可以從下述的與第六方面的方法相關(guān)的特征中選取。從第四方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子，其包括繞著轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的至少一個(gè)葉片，該葉片由在內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的圓錐螺旋之間延伸的表面形成，各個(gè)圓錐螺旋隨著螺旋的半徑的增大而具有遞減的螺距。，在本說(shuō)明書(shū)語(yǔ)境中，圓錐螺旋是在大致圓錐體的表面上形成的三維的曲線。該大致圓錐體的表面可以是圓錐形的，圓錐臺(tái)形或任何其他的形狀，只要是旋轉(zhuǎn)的表面并具有大致遞增或遞減的半徑。從而，該表面不是特定限定于直邊錐，而是可以是凸邊圓錐或平截頭圓錐，如區(qū)段或尖頂鼻狀圓錐，或者另一種方案是，該錐體可以是凹邊的圓錐或平截頭圓錐。對(duì)于本發(fā)明的轉(zhuǎn)子很重要的是各個(gè)圓錐螺旋具有沿著轉(zhuǎn)軸線遞增的半徑以及隨著半徑遞增而遞減的螺距。內(nèi)側(cè)和外側(cè)的圓錐螺旋優(yōu)選地在螺距上具有相同的減少量，盡管在應(yīng)用中對(duì)于內(nèi)側(cè)和外側(cè)的圓錐螺旋也可以使用不同的螺距減少量。這里的術(shù)語(yǔ)“內(nèi)側(cè)”以及“外側(cè)”指的是該轉(zhuǎn)子的在距轉(zhuǎn)軸線的較小半徑或較大半徑處的部分。該轉(zhuǎn)子用于從液體流體流動(dòng)或液體流體流動(dòng)系統(tǒng)中通過(guò)將液體流體流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)力或轉(zhuǎn)矩以用來(lái)汲取動(dòng)能，從而允許進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成更合適利用的能量如電能。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)子用于從潮汐流中產(chǎn)生電能。該葉片的外棱周圍可以設(shè)置外緣并且對(duì)應(yīng)著其表面形成有外側(cè)圓錐螺旋線。在該葉片的內(nèi)邊緣可以設(shè)置有內(nèi)周表面并且對(duì)應(yīng)著其表面形成有內(nèi)側(cè)圓錐螺旋。該轉(zhuǎn)子從而包括圍繞該葉片的內(nèi)表面和外表面，其可以是對(duì)應(yīng)圓錐螺旋的路徑的旋轉(zhuǎn)的大致圓錐形的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)表面。在內(nèi)部，該轉(zhuǎn)子從而具有在前后葉片表面，外緣以及內(nèi)表面之間形成的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)通道。該流動(dòng)通道有效地包含流動(dòng)的流體并且防止能量因?yàn)槿~端損失而損耗。為了使葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)得以進(jìn)行，該葉片可以安裝在該外緣和/或該內(nèi)周表面，然后再安裝用于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，如藉由軸承以及固定桿的運(yùn)動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該葉片延伸并且安裝在該外緣以及內(nèi)周表面之間。從而保證圍住流體的流動(dòng)并且將葉端損失降到最低。另一種方案是，可以使葉片只安裝在該外緣以及該內(nèi)周表面之一上，而讓該外緣以及該內(nèi)周表面另外之一保持固定。后面的這種布置可以導(dǎo)致較大的損耗，但可以簡(jiǎn)化該轉(zhuǎn)子的制造工序。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子在該轉(zhuǎn)子的小直徑端具有開(kāi)口，以用于流體的軸向流動(dòng)。從而，該開(kāi)口垂直于該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線并且優(yōu)選地構(gòu)造成用于接收或排出沿著大致軸向流動(dòng)的流體。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)子在其大直徑端具有開(kāi)口，并 且該開(kāi)口也垂直于該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線。然而，在該優(yōu)選實(shí)施例中，在大直徑端的葉片不是用于單一軸向流動(dòng)，相反可以適合于接收或排出其運(yùn)動(dòng)具有徑向分量的流動(dòng)流體。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例不允許當(dāng)該流體流動(dòng)只具有徑向分量而沒(méi)有軸向分量時(shí)通過(guò)該轉(zhuǎn)子的任意開(kāi)口的流體流動(dòng)。該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋優(yōu)選地從沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線的相同的縱向位置開(kāi)始，直到沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線的方向延伸。優(yōu)選地，該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋線也沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線方向延伸大約相同的軸向長(zhǎng)度。通過(guò)這種布置，當(dāng)該轉(zhuǎn)子的外緣被設(shè)置時(shí)，它自然地圍住一個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口需要流動(dòng)的軸向分量以用于流體通過(guò)該開(kāi)口流動(dòng)。該圓錐螺旋可以是任何合適的形狀，只要具有上述的遞增的半徑以及遞減的螺距的三維曲線。一個(gè)優(yōu)選的選擇是使用具有線性遞增半徑的阿基米德螺線，其可以用來(lái)產(chǎn)生基于直邊錐臺(tái)的簡(jiǎn)單形狀的轉(zhuǎn)子。然而，該圓錐螺旋也可替代地基于歐拉、費(fèi)波那契、雙曲線、連鎖螺線、對(duì)數(shù)曲線、泰奧多勒斯或其他已知的曲線，它們具有隨極坐標(biāo)θ變化的半徑r，還具有第三變量，即長(zhǎng)度l，其也隨極坐標(biāo)θ變化。一些曲線和/或非線性遞增半徑的應(yīng)用可以導(dǎo)致基于具有凸起或凹邊圓錐形狀的圓錐螺旋，如上所述。該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋可以是基于同樣形式的螺線或曲線，而具有不同的初始以及最后的半徑。另一種方案是，不同形狀的曲線或螺線可以用于該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋以產(chǎn)生更復(fù)雜形狀的葉片。在一個(gè)單一的葉片可以使用的情況下，使用多個(gè)葉片是有益的。這產(chǎn)生多個(gè)流動(dòng)通道并且也使該轉(zhuǎn)子更易于平衡。兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)葉片的選擇取決于轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度、制造簡(jiǎn)易度以及因摩擦而導(dǎo)致能量損耗之間的平衡。在這個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)葉片是優(yōu)選的選擇，因?yàn)槠涮峁┝藦?qiáng)的并且平衡的三點(diǎn)結(jié)構(gòu)并且具有最小的摩擦損耗。該葉片優(yōu)選地由沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線方向的位于同樣的縱向距離上的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋上的點(diǎn)之間的直線產(chǎn)生的面形成。從而，該葉片表面可以沿著徑向方向連接這對(duì)圓錐螺旋。另一種方案是，該葉片可以是沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線方向的位于同樣的縱向距離上的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋上的點(diǎn)之間的曲線產(chǎn)生的面形成。通過(guò)這樣的布置，該葉片表面，例如從轉(zhuǎn)子的大直徑端來(lái)看是凹形的。該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋要以同樣的比率增大內(nèi)徑，這樣該圓錐表面可以大致平行地設(shè)置。然而，有益的是，可以通過(guò)給該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋以不同比率地增大直徑來(lái)調(diào)整該轉(zhuǎn)子的性能。相比于外側(cè)圓錐螺旋的內(nèi)徑增大而言，該內(nèi)側(cè)圓錐螺旋可以以較小比率增大內(nèi)徑，從而減少或限制由該轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力以及轉(zhuǎn)動(dòng)力。另一種方案是，該內(nèi)側(cè)圓錐螺旋可以相對(duì)該外側(cè) 圓錐螺旋以較大比率增大，從而增大水動(dòng)力反應(yīng)力以及轉(zhuǎn)動(dòng)力。上述討論的參數(shù)，包括圓錐螺旋的半徑，圓錐螺旋的螺距以及該內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的半徑的相對(duì)增大，優(yōu)選地沿著該轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度方向線性變化。然而，非線性變化的半徑、螺距以及相對(duì)半徑也是可以的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子具有設(shè)置在該外緣周圍的殼體。該殼體也可以包圍該轉(zhuǎn)子以及使該轉(zhuǎn)子得以轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐軸承或桿。該殼體可以具有收斂的進(jìn)口和/或發(fā)散的出口以在流體進(jìn)入該轉(zhuǎn)子時(shí)使流體流動(dòng)處于對(duì)應(yīng)特定的情形。該轉(zhuǎn)子可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，以用于將該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。該轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)動(dòng)緣可以被布置成在具有靜止的殼體的一部分作為定子的發(fā)電機(jī)中充當(dāng)轉(zhuǎn)子。另一種方案是，該內(nèi)周表面可以被布置成充當(dāng)轉(zhuǎn)子，而沿著該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸線方向的靜止部件作為定子。通過(guò)這些布置，該轉(zhuǎn)子以及定子形成發(fā)電動(dòng)組件，并且其由液體流動(dòng)驅(qū)動(dòng)并且直接將該轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，而不需要將轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給額外的裝置。永磁體或電磁體可以安裝于該轉(zhuǎn)子的外緣上以及該轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)表面上，以用于此目的。該定子以及轉(zhuǎn)子可以以任何合適的方式構(gòu)造以有效地產(chǎn)生交流（AC）或直流（DC）電。電子器件以及信號(hào)條件可以合并于該轉(zhuǎn)子殼體中，或者用于便于連接至電氣網(wǎng)絡(luò)或儲(chǔ)存設(shè)施如電池安裝。然而，在低速率的應(yīng)用中，磁體的使用不是最理想的。在低流速應(yīng)用中，更有效地是設(shè)置大直徑的轉(zhuǎn)子，這可以從低速流體流動(dòng)中俘獲高能級(jí)的轉(zhuǎn)矩。這導(dǎo)致了該轉(zhuǎn)子的相對(duì)較低的轉(zhuǎn)速。這會(huì)需要大量的磁體，以直接產(chǎn)生正確的頻率，以直接連接至典型電網(wǎng)。如果使用較少數(shù)量的磁體，那么就需要額外的電氣設(shè)備，以使電信號(hào)調(diào)整用來(lái)匹配電網(wǎng)。從而，優(yōu)選地是選用多個(gè)低轉(zhuǎn)矩、高速率、高效率的發(fā)電機(jī)如異步發(fā)電機(jī)，其適用于變速、恒速的應(yīng)用情形。高轉(zhuǎn)矩水平以及低轉(zhuǎn)速適合于這種類型的發(fā)電機(jī)。異步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量可以正確的頻率直接供應(yīng)給電網(wǎng)。因?yàn)檫@種情形中的該轉(zhuǎn)子可以是具有轉(zhuǎn)動(dòng)周邊內(nèi)緣以及外緣的轉(zhuǎn)子，有大的表面區(qū)域可以用于連接至多個(gè)高速、低轉(zhuǎn)矩的發(fā)電機(jī)。優(yōu)選的實(shí)施例從而需要使用這些發(fā)電機(jī)，而不是連接至中心轉(zhuǎn)動(dòng)桿的單一的發(fā)電機(jī)。多個(gè)發(fā)電機(jī)可以設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)外緣的周邊，以最大化地汲取能量，和/或設(shè)置在該轉(zhuǎn)子的的內(nèi)部中心空間并從轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)周表面汲取能量。發(fā)電機(jī)以及任意緣之間的連接可以通過(guò)簡(jiǎn)單的軸承完成或使用輾輪。因?yàn)閮?yōu)選實(shí)施例中的外緣以及內(nèi)周表面會(huì)沿著該轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度方向具有變化的直徑，該多個(gè)發(fā)電機(jī)可以布置成連接于不同直徑處的該外緣或該內(nèi)周表面，以相對(duì)于該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速具有不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該外緣和/或該內(nèi)周表面具有大致圓錐形的表面，并且多個(gè)發(fā)電機(jī)可以平行地可活動(dòng)地安裝于圓錐形表面以通過(guò)沿著該圓錐形表面的移動(dòng)給該發(fā)電機(jī)提供變化的輸入轉(zhuǎn)速。這種構(gòu)造的工作方式與一些連續(xù)可變的傳輸裝置類似。這些發(fā)電機(jī)可以通過(guò)合適的框架和步進(jìn)馬達(dá)沿著該表面移動(dòng)。該發(fā)電機(jī)可以例如安裝于該轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)圓錐的內(nèi)表面上，或安裝于該轉(zhuǎn)子的該外緣的外部表面上。在另外一個(gè)布置方案中，多個(gè)發(fā)電機(jī)可以安裝于該內(nèi)周表面或外緣的步進(jìn)（臺(tái)階狀）表面上，即由多個(gè)不同直徑的疊加柱面組成的表面。通過(guò)這種布置，可以有發(fā)電機(jī)接合成的多個(gè)環(huán)安裝于不同直徑處的步進(jìn)表面上。優(yōu)選地，在不同的轉(zhuǎn)速，一環(huán)或多環(huán)發(fā)電機(jī)可以接合或脫離，從而有效地針對(duì)不同的速率產(chǎn)生電能。通過(guò)以這樣的方式，使得該轉(zhuǎn)子與可變速度連接成為可能，在發(fā)電機(jī)的可變范圍之內(nèi)的相對(duì)恒定的發(fā)電機(jī)速度可以在寬的流體流動(dòng)范圍內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)具體地實(shí)施例中，上述的第一轉(zhuǎn)子與上述的第二轉(zhuǎn)子組合起來(lái)，以使該第一以及第二轉(zhuǎn)子的大直徑端彼此相對(duì)，這樣從一個(gè)轉(zhuǎn)子的大直徑端出來(lái)的流體進(jìn)入另一個(gè)轉(zhuǎn)子的大直徑端。通過(guò)這樣的布置，該轉(zhuǎn)子都安裝來(lái)繞著唯一的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且優(yōu)選地布置并且安裝成用于反向轉(zhuǎn)動(dòng)（相向轉(zhuǎn)動(dòng)），從而該第一轉(zhuǎn)子繞著該軸沿著與該第二轉(zhuǎn)子相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情形中，該轉(zhuǎn)子可以具有葉片，葉片由隨著半徑增大而沿著同樣方向盤(pán)旋的圓錐螺旋形成，即該第一以及第二轉(zhuǎn)子的葉片都隨著圓錐螺旋半徑的遞增順時(shí)針地成形，或者另外一種方案是兩個(gè)轉(zhuǎn)子都具有逆時(shí)針葉片。優(yōu)選的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的另外可能的特征在下述說(shuō)明中予以討論。從第五方面來(lái)看，本發(fā)明提供使用上述轉(zhuǎn)子以用于從流體流動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的方法。優(yōu)選地，該方法包括使用該轉(zhuǎn)子從潮汐流中產(chǎn)生能量，更優(yōu)選地，使用該轉(zhuǎn)子來(lái)從潮汐流中產(chǎn)生電能，如在一個(gè)發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生電能。從第六方面來(lái)看，本發(fā)明提供制造轉(zhuǎn)子的方法，該轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)繞著轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片，該方法包括：形成內(nèi)側(cè)圓錐螺旋以及外側(cè)圓錐螺旋，各個(gè)圓錐螺旋具有沿著螺旋半徑遞增而遞減的螺距；以及由在內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋之間延伸的表面形成葉片。該方法可以包括提供上述的轉(zhuǎn)子以及圓錐螺旋的特征，包括一個(gè)或多個(gè)外緣、內(nèi)周表面、轉(zhuǎn)桿、圓錐螺旋的起始位置以及長(zhǎng)度、圓錐螺旋的形狀、圓錐螺旋半徑的變化、內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋相對(duì)半徑的變化、圓錐螺旋螺距的變化、葉片的數(shù)量、殼體、發(fā)電機(jī)、第二轉(zhuǎn)子等等。在優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括挑選基于轉(zhuǎn)子性能的想要的特性的特征。例如，該方法可以包括基于用于預(yù)定流動(dòng)情形的想要的轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出而挑選一個(gè)或 兩個(gè)圓錐螺旋的半徑變化比率。該預(yù)定的流動(dòng)情形可以例如是位于想要安裝的位置上的平均潮汐流，并且該想要的轉(zhuǎn)動(dòng)力可以與適宜的輸入轉(zhuǎn)矩相匹配，以用于想要的輸出裝置，其可以是一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)。類似地，該方法可以包括選擇內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋的半徑的相對(duì)變化率或基于用于預(yù)定流動(dòng)情形的期望轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出而選擇一個(gè)或兩個(gè)圓錐螺旋的螺距變化。使用多個(gè)安裝于該轉(zhuǎn)子的低轉(zhuǎn)矩、高速率、高效率的發(fā)電機(jī)，且轉(zhuǎn)子具有沿其的長(zhǎng)度方向變化的直徑表面，其中多個(gè)發(fā)電機(jī)被布置成連接至該不同的直徑處的表面，從而以與該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相關(guān)的不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這樣的使用，憑借其自身，可以認(rèn)為是新穎的并且獨(dú)創(chuàng)的。從而，從另外一方面來(lái)看，本發(fā)明提供用于從潮汐流中產(chǎn)生電能的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有沿其長(zhǎng)度具有變化直徑的表面，其中多個(gè)發(fā)電機(jī)安裝用來(lái)從位于其不同直徑處的表面的運(yùn)動(dòng)來(lái)接收轉(zhuǎn)動(dòng)力。該表面可以是上述的大致圓錐形的表面或者步進(jìn)表面。術(shù)語(yǔ)“大致圓錐形”指的不僅是完全標(biāo)準(zhǔn)的圓錐也包括上述的截頭圓錐、凸和凹的圓錐。該發(fā)電機(jī)可以是低轉(zhuǎn)矩、高速度、高效率的發(fā)電機(jī)，如上述的異步電機(jī)。多個(gè)發(fā)電機(jī)可以設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)外緣的周邊，以最大化地汲取能量，和/可設(shè)置在該轉(zhuǎn)子的內(nèi)部中心空間，以從轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)緣汲取能量。發(fā)電機(jī)以及任意緣之間的連接可以通過(guò)簡(jiǎn)單的軸承完成或使用輾輪以及其他手段。該轉(zhuǎn)子可以具有上述的與該轉(zhuǎn)子以及二紡轉(zhuǎn)子裝置相關(guān)的特征。在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施例中，該多個(gè)發(fā)電機(jī)可以可活動(dòng)地并且互相平行地安裝于該圓錐表面，從而通過(guò)沿著上述的圓錐表面的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化。本發(fā)明也包括使用上述的轉(zhuǎn)子以用于從流體流動(dòng)中產(chǎn)生電力。附圖說(shuō)明本發(fā)明一些優(yōu)選實(shí)施例將以示例的方式并且參照以下附圖進(jìn)行說(shuō)明：圖1A以及1B分別示出一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖以及端視圖，圖2A以及2B示出圖1中的轉(zhuǎn)子，其中外周緣局部切除，這樣該轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)得以可見(jiàn)，圖3A以及3B是圖1以及圖2中的轉(zhuǎn)子的透視圖，其中外緣局部或全部去除，圖4A以及4B示出轉(zhuǎn)子的另外實(shí)施例，其中內(nèi)側(cè)圓錐螺旋半徑相對(duì)于外側(cè)圓錐螺旋半徑以更小的比率遞增，圖5A以及5B示出又一另外的實(shí)施例，其中內(nèi)側(cè)圓錐螺旋半徑相對(duì)于外側(cè)圓錐螺旋半徑以更大的比率遞增，圖6A以及6B示出另外的實(shí)施例，其中相比于圖1以及圖2的轉(zhuǎn)子，螺距以更小的比率遞減，圖7A以及7B示出另外的實(shí)施例，其中相比于圖1以及圖2的轉(zhuǎn)子，螺距以更大的比率遞減，圖8A以及8B示出二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置配置的實(shí)施例的側(cè)視圖以及端視圖，其中外緣局部省略，圖9A以及9B是圖8中的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的透視圖，其中外緣局部或全部省去，圖10示出二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置安裝在殼體中，殼體在外側(cè)轉(zhuǎn)子表面設(shè)有發(fā)電機(jī)，圖11示出二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置安裝在殼體中，殼體在內(nèi)側(cè)圓錐形轉(zhuǎn)子表面設(shè)有發(fā)電機(jī)，圖12示出另外的實(shí)施例，發(fā)電機(jī)安裝在步進(jìn)（階梯狀）的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子表面上，圖13示出一種裝備，其中一對(duì)二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置安裝在塔類結(jié)構(gòu)上以用于在海床上使用，圖14的圖表示出隨最小半徑do以及最大半徑Do的比率變化，由二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置產(chǎn)生的扭力的變化，圖15的圖表示出在內(nèi)側(cè)圓錐螺旋半徑相對(duì)于外側(cè)圓錐螺旋半徑遞增的比率改變時(shí)，由二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置產(chǎn)和的轉(zhuǎn)動(dòng)力的變化，圖16的圖表示出當(dāng)通過(guò)改變螺旋頻率的比率以調(diào)整螺距的遞減比率時(shí)，由二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力的變化。具體實(shí)施方式圖1A以及1B示出一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子，其包括外周緣1，葉片2以及內(nèi)周表面3。該轉(zhuǎn)子可以用來(lái)將液體的流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而可以用來(lái)發(fā)電。例如，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子應(yīng)用于渦輪中以從潮汐流中發(fā)電。葉片2延伸于外緣1以及內(nèi)周表面3之間從而形成閉合的流動(dòng)路徑。在這個(gè)實(shí)施例中，形成葉片2的形狀的基本螺線（underlyingspiral）基于阿基米德螺線，其中隨著極坐標(biāo)θ的變化，半徑r線性遞增。得到的轉(zhuǎn)子從而具有截頭錐體的形狀。如下面所述，其他的曲線也可以使用。三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片2以及內(nèi)周表面3可以在該轉(zhuǎn)子中看得到。轉(zhuǎn)子4的縱軸線以中心線示出。綜觀全圖，該轉(zhuǎn)子的最大外直徑用Do表示，最小外直徑用do表示。該轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度用L表示并且局部長(zhǎng)度l從具有最小外直徑do的轉(zhuǎn)子端測(cè)量。圖2A以及圖2B示出圖1A以及1B的轉(zhuǎn)子，其中外緣1局部省略以更清楚地示出結(jié)構(gòu)。內(nèi)周緣3也被突出顯示。三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片2具有由一對(duì)圓錐螺線形成的形狀。外側(cè)圓錐螺線5是在外緣1的內(nèi)表面上形成的螺旋，并且形成葉片2的變化的外半徑ro。內(nèi)側(cè)圓錐螺線6是在內(nèi)圓錐3外側(cè)形成的螺線，并且 形成葉片的變化的內(nèi)半徑ri。兩個(gè)螺旋線都具有沿著縱軸線4遞增的半徑和遞減的螺距。葉片2因?yàn)檫f增的螺旋頻率而具有遞減的螺距。這對(duì)圓錐螺旋5以及6沿著順時(shí)針?lè)较蛏刹⑶揖哂胁煌某跏及霃?，并且以半徑同樣的比率增大以形成一?duì)平行的圓錐螺旋。圖3A以及3B示出圖1以及圖2中的轉(zhuǎn)子的透視圖，其中可以看得到葉片更多的形狀細(xì)節(jié)。圖4A以及4B示出轉(zhuǎn)子的變形結(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施例中，這對(duì)圓錐螺旋5以及6順時(shí)針?lè)较蛏刹⑶乙陨鲜龅姆绞叫纬扇~片2的形狀。然而，內(nèi)側(cè)圓錐螺旋6的半徑ri以比外側(cè)圓錐螺旋ro較小的比率遞增，從而形成一對(duì)非平行的圓錐螺旋，并且在轉(zhuǎn)子的大直徑端比轉(zhuǎn)子的小直徑端以更大的間隔互相隔開(kāi)。圖5A以5B示出另外的變形結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)側(cè)圓錐螺旋6的半徑ri比外側(cè)圓錐螺旋ro以較大的比率遞增，從而形成一對(duì)非平行的圓錐螺旋，并且在轉(zhuǎn)子的大直徑端比轉(zhuǎn)子的小直徑端以較小的間隔互相隔開(kāi)。圖6A以及6B示出另外的變形結(jié)構(gòu)，其具有如圖1以及2所示的平行的內(nèi)見(jiàn)側(cè)以及外側(cè)圓錐形，但是，螺距以與前述實(shí)施例的相對(duì)更小的比率減小。這導(dǎo)致螺旋頻率的減小具有較小的比率。圖7A以及7B示出相反的變形結(jié)構(gòu)，其中之一以較大的比率減小的螺距可以得到較大比率的螺旋頻率的增大。圖8A、8B、9A以及9B示出二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的一對(duì)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子裝置可以充當(dāng)潮汐渦輪。圖8A以及8B是側(cè)視圖以及端視圖，其中外緣1局部去除。圖9A以9B是同樣的轉(zhuǎn)子對(duì)的透視圖，其中外緣1局部或全部去除。從圖8A中可以看出，兩個(gè)轉(zhuǎn)子以共同的轉(zhuǎn)軸線4端對(duì)端安裝。在使用時(shí)，轉(zhuǎn)子如上面描述反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖中示出的轉(zhuǎn)子與圖1、2以及3中示出的轉(zhuǎn)子類似，但是值得一提的是二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置可以包括多對(duì)轉(zhuǎn)子，并各轉(zhuǎn)子具有所需要的螺旋葉片形狀，如本文描述的任何替換實(shí)施例以及轉(zhuǎn)子的變形結(jié)構(gòu)。圖10示出二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置充當(dāng)潮汐渦輪的實(shí)施例，其具有沿著共同轉(zhuǎn)軸線4安裝在殼體9中的一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子7、8。殼體9的示出為剖視圖并且轉(zhuǎn)子7、8示出為局部剖視圖。轉(zhuǎn)子7和8沿著共同的固定軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，該固定軸11固定于殼體9并且由軸承10支撐。為了保證流動(dòng)只穿過(guò)轉(zhuǎn)子7、8，迷宮式密封器15設(shè)置在轉(zhuǎn)子7、8的兩端部并位于殼體9的內(nèi)表面以及各個(gè)轉(zhuǎn)子7、8的緣1的外表面之間。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，殼體9的兩端具有收斂/分散的幾何體16，以設(shè)計(jì)用來(lái)增大/減小流體速率并且增強(qiáng)二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的性能。該二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置通過(guò)兩轉(zhuǎn)子的組合用于容納單一方向的流動(dòng)并且也可以容納反向的或循環(huán)的流動(dòng)。第一級(jí)轉(zhuǎn)子接收進(jìn)來(lái)的具有縱向分量的液體流體流動(dòng)并且通過(guò)將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)致第一級(jí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力或轉(zhuǎn)矩來(lái)汲取該部分動(dòng)能。第二級(jí)轉(zhuǎn)子具有與第一級(jí)轉(zhuǎn)子同樣構(gòu)造的幾何形狀，并且與第一 級(jí)轉(zhuǎn)子一樣繞著同樣的縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是相對(duì)于第一級(jí)轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)180°。從而其繞著轉(zhuǎn)軸線沿著相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。液體流動(dòng)以由在轉(zhuǎn)子出口的螺距所確定的角度流出第一級(jí)轉(zhuǎn)子然后由第二級(jí)轉(zhuǎn)子接收，第二級(jí)轉(zhuǎn)子的進(jìn)口具有相似的角度及螺距。在這個(gè)階段中，流體同時(shí)擁有縱向以及徑向分量。第二級(jí)轉(zhuǎn)子從液體流動(dòng)中汲取又一部分動(dòng)能。當(dāng)流體從第二級(jí)轉(zhuǎn)子中流出時(shí)，理想的情況是其只擁有縱向分量并且可以最小的干擾返回主體流動(dòng)。在圖10所示的實(shí)施例中，殼體9設(shè)計(jì)成給設(shè)置在轉(zhuǎn)子7、8外部的低轉(zhuǎn)矩、高速率、高效率的多個(gè)發(fā)電機(jī)13提供安裝區(qū)域。發(fā)電機(jī)13由通過(guò)合適的軸承由轉(zhuǎn)子7、8的外轉(zhuǎn)動(dòng)緣1的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖11示出安裝在殼體9中的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的另外一種實(shí)施方案。在圖11所示的實(shí)施例中，與圖10中所示的布置相比較，發(fā)電機(jī)13設(shè)置在內(nèi)錐體內(nèi)而不是在外錐體的外部。固定的安裝塊12連接至轉(zhuǎn)子7和8中的固定軸11。這給低轉(zhuǎn)矩、高速率、高效率的多個(gè)發(fā)電機(jī)13提供安裝區(qū)域。發(fā)電機(jī)13通過(guò)合適的軸承由轉(zhuǎn)子7、8的內(nèi)錐體3的內(nèi)表面來(lái)驅(qū)動(dòng)。如上已提到的，在本優(yōu)選實(shí)施例中，基本螺線（underlyingspiral）基于阿基米德螺線，并且半徑r隨著極坐標(biāo)θ線性遞增，轉(zhuǎn)子本身形成類似于平截頭錐體的形狀。這種形狀的一個(gè)特征是緣3的線速度因?yàn)樽兓耐獍霃蕉刂v軸4變化。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)13安裝在具有平行于內(nèi)錐體3的內(nèi)表面的表面的安裝塊12上，發(fā)電機(jī)13可以通過(guò)合適的框架以及步進(jìn)馬達(dá)14沿著該表面移動(dòng)。發(fā)電機(jī)13可以固定在共同的可移動(dòng)框架裝置上或者單獨(dú)地由通過(guò)有線或無(wú)線監(jiān)視設(shè)備和/或CPU觸發(fā)的步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而沿著平截頭面移動(dòng)，這樣二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置得以響應(yīng)轉(zhuǎn)子7、8的轉(zhuǎn)速的變化并沿著平截頭體調(diào)整發(fā)電機(jī)的縱向位置。這使發(fā)電機(jī)13得以在轉(zhuǎn)子7、8中運(yùn)動(dòng)，以響應(yīng)轉(zhuǎn)子7、8的轉(zhuǎn)速的變化。以這種方式，在發(fā)電機(jī)13的可變范圍之內(nèi)的相對(duì)恒定的發(fā)電機(jī)速度得以通過(guò)廣泛的流體流動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于低速率的流體流動(dòng)，發(fā)電機(jī)連接位點(diǎn)可以設(shè)置在高線速度端，這是該轉(zhuǎn)子的較大直徑端。對(duì)于較高速率的流體流動(dòng)，發(fā)電機(jī)連接位點(diǎn)可以設(shè)置在較低線速度端，也即是該轉(zhuǎn)子的較小直徑端。這提供了重要的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜的變速箱，這意味顯著地減少成本以及復(fù)雜度。圖12示出了安裝在殼體9中的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的另外變形實(shí)施例的剖視圖。在圖12所示的實(shí)施例中，與圖10中的布置相比較而言，發(fā)電機(jī)13安裝在固定馬達(dá)安裝器16中而不是外側(cè)錐體的外部。固定的馬達(dá)安裝器12連接于轉(zhuǎn)子7和8中的固定桿11。這給低轉(zhuǎn)矩、高速率、高效率的多個(gè)發(fā)電機(jī)13提供安裝區(qū)域。發(fā)電機(jī)通過(guò)合適的軸承由轉(zhuǎn)子7、8的內(nèi)側(cè)錐體3的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)面來(lái)驅(qū)動(dòng)。如上所述的，在本實(shí)施例中，基本螺線基于阿基米德螺線，并且隨著極坐標(biāo)θ具有線性遞增的半徑r，轉(zhuǎn)子本身形成類似于平頭截錐體的形狀。這種開(kāi)頭的一個(gè)特征是緣3的線速度因?yàn)樽兓耐獍霃蕉刂v軸4變化。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)13安裝在固定馬達(dá)安裝器16上，發(fā)電機(jī)13可以安裝成呈多個(gè)環(huán)狀排列的發(fā)電機(jī)，并且多個(gè)環(huán)沿著縱軸4的不同位置根據(jù)需要接合或脫離。發(fā)電機(jī)13的環(huán)的可以由有線或無(wú)線監(jiān)視設(shè)備和/或CPU觸發(fā)的步進(jìn)馬達(dá)接合或脫離，這樣二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置得以響應(yīng)轉(zhuǎn)子7、8的轉(zhuǎn)速的變化，并且在任意時(shí)間調(diào)整在使用中的發(fā)電機(jī)13環(huán)的數(shù)目。這使得多個(gè)發(fā)電機(jī)13環(huán)可選擇性地在轉(zhuǎn)子7、8內(nèi)接合或脫離，以響應(yīng)轉(zhuǎn)子7、8的轉(zhuǎn)速的變化。以這種方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)13環(huán)的可變范圍內(nèi)的相對(duì)恒定的發(fā)電機(jī)輸出得以通過(guò)廣泛的流體流動(dòng)實(shí)現(xiàn)。另外，發(fā)電機(jī)13環(huán)在超出它們的操作范圍之外的操作能夠得到控制，并且當(dāng)然，所有的發(fā)電機(jī)可以斷開(kāi)連接，如果該二級(jí)渦輪在反常的流體流動(dòng)中變得過(guò)載。通常地，對(duì)于低速率流體流動(dòng)，發(fā)電機(jī)13環(huán)可以在較高線速度端接合，即該轉(zhuǎn)子的較大直徑端。對(duì)于較高速率流體流動(dòng)，發(fā)電機(jī)的環(huán)可在較低線速度端接合，即該轉(zhuǎn)子的較小直徑端。多個(gè)環(huán)的接合也是可以的，例如在較低線速度端接合兩個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)環(huán)，或者在較高線速度端接合兩個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)環(huán)。也提供了不同于圖11的顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜的定位裝置，這意味著顯著減小的成本以及復(fù)雜度。圖12中還示出了密封的腔室17，其可以容納發(fā)動(dòng)機(jī)的控制傳動(dòng)裝置，或容納浮力裝置以使二級(jí)渦輪安全返回至表面以進(jìn)行維修和維護(hù)。二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置可以通過(guò)改變進(jìn)口以及出口的朝向以及轉(zhuǎn)子的朝向有效地應(yīng)用于水平的或垂直的或兩者之間的液體流體流動(dòng)方向。在潮汐渦輪的應(yīng)用中，轉(zhuǎn)子殼體也起到將液體流動(dòng)導(dǎo)引進(jìn)入轉(zhuǎn)子以校正微小的錯(cuò)流偏離的作用。對(duì)于較大錯(cuò)流偏離，轉(zhuǎn)子殼體可以具有導(dǎo)向裝置以及懸停系統(tǒng)并且包括翅片、傳動(dòng)以及浮力控制裝置，以在流動(dòng)區(qū)域中調(diào)整其位置，從而優(yōu)化性能或如果沉沒(méi)在液體流中時(shí)用于浮出水面以進(jìn)行維護(hù)。轉(zhuǎn)向以及懸停系統(tǒng)提供了相對(duì)于流動(dòng)方向改變的某種自調(diào)整能力。也可以在在轉(zhuǎn)子殼體中再串聯(lián)地布置或安裝另外的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置也是可以的。然而，保留在液體流動(dòng)的能量在離開(kāi)第一個(gè)二級(jí)渦輪后，會(huì)少于包含在原來(lái)的液體流動(dòng)中的量。從而，并聯(lián)地地設(shè)置多個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置看來(lái)是更經(jīng)濟(jì)的。在操作中，特別是潮汐渦輪應(yīng)用中，二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置可以支撐在地面上，如海床，或者藉由連接于海床或浮動(dòng)筏的拴或錨裝置來(lái)懸浮在液體流動(dòng)中。或者可以設(shè)置在固定于海床上的塔上，這樣它可以從海洋回收以在水平面上的船上 或者通過(guò)設(shè)置在塔中的可伸縮延伸裝置來(lái)用于維修?；蛘?，它也可以構(gòu)造成中性浮力裝置，從而懸浮于流體流動(dòng)中，通過(guò)改進(jìn)該單元的浮力，二級(jí)渦輪裝置可以提升至表面或降低至海床?；蛘哒麄€(gè)渦輪裝置可以適當(dāng)構(gòu)造成使只有裝置的一小部分需要回收用于維護(hù)。在這種情形下，該裝置的只包含有轉(zhuǎn)子以及電氣部件的亞單元可以從主安裝結(jié)構(gòu)分離，以使主要安裝結(jié)構(gòu)待在原位。這樣就提供了更簡(jiǎn)單的維護(hù)操作。圖13示出作為潮汐渦輪的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置的可能的安裝方式。圖10、11或12所示的殼體9中的轉(zhuǎn)子7、8安裝在可以安裝于海床上的塔結(jié)構(gòu)上。多個(gè)轉(zhuǎn)子殼體可以與初始的流動(dòng)方向?qū)R，以允許在可逆或循環(huán)流動(dòng)如潮汐流系統(tǒng)中的有效操作。因?yàn)槎?jí)轉(zhuǎn)子裝置能夠在流動(dòng)是沿著任何方向時(shí)都能有效地工作，從而在潮汐流改變方向時(shí)不需要提供用于轉(zhuǎn)動(dòng)塔的機(jī)制。一個(gè)替換的裝置（未示出）將二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置安裝在管道內(nèi)的殼體中，在該管道中有流體流動(dòng)。沿著任意方向的流體流動(dòng)可以有效地轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子，由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。這個(gè)管道可以安裝在大壩或水力電站或潮汐攔河壩的水路中。在另外的方案中，可以安裝在由兩個(gè)水庫(kù)組成的封閉液體流系統(tǒng)中，兩個(gè)水庫(kù)以這樣的方式連接，即從一個(gè)水庫(kù)到另一水庫(kù)的液體流動(dòng)是允許的。因?yàn)橥獠渴┘拥淖匀换蛉藶榈牧Φ慕Y(jié)果，液體流動(dòng)可以引入兩個(gè)水庫(kù)之間。這樣的外力可以這樣經(jīng)歷到：即如果在船上或其他移動(dòng)物體如火車或汽車上橫向或縱向地安裝就會(huì)產(chǎn)生橫向和/或縱向移動(dòng)。從而，本文所述的轉(zhuǎn)子應(yīng)用于優(yōu)選實(shí)施例的安裝于轉(zhuǎn)子殼體中的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置中。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置應(yīng)用于各種液體流體流動(dòng)情形時(shí)，如潮汐流，轉(zhuǎn)子從液體流體流動(dòng)中汲取動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)力或轉(zhuǎn)矩，以導(dǎo)致一對(duì)特殊形狀的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在優(yōu)選的潮汐流實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述的發(fā)電機(jī)。在另外的方案中，轉(zhuǎn)矩可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)泵、壓縮機(jī)或需要施加轉(zhuǎn)動(dòng)力或轉(zhuǎn)矩的其他裝置。轉(zhuǎn)子的幾何形狀有助于將液流中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動(dòng)力或扭力。轉(zhuǎn)子的幾何形狀基于具有沿著縱軸4隨著極坐標(biāo)θ遞增的半徑r的一對(duì)圓錐螺旋結(jié)構(gòu)而確定，各個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)5、6擁有不同的初始半徑。這對(duì)圓錐螺旋5、6也具有隨半徑遞增沿著極坐標(biāo)θ遞減的螺距。遞減的螺距提供了遞增的螺旋頻率。這種類型的圓錐螺旋可以定義為三維螺旋結(jié)構(gòu)并具有作為極坐標(biāo)θ的函數(shù)的變化的半徑r，但也可具有第三變量，即長(zhǎng)度l,其也作為極坐標(biāo)θ的函數(shù)而變化。這對(duì)圓錐螺旋可以沿著順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏?，如圖6A至7B所示，導(dǎo)致螺旋頻率的升高的螺距遞減的比率可以改變而獲得每單元長(zhǎng)度的優(yōu)化的螺距減小量。其他對(duì)能量汲取有直接影響的變量是這對(duì)圓錐螺旋的初始以及最后的半徑（由此得到轉(zhuǎn)子的最小和最大的內(nèi)側(cè)及外側(cè)直徑）以及轉(zhuǎn)子的總長(zhǎng)度。 這些變量也可以優(yōu)化以用于給定的流動(dòng)情形。例如，在管道應(yīng)用情形中，空間有限并且限于現(xiàn)存的管道直徑，從而具有相對(duì)小的最小以及最大外直徑的轉(zhuǎn)子是優(yōu)選的，例如分別是1m以及2m的直徑。在這種情形中，較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子是有利的，其可以提供空間以供這對(duì)圓錐螺線延伸并且優(yōu)化能量輸出。在潮汐渦輪的應(yīng)用中，因?yàn)榭臻g不是問(wèn)題，大的直徑如分別是10m以及20m的直徑可用以大大增強(qiáng)能量輸出。較短的轉(zhuǎn)子可以用來(lái)減少安裝以及占地面積成本。當(dāng)這對(duì)圓錐螺旋線沿著徑向連接時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片表面得以形成。在圖中示出的轉(zhuǎn)子中，呈現(xiàn)三個(gè)同樣的轉(zhuǎn)子葉片2?？商鎿Q地，可以是更少或更多同樣的轉(zhuǎn)子葉片2，等間隔地繞轉(zhuǎn)子設(shè)置。轉(zhuǎn)子葉片2延伸于內(nèi)周表面3以及外緣1之間，并且固定于內(nèi)周表面3或外緣1以用于轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)流體流經(jīng)固定表面并經(jīng)歷動(dòng)量的變化時(shí)，水動(dòng)力反應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生于固定表面上。沿著特定方向作用在流體上的凈水動(dòng)力與沿著那個(gè)方向的流體的動(dòng)量變化比率相同，這由牛頓第二定律可知。對(duì)應(yīng)牛頓第三定律，相等的并且相反的水動(dòng)力反應(yīng)力作用于接壤流體的固定表面上。這樣的水動(dòng)力反應(yīng)力的例子可以在當(dāng)水流噴射在墻上時(shí)可以找到的力、或流體被迫轉(zhuǎn)彎時(shí)作用在管道系統(tǒng)中的力，或固體放置在流動(dòng)的流體中導(dǎo)致流體繞著它流動(dòng)時(shí)作用在固體上的力。在這里所述的轉(zhuǎn)子中，接壤流動(dòng)流體的固定表面由一對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的前后面以及轉(zhuǎn)子的內(nèi)外緣形成。當(dāng)流體主體流經(jīng)特殊形狀的轉(zhuǎn)子以及其復(fù)雜的流動(dòng)通道時(shí)，其因?yàn)槿~片的形狀以及從進(jìn)口到出口遞減的螺距而導(dǎo)致遞增的螺旋頻率，而被迫不停地改變方向，從而產(chǎn)生連續(xù)比率的動(dòng)量變化。這種動(dòng)量變化比率必然產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子的固定表面的水動(dòng)力反應(yīng)力。因?yàn)閳A錐螺旋具有給定的幾何方向，即順時(shí)針或逆時(shí)針，水動(dòng)力反應(yīng)力以相反的方向作用，并且因?yàn)樗畡?dòng)力反應(yīng)力的中心位于縱軸線的徑向偏離位置，轉(zhuǎn)動(dòng)力得以產(chǎn)生并且繞轉(zhuǎn)子的縱軸線作用且趨向于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。圓錐螺旋的基本數(shù)學(xué)螺旋可以基于阿基米德、歐拉、費(fèi)波那契、雙曲線、連鎖螺線、對(duì)數(shù)曲線、泰奧多勒斯或其他已知的曲線，這些曲線具有隨極坐標(biāo)θ變化的半徑r，還具有第三變量，即長(zhǎng)度l，其也隨極坐標(biāo)θ變化。因?yàn)榍笆鲈?，明顯的是，其內(nèi)外半徑r隨著極坐標(biāo)θ的變化更快的基本螺線會(huì)導(dǎo)致更快的動(dòng)量變化比率，從而產(chǎn)生增大的水動(dòng)力反應(yīng)力。這與將平緩轉(zhuǎn)彎與急轉(zhuǎn)彎作比較類似。眾所周知的是，在流體被迫轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)彎的較急彎處時(shí)，作用于管道系統(tǒng)的力會(huì)增大。在上述的實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化的目的，基本螺線基于阿基米德螺線，其隨著極坐標(biāo)θ變化具有線性遞增半徑r。然而，也可以使用不同的基本數(shù)學(xué)螺線使隨著極坐標(biāo)θ變化具有非線性遞增半徑r來(lái)構(gòu)造轉(zhuǎn)子，不同的基本數(shù)學(xué)螺線可以是阿基米德、歐拉、費(fèi)波那契、雙曲線、連鎖螺線、對(duì)數(shù)曲線、泰奧多勒 斯或其他已知的曲線，它們具有隨極坐標(biāo)θ變化的半徑r，還具有第三變量，即長(zhǎng)度l，其也隨極坐標(biāo)θ變化。使用隨著極坐標(biāo)θ具有線性遞增半徑r的阿基米德螺線提供了在圖中示出的繞直側(cè)邊平截頭圓錐體形成的圓錐螺旋。相反，內(nèi)外半徑r隨著極坐標(biāo)θ非線性遞增會(huì)提供不同的形狀，例如外部或內(nèi)部的圓錐表面可以是彎曲的。在這里所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，這對(duì)選定的圓錐螺旋沿著縱軸隨極坐標(biāo)θ變化具有線性遞增半徑r，并且各自擁有不同的初始半徑。在一些實(shí)施例中，如圖4A至5B所示，各個(gè)圓錐螺旋的遞增的半徑可以以較大或較小的比率增大以形成一對(duì)非平行的圓錐螺旋。在另外的實(shí)施例中，如圖1A至3B所示，它們可以以相同的比率遞增從而形成一對(duì)平行的圓錐螺旋。同時(shí)，沿著縱軸線4螺距也通過(guò)連續(xù)地隨著θ變化的方式或者以離散步階方式而遞減。螺距的遞減比率或者螺旋頻率的遞增比率在圖中所示的實(shí)施例中是線性的。其也可以是非線性的。螺旋形狀、半徑增加以及螺距增加組合起來(lái)提供了轉(zhuǎn)子上的總的水動(dòng)力反應(yīng)力，并以此提供轉(zhuǎn)矩和能量輸出。這些參數(shù)可以優(yōu)化以使從給定的液體流動(dòng)中得以最大化地汲取能量，或者根據(jù)需要限制從給定的流體流動(dòng)中的能量汲取。下述一組方程式考慮了生成的水動(dòng)力反應(yīng)力以及轉(zhuǎn)矩。Tx=Fz×y-Fy×z[3.1]Ty=Fx×z-Fz×x[3.2]Tz=Fy×x-Fx×y[3.3]如方程式[1]中所示，進(jìn)入轉(zhuǎn)子的質(zhì)量流動(dòng)是恒定的。水動(dòng)力反應(yīng)力Fx，F(xiàn)y，以及Fz會(huì)因?yàn)檫B續(xù)遞減的螺距而產(chǎn)生，也就是說(shuō)，因?yàn)榱黧w流動(dòng)方向的連續(xù)變化，從而產(chǎn)生了在轉(zhuǎn)子的第一以及第二任意剖面的速度分量之間的流體的速度分量u、v以及w，該第一以及第二任意剖面位于沿著轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的不同距離處。這導(dǎo)致動(dòng)量的變化比率以及方程式[2.1]以及[2.2]所表示的水動(dòng)力反應(yīng)力。根據(jù)右手定則，如方程式[3.1]至[3.2]中所示，繞著轉(zhuǎn)子的x、y以及z軸線的轉(zhuǎn)矩Tx、Ty以及Tz由水動(dòng)力分量與縱軸線的相對(duì)距離x、y以及z的不平衡的叉積（crossproduct）得到。根據(jù)這組方程式，可以理解的是螺距遞減的比率的變化會(huì)導(dǎo)致扭力以及能量輸出的升高或降低。扭力的降低可以通過(guò)螺矩的較低的遞減比率來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且扭力的升高可以通過(guò)螺矩的較快的遞減比率來(lái)實(shí)現(xiàn)。水動(dòng)力反應(yīng)力產(chǎn)生作用時(shí)距離縱軸的距離通過(guò)這對(duì)圓錐螺旋半徑的變化而連續(xù)地增大或減小。對(duì)于每一個(gè)復(fù)雜的流動(dòng)通道，單獨(dú)的一組扭力會(huì)產(chǎn)生，該轉(zhuǎn)子繞著縱軸線的總的扭力是所有繞著縱軸線作用的所有扭力的總和。在下面這種情形中，即這對(duì)圓錐螺旋的以同樣的比率使半徑遞增，以形成一對(duì)平行的圓錐螺旋，這會(huì)使水動(dòng)力反應(yīng)力所施加作用時(shí)距離縱軸的距離有相同的增大量，從而會(huì)產(chǎn)生由方程式[3.1]至[3.2]確定的放大的扭力以及能量輸出。在這種情形中，該轉(zhuǎn)子的第一以及第二任意剖面的剖面面積以恒定比率遞增，而且因?yàn)橘|(zhì)量流量是恒定的，速度差以及產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力是恒定的。扭力以及能量輸出的放大只取決于這對(duì)圓錐螺旋半徑遞增的比率。在這對(duì)圓錐螺旋半徑以較大或較小的比率遞增以形成一對(duì)非平行圓錐螺旋時(shí)，產(chǎn)生的影響是，改變了轉(zhuǎn)子在第一以及第二任意剖面的剖面面積遞增的比率。當(dāng)內(nèi)側(cè)圓錐螺旋相對(duì)外側(cè)圓錐螺旋以較小的比率遞增時(shí)，任意的剖面面積以較快的比率增大。這樣產(chǎn)生的影響是減小速度分量的變化，并且因?yàn)橘|(zhì)量流量是恒定的，產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力會(huì)小一些。當(dāng)內(nèi)側(cè)圓錐螺旋相對(duì)外側(cè)圓錐螺旋以較大的比率遞增時(shí)，任意的剖面面積以較慢的比率增大。這樣產(chǎn)生的影響是，增大速度分量的變化，并且因?yàn)橘|(zhì)量流量是恒定的，產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力會(huì)大一些。從而，通過(guò)控制轉(zhuǎn)子的參數(shù)，可以控制汲取的能量輸出并且根據(jù)需要予以優(yōu)化或者限制。另外，這對(duì)圓錐螺旋的連接是不限于是直的。連接也可以是彎曲的，例如可以使用凹面，以增大沿著特定形狀的轉(zhuǎn)子葉片的表面的表面積，從而沿著較大范圍擴(kuò)展產(chǎn)生的水動(dòng)力作用力并且減少內(nèi)部應(yīng)力。類似地，這對(duì)圓錐螺旋一般軸向地對(duì)齊以求簡(jiǎn)化，但也可以稍微不對(duì)齊，以有利地改變圓錐螺旋的表面特性。如上所述，轉(zhuǎn)子和各種參數(shù)以及葉片形狀可以變化，這取決于轉(zhuǎn)子的目的以及其需要暴露的工作條件，如流動(dòng)速度等等。圖14至16示出了這些參數(shù)的改變?nèi)绾斡绊戅D(zhuǎn)子的性能。圖14的圖表示出改變外直徑Do與最小外直徑do的比率產(chǎn)生的影響。在這種情形中，這對(duì)圓錐螺旋的半徑以同樣的比率遞增，以形成一對(duì)平行的圓錐螺旋。遞增的直徑導(dǎo)致水動(dòng)力反應(yīng)力施加作用處距縱軸線的距離增大，從而提供了放大的扭力。扭力的放大取決于這對(duì)圓錐螺旋的半徑以多大的比率遞增。作為基準(zhǔn)線，圖14使用直徑?jīng)]有變化的布置，即最大與最小直徑[Do/do]的比率是1。這是這樣一種轉(zhuǎn)子：這對(duì)圓錐螺旋的半徑不增大，即這是基于圓柱形螺旋而不是圓錐螺旋的轉(zhuǎn)子。本分所述的轉(zhuǎn)子，其基于由圓錐螺旋形成的葉片，具有大于1的所述比率，從而提供增大的扭力以及效率的提高，如圖中所示。在上述的一些變形方案中，內(nèi)側(cè)以及外側(cè)圓錐螺旋形成在非平行的圓錐表面上。圖15的圖表示出了增大或減小這對(duì)圓錐螺旋的相對(duì)半徑來(lái)形成一對(duì)非平行圓錐螺旋產(chǎn)生的影響。相對(duì)于外側(cè)圓錐螺旋的半徑增大，當(dāng)內(nèi)側(cè)的圓錐螺旋半徑以較慢的比率增大時(shí)（即[Δri/L]/[Δro/L]<1），沿著轉(zhuǎn)子在第一和第二縱向距離處的任意以更快的比例增大。這產(chǎn)生的作用是，減小了速度分量的變化，并且因?yàn)橘|(zhì)量流量是恒定的，產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力以及扭力更小。相對(duì)于外側(cè)圓錐螺旋的半徑增大，當(dāng)內(nèi)側(cè)的圓錐螺旋半徑以較快的比率增大時(shí)（即[Δri/L]/[Δro/L]>1），沿著轉(zhuǎn)子在第一和第二縱向距離處的任意以更慢的比例增大。這產(chǎn)生的作用是，增加了速度分量的變化，并且因?yàn)橘|(zhì)量流量是恒定的，產(chǎn)生的水動(dòng)力反應(yīng)力以及扭力更大。在[Δri/L]/[Δro/L]＝1的這個(gè)位點(diǎn)，轉(zhuǎn)子的圓錐螺旋的半徑以相同的比率增大以形成一對(duì)平行的圓錐螺旋。上述的其他變形方案涉及到使用不同的螺距變化以使圓錐螺旋的螺距遞增。圖16的圖表示出了改變螺距的遞增比率對(duì)螺旋頻率Δf遞增比率的變化的影響。如圖中所示，這種變化會(huì)導(dǎo)致扭力進(jìn)而能量輸出的增大或減小。扭力的減小可以通過(guò)螺距的較慢的遞減比率或螺旋頻率較慢的遞增比率來(lái)實(shí)現(xiàn)，扭力的增大可以通過(guò)螺距的較快的遞減比率或螺旋頻率較塊的遞增比率來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖16中，標(biāo)有Δf=0.1的轉(zhuǎn)子基于圖1A至3B示出的轉(zhuǎn)子。作為對(duì)比，標(biāo)有Δf=0.05的轉(zhuǎn)子基于圖6A以及6B示出的轉(zhuǎn)子，而標(biāo)有Δf=0.25的轉(zhuǎn)子基于圖7A以及7B示出的轉(zhuǎn)子?？傊?，這里描述的實(shí)施例提供了一種緊湊的低復(fù)雜度的二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置，其理想地用于從潮汐流中發(fā)電。然而該二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置可以有效地應(yīng)用任何具有單一的、可逆向的或者循環(huán)的液體流特征的液體流動(dòng)系統(tǒng)中。轉(zhuǎn)子以及葉片的設(shè)計(jì)可以通過(guò)上述參數(shù)的變化來(lái)與具體的應(yīng)用相適應(yīng)。參數(shù)不限于這里所述的數(shù)值以及數(shù)值的組合。相反，參數(shù)可以根據(jù)需要單獨(dú)地或成組合地改變，以得到想要的性能特征。這些特征保證二級(jí)轉(zhuǎn)子裝置在液體流體流動(dòng)中會(huì)發(fā)生的顯著變化的條件和情境中得以有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。