CN113050705B - 流量控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流量控制器，其构造成选择性地用作泵或流量调节器。流量控制器包括：用于流体的入口；用于流体的出口；泵组件，其布置在入口与出口之间并构造成将流体从入口通过流量控制器泵送到出口；水力发电机组件，其布置在入口与出口之间，水力发电机组件构造成允许流体从入口通过流量控制器流动到出口并通过将流动通过流量控制器的流体的流动能量转换成电力来发电；以及模式控制器，其构造成选择性地将流量控制器设定为泵送模式或发电模式，其中，模式控制器在设定为泵送模式时构造成停用水力发电机组件并启动泵组件，模式控制器在设定为发电模式时构造成停用泵组件并启动水力发电机组件。

Description

流量控制器
本申请是申请号为201780077893.1、申请日为2017年12月15日、发明名称为“流量控制器”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于控制第一流体储存器与第二流体储存器之间的流体流量的流量控制器。
背景技术
存在流体从第一流体储存器被输送到第二流体储存器的许多应用。特别是在第一流体储存器与第二流体储存器之间的压力差发生变化的情况下，这种输送可能是困难的。
发明内容
本发明的目的是解决至少一些上述问题。
根据第一方面，提供一种流量控制器，其构造成选择性地用作将流体从第一储存器输送到第二储存器的泵或流量调节器。流量控制器包括：入口，其能连接到第一储存器；出口，其能连接到第二储存器；泵组件，其布置在入口与出口之间，并构造成将流体从入口通过流量控制器泵送到出口，从而将流体从第一储存器输送到第二储存器；流量调节器组件，其布置在入口与出口之间，流量调节器组件构造成允许流体从入口通过流量控制器流动到出口，从而将流体从第一储存器输送到第二储存器，并且通过将流动通过流量控制器的流体的流动能量转换成电力来发电；以及模式控制器，其构造成选择性地将流量控制器设定为泵送模式或发电模式，其中，当模式控制器被设定为泵送模式时，模式控制器构造成停用流量调节器组件，并启动泵组件；当模式控制器被设定为发电模式时，模式控制器构造成停用泵组件，并启动流量调节器组件，模式控制器构造成根据指示出入口处的流体与出口处的流体之间的压力差的信号来将流量控制器设定为泵送模式或发电模式，流量控制器还包括轮子，轮子选择性地作为如下部件进行工作：泵组件的泵轮，用于在流量控制器被设定为泵送模式时提供泵送动作；以及流量调节器组件的涡轮机叶轮，用于在流量控制器被设定为发电模式时提供水力发电；并且通过泵组件的流体的流动方向与通过流量调节器组件的流体的流动方向相同。
用语“选择性地用作泵或流量调节器”应该被解释为流量控制器在一个时间点用作泵，而在另一个时间点用作流量调节器。此外，用语“选择性地将流量控制器设定为泵送模式或发电模式”应该被解释为流量控制器在一个时间点被设定为泵送模式，而在另一时间点被设定为发电模式。
用语“泵”应该被解释为如下装置：该装置构造成在泵处于主动泵送状态时以受控方式允许流体被泵送通过泵。“以受控方式”表达包括泵可以调节由泵泵送的流体的流量。
用语“泵组件”应该被解释为多个单元的组件，这些单元一起构造成在泵组件处于启动状态时以受控方式允许流体被泵送通过流量调节器。当泵组件处于泵送模式时，可以通过以不同频率驱动轮子(或叶轮)来调节通过流量控制器的流量。不同的预定频率与通过流量控制器的不同流量对应。
用语“流量调节器组件”应该被解释为多个单元的组件，这些单元一起构造成在流量调节器组件处于启动状态时以受控方式允许流体流动通过流量调节器组件。此外，流量调节器组件还可以布置成使得可以控制通过流量调节器组件的流体的流量。因此，流量调节器组件可以布置成调节通过流量调节器组件的流体的流动。
用语“流体”应该被解释为任何液体物质。根据非限制性实施方案，流体包含水。然而，根据其他实施例，可以使用其他流体。一些非限制性实例是氨、油、乙醇和例如乙二醇等防冻液体。流体还可以包含两种或更多种上述流体的混合物。
对于一些应用，流量调节器组件可以被视为水力发电机组件。用语“水力发电机组件”应该被解释为多个单元的组件，这些单元一起构造成在流量调节器组件处于启动状态时以受控方式允许流体流动通过流量调节器组件。此外，当流量调节器组件被视为水力发电机组件时，流量调节器组件构造成通过在流量调节器组件处于发电模式时将流动通过流量控制器的流体的流动能量转换成电力来发电。
对于一些应用，两个流体储存器之间的压力差随时间改变。更确切地说，两个流体储存器之间的压力差可以改变成使得压力差从正变为负，或者反之亦然。因此，对于这些应用，当将流体从第一个流体储存器输送到第二个流体储存器时，有时需要将流体从第一个流体储存器泵送到第二个流体储存器，并且有时需要允许流体从第一个流体储存器流动到第二个流体储存器。本发明的流量控制器允许进行第一储存器与第二储存器之间的流体的有效流动控制。此外，本发明的流量控制器可以形成为在物理上紧凑。因此，可以节省物理空间。此外，本发明的流量控制器允许以节能方式在第一储存器与第二储存器之间输送流体。
流量控制器可以以离心泵或叶轮泵的形式实现。对于这些泵，可以通过控制相应泵中的轮子(或叶轮)的旋转频率来控制通过泵组件的流体的流动。
使用轮子作为泵轮和涡轮机叶轮这两者允许构造物理上紧凑的流量控制器。
流量调节器组件可以另外被设定为流量减小模式。当流量调节器组件被设定为流量减小模式时，可以通过驱动轮子(或叶轮)使得轮子(或叶轮)逆着流动方向旋转来限制通过流量控制器的流量。轮子可以以预定频率旋转。通过使轮子逆着流体流的流动方向旋转，可以使通过流量控制器的流体的流动变慢。不同的预定频率与通过流量控制器的不同流量对应。因此，通过使轮子逆着通过流量控制器的流动方向旋转，可以使通过流量控制器的流动减速。
模式控制器可以构造成在信号指示出入口处的流体压力等于或小于出口处的压力的情况下将流量控制器设定为泵送模式。这可以保护流量控制器免受损坏。
模式控制器可以构造成在信号指示出入口处的流体压力大于出口处的流体压力的情况下将流量控制器设定为发电模式或流量减小模式。这进一步保护流量控制器免受损坏。将流量控制器设定为发电模式或流量减小模式的选择基于入口处的流体压力与出口处的流体压力之间的压力差。对于相对低的压力差，模式控制器构造成将流量控制器设定为发电模式，并且对于相对高的压力差，模式控制器构造成将流量控制器设定为流量减小模式。选择流量减小模式而不是选择发电模式时的值取决于通过流量控制器的实际流量。在由于压力差相对较高而需要降低流量的情况下，模式控制器构造成将流量控制器设定为流量减小模式。
流量控制器还可以包括电池，该电池构造成储存由水力发电机组件产生的电力。因此，可以储存由水力发电机组件产生的电力以便日后使用。
泵组件还可以包括电动机。电动机可以构造成至少部分地由储存在电池中的电力供电。这允许采用节能的流量控制器是因为在需要将流体从第一储存器泵送到第二储存器的情况下，由水力发电机组件产生的电力可以稍后用于泵送流体。此外，这允许采用节能的流量控制器是因为当流量控制器被设定为流量减小模式时，由水力发电机组件产生的电力可以稍后用于使通过流量控制器的流体的流动减速。
流量控制器还可以包括用于流体的第一流动通道和用于流体的第二流动通道，其中，第一流动通道形成泵组件的一部分，而第二流动通道形成水力发电机组件的一部分。这允许流量控制器的构造简单。
流量控制器还可以包括构造成由模式控制器控制的导流器。导流器可以构造成在流量控制器被设定为泵送模式时引导流体流动通过第一流动通道并阻止流体流动通过第二流动通道。导流器可以构造成在流量控制器被设定为发电模式时引导流体流动通过第二流动通道并阻止流体流动通过第一流动通道。这允许流量控制器的构造简单。
电动机和发电机可以是同一单元，该单元构造成在流量控制器被设定为泵送模式时用作电动机，并且在流量控制器被设定为发电模式时用作发电机。
根据第二方面，提供了一种流量控制器。流量控制器构造成选择性地用作将流体从第一储存器输送到第二储存器的泵或流量调节器。流量控制器包括：入口，其能连接到第一储存器；出口，其能连接到第二储存器；泵组件，其布置在入口与出口之间，并构造成将流体从入口通过流量控制器泵送到出口，从而将流体从第一储存器输送到第二储存器；流量调节器组件，其布置在入口与出口之间，流量调节器组件构造成允许流体从入口通过流量控制器流动到出口，从而将流体从第一储存器输送到第二储存器；流量调节器组件构造成选择性地被设定为发电模式或流量减小模式，其中，当流量调节器组件被设定为发电模式时，流量调节器组件构造成通过将流动通过流量控制器的流体的流动能量转换成电力来发电，并且当流量调节器组件被设定为流量减小模式时，流量调节器组件构造成使流动通过流量控制器的流体的流动减速；以及模式控制器，其构造成选择性地将流量控制器设定为泵送模式、发电模式或流量减小模式，其中，模式控制器构造成根据指示出入口处的流体与出口处的流体之间的压力差的信号来将流量控制器设定为泵送模式、发电模式或流量减小模式；并且通过泵组件的流体的流动方向与通过流量调节器组件的流体的流动方向相同。
当流量调节器组件被设定为流量减小模式时，可以通过驱动轮子(或叶轮)使得轮子(或叶轮)逆着流动方向旋转来限制通过流量控制器的流量。轮子可以以预定频率旋转。通过使轮子逆着流动方向旋转，可以使通过流量控制器的流体的流动变慢。不同的预定频率与通过流量控制器的不同流量对应。因此，通过使轮子逆着通过流量控制器的流动方向旋转，可以使通过流量控制器的流动减速。
模式控制器可以构造成在信号指示出入口处的流体压力等于或小于出口处的流体压力的情况下将流量控制器设定为泵送模式。
模式控制器可以构造成在信号指示出入口处的流体压力大于出口处的流体压力的情况下将流量控制器设定为发电模式或流量减小模式。将流量控制器设定为发电模式或流量减小模式的选择基于入口处的流体压力与出口处的流体压力之间的压力差。对于相对低的压力差，模式控制器构造成将流量控制器设定为发电模式，并且对于相对高的压力差，模式控制器构造成将流量控制器设定为流量减小模式。选择流量减小模式而不是选择发电模式时的值取决于通过流量控制器的实际流量。在由于压力差相对较高而需要降低流量的情况下，模式控制器构造成将流量控制器设定为流量减小模式。因此，流量控制器还可以包括构造成测量通过流量控制器的流量的流量计。当测量出的通过流量控制器的流体流量高于预定阈值时，模式控制器构造成将流量控制器设定为流量减小模式。
根据第二方面的流量控制器还可以包括轮子。轮子可以选择性地作为如下部件进行工作：泵组件的泵轮，用于在流量控制器被设定为泵送模式时提供泵送动作；流量调节器组件的涡轮机叶轮，用于在流量控制器被设定为发电模式时提供水力发电；或者流量调节器组件的流量调节轮，用于在流量控制器被设定为流量减小模式时对流动通过流量控制器的流体提供减速力。
当流量控制器被设定为发电模式或流量减小模式时，模式控制器可以构造成停用泵组件，并启动流量调节器组件。
当流量控制器被设定为泵送模式时，模式控制器构造成停用流量调节器组件，并启动泵组件。
当适用时，根据第一方面的流量控制器的上述特征也适用于该第二方面。为了避免不必要的重复，请参考前述内容。
根据下文给出的详细描述，本发明的其他应用范围将变得显而易见。然而，应理解的是，虽然示出了本发明的优选实施例，但是详细描述和具体实例仅仅是以举例的方式给出的，这是因为根据该详细描述，在本发明的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
因此，应该理解的是，本发明不限于所描述的装置的特定组成部分或所描述的方法的步骤，这是因为这些装置和方法可以变化。还应理解的是，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本发明。必须注意的是，如在说明书和所附权利要求中所使用的那样，除非上下文另有明确规定，否则冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。因此，例如，对“单元”或“该单元”的引用可以包括若干个装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”以及类似的措词不排除其他元件或步骤。
附图说明
现在，将参考示出了本发明的实施例的附图对本发明的这些和其他方面进行更详细的描述。提供附图是为了说明本发明实施例的一般结构。在所有附图中相同的附图标记指代相同的元件。
图1是流量控制器的示意图。
图2A是被设定为发电模式的可选的流量控制器的示意图。
图2B是被设定为泵送模式的图2A的可选的流量控制器的示意图。
图3是图1中的流量控制器的可选构造。
具体实施方式
现在在下文中将参考附图更充分地描述本发明，附图示出了本发明的当前优选的实施例。然而，本发明可以以许多不同形式实施，并不应解释为限于本文所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了完全和完整，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。
在图1中，示意性地示出了流量控制器1。在图2A和图2B中，示意性地示出了可选的流量控制器1。
下面将讨论如图1所示的流量控制器1以及图2A和图2B所示的可选的流量控制器1这两者的第一共同特征。然后，将讨论两个可选流量控制器1的具体特征。
流量控制器包括用于流体的入口2、用于流体的出口3、布置在入口2与出口3之间的泵组件10、布置在入口2与出口3之间的流量调节器组件20以及模式控制器30。
流量控制器1构造成连接在第一流体储存器与第二流体储存器(未示出)之间。入口2构造成连接到第一流体储存器。出口3构造成连接到第二流体储存器。
泵组件10在启动时构造成将流体从入口2通过流量控制器1泵送到出口3。因此，泵组件10在启动时构造成将流体从第一流体储存器泵送到第二流体储存器。泵组件10可以包括泵轮14和电动机12。电动机12构造成在泵组件10启动时使泵轮14转动，从而产生泵组件10的泵送动作。因此，泵组件10的泵轮14构造成提供泵送动作。此外，泵组件10还可以构造成使得可以控制通过流量控制器1的流体的流量。
流量调节器组件20在启动时构造成允许流体从入口2通过流量控制器1流动到出口3。此外，流量调节器组件20在启动时还构造成选择性地被设定为发电模式或流量减小模式。
当流量调节器组件被设定为发电模式时，流量调节器组件20构造成通过将流动通过流量控制器1的流体的流动能量转换成电力来发电。流量调节器组件20可以包括提供水力发电的涡轮机叶轮24以及构造成与涡轮机叶轮24连接的发电机22。发电机22构造成在涡轮机叶轮24转动时发电。当流量调节器组件20被设定为发电模式时，涡轮机叶轮24借助于流动通过流量控制器1的流体的流动而转动。因此，水力发电机组件20的涡轮机叶轮24构造成提供水力发电。
如上所述，流量调节器组件20可以另外被设定为流量减小模式。当流量调节器组件20被设定为流量减小模式时，可以通过驱动涡轮机叶轮24来限制流动通过流量控制器1的流量，现在，涡轮机叶轮24用作减速装置，使得涡轮机叶轮24逆着流体流动方向旋转。涡轮机叶轮24可以以预定频率旋转。通过使涡轮机叶轮24逆着流体流动方向旋转，可以使通过流量控制器的流体的流动变慢。不同的预定频率与通过流量控制器1的不同流量对应。因此，通过使涡轮机叶轮24逆着通过流量控制器1的流动方向旋转，可以使通过流量控制器1的流动减速。
模式控制器30构造成选择性地将流量控制器1设定为泵送模式、发电模式或流量减小模式。在泵送模式中，流量调节器1用作泵。在发电模式中，流量调节器1用作流量调节器，并且同时用作发电机。在流量减小模式中，流量调节器1用作流量调节器，并且同时使通过流量控制器1的流体的流动变慢。因此，流量控制器1构造成选择性地用作泵或流量调节器。流量控制器1构造成在用作泵时将流体从第一流体储存器泵送到第二流体储存器。流量控制器1构造成在用作流量调节器时允许流体从第一储存器流到第二储存器。在模式控制器30被设定为泵送模式时，模式控制器30构造成停用流量调节器组件20，并启动泵组件10。在模式控制器30被设定为发电模式或流量减小模式时，模式控制器30构造成停用泵组件10，并启动流量调节器组件20。
对于一些应用，第一流体储存器与第二流体储存器之间的压力差随时间改变。更确切地说，第一流体储存器与第二流体储存器之间的压力差可以改变成使得压力差从正变为负，或者反之亦然。对于这些应用，当流体从第一流体储存器被输送到第二流体储存器时，有时需要将流体从第一流体储存器泵送到第二流体储存器，并且有时需要允许流体从第一流体储存器流动到第二流体储存器。更确切地说，在第一流体储存器中的流体压力高于第二流体储存器中的流体压力的情况下，流量控制器1构造成允许流体流流动通过流量控制器1。因此，模式控制器30构造成将流量控制器1设定为发电模式或流量减小模式。此外，在第一流体储存器中的流体的压力低于第二流体储存器中的流体的压力的情况下，流量控制器1构造成将流体流从第一流体储存器泵送到第二流体储存器。因此，模式控制器30构造成将流量控制器1设定为泵送模式。
模式控制器30可以构造成接收指示第一流体储存器与第二流体储存器的流体之间的压力差的信号。因此，该信号指示入口2处的流体与出口3处的流体之间的压力差。指示入口2处的流体与出口3处的流体之间的压力差的信号可以得自布置在入口2处和出口3处的压力计。因此，流量控制器1可以包括布置在入口2处的第一压力计和布置在出口3处的第二压力计。第一压力计和第二压力计构造成分别确定入口2和出口3处的流体的相应压力。由第一压力计和第二压力计确定的压力可以用于得到指示入口2处的流体与出口3处的流体之间的压力差的信号。指示入口2处的流体与出口3处的流体之间的压力差的信号可以由模式控制器30得到。
模式控制器30可以完全由硬件实现。作为选择，模式控制器30可以完全由软件实现。作为选择，模式控制器30可由硬件和软件组合实现。模式控制器30的软件部分可以在处理单元上运行。
模式控制器30可以构造成根据指示入口2处的流体与出口3处的流体之间的压力差的信号来将流量控制器1设定为泵送模式、发电模式或流量减小模式。如果这样做，则模式控制器30构造成在信号指示出入口2处的流体压力等于或小于出口3处的压力的情况下将流量控制器1设定为泵送模式。此外，如果这样做，则模式控制器30构造成在信号指示出入口2处的流体压力大于出口3处的压力的情况下将流量控制器1设定为发电模式或流量减小模式。将流量控制器设定为发电模式或流量减小模式的选择基于入口2处的流体压力与出口3处的流体压力之间的压力差。对于相对低的压力差，模式控制器30构造成将流量控制器1设定为发电模式，并且对于相对低的压力差，模式控制器30构造成将流量控制器设定为流量减小模式。选择流量减小模式而不是选择发电模式时的值取决于通过流量控制器1的实际流量。在由于压力差相对较高而需要减小流量的情况下，模式控制器30构造成将流量控制器1设定为流量减小模式。
模式控制器30还可以构造成控制通过流量调节器1的流体的流量。因此，模式控制器30还可以构造成控制泵组件10，使得由泵组件10泵送的流体的流量受到控制。这可以通过调节泵组件10的泵轮14的旋转频率来完成。此外，模式控制器30还可以构造成控制流量调节器组件20，使得流动通过水力发电机组件20的流体的流量受到控制。如上所述，这可以通过调节涡轮机叶轮24的旋转频率来完成。
参见图1，流量控制器1还可包括轮子50。轮子50可以选择性地作为泵组件10的泵轮14和流量调节器组件20的涡轮机叶轮24进行工作。当流量控制器1被设定为泵送模式时，轮子50可以选择性地作为泵轮14进行工作。当流量控制器1被设定为发电模式时，轮子50可以选择性地作为涡轮机叶轮24进行工作。当在流量控制器1被设定为流量减小模式时，轮子50可以选择性地作为减速装置进行工作。因此，在泵送模式中，轮子50用作泵轮24，并构造成连接到电动机12。此外，在发电模式中，轮子50用作涡轮机叶轮24，并构造成连接到发电机22。此外，在流量减小模式中，轮子50用作减速装置，并构造成连接到电动机12。
参考图2A和图2B，流量控制器1可以包括用于流体的第一流动通道16和用于流体的第二流动通道26。第一流动通道16形成泵组件10的一部分。第二流动通道26形成流量调节器组件20的一部分。流量控制器1还可以包括导流器60。导流器60构造成由模式控制器30控制。当流量控制器1被设定为泵送模式时，导流器60构造成引导流体流动通过第一流动通道16，并阻止流体流动通过第二流动通道26。这在图2B中示出。当流量控制器1被设定为发电模式或流量减小模式时，导流器60构造成引导流体流动通过第二流动通道26，并阻止流体流动通过第一流动通道16。这在图2A中示出。导流器60可以以许多不同的方式实施。根据非限制性实例，导流器60可以包括滑块，该滑块构造成分别选择性地阻止流体流动通过第一流动通道16和第二流动通道26。当导流器60的滑块阻止第一流动通道16和第二流动通道26中的一者时，另一者打开，以允许流体流动通过打开的通道。
本领域技术人员应认识到，本发明决不限于上述优选实施例。与之相反，在所附权利要求的范围内可以进行许多修改和变化。
例如，流量控制器1还可以包括电池40。电池可以构造成储存由水力发电机组件20产生的电力。电动机12可以构造成至少部分地由储存在电池40中的电力供电。模式控制器30可以至少部分地构造成由储存在电池40中的电力供电。
此外，电动机12可以构造成在流量控制器1被设定为发电模式时用作发电机22。这在图3中示意性地示出。当电动机12被设定为泵送模式或流量减小模式时，电动机12构造成被供应电力。模式控制器30可以构造成控制向电动机12供应的电力。当电动机12被施加电力时，电动机12构造成使轮子50转动，使得轮子现在用作泵轮14或减速装置。在电动机12被设定为发电模式时，电动机12构造成用作发电机22。当电动机12用作发电机22时，现在用作涡轮机叶轮14的轮子50的转动引起发电机22发电。根据以上所述，所产生的电力可以被储存在电池40中。然后，当电动机12被设定为泵送模式或流量减小模式时，储存在电池40中的电力于是可以用于向电动机12供电。
此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的变型。

Claims (11)

1.一种流量控制器，其构造成选择性地用作将流体从第一储存器输送到第二储存器的泵或流量调节器，所述流量控制器包括：
入口，其能连接到所述第一储存器；
出口，其能连接到所述第二储存器；
泵组件，其布置在所述入口与所述出口之间，所述泵组件包括泵轮，所述泵轮构造成沿从所述入口到所述出口的流动方向泵送流体通过所述流量控制器，从而将流体从所述第一储存器泵送到所述第二储存器；
流量调节器组件，其布置在所述入口与所述出口之间，所述流量调节器组件构造成允许流体沿从所述入口到所述出口的流动方向流动通过所述流量控制器，从而允许流体从所述第一储存器流动到所述第二储存器，所述流量调节器组件构造成选择性地被设定为发电模式或流量减小模式，所述流量调节器组件包括涡轮机叶轮，在所述发电模式中，所述涡轮机叶轮构造成借助于流动通过所述流量控制器的流体的流动而转动以提供水力发电，在所述流量减小模式中，所述涡轮机叶轮构造成逆着从所述入口到所述出口的流体流动方向旋转，从而调节从所述第一储存器流动到所述第二储存器的流体；以及
模式控制器，其构造成选择性地将所述流量控制器设定为泵送模式、发电模式或流量减小模式，其中，在所述泵送模式中，所述流量调节器用作泵，在所述发电模式中，所述流量调节器用作流量调节器并且同时用作发电机，以及在所述流量减小模式中，所述流量调节器用作流量调节器并且同时使通过所述流量控制器的流体的流动变慢。
2.根据权利要求1所述的流量控制器，其中，当所述流量控制器被设定为所述泵送模式时，所述模式控制器构造成停用所述流量调节器组件。
3.根据权利要求1所述的流量控制器，其中，当所述流量控制器被设定为所述发电模式或所述流量减小模式时，所述模式控制器构造成停用所述泵组件。
4.根据权利要求1所述的流量控制器，其中，所述模式控制器构造成控制所述泵组件的所述泵轮和/或所述流量调节器组件的所述涡轮机叶轮的旋转频率。
5.根据权利要求1所述的流量控制器，还包括电动机，所述电动机构造成旋转所述泵轮和/或所述涡轮机叶轮。
6.根据权利要求1所述的流量控制器，其中，所述泵组件的所述泵轮和所述流量调节器组件的所述涡轮机叶轮是共同的轮子，其中，在所述流量控制器被设定为所述泵送模式时所述共同的轮子构造成沿从所述入口到所述出口的流动方向泵送流体通过所述流量控制器，从而将流体从所述第一储存器泵送到所述第二储存器，其中在所述流量控制器被设定为所述发电模式时所述共同的轮子构造成借助于沿从所述入口到所述出口的流动方向流动通过所述流量控制器的流体的流动而转动以提供水力发电，并且在所述流量控制器被设定为所述流量减小模式时，所述共同的轮子构造成逆着从所述入口到所述出口的流动方向旋转，从而调节从所述第一储存器流动到所述第二储存器的流体。
7.根据权利要求1所述的流量控制器，其中，所述模式控制器构造成根据指示出所述入口处的流体与所述出口处的流体之间的压力差的信号来将所述流量控制器设定为所述泵送模式、所述发电模式或所述流量减小模式。
8.根据权利要求7所述的流量控制器，其中，所述模式控制器构造成在所述信号指示出所述入口处的流体压力等于或小于所述出口处的流体压力的情况下将所述流量控制器设定为所述泵送模式。
9.根据权利要求7所述的流量控制器，其中，所述模式控制器构造成在所述信号指示出所述入口处的流体压力大于所述出口处的流体压力的情况下将所述流量控制器设定为所述发电模式或所述流量减小模式。
10.根据权利要求1所述的流量控制器，所述流量控制器以离心泵的形式实现。
11.根据权利要求1所述的流量控制器，所述流量控制器以叶轮泵的形式实现。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6733767B1 (ja) * 2019-03-28 2020-08-05 ダイキン工業株式会社 水力発電システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008022766A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Tac Ab Device for flow control
WO2015118527A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-13 Yuval Broshy System and method for high capacity pumped energy storage

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017433B1 (en) * 1997-09-24 2014-03-05 The Cleveland Clinic Foundation Flow controlled blood pump system
US6626638B2 (en) * 1999-07-29 2003-09-30 Jonathan B. Rosefsky Ribbon drive power generation for variable flow conditions
JP2003269312A (ja) * 2002-03-14 2003-09-25 Toshiba Eng Co Ltd 流量調整システム
JP2004360482A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Torishima Pump Mfg Co Ltd ポンプ逆転水車型発電設備
FR2908481B1 (fr) * 2006-11-10 2008-12-26 Joseph Paoli Adaptateur debit-pression convertisseur hydroelectrique sur une conduite
US7579700B1 (en) * 2008-05-28 2009-08-25 Moshe Meller System and method for converting electrical energy into pressurized air and converting pressurized air into electricity
EP2425121A4 (en) * 2009-04-28 2013-04-03 Atlantis Resources Corp Pte BIDIRECTIONAL TURBINE BUCKET
US8742604B2 (en) * 2012-06-06 2014-06-03 Energy Recovery, Inc. Systems and methods for combined flow control and electricity generation
JP2017529488A (ja) * 2014-09-22 2017-10-05 イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 螺旋角度が変化するギヤ歯を備えた水力発電ギヤポンプ
CN204299783U (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 张雅珊 真空室小水电发电装置
CN105041556A (zh) * 2015-08-28 2015-11-11 葛洲坝集团电力有限责任公司 一种城市自来水供压系统
US10408186B2 (en) * 2015-11-17 2019-09-10 Adebukola Olatunde Combined pump and turbine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008022766A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Tac Ab Device for flow control
WO2015118527A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-13 Yuval Broshy System and method for high capacity pumped energy storage

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