JP2012532275A - 低抵抗流体圧式作動シリンダおよびシステム - Google Patents
低抵抗流体圧式作動シリンダおよびシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012532275A JP2012532275A JP2012518561A JP2012518561A JP2012532275A JP 2012532275 A JP2012532275 A JP 2012532275A JP 2012518561 A JP2012518561 A JP 2012518561A JP 2012518561 A JP2012518561 A JP 2012518561A JP 2012532275 A JP2012532275 A JP 2012532275A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- hpc
- liquid
- support member
- coupled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
- F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
加圧ガスの浮力を機械エネルギーに変換する流体圧式シリンダである。シリンダはその両端に配置された一対の端部プレートとシリンダ内を長軸方向に延在し、各端部プレートの中心を貫通する駆動軸を含むことができる。シリンダは、各端部プレートに結合し、シリンダ内中心に配置されたコア支持部材と、低抗力流を促す複数の羽根も含むことができる。複数の羽根のそれぞれがコア支持部材と一対の端部プレートに結合している。バケットは、コア支持部材と、複数の羽根のうちの二枚の羽根と、一対の端部プレートによって画定されている。シリンダはさらに複数の羽根とコア支持部材とに結合した羽根支持部材を含む。羽根支持部材は、その中に形成されたバケット内圧力を均一にするべくガスが通過可能な複数の開口を画定する。
Description
本発明は、機械式発電装置に係わる。より詳しくは、本発明は、浮力を利用した発電装置に関する。
人類は自然の力を利用する方法をいくつか見出したが、浮力が働く環境における重力を利用して成功した特に目立った方法はこれまで無かった。これまで浮力分野において物体を上手に扱う方法が試されたが常に満足を得ることはできなかった。これらの計画では物理的な設計が十分でなかったために、物体が潜在的に有している浮力を用いた効果を得る能力の大半を大幅に低下させている。さらに、従来の計画では、気体および液体の物理的な置き換え、液体から液体へと誘導される動き、液体どうしの摩擦等によって生じる利用可能な位置および運動エネルギーを取り入れることに失敗している。
物理的設計に基づく流体抵抗は、浮力を利用した装置において、全てのエネルギーを減らす主要なものである。最高の流体力学(最小抗力係数)形状を有する浮力装置の設計および製作ができないと、液体環境内で働く機械的な動きに起因する大きな抵抗は、摩擦および不要な動きというかたちで大量のエネルギーを無駄にして失わせることになる。従来の設計では物理的設計を制限するむきがあり、各装置の機械エネルギー生成能力を著しく妨げる高抵抗構成部品あるいは設計を有していた。
別の取り組みでは、液体をガスで置き換える作業あるいはガスを液体で置き換える作業の中でエネルギーを収集しようとしたが失敗したことにより相当量のエネルギー損失があった。
浮力変換装置はその設計にかかわらず、浮力から機械エネルギーへ変換処理する際、何かが物質的に変化する場合、これらのエネルギー変化および物質の動きに起因するエネルギーを収集する能力が足りなかった。
従来の他の設計例では、浮力エネルギーの回転力への変換を制限していた。これらの設計では各バケット(bucket)へ移送する動力ガスを制限することで浮力のバランスを制約し、これにより一部のバケットには動力ガスを入れすぎて、同一面にある他のバケットでは不足が生じた。
設計に関する重要なもう一つの問題は、装置全体の大きさに対してバケットの容量が最適な比になってないものを使用していることである。一部の設計では、バケットが過度に深く、装置の中心に近すぎる位置に浮力ガスを収容し、浮力を利用した動作中に取り入れたエネルギー量より多くのエネルギーをガスチャージの生成に使用している。他の設計では装置全体に対する最適なバケット容量より小さいものおよび/または少数のバケットを採用している。これら二つによる設計の欠陥は、浮揚(buoyancy)作業の遂行能力を大幅に低下させる。
また従来の設計では、微泡注入、ポリマー注入等の動的流体抵抗手段を使用した摩擦性流体抵抗の低減を行わない。さらに、これらの従来設計では、加圧状態下よりも低い相対保有熱エネルギーを有する拡散ガスによって生じる作動/動力用液体の拡散ガス熱損失管理に失敗している。作動/動力用液体がより高温で維持される、高温あるいは遊熱蒸気(steam gas)運転を除き、継続運転される非熱性ガス動力浮揚モータの拡散ガスは、各装置動作/動力液体温度をそれらの氷点を下回る程度まで急速に下げることができる。
このため、摩擦性流体抵抗を下げ、羽根に沿った浮力のバランスをとる、さらにガスから液体および液体からガスへの転移中に利用できる運動エネルギーを捕らえることのできる機械装置が必要である。
本発明の一つの例示的な実施形態において、機械式出力装置は微泡注入、ポリマー注入等の動的流体抵抗低減手段を使用することによって摩擦性流体力学的抵抗を低減させることができる。
本発明の一つの例示的な実施形態における、液体と気体を利用したシリンダは、シリンダ内で互いに対向して配置されている第1の端部プレートおよび第2の端部プレートを含む。第1および第2の端部プレートはほぼ平面状であり、互いに対して平行である。シリンダはさらにシリンダの長軸方向に延在した第1および第2の端部プレートを通る駆動軸を含む。コア支持部材がシリンダ内中心に配置されて各端部プレートに結合し、低抗力フローを促すために複数の羽根が設けられている。複数の羽根はそれぞれコア支持部材および第1および第2の端部プレートに結合している。シリンダはさらにコア支持部材、複数の羽根のうちの二枚、および第1および第2の端部プレートによって画定されたバケットを含む。シリンダはまた、複数の羽根に結合した羽根支持部材を含む。羽根支持部材は第1および第2の端部プレートに対してほぼ平行であり、これにより羽根支持部材がその中に形成されているバケット内の圧力を均一にすべく液体が通過可能な複数の開口を画定する。
本実施形態の一態様によれば、シリンダは微泡発生器を少なくとも第1または第2の端部プレートの一方に含むことができる。微泡発生器は、動的抗力を低下させるように構成されており、結合先の端部プレートにほぼ平行となりうる。本実施形態の別の態様によれば、バケットは複数のバケットを含む。例えば、本実施形態におけるバケットの数は羽根の数とほぼ同じでもよい。さらに、駆動軸はその中を貫通するように画定された通路を含むことができる。また別の構成において、羽根支持部材はバケットを第1の部分と第2の部分に分け、これにより羽根支持部材に規定されている複数の開口を通じて第1の部分が第2の部分に流体連結している。
また別の実施形態によれば、圧縮流体の浮力を機械エネルギーに変換するためのシステムが設けられている。このシステムは、その中に液体を含んだ液密タンクを有する。タンクはその上端に配置されたカバーと、タンクの底部端に結合した液体注入装置を有する。このシステムはさらに、液体とタンク内に配置された流体圧式シリンダの温度を管理する温度管理システムを含む。シリンダは液中に浸漬している。さらに、シリンダは長手方向に延在した一つの軸に沿った駆動軸と、その中に画定された複数のバケットを含む。複数のバケットのうち少なくとも一つは、シリンダの軸廻り回転動が圧縮流体で活発に(buoyantly)付与されるように液体噴射装置からの圧縮流体を受容する。
類似の実施形態では、シリンダはその中で向かい合わせに配置されたに第1端部プレートと第2端部プレートを含むことができる。第1および第2の端部プレートはほぼ平面状で、互いに対して平行である。コア支持部材は各端部プレートに結合されてシリンダ内に配置されている。シリンダは、複数の羽根のそれぞれがコア支持部材および第1と第2の端部プレートに結合されて低抗力の流れを促進させる、複数の羽根を含むことができる。シリンダはさらに複数のはねに結合した羽根支持部材を含む。羽根支持部材は、その中に形成された、バケット内圧力を均一にするべく液体が通過可能な複数の開口を規定するように、第1および第2の端部プレートに対してはほぼ平行である。さらにシリンダは、第1および第2の端部プレートの一方に結合した動的抗力低減装置を含む。動的抗力低減装置は、第1および第2の端部プレートにほぼ平行である。
本実施形態の別の形態において、羽根支持部材は複数の各バケットを第1および第2の部分に分け、羽根支持部材に規定されている複数の開口を通じて第1の部分が第2の部分と流体連結するようになっている。このシステムは、さらにシリンダの両側に配置された低摩擦軸受を含むことができる。液体注入装置へ入る液体の温度を維持するために、供給ラインは断熱されている。
本実施形態の別の形態において、液体注入装置は、プレナム筐体または回転弁を含む。液体注入装置は、複数のバケットの少なくとも一つに流体連結した切欠き部分を含むことができる。回転弁の実施例では、回転弁が流路および排出口を規定する。圧縮流体をシリンダへ方向付けるために、流路が供給ラインを排出口に流体連結する。システムは、さらに液体を拡げて液体注入装置内の圧力を平衡状態に維持するための液体分配平衡装置室を含むことができる。
別の実施形態において、浮力を機械エネルギーに変換する流体圧式シリンダを含む。シリンダは、その中に互いに対向して配置された第1の端部プレートと第2の端部プレートとを含む。第1および第2の端部プレートは互いに対向してほぼ平面状で、互いに対して平行である。シリンダの長軸方向に延在し、第1および第2の端部プレートを通る駆動軸を含む。シリンダはさらに各端部プレートに結合しシリンダ内に配置されたコア支持部材を含む。低抗力流動を促進するために複数の羽根が設けられている。複数の羽根のそれぞれは、コア支持部材および第1および第2端部プレートに結合している。シリンダはさらにコア支持部材、複数の羽根のうちの二枚、および第1および第2端部プレートによって画定されたバケットを含む。さらに、動的抵抗低減装置が端部プレートのうちの一枚に結合され、二枚の端部プレートにほぼ平行である。
本実施形態において、シリンダは複数の羽根に結合した羽根支持部材を含むことができる。羽根支持部材は第1および第2の端部プレートに対して平行である。また、羽根支持部材はその中に形成された、バケット内の圧力を均一にするべく液体が通過可能な複数の開口を規定する。羽根支持部材はさらに複数のバケットのそれぞれを第1および第2の部分に分け、これにより羽根支持部材に規定された複数の開口によって第1の部分と第2の部分とが流体連結する。
一つの実施形態によれば、流体圧式作動シリンダ(Hydro-Pneumatic Power Cylinder (HPC))は、中央シリンダの各末端に結合した端部キャップを有し、中央シリンダ面および端部キャップ盤の内側面と軸方向に結合した多数の羽根を有する、水中軸付き円筒形胴部を含む。隣接した各羽根、露出した中央シリンダ面、および各端部キャップ盤の露出した内側面によって複数の空間が画定されている。装置には、作動液/作動ガスの移送を調整するプレナムによって、または、各シリンダ端に一つずつ埋め込まれた一組の回転式ガス注入弁を通じてガスが注入される。抗力低減微泡ガス放出器は、流体力学的に高い低抗力特性を有する部品に結合および/またはシリンダ近くで有利に静止配置されている。HPCは、重力の浮揚効果を捕らえて十分に利用することができる。
HPCはあらゆる軽量ガスを、加圧状態あっても熱膨張状態であっても、膨大な量のより重い液体内へ注入することができる。また、HPCは作動シリンダの有効な電力出力を増大させるために中央点/軸からより遠方の作動浮揚バケットを動かすことにより、モーメントアームのてこの原理を利用することができる。これにより、特定のHPC電力出力の駆動ガス要件を低減するための、利用に応じた工学的「ぬれ面積(wet area)」バケット/空間の使用を可能にする。このようにHPCの大きさは適用対象の入力電力の要求に対応させることができる。HPC製作の手間および製品の種類を減らすために、標準サイズHPCは、特定最終製品の利用要求に合ったバケットの深さ/幅を有するように特別に設計して製作できる。特定ユーザの入力電力要求に合うように、一定半径を有する標準サイズHPCの半径を大きくすることができる。
HPCは、清浄な駆動ガスを連続して確実に供給するように、特別な目的をもって加圧された供給源からの駆動ガスを再循環して再利用でき、これにより異質の汚染ガス濾過作業または機械/装置の必要性を無くす。HPCはまた駆動ガスの圧縮、移送及び開放/拡散に付随する熱伝達処理の影響を管理することができる。このようにして、HPCは駆動用液体の濃度を最大にしつつ、駆動ガスを急速に拡散させることにより駆動用液体の凍結を防いだ温度に維持することができる。
HPCは十分な重力さえあればどのような環境にでも好都合に配置することができる。これには地球外環境も含むことができる。HPCは、1馬力(1キロワット)から何百万馬力(何百メガワット)の範囲で製品の特定正味出力に合うようにあらゆる大きさに作ることができる。同様に、HPCは工業処理用または主要発電用の回転電源/原動力として使用することができる。
またHPCは、利用可能な電力出力を増大させるために類似の発電ユニットと直列または並列に組合せることができる。何列にも並んだ多数の浮揚捕捉機(buoyancy capture machine)を有する発電所は何ギガワットもの電力を供給することができる。
HPCの少なくとも一つ実施例において、総出力電力を増やす強力なガス注入機能は、バケットの底部に駆動ガスを注入してバケット内の液体に作用させることによって達成される。バケット内へ駆動ガスを導入することは、各ガス充填時の各バケットの状態の動的な変化を意味する。内側からバケットを充填することでバケット内に著しい背圧を起こし、この強力なバケット充填動作を基本的な液圧ポンプ噴射に変換してこの力強いガス移送動作を軸で回転式に捕捉されることを可能にする。
さらにHPCはその外に、ガスおよび注入液体で活発に充填されている下側のバケットに近い液体の動作を遅らさせることのできる静的バッフルを含む。このようなバッフルは、バケットから噴出する液体に停滞液体抵抗を与え、これにより噴出液体への背圧を増やしてシステム全体の出力を増大させる。HPCの設計では、各バケットの長さ方向に沿ったバケット内流路を含むことができ、これにより各バケットを連続してまた均等に充填する駆動ガスの移送を最大にでき、よって各バケットの浮揚力を最大、均等および平衡にする。
HPCはさらに、可能な限り長時間満たされたガス充填バケットを使用することができる。HPCの動力はほとんど浮揚力によるため、上昇する各バケット内の液体に置き換わるガスの容量が増えるほどその特定のバケットの浮揚による上昇量が増え、ガス充填バケットの装置の総発電量への寄与を増大させる。このバケットの形状、バケットの羽根の長さおよびバケット内移送路の設計により、バケット内に保持されるガスの割合を可能な限り長時間最大にし、これによりHPCの回転「タイミング(timing)」中に取得可能な浮力を最大限捕捉して最大の効果を得ることを可能にする。
各羽根がその前の羽根を追うように、HPCは物理的に低抵抗に設計されてもよい。この特徴は、エネルギーを消耗させる抗力、流体力学的に起きる表面摩擦抗力およびデザインに付随する抗力を大幅に低減することができる。HPCはさらに、動的捕捉ガス境界制御層((boundary control layer)BCL)と、HPCを囲んでいる静的な流体とHPCと接したまま動く動的な流体との間の液体空間に微泡を注入する流体力学的抗力低減技術を含むことができる。BCLおよび隣接した境界面に存在する微泡を継続して注入することにより、多くの流体力学的な力で微泡内のガスの圧縮と膨張を可能にし、これによりBCL境界面内、およびBCL境界面間にできたエネルギーを消耗させる付随的な抗力を大幅に低減する。
さらに、HPCは駆動軸を支援して摩擦によるエネルギー損失を減らすために超低摩擦磁気軸受または超低摩擦空気軸受を含むことができる(軸受の選択は用途および装置の大きさで決まる)。HPCはさらに、HPCの相対的重量を減らす稼働性および安定性を考慮した浮揚設計がなされてもよい。これにより、HPCの支持軸受にかかる重力による摩擦圧を低減でき、また、支持軸受の構造にかかる重量の影響を減らすことができる。HPCは、超低管理HPC設計、ガス圧縮源の多くの選択肢、および産業用動力処理または典型的な電力生産装置に使用できる装置の両側での二つまでの駆動軸接続、を採用することにより、システム全体の系統が冗長に設計された稼働上信頼できる設計がなされてもよい。
上記にて説明した本発明の各態様およびこれらの達成方法、さらに本発明自体は、以下の本発明の各実施形態の説明と添付の図面を参照することにより、一層理解が深まるであろう。
<関連出願の相互参照>
本特許出願は、2009年6月29日に出願された米国仮特許出願第61/269,803号の優先権の利益を主張し、その内容を参照として本願に援用する。
本特許出願は、2009年6月29日に出願された米国仮特許出願第61/269,803号の優先権の利益を主張し、その内容を参照として本願に援用する。
各図面の対応する要素には同一の参照符号を付している。
以下に詳述する本発明の各実施形態は、以下の詳細な説明に開示した通りにあるいは本発明を具体的な形態に限定することを意図しない。むしろ、各実施形態は、他の当業者が本発明の基本方針および慣例を正当に評価して理解できるように選択して記載している。
図1には、重力を利用した浮力を回転力に変換するための流体圧式作動シリンダ(HPC)102の例示的な実施形態を示す。HPC102は、それぞれがHPC102の両端を規定する二つの異なる垂直円形HPC端部プレート114セットの中心に挿入された駆動軸104を含む。駆動軸104はその中心を端から端まで通じる通路105と両端に結合した駆動軸フランジ103を有する。二枚の端部プレート114は、HPC端部プレート114に結合し、中央に位置した硬質の中空円筒形HPCコア支持部材108で離間されている。コア支持部材108は、中央軸へ動作荷重を伝達するのを補助するために、コア支持部材108を駆動軸104に連結するさらなる内部構造(図示せず)有することができる。
多数の曲線状HPC羽根110が、HPCコア支持部材108の周囲に等間隔で、HPCコア支持部材108の外周面と、HPC端部プレート114の露出した内面に漏洩防止状態に結合している。羽根の正確な数と羽根の具体的な奥行きは、HPCの大きさ、指定効率および所望のHPC稼働出力要求によって決まる。各HPC羽根110は、それらのHPCコア支持部材108への軸方向内側底面付属部品から、羽根の外端へ向けて湾曲し、低抵抗流線型状で終端する。羽根の湾曲した端部は、HPC端部プレート114の内側面に結合している。HPC羽根110の各隣接面、HPCコア支持部材108、およびHPC端部プレート114の内側露出面により一つのHPCバケット領域109を画定する。HPCの設計は各々所定数の複数の羽根を有するため、バケット109の数と羽根110の数は等しい。
HPC端部プレート114に径方向に切り取られた、微泡発生器用放射状切り抜き長孔115(図13)セットと、同一平面上に、流体力学的抵抗が低くなるように端部プレート微泡発生器106セットが結合している。端部プレート微泡発生器106の数と配置は特定のHPC用途に応じた設計に合わせることができ、その特定のHPC動作に必要な特定抗力低減要求によって決めることできる。本実施形態では、HPCの端部ごとに4つの端部プレート微泡発生器106を示すが、他の実施形態では異なる設計および配置の微泡発生器であってもよい。
羽根110の外面、駆動軸104、駆動軸中央ガス通路105、駆動軸フランジ103、端から見たHPC端部プレート114、およびHPC羽根110の内面とHPCコア支持部材108(図2には別個に図示せず)の両方に対して垂直に固結した中間羽根支持部材112を図2に示す。図2に示すように、HPC端部プレート114は駆動ガスプレナム124(図4に示す)のガス漏洩防止シーリングを提供すべくHPC羽根110の外側端を通って延在する。
図3には、HPC102の羽根110が中間羽根支持部材112に支持されてHPCコア支持部材108の表面に取り付いた状態を示す。図3に示す実施形態では、一つの中間羽根支持部材108を有するが、より大型の構造ではその設計および動作によりHPC面に沿って多数の羽根支持部材を利用することもできる。このような羽根支持部材は、HPCの稼働中のエネルギー生成浮力を制御する際に羽根110を補助し、また羽根がHPCの稼働中の力強く動的な液体排出およびガス注入動作中に生じる複数経路からの力を収容するために必要である。さらに、羽根支持部材112は羽根110が浮力によって生じる稼働負荷を受ける際に流体力学的に低抗力な形状の維持を補助する。
中間羽根支持部材112には多数の中間羽根部材ガス通過開口または孔113が画定されている。これらの孔113は、HPC102の各バケット領域109の中に位置し(図1および25に示すように)、バケット圧の均等化を可能にしてHPC102の全体重量を軽減する。また駆動軸104を、駆動軸中央ガス通路105と駆動軸フランジ103とともに示す。全ての構造は堅固で動かないように取り付けられてHPC102を形成している。同一平面上に取り付いた端部プレート微泡発生器106はHPC端部プレート114に結合されてもよい。
図4には、大型液密タンク134(説明の都合上タンク134の側面を取り外して示す)の中に配置されたHPC102を示す。一組の外側駆動軸107が、駆動軸104に結合した駆動軸フランジ103に結合している。水平方向曲面を有する応力外皮膜型HPCタンクカバー118が、消費駆動ガス179の全て捕捉するようにガス漏洩防止式にタンク134の上に結合している。一般の応力外皮膜型タンクカバー118は産業用建築物、空港格納庫等でよく使用されている。HPC102は、タンク134内で駆動液111に囲まれ、HPC102の両側にある頑丈な軸囲い型HPC軸受120でその外側駆動軸107に支持されている。HPC軸受120は低摩擦型軸受であり、左右タンク壁128に結合したHPC軸受支持部材130に支持されている。HPC102も同様に両側で支持されている。外側駆動軸107はHPC軸受120のより遠い面を通って延び、左右タンク壁128に取り付けられた液密タンク壁シーリング122を通って延び、さらに左右タンク壁に画定されたぴったり合った開口を通る(画定された開口の左右タンク壁シーリングから見た図は示していない)。
駆動ガスプレナム124が一続きのプレナム支持足部126を用いてタンク底129に結合している。駆動ガス178が断熱した駆動ガス供給管116を通って、HPCタンクカバー118の裏面から入って駆動ガスプレナム124へ送られる。この時、断熱した駆動ガス供給管116はその長さ方向に沿って右側タンク壁128にしっかり取り付けられている。この駆動ガス178は、配管116を出て、駆動ガスプレナム124に結合した駆動ガス均等分配室177へのガス178の開放を制御する駆動ガス供給管弁176(図には個別に図示せず)に入る。タンクカバー118の裏面中央には駆動ガス戻り管132が結合し、駆動液111上に浮いてくる全ての使用済み駆動ガス179を集める。また、駆動ガスプレナム124の正面下端には、プレナムガス溢流用切り抜き部125を示し、これは溢流するガス(個別に図示せず)をHPC102の駆動側へ導いて初期HPC回転動を助けるために使用する。
図5には、左側から見た、先と同じ液密タンク134の駆動液111中に浸漬したHPC102を示す。ここでは、説明の都合上タンクの左側面を取り外して示している。断熱した駆動ガス供給管116の末端から駆動ガス178が供給される、ガス供給制御弁176がガス封止式に取り付けられた駆動ガス均等分配室177は、駆動ガスプレナム124の側面にガス封止式に結合している。軸受120は軸受支持部材130上に結合している。さらに、タンクカバー118は断熱した駆動ガス供給管116と裏側から延びる駆動ガス戻り管132を含んでもよい。また、HPCタンクカバー118の平坦な面に、縦方向にかけられて中立状態となるようにばね負荷のかかったタンクカバー圧力開放扉119が取り付けられた状態を示す。
図6に示す実施形態では、断熱した駆動ガス供給管116がガス封止式にガス供給制御弁176に終端した状態で、駆動ガスプレナム124の動作用部品はHPC102の下に配置されている。制御弁176は駆動ガス均等分配室177に入る駆動ガス178の両を制御する。駆動ガス均等分配室177は、駆動ガスが拡がってプレナム内のガス圧を均一にすることを可能にする。駆動ガス178は圧力が制御された状態で各駆動ガス供給口168を通ってプレナム124内に入り、駆動ガスプレナム124の中の駆動液111の水位を維持する。駆動ガスプレナム124の上部左右端には(図6に示すように)、二枚のシーリング裏打ちプレート174が多数のシーリング裏打ちプレート支持部材によって支持されている。各シーリング裏打ちプレート174の上側には、一連の連続したプレナム-HPC羽根シーリング172がある(運転状態および各シーリングにかかる力により、この実施形態で示すように3枚のシーリング172、異なる設計では異なった数のシーリング172を使用することができる)。駆動ガスプレナム124の内部には、階段状のプレナム液体水位センサ171一式が角度を付けて、液体水位センサアセンブリ170のケース内に保護されて配置されている。またプレナム124の駆動側の底面には、動作開始時にHPC102の駆動面からプレナムを溢流させるように使用するプレナムガス溢流用切り抜き125を示す。各足部126でタンク底部129(図示せず)上で、HPC102の直下で有利で好都合な位置に配置する一連のプレナム支持足部126を示す。
図7の実施形態において、HPC駆動ガスシステムはタンク134とタンクカバー118を含んだより複雑な圧縮機3台構成の設計を採用する。全てのガス管/配管継手はシーリングされており、これによりあらゆるガス漏れを防止している。さらに、タンクカバー118の垂直面にはタンクカバー圧力開放扉119が取り付いている。ガス戻り管132aはタンクカバー118の裏面から出てガススピンフィルタ136に結合する。ガス戻り管132bはガススピンフィルタ136から出て一方向ガス逆止弁141aの入力側に結合する。
ガス戻り管132bは、逆止弁141aの反対側でさらにガス圧縮機138の入口に結合する。圧縮された駆動ガス178は、駆動ガス供給管116aを通じて圧縮機138の出口から出て、一方向ガス逆止弁141bの出口側を通る。次に圧縮された駆動ガス178は、逆止弁141bの出口から出て続けて残る駆動ガス供給管116bを通る。駆動ガス供給管116bは第2の駆動ガス供給管116cに結合でき、これにより別の圧縮機の圧縮ガス排出口に結合する。駆動ガス178は、タンクカバー118を通ってタンク134内に流入する(図においてタンク134の右側から示す)。電動式ガススピンフィルタ液戻りポンプ139の入力側はガススピンフィルタ136のサンプ(sump)様底部に画定されたシーリングされた小開口に結合している。このようにして液体の出口はガススピンフィルタ液体戻り一方向逆止弁143に結合し、ガススピンフィルタ液体戻り一方向逆止弁143はガススピンフィルタ液戻り管137に結合する。ガススピンフィルタ液戻り管はその末端で、駆動液111(図4)の上面上のタンク134上に画定された開口に結合されてもよい。さらに、管224の末端まで一定量の駆動ガス(図示せず)を送る駆動ガス供給管116cに結合する微泡発生器内部軸ガス供給管224を示す。管224の終端は、液密タンク壁シーリング122を通ってタンク134を貫通する外側駆動軸107(図示せず)の外側端に結合した内部軸回転式ガス結合部/接合部222に結合する。
図8に示す実施形態では、液密HPC温度管理駆動液システムは圧縮機1台構成を採用する。駆動液111は、その入り口がタンク上面近くに取り付いて液体の上面の下に浸漬した排出管146aを通ってタンク134から出る。排出管146aは二方向HPC液体制御弁144aの二つの入口の一方に結合する。排出管146bは図示のように弁144aから出る。
駆動液は第1の液流制御弁144aの駆動液通路に沿って、管146bの出口を液流ポンプ142aの入口に結合する中間液排出管146bの入口端まで流れる。このポンプ142aは駆動液を、その出口の一つが液体冷却プール154に結合する二方向冷却プール液流制御弁144bの取入口まで駆動液を送る。液体冷却プール154では、ポンプを使って駆動液を冷却して潜熱を取り除く。液流制御弁144bの第2の出口は、駆動液の流れが冷却プール液バイパス管152を通るように方向付ける。この冷却プール液バイパス管152は、液冷却プール154の出口を制御する二方向液冷却プール液流制御弁144cの第1の入口に結合する。液冷却プール154は、液注入管150aの入口側に結合する二方向液冷却プール液流制御弁144cの二つの入口のうち第2の入口に直接結合する。液注入管150aは、その出口を圧縮機液注入管150bに結合する液流ポンプ142bの入口に結合する。注入管150bは、ガス圧縮機138の冷却液取入口で終端する。圧縮機138の冷却液出口は、圧縮機液排出管148aに結合し、圧縮機液排出管148aは圧縮機排液流制御弁144dの入口に結合し、圧縮機排液流制御弁144dは液注入管148bの出口に結合し、液注入管148bはHPCバイパス液流制御弁144cの出口に結合する。HPCバイパス液流制御弁144cは二つの出口有する。第1の出口はタンク液注入管148cに結合する。注入管148cは、タンクカバー118の上を通ってタンク134の底面近くまで延びてそこで終端する。バイパス液流制御弁144cの第2の出口はタンク液バイパス管152と結合する。液バイパス管152は、二方向液流制御弁144aの第2の入口に結合する。
図9において、HPCは圧縮機1台構成の単一出力システムに内蔵されている。外側駆動軸107は上述の通りタンク134から出て、動力/トルク負荷解放可能HPC駆動軸動力解放結合器156に結合している。動力解放結合器156の出口は、昇段ギアボックス158に結合した動力軸157に結合している。ギアボックス158は、オルタネータ/発動機160を駆動する中間動力軸159に結合している。複数の電力線180がオルタネータ/発動機160から出て電気出力制御システム164に結合する。電気出力制御システム164は、圧縮機138の発動機駆動モータ140に結合する圧縮機供給線166に送電し、また、HPCシステムに不要な余剰電力を電気出力引込線162を通して送る。
図10には船舶での動力利用例を示す。ここで、船殻184の中にはHPCタンクシステムが含まれる。外側駆動軸107を通る内部HPC(図示せず)が、オルタネータ/発動機電力出力線180と電力出力制御システム164に結合したオルタネータ/発動機160を駆動する(本実施形態では、HPCをオルタネータ/発動機に結合していることに注意されたい。最終電力使用目的、HPCの大きさ等または異なる実施形態では直接駆動設計またはギア掛け設計を用いてもよい)。電力線193は、電力出力制御システム164から船舶駆動モータ192まで続く。複数の圧縮機電力供給線166が各圧縮機駆動モータ140と船舶の圧縮機138に結合する。船舶駆動モータ192はプロペラ軸195とプロペラ194を駆動する。
取入口186は、液取り入れ管150で圧縮機138に結合した圧縮機内部ポンプ188へ一定量の外部水182を供給する。図示のように圧縮機138は複数あってもよい。HPC液取り入れ管148は圧縮機138をタンク190に結合する。給水系統の排水弁196に結合したHPC液排出管146がタンク190の尾翼方向に結合している。水182が排水口197を通って殻から出る船殻184の位置で、排水弁196は終端する。圧縮機138は、HPCタンクシステム190に結合する駆動ガス供給管116に結合している。ガス戻り管132はタンクシステム190から出て各圧縮機138のガス取り入れ口側に結合する。
図11には、1本の出力軸と圧縮機3台構成の完全なHPCシステムを示す。図12には、微泡発生器システムの構成部品を示す。HPC内を通る中空駆動軸104は加圧ガスを中央ガス通路105を通じて軸104の芯へ供給する。内部軸回転ガス連結部222は、駆動軸104の非駆動端に取り付き、微泡を注入するために加圧微泡ガスを供給している圧縮機に結合している。HPCコア支持部材108の内部で軸のガス通路105が結合し、この微泡発生器ガスを端部プレート軸―調整器引込管204を通じて供給する。この端部プレート軸―調整器引込管204は、端部プレート深度変動型圧力調整器202の入口に結合して上記と同じ微泡発生ガスを供給する。この圧力調整器202は、HPC端部プレート114の内壁に取り付いている。圧力調整器202の調整済みガス出口は、圧力調整済み微泡ガスを端部プレートの微泡発生器用放射状切り抜き長孔115を通して端部プレート微泡発生器106の裏側へ送る。各HPC102は、端部プレート114内に径方向に組み込まれている複数の微泡発生器106を有し、それらの正確な数は特定の運転要求に応じた最善の設計に左右される。微泡ガスは、付随する流体力学的抗力を低減するために微小なガス通路(図14)を通じて駆動液111内(個別には図示せず)へ放出される。
また、HPCコア支持部材108の内側には、中空駆動軸104の中央ガス通路105が結合し、加圧微泡ガスを羽根奥行き変動型圧力調整器206の入口側へ供給する。圧力調整器206は、羽根圧力調整微泡引込管212に結合して圧力調整済み微泡ガスを供給する。管212の出口は調整済微泡ガスを羽根微泡発生器210の裏側へ供給する。羽根微泡発生器210は、付随的に発生する流体力学的抗力を低下させるべく微泡を駆動液111(個別に図示せず)内へ放出する多数の微小微泡ガス放出路214(図15)を有する。羽根微泡発生器は、流体力学的に低抗力な方法でHPC羽根110に取り付けられている。
HPC内部部品の点検は、多数のHPC端部プレートアクセス扉取り付けボルト201を用いて端部プレート114に取り付けられているHPC端部プレートアクセス扉200を通して行われる。端部プレート114は、HPCコア支持部材108と端部プレート114で形成されたHPC円筒形空所の内部と外部の圧力を均一にすべく、端部プレート114に開いている多数の等間隔に配置された圧力均等化孔198を有する。
図13は端部プレート微泡発生器部品を示す。中空駆動軸104は、軸104芯内の中央ガス通路105を通じて駆動ガス178を供給する。HPC構造の内部では、軸のガス通路105が、端部プレート深度変動型圧力調整器202に結合する端部プレート軸―調整器引込管204に結合している。圧力調整器202はHPC端部プレート114の内壁に取り付けられている。圧力調整器202は、駆動ガス178を(図示せず)HPC端部プレート114と微泡発生器用放射状切り抜き長孔115を通して、同一平面上に取り付いている端部プレート微泡発生器106の裏側内に送る。各HPCは、端部プレート内径方向に多数の微泡発生器が組み込まれており、それらの正確な数は特定の運転要求に応じた最善の設計に左右される。
図14に示すように端部プレート微泡発生器は、その表面を多数の微小微泡ガス放出路214が貫通して画定された、端部プレート微泡発生器部106を有する。端部プレート微泡発生器106の(軸から最も離間した)末端は、(軸に最も近い)近接端よりも多くの放出路214を有することができ、これにより末端でより多くの微泡を発生させることができる。
図15に示すように、羽根微泡発生器はHPC端部プレートに結合したHPC羽根110とHPCコア支持部材108を含み、羽根110は無数の微小微泡ガス放出路214を含んだ中空羽根微泡発生器210を有する。羽根微泡発生器210は、低抗力態様で羽根の端部に結合しており、羽根微泡発生器210はさらに羽根110の外面側端部とも結合して低抗力設計がなされている。中空駆動軸104は、羽根奥行き変動型圧力調整器206に結合した軸―羽根圧力調整引込線208に結合しており、これにより調整器の出口が羽根圧力調整器から羽根微泡発生器引込線212に結合している。羽根微泡発生器引込線212は、稼働HPCで付随的に発生する抗力を減らすべく奥行き調整済微泡が均一に放出される羽根微泡発生器210に接続して終端する。
図16には、HPC羽根110に沿って長軸方向に延びた羽根微泡発生器210と、静止端部プレート微泡発生器構成(説明の都合上中間羽根支持部材を省略している)を採用した「小型HPC」の設計を示す。より小型の設計は、HPCコア内の端部プレート微泡発生器システムの代わりに静止端部プレート微泡発生器システムを利用してもよい。静止微泡発生器システムは、互いに接続したいくつかの中空静止端部プレート微泡発生器216部と、HPC端部プレート114の外向き下側端部に隣接した固定位置で有利で好都合に取り付けられた一連の静止微泡発生器支持足部217を含む。微泡ガスは、静止端部プレート微泡発生器引込管218を通って微泡発生器216へ供給される。
図17には、静止微泡発生器の詳細を示す。ここで、中空静止微泡発生器部216の上面に微小微泡ガス放出路214が穿孔されており、これにより微泡ガスを微泡流として駆動液110(図示せず)内に送ることを可能にしている。微泡放出通路の数が特定微泡発生器部分の長さ方向に沿った位置によって必要となる微泡数によって決まる、数変動微泡放出通路214を示す。これらの通路214の数と位置は実施形態によって変わる。さらに、微泡発生器部216に接続してガスを供給する静止端部プレート微泡発生器引込管218を示す。
図18には、2台の回転弁直接ガス注入器を利用しているHPCを示す。HPC102は、その両端に配置されているがHPCプロペラには取り付けられていない、一組のHPC回転弁凹部(別個に図示せず)を有する。各凹部には、回転弁胴部226が納まっているがHPC102プロペラには接続していない。各静止回転弁226は、一つまたは一組の回転弁支持フランジ234でタンクのHPC軸受支持部材130に結合している。回転弁は断熱した駆動ガス供給管116に取り付けられている。タンクの底部近くには有利で好都合に配置された一組の外部バッフル236がある。この外部バッフル236は、タンク134と動作中のHPC102に対してバッフルを静止した状態に維持した、バッフル―タンク支持部材238によって所定の位置に維持されている。さらに、タンク134の底部の結合した一組の回転可能/折り畳み式HPC整備(保守点検)支持支柱123を示す。
図19には、回転弁直接ガス注入アセンブリをより詳細に示す。回転弁胴部226は固体の単体構造である。回転弁胴部226はその湾曲した回転面に一つまたは複数のHPCバケット109(図19には図示せず)内にガスを収容させる回転式弁―HPCシーリング232が組み込まれている。他の形態のシーリング、例えば、特定の寸法のHPCと回転弁胴部226間の精密な間隙、リップシール、およびその他HPC―回転弁胴部面内に駆動ガス(図19には図示せず)を保持するための形態の利用等も想定内に含まれる。回転弁胴部の外面は、回転弁胴部の外面から回転弁ガス放出口130の近接内面まで延びる回転弁ガス通路228を有する。回転弁ガス通路228は、断熱した駆動ガス供給管116を回転弁ガス放出口230に結合してHPCへ駆動ガスを供給している。回転弁ガス放出口は、回転弁胴部226の外周と関連した分だけの弧の角度を有する開口サイズを有する特定形状を有し、これにより、特定量計測された充填用駆動ガス178が開口を通ってHPCバケット内に注入されることを可能にする。開口の弧長が長いほど特定HPC設計の注入時間が長くなる。
HPCバケット内へ送られるガス量はいくつかの要因の影響を受ける。それらは、開口の大きさ、駆動ガス圧、ガス移送管の摩擦、曲部、長さ等の制約、およびHPCの回転速度である。図19には参照点として軸104を示すが、図示の回転弁胴部226は駆動軸104と接触しない。しかしながら、用途に応じたHPC―回転弁インターフェース構造が必要な場合、他の図示しない実施形態では軸104を精密な空気軸受型ジャーナルに通過させることができる。回転弁をタンクのHPC軸受支持部材130(図示せず)上の所定位置に回転弁を固定して保持するための手段としての回転弁支持フランジ234を示す。他の図示しない形態でも回転弁を静止状態で保持することもできる。他の図示しない回転弁胴部の実施例には、追加HPC軸受が不要な、相当大型の回転弁胴部226を空気軸受として使用しているものを含む。
図20には、加圧天然ガスを利用して駆動および稼動するHPCを示す。HPC102を保持したタンク134は、(図4または図18に示すように)一続きの適切な大きさのタンクカバーボルト258で留めた大型のタンクカバー256を有する。高圧天然ガスは、特定のHPCシステム/用途のための所定動作圧まで天然ガス入口圧力を低下させる天然ガス圧力調整器252に結合した天然ガス高圧注入管250を通じてタンク134内に入る。調整済天然ガス注入管254は、HPC運転のために天然ガスを調整器252の出口からタンク内の断熱HPC駆動ガス供給管へ送る。HPCを駆動した後にタンク134内の駆動液111の表面上で天然ガスが利用可能となると(図4)、使用済み天然ガスはタンク134から天然ガスHPC出口管260を通って排気され、一つまたは複数の天然ガス/駆動液分離器262へ移送されて、各分離器262間では中間天然ガス間264を通る。(各)分離器262は、さらに最終天然ガス利用者が使用できるように、天然ガスの使用に合った適切な程度まで、駆動液の蒸気を天然ガスから除去する。タンク134内の連続拡散可能な駆動ガスの表面の駆動液温度を維持するために駆動液111に熱エネルギーを加えることのできる、別に取り付けた駆動液温度管理システムは図示していない。
分離器で除去された駆動液は、駆動液戻しポンプ310の入口へ続く駆動液復水管292の入口を通って接続する分離器262の底からタンク134へ戻る。各ポンプ310の出口は、駆動液コンデンセート(condensate)294をタンク134の上端で終端する連続戻り管292を通して送り、タンク134内の駆動液面(図示せず)上にコンデンセート294を排出する。天然ガスは、分離器天然ガス出口管266を通り、これに結合した天然ガス分離器の次の圧力調整器268をさらに通り、またこれに結合した天然ガスHPC出口引込管270を通って排出される。引込管270から流出した天然ガスは、その後末端消費者へ移送される。別の図示しない設計では天然ガスブースタポンプ場が天然ガスを先のHPC圧力レベルに戻して、天然ガスを元の移送モードで連続移送することを可能にしている。HPC天然ガス駆動システムは、水処理工場や石油化学工場で使用されているような通常の制御システムで自動的に制御されている。
図21の実施例において、HPCは利用可能な熱源をどれでも使用した二元ガス駆動システムで運転される。駆動ガスプレナム124(図4)または、回転弁胴部226注入システム(図18)のいずれかを使用する標準HPC102(図4または図18に示すように)は、一続きの大型補強タンクカバー押えボルト258でタンク134に結合した補強タンクカバー256を有するタンク134内の駆動液111(図示せず)内に浸漬している。タンク電熱回路276は、タンク134の駆動液を最良の運転温度まで加熱し、関連タンク電熱回路276の配管と制御弁278cを通って放射熱を移送する配管システムを通じて加熱した液体をポンプ移送することを含む。
二元系システムの本質は、低沸点の液体を蒸発器286とコンデンサ290と関連した結合配管、弁及びポンプを含んで閉ループシステム内で使用することにある。このような二元系システムは、アメリカやヨーロッパの地熱発電所で見られるように、標準的なものであり一般に知られている。蒸発器286は、蒸発器286を通る閉回路を通って移動する加熱液体を受容する。加熱液体は熱源流入管282と制御弁278aを通じて蒸発器286内へ入り、蒸発器の内部閉ヒータ回路(図示せず)内を移動して熱源戻り管284を通って蒸発器286から出る。この加熱液体は、熱エネルギーの運転上有意な部分を二元液へ移す。二元液は蒸発器286内でガス化し、蒸発器に結合した二元駆動ガス注入管280、二元駆動ガス注入管に結合した二元ガス制御弁278b、および逆止弁274aを通じて蒸発器から排水される。逆止弁274aから出る駆動ガス注入管は、これに結合した断熱した駆動ガス供給管116へHPC運転のために二元ガスを移送する。
二元駆動ガスがHPCを通った後、一つまたは一連の二元ガス/駆動液蒸留分離器300に結合した二元駆動ガスHPC排出管302を用いてガスはタンク134から排出される。この実施例においては、複数の分離器300セットを示す。組み合わされた二元駆動ガスと駆動液は、分離器の上部と下部に配置された分離器内ガス/液体配管308セットを通り、続いて分離器300を通って移動する。二元駆動ガスは、(各)分離器から二元駆動ガスコンデンサ注入管298を通り、二元駆動ガスコンデンサ注入管298に結合した制御弁278cを通り、そして制御弁278cに結合した二元系システムコンデンサ290から排出される。コンデンサ290内には閉回路圧縮コイルがある。コンデンサ冷却液は、液体冷却プール154からこれに結合したコンデンサ冷却液注入管314、コンデンサ冷却液注入管314に結合したコンデンサ冷却ポンプ316から別の制御弁278d、そしてコンデンサ290へ流れる。コンデンサの閉回路を移動しつつ、コンデンサ290内から熱エネルギーを吸収した後、コンデンサ冷却液はコンデンサコイルを離れ、結合しているコンデンサ冷却液戻り管318を通って冷却液プール154に戻って終端する。コンデンサ290内で二元駆動ガスは、二元凝縮液296との駆動凝縮液294に凝縮される。二元凝縮液296は、コンデンサ290に結合した二元液接続配管306aでコンデンサ290の底から排出される。二元液配管306aの他端は、二元液ポンプ288aに結合している。二元液ポンプ288aは、配管306aの他端から二元液296をポンプで汲み上げて二元液貯蔵タンク297へ送る。二元液貯蔵タンク297のサンプは、別の二元液配管306bに結合し、その他端がさらに別の二元液ポンプ288bに結合し、これに一方向逆止弁274bが結合してその出口から蒸発器286に戻す。補強タンクカバー256の上部には、タンク超過圧力解放弁304が配置されており、その出口端は二元ガス圧力解放管303に結合し、さらに二元ガス圧解放タンク299に結合している。圧力解放タンク299の底には別の二元液配管306bが接続し、その他端は別の制御弁278eに結合し、さらに別の二元液配管306cに結合して、二元液貯蔵タンク297の底から出る二元液配管306に接続している。
配管306は合わせて、その二元液296を逆止弁274bへ送り、続いて蒸発器286へ送り込むことによって新たな二元系システムを始める。また図に示すようコンデンサ290側では、駆動液294を駆動液戻りポンプ310の注入側へ供給する駆動凝縮液戻り管292aがコンデンサ290に結合している。ポンプ310からの排出は連続戻り管292aに供給され、その終端から駆動縮液294をタンク134の上部内に溜める。さらに、最後の分離器300の底には駆動液戻り管292bが接続し、これは別の駆動液戻りポンプ310の注入側へつながる。この第2のポンプ310の出口側は、その終端がタンク134内に分離器からの駆動縮液294を溜める、連続した分離器駆動液戻り管292bに接続する。この図は二元系システムの一種類のみを示す。図示していない、冷却タワー、蒸発冷却器及び冷却ユニット等、コンデンサ冷却方法を提供する他の多くの手段がある。HPC二元系システムは、地熱二元系システムおよび石油化学工場で一般的に使用されている制御処理/システムによって自動的に制御されている。
図22には蒸気駆動システムを利用して稼動するHPCを示す。化石燃料燃焼、核分裂容器、地熱処理等の多くの異なる熱源から一般に入手できる、一定量の蒸気320が制御弁278aに結合した蒸気注入管322aを通してHPC処理を始める。制御弁278aの出口は調整済蒸気注入管322に結合している。調整済蒸気注入管322bの末端は、一方向逆止弁274に結合し、その出口はタンク134内のHPC駆動ガス供給管116に結合している。蒸気はHPC処理のタンク内のより深い位置でのより高圧な状態からより浅い位置へ移動して、蒸気それ自体は、タンク134内での駆動液111の冷却と膨張との組み合わせを通したHPC運転の際に凝縮される。
タンクの蓄熱は、タンク134内の駆動液111上面の下から続く高温駆動液排出管330を含む温度管理システムで制御されている。管330は、制御弁278bに結合して、その出口は管330の続きに結合し、さらにその出口が管330の続きに結合している液流ポンプ142に結合して、冷却プール154で終端する。より低温の冷却液は冷却プール154から、駆動液戻り管312で取り出され、その他端は駆動液戻りポンプ310に結合している。る。ポンプ310の出口は、駆動液戻り管312の続きに結合し、管312の他端はタンク134の上部端に結合し、そこでタンク134内に冷たい駆動液が導入される。
HPC後の蒸気残余326は、補強タンクカバー256に結合した蒸気排出管324を用いてタンク134内表面から排出される。ここで蒸気排出管324の他端は残余蒸気凝縮システム328に結合している。このような凝縮システム328は、一般に商業建築物などで利用されているより大型の蒸気加熱システムで使用している。凝縮された蒸気は、蒸気凝縮排出管332を通って蒸気凝縮システム328から排出される。ここで排出管の他端は制御弁278cに結合し、バルブの他端は続く蒸気凝縮332に結合している。蒸気凝縮管の他端は冷却プール154で終端する。HPC蒸気駆動システムは、蒸気熱工場および石炭燃料発生蒸気で運転する発電所で一般的に使用されている制御処理/システムによって自動的に制御されている。
図23には大型段状HPC構成を示す。一組の段状HPCは、下のHPC354から上段のHPCへ駆動ガス178が分配可能となるような距離だけ離間して配置されている。一番下の一つまたは複数のHPC列の真上には、上向き逆山形状中間ガス注入分岐プレナム358の最下点に結合した駆動ガス注入分割プレート356がある。隣同士の各組の分岐プレナムの間で、駆動ガスをプレナムの真上にある段状HCに供給する駆動ガスプレナム124が結合している。種々のレベルにあるガス注入部178を、各HPC中に示す。各ガス注入部178の相対的な大きさは、各深さでの異なる圧力レベルでのガスのガス分子の同一質量(mass)/数を意味することに注意されたい。圧力を低下させるとともに駆動ガスは拡散し、これにより同一ガス注入部178で、深さとの相関関係により作用圧力が自然に低下するとともに各HPC内でより浮揚性のある容積置換が得られる。要するに、図に示すように、より多くの同一サイズおよび同一排気量のHPCを、それぞれ連続して浅い位置にある上方の列に配置することができる。一方、図示しない実施例では、各レベルのHPCの間に固結した大型で上下反対の単一皿型駆動ガス収集器を使用する。下方レベルから放たれる駆動ガスをガス収集器で集めることができ、その際に追加のガスを収集して保持するガス充填頭部空間が拡大する。「頭部」上のガス収集器の内部上面は、水平面と同一平面上にあってもよく、これによりガス収集器で駆動ガスを同一深さで集めることができる。この「皿型」ガス収集器の上面にはプレナム124が結合してもよく、上下反対の皿型ガス収集器に駆動ガス頭部空間があるために各プレナム124は同一ガス注入量を受容する。駆動ガスは皿から離れて、対応するHPC運転のために同一量のガスを受容する各プレナムガス制御弁を通って移動する。
図24には、HPCベースロード発電所を示す。バンク(bank)374は、一つ以上のHPCを含むことができ、このとき一つのバンクに含まれるHPCの具体的な大きさと数は、各施設の具体的な運転上の要求に応じて設計される。図には複数のHPCバンク374を示し、このときの供給電力はベースロード発電所等のようにかなり多い。また、各HPCに配置された発電機376の相対的な配置を示す。図示していないが、設計的問題で必要とされる場合には、HPCの両端に発電機が配置され、これにより一つのHPCで、一台の大型発電機と比べて二台のより小さくてより安い発電機を運転している。HPC施設の動作制御を管理し、工場の物流および保守業務を計画して実施する場所である制御建屋370を示す。また、HPCが天然ガス、二元系システムガス、蒸気または標準的な空気等のような他のガスによって駆動する加圧建屋378を示す。高圧出力線380セットに配置した複数の発電機電力の入力と出力の電気的結合の相対的な関係を現すために電源建屋372を示す。図示または具体的に示さないが、施設全体の運転を管理できる自動制御システムがある。これらの自動制御システムは、例えば、水力ダム発電所および石炭燃料発生蒸気で運転する発電所で使用している任意の通常の制御システムでもよい。
図25には奥行きの深い羽根およびバケットを用いて設計されたHPCを示す。HPCのバケット空間109を画定する奥行きの深い羽根110セットが備えられている。このような奥行きの深い羽根は、個々のバケット羽根セットで保持される各注入ガスのより長時間の浮揚制御を実現する。「奥行きの深い羽根」HPCの実施例は、残りの全ての面では図1の実施例に類似している。各HPCの具体的な設計は、電力出力要求の仕様でされており、このとき設計者はHPC102の外側半径、中心コア支持部材108の半径で画定される「ぬれ面積」を変更することができる。さらに、羽根の設計のうち特定の曲率と長さは特定の目標電力出力を達成するために機能する。図示しないが回転による機械的電力出力要求に合うように、全ての設計で低相対流体力学抗力係数を必ず有するようにしてもよい。
流体圧式作動シリンダの結果達成方法の動作説明
HPCは4つの段階、ガス注入/バケット充填、浮力から回転機械エネルギーへの変換、注入ガスの消費/バケットからの排出と、後面への移行、を通した連続動作によって機能する。
HPCは4つの段階、ガス注入/バケット充填、浮力から回転機械エネルギーへの変換、注入ガスの消費/バケットからの排出と、後面への移行、を通した連続動作によって機能する。
第1実施形態:ガス駆動HPC―プレナム
第1の例示的な実施形態において、HPCはプレナム室を使用して圧縮ガスと供給ガスで動作する。この実施形態において、HPCはベースロード/プライム出力発電装置を駆動するように設計されている。船舶用動力、機械処理駆動等他の設計でも同様に動作する。さらに、必要となる設計的な問題点を考慮して他のガス源を使用できる。
第1の例示的な実施形態において、HPCはプレナム室を使用して圧縮ガスと供給ガスで動作する。この実施形態において、HPCはベースロード/プライム出力発電装置を駆動するように設計されている。船舶用動力、機械処理駆動等他の設計でも同様に動作する。さらに、必要となる設計的な問題点を考慮して他のガス源を使用できる。
HPC102が駆動液111で満たされたHPCタンク134内に正しく配置された時にガス動力、プレナム供給HPCシステムは運転の準備ができている。運転手は、圧縮機138に電力を供給するために、HPC制御システムを用いて一つ以上の圧縮機駆動モータ140に一時的な始動出力を与える。図7では、圧縮機はHPCタンクカバー118内の駆動ガスを戻り管132a、132b、ガススピンフィルタ136、および入口一方向逆止弁141aを通じて取り込む。タンクカバー圧力解放扉119は、タンクカバー118からガスが流入することを可能にし、全ての過剰圧力ガスを外気へ排出可能とし、ガスが過少圧力状態の時にタンクカバー118内に外気ガスを取り入れることを可能として、過剰圧力および過少圧力からタンクカバー118を保護する。システム内の清浄な駆動ガスを保持するために標準運転時には圧力解放扉119は閉じたままであり、これにより、ガスを濾過するための補助システムの必要性を無くす。一つ以上の圧縮機138で駆動ガス178を圧縮し、加圧駆動ガス178を解放することができる。加圧駆動ガス178は、断熱した駆動ガス供給管116a、116b、出力一方向逆止弁141b、およびタンク134内から駆動ガス供給制御弁176を通って移送されて圧縮機138から排出される(図5参照)。駆動ガス178は、タンク134の底「近く」の駆動液111の静止圧力より高圧下にあり、このため駆動液111に置き換わる。プレナムの駆動ガス供給制御弁176は「設定」した量/流量のこの加圧駆動ガス178を駆動ガス均等分配室177内へ解放し、これにより駆動ガス178が拡がって、駆動ガスプレナム124内の駆動液111の深度による圧力と一致するように、圧力を均等にすることができる。均等にされた駆動ガス178は駆動ガス供給口168を通って駆動ガスプレナム124内に入る。
駆動ガス178は、駆動ガスプレナム124の真上にあるHPCバケット領域109に入る。この起動シーケンスの始めにHPC102は静止していて動いていない。HPC起動動作の際、制御システムは駆動ガス供給制御弁176のプレナム液体水位センサ170の制御を無効にして、ガス供給制御弁176を完全開放位置に動かし、これにより、利用可能な全ての加圧駆動ガス178が駆動ガス均等分配室177、駆動ガス供給口168を通って駆動ガスプレナム124内に入ることを可能にする。駆動ガス178はプレナム124内の駆動液111レベルを駆動ガス178まで押し下げて、プレナム124を完全に満たす。一旦プレナム124が満たされると、余剰駆動ガス178はプレナム124の「駆動」側底部にあるプレナムガス溢流用切り抜き部125を通って排出される。この溢流用切り抜き部125は、プレナム124の他の底部端よりも高い位置にあり、これにより駆動ガスをここから最初に「溢流」させる。この「溢流」している駆動ガス178は浮揚性であり、タンク134内の駆動液111を上昇してプレナム124の「駆動」側真上にあるHPCバケット領域109内に入る。
HPC羽根110は個々のHPC領域109内にある駆動ガス178を抑えると、これらのバケット領域109は駆動ガス178で充填される。この駆動ガスは浮揚性により気密なHPCバケット領域109の駆動液111を押し出して、駆動液に置き換わることによって、HPC102のその特定のバケット領域109が駆動ガスで満たされて浮かび上がる。特に注意すべきな、多数の実施例について多くの理由により都合がよいことは、関連した中間羽根支持ガス通過開口113を有する中間羽根支持部材112である。羽根支持部材112は、HPC102を強化するための補助構造を提供するが、これは浮力を受けている結合された各羽根110にかかる大きな荷重を移送する補助荷重通路を隣接した羽根110、他の羽根支持部材112、コア支持部材108、全ての内部ブレース(図示せず)および駆動軸104に提供することによって行われる。各支持部材112で分割されたバケット領域109の各開口113は以下の機能を有する。羽根で画定された各バケット領域109間の注入ガスを均等化し、多数のガス注入/充填設計を可能にし、さらに中間羽根支持部材112およびHPC102全体の重量を軽量化できる。連続した起動シーケンスでは、一つのバケット領域109が駆動ガス178で満たされると、余剰駆動ガス178はその特定のHPC羽根110の縁/端から「溢流」する。これらの余剰駆動ガスは浮力によって上方へ浮いて次に利用可能なバケット領域109内へ入って、そのHPCの利用可能なバケット領域を駆動ガス178で満たし始める。各バケット領域109が一旦十分に満たして重力による浮力がHPC102の静的な慣性力を上回ると、これらの駆動ガスで満たされたバケット領域109がタンク134上部に向かって動き始め、HPC102は回転を始める。
回転しているHPC102は、液体で満たされたバケット領域109を駆動ガスプレナム124の内部へ提供し始める。新たに提供されたバケット領域109の範囲内の重い駆動液111は、重力の影響により、当該プレナム124のように浮力でこのバケット領域の真下にある軽い駆動ガス178に置き換わる。ほとんどの液体の濃度は、大半のガスの濃度の600倍かそれ以上であるため、浮力による置き換えはそれ自体比較的速くて活発に行われる。このように新しく提供された開放HPCバケット領域109はそれらの中の重い駆動液111を空にして軽量駆動ガス178で満たす。駆動ガスプレナム124設計の別の利点は、活発な液―ガス置き換え動作である。運転中のHPCバケット領域109内の駆動液111は、HPC駆動軸廻りを回転しており、また遠心力を受けている。駆動液111がプレナム124の内部にさらされると、各バケットから排出される。この遠心力を用いて駆動液111がHPC羽根110を越えて排出される動作は、駆動液178の重力によるバケット領域109からの流出を超えたさらなる回転力を与える。この遠心力による補助的な液体流回転機械エネルギーは、HPCの浮力のみで与えられる回転エネルギーに付加される。
回転するHPC102は、より多くのバケットが駆動ガス178で満たされて駆動ガスプレナム124を越えて離れて行くとともに電力を蓄えまた速度を増す。HPCの駆動側にあるガスで満たされたバケット領域109は増え、このためより多くの浮力が継続してHPC羽根110上にあり、これにより、より多くのエネルギーと速度をHPCに与えている。回転しているHPC102は、プレナム124から駆動ガス178を除去し、このプレナム124には上述のように新たに送られてきた加圧駆動ガス178が補給される。一旦HPC102が回転するようになると、HPC制御システムは液体レベルセンサアセンブリ170の各プレナム液体レベルセンサ171の出力を使用し始め、これにより駆動ガス均等分配室177へ送るガスの容量を設定し、さらにプレナム124の液体レベルを設定する。液体レベルセンサ171は、プレナム124内の駆動液レベルと、プレナム124側での位置を測ることができる。設置したセンサ171はプレナム124の液体レベルを測定し、プレナム124内に流入可能な駆動ガスの流量/量を運用上制御する駆動ガス制御弁176を所望の設定に設定する役割を果たす。液体レベルの検知と流量の設定動作は、プレナム124に供給された駆動ガス178の流量/量がプレナム124から除去される駆動ガス178の量と平衡状態に到達するまで続く。このような駆動ガス124は、各HPCバケット領域109内のプレナム124領域から離れることによってプレナム124内の駆動液111レベルを設定する。HPC制御システム内の通常のガス制御副次システムは、気圧の分布および産業用ブロー成形施設での制御システムなどのプレナム124の駆動液レベルを管理することができる。
駆動ガスプレナム124は、HPCの端部プレート114の内部端の中/間に配置されており、プレナム―HPC間羽根シーリング172は駆動ガス178をプレナム124内と、露出したHPCバケット領域109に保持すべく機能する。このような設計は、駆動ガス178が露出した羽根110に隣接したHPC羽根110周りから漏洩することを防ぎ、これはこれらの羽根が、プレナム124の上部開口に画定されているプレナムの駆動ガス供給領域の中から外へと移行するためである。シーリング172は、プレナム124の各端部上のシーリング裏打ちプレート174によって支持されており、この裏打ちプレートはシーリング裏打ちプレート支持部175で補強できる。プレナムをHPC境界面にシーリングする他の手段があってもよい。
HPC102が回転するとともに、駆動ガス178はHPCバケット領域109内に残ってHPC102の回転に動力を与えるべく浮力を供給する。駆動ガスで満たされたHPCバケット109はHPC102の駆動側に沿って上昇し、各バケット領域109の駆動ガス178で満たされる領域は、HPC羽根110側面と水平高さとの関係によって決まる割合によって減少する。HPCバケット領域109内の駆動ガス178は、HPC102全体が回転することによりHPC羽根の末端(外側端)面が水平位置に近づくとともにバケットから「こぼれ」出る。要するに、羽根110は水平面に対して回転して、羽根110の外端が回転するとともに駆動ガスが駆動液178に置き換わる。各バケットがHPCの回転によって最も高い位置に近づくにつれてHPCバケット領域109は、続けてその中の液中の使用済み駆動ガス178を「こぼし」す。HPCバケット109の末端がHPCの回転における「0度」位置に到達する時までに駆動ガス178のほとんどがバケットからこぼれ出たことになり、重力の浮揚性効果によって著しく重い駆動液111で置き換わる。例えば、空気などのガスは一立方フット(約28.3cm3)当たり0.08ポンド(約0.036kg)であり、水などの重い液体は一立方フット当たり62.4ポンド(約28.3kg)である。HPCで使用できる駆動ガスと駆動液の組合せは多数ある。なるべく高密度(単位体積当たりの重量)で低抵抗の駆動液と、なるべく軽量のガスが最適である。これはこれら二つの物質の密度差が、作用可能な測定単位体積当たりの浮力を規定するからである。
HPC102が回転を続けると、駆動液で満たされたHPCバケット領域109は、最も高い位置を通りすぎ、そしてHPC102の非駆動側を下方へ回転する。これらの駆動液で満たされたHPCバケット領域109は、HPCの回転によって移動し、再び駆動ガス178充填プロセスを最初から始めるために、その後駆動ガスプレナム124内に入る。一旦全HPC運転プロセスが始まると、駆動ガス178の供給が止められる、または、駆動軸104に加わる機械的処理による抵抗がHPCの回転エネルギーを妨げるまたは越えない限り充填動作と空にする動作は続く。所望により、このような基本的な発電動作、多数の圧縮機を備えた設計は、事実上終わりのない動作を可能にし、その場合、他の圧縮機が続けて必要な加圧ガスを送り続けている間、どのような特定の圧縮機も保守点検または交換のためにラインから外すことが論理上可能である。直列に並んだ各ガス逆止弁141aと141bは、図7に示すように、保守点検中の圧縮装置に起因する駆動ガス圧力損失を防止することにより圧縮機の保守点検または交換を可能にする。
一旦HPC102が最適運転速度に達すると、全体プロセスで同一駆動ガス178を再利用するためガスフィルタ装置の必要性を無くし、また、駆動液111、各圧縮機138、各一方向逆止弁141、各断熱した駆動ガス供給管116、およびガス戻り管132へ外部のゴミおよび汚染物質が入らない。
HPC設計の他の特徴は、低摩擦HPC支持軸受130および低維持液密タンクシーリング/パッキン箱122を含む。加圧駆動ガス178の温度制御と、必要に応じて図8に示すタンク134と液体冷却プール154を通り加熱圧縮機クーラントの循環によって液体温度が維持されている。圧縮動作中は触ると熱いガス圧縮機圧力排出管で見られるように、ガスの圧縮熱は熱質量を集め、圧縮中に駆動ガス178の熱エネルギーがより小さな範囲に集中する。駆動ガス178が圧縮解除されるときに逆もまた真であって、ガス内に保持されている熱の体積が膨張し、このような膨張によりガスは圧縮解除されて配管を触ると冷たく感じる。駆動ガスプレナム124内の膨張駆動ガス178は比較的冷たく、駆動ガス均等分配室177とプレナム124内の駆動ガスの膨張中に継続して熱を吸収することにより、また、タンク底部のより高位置の圧力からタンク上部のより低位置の圧力へのHPC回転による移動により駆動液111を冷やすことができる。ガスの膨張中に供給される熱エネルギーは、局所的な環境、つまり、周囲の駆動液111から来る。正しく設計されていないと、駆動液111はガスの膨張作用によって継続して冷やされて固化/凍結点に達することもある。このようなガス膨張、冷し/冷却作用は旅客航空機の空調設備の設計の元となっている。全HPC動作の熱エネルギー量が管理されず抑制されていない場合、この冷却効果はHPCエネルギーの抽出を減速または止めることがある。
図8に示すように、温度管理は駆動ガス178の圧縮熱を保持するところから始まって、膨張中は同一/同等量の熱が駆動ガス178に供給され、このためHPCの連続動作によってタンク内の駆動液111が凍結レベルまで「冷やされる」ことがない。加圧駆動ガス178は、続く駆動ガスの膨張に可能な限り多くの圧縮熱を維持する各断熱した駆動ガス供給管116に入ることができる。圧縮プロセスから生じる一部の熱も、断熱した駆動ガス供給管116を通って移送中に駆動ガス178から失われた熱の補充に利用できる。圧縮機138の継続的な運転には効率を維持し、圧縮機内の摩擦作用から生じる温度上昇に起因する運転消耗を減らすために一般に液体を冷やさなければならない。ガス圧縮設計の一部は、(複数の)圧縮機138を駆動する電気駆動圧縮機駆動(複数)モータ140からの熱を取り入れることもできる。設計された冷却液ジャケット(図示せず)で(各)モータを低温に維持することにより、利用の寿命を延ばし、また圧縮機の運転に必要な電気負荷を減らすことができる。
図8に示すように、液体冷却回路は、タンク134から始まり、タンク上部からより温かいタンク駆動液111が引き出され、HPC液体排出管146a、第1の双方向液流弁144a、液体排出管146b、液流ポンプ142a、第2の双方向液流弁144b、そして液体冷却プール154に入る。「冷却」された液体は、液体冷却プール154から取り出されて、第3の双方向液流弁144c、圧縮機液体注入管150a、圧縮機の液流ポンプ142b、圧縮機液体注入管150bを通って、さらに圧縮機138の液体冷却システム(図示せず)を通る。加熱された駆動液111は、圧縮機の動作からの放射熱で加熱された後に圧縮機138の冷却システムから排出されて、HPC液体注入管148a、別の双方向液流弁144d、HPC液体注入管148bを通ってタンク134に戻る。タンク134の外部に設置された双方向液流弁144aと双方向液流弁144eの間には、動作すると圧縮機138からの駆動液にタンク134を迂回させて液体冷却プール154に戻すバイパス液体管152を有するバイパス回路がある。
タンク134内の駆動液111温度が設計温度と等しいかそれ以上の場合、タンクバイパスシステムを作動させる。これにより双方向液流弁144aと144eのセットを作動させて駆動液178に液体バイパス管152と液流ポンプ142bを通過させ、これによって駆動液178が(各)圧縮機138から液体バイパス管152を通って液体冷却プール154内に流入する。タンク134内の駆動液111が設計温度より低い場合には、液体冷却プールバイパス回路が作動して加熱した駆動液178をタンク154内に流入させる。タンク134内の駆動液111が設計温度より低い場合、液体冷却プールバイパス回路を起動して加熱された駆動液178がタンク134内へ流入させる。加熱された駆動液178がタンク134内に流入するのは、双方向液流弁144b/144cセットと液流ポンプ142aと142bが通電されるときであり、この際冷却液が液体冷却プール154を迂回して圧縮機138へ直接流れ、圧縮機プロセスから熱を収集する。自動HPC温度制御副次システムは、石油化学蒸留工場や産業食品包装工場で使用されているような温度制御回路を有する通常のどのような制御副次システムであってもよい。HPC制御システムの一部として、温度制御副次システムは、温度管理動作を独立して行うことができる。一実施例において、水を駆動液111として使用した場合、タンク134の温度は約38から40度(華氏)(約3.3から4.4度(摂氏))、つまり水の最高密度近くで維持することができ、これによりプロセス全体で利用できる浮力を最大にする。臭素、水銀、または水、塩化物、クエン酸、二硫化炭素、臭化エチレン、エチレングリコール等の液体化合物を、どのような液体または異なる液体の組合せでも駆動液として使用することができる。他の特定の液体を駆動液として使用するとき、異なる最適運転温度を有することができる。また、水素ガス、ヘリウム、窒素、空気天然ガス、二酸化炭素等、あらゆるガス、または異なるガスの組合せを駆動ガスとして使用することができる。
発電には、図9に示すように、HPC102は、タンク134の側面から突出する外側駆動軸107を回転動させて回転エネルギー/電力をあらゆる所望の用途に提供する。電気エネルギーの主要な用途のために、駆動軸107は、HPC駆動軸力解放器156に結合できる。このHPC駆動軸力解放器156は、HPC102と、誤作動によりクラッチ156のいずれか一方の側でプロセスを停止させて生じる破損を回避するためにギアを使用している特定の適用例との両方を保護するための優先/過圧クラッチとしての役割を果たす。動力軸157は回転力を、回転速度を上げるためにHPCで生じたトルクの一部を変換する加速変速機158に伝える。加速変速機158の望ましいギア比は、具体的な入力要求による。変速機158の出力は、オルタネータ/発電機の具体的な要求に合わせることができる。中間動力軸159は、電力を発生させるために加速変速機158からの回転力をオルタネータまたは発電機160に送る。電力は、出力電力制御システム164に結合するオルタネータ/発電機出力線180を通してオルタネータまたは発電機160から引き出される。出力電力制御システム164は出力電力を、(各)圧縮機駆動モータ140、HPCポンプおよび副次システムの運転、または残りの電力を電力出力線162を通して外部電力出力分配システムへ供給する所要構成部品の間で分けることができる。自己出力型設計の場合、システムが一旦十分な電力を生産するようになると、電力出力制御システム164は(各)圧縮機駆動モータ140への全ての外部電力を止めて、オルタネータ/発電機160からの電力を(各)圧縮機へ供給する。発電機160を使用している場合、発電機160で生産されている直流電流は、出力電力制御システム164で交流電流に変換できる。このような変換された電力は(各)圧縮機駆動モータ140へ分配して、残りの電力を外部利用のために移送することができる。
図24にはHPCでベースロード主要電力を供給している例を示し、ここでバンク374は複数の102を含む。図には、電力をHPC施設電源建屋372に供給している個別HPC102に結合した発電機376、とHPC施設高圧出力線380を示す。各HPCのバンク374に隣接したHPC施設加圧建屋378はHPCの運転に使用する駆動ガス178を供給できる。また、図にはHPC複合施設を管理、輸送面の支援および維持するHPC施設制御建屋370をも示す。
本実施形態の別の設計を図23に示す。特別に設計された「段状」HPC354は、一列に複数のHPC354を有することによって駆動ガスの再利用を可能にする。駆動ガス178は下方の(各)HPCプレナム124へ導入される。駆動ガス178が最下レベルのHPC354を運転すると、駆動ガス178がそのレベルの上部から現れ、駆動ガス注入分割プレート356を使用して再収集される。分割プレート356は、各側面の駆動ガスを適切な量だけ収集するように配置されており、これにより、中間ガス注入分岐プレナム358へ等量の注入ガスを送る。このとき、中間ガス注入分岐プレナム358は、駆動ガスプレナム124と最下列のHPC354の上の次の列(例えば、第2列)のHPC354の中へ送る使用済み駆動ガス178を蓄積する。最下列の二つのHPC354が使用済み/消費駆動ガス178を第2列の3台のHPC内に送ると、最下HPC駆動ガス178の2/3を次の列の各プレナム124に配分することができる。駆動ガス178がタンク134(図23には図示せず)内へ上昇することにより、駆動ガス178にかかる深度依存圧力を減らし、よってこのような駆動ガス178がタンク内で上昇するとともに拡大することを可能にする。拡大した駆動ガス178は、同一注入駆動ガスで次の各列の更なるHPC354を運転可能にする。駆動ガス注入分割プレート356は、必要に応じて駆動ガスを分配するように配置できる。最上列の連続した4台のHPC354に供給している、3台のHPC354が並ぶ第2列では、それらの3/4の駆動ガスを上方列の外側HPC354へ、そしてこれらのガスの1/4のみを同一上方列の内側HPC送るべく、第2列の外側HPCの分割プレートを割り当てられる。第2列の中央HPC354は、それ自体の分割プレート356を半分の消費ガスが最上列の2台の内側HPCへ分割して送るように設定できる。この例では、最上列の全てのHPC354が、中間列または第2列の各HPC354の注入ガスのうち3/4を受容することができる。深度の減少によって起きる駆動ガス178にかかる圧力の低下は、駆動ガス178の拡大を可能にし、各最上列のHPC354は、その下のHPC列が受容した駆動ガス178に置き換わった駆動液111と同等量の駆動液111を受容することになる。また、図示しない実施例では、各レベルのHPCの間に固結した大型で上下反対の単一皿型駆動ガス収集器を使用する。下方レベルから放たれる駆動ガス178は平坦な天井を有するガス収集器で収集でき、その際に追加ガスを収集して保持するガス充填頭部空間が拡大する。「頭部」の上のガス収集器の内部上面は、水平面と同一平面上にあってもよく、これによりガス収集器で駆動ガスを同一深度で集めることができる。この「皿型」ガス収集器の上面にはプレナム124が結合してもよく、上下反対の皿型ガス収集器があるために駆動ガス頭部空間このとき各プレナム124は同一ガス注入量を受容する。駆動ガスは皿から排出されて、任意の列の各プレナムに対応する同一量のHPC運転用ガスを受容する各プレナムガス制御弁に結合した開口を通って移動する。
第2実施形態:HPCの船舶用動力利用例
第2の実施形態、つまり、船舶用動力利用では、図10に示すようにHPCとその副次システムの全体をボート/船殻の中に収容することができる。上述の多くのHPC動作は、本実施形態でも同じであり、繰り返して説明しない。船舶に搭載したHPCを運転するためにはいくつかの方法で設計できる。船舶用HPCの駆動液の温度管理は船舶外の水182が取入口186を通じ、水取入ポンプ188を介してポンプ移送されて行われる。同じ水はまた圧縮機液体注入管150と圧縮機の液体冷却システムを通じてポンプ移送される。駆動液111は、HPC液体注入管148を通じて圧縮機138から排出されてHPC液体バイパスシステムへ流れる。このバイパスシステムは、タンク190内の駆動液111の温度を上げるために密封されたHPCタンクシステム190の中へ駆動液111を誘導するか、駆動液111をタンクバイパスパージ管へ誘導する、双方向液流弁144を含む。このパージ管はタンク190を迂回してその流れを直接海水排出口197へ結合する。船舶のタンク190の船尾端はタンク190底部の船尾側にある水システム排出弁196を有する。この水システム排出弁196は、開くことによりタンクの液体が水排出口197を通じて船舶外へ排出されることを可能にする。外側駆動軸107がオルタネータ/発電機160または別な状態で結合している、直接駆動配置を有する船舶用HPCシステム、船舶の(各)駆動モータ192へ多少の電力を送ることができ、これによって(各)プロペラ軸195と船舶の(各)プロペラ194を回転させる。さらに、多少の電力を(各)圧縮機駆動モータ140を作動用に、そして残りの電力を船舶の他のシステムに分配するために使用することができる。船舶用HPCシステムは、特定の設計要求に応じて、単一または複数の圧縮機設計とともに単一または複数の船舶駆動モータ/推進設計を利用できる、単一または複数のHPCシステムを収容することができる。
第2の実施形態、つまり、船舶用動力利用では、図10に示すようにHPCとその副次システムの全体をボート/船殻の中に収容することができる。上述の多くのHPC動作は、本実施形態でも同じであり、繰り返して説明しない。船舶に搭載したHPCを運転するためにはいくつかの方法で設計できる。船舶用HPCの駆動液の温度管理は船舶外の水182が取入口186を通じ、水取入ポンプ188を介してポンプ移送されて行われる。同じ水はまた圧縮機液体注入管150と圧縮機の液体冷却システムを通じてポンプ移送される。駆動液111は、HPC液体注入管148を通じて圧縮機138から排出されてHPC液体バイパスシステムへ流れる。このバイパスシステムは、タンク190内の駆動液111の温度を上げるために密封されたHPCタンクシステム190の中へ駆動液111を誘導するか、駆動液111をタンクバイパスパージ管へ誘導する、双方向液流弁144を含む。このパージ管はタンク190を迂回してその流れを直接海水排出口197へ結合する。船舶のタンク190の船尾端はタンク190底部の船尾側にある水システム排出弁196を有する。この水システム排出弁196は、開くことによりタンクの液体が水排出口197を通じて船舶外へ排出されることを可能にする。外側駆動軸107がオルタネータ/発電機160または別な状態で結合している、直接駆動配置を有する船舶用HPCシステム、船舶の(各)駆動モータ192へ多少の電力を送ることができ、これによって(各)プロペラ軸195と船舶の(各)プロペラ194を回転させる。さらに、多少の電力を(各)圧縮機駆動モータ140を作動用に、そして残りの電力を船舶の他のシステムに分配するために使用することができる。船舶用HPCシステムは、特定の設計要求に応じて、単一または複数の圧縮機設計とともに単一または複数の船舶駆動モータ/推進設計を利用できる、単一または複数のHPCシステムを収容することができる。
第3実施形態:直接注入ガス駆動HPC
図18に示すように、HPC102は、HPC102が回転して弁胴部が静止している回転弁アレンジメント手段でガス注入されてもよい。この実施例で、HPC102はHPC駆動軸104を中心にして、その両端部プレート114の凹部に嵌まった回転弁胴部226を有することができる。回転弁胴部226は、HPC102の底部位置を回転しながら通過する際にバケット領域内にガスを直接噴射する。運転中、直接噴射ガス駆動HPC102では駆動ガス178が断熱した駆動ガス供給管116から静止回転弁胴部226へ移送される。駆動ガス178は続けて回転弁ガス通路228を通って回転弁ガス排出口230へ流入する。HPCバケット領域109がその回転中の最も低い点を通って移動し、この開口(orifice)230を通ると、駆動ガス178はバケット領域109のコア支持シリンダ端から入る。この実施形態では、コア支持シリンダは各バケットの「床」を切り取ったコアシリンダ支持ガス開口(図示せず)を有する。ここで各開口はバケット領域109の端部に対応する。各バケット領域109は、バケット領域の「床」の末端に一つずつ形成された二つの開口を有する。これらの開口が回転弁ガス排水開口230と重なり始めると、ガスがその特定のバケット領域109へ移送される。各バケット領域109へのガス注入は駆動ガス178の圧力、回転弁ガス排水開口230の大きさ、HPCコア支持部材108口の大きさおよびHPCの回転速度によって決まる。HPCの設計は末端利用目的(end use)に合うようになされ、その際に開口の特定の工学的設計寸法が設定される。外部バッフル236はバッフル―タンク間支持部材238によって静止状態で支持されてもよい。ここでは、この単一または複数のバッフル236を追加して駆動液178へ液体背圧を加え、直接ガス噴射で駆動液178をバケット領域109から押し出して、直接噴射設計のポンプジェット動作に勢いを与える。
図18に示すように、HPC102は、HPC102が回転して弁胴部が静止している回転弁アレンジメント手段でガス注入されてもよい。この実施例で、HPC102はHPC駆動軸104を中心にして、その両端部プレート114の凹部に嵌まった回転弁胴部226を有することができる。回転弁胴部226は、HPC102の底部位置を回転しながら通過する際にバケット領域内にガスを直接噴射する。運転中、直接噴射ガス駆動HPC102では駆動ガス178が断熱した駆動ガス供給管116から静止回転弁胴部226へ移送される。駆動ガス178は続けて回転弁ガス通路228を通って回転弁ガス排出口230へ流入する。HPCバケット領域109がその回転中の最も低い点を通って移動し、この開口(orifice)230を通ると、駆動ガス178はバケット領域109のコア支持シリンダ端から入る。この実施形態では、コア支持シリンダは各バケットの「床」を切り取ったコアシリンダ支持ガス開口(図示せず)を有する。ここで各開口はバケット領域109の端部に対応する。各バケット領域109は、バケット領域の「床」の末端に一つずつ形成された二つの開口を有する。これらの開口が回転弁ガス排水開口230と重なり始めると、ガスがその特定のバケット領域109へ移送される。各バケット領域109へのガス注入は駆動ガス178の圧力、回転弁ガス排水開口230の大きさ、HPCコア支持部材108口の大きさおよびHPCの回転速度によって決まる。HPCの設計は末端利用目的(end use)に合うようになされ、その際に開口の特定の工学的設計寸法が設定される。外部バッフル236はバッフル―タンク間支持部材238によって静止状態で支持されてもよい。ここでは、この単一または複数のバッフル236を追加して駆動液178へ液体背圧を加え、直接ガス噴射で駆動液178をバケット領域109から押し出して、直接噴射設計のポンプジェット動作に勢いを与える。
別の例では、HPCコア支持部材108は、回転弁胴部226の内側近接端がコア支持部材108の末端に隣接する端部キャップ114に合わないように設計してもよい。この別の実施例では、回転弁胴部226の近接端はキャップを外した状態で大型回転弁胴部226に硬質の内部支持在を提供できる。この別の例では、内部構造(図示せず)によって駆動軸104をHPCコア支持部材108に強固に結合できるようにする。この駆動軸104は回転弁胴部226の中心を完全に貫通して、外側駆動軸107と、システムの最終利用形態によって指定された他の機械に結合するようになっている。二つめの別の例では、HPCコア支持部材を端部プレート114の内側端に取り付けることになり、ここでは回転弁胴部226がコア支持部材108の内部へ狭い間隔を空けて摺動しながら入る。駆動軸104は内部構造を用いて再びコア支持部材に強固に結合されて、コア支持取り付け部材から回転弁胴部226を貫通して延びる。回転弁胴部と露出したHPCコア支持部材の内面との間のこの狭い領域に、これら二つの面の間のクッションとして働く一定量の駆動ガス178が導入されてもよい。このような設計により回転弁胴部226が大型空気軸受として働くことを可能にし、HPC軸受120の必要性をなくす。この実施例の全ての別態様では、内側からバケット領域109の直接充填がHPCの総出力にジェットポンプのような勢いを与えることができる。運転使用時には直接噴射充填動作が各バケット領域109で起きるため、この勢いはHPCの浮揚性出力に連続して追加される。
第4実施形態:天然ガス駆動HPC動作
第1の実施形態と同様に構成された天然ガス駆動HPCを別の実施例を図20に示す。HPC102は過圧駆動ガス源として天然ガスを使用する。工業化された国々では、天然ガスを供給源から末端利用者まで1200psi(約8275kPa)までの高圧で配管を移送する。天然ガス駆動HPCシステムは末端利用者の近くに配置してもよく、この場合のガス圧は産業上の利用および住居内暖房や温水暖房などに使用するために移送用圧力から調整圧力に減圧している。
第1の実施形態と同様に構成された天然ガス駆動HPCを別の実施例を図20に示す。HPC102は過圧駆動ガス源として天然ガスを使用する。工業化された国々では、天然ガスを供給源から末端利用者まで1200psi(約8275kPa)までの高圧で配管を移送する。天然ガス駆動HPCシステムは末端利用者の近くに配置してもよく、この場合のガス圧は産業上の利用および住居内暖房や温水暖房などに使用するために移送用圧力から調整圧力に減圧している。
この実施形態では、天然ガスを天然ガス注入圧力調整器252まで運ぶ天然ガス高圧注入管250を通してHPCシステムに導入して運転される。天然ガスは注入圧力調整器252を通過すると、天然ガスが断熱した駆動ガス供給管116へ流入する調整済天然ガス注入管254を通ってタンク134へ流れる。タンク134は、タンクに確実に結合されている補強タンクカバー256を有する。図20では、タンクカバー256は補強タンクカバー保持ボルト258を用いて結合されている。補強タンクカバー256は、がっしりした塊の重し、タンクカバー掛け金システム、締り嵌め手段、高強度の巻付け材または繋ぎ材またはケーブル、あるいはこれらのあらゆる組合せ等の他の手段で所定の位置に強固に結合されてもよい。
天然ガスが一旦タンク134内の駆動液111の上面を離れると、タンクまたはタンクカバーから天然ガスHPC排出管260を通って流出する。その後天然ガスは単一または複数の天然ガス/駆動液蒸気分離器262へ移送され、ここで分離された駆動液111が天然ガスから分離されて分離器から取り出される。ここで駆動液戻しポンプ310は回収した駆動液を駆動液凝縮液戻り管292を通じて送り、その後タンク134へ再び預ける。「洗浄」されてきれいになった天然ガスは、分離器天然ガス排出管266を通って分離器262を離れ、天然ガス分離後圧力調整器268へ入る。ここで天然ガス圧力は天然ガスHPC後排出引込管270を通して末端消費者が使用できる処理終了圧力まで低下させる。
別の実施形態では、ガスが分離器262から分離器天然ガス排出管266を出て天然ガス再圧縮局(図示せず)に入るようにしてもよい。次にHPC再圧縮後天然ガスを、別のガス分配システムに従って再分配することができる。これにより高圧ガス分配管に沿ったあらゆるところで無駄のない電気エネルギーを作り出すことができる。いずれの実施形態も、全てのリモート天然ガス駆動HPC動作を遠隔地から制御するために通常の自動リモート監視・制御(SCADA)システムを含むことができる。上述の実施形態のように、自動制御システムは石油化学ガス供給産業で使用されている。
第5実施形態:温熱二元ガス駆動HPC運転
別の実施形態において、HPCシステムは「二元系システム」を利用した熱源で駆動できる。当業者であれば図21に示す構成要素の多くの機能を理解するであろう。地熱/石炭燃料/液体化石燃料/天然ガス/核燃料からの熱源は、2個所から温熱二元ガス駆動HPCシステムに入る。まず、熱源は熱源流入管282通じて熱を供給し、制御弁278で制御してから二元系システム蒸発器286に入る。次に熱は、イソブタンまたはペンタン等の低沸点二元駆動液を蒸発させて二元駆動ガスにする。使用済み熱源材料は熱源戻り管284を通って各熱源処理に戻ることができる。
別の実施形態において、HPCシステムは「二元系システム」を利用した熱源で駆動できる。当業者であれば図21に示す構成要素の多くの機能を理解するであろう。地熱/石炭燃料/液体化石燃料/天然ガス/核燃料からの熱源は、2個所から温熱二元ガス駆動HPCシステムに入る。まず、熱源は熱源流入管282通じて熱を供給し、制御弁278で制御してから二元系システム蒸発器286に入る。次に熱は、イソブタンまたはペンタン等の低沸点二元駆動液を蒸発させて二元駆動ガスにする。使用済み熱源材料は熱源戻り管284を通って各熱源処理に戻ることができる。
上述の蒸発した二元駆動ガスには、蒸発処理により著しく高圧の状態で二元駆動ガス流入管280上の制御弁278を流れ、さらに一方向逆止弁274aを通ってタンク134内に入ってHPCを浮力によって駆動する。逆止弁、複数制御弁等の安全上の予防器具は、万一供給管、ポンプおよび他の弁等の主要安全システムが故障したときの冗長策としての役割を果たす。
熱源の二つ目の利用方法は、タンク134内の駆動液の温度を二元駆動ガスの沸点を大きく上回る程度に上げることである。蒸発処理による二元駆動ガスにかかる圧力およびタンク134内のHPCの深度の両方は、二元駆動ガスの沸点を上げるように働く。この加圧下にある二元駆動ガス沸点を越えるように駆動液の温度を上げることなく、二元ガスがHPC内で凝縮することとなり、よって機械的回転力に変換される浮力をあまり生じない。熱源は、タンクヒータ回路276および関連制御弁278として図示する別の閉ループシステムを通して熱を供給する。タンクの加熱は通常の制御回路で自動制御でき、場合によっては温水ヒータのようにどこにでもあるような熱電対制御回路のように簡単にできる。
HPCは一旦タンク134の中に入ると、上述の実施形態のように動作できる。使用済み二元駆動ガスは、補強タンクカバー256の下のタンク内の駆動液から出て、二元駆動ガスHPC排出管302に入ることができる。配管302は二元駆動ガスを二元駆動ガス/駆動液蒸留分離システム300へ導く。分離システムはしばしば石油化学および食品加工産業で使用されている。図21には、駆動液111を二元駆動ガスから取り除く処理を示す。駆動液は、駆動液戻りポンプ310で排水されて、続けて駆動液凝縮液戻り管292を通ってタンク134に戻される。
二元駆動ガスは制御弁278で調整されて二元駆動ガスコンデンサ注入管298を通って分離プロセスから出て、その後二元システム凝縮器290に入る。二元ガスは一旦凝縮器内に入ると、二元凝縮液296に凝縮する。凝縮動作はコンデンサに供給する二元ガス管に吸引作用を与えて分離システム300の排気を助ける。低圧力は二元液体との関連で駆動液等のより高い沸点の液体の凝縮を助ける。二元ガス流に残っている駆動液はわずかであってもコンデンサ290内に入ると凝縮してコンデンサ290の底に落ち、駆動液戻りポンプ310で駆動液凝縮戻り管292を通って排出され、その後タンク134に戻る。コンデンサ冷却回路は、冷却プール154等の冷却源から始まり、ここでコンデンサ冷却液流入管314がプールから冷却液をコンデンサ冷却ポンプ316で制御して引出す。冷却液はコンデンサの冷却液閉回路を移送され、その際に凝縮ガスから熱を吸収し、コンデンサ290を離れてコンデンサ冷却戻り管318を通って冷却プール154に戻る。また別の例では、この実施形態は、冷却液の熱エネルギーを分配する、冷却タワーおよび/または蒸発冷却器/冷却装置等の他の手段を使用できる。
二元液体は二元液ポンプ288で汲み上げられ、二元液配管306を通ってコンデンサ290を出て、閉回路二元系システムで再利用のために二元液貯蔵タンク297へ預け入れられる。次に貯蔵タンク297は二元液を二元液ポンプ288へ送り、そこで適切に制御された量の二元液を汲み上げて蒸発器内に入れて二元系システムサイクルを連続して続ける。
この実施形態はまた、タンク134と補強タンクカバー256に対して超過圧力を解放するタンク超過圧力解放弁304を特徴として有する。タンク超過圧力解放弁304の出口は、逃がした全ての二元ガスを一次保管のために二元ガス圧力解放タンク299に導く二元ガス圧力解放管303に結合している。圧力解放タンク299内の二元ガスの放射冷却および稼動中の圧力解放タンク299内の上昇したガス圧力は二元ガスを凝縮させることができ、そして別の二元液配管で取り出されて制御弁278を通って、二元液貯蔵タンク297に保管されるか、二元液ポンプ288で引き出されて再利用のために蒸発器286内に入れられる。
別の例として、この実施形態は二元ガス/駆動液分離システム300全体を省いて、連続した二元液凝縮液296および駆動液凝縮液294の凝縮、分離動作を繰り返す設計とすることができる。
第6実施形態:蒸気駆動HPC動作
別の例示的な実施形態では、著しく高圧の蒸気を使用してタンク134内のHPC102を駆動する。要するに、地熱/石炭燃料/液体化石燃料/天然ガス/核燃料等の熱源、ただしこれらに限らない、の処理は加熱およびHPCの運転利用のために蒸気を送る。図22では、蒸気320は制御弁322に管理されて蒸気流入管322を通る。蒸気は蒸気流入管322の続きを通ってタンク134まで流れる。蒸気は駆動ガス供給管116に入ってHPCを始動する。しかし運転中、HPC内ではいくつかの重要な処理が行われる。高温蒸気はHPCバケット109を満たし、一部の蒸気は凝縮して水に変わってタンク内の駆動液に加わり、熱エネルギーを周囲のタンク内の液体とHPC構造に与える。タンクの内部環境温度が上がるにつれて、より多くの割合の蒸気がより長時間エネルギー性の高い気体状態を維持し、HPCの羽根に浮力を与えている。HPC102は、より多く蒸気がHPCバケット内に入るとともに回転を始め、タンクの環境により多くの熱エネルギーを与える。駆動液の組成と関連した効果的な沸点による一定温度で、HPCは熱的安定状態に達し、他の駆動ガスと同様に蒸気はHPCを効果的に作動する。HPC蒸気安定状態では、蒸気がバケットに入ってHPCを動作し、そのときの初期圧力は蒸気の潜熱を水の沸点より高い温度に維持する。しかし、HPCが回転して各バケット109がタンク134の深い位置から上昇すると、ガスとしての蒸気はより少量の外圧を受けてその体積が拡大し始める。蒸気の体積が拡大すると、蒸気の潜熱は同様に拡大し、このため単位体積当たりの総熱量は、既知の全てのガス圧力―体積―温度法則によって減少する。また、蒸気を囲んでいるHPC構造は蒸気に残っている一部の熱を吸収している。安定状態では、HPCバケットはガスが完全に注入された状態の底位置から始まり、蒸気バケット最上位置に達する時には、タンク深度が減少しさらに蒸気が凝縮して水に変わったために、蒸気は熱伝導およぎ膨張を通してその熱エネルギーを失っている。
別の例示的な実施形態では、著しく高圧の蒸気を使用してタンク134内のHPC102を駆動する。要するに、地熱/石炭燃料/液体化石燃料/天然ガス/核燃料等の熱源、ただしこれらに限らない、の処理は加熱およびHPCの運転利用のために蒸気を送る。図22では、蒸気320は制御弁322に管理されて蒸気流入管322を通る。蒸気は蒸気流入管322の続きを通ってタンク134まで流れる。蒸気は駆動ガス供給管116に入ってHPCを始動する。しかし運転中、HPC内ではいくつかの重要な処理が行われる。高温蒸気はHPCバケット109を満たし、一部の蒸気は凝縮して水に変わってタンク内の駆動液に加わり、熱エネルギーを周囲のタンク内の液体とHPC構造に与える。タンクの内部環境温度が上がるにつれて、より多くの割合の蒸気がより長時間エネルギー性の高い気体状態を維持し、HPCの羽根に浮力を与えている。HPC102は、より多く蒸気がHPCバケット内に入るとともに回転を始め、タンクの環境により多くの熱エネルギーを与える。駆動液の組成と関連した効果的な沸点による一定温度で、HPCは熱的安定状態に達し、他の駆動ガスと同様に蒸気はHPCを効果的に作動する。HPC蒸気安定状態では、蒸気がバケットに入ってHPCを動作し、そのときの初期圧力は蒸気の潜熱を水の沸点より高い温度に維持する。しかし、HPCが回転して各バケット109がタンク134の深い位置から上昇すると、ガスとしての蒸気はより少量の外圧を受けてその体積が拡大し始める。蒸気の体積が拡大すると、蒸気の潜熱は同様に拡大し、このため単位体積当たりの総熱量は、既知の全てのガス圧力―体積―温度法則によって減少する。また、蒸気を囲んでいるHPC構造は蒸気に残っている一部の熱を吸収している。安定状態では、HPCバケットはガスが完全に注入された状態の底位置から始まり、蒸気バケット最上位置に達する時には、タンク深度が減少しさらに蒸気が凝縮して水に変わったために、蒸気は熱伝導およぎ膨張を通してその熱エネルギーを失っている。
安定状態を維持するためには、タンクの環境を安定状態温度に維持しなければならない。常時新しい蒸気を導入すると、いずれタンクの内部温度に安定状態温度を上回る温度まで上昇させ、効果的な蒸気運転にとってとうてい理想とは言えない状態となり、さらなる温度管理の努力が強制的に必要となるであろう。安定状態を維持するためには、タンク温度を冷却プール154等の冷却源を使用して管理されるであろう。冷却タワー、蒸発冷却器及び冷却ユニット等別の冷却システムを使用できる。高温駆動液は、制御弁278で管理されて、タンク134の上部から高温駆動液排出管330を通して引き出されて、液流ポンプ142まで続けて送られる。次にポンプからの排出は冷却プール154へ放出される。より冷たい液体は駆動液戻り管312を通して冷却プールから駆動液戻り管312を通して取り出され、駆動液戻りポンプ310を通ってタンク134内に排出して戻す。
別の例では、駆動液が開放冷却プールへ解放できない、または解放してはならない場合、より少量の熱エネルギーで閉回路冷却ループがタンクから高温駆動液を取り出して、閉回路冷却ループを通して汲み上げて、その後タンク134に戻すことができる。このような設計は冷却塔で一般的に使用されており、浸漬配管冷却システムは世界中の都市の大型の建築物の温熱タンク環境制御に使用されている。
高温駆動液の表面上部に残っている蒸気ガスには、蒸気排出管324が使用済みHPC後蒸気残余326を取り出して、残余蒸気凝縮システム328へ送ってそこで蒸気を凝縮できる。凝縮後システムの水は蒸気凝縮排出管332を通って、保管のために冷却プールへまたは再利用のために蒸気発生源へ戻すことができる。
上記にて本願発明の原理を取り入れた例示的な実施形態を開示したが、本願発明は開示の実施例に限定されない。むしろ、本出願は本発明の一般原理を使用した本願発明のあらゆる変更、用途、または適用を含むことを意図する。さらに、本出願は、本願発明の属する技術分野において既知または慣習となった、および添付の請求項の範囲に含まれる、本開示から離れた実施形態も含むことを意図する。
このような変更の一つには、部分長プレナムを使用してHPCバケットを満たすものを含むことができ、この場合このようなプレナムは補助的なプレナムシーリングとして働く各延出周囲中間羽根支持部材間に設置されてプレナムからバケットの真上のバケット空間にガスが移送され、そのガスがそのバケット空間に沿って拡散して中間羽根支持部材ガス通過口を通る。一つのより長い胴部を有するHPCに一つ以上の部分長プレナムを使用してもよい。別の例は、HPCの下に配置されたガス誘導器、軸を用いた気体注入、およびHPC側口/通路を利用した気体注入を使用してHPCバケットを満たすことを含むことができる。他の実施形態は、種々のバケット形状およびサイズでHPCを構成することもできる。
別の実施例では、種々の圧縮機および排気量でHPC駆動ガスを供給してもよい。また、弾性海水タンク/ブラダー、硬質―固体―シーリングされたタンク等の種々の液体タンク内でHPCユニットを運転してもよい。また別の例では、川、湖、海または大洋等の自然水中環境で頑丈な壁を有するタンクを使用しないでHPCユニットを運転してもよい。このような代替例は、軸受および他の通常はタンク内におかれる、駆動ガス供給管、プレナム等の部品を受容する海/湖/大洋に開放された構造を使用できる。このような設備は、90度ギアボックスおよび垂直応力伝達軸等の機械エネルギーを水面に移送する手段を有するであろう。
実施形例によっては、HPCが、同一ガス注入を、一つのタンクから別のタンクに連続した態様で使用した、直列に並んだ圧力ケーブルタンク内で運転されてもよい。さらに、駆動ガスを一番下のHPCにポンプ注入し、一番下のHPCでガスを使用してタンク内に集め、一番下のHPCの真上にある別のHPCに供給する、同一ガス注入を使用する逆段状層でHPCの運転できる。この実施例は、複数のHPCを上部の段に有して、一番下のHPCは一つまたは二列のHPC配置となって、次の段またはレベルには再び組み合わされたより低圧拡散ガスによって駆動される複数のHPCを有することができる。
さらに、HPCは電力供給用に単独ユニットとしてまたは発電所で複数のユニットで運転してもよい。単一HPCはそれ単体で運転して種々の処理のために高トルクを出力することができる。
別の実施例では、異なるガスおよび/または混合ガスをHPC用駆動ガスとして使用できる。また、異なる液体および/または混合液をHPCの駆動液として使用できる。
HPCは、小さな電源装置から数メガワットのユニットまでの種々の大きで作ることができる。HPCは、(複数の)駆動オルタネータおよび/または(複数の)発電機で使用できる。またHPCは、HPCと圧縮機の両方に液体の温度管理用に冷却プールおよび冷蔵などの代替え温度制御技術を使用できる。これは、高温溶融物質が駆動液として使用されている場合に不可欠である。
HPC駆動軸速度上昇装置を使用せずに直接駆動で、(複数の)発電機または(複数の)高トルクプロセスを運転できる。産業用装置に対して電気オルタネータ/発電機を運転するためにHPCユニットを使用でき、これにより駆動力を船舶に送り、主要電力を船舶に送り、主要電力を船舶およびまたは海洋掘削プラットフォームに送り、主要電力を大洋/海洋掘削プラットフォームに送り、および/または水力発電ダム戻りポンプまたは潅漑用に送水ポンプを運転できる。
別の実施例では、HPC羽根および端部プレートでの微泡発生器処理用、微泡発生器ガスを注入するために別の軸ガス注入設計を使用できる。これによりHPC軸の両端を駆動させて発電または他の産業利用に役立てることを可能にする。
Claims (20)
- シリンダ内で互いに対向して配置された、略平面状で互いに平行な第1の端部プレートと第2の端部プレートと、
前記シリンダ内に長軸方向に延在し、前記第1および第2の端部プレートを貫通する駆動軸と、
各端部プレートおよび前記駆動軸に結合し、前記シリンダ内中央に配置されたコア支持部材と、
低抵抗な流れを促すための複数の羽根であって、それぞれが前記コア支持部材と前記第1および第2端部プレートに結合した複数の羽根と、
前記コア支持部材、前記複数の羽根のうちの二枚、ならびに前記第1および第2端部プレートに画定されたバケット領域と、
前記複数の羽根に結合し、前記第1および第2端部プレートに略平行な羽根支持部材
と、を備え、
前記羽根支持部材はその中に形成され、バケット領域内圧力を均等にするべく液体が通過可能な複数の開口を画定する
流体圧式シリンダ。 - 前記複数の羽根のうち少なくとも一枚に結合した微泡発生器をさらに備える、請求項1に記載のシリンダ。
- 前記微泡発生器は、前記第1および第2端部プレートの少なくとも一枚と結合し、前記微泡発生器と結合する前記端部プレートに略平行である請求項2に記載のシリンダ。
- 前記バケット領域は複数のバケット領域を備える、請求項1に記載のシリンダ。
- 力のモーメントを最大にするべく前記バケット領域の一部が前記シリンダの中心から所定距離離れて、各バケットにかかる浮力の力比を増やす、請求項1に記載のシリンダ。
- 前記駆動軸はその中を通るように画定された通路を含む、請求項1に記載のシリンダ。
- 前記羽根支持部材は前記バケット領域を第1の部分と第2の部分に分け、前記羽根支持部材に画定された前記複数の開口によって前記第1の部分が前記第2の部分に流体連結している、請求項1に記載のシリンダ。
- 液体を収容し、その上方端にカバーが配置されている液密タンクと、
前記タンクの底部端に結合した液体注入装置と、
前記液体の温度を管理する温度管理システムと、
前記タンク内に配置されかつ前記液体に浸漬する流体圧式シリンダであって、軸に沿って長さ方向に延びた駆動軸およびその中に画定された複数のバケット領域を含む流体圧式シリンダと、
を備え、
前記複数のバケット領域の少なくとも一つが前記液体注入装置から加圧液を受容し、これにより前記加圧液が前記シリンダの前記駆動軸廻りの回転動を活発に付与する、
加圧液の浮力を機械エネルギーに変換するシステム。 - 前記シリンダがさらに
前記シリンダ内で互いに対向して配置された、略平面状の互いに平行な第1の端部プレートおよび第2の端部プレートと、
各端部プレートおよび前記駆動軸に結合し、前記シリンダ内中央に配置されたたコア支持部材と、
低抵抗な流れを促す複数の羽根であって、それぞれが前記コア支持部材と前記第1および第2端部プレートに結合した複数の羽根と、
前記複数の羽根に結合し、前記第1および第2端部プレートに略平行な羽根支持部材と、
前記一つ以上の羽根の少なくとも一枚と結合した第1動的抗力低減装置であって、結合相手の前記羽根と略平行な第1動的抗力低減装置と、
前記第1および第2の端部プレートの一方に結合し、前記第1および第2の端部プレートに略平行な第2動的抗力低減装置と、
を備え、
前記羽根支持部材はその中に形成され、バケット領域内圧力を均等にするべく液体が通過可能な複数の開口を画定する、請求項8に記載のシステム。 - 前記羽根支持部材は前記複数のバケット領域のそれぞれを第1の部分と第2の部分に分け、前記羽根支持部材に画定された前記複数の開口によって前記第1の部分が前記第2の部分に流体連結している、請求項9に記載のシステム。
- 前記シリンダの両側に配置された低摩擦軸受をさらに含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記供給路は、前記液体注入装置に注入される前記液体の前記温度を維持すべく断熱されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記液体注入装置はプレナム筐体を有する、請求項8に記載のシステム。
- 前記液体注入装置は、前記複数のバケット領域の少なくとも一つに流体連結した切り抜き部を含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記液体を拡げて前記液体注入装置内で圧平衡を保つ、液体均等分配室をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記液体注入装置は回転弁を備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記回転弁が通路と排出口を画定し、加圧液を前記シリンダに方向付けるために前記通路が前記供給路を前記排出口に流体連結している、請求項16に記載のシステム。
- シリンダ内で互いに対向して配置された、略平面状で互いに平行な第1の端部プレートと第2の端部プレートと、
前記シリンダ内に長軸方向に延在し、前記第1および第2の端部プレートを貫通する駆動軸と、
各端部プレートおよび前記駆動軸に結合し、前記シリンダ内中央に配置されたコア支持部材と、
低抵抗な流れを促す複数の羽根であって、それぞれが前記コア支持部材と前記第1および第2端部プレートに結合した複数の羽根と、
前記コア支持部材、前記複数の羽根のうちの二枚、ならびに前記第1および第2端部プレートに画定されたバケット領域と、
前記一つ以上の羽根の少なくとも一枚と結合した第1動的抗力低減装置であって、結合相手の前記羽根と略平行な第1動的抗力低減装置と、
前記第1および第2の端部プレートの一方に結合し、前記第1および第2の端部プレートに略平行な第2動的抗力低減装置と、を備える、
浮力を機械エネルギーに変換する流体圧式シリンダ。 - 前記複数の羽根に結合し、前記第1および第2端部プレートに略平行な羽根支持部材であって、その中に形成され、バケット領域内圧力を均等にするべく液体が通過可能な複数の開口を画定する羽根支持部材をさらに備える、請求項18に記載のシリンダ。
- 前記羽根支持部材は前記バケット領域を第1の部分と第2の部分に分け、前記羽根支持部材に画定された前記複数の開口によって前記第1の部分が前記第2の部分に流体連結している、請求項19に記載のシリンダ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US26980309P | 2009-06-29 | 2009-06-29 | |
US61/269,803 | 2009-06-29 | ||
PCT/US2010/040130 WO2011008482A2 (en) | 2009-06-29 | 2010-06-28 | Low-drag hydro-pneumatic power cylinder and system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012532275A true JP2012532275A (ja) | 2012-12-13 |
Family
ID=43450067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012518561A Pending JP2012532275A (ja) | 2009-06-29 | 2010-06-28 | 低抵抗流体圧式作動シリンダおよびシステム |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8833070B2 (ja) |
EP (1) | EP2449252A4 (ja) |
JP (1) | JP2012532275A (ja) |
KR (1) | KR20120050985A (ja) |
CN (1) | CN102472244A (ja) |
AU (1) | AU2010273811A1 (ja) |
BR (1) | BRPI1011494A2 (ja) |
CA (1) | CA2766939A1 (ja) |
IN (1) | IN2012DN00802A (ja) |
MX (1) | MX2012000142A (ja) |
NZ (1) | NZ597856A (ja) |
RU (1) | RU2012102703A (ja) |
WO (1) | WO2011008482A2 (ja) |
ZA (1) | ZA201200619B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642876B1 (ko) * | 2015-03-12 | 2016-07-26 | 세명대학교 산학협력단 | 수력 발전용 수차 |
KR101831769B1 (ko) * | 2017-08-25 | 2018-02-27 | 주식회사 뉴페이스원 | 소수력 발전장치용 터빈 및 그 터빈이 구비된 소수력 발전장치 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8790913B2 (en) * | 2005-10-26 | 2014-07-29 | Pbs Biotech, Inc. | Methods of using pneumatic bioreactors |
GB0910784D0 (en) * | 2009-06-23 | 2009-08-05 | Gibson Mark | Combined generating and heating system from renewable sources |
US8667798B2 (en) * | 2009-12-29 | 2014-03-11 | Hopper Energy Systems, Inc. | Methods and systems for power generation by changing density of a fluid |
CN101892941A (zh) * | 2010-07-06 | 2010-11-24 | 孙荣军 | 利用浮力及做功特征获得液体内能量的方法与装置 |
US8456027B1 (en) * | 2010-09-08 | 2013-06-04 | Joseph Wesley Seehorn | Hydro-mechanical power generator system and method |
JP2012251544A (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Fumio Ueda | 水中風車装置 |
US9175564B2 (en) * | 2011-12-05 | 2015-11-03 | Parker-Hannifin Corporation | Tank sloshing energy recovery system |
CN103967685B (zh) * | 2013-08-01 | 2016-01-20 | 郑广生 | 一种水流能量转换装置 |
KR20200058423A (ko) | 2017-08-28 | 2020-05-27 | 마크 제이. 메이나드 | 공기 구동 발전기 |
US20220333603A1 (en) * | 2017-08-28 | 2022-10-20 | Mark J. Maynard | Systems and methods for improving the performance of a gas-driven generator using a phase change refrigerant |
US20220316483A1 (en) * | 2017-08-28 | 2022-10-06 | Mark J. Maynard | Systems and methods for improving the performance of air-driven generators using solar thermal heating |
US10823135B2 (en) * | 2018-10-18 | 2020-11-03 | King Abdulaziz University | Power by gravity |
GB2580320B (en) * | 2018-12-28 | 2023-06-07 | Robert Lim Inventions Ltd | Apparatus and method |
AT524516A1 (de) * | 2020-05-22 | 2022-06-15 | Jank Anton | Druckluftunterstütztes Energierad im Wasser |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US650063A (en) * | 1899-03-28 | 1900-05-22 | Paul Kersten | Power-motor. |
US3860355A (en) * | 1973-04-19 | 1975-01-14 | Billy Clyde Dell | Force converting device |
JPS5416049A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-06 | Hiroyuki Nishikama | Power generating machine which utilizes foam buoyancy |
JPS54129245A (en) * | 1978-03-07 | 1979-10-06 | Fries James E | Steam levitation engine |
US4245473A (en) * | 1977-08-22 | 1981-01-20 | Sandoval Dante J | Fluid motor |
JPS56141009A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-04 | Yoichi Yasuda | Heat engine |
US5735665A (en) * | 1994-04-18 | 1998-04-07 | Kang; Han Sol | Reaction hydraulic turbine |
JPH112176A (ja) * | 1997-06-11 | 1999-01-06 | Den Joji | 発電装置 |
JP2007046485A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Isuzu Motors Ltd | 回転式蒸気エンジン |
DE102005041899A1 (de) * | 2005-09-03 | 2007-03-08 | Edmund Scholz | Krafterzeugungsanlage |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US271040A (en) * | 1883-01-23 | Etdropnefmatio engine | ||
US211143A (en) * | 1879-01-07 | Improvement in steam-motors | ||
US3715885A (en) * | 1971-11-12 | 1973-02-13 | G Schur | Heat vapor differential engine |
US4170114A (en) * | 1977-12-05 | 1979-10-09 | Pruett Robert L | Recirculating submersible turbine |
US4363212A (en) * | 1981-05-04 | 1982-12-14 | Everett Thomas D | Buoyancy prime mover |
US4703621A (en) * | 1985-09-26 | 1987-11-03 | Barrett Wilford C | Solar power take-off |
KR960004451Y1 (ko) * | 1994-04-18 | 1996-05-30 | 강한솔 | 유수력 수차 |
JPH11343957A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Masao Shinozaki | 空気の圧力と水の圧力を組合せ利用した発電装置 |
US6109863A (en) * | 1998-11-16 | 2000-08-29 | Milliken; Larry D. | Submersible appartus for generating electricity and associated method |
CN1336485A (zh) * | 2000-07-30 | 2002-02-20 | 乔昌勇 | 地球吸引力的转化装置 |
US6447243B1 (en) * | 2000-10-20 | 2002-09-10 | Ira F. Kittle | Buoyancy prime mover |
JP2003155971A (ja) * | 2001-11-19 | 2003-05-30 | Hokuriku Regional Development Bureau Ministry Land Infrastructure & Transport | 流水空気エネルギーシステム |
CA2492549A1 (en) * | 2002-08-05 | 2004-02-12 | Don Holmevik | Buoyancy motor |
CA2498635A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-28 | Horia Nica | Vertical axis wind turbine with modified tesla disks |
WO2006108901A1 (es) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Maria Elena Novo Vidal | Sistema de generación de energía eléctrica utilizando generadores en forma de anillo |
US7628528B2 (en) * | 2005-10-26 | 2009-12-08 | PRS Biotech, Inc. | Pneumatic bioreactor |
US8262338B2 (en) * | 2007-01-11 | 2012-09-11 | Cassidy Joe C | Vertical axis dual vortex downwind inward flow impulse wind turbine |
US8266904B2 (en) * | 2008-01-29 | 2012-09-18 | Brent Allen Brumfield | Buoyancy engine |
US20100237626A1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-23 | Hydrovolts, Inc. | Hinged-blade cross-axis turbine for hydroelectric power generation |
-
2010
- 2010-06-28 WO PCT/US2010/040130 patent/WO2011008482A2/en active Application Filing
- 2010-06-28 CN CN2010800364987A patent/CN102472244A/zh active Pending
- 2010-06-28 CA CA2766939A patent/CA2766939A1/en not_active Abandoned
- 2010-06-28 EP EP10800261.9A patent/EP2449252A4/en not_active Withdrawn
- 2010-06-28 MX MX2012000142A patent/MX2012000142A/es not_active Application Discontinuation
- 2010-06-28 AU AU2010273811A patent/AU2010273811A1/en not_active Abandoned
- 2010-06-28 NZ NZ597856A patent/NZ597856A/xx not_active IP Right Cessation
- 2010-06-28 IN IN802DEN2012 patent/IN2012DN00802A/en unknown
- 2010-06-28 BR BRPI1011494A patent/BRPI1011494A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-06-28 JP JP2012518561A patent/JP2012532275A/ja active Pending
- 2010-06-28 RU RU2012102703/06A patent/RU2012102703A/ru not_active Application Discontinuation
- 2010-06-28 KR KR1020127002662A patent/KR20120050985A/ko not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-12-28 US US13/338,843 patent/US8833070B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-01-25 ZA ZA2012/00619A patent/ZA201200619B/en unknown
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US650063A (en) * | 1899-03-28 | 1900-05-22 | Paul Kersten | Power-motor. |
US3860355A (en) * | 1973-04-19 | 1975-01-14 | Billy Clyde Dell | Force converting device |
JPS5416049A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-06 | Hiroyuki Nishikama | Power generating machine which utilizes foam buoyancy |
US4245473A (en) * | 1977-08-22 | 1981-01-20 | Sandoval Dante J | Fluid motor |
JPS54129245A (en) * | 1978-03-07 | 1979-10-06 | Fries James E | Steam levitation engine |
JPS56141009A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-04 | Yoichi Yasuda | Heat engine |
US5735665A (en) * | 1994-04-18 | 1998-04-07 | Kang; Han Sol | Reaction hydraulic turbine |
JPH112176A (ja) * | 1997-06-11 | 1999-01-06 | Den Joji | 発電装置 |
JP2007046485A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Isuzu Motors Ltd | 回転式蒸気エンジン |
DE102005041899A1 (de) * | 2005-09-03 | 2007-03-08 | Edmund Scholz | Krafterzeugungsanlage |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642876B1 (ko) * | 2015-03-12 | 2016-07-26 | 세명대학교 산학협력단 | 수력 발전용 수차 |
KR101831769B1 (ko) * | 2017-08-25 | 2018-02-27 | 주식회사 뉴페이스원 | 소수력 발전장치용 터빈 및 그 터빈이 구비된 소수력 발전장치 |
WO2019039782A1 (ko) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 주식회사 뉴페이스원 | 소수력 발전장치용 터빈 및 그 터빈이 구비된 소수력 발전장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN2012DN00802A (ja) | 2015-06-26 |
AU2010273811A1 (en) | 2012-02-23 |
US20120090312A1 (en) | 2012-04-19 |
BRPI1011494A2 (pt) | 2016-03-22 |
US8833070B2 (en) | 2014-09-16 |
CA2766939A1 (en) | 2011-01-20 |
ZA201200619B (en) | 2013-05-29 |
WO2011008482A2 (en) | 2011-01-20 |
NZ597856A (en) | 2013-04-26 |
EP2449252A2 (en) | 2012-05-09 |
EP2449252A4 (en) | 2014-08-27 |
MX2012000142A (es) | 2012-04-30 |
KR20120050985A (ko) | 2012-05-21 |
WO2011008482A3 (en) | 2011-04-14 |
CN102472244A (zh) | 2012-05-23 |
RU2012102703A (ru) | 2013-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012532275A (ja) | 低抵抗流体圧式作動シリンダおよびシステム | |
KR101806430B1 (ko) | 해양 온도차 발전소 | |
US9139974B2 (en) | Underwater compressed fluid energy storage system | |
US20150322928A1 (en) | Ocean Thermal Energy Conversion Cold Water Pipe | |
JP2013506098A6 (ja) | 水中に圧縮流体エネルギを貯蔵するシステムおよび同システムを配置する方法 | |
CN107201995A (zh) | 海洋热能转换电站冷水管连接 | |
JP2010511821A (ja) | 動的流体エネルギー変換システムおよび使用方法 | |
US20140348641A1 (en) | Low-drag hydro-pneumatic power cylinder and system | |
JP2016503475A (ja) | 海洋熱エネルギー変換パイプ接続 | |
KR20130100898A (ko) | 유체 역학적 사이클 생성 기술 | |
JP2015536401A (ja) | 海洋熱エネルギー変換発電所 | |
WO2020255937A1 (ja) | エネルギー変換装置 | |
CN105464915B (zh) | 海洋热能转换电站 | |
JP3107214U (ja) | 空気浮力による水圧誘導力発電システム | |
KR101772912B1 (ko) | 부유식 발전 설비 | |
GB2615345A (en) | Apparatus for use in generating electricity | |
JP2013044318A (ja) | 海洋エネルギー発電システム及び方法 | |
Carmichael | Ocean thermal energy conversion: a state-of-the-art study | |
HRPK20170850B3 (hr) | Uređaj i princip rada alternativnog pogona za vodenice |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130611 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141007 |