JP2014159815A - パイプ内流体発電システムおよびタービン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】それを通って両方向に流れる流体の作用によって円筒形パイプ内で交差軸式に回転するよう構成された略球状タービンは、電力を発生させるために、回転機械すなわち発電機と連係動作可能に連結される。ある実施形態では、球状タービンのブレードは、中心シャフトの回転軸線に対して傾斜した平面内で略180度円弧内で湾曲している。別な実施形態では、その一部を遮蔽することによって球状タービンを通る流れを制御するために、デフレクターが球状タービンの上流でかつ円筒形パイプ内に設けられている。球状タービンのブレードは、流体力学的流れを最適化するために、キャビテーションを最小限に抑えるために、そして軸方向から回転エネルギーへの変換を最大化するために、断面が翼形である。
【選択図】図3
Description
12 パイプ
12a,12b 円形フランジ
12c 小開口
12d 大開口
12e フランジ
12f 取り付けプレート
14 発電機アセンブリ
18 円形アーチ状プレート
20 円筒形スペーサ
22 カバープレート
22a 環状シール
22b 円形プレート
22ba 開口
22bb シム
24 取り付けブロック
26 第1のマウント
28 発電機サブアセンブリ
30 環状スペーサ(スタンドオフ)
32 発電機
34 環状リム
34a タブ
36 キャップ
36a タブ
38 第2のマウント
96 球状タービンアセンブリ
Claims (22)
- 流体の運動から動力を発生させる動力発生システムであって、
前記システムはタービンを具備してなり、
前記タービンは、
直径方向に対向するマウント内で回転するよう構成された中心長手方向シャフトであって、このシャフトは、流体の流れと実質的に直交するように延在するよう構成されており、前記シャフトの一端は回転機械の一部と連係動作可能に結合するよう構成されているシャフトと、
複数のベアリングであって、第1のものは、円方向の回転のためのサポートに対して発生機から最も遠い前記シャフトの端部を支持するよう構成されており、かつ、第2のベアリングは、回転のためのサポートに対して前記シャフトの中間部分を支持するよう構成されており、前記シャフトは前記ベアリングの第2のものを貫通して延在している複数のベアリングと、
前記ベアリングの対間で前記シャフトに結合された複数のブレードであって、前記ブレードは前記シャフトから半径方向外側に延在しており、前記ブレードは前記シャフトの周りで実質的に均等に離間している複数のブレードと、
を具備してなることを特徴とする動力発生システム。 - 前記タービンの前記複数のブレードのそれぞれは、略180度円弧内で湾曲させられていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記タービンの前記複数のブレードのそれぞれは、各ブレードの実質的に全長に沿って翼形断面を有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記タービンの全体形状は略球形状であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記略球状タービンの前記シャフトに対して取り付けられた一対の対向する略円形ハブを、さらに具備してなり、各ハブは、その外周まわりで半径方向に離間して、それに対して固定された複数の取り付けブラケットを有し、前記複数のブラケットは前記複数のブレードの対向する端部を支持することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 流体の流動に応答して電力を発生させるために、前記シャフトと共に回転するように前記シャフトの近位端部と連係動作に結合された発電機を、さらに具備してなることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記タービンは、流体の流動方向に関係なく、同じ方向に回転するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記タービンシャフトを保持している前記マウントはベアリングを備えていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- パイプを通る流体の運動から電力を発生させる電力発生システムであって、
前記システムはタービンを具備してなり、
前記タービンは、
略円筒形パイプ内の直径方向に対向するマウント内で回転するよう構成された中心長手方向シャフトであって、このシャフトは、前記略円筒形パイプの長軸線と実質的に直交するように延在するよう構成されており、前記シャフトの一端は発電機と連係動作可能に結合するよう構成されているシャフトと、
複数のベアリングであって、第1のものは、円方向の回転のための略円筒形パイプの側壁に対して、前記発電機から最も遠い前記シャフトの端部を支持するよう構成されており、かつ、第2のベアリングは、前記略円筒形水パイプ内での回転のために前記シャフトの中間部分を支持するよう構成されており、前記シャフトは前記ベアリングの第2のものを貫通して延在している複数のベアリングと、
前記ベアリング間で前記シャフトに結合された複数のブレードであって、前記ブレードは前記シャフトから半径方向外側に延在しており、前記ブレードは前記シャフトの周りで実質的に均等に離間している複数のブレードと、
を具備してなることを特徴とする電力発生システム。 - 前記タービンの前記複数のブレードのそれぞれは、略180度円弧内で湾曲させられていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンの前記複数のブレードのそれぞれは、各ブレードの実質的に全長に沿って翼形断面を有することを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンの全体形状は略球形状であることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記略球状タービンの前記シャフトに取り付けられた一対の対向する略円形ハブを、さらに具備してなり、各ハブは、その外周まわりで半径方向に離間して、それに対して固定された複数の取り付けブラケットを有し、この複数の取り付けブラケットは前記複数のブレードの対向する端部を支持していることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンシャフト上の前記ハブの対間の距離よりも僅かに大きな直径を伴って構成された略円筒形パイプを、さらに具備してなり、前記略円筒形パイプは、前記略円筒形パイプを通る流体の流れに応答して、その中で回転するように前記タービンを支持していることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンシャフト上のハブの対間の距離よりも僅かに大きな直径を伴って構成された略円筒形パイプを、さらに具備してなり、前記略円筒形パイプは、この略円筒形パイプを通る流体の流れに応答して、その中で回転するように前記タービンを支持しており、前記パイプは、前記略球状タービンから直ぐ上流において、その側壁に対して取り付けられた一つ以上のデフレクタープレートを含み、前記一つ以上のデフレクターは、前記パイプの長軸線と直交する平面に対して90度未満の角度でタービンの回転の方向に前記タービンに向かって傾斜しており、前記一つ以上のデフレクターのそれぞれは、前記対応するデフレクターが前記パイプの側壁に取り付けられる場所から最も遠い各デフレクターの側部に前記タービンの形状に類似する内側に湾曲した縁部を有しており、前記一つ以上のデフレクターは前記パイプの断面積の一部を覆っていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記略円筒形パイプを通る流体の流動に反応して電力を発生させるために、それと共に回転するために、前記シャフトの近位端部と連係動作可能に結合された発電機を、さらに具備してなることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンは、流体の流動方向に関係なく、同じ方向に回転するよう構成されていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記タービンシャフトを保持している前記マウントはベアリングを有することを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記円筒形パイプの外側壁に対して取り付けられるよう構成された略円筒形ティーセクションを、さらに具備してなり、前記ティーセクションは、前記タービンが回転しているときに電力を発生させるために前記タービンの前記シャフトと回転のために連係動作可能に結合された発電機を収容していることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記略円筒形ティーセクション内への水の流入を実質的に阻止するために、前記略円筒形パイプのアクセス孔を覆うよう構成された円筒アーチ状プレートを、さらに具備してなることを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記略円筒形ティーセクション内へのアクセス孔を覆う円形の平らなあるいは凹面状のプレートを、さらに具備してなることを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記円形の平らなあるいは凹面状のプレートの上面に着座する発電機を、さらに具備してなることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
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