JP2020513507A - 流体動力学的発電装置 - Google Patents

流体動力学的発電装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020513507A
JP2020513507A JP2019552316A JP2019552316A JP2020513507A JP 2020513507 A JP2020513507 A JP 2020513507A JP 2019552316 A JP2019552316 A JP 2019552316A JP 2019552316 A JP2019552316 A JP 2019552316A JP 2020513507 A JP2020513507 A JP 2020513507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impeller
generator
hydrodynamic power
power generator
turbine
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
Application number
JP2019552316A
Other languages
English (en)
Inventor
アンソニー カミレリ，ポール
アンソニー カミレリ，ポール
Original Assignee
キネティック エヌアールジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド
キネティック エヌアールジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2016905107A external-priority patent/AU2016905107A0/en
Application filed by キネティック エヌアールジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド, キネティック エヌアールジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド filed Critical キネティック エヌアールジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド
Publication of JP2020513507A publication Critical patent/JP2020513507A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • 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
    • 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
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • 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"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068—Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/14—Casings, housings, nacelles, gondels or the like, protecting or supporting assemblies there within
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/32—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor with roughened surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/10—Geometry two-dimensional
    • F05B2250/15—Geometry two-dimensional spiral
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/20—Geometry three-dimensional
    • F05B2250/25—Geometry three-dimensional helical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/30—Arrangement of components
    • F05B2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05B2250/311—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being in line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/30—Arrangement of components
    • F05B2250/33—Arrangement of components symmetrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/402—Transmission of power through friction drives
    • F05B2260/4021—Transmission of power through friction drives through belt drives
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)

Abstract

流体動力学的発電装置であって、流体流れのための管路を貫通して画成している水中用ハウジングと、前記流れによる回転のために管路に配置された少なくとも１つのインペラを備え、ハウジングに取付けられたタービンと、タービンからの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために少なくとも１つのタービンと結合された少なくとも１つの発電機と、発電機は１つ以上の磁気領域を保持する複数の延長部材を含んでおり、延長部材は少なくとも１つのインペラの周りに配設され、それと固定されており、ハウジングの材料内部に配置され、前記磁気領域との電磁相互作用のために構成配置された多数の巻線とを備えており、これによって運用時にインペラの回転により磁気領域は巻線を通過して移動し、それによって巻線において電流を誘起する。インペラは、共通軸の周りにその前端部から後端部まで配設された複数の螺旋状ブレードを備えてよく、ブレードの半径は前端部から後端部へ指数関数的に増加する。

Description

本発明は、例えば水路、河川及び海流などの開渠といった流体流れから、さらに場合によっては潮流から、電気の形態でエネルギーを抽出する装置を目的としている。
従来技術の方法、装置又は文書のいかなる参照も、それらが共通の一般知識を形成した、又はその一部を成しているといういかなる証拠又は承認となっていると理解されてはならない。
水体は、発電に利用可能な２種類のエネルギーを有する。すなわち流体静力学的及び流体動力学的である。流体静力学的エネルギーは、基準地面に関するその高さゆえの水体の位置エネルギーである。従来の水力発電所は、大量の流体静力学的エネルギーを持つ水を溜めるためにダム及び貯水池を使用して、そのエネルギーを制御可能な方法で発電に利用する。
流体動力学的エネルギーは、その移動による水塊の運動エネルギーである。水速が速くなればなるほど、それが含む流体動力学的エネルギーは大きくなる。流れに基づくものと波に基づく流体動力学的エネルギーという２種類の流体動力学的エネルギーが存在する。流れに基づく流体動力学的エネルギーは、河川の流れ、人工水路、潅漑運河、潮流及び海流に見られる。
流体動力学的エネルギーを抽出する長所は、ダム又は貯水池を造る必要がないことである。エネルギーは、河川の流れ、潅漑運河その他の自然の水の流れから抽出される。
本発明の目的は、これまで既知の発電機にまさる改良である流体流れから電力を採取するための流体動力学的発電装置を提供することである。
本発明の第１態様によれば、共通軸の周りにその前端部から後端部まで配設された複数の螺旋状ブレードを備える流体動力学的タービン用インペラが提供され、ブレードの半径は前端部から後端部へ増加する。
好ましくは、ブレードの半径は前端部から後端部へ指数関数的に増加する。
１実施形態において、運用時にインペラを通り越えて流れる流体からエネルギーを獲得するのを助けるために、リブがブレード上に配設されている。
リブは１つ以上の径方向リブ及び１つ以上の螺旋リブを含み得る。
代替として、運用時にインペラを通り越えて流れる流体からエネルギーを獲得するのを助けるために、リブの表面を粗面化してもよい。
上述した形式の少なくとも１つのインペラは、
流体流れのための管路を貫通して画成している水中用ハウジングと、
前記流れによる回転のために管路に配置された少なくとも１つのインペラを備え、ハウジングに取付けられたタービンと、
タービンからの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために少なくとも１つのタービンと結合された少なくとも１つの発電機とを含む、流体動力学的発電装置の一部を形成し得る。
好ましくは、タービンは前端部及び後端部をそれぞれ有する第１及び第２のインペラを備えており、インペラは同軸に取付けられ、後端部は管路を通る双方向流れに対処するために互いに隣接している。
流体動力学的発電装置は、１つ以上の磁気領域を保持する複数の延長部材と、延長部材は少なくとも１つのインペラの周りに配設されそれと固定されており、
前記磁気領域との電磁相互作用のために構成配置された多数の巻線とを含んでおり、これによって運用時にインペラの回転により磁気領域は巻線を通過して移動し、それによって巻線において電流を誘起する。
好ましくは、インペラリングがインペラの最外部先端部の周りに配設され、それに締結されており、インペラリング及びインペラは同軸である。
好ましくは、前記磁気領域を保持する延長部材はインペラリングからインペラの軸と平行に延びる。
流体動力学的発電装置は好ましくは、前リング及び後リングを含んでおり、延長部材の前先端は前リングに固定されており、延長部材の後先端は後リングに固定されている。
好ましくは、管路を画成する壁はインペラリングの周囲を受けるために環状凹部が形成されている。
壁には前及び後円筒形開口部が形成され得て、開口部は環状凹部と連続しており、延長部材と前リング及び後リングを収容するためにそこから側方に延びている。
好ましくは、巻線が壁の中に配置される。
本発明の好ましい実施形態において、巻線は前及び後円筒形開口部の対向する側に配置される。
巻線は好ましくは、それらが運用時に管路内を流れる流体との接触から隔絶されるために壁の材料内部に封じ込められる。
好ましくは、ケーブルが巻線に接続されハウジングの中に充填されており、その中を接続端子まで及ぶ。
本発明の好ましい実施形態において、巻線のそれぞれは強磁性コアを有する。
本発明の更なる実施形態において、流体動力学的発電装置が提供され、各インペラはインペラフレームに取付けられる。
駆動輪がインペラフレームの間に枢動可能に連結され、各インペラの軸に回転方向で固定され得る。
好ましくは、発電機はインペラフレームの上方に取付けられる。
本発明の更なる実施形態において、発電機はインペラフレームの各々に固定された発電機フレームに取付けられる。
発電機は、それによる回転のためにシーブと結合されたロータを含み得る。
駆動輪は１つ以上のベルトによってシーブと結合され得る。
本発明の更なる実施形態において、発電機のロータは、シーブが既定の速度を超えて回転していることに応答して離脱するように構成配置されたクラッチを介して、シーブと結合されている。
ハウジングは、タービンが配置される管路を貫通して有する船体が形成された台船の一部を成し得る。
発電機との流体接触を減らすために１つ以上のカウルがタービンと発電機との間に設けられ得る。
本発明の更なる実施形態において、台船は船体の上縁部の周りに取付けられるシュラウドを含む。
本発明の更なる態様によれば、流体動力学的発電装置が提供され、流体動力学的発電装置は、
流体流れのための管路を貫通して画成している水中用ハウジングと、
前記流れによる回転のために管路に配置された少なくとも１つのインペラを備え、ハウジングに取付けられたタービンと、
タービンからの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために少なくとも１つのタービンと結合された少なくとも１つの発電機と、発電機は１つ以上の磁気領域を保持する複数の延長部材を含んでおり、延長部材は少なくとも１つのインペラの周りに配設されており、それと固定されており、
ハウジングの材料内部に配置されており、前記磁気領域との電磁相互作用のために構成配置された多数の巻線とを含んでおり、これによって運用時にインペラの回転により磁気領域は巻線を通過して移動し、それによって巻線において電流を誘起する。
本発明の好ましい特徴、実施形態及び変化形は、本発明を実行するために十分な情報を当業者に提供する以下の「詳細な説明」から識別できる。この「詳細な説明」は、先行する「発明の概要」の範囲を決して制限するものとみなすべきではない。「詳細な説明」は次のように多数の図面に言及する。
本発明の実施形態に従った流体動力学的発電装置の部分切取図を示す。 図１の流体動力学的発電装置の台船の組立図である。 図２の台船の分解図である。 図１の流体動力学的発電装置の下側の部分切取図である。 図１の流体動力学的発電装置のタービン・発電機組立体の図である。 タービン・発電機組立体のインペラフレームの部分分解図である。 タービン・発電機組立体の発電機フレームの図である。 タービン・発電機組立体の駆動輪及びインペラの図である。 タービン・発電機組立体のベルトテンショナの分解図である。 図９のベルトテンショナの組立図である。 本発明の好ましい実施形態に従った流体動力学的発電装置の後側の等角図である。 図１０の流体動力学的発電装置の前側の等角図である。 図１０Ａ及び１０Ｂの流体動力学的発電装置の矢状断面図である。 図１０Ａ乃至１１の流体動力学的発電装置の発電機組立体の図である。 図１２の一部の詳細図である。 インペラ及び発電機ケージの前端部の等角図である。 インペラ及び発電機ケージの後端部の等角図である。 図１１の一部の詳細図である。 発電機及びインペラを明示するためにハウジングの壁を省略した図１０Ａの流体動力学的発電装置の図である。 本発明の更なる実施形態に従った双方向流体動力学的発電装置の図である。 図１８の双方向流体動力学的発電装置の外部の等角図である。 図１８及び１９の双方向流体動力学的発電装置の双方向インペラの図である。 各ブレードが螺旋状形態を有する４ブレードを有している本発明に従った流体動力学的発電装置において使用可能なインペラの図である。 本発明の更なる実施形態に従った発電装置の等角図である。 図２２の実施形態の矢状断面図である。 図２２の実施形態の円板磁石の形態の周囲磁気領域を備えるインペラ及びインペラリングの前方等角図である。 図２２の実施形態の円板磁石の形態の周囲磁気領域を備えるインペラ及びインペラリングの後方等角図である。 図２３の詳細図である。 内部巻線を明示する図２２の実施形態の上面図である。 図２６に対応する正面図である。
図１は、本発明の第１実施形態に従った浮動流体動力学的発電装置１００を示す。図４は発電装置１００の下側の部分切取図である。概略、流体動力学的発電装置１００は、（図４に示された）双方向タービン１０３が取付けられる台船１０２と、発電機２５とから構成される。図２は組立状態の台船１０２の等角図であり、図３は台船１０２を分解図で示している。
図２及び３を参照すれば、台船１０２は、トンネル１０８が貫通して形成されている船体１０６を含む。トンネル１０８は発電機取付開口部１１０と交わる。トンネル１０８の両方の端部に、円錐形吸込口１１２及び１１４が設けられる。船体１０６の上縁部は、周囲台船側板１１６に装着される。台船側板１１６は甲板１１８を受ける。甲板１１８は、発電機取付開口部１１０の上端部に一致しその周りに装着する中心開口部１２０が形成されている。発電機取付開口部１１０を覆って運用中に水の侵入を防ぐために、蝶番式カバー９２が設けられる。表示灯９０がカバー９２の頂部に取付けられる。表示灯は標識として機能でき、夜間台船を見つけるのを助ける。あるいは代替として、流体動力学的発電装置１００がエネルギーを生産している間、単に発電機の状態が遠くから容易に確かめられるように動作するように配線してもよい。
タービンカウル１１２Ａ、１１２Ｂもまた台船１０２の一部として設けられている。ここで図４を参照すれば、タービン・発電機組立体１０４が装着された甲板１１８の下側の図が提示されている。この図において、カウル１１２Ａ、１１２Ｂはそれらの設置位置において見ることができ、それらは組立体１０４の水没インペラ１５２Ａ、１５２Ｂを上部の非水没発電機２５から分離する。従って、それらはトンネル１０８を通る流体流れを制約するのを助ける。
ここで図５を参照すれば、タービン・発電機組立体１０４の詳細図が示されている。図６乃至１０は、以下に説明する組立体１０４の各種構成要素を図示している。
タービン・発電機組立体１０４は、図７において最善に見られる発電機フレーム１０５を含み、それに発電機２５の外ハウジング８が（図５に示す通り）固定される。発電機２５は、電気クラッチ２７を介してシーブ２１と同軸に結合されたロータ１０を備える。クラッチ２７が係合している間、すなわち通常運転中、シーブ２１の回転は発電機２５のロータ１０の回転を生じ、それゆえ電流の発生をもたらす。クラッチ２７は発電機２５からの電気出力に応答し、予想よりも速い水流がトンネル１０８内で起きた時に起こり得るように、発電機出力が既定のレベルを上回った場合にシーブをロータから機械的に解放する。
発電機フレーム１０５は、背向形タービンハウジングフレーム１２Ａ及び１２Ｂに取付けられる。回転自在の駆動輪１５４がフレーム１２Ａ及び１２Ｂのハブの間に同心に取付けられる。後述するように、フレームの各々は２つの対向する背向形インペラ１５２Ａ、１５２Ｂの一方を捕捉し、インペラはフレームに対して回転自在であるが、駆動輪１５４に対しては回転方向で固定されている。ベルト１６６Ａ及び１６６Ｂがシーブ２１及び駆動輪１５４に係回され、それにより水の流れに応答したインペラの回転がシーブ２１の回転を生じ、それゆえ発電機２５による電気の生成をもたらす。
発明人は、水の流れが経時的に双方向である河口又は海に通じる他の通路といった潮流の領域に流体動力学的発電装置を設置する場合、背向形インペラ（すなわちインペラ１５２Ａ、１５２Ｂ）が有利であると着想した。背向形インペラにより、反対の２方向のどちらに流れる流体からもエネルギーを採取することが可能になる。代替方式は、第１方向に流れる水からエネルギーを採取するための第１位置から第２方向に流れる水を採取するための第２位置に、タービンが支持プラットホームに対して旋回するように構成配置された流体動力学的発電装置を得ることであろう。しかし、そうした機構は、損耗しがちであり潮汐領域において連続周期運転を必要とするはずの重量のある旋回アセンブリの追加を必要とすることがわかろう。
流体流れ領域での使用のために流体動力学的発電装置を設けるという課題に対処する別の方式は、容易に１８０°回転可能な浮動プラットホームを設けることであろう。しかし、頻繁に１８０°回転しなければならないプラットホームを係留固定することに関係する問題がある。特に、そうした回転がどのようにして時間の変化に一致するように遠隔地から又は自動的に遂行できるのかが不明である。従って、本発明の現在述べた実施形態の一部を成す背向形インペラは、潮流といった双方向の流体流れが生じる場合、有利である。
フレーム１２Ａ、１２Ｂの各々は同一であり、例示的フレーム１２が図６に図示されている。フレーム１２は、４つの等間隔のスポークがリングから中心ハブ１３４へ径方向内側に延びるリング１３０から構成される。ハブ１３４は、駆動輪１５４の心棒１５６のそれぞれの端部１５８Ａ、１５８Ｂをジャーナル軸受けするための対向する同軸の開口部（図８において最善に見られる）が形成されている。
図６に見られるように、対向する第１及び第２の取付部材１３６及び１３７は、フレーム１２のリング１３０から上方かつ外方に分かれている。取付部材１３６及び１３７の遠隔端部は、上部取付板１３８Ａ及び１３８Ｂのそれぞれの対によって取付フレーム１０５に締結される。取付フレーム１０５は下部取付板１４０Ａ及び１４０Ｂを更に含み、それらはそれぞれの取付フレーム１２Ａ及び１２Ｂの各々のリング取付板１５０Ａ及び１５０Ｂにそれぞれ固定される。
角錐形状のスパイダー１２５Ａ及び１２５Ｂが、各フレーム１２Ａ及び１２Ｂのリング１３０Ａ及び１３０Ｂから側方に延びる。スパイダーのそれぞれは、インペラ１５２の軸１６３の前端部１６５を受けるための凹部が形成されたカラー１３へ外方に集束する４つの延長部材１２８から構成される。
図８に言及すれば、駆動輪１５４の心棒１５６の端部１５８Ｂ及び１５８Ａの各々は、正方形断面の穴１６０Ａ、１６０Ｂが形成されており、それらはそれぞれインペラ１５２Ａ及び１５２Ｂの各々の軸１６３Ａ、１６３Ｂの正方形断面の近位端部１６２Ａ、１６２Ｂを受ける。従って、駆動輪１５４と背向形インペラ１５２Ａ及び１５２Ｂの各々は互いに回転方向で固定していると理解される。従って、インペラのどちらか一方を横切る流体流れは、インペラ及び駆動輪１５４２の両方を全て一体となって回転させることになる。
駆動輪１５４の周囲には、Ｖ字形断面の駆動ベルト１６６Ａ及び１６６Ｂを受けるための一対のＶ字形の溝が形成されている。図４に見られるように、駆動ベルト１６６Ａ及び１６６Ｂは、駆動輪１５４及び発電機滑車２１に係回される。従って、駆動輪１５４の回転により、ベルト１６６Ａ及び１６６Ｂはシーブ２１を回転させ、それゆえクラッチ２７を介して発電機ロータ１０を回転させ、それによって発電機２５に電流を発生させることになる。
図９及び１０を参照すれば、タービンハウジングフレーム１２Ｂ及び１２Ｂに取付けられるテンションアセンブリ１７０が設けられる。テンションアセンブリ１７０はローラ１７２を含み、これはばね（図示せず）によって偏倚されてベルト１６６Ａ及び１６６Ｂの各々に対して張力をかけ、それによってベルト、駆動輪１５４及び発電機滑車２１の間の空転を低減する。
図８において最善に見られる好ましいインペラ１５２は、中心軸１６３の周りに互いに回転方向で９０°ずれた４つの別個の円錐状螺旋形ブレード１５３を備える。各ブレード１５３は、軸１６３の前端部１６５付近の小さいブレード半径及び軸１６３の後端部１６２付近の大きいブレード半径を有する。前端部１６５方向に減少する各々のブレードの半径は、例えば離隔したブレード部分間の乱流を最小限にすることにより、流体流れからのパワー抽出の効率を改善するうえで有用であると考えられる。ブレード１５３の各々には螺旋リブ１５９及び径方向リブ１６１が形成されている。リブ１５９及び１６１は、インペラに沿った流体流れを軸１６３周りの機械的回転に変換する際にインペラの効率を改善すると考えられる。
互いに９０°ずらされた４ブレードは、運用時にタービンを流れる水から可能な限り多くのエネルギーを獲得するのを助けるために協働する。
運用時、浮動流体動力学的発電装置１００は、適切な潮汐領域に曳行され、適所に碇着されるか、又は図１に示すように埠頭９１といった構造に係留される。
図１において矢線９８で示した方向でトンネル１０８を通る水の流れは、矢線９４で示した反時計回り方向でインペラ１５２Ａを回転させることになる。インペラ１５２Ａの回転は転じて、駆動輪１５４を反時計回りに回転させることになり、それによって電気クラッチ２７を介して発電機２５のロータ１０に伝えられるシーブ２１の反時計回りの回転を生じ、それにより発電機は電流を発生させる。発電機１０からの電気ケーブルは、発生した電気を別の場所での使用のために流体動力学的発電装置１００から伝える。
トンネル１０８を通る水の流れが矢線９６で示した反対方向で進行する場合、その流れは第２インペラ１５２Ｂの前端部に衝突し、それによってそれを回転させることになる。インペラ１５２Ｂの回転は転じて、駆動輪１５４を時計回りに回転させることになり、それによってシーブ２１の時計回りの回転を生じ、それは電気クラッチ２７を介して発電機２５のロータに伝わり、それにより発電機は電流を発生させる。直流発電機が使用される場合、発電機の出力の極性はトンネルを通る流体流れの方向の反転により逆転すると理解される。従って、発生する電気の意図した用途に応じて、適切な整流又は反転回路を組み込むことが好ましいかもしれない。
説明してきた本発明の実施形態は有用であるが、発明人は、タービンを回転させ始めるために高度な貫通流が要求されることを認めた。この理由でインペラと発電機との間のベルト継手は滑りを避けるために極めて緊張していなければならないと考えられる。従って、発明人は以下に説明する本発明の更なる好ましい実施形態を考案した。
図１０Ａ乃至１１を参照すれば、水中用ハウジング２０２を含む流体動力学的発電装置２００が示されている。ハウジングは、一般に水である流体の流れのための管路２０６をその内部に画成する円筒壁２０４により形成される。円筒壁２０４の前側２０７はインテークシュラウド２０８が連続する。インテークシュラウド２０８は円錐台形態をしており、拡大前方吸込側２１０が管路２０６の前側２０７方向に集束しそれと連続している。シュラウド２０８の内側壁の一部２１２及び管路の側壁２０４の前部２１４は内方に弓状に湾曲しており、流体がシュラウド２０８の吸込側２１０から管路２０６を通って進行する際にその速度を増大させる。
タービン２１６が管路２０６内でハウジングに取付けられている。タービン２１６は管路２０６に配置される少なくとも１つのインペラ２１８を備える。インペラ２１８は、軸２２０が形成され、支持２２２によって適位置に保持されており、支持は側壁２０４から軸２２０の両端部に延びそれとジャーナル軸受けしている。インペラ２１８は軸の周りに配設された複数の螺旋状ブレード２１４を備える。図１１に示した側面図において、ブレード２１４の外縁部は、破線２２６で示したようにインペラ２１８の前端部２３０から後端部２３２までの距離といくぶん指数関数的に直径が増加している。発明人は、インペラ２１８の形状が管路内を流れる流体からのエネルギーのインペラの回転エネルギーへの効率的な転換に特に有利であることを見出した。
図１２は、流体動力学的発電装置２００の発電機２３４を図示しており、それは以下に説明するようにタービン２１６からの回転機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために少なくとも１つのタービン２１６と結合される。
発電機は、その長さに沿って配置された円板磁石２３８の形態の１つ以上の磁気領域をそれぞれ保持する複数の延長部材２３６を含む。
発電機２３４はインペラリング２４０を含み、インペラリングは図１３及び１４に示すようにインペラ２１８の最外部先端部の周りに位置しそれらと締結され、それによりインペラリング２４０及びインペラ２１８は同軸であり互いに対して固定される。
円板磁石２３８を保持する延長部材２３６は、インペラ２１８の軸と平行にインペラリングから外方に延びる。
発電機の構造的完全性を強化するために、前リング２４２及び後リング２４４が設けられており、それぞれインペラリング２４０と同軸である。延長部材２３６の前先端部は前リング２４２と締結され、延長部材２３６の後先端部は後リング２４４と締結されている。
延長部材２３６は少なくとも１つのインペラの周りに配設され、その結果それらは、インペラリング及び前後リングとともに、図１３及び１４において確認でき、インペラ２１８と固定された円筒形ケージ２４６を形成するバーを効果的に構成する。インペラ２１８は円筒形ケージ２４６とともにハウジングに対して自由に回転する。延長部材も各種リングのいずれも、本発明の好ましい実施形態では、導電性材料で作られていない。
再び図１２及び１３を参照すれば、ケージ２４６に加えて、発電機２３４はまた多数の巻線２４８から構成され、それらはすぐに以下で説明するように、流体管路を画成するハウジングの壁に保持され、円板磁石２３８との電磁相互作用のために構成配置されている。従って、インペラ２１８の回転により磁気領域、すなわち円板磁石２３８は、巻線のそれぞれの導体２４９が磁石２３８に関係する磁束を断ち切るように巻線２４８を通過して移動し、それによって巻線において電流を誘起する。巻線は各々、鉄芯２５０といった強磁性コアを有する。巻線は、平列又は直列で、又は発電機に必要な出力電圧に応じて平列群又は直列群で接続できる。図１３に示すように、本発明の現在述べた好ましい実施形態において、巻線は２列対向する巻線２５１ａ、２５１ｂの群に配列されており、各群はインペラリング並びに前リング及び後リングの軸と平行に延びる。対向列の巻線の端部間には延長部材２３６及び円板磁石２３８が通過するために十分な隙間２５２が設けられている。
図１６は、管路壁２０４の一部の断面の詳細図である。壁２０４にはインペラリング２４０の周囲を受ける環状凹部２５４が形成されていることがわかる。
前及び後円筒形開口部２５６、２５８が壁２０４に形成され、環状凹部２５４と連続しておりそこから側方に延びる。前及び後円筒形開口部２４６、２５８は、延長部材２３６、円板磁石２３８、更に前リング２４２及び後リング２４４を収容する。
巻線２４８は前及び後円筒形開口部の対向する側の壁の中に配置されていることがわかる。壁は、好ましくはブロー成形プラスチック又はガラス繊維といった耐久性合成材料で作られる。
従って、鉄芯２５０を含む巻線２４８は、それらが運用時に管路内を流れる流体と接触しないように、壁の材料内部に封じ込められる。
巻線に接続されたケーブルがハウジングの壁の中に充填され、その中を運用時に発電装置２００が発生する電力の取出し用接続端子まで延びる。
ここで本発明の更なる実施形態に従った双方向流体動力学的発電装置２０１が示されている図１８及び１９を説明する。流体動力学的発電装置２０１は前述の流体動力学的発電装置２００と同様に構成されているが、第１及び第２のシュラウド２０８ａ及び２０８ｂを含む点と、それぞれ前端部及び後端部を有する第１及び第２のインペラ２１８ａ、２１８ｂ（図２０に詳細に示す）から構成されるタービン２１６を有する点が異なっており、インペラは同軸に取付けられ後端部は管路２０６を通る双方向流れに対処するために互いに隣接している。双方向流体動力学的発電装置２０１の発電機は図１２の発電機２３４のそれと全く同様である。
図２１に示すように、運用時にインペラを通り越えて流れる流体からエネルギーを獲得するのを助けるために各インペラのブレード上にリブ又は他の突起部を配設してもよい。
リブは、図２１に図示したように１つ以上の径方向リブ及び１つ以上の螺旋リブから構成され得る。
代替として、ブレードは粗面化した表面を有してもよい。
例えば、以下のウェブサイトを通じて入手可能な“エクストリーム・ポリウレアＡＸ３５００ピュア・ポリウレア・インダストリアル”といった速着・速硬化性ポリウレアを吹付けることによってそれらを粗面化できる。ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｘｔｒｅｍｅｃｏａｔｉｎｇｓ．ｃｏｍ．ａｕ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ／ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ／ｏｎ−ｓｉｔｅ−ｃｏａｔｉｎｇｓ（２０１７年１２月８日検索）。
運用時、単方向流体動力学的発電装置２００又は双方向機種２０１のいずれも、偏揺れ調整マウント２１１によって適切な台船又は突堤の下に取付けられる。偏揺れ調整マウントはピボットを含んでおり、それにより流体動力学的発電装置のハウジングはハウジング内の管路を周囲の水流と最善に整列させるために揺動できる。水がシュラウドから管路に流入すると、水はシュラウドの狭窄のために速度を増しインペラを回転させることになる。インペラが回転すると、転じてそれはインペラリングによってインペラの外側先端部に締結されたケージも回転させる。従って、ケージのバー及び、それらとともに円板磁石は、対向する巻線の間を通過し、それにより巻線において電流を誘起する。電流は、配電網への配線のための、又は蓄電池の充電若しくは現場における他の用途のための接続箱へ適切なケーブルによって送出される。
図２２乃至２５は、本発明の更なる実施形態に従った流体動力学的発電装置３００を図示している。流体動力学的発電装置３００は水中用ハウジング３０２を含む。ハウジングは、一般に水である流体の流れのための管路３０６をその内部に画成する円筒壁３０４により形成される。円筒壁３０４の前側３０７はインテークシュラウド３０８が連続する。インテークシュラウド３０８は円錐台形態をしており、拡大前方吸込側が管路３０６の前側３０７方向に集束しそれと連続している。
タービン３１６は、流体動力学的発電装置２００及び２０１について同様に説明したのと同じように、管路３０６内でハウジングに取付けられる。タービン３１６は管路３０６に配置される少なくとも１つのインペラ３１８を備える。インペラ３１８は、軸が形成され、支持３２２によって適位置に保持されており、支持は発電装置２００及び２０１について前述したように側壁３０４から軸の両端部に延びそれとジャーナル軸受けしている。インペラ３１８は前述のインペラ２１８と全く同様である。
流体動力学的発電装置３００はインペラリング３４０を含む発電機を含んでおり、インペラリングは図２４及び２５の前面図及び背面図に見られるようにインペラ３１８の最外部先端部の周りに位置しそれらと締結され、それによりインペラリング３４０及びインペラ３１８は同軸であり互いに対して固定される。
磁石３３８がインペラリング３４０の両側に配置され、インペラ３８１の軸と平行に向いている。
発電機３３４はまた多数の巻線３４８から構成され、流体管路を画成するハウジングの壁に保持され、インペラリングの磁石３３８との電磁相互作用のために構成配置されている。図２５は管路壁３０４の一部の断面の詳細図である。壁３０４にはインペラリング３４０の周囲を受ける環状凹部３５４が形成されていることがわかる。２列の対向する放射状配列の巻線３５１ａ、３５１ｂが環状凹部３５４の両側に隣接して壁に配列されている。
従って、インペラ３１８の回転はインペラリング３４０を回転させ、それゆえ磁気領域、すなわち磁石３３８は、巻線のそれぞれの導体３４９が磁石３３８に関係する磁束を断ち切るように巻線３４８を通過して移動し、それによって巻線において電流を誘起する。巻線は各々、鉄芯３５０といった強磁性コアを有する。巻線は、平列又は直列で、又は発電機に必要な出力電圧に応じて平列群又は直列群で接続できる。前述の通り、また図２６及び２７において最善に見られるように、巻線３４８は巻線３５１ａ、３５１ｂの２列対向する放射状配列で配置されており、各放射状配列の巻線のコアはインペラリング及びインペラの軸と平行に延びる。
巻線３４８は壁３０４に形成された環状凹部３５４の対向する側で壁の中に配置されていることがわかる。壁３０４は、好ましくはブロー成形プラスチック又はガラス繊維といった耐久性合成材料で作られる。
従って、鉄芯３５０を含む巻線３４８は、それらが運用時に管路内を流れる流体と接触しないように、壁の材料内部に封じ込められる。
巻線に接続されたケーブルは、ハウジングの壁の中に充填され、その中を運用時に発電装置３００が発生する電力の取出し用接続端子まで延びる。
流体動力学的発電装置３００は、例えば前述の発電装置２００と同様に使用される。
法令に従って、本発明は構造的又は方法論的特徴にいくぶん固有な言語で説明した。用語「を備える」及び、「を含む」及び「から構成される」といったその変化形は、全体を通じて、いずれかの付加的な特徴の排除ではなく、包含的意味において使用されている。本書に説明された手段は本発明を実施する好ましい形態を含むので、本発明は図示又は説明した特定の特徴に限定されないことを理解しなければならない。
従って、本発明は、当業者によって適切に解釈される添付クレームの適正な範囲内のその形態又は修正の任意のものにおいて請求される。
明細書及びクレーム（存在する場合）を通じて、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、用語「大体において」又は「およそ」は、その用語によって適格とされる範囲についてであって値に限定されないことを理解しなければならない。
本発明のいずれの実施形態も、単に例示的であって、本発明を制限するように意図していない。従って、上述したいずれの実施形態にも本発明の精神及び範囲を逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行い得ることを認識しなければならない。
８ 外ハウジング
１０ ロータ
１２Ａ、１２Ｂ 背向形タービンハウジングフレーム
１３ カラー
２１ シーブ
２１ 発電機滑車
２５ 発電機
２７ 電気クラッチ
３０ インテークシュラウド
９０ 表示灯
９１ 埠頭
９２ 蝶番式カバー
１００ 流体動力学的発電装置
１０２ 台船
１０３ 双方向タービン
１０４ タービン・発電機組立体
１０５ 発電機フレーム、取付フレーム
１０６ 船体
１０８ トンネル
１１０ 発電機取付開口部
１１２、１１４ 円錐形吸込口
１１２Ａ、１１２Ｂ タービンカウル
１１６ 周囲台船側板
１１８ 甲板
１２０ 中心開口部
１２５Ａ、１２５Ｂ 角錐形状のスパイダー
１２８ 延長部材
１３０ リング
１３４ 中心ハブ
１３６、１３７ 取付部材
１３８Ａ、１３８Ｂ 上部取付板
１４０Ａ、１４０Ｂ 下部取付板
１５０Ａ、１５０Ｂ リング取付板
１５２Ａ、１５２Ｂ 水没インペラ
１５３ 円錐状螺旋形ブレード、ブレード
１５４ 駆動輪
１５６ 心棒
１５８Ａ、１５８Ｂ 端部
１５９ 螺旋リブ
１６０Ａ、１６０Ｂ 穴
１６１ 径方向リブ
１６２ 後端部
１６２Ａ、１６２Ｂ 端部
１６３ 中心軸、軸
１６３Ａ、１６３Ｂ 軸
１６５ 前端部
１６６Ａ、１６６Ｂ 駆動ベルト、ベルト
１７０ テンションアセンブリ
１７２ ローラ
２００ 単方向流体動力学的発電装置
２０１ 双方向流体動力学的発電装置
２０２ ハウジング
２０４ 円筒壁
２０６ 管路
２０７ 前側
２０８ インテークシュラウド
２０８ａ、２０８ｂ 第１及び第２のシュラウド
２１０ 拡大前方吸込側
２１１ 偏揺れ調整マウント
２１２ 内側壁の一部
２１４ 管路側壁の前部
２１６ タービン
２１８ インペラ
２１８ａ、２１８ｂ 第１及び第２のインペラ
２２０ 軸
２２２ 支持
２３０ インペラの前端部
２３２ 後端部
２３４ 発電機
２３６ 延長部材
２３８ 円板磁石
２４０ インペラリング
２４２ 前リング
２４４ 後リング
２４６ 円筒形ケージ
２４８ 巻線
２５０ 鉄芯
２５１ａ、２５１ｂ 巻線
２５２ 隙間
２５４ 環状凹部
２５６、２５８ 前及び後円筒形開口部
３００ 流体動力学的発電装置
３０２ 水中用ハウジング
３０４ 円筒壁、側壁、管路壁、壁
３０６ 管路
３０７ 円筒壁の前側
３１６ タービン
３１８ インペラ
３２２ 支持
３３４ 発電機
３３８ 磁石
３４０ インペラリング
３４８ 巻線
３４９ 導体
３５０ 鉄芯
３５１ａ、３５１ｂ 巻線
３５４ 環状凹部

Claims (30)

  1. 共通軸の周りにその前端部から後端部まで配設された複数の螺旋状ブレードを備える流体動力学的タービン用インペラであって、前記ブレードの半径は前記前端部から前記後端部へ増加する、インペラ。
  2. 前記ブレードの半径は前記前端部から前記後端部へ指数関数的に増加する、請求項１に記載のインペラ。
  3. 運用時に前記インペラを通り越えて流れる流体からエネルギーを獲得するのを助けるために、リブが前記ブレード上に配設されている、請求項１又は請求項２に記載のインペラ。
  4. 前記リブは１つ以上の径方向リブ及び１つ以上の螺旋リブを含む、請求項３に記載のインペラ。
  5. 前記リブの表面は、運用時に前記インペラを通り越えて流れる流体からエネルギーを獲得するのを助けるために粗面化されている、請求項１又は請求項２に記載のインペラ。
  6. 流体の前記流れのための管路を貫通して画成している水中用ハウジングと、
    前記流れによる回転のために前記管路に配置された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのインペラを備え、前記ハウジングに取付けられたタービンと、
    前記タービンからの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために前記少なくとも１つのタービンと結合された少なくとも１つの発電機とを含む、流体動力学的発電装置。
  7. 前記タービンは、前端部及び後端部をそれぞれ有する第１及び第２のインペラを備えており、前記インペラは同軸に取付けられ、後端部は前記管路を通る双方向流れに対処するために互いに隣接している、請求項６に記載の流体動力学的発電装置。
  8. 前記少なくとも１つのインペラの周りにそれと固定して配設された複数の磁気領域と、前記磁気領域との電磁相互作用のために構成配置された多数の巻線とを含んでおり、これによって運用時に前記インペラの回転により前記磁気領域は前記巻線を通過して移動し、それによって前記巻線において電流を誘起する、請求項６又は請求項７に記載の流体動力学的発電装置。
  9. １つ以上の磁気領域を保持する延長部材を含む、請求項８に記載の流体動力学的発電装置。
  10. インペラリングが前記インペラの最外部先端部の周りに配設され、それに締結されており、前記インペラリング及び前記インペラは同軸である、請求項８に記載の流体動力学的発電装置。
  11. 前記磁気領域は前記インペラリングの周りに配設される、請求項１０に記載の流体動力学的発電装置。
  12. 前記磁気領域を保持する前記延長部材は、前記インペラリングから前記インペラの軸と平行に延びる、請求項９に記載の流体動力学的発電装置。
  13. 前リング及び後リングを含んでおり、前記延長部材の前先端は前記前リングに締結されており、前記延長部材の後先端は前記後リングに締結されている、請求項１０又は請求項１２に記載の流体動力学的発電装置。
  14. 前記管路を画成する壁は、前記インペラリングの周囲を受けるために環状凹部が形成されている、請求項１０、１２又は１３のいずれか一項に記載の流体動力学的発電装置。
  15. 前記壁には前及び後円筒形開口部が形成されており、前記開口部は前記環状凹部と連続しており、前記延長部材と前記前リング及び前記後リングを収容するためにそこから側方に延びている、請求項１４に記載の流体動力学的発電装置。
  16. 巻線が前記壁の中に配置される、請求項１４又は請求項１５に記載の流体動力学的発電装置。
  17. 前記巻線は前記前及び後円筒形開口部の対向する側に配置される、請求項１６に記載の流体動力学的発電装置。
  18. 前記巻線は、それらが運用時に前記管路内を流れる流体との接触から隔絶されるために前記壁の材料内部に封じ込められる、請求項１６又は請求項１７に記載の流体動力学的発電装置。
  19. 前記巻線に接続され前記ハウジングの中に充填されており、その中を接続端子まで及ぶケーブルを含む、請求項８乃至１８のいずれか一項に記載の流体動力学的発電装置。
  20. 前記巻線のそれぞれは強磁性コアを有する、請求項８乃至１９のいずれか一項に記載の流体動力学的発電装置。
  21. 各インペラはインペラフレームに取付けられる、請求項７に記載の流体動力学的発電装置。
  22. 前記インペラフレームの間に枢動可能に連結され、各インペラの前記軸に回転方向で固定された駆動輪を含む、請求項２１に記載の流体動力学的発電装置。
  23. 前記発電機は前記インペラフレームの上方に取付けられる、請求項２１又は請求項２２に記載の流体動力学的発電装置。
  24. 前記発電機は、前記インペラフレームの各々に締結された発電機フレームに取付けられる、請求項２３に記載の流体動力学的発電装置。
  25. 前記発電機はそれによる回転のためにシーブと結合されたロータを含む、請求項２４に記載の流体動力学的発電装置。
  26. 前記駆動輪は１つ以上のベルトによって前記シーブと結合されている、請求項２５に記載の流体動力学的発電装置。
  27. 前記発電機の前記ロータは、前記シーブが既定の速度を超えて回転していることに応答して離脱するように構成配置されたクラッチを介して前記シーブと結合されている、請求項２６に記載の流体動力学的発電装置。
  28. 前記ハウジングは、前記タービンが配置される前記管路を貫通して有する船体が形成された台船の一部を成す、請求項６乃至７及び請求項１９乃至２５のいずれか一項に記載の流体動力学的発電装置。
  29. 前記発電機との流体接触を減らすために１つ以上のカウルが前記タービンと前記発電機との間に設けられる、請求項２８に記載の流体動力学的発電装置。
  30. 流体動力学的発電装置であって、
    前記流体流れのための管路を貫通して画成している水中用ハウジングと、
    前記流れによる回転のために前記管路に配置された少なくとも１つのインペラを備え、前記ハウジングに取付けられたタービンと、
    前記タービンからの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために前記少なくとも１つのタービンと結合された少なくとも１つの発電機と、前記発電機は前記インペラの周りにそれと固定されたリングを含んでおり、前記リングは１つ以上の磁気領域を有しており、
    前記ハウジングに形成され前記リングの周囲を受ける環状凹部と、
    前記磁気領域との電磁相互作用のために前記環状凹部に隣接して前記ハウジングの材料内部に配置された多数の巻線とを含んでおり、これによって運用時に前記インペラの回転により前記磁気領域は前記巻線を通過して移動し、それによって前記巻線において電流を誘起する、流体動力学的発電装置。
JP2019552316A 2016-12-09 2017-12-08 流体動力学的発電装置 Pending JP2020513507A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2016905107 2016-12-09
AU2016905107A AU2016905107A0 (en) 2016-12-09 Improvements to Fluid Impellers
AU2017900132 2017-01-17
AU2017900132A AU2017900132A0 (en) 2017-01-17 A bidirectional hydrokinetic power generator
PCT/AU2017/051360 WO2018102886A1 (en) 2016-12-09 2017-12-08 A hydrokinetic power generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020513507A true JP2020513507A (ja) 2020-05-14

Family

ID=62490585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019552316A Pending JP2020513507A (ja) 2016-12-09 2017-12-08 流体動力学的発電装置

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10566875B2 (ja)
EP (1) EP3551875B1 (ja)
JP (1) JP2020513507A (ja)
KR (1) KR102429338B1 (ja)
CN (1) CN110234868B (ja)
AU (1) AU2017372883B2 (ja)
BR (1) BR112019010879A2 (ja)
CA (1) CA3040747A1 (ja)
CL (1) CL2019001298A1 (ja)
MY (1) MY196180A (ja)
NZ (1) NZ753585A (ja)
PH (1) PH12019501266A1 (ja)
RU (1) RU2748825C2 (ja)
WO (1) WO2018102886A1 (ja)
ZA (1) ZA201903986B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ753585A (en) * 2016-12-09 2022-12-23 Kinetic Nrg Tech Pty Ltd A hydrokinetic power generator
WO2019090243A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 Isaacs Hydropermutation Technologies, Inc. Machine and process for filterless wet removal of particles from and humidification of air
KR102050205B1 (ko) 2018-03-26 2019-11-28 배명순 수력 발전장치
KR102280742B1 (ko) * 2020-09-22 2021-07-23 양광수 침지식 조류발전기
CN112217340B (zh) * 2020-09-28 2023-01-13 成都易信达科技股份有限公司 一种应用于智能水表的自发电装置
CN112360672B (zh) * 2020-11-16 2022-03-11 太仓治誓机械设备科技有限公司 一种海洋洋流发电装置
US20220381216A1 (en) * 2021-05-27 2022-12-01 Robert Bado Hydroelectric turbine for generating electricity by converting energy of ocean waves
ES2932385A1 (es) * 2021-07-06 2023-01-18 Inno3 Tecnologias Sostenibles S L Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas
CN115095470B (zh) * 2022-06-28 2023-04-21 华南理工大学 指数布置的振荡水柱式波浪能装置及其布置方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003945A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Dmw Japan:Kk 風車の羽にディンプルを付け風の抵抗を増加させる発明
WO2004113717A1 (en) * 2003-06-25 2004-12-29 Sinvent As Water turbine and liquid pump
JP2005502821A (ja) * 2001-09-17 2005-01-27 クリーン カーレント パワー システムズ インコーポレイテッド 水中用ダクテッドタービン
JP2005030317A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Univ Of The Ryukyus 七円弧薄型翼
WO2008060147A2 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Marinus Mieremet Rotating machine for interaction with a gas or liquid
JP2011503423A (ja) * 2007-11-16 2011-01-27 エレメンタル・エナジー・テクノロジーズ・リミテッド 発電機
JP2014503048A (ja) * 2011-01-20 2014-02-06 シー−リックス アーエス 回転子装置
JP2014084799A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Takano Co Ltd マイクロ水力発電機
JP2014224543A (ja) * 2014-09-07 2014-12-04 重治 黒田 発電する方法とメンテナンス方法
JP2014227957A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン動翼
JP2015034487A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 サンデン商事株式会社 風力発電装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1100332A (en) * 1912-09-03 1914-06-16 James B Smith Windmill.
US1461502A (en) * 1922-02-15 1923-07-10 Solinger Power Company Current motor
US4218175A (en) * 1978-11-28 1980-08-19 Carpenter Robert D Wind turbine
US5425617A (en) * 1992-06-19 1995-06-20 Teran; Antonio A. Constant static pressure runner in an axial flow turbine
GB9407695D0 (en) * 1994-04-19 1994-06-15 Burns David J Electrical power generating apparatus and an electrical vehicle including such apparatus
CA2498635A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-28 Horia Nica Vertical axis wind turbine with modified tesla disks
US7344353B2 (en) * 2005-05-13 2008-03-18 Arrowind Corporation Helical wind turbine
WO2007100639A2 (en) * 2006-02-28 2007-09-07 Kuehnle Manfred R Submersible turbine apparatus
CA2645258A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Shell Canada Limited Turbine assembly and generator
US7908128B2 (en) 2006-12-26 2011-03-15 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Method for modeling a tire model and simulation method
GB2494571B (en) * 2007-11-16 2013-04-24 Elemental Energy Technologies Ltd A propulsion or pump device
RU2010129981A (ru) * 2007-12-20 2012-01-27 ЭрЭсДаблъю ИНК. (CA) Турбина
US7741729B2 (en) * 2008-10-15 2010-06-22 Victor Lyatkher Non-vibrating units for conversion of fluid stream energy
DE102009060763A1 (de) * 2009-12-30 2011-07-07 Habek, Nenad, Dr., 86154 Geometrische Anordnung von Teilen eines Energiewandlers
US8814493B1 (en) * 2010-07-02 2014-08-26 William Joseph Komp Air-channeled wind turbine for low-wind environments
US8506244B2 (en) * 2010-09-29 2013-08-13 George F. MCBRIDE Instream hydro power generator
EP2461016A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Rehart GmbH Wasserkraftanlage
CN102400843A (zh) * 2011-10-26 2012-04-04 哈尔滨工程大学 导流型反击式双转子潮流能水轮机
US9328713B2 (en) * 2012-04-13 2016-05-03 Steven D. Beaston Turbine apparatus and methods
WO2013185068A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Rajakaruna Uppala Spiral screw fluid turbine having axial void
KR20140017065A (ko) 2012-07-30 2014-02-11 한국세라믹기술원 표면강화된 경량도자기의 제조방법
KR101400790B1 (ko) 2012-10-30 2014-05-29 주식회사 코렌텍 골절된 뼈 고정용 와이어 지지판
DE202013103528U1 (de) * 2013-08-06 2014-11-07 Siegfried Blaschko Mehrfachrotoranordnung sowie ein damit angetriebener elektrischer Generator
CN103790761B (zh) * 2014-03-04 2016-04-06 中国水利水电科学研究院 一种双向导流叶片冲击式透平波力发电系统和方法
US10578076B2 (en) * 2014-08-05 2020-03-03 Ryan Church Fluid-redirecting structure
US9759179B2 (en) * 2015-09-18 2017-09-12 Charles B. Culpepper Hydroelectric generator system including helical longitudinal blades forming an open bore and aligned with a current direction
NZ753585A (en) * 2016-12-09 2022-12-23 Kinetic Nrg Tech Pty Ltd A hydrokinetic power generator

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003945A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Dmw Japan:Kk 風車の羽にディンプルを付け風の抵抗を増加させる発明
JP2005502821A (ja) * 2001-09-17 2005-01-27 クリーン カーレント パワー システムズ インコーポレイテッド 水中用ダクテッドタービン
WO2004113717A1 (en) * 2003-06-25 2004-12-29 Sinvent As Water turbine and liquid pump
JP2005030317A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Univ Of The Ryukyus 七円弧薄型翼
WO2008060147A2 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Marinus Mieremet Rotating machine for interaction with a gas or liquid
JP2011503423A (ja) * 2007-11-16 2011-01-27 エレメンタル・エナジー・テクノロジーズ・リミテッド 発電機
JP2014503048A (ja) * 2011-01-20 2014-02-06 シー−リックス アーエス 回転子装置
JP2014084799A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Takano Co Ltd マイクロ水力発電機
JP2014227957A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン動翼
JP2015034487A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 サンデン商事株式会社 風力発電装置
JP2014224543A (ja) * 2014-09-07 2014-12-04 重治 黒田 発電する方法とメンテナンス方法

Also Published As

Publication number Publication date
PH12019501266A1 (en) 2020-02-24
CL2019001298A1 (es) 2019-11-15
RU2019117864A3 (ja) 2021-04-14
EP3551875A4 (en) 2020-09-09
KR102429338B1 (ko) 2022-08-05
RU2019117864A (ru) 2021-01-11
CA3040747A1 (en) 2018-06-14
ZA201903986B (en) 2022-08-31
AU2017372883B2 (en) 2019-01-17
NZ753585A (en) 2022-12-23
CN110234868A (zh) 2019-09-13
RU2748825C2 (ru) 2021-06-01
BR112019010879A2 (pt) 2019-12-03
CN110234868B (zh) 2022-05-31
AU2017372883A1 (en) 2018-12-20
KR20190091326A (ko) 2019-08-05
WO2018102886A1 (en) 2018-06-14
US10566875B2 (en) 2020-02-18
US20190372430A1 (en) 2019-12-05
EP3551875B1 (en) 2021-09-22
EP3551875A1 (en) 2019-10-16
MY196180A (en) 2023-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020513507A (ja) 流体動力学的発電装置
US9000604B2 (en) Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator
US7279803B1 (en) Ocean current power generator
KR101033544B1 (ko) 수중 덕트 터빈
KR101859241B1 (ko) 터빈 시스템 및 방법
CA2614864C (en) The ocean wave energy converter (owec)
US20100135766A1 (en) Kinetic hydropower generation system and intake therefore
JPS6350549B2 (ja)
CN103742338A (zh) 一种海流能供电水下监测仪
WO2010109169A2 (en) Bladeless turbine and power generator
CN111439342A (zh) 潮流监控浮标
GB2490729A (en) Hydro kinetic water turbine duct
CN109026503B (zh) 一种水力发电设备
CA2615808A1 (en) Underwater ducted turbine
KR101756108B1 (ko) 날개가 접히는 물레방아 구조체를 이용한 수중발전 장치
CN221810875U (zh) 一种径流型悬浮式水力发电装置
JP2011007172A (ja) 渦巻きを利用した水車
AU2024202916B1 (en) Offshore floating wave generator assembly
JP2009191708A (ja) 水流利用の発電装置
KR20170103369A (ko) 휴대용 부유식 조류 발전장치
GB2458353A (en) Waterwheel generates power from secondary flow in rotating conduit

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529

Effective date: 20190813

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210831

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220224

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221125

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20221125

C11 Written invitation by the commissioner to file amendments

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11

Effective date: 20221213

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230125

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20230131

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20230224

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20230228

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240422