JP6364419B2 - 直接駆動を備える回転ローブポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ室を備えるポンプハウジングと、入口及び出口と、ポンプ室に配置され、第１軸回りに回転可能に取り付けられている第１マルチローブ回転ピストンと、ポンプ室に配置され、第１軸から間隔を有する第２軸回りに回転可能に取り付けられ、第１回転ピストンと噛み合っている第２マルチローブ回転ピストンと、を備えており、第１及び第２軸回りにそれぞれ回転することによって、第１及び第２回転ピストンは、入口から出口への流体の流れを作り出し、回転ピストンを駆動するために回転ピストンに機械的に連結されているドライブユニットを備える、回転ローブポンプに関するものである。

上記タイプの回転ローブポンプは、液体を搬送するのに使用される。回転ローブポンプで搬送されることができる液体の粘度は、広範囲に亘る。特に、回転ローブポンプは、固体を含む液体の搬送に使用されることもできる。

EP 1519044 B1は、互いに噛み合う回転ピストンがトルク耐性手段で取り付けられている、２つのシャフトを備える回転ローブポンプを記載している。各シャフトは、油圧モータによって駆動される。基本的に、この駆動タイプは、回転ローブポンプの操作で要求される２つの回転ピストンの同期が、互いに２つの回転ピストンの噛み合いによって生成され、各個別の回転ピストンが、分離された油圧モータによって直接駆動されるのを可能とする。このような回転ローブポンプの通常動作の間、各個別の回転ピストンに生じるトルクは、平均して長時間では、両方の回転ピストンで同じであり、短時間の観察では、全１回転で要求される時間より短い期間でみると、２つのピストンの間でトルクにおいて違いが明らかとなる。これらのトルクの相違は、２つの回転ピストンの噛み合いによって吸収されるが、互いの接触により回転ピストンに摩耗が生じ、回転ピストンのシャフトが取り付けられているベアリングの負荷が結果として増加する、という結果となる。その結果、油圧直接駆動によって達成される利点は、回転ローブポンプの効率の観点で、部分的に減少させられる。

本発明の目的は、従来知られた回転ローブポンプよりもより経済的で効率的に動作させることができる回転ローブポンプを提供することである。

この目的は、それぞれＮ個のローブを備える第１及び第２回転ピストンによって達成される。ここで、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度、好ましくはＮで分割される３６０度の角度で、湾曲して延び、ドライブユニットは、第１回転ピストンを駆動するため第１回転ピストンに機械的に連結されている第１電気駆動モータ及び第２回転ピストンを駆動するため第２回転ピストンに機械的に連結されている第２電気駆動モータを備えている。

本発明の回転ローブポンプは、一方では、電気駆動の手段によって直接駆動を可能とし、電気モータの高い効率によって、効率を増加させる。この直接駆動は、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、その結果、ローブの数の割合に対応する全回転の部分に近い、好ましくは、全回転の対応する割合と同じ又は大きい角度範囲をカバーする、回転ピストンのローブによって可能となる。回転ピストンのローブのこのらせん状の進行は、２つの回転ピストンの間の短時間に生じるトルク差が大きく減少される、又はＮによって３６０度らせん状に進む場合、完全に回避される、ことを達成する。理論上、回転ピストンの噛み合いによって生成される、もはや要求されない同期効果と、その結果、回転ローブポンプ内の軸受における低減された負荷及び力による、回転ピストンにおける摩耗の結果としての大幅な低減に加えて、短時間のトルク差のこの低減又は回避は、各回転ピストンの直接駆動の使用を可能とし、このようなトルク差に対して油圧モータによって提供される耐性及びそれに関連する周期的な角度変動を有する必要はない。その代わりに、本発明による構成は、実質的に一定のトルクで回転ピストンを駆動でき、２つの回転ピストンの間でトルク差のない、高い程度の経済性で動作される電気直接駆動の使用を可能とする。ほとんど又は完全に脈動のない動作及びトルクにおいて減少された又は完全に回避された変動によって、直接駆動電気モータの増加された慣性は、油圧モータにおけるものより高く、電気モータと回転ピストンとの間の接続要素における重大なしきい負荷を生じさせることなく、設計において実行されることができる。

本発明の回転ローブポンプの別の特別の利点は、ほとんど又は完全に脈動のない動作であり、回転ローブポンプによって搬送される液体は、一定に、脈動のない流れで搬送される。これは、加速及びブレーキプロセスにおいて及び回転ローブポンプの軸受における負荷及びそれに接続される供給ラインにおける負荷において、大幅な低減となる。本発明の回転ローブポンプの回転ピストンの構成のこの特性が、特に、電気駆動を可能とし、代替的に、適用の特定の形態では、油圧駆動又は他の形態の駆動が使用されることができ、これは有益であり、特定の場合において経済効率を達成することができる、と理解されるべきである。

基本的に、本発明の回転ローブポンプの駆動モータは、ギヤダウン又はギヤアップの手段によって、必要に応じて、同期ギヤを介して、例えば、特に高い又は低い回転速度で駆動モータを使用する、又は、異なる回転速度範囲において、最大効率で２つの駆動モータを使用し、交互に動作させるために、回転ピストンと機械的に連結されることができる。しかし、特に、第１駆動モータが、第１回転ピストンがトルク耐性手段で固定されている第１シャフトを直接駆動し、第２駆動モータが、第２回転ピストンがトルク耐性手段で固定されている第２シャフトを直接駆動することにおいて、第１及び第２の駆動モータが、第１及び第２の回転ピストンにそれぞれ機械的に直接連結されていることが特に好ましい。駆動モータの回転速度が回転ピストンの回転速度を等しくなるように、ギヤボックスの介在なしに生じる、この直接機械的連結を通して、回転ローブポンプの効率がさらに増加する。

回転ローブポンプはギヤがないことが特に好ましい。このようなギヤレス形態は、特に、本発明による構成で可能となる、２つの回転ピストンの間の同期ギヤが免除されることにおいて、回転ローブポンプのギヤにおいて摩擦によって生じる効率損失を防止する。ギヤレス形態は、ここでは、回転ローブポンプの回転ピストンが、噛み合いを介して、単に、互いに同期する、すなわち、２つの回転ピストンの１つが回転ピストンシャフトから除かれると、両方のシャフトが互いに独立に回転できる、ことを意味する。更なるギヤレス形態の利点は、結果として、軸受の負荷を低減することができ、したがって、軸受をより小さくできる、又は、もし大きさが維持される場合、軸受はより高いポンプ圧を吸収することができる。

更なる好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのシャフトは、搬送される流体媒体の手段によって潤滑される少なくとも１つの滑り軸受に回転可能に取り付けられており、好ましくは、第１及び第２のシャフトは、搬送される流体媒体によって潤滑される滑り軸受に取り付けられている。搬送される流体媒体自体によって潤滑される滑り軸受への取り付けは、メンテナンスコストにおける関連する減少のため、一般的に好ましい。ポンプの内部において、静的、非脈動圧力状態により、搬送される流体による滑り軸受の加圧は、軸受の寿命及び軸受に作用する力に関する軸受の設計に対する計算できる設計パラメータであるので、特に、このタイプの取り付けは、本発明により、ポンプにとって有益である。更に、この実施形態は、オイルフリー動作を可能とし、特に、本発明の回転ローブポンプで可能な飲料水への適用において有利である。この場合、十分な耐久性及び様々な搬送流体、特に水に対する耐性を有する、中間的な潤滑のセラミック滑り軸受の使用は、特に好ましい。滑り軸受の使用の更なる利点は、同じ導入空間においてより高いポンプ圧を吸収するポンプを可能とする、より高い定格荷重にある。

第１及び第２の回転ピストンの回転動作の機械的同期が、第１及び第２の回転ピストンの噛み合いを通して生じることが特に好ましい。噛み合う回転ピストンを介するこの機械的な同期のおかげで、回転ピストンとは別に提供される同期ギヤを省くことができ、その結果、このようなギヤ内の摩擦による効率損失を回避する。さらに、本発明による回転ピストンモータは、このタイプの同期により、特にコンパクトで耐久性があるように組み立てられることができる。最終的に、このさらなる実施形態は、オイルフリー操作が好ましいとき、この場合、多分オイル潤滑を必要とするトランスミッションが除外されるので、特に有利である。

基本的に、本発明による回転ローブポンプの回転ピストンは、好ましくは、３、４、５、６、７又は７以上のローブを有することができる。しかし、本発明の好ましい実施形態は、各回転ピストンが３つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも１００度、好ましくは１２０度の角度でらせん状に延び、又は、各回転ピストンが４つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも７５度、好ましくは９０度の角度でらせん状に延び、又は、各回転ピストンが６つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも５０度、好ましくは６０度の角度でらせん状に延びている。これら３つの更なる実施形態で、特に有利な設計は、２、３又は４のローブが各回転ピストンに設けられる場合、２つの回転ピストンの間でトルク変動がほとんどない又は全くない、脈動なし操作で達成される。ここにおいて、通常設計では、最適な脈動低減及びトルクピークの回避は、３、４又は６つのローブの回転ピストンに対してそれぞれ、１２０度、９０度、６０度で達成されることを理解することが重要である。

さらに、ポンプハウジングは、第１内周壁部分で少なくとも一方側で、入口と出口との間のポンプ室を制限し、第１回転ピストンのローブが、第１回転ピストンの各回転位置において、ローブと第１内周壁部分との間の接触ラインが入口と出口との間のシールラインを形成する大きい角度で、らせん状に延びることが好ましく、ポンプハウジングは、第１及び第２内周壁部分で、入口と出口との間のポンプ室を制限し、第２回転ピストンのローブが、第２回転ピストンの各回転位置において、ローブと第２内周壁部分との間の接触ラインが入口と出口との間のシールラインを形成する小さい角度で、らせん状に延びることが好ましい。

回転ポンプは、典型的には、一般的に１８０度を超える円弧を描く２つの内周部を横切って、入口から出口へ搬送される液体を送り込み、搬送される液体は、回転ピストンのローブの間の空間に送られる。回転ピストンの噛み合いは、２つの回転ピストン軸の間の真ん中で液体の移動を生じさせ、その結果、ポンピングが生じない。ポンプが静止しているとき、回転ローブポンプを通しての確実な流れを確保するために、すなわち、出口から入口への逆流を防止するために、回転ピストンは、出口から入口への経路を遮断することが好ましい。しかし、本発明が提供するように、ローブがらせんに沿って進むよう設計される場合、ある設計において、らせんがちょっとした傾斜に過ぎないとき、ローブとポンプ室の内壁との間の接触領域によって形成される連続したシールラインにとって可能ではなく、確実な流れが確保されないことを意味する。減少された脈動及びトルク間の相違に関する最適化の操作にとって、ローブが適度な傾斜を有することが好ましく、これは、確実な流れの理由で望ましくなく、ローブの傾斜の減少は、ハウジングの内壁のラップ角度で限定される。

この実施形態によれば、回転ピストンの各位置において、連続シールラインは、ハウジング設計で予め定められた所定のラップ角度で、この内周壁面にわたって達成される。回転ローブポンプの手段による効果的なポンピングにとって、回転ピストンのローブと入口と出口との間の内周壁部分との間で、２つの連続シールラインが、少なくとも１つの回転位置において、ポンプ室の全長にわたって形成されなければならず、その結果、連続シールラインは、回転ピストンの任意の位置に形成されるということを、ただ、確実にされなければならないことを理解することは重要である。回転ピストンの長さにわたって９０度を超えて進むらせん状を有する各ローブを備える４つのローブの回転ピストンでは、内周壁部分が少なくとも１８０度のラップ角度を有する場合、これは達成され、１２０度を超えて進むらせん状を有する３つのローブの回転ピストンでは、これはとても小さい入口及び出口で達成されることができ、１８０度を超えて進むらせん状を有する２つのローブの回転ピストンでは、もはや達成できない。しかし、特に、後者の構成において、周壁部分のローブの完全なシールラインは、正確に１つの位置で達成され、前もって完全に形成されたシールラインが現在部分的に妨げられ、周壁部分に新しく接触するようになるローブがシールラインのほんの小さな部分を作るように、ポンプを通しての逆流は、回転ピストンがこのシール位置からごくわずかの角度でも回転すると、既に生じる。

さらに、好ましくは、複数の回転ピストンがポンプ室内で同軸上に並んで配置されており、前記同軸上に並んで配置された回転ピストンは、好ましくは、互いに反対方向に延びるローブを備えている。このような構成により、脈動低減及び回転ピストン間のトルク差の防止に関して前述の明確な特性なしに、ポンプの性能を増加させることができる。本発明の利点を達成するために、前述した角度範囲において、軸方向に交互に順に並べられた各回転ピストンは、らせん状に進むローブを備えていなければならない、ということを理解することは重要である。このように互いに接続された回転ピストンは、一体で又は複数体で作られることができる。

さらに、好ましくは、ポンプ室は、第１及び第２電気駆動モータとの間に配置されている。この配置において、電気駆動モータは、ポンプハウジングの両側に配置されている、すなわち、一方のシャフトは、左ハウジングカバーを通って駆動モータに延び、他方の回転ピストンのシャフトは、右ハウジングカバーを通って駆動モータに延びている。このように配置されることによって、駆動モータは、メンテナンスの目的で容易にアクセスでき、それらの直径は、２つの駆動モータの隣接した配置によって限定されず、その結果、高効率の電気駆動モータを備える全体的にコンパクトな設計の達成を可能とすることができる。

最後に、好ましくは、第１動作モードにおいて、第１及び第２駆動モータは、電気エネルギーを流れエネルギーへ変換するモータとして接続されており、第２動作モードにおいて、流れエネルギーを電気エネルギーへ変換する発電機として接続されている。この特定の実施形態において、回転ローブポンプは、第１動作モードにおいて、流体を移動させるためのポンプとして使用され、したがって、回転ピストンは、この動作モードにおいて、電気駆動モータによって回転するよう設定される。しかし、第２動作モードにおいて、回転ローブポンプは、回転エンジン又はタービンとして使用される。この第２動作モードにおいて、回転ピストンは、入口及び出口の間に存在する圧力差によって回転するよう設定され、この回転は、駆動モータに対する機械的連結を通して伝達され、この動作モードにおいて、この回転から電気エネルギーを生成する発電機として動作する。このような２つの動作モードにおける動作の可能性は、一方で、液体が抵抗に対して搬送されなければならず、他方で、圧力差で逆の流れにおいて逆流するところで、しかし、特に、ここで制限される、例えば、速い流速の防止又は圧力の低減のために、適用において特に有利である。この場合、ポンプ動作は、第１動作モードにおいて回転ローブポンプによって提供され、第２動作モードにおいて、回転ローブポンプは、同時に、選択的に、内部電圧ネットワーク、例えば対応するアキュムレータ又は対応する容量のコンデンサに一時的に蓄えられることができ、又は、公共ネットワークに供給されることができ、回転ポンプのユーザーの経済性を改善する、電気エネルギーを生成する、制限器として使用される。

本発明の別の態様は、回転ピストンモータを備える水力発電システムであり、回転ピストンモータは、モータ室を有するモータハウジングと、入口及び出口と、モータ室に配置され、第１軸回りに回転可能に取り付けられている第１マルチローブ回転ピストンと、モータ室に配置され、第１軸から間隔を有する第２軸回りに回転可能に取り付けられ、第１回転ピストンと噛み合っている第２マルチローブ回転ピストンと、を備えており、第１及び第２回転ピストンは、入口から出口への流体の流れによって、それぞれ第１及び第２軸回りに回転するよう設定され、発電機ユニットは、回転ピストンによって駆動されるように、回転ピストンに機械的に連結され、第１及び第２回転ピストンは、それぞれＮ個のローブを備えており、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度、好ましくは、Ｎで分割される３６０度の角度で、湾曲して延び、発電機ユニットは、第１回転によって駆動されるように第１回転ピストンに機械的に連結される第１発電機と、第２回転ピストンによって駆動されるように第２回転ピストンに機械的に連結される第２発電機と、を備えている。

このように設計された水力発電システムは、構造的に及び幾何学的に同一の方法で上述の回転ポンプを使用するが、発電機又はタービンとしてそれを動作させる。これは、本発明の水力発電システムにおいて、回転ピストンは、入口と出口との間の圧力差によって回転するよう設定され、機械的連結を通して回転するよう駆動設定され、電気駆動モータは発電機として接続され、その結果、後者は圧力差から電気エネルギーを生成する、ということを意味する。構造的な設計及びその結果達成される運転特性によって、本発明の回転ポンプは、特にこのような発電機としての使用に適している。第１に、回転ローブポンプの極めて低い脈動動作は、例えば、可能性のある脈動、又は、流水の慣性によってポンプに適用される過度の力の結果として、パイプラインに損傷を生じさせることなしに、液体が、高い圧力でさえ、長いパイプラインを通して供給されることを可能とする。さらなる利点は、本発明の回転ローブポンプは、ギヤなしで動作されることができる、すなわち、ギヤによって生じる損失を完全に回避することができ、その結果、水力発電システムの効率を増加させることができる。最後に、本発明の回転ローブポンプで、いずれの場合も、１つの回転ピストンから発電機の直接駆動を実現できる、すなわち、特に２つの噛み合う回転ピストンを備える回転ローブポンプの構成において、その結果、２つの発電機が直接に駆動されることが可能であるという点で有利である。これは同様に、システムの慣性及びギヤ、ベルト駆動又は同様のものを介して回転を伝達することによって生じる摩擦損失を減少させる。

最後に、本発明に係る回転ポンプのさらなる重要な利点は、モータ室内の媒体、すなわち、特に水によって潤滑される、滑り軸受の手段によってオイルフリー動作を可能とすることである。これは、回転ローブポンプが、特別な下流側の精製手段又は同様のものを必要とすることなく、飲料水供給ラインからエネルギーを生成するのに使用されることを可能とする。

本発明に係る水力発電システムは、上述したように、本発明に係る回転ローブポンプで、ポンプハウジングがモータハウジングに対応し、ポンプ室がモータ室に対応し、駆動ユニットが発電機ユニットに対応し、電気駆動モータが発電機に対応することを条件として、さらに発展させることができる。これらの更なる実施形態で、以前説明した回転ローブポンプの利点が、したがって水力発電システムで実現され、それに関して、それぞれの利点及び設計変更の前述の記載が参照される。基本的には、出発点は、回転ロープポンプ又は回転ピストンモータとして動作されることができる回転ピストン機械であり、したがって、ポンプ又はモータハウジングとして設計される機械ハウジングと、ポンプ又はモータ室として設計される機械室と、電気駆動モータ又は発電機と同様の駆動ユニット又は発電機ユニットと、を備えている。

本発明に係る回転ロープポンプで液体をポンピングする方法は、好ましくは、液体が、第１及び第２回転ピストンでポンプ室を通して搬送され、それぞれはＮ個のローブを備えており、ここで、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度、好ましくはＮで分割される３６０度の角度で、湾曲して延び、第１回転ピストンは、第１回転ピストンに機械的に連結されている第１電気駆動モータで駆動され、第２回転ピストンは、第２回転ピストンに機械的に連結されている第２電気駆動モータで駆動される、ことを特徴とする。

本発明に係る方法で、回転ローブポンプで、液体圧力差から電気エネルギーを生成する方法は、好ましくは、液体圧力差で、第１回転ピストン及び第１回転ピストン（及び）回転ピストンモータに噛み合う第２回転ピストンが駆動され、その結果、第１及び第２軸が回転するよう設定され、第１及び第２回転ピストンは、それぞれＮ個のローブを備えており、ここで、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度、好ましくはＮで分割される３６０度の角度で、湾曲して延び、第１回転ピストンは、第１回転ピストンに機械的に連結されている第１発電機を駆動し、第２回転ピストンは、第２回転ピストンに機械的に連結されている第２発電機を駆動する、ことを特徴とする。

両方の方法は、さらに、回転ローブポンプ又は回転ピストンモータの噛み合う回転ピストンの回転をギヤの手段によって同期させないことによって、特に発展させることができる。

本発明の好ましい実施形態は、以下の図面を通して説明される。

本発明に係る回転ローブポンプの縦断面図である。 第１実施形態におけるハウジングの半分を備える回転ピストンの斜視図である。 回転ピストンの第２実施形態の図２に係る図である。

図１は、回転ローブポンプ又は回転ピストンモータとして動作されることができる装置を示しており、合計で４つのサブアセンブリを構成している。基礎フレーム１０、それに取り付けられるハウジングユニット２０、それは、左電気駆動モータ４０及び右電気駆動モータ５０によって側面に位置されるようになっており、両者は、同じように、基礎フレーム１０に取り付けられている。

駆動モータ４０、５０は、三相モータとして設計され、第１動作モードにおいて、駆動シャフト４１、５１を介して回転ローブポンプ２０の回転ピストン２１、２２をそれぞれ駆動するために、電気エネルギーが供給されることができる。第２動作モードにおいて、駆動モータ４０、５０は、発電機として動作されることができる。この第２動作モードにおいて、トルクは、回転ピストン２１又は２２から、駆動シャフト４１、５１を介して、発電機４０又は５０に伝達され、発電機４０又は５０は、一時的に蓄えられる又はネットワークに供給されることができる電気エネルギーを発電する。

回転ローブポンプ２０は、複数部分で構成されるハウジング３０を備えている。ハウジング３０において、入口及び出口は、接続フランジ（図１において、出口のフランジ３１が示されている）によって接続されることができるよう配置されている。

２つの回転ピストン２１、２２は、ポンプハウジング３０によってすべての側面に制限されるポンプ室に配置されている。回転ピストン２１、２２は、トルク耐性手段で、回転シャフト２３、２４に取り付けられている。

図１に示されるように、両回転ピストン２１、２２は、２つの歯車で、互いに歯で結合し、互いに噛み合う、複数のローブ２１ａ／ｂ、２２ａ／ｂを備えている。回転ピストンのローブのこの噛み合いを通して、シャフト２３、２４は、一致する回転速度で回転することができる。

上部回転ピストン２１の回転シャフト２３は、右側の滑り軸受２３ａ及び左側の滑り軸受２３ｂに取り付けられる。両滑り軸受２３ａ、２３ｂは、オイルフリー軸受として設計され、ポンプ室を通して搬送される液体によって潤滑される。このため、適当な排水ライン６０、６１が設けられる。排水ライン６０は、ハウジングカバー３２に開口し、排水ライン６１は、回転ローブポンプの右側のハウジングカバー３３に開口する。

回転シャフト２３は、左ハウジングカバー３２を通して連結ユニット４２まで延び、それによって、回転シャフト２３は、トルク耐性手段で、駆動モータ４０の駆動シャフト４１と連結されている。回転シャフト２３は、右ハウジングカバーに取り付けられているが、このハウジングカバーを通して延びていない。

回転シャフト２４は、右ハウジングカバー３３を通して連結部５２まで延び、それによって、トルク耐性手段で、駆動モータ５０の駆動シャフト５１に連結されている。この回転シャフト２４は、同様に、左ハウジングカバーに取り付けられているが、このハウジングカバーを通して延びていない。

示されるように、駆動モータ４０は、連結部４２を介して回転シャフト２１に直接連結されており、前記回転シャフトを駆動する又は発電機モードにおいてそれによって駆動される。同様に、駆動モータ５０は、連結部５２を介して回転シャフト２２に直接連結されており、前記回転シャフトを駆動する又は発電機モードにおいてそれによって駆動される。図１に係る本発明の回転ローブポンプは、ギヤを下げるギヤ又はギヤを上げるギヤ又は回転ピストン２１、２２の回転動作を同期させる他のギヤのいずれも備えていない。

図２は、全部で３つのローブ１２１ａ、ｂ、ｃを有する３つのローブ回転ピストン１２１を示している。各ローブは、らせん状ラインに沿って、１２０度を超えて、回転ピストンの軸方向に延びる長さ全体にわたって進んでいる

回転ピストン１２１は、図２において、入口の上部制限端１３４ａ及び出口の上部制限端１３４ｂを規定する、ハウジングの半シェル１３４において示されている。

図３は、全部で４つのローブ２２１ａ−ｄを有する回転ピストン２２１を示している。各ローブは、円周角度９０度を超えて、回転ピストン２２１の全軸長さに沿って、らせん状に進んでいる。

回転ピストン２２１は、同様に、ハウジングの半シェル２３４において示されており、ハウジングの半シェル１３４に対応している。

基本的に、動作の間、回転ピストン１２１、２２１は一緒に作動し、他方の垂直下方に位置する回転ピストンで噛み合っている。ローブの数及びローブが回転ピストンの長さにわたってらせん状に延びる角度に関して、この第２回転ピストンは、回転ピストン１２１又は２２１に対応する。下部の回転ピストンは、ローブが反回転方向に延び、２つの回転ピストンの噛み合いが可能となるように、設計されている。

Claims (12)

1. 回転ピストンモータを備える水力発電システムであり、
   回転ピストンモータは、
   モータ室を有するモータハウジングと、
   入口及び出口と、
   モータ室に配置され、第１軸回りに回転可能に取り付けられている第１マルチローブ回転ピストンと、
   モータ室に配置され、第１軸から間隔を有する第２軸回りに回転可能に取り付けられ、第１回転ピストンと噛み合っている第２マルチローブ回転ピストンと、を備えており、
   第１及び第２回転ピストンは、入口から出口への流体の流れによって、それぞれ第１及び第２軸回りに回転するよう設定され、
   発電機ユニットは、回転ピストンによって駆動されるように、回転ピストンに機械的に連結され、
   第１及び第２回転ピストンは、それぞれＮ個のローブを備えており、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度で、湾曲して延び、発電機ユニットは、第１回転ピストンによって駆動されるように第１回転ピストンに機械的に連結される第１発電機と、第２回転ピストンによって駆動されるように第２回転ピストンに機械的に連結される第２発電機と、を備えている、水力発電システム。
2. 第１発電機は、第１回転ピストンがトルク耐性手段で固定されている第１シャフトによって直接駆動され、第２発電機は、第２回転ピストンがトルク耐性手段で固定されている第２シャフトによって直接駆動される、請求項１記載の水力発電システム。
3. 回転ピストンモータは、ギヤレスである、請求項１又は２に記載の水力発電システム。
4. 少なくとも１つの回転ピストン、特に、少なくとも１つのシャフトは、搬送される流体媒体の手段によって潤滑される少なくとも１つの滑り軸受に回転可能に取り付けられている、請求項２又は３に記載の水力発電システム。
5. 第１及び第２の回転ピストンの回転動作の機械的同期が、第１及び第２の回転ピストンの噛み合いを通して生じる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の水力発電システム。
6. 各回転ピストンが３つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも１００度の角度でらせん状に延び、又は、
   各回転ピストンが４つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも７５度の角度でらせん状に延び、又は、
   各回転ピストンが６つのローブを有しており、各ローブは、少なくとも５０度の角度でらせん状に延びている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の水力発電システム。
7. モータハウジングは、第１内周壁部分によって少なくとも一方側で、入口と出口との間のモータ室を制限し、
   第１回転ピストンのローブが、第１回転ピストンの各回転位置において、ローブと第１内周壁部分との間の少なくとも１つの接触ラインが入口と出口との間のシールラインを形成する小さい角度で、らせん状に延びる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の水力発電システム。
8. 複数の回転ピストンがモータ室内で同軸上に並んで配置されており、前記同軸上に並んで配置された回転ピストンは、互いに反対方向に延びるローブを備えている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の水力発電システム。
9. モータ室は、第１発電機と第２発電機との間に配置されている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の水力発電システム。
10. 第１及び第２発電機は、
    第１動作モードにおいて、電気エネルギーを流れエネルギーへ変換するモータとして接続されており、
    第２動作モードにおいて、流れエネルギーを電気エネルギーへ変換する発電機として接続されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の水力発電システム。
11. 水力発電システムの回転ピストンモータで、液体圧力差から電気エネルギーを生成する方法であって、
    液体圧力差で、第１回転ピストン、第１回転ピストンに噛み合う第２回転ピストン、及び、回転ピストンモータが駆動され、その結果、第１及び第２軸が回転するよう設定され、第１及び第２回転ピストンは、それぞれＮ個のローブを備えており、ここで、Ｎは２を超える又は２に等しく、第１及び第２回転ピストンのローブは、回転ピストンの周面に沿ってらせん状に進み、そうすることで、Ｎで分割される少なくとも３００度の角度で、湾曲して延び、第１回転ピストンは、第１回転ピストンに機械的に連結されている第１発電機を駆動し、第２回転ピストンは、第２回転ピストンに機械的に連結されている第２発電機を駆動する、方法。
12. 回転ピストンモータの噛み合う回転ピストンの回転は、ギヤの手段によって同期させない、請求項１１記載の方法。

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