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公開番号2024042687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2023149514
出願日2023-09-14
発明の名称発電システムのタービン装置、電力機器、及び電力統合システム
出願人ファン, チンチェン,Ching-Cheng Huang
代理人弁理士法人永井国際特許事務所
主分類F03B 3/14 20060101AFI20240321BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】発電システムのタービン装置を提供する。
【解決手段】発電システムのタービン装置は、タービン本体と、複数のブレードと、複数のストッパ部と、複数の弾性ユニットとを備える。各ブレードは、接続側及び可動側を含み、これらのブレードは、接続側を介してタービン本体に間隔をあけて枢着され、これらのストッパ部はそれぞれ、これらのブレードに対応してタービン本体に設けられ、それによりこれらのブレードの展開角度を制限し、各弾性ユニットは固定端及び移動端を含み、固定端はタービン本体に設けられ、移動端は対応するブレードに設けられ、ブレードは、展開位置と収納位置との間で旋回し、ブレードが展開位置にある時、可動側がタービン本体から離れ、且つブレードがそれぞれ対応するストッパ部に当接し、ブレードが収納位置にある時、可動側がタービン本体に近づき、且つ弾性ユニットが変形状態であってブレードを展開させる位置エネルギーを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
タービン本体と、
それぞれ接続側及び前記接続側の反対側の可動側を含み、前記タービン本体に所定の間隔をあけて設けられ、前記接続側を介して前記タービン本体に枢着される複数のブレードと、
それぞれ前記ブレードに対応して前記タービン本体に設けられ、前記ブレードの展開角度を制限する複数のストッパ部と、
それぞれ固定端及び前記固定端の反対側の移動端を含み、前記固定端は前記タービン本体に設けられ、前記移動端はそれぞれ前記ブレードに設けられる複数の弾性ユニットと、
を備え、
前記複数のブレードは、展開位置と収納位置との間で旋回し、前記ブレードが前記展開位置にある時、前記可動側が前記タービン本体から離れ、且つ前記ブレードがそれぞれ前記ストッパ部に当接し、前記ブレードが前記収納位置にある時、前記可動側が前記タービン本体に近づき、且つ前記弾性ユニットが変形状態であって前記ブレードを展開させる位置エネルギーを有する発電システムのタービン装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記タービン本体は、円柱体形状であり、前記ブレードが前記タービン本体の周方向に間隔をあけて設けられ、各ブレードは、円弧凹面及び前記円弧凹面の反対側の円弧凸面を有し、前記ストッパ部はそれぞれ前記ブレードに対応して設けられ、且つ対応する前記ブレードの円弧凸面に向かい、前記ブレードが前記展開位置にある時、前記ブレードの円弧凸面がそれぞれ前記ストッパ部に当接し、前記ブレードが前記収納位置にある時、前記ブレードの円弧凹面が前記タービン本体に近づき、且つ前記ブレードと前記タービン本体が実質的に同心円状である請求項１に記載の発電システムのタービン装置。
【請求項３】
それぞれ前記ブレードに設けられ、ローラ及び滑らかなコーティングの何れかを含む複数の摩擦防止ユニットを更に備える請求項１に記載の発電システムのタービン装置。
【請求項４】
複数の旋回ユニット及び複数のカバーシートを更に備え、前記旋回ユニットはそれぞれ、前記ブレードが前記タービン本体に対して旋回するように、前記接続側と前記タービン本体との間に設けられ、前記カバーシートの材料は柔らかい不浸透性材料であり、且つそれぞれ前記接続側と前記タービン本体との間の隙間に設けられる請求項１に記載の発電システムのタービン装置。
【請求項５】
そのうちの１つがタービン本体と、前記タービン本体に枢着される複数のブレードと、を含む少なくとも１つのタービン装置と、
配列方向に沿って間隔をあけて設けられる複数のセパレータを含み、任意の２つの隣接する前記セパレータは、前記タービン装置を収容するための開放された流路空間を画定し、収容された前記タービン本体はセパレータの一方に隣接し、収容された前記タービン装置が流体によって駆動されて回転する時、前記ブレードは、隣接する前記セパレータに触れて前記タービン本体に近づくように収納される流路構造群と、
を備える発電システムの電力機器。
【請求項６】
前記流路構造群は、少なくとも１つの導水体を更に含み、前記少なくとも１つの導水体のうちの１つは、任意の２つの隣接する前記セパレータの間に設けられ、且つ前記流路空間を連通させる入口を２つの仕切り入口に分割し、
収容された前記タービン装置の前記ブレードは、対応する前記２つの仕切り入口を経て入った流体によって駆動されて回転し、収容された前記タービン装置の前記ブレードが収納すると、前記ブレードは、対応する前記導水体を流れることで形成される接線方向の流体のブーストにより展開する請求項５に記載の発電システムの電力機器。
【請求項７】
前記流路構造群は、複数の摩擦防止ユニットを更に備え、各摩擦防止ユニットはローラ及び滑らかなコーティングの何れかを含み、各セパレータは接触面を含み、前記摩擦防止ユニットはそれぞれ前記セパレータの接触面に設けられ、収容された前記タービン装置の前記ブレードが回転して隣接する前記セパレータに接触すると、前記ブレードは、隣接する前記セパレータの接触面の摩擦防止ユニットに触れることで摩擦力を減少させる請求項５に記載の発電システムの電力機器。
【請求項８】
それぞれ回転軸を含み、駆動されると、前記回転軸を回転させて電力を発生するように構成される複数の電力装置と、
それぞれ一方向伝動輪及び伝動ユニットを含み、前記一方向伝動輪は、前記電力装置の中の１つの前記回転軸に設けられ、前記伝動ユニットはそれぞれ、前記電力装置の残りのものの前記回転軸と前記一方向伝動輪との間に設けられ、それにより前記電力装置の前記残りのものが発生する電力を前記伝動ユニットを介して前記一方向伝動輪にそれぞれ伝達し、且つ前記一方向伝動輪を介して設けられた前記回転軸に伝達し、前記一方向伝動機構のそれぞれは、前記伝動ユニットが設けられた前記回転軸が回転方向に回転する時のみ、前記伝動ユニットを介して電力を前記一方向伝動輪に伝達し、それにより前記一方向伝動輪が設けられた前記回転軸も前記回転方向に回転するように構成され、前記電力装置が発生した電力を前記一方向伝動機構を介して並列に統合する複数の一方向伝動機構と、
を備える発電システムの電力統合システム。
【請求項９】
それぞれ回転軸を含み、駆動されると、前記回転軸を回転させて電力を発生するように構成される複数の電力装置と、
そのうちの１つは、一方向伝動輪及び伝動ユニットを含み、前記電力装置の任意の２つの間に一方向伝動機構が設けられ、前記一方向伝動機構の前記一方向伝動輪は前記電力装置の中の１つの前記回転軸に設けられ、前記一方向伝動機構の前記伝動ユニットは、前記電力装置の別のものが発生した電力を前記伝動ユニットを介して前記一方向伝動輪に伝達して設置された前記回転軸に伝達するように、別の電力装置と対応する前記一方向伝動輪との間に設けられ、少なくとも１つの一方向伝動機構のうちの１つは、前記伝動ユニットが設けられた前記回転軸が回転方向に回転する時のみ、前記伝動ユニットを介して電力を前記一方向伝動輪に伝達し、それにより前記一方向伝動輪が設けられた前記回転軸も前記回転方向に回転するように構成され、前記電力装置が発生した電力を前記一方向伝動機構を介して直列に統合する少なくとも１つの一方向伝動機構と、
を備える発電システムの電力統合システム。
【請求項１０】
前記一方向伝動輪は、ラチェット式フリーホイール機構（ｒａｔｃｈｅｔｉｎｇｆｒｅｅｗｈｅｅｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、一方向ベアリングと歯車の組み合わせ、及び一方向ベアリングとプーリの組み合わせの何れかを含み、前記伝動ユニットは、歯車とチェーンの組み合わせ、プーリとベルトの組み合わせ、及び歯車群の何れかを含む請求項８又は９に記載の発電システムの電力統合システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置、機器、及びシステムに関し、特に、発電システムのタービン装置、電力機器、及び電力統合システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
科学技術や経済の急速な発展に伴い、人々の電力に対する要求も日々増加している。発電にグリーンエネルギーを使用すると、エネルギー不足の影響を軽減し、汚染物質の発生を減らすことができる。グリーンエネルギーによる発電の方法としては、水力発電、風力発電、太陽光発電、地熱発電等がある。エネルギーの変換効率を向上させ、発電システムの設置コストを削減することは、この分野における継続的な研究の方向である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、開閉可能なブレードによって回転時の抵抗を減少させ、回転の負のパワーを排除し、更に、流体の運動エネルギーをより効率的に機械的エネルギーに変換するための発電システムのタービン装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、タービン本体と、それぞれ接続側及び接続側の反対側の可動側を含み、タービン本体に所定の間隔をあけて設けられ、前記接続側を介してタービン本体に枢着される複数のブレードと、それぞれ前記複数のブレードに対応してタービン本体に設けられ、前記複数のブレードの展開角度を制限する複数のストッパ部と、それぞれ固定端及び固定端の反対側の移動端を含み、固定端はタービン本体に設けられ、前記複数の移動端はそれぞれ前記複数のブレードに設けられる複数の弾性ユニットと、を備え、前記複数のブレードは、展開位置と収納位置との間で旋回し、前記複数のブレードが展開位置にある時、前記複数の可動側がタービン本体から離れ、且つ前記複数のブレードがそれぞれ前記複数のストッパ部に当接し、前記複数のブレードが収納位置にある時、これらの可動側がタービン本体に近づき、且つ前記弾性ユニットが変形状態であって前記複数のブレードを展開させる位置エネルギーを有する発電システムのタービン装置を提供する。
【０００５】
本発明の一実施例によれば、前記タービン本体は、円柱体形状であり、ブレードがタービン本体の周方向に間隔をあけて設けられ、各ブレードは、円弧凹面及び円弧凹面の反対側の円弧凸面を有し、ストッパ部はそれぞれブレードに対応して設けられ、且つ対応するブレードの円弧凸面に向かい、ブレードが展開位置にある時、ブレードの円弧凸面がそれぞれストッパ部に当接し、ブレードが収納位置にある時、ブレードの円弧凹面がタービン本体に近づき、且つブレードとタービン本体が実質的に同心円状である。
【０００６】
本発明の別の実施例によれば、前記タービン装置は、それぞれブレードに設けられ、ローラ及び滑らかなコーティングの何れかを含む複数の摩擦防止ユニットを更に備える。
【０００７】
本発明の別の実施例によれば、前記タービン装置は、複数の旋回ユニット及び複数のカバーシートを更に備え、前記複数の旋回ユニットはそれぞれ、ブレードをタービン本体に対して旋回するように、接続側とタービン本体との間に設けられ、前記複数のカバーシートの材料は柔らかい不浸透性材料であり、且つそれぞれ接続側とタービン本体との間の隙間に設けられる。
【０００８】
本発明のもう１つの目的は、流路構造群を介して開閉可能なブレードを有するタービン装置と協働して、ブレードの開閉過程をよりスムーズにする発電システムの電力機器を提供することである。
【０００９】
本発明の別の態様は、そのうちの１つがタービン本体と、タービン本体に枢着される複数のブレードと、を含む少なくとも１つのタービン装置と、配列方向に沿って間隔をあけて設けられる複数のセパレータを含み、任意の２つの隣接するセパレータは、タービン装置を収容するための開放された流路空間を画定し、収容されたタービン本体はセパレータの一方に隣接し、収容されたタービン装置が流体によって駆動されて回転する時、ブレードは、隣接するセパレータに触れてタービン本体に近づくように収納される流路構造群と、を備える発電システムの電力機器を提供する。
【００１０】
本発明の別の実施例によれば、前記流路構造群は、少なくとも１つの導水体を更に含み、少なくとも１つの導水体のうちの１つは、任意の２つの隣接するセパレータの間に設けられ、且つ流路空間を連通させる入口を２つの仕切り入口に分割し、収容されたタービン装置のブレードは、対応する２つの仕切り入口を経て入った流体によって駆動されて回転し、収容されたタービン装置のブレードが収納すると、ブレードは、対応する導水体を流れることで形成される接線方向の流体のブーストにより展開する。
（【００１１】以降は省略されています）

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