(57)【要約】  ロータ（３）を含むタービンユニット（１３）を備える、導管のためのタービン（１）であって、タービンユニット（１３）のための速度制限デバイスを備え、前述の速度制限デバイスが、タービンユニット（１３）のロータ（３）の回転速度を制限するために、ロータ（３）を通って流れる流体の流量を制限するようにタービンユニット（１３）に接続された少なくとも一つの可撓性要素（５）を備えることを特徴とする、導管のためのタービン（１）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（３）を含むタービンユニット（１３）を備える、導管のための電力生成タービン（１）であって、前記タービンユニット（１３）の前記ロータ（３）の回転速度を制限するために、前記タービンユニット（１３）のための速度制限デバイスを備え、前記デバイスが、前記ロータ（３）を通過する流体の流量を制限するように、前記タービンユニット（１３）に接続された少なくとも一つの可撓性要素（４）を含むことを特徴とする、電力生成タービン（１）。
【請求項２】
前記タービン（１）が、タービンユニット（１３）を備え、前記タービンユニット（１３）が、発電機（６）の固定子を取り囲む、環状構成で配置された非回転部（２）を含み、前記少なくとも一つの可撓性要素（４）が、前記非回転部（２）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項３】
前記タービンユニット（１３）との前記少なくとも一つの可撓性要素（４）の接続が、前記流体により前記タービンユニット（１３）上で生成される前記推力が所定の閾値を上回る場合に、前記推力が前記タービンユニット（１３）を前記少なくとも一つの可撓性要素（４）に逆らって特に前記流体の流動軸に沿って移動させることができるような接続であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項４】
前記タービンユニット（１３）と前記少なくとも一つの可撓性要素（４）との間の接続が、前記タービンユニット（１３）の前記ロータの回転速度が所定の速度閾値未満である場合に前記可撓性要素が前記タービンユニット（１３）を通常動作中にその初期位置に保つような接続であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項５】
前記少なくとも一つの可撓性要素（４）が、前記タービンユニット（３）の通常動作の安定性を維持するために、前記タービンユニット（１３）とのその組立て中に予め応力をかけられ、前記通常動作中、前記タービンユニット（１３）の前記ロータの回転速度が、所定の速度閾値を下回ることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項６】
前記ロータの前記所定の速度閾値が、毎分１，０００回転以上４，０００回転以下であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項７】
前記タービンユニット（１３）が、流体を移送する導管又はタービンボディ（１１）の内側に位置決めされることが可能であること、及び、前記タービンユニット（１３）が前記導管又は前記タービンボディ（１１）に対して柔軟に移動可能であるように、前記少なくとも一つの可撓性要素（４）の一部分が、前記タービンユニット（１３）に接続され、別の部分が、前記導管又は前記タービンボディ（１１）に接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項８】
前記タービンユニット（１３）が、前記流体のための取入れ端部、及び前記流体のための吐出し端部を有すること、及び、前記タービンユニット（１３）が、具体的には線形ばねである少なくとも一つの可撓性要素（４）のための少なくとも一つの後方止め部（１４）を備え、前記可撓性要素（４）の第１の端部が、前記後方止め部（１４）上に固定され、前記可撓性要素（４）の第２の端部が、前記導管に又は前記タービンボディ（１１）に固定されることを特徴とする、請求項７に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項９】
内部に前記タービンユニット（１３）が配置されるタービンボディ（１１）を備えること、及び、前記タービンユニット（１３）が、前記タービンボディ（１１）の内表面と協働する外表面（１０）を有する非回転部（２）を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１０】
前記タービンユニット（１３）が過回転動作中に前記流体の前記推力の影響下で前記少なくとも一つの可撓性要素（４）に逆らって移動されたときに、前記タービンボディ内を流れるより大量の前記流体が前記タービンユニット（１３）の前記ロータ（３）の外側を通過することを可能にするために、前記タービンユニット（１３）の前部が、前記タービンユニット（１３）が移動されていない通常の動作状態にあるときの前記タービンボディ（１１）の断面よりも大きい断面を持つゾーンに配置されるように、前記タービンボディ（１１）の内部容積が長手方向において変化する断面を有することを特徴とする、請求項９に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１１】
前記タービンユニット（１３）が過回転動作しているときに、前記タービンボディ（１１）の前記内表面と前記タービンユニット（１３）の前記非回転部（２）の前記外表面（１０）との間を流れる前記流体の流量が増大することを特徴とする、請求項１０に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１２】
前記タービンユニット（１３）の通常動作中、前記タービンユニット（１３）の非回転部（２）が、上流の導管（７）から出る前記流体の全部が前記タービンユニット（１３）の前記ロータ（３）を通過するように、タービンボディ（１１）又は導管の表面に当接することを特徴とする、請求項７から１１のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１３】
前記タービンボディ（１１）が、前方及び後方の二つのセミボティで構成されること、前記少なくとも一つの可撓性要素（４）が、一方では前記タービンユニット（１３）に接続され、他方では前記タービンボディ（１１）の後方セミボティに接続されること、及び、前記タービンボディ（１１）の内表面が、前記流体の前記推力の影響下で前記タービンユニットが通常動作から過回転動作に又は過回転動作から通常動作に切り替わるときに、前記タービンユニット（１３）の運動を案内するように、前記タービンユニット（１３）の輪郭成形された外表面と接触することを特徴とする、請求項９から１２のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１４】
前記タービンボディ（１１）が、上流の導管（２７）に対する接続デバイスを形成する第１の前方ディスク（７）と、下流の導管（２８）に対する接続デバイスを形成する第２の後方ディスク（８）とを含む、二つのディスクを備えることを特徴とする、請求項９から１３のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）。
【請求項１５】
導管内を流れる流体の少なくとも一つの特性を測定するためのシステムであって、前記導管を通過する流体の少なくとも一つの特性値を測定することが可能な少なくとも一つのセンサを備え、少なくとも一つのセンサが、前記少なくとも一つのセンサに電力を供給するために請求項１から１４のいずれか一項に記載の導管のための電力生成タービン（１）に電気的に接続されることを特徴とする、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータを含むタービンユニットを備える、導管のための電力生成タービンと、速度制限システムとに関する。本発明はまた、導管のためのそのようなタービンによって電気的に駆動されるセンサを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流れのエネルギーの一部を電気エネルギーに変換するために、液圧又は空気圧の流体を移送する導管内にタービンが配置される場合、導管内を流れる流体が大幅な速度変動を示す状況が生じる。具体的には、管は、火災安全基準（ｆｉｒｅ  ｓａｆｅｔｙ  ｓｔａｎｄａｒｄｓ）を満たすために、また、消火栓の流量に相当する流量を受け入れることができるように、流量の相当な増大を許容することができなければならない。しかし、タービンが大幅な速度変動を被ると、幾つかの問題が生じる。限られた速度範囲に対してタービンが設計されている場合、タービンは、過度に高い速度で流れる流れによって損傷する可能性がある。他方では、起こりえる流体の過速度に耐えるためにタービンが過度に複雑に設計される場合、これは、タービンのための非常に高額な追加費用を伴う。さらに、タービンは、殆どの時間、通常の速度又は低い速度での流体流量によって動作するので、また、いかなる状況でも、そのような過度の速度において有意義な生成量を得ることはないので、この過度に複雑な設計は、道理に合わない。これらの相反する制約の間での妥協案を見いだそうとする試みは、従来技術においては満足な解決法を提供していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の全般的な目的は、従来技術の解決法の欠点を克服すると同時に前述の制約に対処することができる、導管のためのタービンの解決法を提案することである。
【０００４】
より具体的には、本発明の目的は、単純且つ安価であり、また、おそらく短い期間に、具体的には消火栓の動作時に、大幅な速度変動を示し得る流量で流体が循環し得る導管での使用に適した、導管ためのタービンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、ロータを含むタービンユニットを備える、導管のための電力生成タービンであって、タービンユニットのロータの回転速度を制限するために、ロータを通過する流体の流量を制限するようにタービンユニットに接続された少なくとも一つの可撓性要素を含む速度制限デバイスを備えることを特徴とする、導管のための電力生成タービンに基づく。この目的のために、少なくとも一つの可撓性要素は、ロータを通過する流体の流量が制限され得るか又は制限され得ないように、タービンユニットが移動することを可能にする場合もあればしない場合もある。
【０００６】
タービンユニットとの少なくとも一つの可撓性要素の接続は、流体の推力（スラスト力）が所定の閾値を上回る場合に流体によりタービンユニット上で生成される推力がタービンユニットを少なくとも一つの可撓性要素に逆らって特に流体の流動軸に沿って移動させることができるような接続であり得る。
【０００７】
タービンユニットと少なくとも一つの可撓性要素との間の接続は、タービンユニットのロータの回転速度が所定の速度閾値を下回る場合に前述の可撓性要素がタービンユニットを通常動作中にその初期位置に保つような接続であり得る。
【０００８】
少なくとも一つの可撓性要素は、タービンユニットの通常動作の安定性を維持するために、タービンユニットとのその組立て中に予め応力をかけられてもよく、通常動作中、タービンユニットのロータの回転速度は、所定の速度閾値を下回る。
【０００９】
ロータの所定の速度閾値は、毎分１，０００回転以上４，０００回転以下であり得る。
【００１０】
タービンユニットは、流体を移送する導管又はタービンボディの内側に位置決めされるように設計されてもよく、また、タービンユニットが導管又はタービンボディに対して柔軟に移動可能であるように、少なくとも一つの可撓性要素の一部分は、タービンユニットに接続されてもよく、別の部分は、導管又はタービンボディと接続するように設計されてもよい。
【００１１】
タービンユニットは、流体のための取入れ端部、及び流体のための吐出し端部を有することができ、また、タービンユニットは、具体的には線形ばねである少なくとも一つの可撓性要素のための少なくとも一つの後方止め部を備えることができ、可撓性要素の第１の端部は、後方止め部上に固定され、可撓性要素の第２の端部は、導管又はタービンボディに固定される。
【００１２】
導管のためのタービンは、タービンボディを備えることができ、このタービンボディ内にタービンユニットが配置され、前述のタービンユニットは、タービンボディの内表面と協働する外表面を有する非回転部を含むことができる。
【００１３】
タービンユニットが過回転動作中に流体の推力の影響下で少なくとも一つの可撓性要素に逆らって移動されたときに、タービンボディ内を流れるより大量の流体がタービンユニットのロータの外側を通過することを可能にするために、タービンユニットの前部が、タービンユニットが通常の移動されていない動作状態にあるときのタービンボディの断面よりも大きい断面を持つゾーンに配置されるように、タービンボディの内部容積が長手方向において変化する断面を備え得る。
【００１４】
タービンユニットが過回転動作しているときに、タービンボディの内表面とタービンユニットの非回転部の外表面との間を流れる流体の流量は、増大し得る。
【００１５】
タービンユニットの通常動作中、タービンユニットの非回転部は、上流の導管から出る流体の全部がタービンユニットのロータを通過するように、タービンボディ又は導管の表面に当接し得る。
【００１６】
タービンボディは、前方及び後方の二つのセミボティで構成されてもよく、少なくとも一つの可撓性要素は、一方ではタービンユニットに接続され、他方ではタービンボディの後方セミボティに接続されてもよく、タービンボディの内表面は、流体の推力の影響下で前述のユニットが通常動作から過回転動作に又は過回転動作から通常動作に切り替わるときに、タービンユニットの運動を案内するように、タービンユニットの輪郭成形された外表面と接触してもよい。
【００１７】
タービンボディは、上流の導管に対する接続デバイスを形成する第１の前方ディスクと、下流の導管に対する接続デバイスを形成する第２の後方ディスクとを含む、二つのディスクを備えることができる。
【００１８】
本発明はまた、導管内を流れる流体の少なくとも一つの特性を測定するためのシステムであって、導管を通過する流体の少なくとも一つの特性値を測定することが可能な少なくとも一つのセンサを備えること、及び、少なくとも一つのセンサが、前述の少なくとも一つのセンサに電力を供給するために前述の導管のためのタービンに電気的に接続されることを特徴とする、システムに関する。
【００１９】
本発明のこれらの目的、特徴、及び利点は、非限定的な例として提供される以下の特定の実施形態に関する説明全体にわたって、添付の図面を参照しながらより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一つの実施形態による、通常動作中のタービンの部分的に開かれた斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による、通常動作中のタービンの長手方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態による、通常動作中のタービンの取入れ口の正面図である。
【図４】本発明の実施形態による、通常動作中のタービンの吐出し口の背面図である。
【図５】本発明の実施形態による、過回転動作中のタービンの部分的に開かれた斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による、過回転動作中のタービンの長手方向断面図である。
【図７】本発明の実施形態による、通常動作中のタービンの概略的且つ機能的な長手方向断面図である。
【図８】本発明の実施形態による、過回転動作中のタービンの概略的且つ機能的な長手方向断面図である。
【図９】導管内を循環する流体の流量に応じた本発明の実施形態によるタービンの電力生成の漸進的変化を示す図であり、したがって本発明の効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
説明を容易にするために、慣例により、長手方向は、タービンの軸の方向に対して使用され、形容詞「前方の」及び「後方の」は、タービンを通る流体の流れの方向において考慮される。
【００２２】
図１から４は、通常の動作における、本発明の一つの実施形態によるタービン１を示す。タービン１は、タービンユニット１３を含み、且つ、少なくとも一つの可撓性要素４を備える。
【００２３】
タービンユニット１３は、発電機６の固定子を取り囲み且つ環状構成で配置された、非回転部２で構成される。タービンユニット１３はまた、中央に配置されたロータ３を備え、このロータは、誘導子型ロータを含み、その永久磁石は、タービンの羽根９の周辺上に配置される。最後に、タービンユニット１３は、発電機６の固定子の電気接続端子をタービンボディ１１の外側に電気的に接続する、以下で説明される電気接続手段１９を備える。
【００２４】
非回転部２は、その周辺上で輪郭成形された外表面１０を備える。非回転部２は、可撓性要素４の端部が当接するか接続される、少なくとも一つの後方止め部１４を備える。本実施形態によれば、外表面１０は、前面から後面までほぼその全長にわたって延在するリブ１８を備える。リブ１８の後端部は、上述の後方止め部１４を形成する。以下で説明されるように、これらのリブ１８間に流体のための通路が作られる。この目的のために、外表面１０の形状は、そのような流れを促進するように輪郭成形される。
【００２５】
本実施形態によれば、タービン１はまた、タービンユニット１３の周りに配置されたタービンボディ１１を備える。タービンボディ１１は、タービンの組立てを容易にするために、ねじ及びボルトにより中央周辺部上で互いに固定される、前方及び後方の二つのセミボティによって形成される。このタービンボディ１１は、ロータ３の回転軸と一致する軸とともに、円筒対称性を有する。タービンボディ１１の内部容積は、長手方向において変化する寸法を持つ断面を有する。
【００２６】
この実施形態では、複数の弾性要素４、即ち長手方向に配向された線形ばねが、タービンユニットの周りに均等に配置される。これらのばねのそれぞれの第１の端部は、リブ１８によって形成された後方止め部１４上に固定され、第２の端部は、タービンボディの後面に向かってタービンボディ１１に固定される。これらの可撓性要素４は、タービンユニット１３がタービンボディ１１と組み立てられるときに、予め応力をかけられた態様で取り付けられる。変形形態として、可撓性要素は、異なる形態であってもよく、且つ／又は、異なる数及び構成を有してもよい。したがって、可撓性要素は、円形のハウジング内のウェーブスプリング、又はガスアクチュエータ、等であってもよい。
【００２７】
タービン１は、図７及び８に示されるように、管路内に配置されるように意図されている。この実施形態によれば、タービンボディ１１は、その端部の近傍に、前方ディスク７及び後方ディスク８の二つのディスクを備えて、それらがそれぞれ上流の導管２７及び下流の導管２８に固定され得るように接続デバイスを形成する。これらの接続デバイスは、ナット及びボルトによる固定のための開口部を特に備える。そのような組立体では、タービンユニット１３の軸は、流体流導管の中心軸と一致する。したがって、タービン１は、流体を循環させるための管の一区間内に、具体的には、配水導管などの長距離輸送又は流体の分配を対象とした導管内に配置される。タービンボディ１１は、封じ込めの完全性が維持されること、具体的には、圧力、封止、及びタービンユニット１３を通過する流体のための最小限の通り抜け断面が維持されることを可能にする。
【００２８】
したがって、タービンユニットは、完全に導管内に配置される。したがって、タービンユニットは、この実施形態では、導管の続きを形成して結局のところ導管の一部分を形成するタービンボディ１１により、完全に導管内に配置される。
【００２９】
図１から４に示された、タービン１の通常の動作中、タービンユニット１３の非回転部２の前部は、タービンボディ１１の前部、具体的には前方ディスク７に当接する。この当接位置は、可撓性要素４によって及ぼされる圧迫により、安定的に保たれる。空き空間１７が、タービンユニットの後ろでタービンユニットの外側体とタービンボディ１１との間に存在して、次に説明されるように、タービンユニット１３の後方運動を可能にする。
【００３０】
実際に、本実施形態によるタービン１の動作について説明する。
【００３１】
本発明によるタービン１の概念は、より大量の流体がロータの外側を流れることを可能にしてタービンユニットが過度に強い強制力を被るのを防ぐために、異常な高速流の間に所定の閾値を上回る流体による推力をタービンユニットが受けたときにタービンユニットが移動できるようにすることである。このようにして、タービンユニットは、生成すべき最大限の所望の電気エネルギーとタービンユニットに求められる単純性及び費用制約条件とに対応する、選択された最高速度に制限される流れになおもさらされる。したがって、少なくとも一つの可撓性要素とタービンユニットとを組み合わせることにより、タービンの速度を制限するためのデバイスが形成される。
【００３２】
したがって、タービンユニット１３は、意図された二つの動作モード、即ち、図１から４及び７を参照して説明される通常動作と、図５、６及び８に示される過回転動作とに応じて、タービンボディ１１に対して特徴的な二つの位置に着くことができる。タービンユニット１３は、上流の導管２７から出る流体の流速が通常の速度範囲内にあるとき、即ち特定の閾値未満であるときに、通常動作状態にある。この閾値を超えると、タービンユニット１３は、可撓性要素によって及ぼされる反対方向の保持力を上回る、流体によりタービンユニット１３の前面に及ぼされる推力の影響下で、過回転動作にシフトする。したがって、可撓性要素の選択は、タービンの通常動作から過回転動作への移行に対して閾値を決定することを可能にし、したがって、タービンユニット内の流体に対して最大速度又は流量閾値を確立すること、並びにタービンのロータの最大速度を確立することを、間接的に可能にする。本実施形態では、タービンユニット１３は、流体の流れによって引き起こされる軸方向の推力がばねの予応力値を超えてばねを圧縮した場合に、タービンボディ１１に対して上流から下流への方向に並進的に移動する。この運動は、タービンの長手軸と一致する、流体の流動軸に沿って起こる。
【００３３】
具体的には、本実施形態によるタービンは、５０ｍｍから２，０００ｍｍの間、好ましくは５０ｍｍから５００ｍｍの間の直径を持つ導管内に挿入されるように構成される。これらの用途では、タービンをその通常動作からその過回転動作へ移行させる閾値を１ｍ／ｓ以上３ｍ／ｓ以下の流体流速に対して設定することが有意義である。この閾値は、タービンユニット１３のロータ３に受け入れられ得る最高速度に依存して選択され、この最高速度は、好ましくは、導管の直径に応じて、おおよそ毎分１千回転から４千回転の間の値未満に維持されるべきである。
【００３４】
本発明の実施形態では、一つの特徴的な位置から隣の特徴的な位置へのタービンユニットの移行、つまり、通常動作から過回転動作への及び過回転動作から通常動作へのタービンユニットの移行は、タービンユニット１３の外表面上に配置されたリブ１８とタービンボディ１１の内表面との協働を通じて、流体の流動軸に沿って案内される。実際には、これらのリブ１８は、タービンユニットが移動するときに、この内表面に当接し続け、且つ、この表面に接触して摺動する。この協働は、タービンユニットが径方向に維持されることを可能にし、且つ、タービンユニットが移動するときにタービンユニットを案内するのに役立つ。図５及び６は、タービンユニットの最大過回転動作を示す。この位置は、タービンユニット１３の後方外表面上の止め部により、タービンボディ１１上で安定的に保たれる。この目的のために、タービンユニット１３の後方外表面の形状、及びタービンボディ１１の内表面の形状は、タービンユニットの周囲全体にわたって止め部を形成してこの位置を径方向及び軸方向に安定的に保つ当接を可能にするように、調和する。次いで、ばねは、最大限まで圧縮される。この変位された位置は、流体の流量が高いままである限り、安定し続ける。この流量が通常値に戻り次第、タービンユニットは、復帰力を働かせてタービンユニットを前部が当接した通常動作に再配置するばねの作用の下で、自動的にその通常動作に戻る。
【００３５】
本実施形態によれば、通常動作中、上流の導管２７から出る流体の全部が、図７の矢印Ｒで示されるように、タービン１を通過し、したがってロータ３の羽根９の回転に関与する。タービンユニット１３の前部は、ロータが配置されている中央空間以外に流体の通路のための空間を少しも残すことなく、前方ディスク７に当接している。過回転動作中、タービンユニット１３の前部は、移動されて、タービンボディのより大きな断面部の近傍に位置決めされ、それにより、タービンユニット１３の外側のその表面とタービンボディ１１との間の空間が解放されて、図８の矢印８で示されるように、この空間を通って流体の一部が流れる。より具体的には、この流体は、通路を形成するリブ１８によって区切られた空間を通って、タービンユニット１３の周りを流れる。したがって、この動作原理は、図７及び８によって概略的に示される。これらの空間（及び通路）の幾何形状は、過度に高い流体流速が生じた場合にロータの外側での十分な流体流量を可能とするように、決定される。一代替実施形態では、上流の導管２７から出る流体の一部は、過度に高い流体流量が生じた場合に、タービンユニットの周りの通路以外の任意のバイパスチャネルにより、タービン１１のロータ３を通過することなく、タービン１１を通過することができる。例えば、バイパスチャネルは、流体によって及ぼされる特定の推力を超えてのみ開く弁によって閉じられるバイパスチャネルが、タービンユニットの内側に配置され得る。各弁の開口は、少なくとも一つの可撓性要素に応じる。この場合、タービンユニットは移動せず、固定される。
【００３６】
有利には、タービン１は、少量の電力を生成することを可能にし、これは、導管を通過する流体の少なくとも一つの特性値、例えば流体のｐＨ、温度、流速、化学成分、及び／又は性質を測定する一つ以上のセンサなどの、過度の要求をしないデバイスに電力を供給するのに適応する。本明細書において説明される実施形態によれば、電力供給手段は、発電機６の電気端子をタービンボディ１１の外側に接続する二本の電線によって形成される。これらの二本の電線は、タービンボディ１１の外側に配置される電線の部分がタービンユニット１３の運動とは無関係であり続けるように、配置される。したがって、本発明はまた、導管を通過する流体の少なくとも一つの特性値を測定することが可能な少なくとも一つのセンサを含む、導管内を流れる流体の少なくとも一つの特性を測定するためのシステムに関し、この少なくとも一つのセンサは、具体的には速度制限デバイスを備える前述のような導管のためのタービンに、電気的に接続される。
【００３７】
前述のようなタービンの速度を制限するためのデバイスは、上述の従来技術の欠点を克服することを可能にし、したがって、特に消火栓の動作中に導管を通過する流体のいかなる大幅な速度変動にも対処するためにタービンを特に複雑に設計する必要なしに、タービンが導管のために実装されることを可能にする。選択された解決法はまた、過剰な費用を不要にし、且つ、低流量の流体に基づいて少量の電気エネルギーを生成するように適合されまた縮小した流速範囲内でなおも動作するタービンを得ることを可能にして、その基準状態の前後でタービンが動作条件内に留まることを可能にして、良好な電気生成量を確保する。
【００３８】
図９は、本発明の一つの実施形態によるタービンの電力生成曲線３１を、タービンが設置された導管内を循環する流体の流量の関数として、例として示す。比較として、図は、同じサイズであるが本発明のデバイスのようなバイパスデバイスが装備されないタービンの電力生成曲線３２を示す。低い流体流量では、二つの曲線は重なり合い、二つのタービンは、同じ電力を生成する。流量が、この示された例ではおおよそ３ｌ／ｓである閾値を上回ると、曲線３２は上昇を続け、対応するタービンは、その取入れ閾値を上回る流量をタービンが受けることにより、急速に劣化する恐れが確実にある。対照的に、本発明の実施形態によるタービンは、タービンに対する最大許容流量に対応する値において、安定して非常に少しずつ増大する電力生成を示す。この安定化は、タービンの外側の流体流量の一部のバイパス期間に相当する。
【００３９】
当然ながら、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではない。具体的には、タービンユニットは、任意の他の幾何形状を採用することができる。さらに、少なくとも一つの可撓性要素とのタービンユニットの協働は、異なるものであってもよく、また、タービンユニットの運動は、必ずしも並進運動ではなく、異なるタイプのものであってもよい。タービンボディ１１は、移動可能なタービンユニットを有して全体が形成されることを可能にして、いつでも既存の導管に接続できるという点で、有利である。しかし、一変形形態として、タービンユニット及びその一つ以上の可撓性要素は、タービンボディを必要とせずに、既存の導管内に直接配置されてもよい。さらに、流体の一部は、通常動作中にもタービンの外側を流れてもよいが、過回転動作中には、より大量の流体がタービンの外側を流れる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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