(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧動力発生装置であって、
出口及び入り口を具備するハウジングと、
ローターがハウジングを通る液体の流れにより回転するように、前記ハウジング内に回転可能に配置される前記ローターと、
前記ハウジング内に固定されるように保持されるタービンノズルであって、前記タービンノズルはチップと複数の支柱（ストラット）とを具備しており、前記チップは前記ハウジングの内壁に向かって外側に液体の流れを変えることにより、液体の流れの速度を大きくするように作動可能であり、前記支柱は複数の溝（チャンネル）を通る液体の流れを前記ローターに向かわせて前記ローターを回転するように作動可能である、タービンノズルと、
前記ローターを囲むように固定されるように配置されて、前記ローターが回転されるときに、電気を発生させる、発電機ステータと、
を具備する水圧動力発生装置において、
前記ステータは、複数の出口ガイド翼と、１つのフィンとを具備しており、前記出口ガイド翼と前記フィンは液体の流れを前記出口へ送るように協働して作動可能であり、更に
そこでは、前記出口ガイド翼と前記溝との整列は、前記通路を通る液体の流れのための実質的に直線の流路を形成する、水圧動力発生装置。
【請求項２】
前記タービンノズルは、流体の速度を増大して流体の流れを向かわせてローターへの流体の前もって決められた入射角を形成するように運転可能である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３】
ローターはシャフト及びタービンローターを具備する請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項４】
前記タービンローターは螺旋状の峰を具備する請求項３に記載の水圧動力発生装置。
【請求項５】
前記タービンローターは複数の翼を具備する請求項３に記載の水圧動力発生装置。
【請求項６】
前記ステータは前記ローターに隣接する前記ハウジングを囲むために固定されるように配置される請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項７】
前記ステータは前記ローターを囲むためにハウジング内に固定されるように配置される請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項８】
前記電気は交流電流である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項９】
前記ローターは永久磁石を具備する請求項８に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１０】
前記交流電流は整流されて直流電流を生じる請求項８に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１１】
前記電気は直流電流である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１２】
前記ステータは永久磁石を具備する請求項１１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１３】
複数のタップと、発電される電気により通電される紫外線照明源とを具備しており、前記複数のタップは、前記ステータと前記ローターとの内の少なくとも一つに具備されるコイルを代表しており、
前記タップは、前記紫外線照明源への初期通電し更に通電を継続するために、異なる電圧レベルの電気を提供するように動的に作動可能である、
請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１４】
紫外線照明源と、前記ステータ及び前記ローターの内の少なくとも１つに具備される複数のコイルとを更に具備しており、
前記紫外線照明源は、発電された電気により通電されており、更に前記コイルは、初期の通電のための第１の電圧と、前記紫外線照明源の継続される通電のための第２の電圧とを提供するために、並列形態から直列形態へ動的に切り換え可能である、
請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１５】
該水圧動力発生装置は、フラックスコンセントレータなしで作動可能であって、第１のＲＰＭまで加速して第１の電圧で紫外線照明源を初期的に通電しており、
前記紫外線照明源の継続された通電は、該水圧動力発生装置の回転を第２のＲＰＭまで速度低下させて、第２の電圧を生成するように作動可能である、
請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１６】
前記ローターの回転は、液体の流れベースの計測を可能にするように運転可能である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１７】
前記入り口は水処理装置から液体を供給される請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１８】
前記ハウジングは、第１の部分と第２の部分とを具備しており、前記第１の部分は前記第２の部分と取り外し可能に接続されて、組立及び保守を促進する請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項１９】
前記ローター及びステータは前記第２の部分に配設されており、前記タービンノズルは前記第１の部分に配設される請求項１８に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２０】
前記液体は飲料水である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２１】
通路を形成する内壁を有するハウジングであって、前記通路は、入り口と出口とを有していて且つ前記ハウジングを介して液体の流れを収容するように構成される、ハウジングと、
前記通路内に同心状に配置されるタービンノズルであって、そこでは前記タービンノズルは、液体の流れを前記内壁に向かって外側に変えるように構成される前記入り口近くに配置される、チップと、前記内壁と共に作動可能であって、変えられた液体の流れを送るための複数の入り口溝を形成する、複数の支柱と、を具備する、タービンノズルと、
発電機ローターとタービンローターとを具備するローターであって、前記ローターは前記タービンノズルの下流の通路内に同心状に配置されるので、前記入り口溝を通る液体の流れが前記タービンローターに向けられる、ローターと、
前記発電機ローターの近位に配置される発電機ステータと、
前記内壁と共に作動して複数の出口溝を形成可能である、複数の出口ガイド翼であって、そこでは前記入り口溝は前記出口溝と整列して、前記通路を通る液体の流れのための実質的に直線の流路を形成する、出口ガイド翼と、
前記ローターと回転可能に連結していて且つ前記発電機ステータに固定されるように連結する、軸受けと、
を具備する水圧動力発生装置において、
前記タービンローターは、前記入り口溝に隣接して回転可能に配置されるタービン翼を具備しており、前記タービン翼の深さは、前記入り口溝の深さに比べてより深いので、液体の流れの一部分を循環可能にして前記軸受けを冷却し且つ潤滑する水圧動力発生装置。
【請求項２２】
前記ハウジングは第２の部分と取り外し可能に連結する第１の部分を具備しており、前記タービンノズルは前記第１の部分に配設されており、更に前記ローター及び前記発電機ステータは前記第２の部分に配設される、
請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２３】
前記ローターは約１５，０００回転毎分（ＲＰＭ）で回転するように構成される請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２４】
前記発電機ローターは永久磁石であり、前記発電機ステータは複数のコイルを具備する請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２５】
前記流路は、前記入り口と前記出口との間に実質的に均一な横断面積を有する、シリンダを具備する請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２６】
前記チップは、前記入り口の付近から前記出口に向かって伸張する丸い突起を具備する請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２７】
前記チップの直径は前記出口に向かって大きくなる請求項２６に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２８】
前記ハウジングは、蛇口設置式の水処理装置内に設置されるように構成される請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項２９】
前記タービンノズルと前記ローターと前記発電機ステータは、前記通路を通る液体の流れ内に浸漬可能であり、更にそれにより囲まれる、請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３０】
前記発電機ステータに連結された紫外線照明源を更に具備しており、
前記発電機ステータは、前記紫外線照明源を点灯させる容量を提供するように構成されて、液体の流れによる前記発電機ローターの初期の回転において、前記発電機ステータは、前記紫外線照明源の初期通電が可能な開始電圧を発電する、
請求項２１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３１】
前記発電機ローターの回転が、前記紫外線照明源の初期の通電の結果として、前記発電機ローターの増大された回転負荷により速度低下する場合に、前記発電機ステータは、前記紫外線照明源への通電を維持するための稼働電圧を発電するように構成される、
請求項３０に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３２】
前記ハウジングは、前記入り口と前記出口との間に通路を形成する内壁を具備しており、前記通路の横断面積は前記入り口と前記出口との間で実質的に均一である請求項１に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３３】
前記ローターは前記通路内に同心状に配置される請求項３２に記載の水圧動力発生装置。
【請求項３４】
前記タービンノズルは前記通路の入り口付近に同心状に配置される請求項３２に記載の水圧動力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
・発明の分野
本発明は一般的に、水処理装置に係わり、より特別には水圧電気式動力発生装置を介して水処理装置に電力を供給するための方法及び装置（システム）に関する。
【０００２】
・発明の背景
公共の水供給又は私的井戸からの水の消費に関係する場合に、過去数年間にわたり人々はより健康の意識が高くなってきた。不幸にも今日の公害が増大する世界において、天然の清浄な水は存在しない。水供給は、自然において見られているか又は人類の活動の結果である微生物学的及び化学的汚染物を含む。水が流れる際、湖に貯蔵される際、及び地面の土及び岩の層を通り濾される際に、水は自然に発生する汚染物を溶解し又は吸収する。加えて水汚染物の人的発生源は、降雨、雪の溶解更に廃棄場からの地下移動により生じ得る。
【０００３】
清浄で定常の飲料水の供給はあらゆる社会にとって根元的ものである。大都市の人々は、例えば湖、川、貯水場等の地上の水源から流出する水を頻繁に飲む。これらの水源が社会の近くにあることも少なくなく、更に飲料水が遠く離れた水源から得られる場合もある。田舎の地域において人々は、公共又は私的井戸から汲み上げられた地下水を飲む可能性がより高い。これらの井戸は、帯水層に供給源を有しており（ｔａｐ）、該帯水層は単に数キロメーター（２，３マイル）の幅であったり、あるいは多くの国にまたがる場合がある。地下水及び地上水の汚染のレベルを制限する努力が実施されているにもかかわらず、ある程度の汚染のレベルが全ての飲料水に見られる。
【０００４】
水汚染に対する認識が増大した結果として、公共は消費する水が清浄化されることを望んでいる。幾つかの異なるタイプの水処理装置が、消費者用の飲料水の清浄度を増大するために開発されてきた。これらの装置は一般的に、汚染のない水を提供する努力において、飲料水供給内に見られるある程度又は全ての汚染物を除去する。幾つかのこれらの装置は、カーボンベースのフィルタユニット及び紫外線（ＵＶ）ライトユニットを使用して消費用に分配される前に水を濾過し更に汚染物を除去する。カーボンベースフィルタユニットは、不活性材料を使用して、微粒子状及び有機汚染物を濾過除去する。紫外線照射は、紫外線ライトユニットより発せられて、水中の有害な微生物の中和に使用される。
【０００５】
水処理装置の紫外線ライトユニット及び複数の別の装置に動力供給するために、動力源が必要である。従来の水処理装置は、標準の電気出力又はバッテリ電源から電力を使用して、紫外線ライトユニットを含む水処理装置の全ての構成要素の駆動に必要な電力を供給する。電気出力により電力供給される水処理装置の場合において、装置は制限された可搬性を有しており、電気出力電力供給において妨害が発生した場合に運転は中断する。バッテリ電源により運転される水処理装置は単に、水処理装置の運転又は貯蔵を介して枯渇する電力の限られた供給しか具備せず、交換バッテリは即座に水処理装置を稼働可能に維持するように適用可能でなければならない。より長い稼動寿命のバッテリ電源が必要な場合には、より大きなバッテリが必要であり、それはかなりの重量と寸法を水処理装置に追加し得る。
【０００６】
既存の水処理装置には、標準の電気出力又はバッテリ電源の何れかを使用可能なものがあり、そこではバッテリ電源は電気出力電源により再充電可能である。これらの水処理装置は交換バッテリを必要としないが、バッテリ電源で運転する間においては、バッテリの容量及び寸法は水処理装置のオペレーションの長さを決定する。電気出力電源はまた、バッテリを充電するための定常的基本において使用されなければならない。更にこれらの水処理装置は、２つの異なる電源により稼動するために、追加の電気回路及び構成要素を必要とする。
【０００７】
前記の理由に関して、外部電源を必要とせず更に水処理装置の運転のために電力を生成可能な内部動力供給を具備する水処理装置に関する必要性が存在する。
【０００８】
・発明の概要
本発明は、従来技術に関連する問題を克服する水処理装置と共に使用するための水圧動力発生装置（システム）を開示する。水圧動力発生装置の実施の形態は、水処理装置による使用のための動力を提供するための外部動力源を必要としない。水圧動力発生装置は、水が水処理装置を通り流れている時に電気を生成するために運転可能である。
【００１１】
水圧動力発生装置の更に別の実施の形態は、ハウジングと、ローター（回転子）と、ステータ（固定子）とを具備する。ハウジングは、入り口と出口を具備しており、そこを通る水の通路のための管を形成する。ローターは、ハウジング内に配置されており、回転可能であり、従ってローターはハウジングを通る水の流れにより回転される。ステータはローターを囲むように配置されるので、ローターの回転は電気を生成する。
【００１４】
現在好適な実施の形態は、例えば飲料水水処理装置、蛇口設置（ｆａｕｓｃｅｔ−ｍｏｕｎｔｅｄ）の水処理装置、カウンタ下（ｕｎｄｅｒ−ｃｏｕｎｔｅｒ）の水処理装置、家庭（ｗｈｏｌｅ  ｈｏｕｓｅ）の水処理装置及び遠隔地用水処理装置等の、動力源を必要とする種々の水処理装置における使用に直ちに適用可能である。当業者はまた、水圧動力発生装置が、流れる水又は別の流体を含む作業において電気を必要とする種々の別の装置（システム）による用途に適用可能であることを認識するであろう。
【００１５】
現在好適な水処理装置は、自己保持式動力供給を含むので、標準の電気出力電力供給は必要ない。更に水処理装置はそれ自身の必要電力を供給可能であるので、それはまた水処理装置のために使用されるエネルギ貯蔵装置を充電するための電源も具備可能である。エネルギ貯蔵装置は、水が流れていない時において指示計及びモニター等の部分に電力を供給することによりオペレーション（稼動）を論じても良い。現在好適な実施の形態において水圧動力発生装置は、初期の電力要求、ＵＶランプ始動、指示計及びモニター装置のための電力を供給しても良い。
【００１６】
これら及び別の本発明の形態及び利点は、添付図面を参照すると共に現在好適な実施の形態の以下の詳細な説明の検討により明確になるであろう。以下の検討は、導入としてのみ提供される。この部分は、本発明の範囲を定義する以下の請求項に対する制限として見なされるものではない。
【００１７】
・好適な実施の形態の説明
本発明の例示の実施の形態は、特定の形態を参照して以下に記載されており、当業者には、請求項の範囲内に留まった状態で、種々の変更及び修正がこの特定の形態に実施可能なことが認識されるであろう。現在好適な実施の形態は、電力供給が必要であって水の流れを具備する任意の水処理装置に使用されても良いが、しかしそれらの実施の形態は住宅用又は飲料水用用途の水処理装置に対して設計される。当業者はまた、前記実施の形態が水以外の流体により使用可能であり、「水」及び「水圧」という言葉の使用は限定として解釈されるべきではないと認識するであろう。
【００１８】
〈参考の形態〉
図１から８に示される実施例は、特許請求の範囲の記載の補正に従い参考の形態とする。
図１は、好適な水圧動力発生装置（システム）１２に接続する水処理装置（システム）１０の側面図である。この参考の形態において水圧動力発生装置１２はノズル１４と、ハウジング１６と、インペラ１８と、ハウジング出口２０とを具備する。ノズル１４は、管２２により水処理装置１０に接続する。管２２は、ＰＶＣプラスティック又は同様な材料により形成されても良く、ネジ接続、摩擦適合又は何らかの別の同様な接続機構によりノズル１４に接続しても良い。
【００１９】
オペレーションにおいて加圧水は、矢印２４で図示されるように、水処理装置１０からノズル１４を介して水圧動力発生装置１２へ流入する。ノズル１４は、水がノズル１４を通過して流れて、ハウジング１６を通りハウジング出口２０へ強制的に送られるように、ハウジング１６に接続する。別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、水処理装置１０内に配置されるか又は、水が水処理装置１０に流入する前に加圧水の供給を受けるように配置されても良い。
【００２０】
図２は、ノズル１４の一実施の形態の断面を示す。好適なノズル１４は、音響ノズルであり、そこを流れる加圧水の速度を増大する。この実施の形態においてノズル１４は、亜音速まで水の速度を増大可能である。ノズル１４は、ステンレス鋼又は別の同様な剛性材料で形成されており、ノズル入り口２６及びノズル出口２８を具備する。ノズル入り口２６は、前に検討したように水処理装置１０に接続する。ノズル出口２８は、摩擦適合、スナップフィット（ｓｎａｐ−ｆｉｔ）、ネジ接続又はその間に水密接続部を形成可能な何らかの別の同様な接続機構によりハウジング１６に接続される。ノズル１４は、以降に検討されるように、ノズル１４のインペラ１８との適正な整列を形成する任意の位置において、ハウジング１６を貫通しても良い。
【００２１】
ノズル１４は、そこを通る水の流れを提供する通路３０を具備する。通路３０は、ノズル入り口２６において第１の前もって決められた直径３２及びノズル出口２８において第２の前もって決められた直径３４になるように形成される。この実施の形態において第２の前もって決められた直径３４は、第１の前もって決められた直径３２の約２６％である。通路３０は、ノズル１４の前もって決められた長さに関して第１の前もって決められた直径３２を有する。通路３０の残りの部分は、通路３０を第２の前もって決められた直径３４に対して均一に傾けることにより、円錐状に形成される。この実施の形態においてノズル１４の通路３０は、第１の前もって決められた直径３２と第２の前もって決められた直径３４との間で約１８度の角度で傾斜する。
【００２２】
通路３０の形態は、ノズル１４から出る水の速度を決定する。加えてノズル出口２８における水の速度は、水源の圧力及びノズル１４の下流の背圧に依存する。ノズル出口２８における速度の所望の前もって決められた範囲は、ノズル入り口２６において水処理装置１０（図１に図示されるように）により提供される圧力の予想範囲を使用して決定されても良い。例えば家庭用水システムでは、水供給の圧力は約１３７．９から４１３．７ｋＰａ（２０から６０ＰＳＩ）の範囲にある。通路３０はまた、連続で均一な水の流れをノズル出口２８において形成する。オペレーションにおいてノズル１４を通り流れる水は、前もって決められた軌跡で、高速の前もって決められた範囲内でハウジング１６内に流入する。
【００２３】
図１に戻るとハウジング１６は、水用の剛性の流路を形成可能なプラスティック又は何か別の同様な水密材料から形成されても良い管を形成する。この実施の形態においてハウジング１６は、図１に示すような半透明部分を具備しており、ハウジング１６の内部を見ることが出来る。水がノズル出口２８を出た後にハウジング１６を通り流れる際に、ハウジング１６は、水と流体連絡するインペラ１８を囲むように形成される。
【００２４】
インペラ１８は、ハブ４４に堅固に固定される複数の翼４２を具備する。翼４２は、ノズル１４から流れる水が前もって決められた角度でインペラ１８の翼４２に衝突するように、ハウジング１６内に配置される。前もって決められた角度は、ノズル入り口２６における水の予想圧力と、ノズル出口２８における背圧と、インペラ１８の分当たりの所望の回転（ＲＰＭ）に基づいて決定される。オペレーションにおいて水の流れは、インペラ１８に作用してハウジング１６内の単一の方向でそれを回転させる。以下において詳細に検討するようにインペラ１８が回転する際に、水圧動力発生装置１２の本実施の形態は、流れる水のエネルギを回転エネルギに変換しており、それはその後電気に変換される。本実施の形態においてインペラ１８はハウジング１６を通り流れる水中に没される。
【００２５】
図３は、ハウジング１６の一部分が断面図で表示された状態で９０度回転された図１に示される実施の形態を示す。図示されるようにインペラ１８は、長手方向に伸張するシャフト４８により発電機４６に同軸で固定される。シャフト４８は、ステンレス鋼又は何か別の同様な剛な材料であって良く、それはインペラ１８に固定されるように接続する。インペラ１８のハブ４４は、シャフト４８の一方の端部に同軸に接続しており、発電機４６の部分である発電機シャフト５０は他端に同軸で接続される。インペラ１８及び発電機４６へのシャフト４８の剛性の接続は、溶接、圧入又は別の同様な剛な接続部によってであって良い。
【００２６】
回転可能なシャフト４８は、長手方向に伸張してゴム又は別の同様な材料から製造される水密なシール５２を通りハウジング１６を貫通する。水密なシール５２は、ハウジング１６に接続しており、ハウジング１６内からの水の逃がさないで、シャフト４８の自由な回転を可能にするように形成される。シャフト４８は、ハウジング１６に隣接して配置される発電機４６に向かって長手方向に伸張する。図示されていないが、発電機４６の外側面は、例えばナットとボルト、リベット又はハウジング１６、及び発電機４６に固定されるように接続可能な別の同様な機構により、ハウジング１６に接続されても良い。
【００２７】
オペレーションにおいて水はハウジング１６を通り流れて、インペラ１８が回転するので、シャフト４８，５０は対応して回転し、発電機４６により電気を生成させる。これとは別の実施の形態において磁気カップラ（図示されない）はシャフト４８の所定位置に使用されて、ハウジング１６の貫通のための必要性を排除する。この実施の形態においてインペラ１８は、ハウジング１６の外側の発電機シャフト５０に配置される同様な磁石に堅固に接続するために十分な磁気強度を有する磁石を具備する。オペレーションにおいて、インペラ１８が回転すると、インペラに向けられる磁石の磁気引力及び発電機シャフト５０に向けられる磁石の磁気引力は発電機シャフト５０を回転させるので、それにより発電機４６により電気が発電される。
【００２８】
この実施の形態において発電機４６は、直流（ＤＣ）電流又は交流（ＡＣ）電流を発電可能な永久磁石式発電機であっても良い。これとは別の実施の形態において発電機４６は、直流（ＤＣ）電流と交流（ＡＣ）電流の両者を発電可能であっても良い。電気は、電線、バス（母線）又は導電性のある別の同様な材料であっても良い複数のコンダクタ（導線）５４により発電機４６から輸送される。生成された電気の電圧レベルは、インペラ１８の分当たりの回転数の関数である。前で検討したように、ノズル１４から流れる水の速度は、前もって決められた範囲内で設計されても良く、それにより発電機４６により発電された電気の電圧出力を制御する。
【００２９】
本実施の形態により発電された直流又は交流の電流は、水処理装置１０への電力供給に使用されても良く、更にまた例えば、バッテリ又はコンデンサ等のエネルギ貯蔵装置（図示されない）の充電に使用されても良い。インペラ１８の回転又は発電された電気の持続期間はまた、水処理装置１０を通り流れている水の量又は流量等の流れベースの計測用の機構を提供しても良い。インペラ１８の回転又は発電された電気の持続期間はまた、発電機４６の逆（ｂａｃｋ）電磁力（ＥＭＦ）に結合されて流れベースの計測を提供しても良い。当業者は、水圧動力発生装置１２はまた、水処理装置１０に加えて別の装置（システム）において使用されても良いことを認識するであろう。
【００３０】
図４は水圧動力発生装置１２のこれとは別の実施の形態の横断面図を示す。本実施の形態は同様に、図１に示される実施の形態のように水処理装置１０に接続されており、ノズル１４と、ハウジング１６と、インペラ１８と、ハウジング出口２０とを具備する。前に検討された実施の形態と同様にノズル１４は、回転可能なインペラ１８に向けられる高速の水を供給する。しかし本実施の形態においてインペラ１８は、オペレーション中にハウジング１６内の水の中に没されない。従ってノズル１４からの水は、インペラ１８で噴射される流れを形成する。
【００３１】
ノズル１４は、図２に示されていて前で議論されたノズル１４と同様な音速式ノズルであっても良い。ノズル１４は、ハウジング１６を貫通して、設置板５６によりそれに接続される。設置板５６はハウジング１６の外面に隣接接触するように配置される。当業者は、ノズル１４をハウジング１６に取り付けるために使用可能である別の方法が存在することを認識するであろう。
【００３２】
図５は本実施の形態の設置板５６に設置されるノズル１４の横断面図を示す。設置板５６は、インペラ１８に対して最適な位置にノズル１４を調整可能な一対の耳６０及び長手方向の孔（スロット）５８を具備する。本実施の形態においてノズル１４は、最適な位置が耳６０内にネジ付スクリューを挿入することにより実現されることにより、ハウジングに固定されるように設置されても良い。これとは別の実施の形態において設置板５６は、例えばネジ付スクリュー、リベット又はピン等の固定具がハウジング１６に設置板５６を固定されるように設置することにより、ノズル１４を単一で前もって決められた所望の位置に設置する。
【００３３】
図４を再度参照すると、ノズル１４の所望の位置は、ノズル１４がハウジング１６内に長手方向に伸張するようなものである。本実施の形態のハウジング１６は、図４に示されるようにハウジング１６の内壁により区画されるハウジング空洞６２を具備する。ハウジング空洞６２は、そこに配置されたインペラ１８を具備する空間である。オペレーションにおいて水は、ノズル１４からハウジング空洞６２内に前もって決められた軌跡で噴射されて、前もって決められた角度でインペラ１８を打つ。前もって決められた角度は、インペラ１８の所望のＲＰＭ及び水処理装置１０からノズル１４へ供給された水の圧力範囲に基づいている。ノズル１４及びインペラ１８の協働オペレーションは、加圧水によるオペレーションに限定されないで、例えば空気等の別の流体が同様に使用可能である。
【００３４】
更に図４に示されるようにインペラ１８は複数の翼６４を具備する。本実施の形態の各翼６４は、一方の端部でインペラハブ６６に固定されるように接続されており、対向する端部に形成されるパドル（櫂）６８を具備する。インペラハブ６６は、前に議論された実施の形態のように、シャフト４８に固定されるように接続される。当業者は、翼６４の数量及びインペラ１８の寸法は、用途に依存して変化可能であることを認識するであろう。
【００３５】
図６は、図解的目的で断面図化されたハウジング１６の一部が９０度回転された状態の図４に示される水圧動力発生装置１２の実施の形態を示す。図示されるように水圧動力発生装置１２は、前に議論された実施の形態のように、シャフト４８により発電機４６に接続されたハウジング１６を具備する。更に回転可能であるシャフト４８は、インペラ１８から水密なシール５２を介して発電機４６内へ長手方向に伸張する。これとは別の実施の形態においてシャフト４８は、前に議論されたように磁気カップラにより変更可能であり、それによりハウジング１６と水密なシール５２の貫通を排除する。図示されるようにシャフト４８は、ハウジング空洞６２内の空間内にインペラ１８をパドル６８と共に回転可能に配置しており、それによりシャフト４８の周囲を回転する。
【００３６】
図６に示すように本実施の形態の各パドル６８は、孔７０を具備する放物線状の形状で形成される。パドル６８の放物線状の形状は、ノズル１４（図４に示されるように）から噴射される水に存在するエネルギの均一な受け部を形成する。孔７０は、噴射水のエネルギが、インペラ１８が回転する際に、次のパドル６８へ通過することを可能にする。噴射水内のエネルギの次のパドル６８への移行的通過は、水からインペラ１８へのエネルギの伝達効率を最大にする。これとは別の実施の形態において翼６４は、ノズル１４から噴射された別の流体からのエネルギの効率的な伝達に繋がる別の形状及び形態で形成可能である。例えば流体が空気であると、翼６４は、羽根（ベーン）、フィン又は流れる空気からインペラ１８の回転へエネルギを伝達可能な別の同様な構造として形成されても良い。
【００３７】
オペレーションにおいて水の流れが前もって決められた角度でインペラ１８に衝突した後で、水は矢印７２で指示されるように重力によりハウジング出口２０に向かって落下する。それにより水は、ハウジング出口２０に集まり、それによりハウジング１６から流出する。インペラ１８は水中に没していないので、水の流れからインペラ１８へ伝達された多量のエネルギは、シャフト４８に対する回転力として提供される。
【００３８】
シャフト４８の回転は発電機４６の一部分を回転させる。発電機４６の一実施の形態は、ローター７６と、第１のステータ７８と、発電機ハウジング８２内に配置された第２のステータ８０とを具備する。ローター７６は、シャフト４８に固定されるように接続されており、それと共に回転する。第１と第２のステータ７８，８０は、発電機ハウジング８２に固定されるように接続されて、シャフト４８を周囲で囲む。ローター７６は、第１と第２のステータ７８，８０間に配置されて発電機４６を形成する。
【００３９】
本実施の形態のローター７６は、複数の永久磁石８４を具備するディスク形状であっても良い。永久磁石８４は、ローター７６内の前もって決められた位置に均一に設置されて、第１と第２のステータ７８，８０と稼動するように協働する。本実施の形態の第１と第２のステータ７８，８０の各々はまた、複数のコイル８６を具備するディスクを形成しても良い。コイル８６は、第１と第２のステータ７８，８０内に均一に配置されて、永久磁石８４と稼動するように協働する。コイル８６は、発電するように稼働可能な一以上の巻き線を形成するように電気的に接続されても良い。第１と第２のステータ７８と８０の設計及び極数は、多くの要因に依存する。要因は、永久磁石８４により形成されるガウス場（ｇａｕｓｓｉａｎ  ｆｉｅｌｄ）の強度及び逆ＥＭＦを含んでおり、同様に発電機４６の所望の電力出力及び所望のＲＰＭを含む。
【００４０】
本実施の形態において、ローター７６の回転は、永久磁石８４により生成された磁束を同様に回転させて、それにより第１と第２のステータ７８と８０内に電気を生成する。ローター７６及び第１と第２のステータ７８と８０は、交流電流（ＡＣ）を発電するように稼動して協働する。ＡＣは、ＡＣ及び直流電流（ＤＣ）の両者を供給するために発電機４６により整流され且つ安定化されても良い。これとは別の実施の形態において永久磁石８４は、第１と第２のステータ７８と８０上に配置されても良いので、発電機４６は直流電流（ＤＣ）を発電するように運転可能である。更にこれとは別の実施の形態において発電機４６は、図３を参照して議論される発電機４６と同様である。
【００４１】
オペレーションにおいて加圧水は、水処理装置１０（図１に示されるように）から水圧動力発生装置１２へ供給されても良い。前の実施の形態におけるように、水圧動力発生装置１２の別の実施の形態は、水を水処理装置１０に供給するか又は、水処理装置１０内に配置されても良い。本実施の形態において水は、水処理装置１０からノズル１４へ、前に議論されたように供給される。
【００４２】
加圧水は、ノズル１４を通り流れて、高速でハウジング空洞６２内に噴射されて、それにより前もって決められた入射角度でインペラ１８上のパドル６８に衝突する。水がパドル６８に衝突すると、噴射水内のエネルギは、インペラ１８に伝達されて単一方向で回転させる。インペラ１８が回転するので、噴射水の一部はまた、孔７０を通り噴射して、インペラ１８上の別のパドル６８に衝突する。水のパドル６８への衝突及びエネルギの付加的伝達に続いて、水はハウジング出口２０へ重力により落下し、更にハウジング１６から流出する。従ってハウジング空洞６２は、オペレーション中に空間を残し、オペレーション中に水により完全に満たされない。
【００４３】
インペラ１８の回転によりシャフト４８が回転され、それにより発電機４６のローター７６を回転する。本実施の形態においてローター７６は、約２４００ＲＰＭ（分当たり回転数）で回転する。ローター７６の回転は、発電を引き起し、その電気は水処理装置１０に供給される。前に議論されたように、発電機４６により生成される電圧レベルの範囲は、ノズル１４を通り流れる水の速度の範囲に基づいている。従って発電機の電圧範囲は、ノズル１４を通り流れる水の速度の前もって決められた範囲を選択することにより選択可能である。
【００４４】
図７は、水処理装置１０に接続されることが好ましい水圧動力発生装置１２の別の実施の形態の横断面図を示す。図示されるように、水圧動力発生装置１２は、ローターハウジング１０２とステータハウジング１０４とを具備する。ローターハウジング１０２は、プラスティック又は別の同様な剛性材料から構成されても良い管を形成しており、入り口１０６及び出口１０８を具備する。オペレーションにおいて入り口１０６は、矢印１１０で示されるように流れる水を受容しており、出口１０８は流れる水を水処理装置１０へ送る。別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、水処理装置１０内に配置されるか又は、水処理装置１０から流出した水を受容するように配置されても良い。前に議論されたように、水圧動力発生装置１２を通る水の流れは、水処理装置１０により制御されても良い。
【００４５】
図７に示されるように、ローターハウジング１０２はローター１１２を具備しており、ステータハウジング１０４はステータ１１４を具備する。本実施の形態のローター１１２は、６つの北極／南極の組み合わせを有する１２極の永久磁石ローターであっても良い。以下に詳細に記載するように、本実施の形態のステータ１１４は、８つの北極／南極の組み合わせで設計される環状リングであっても良い。オペレーションにおいてローター１１２とステータ１１４は、協働するように稼動して発電する。技術的に既知であるように、ステータは、出力において必要な電圧の振幅に依存する任意の数の極を含むように形成可能である静止式巻き線を具備する。本実施の形態に開示される巻き線の極数は、本発明における制限と解釈されるべきではない。
【００４６】
図８は、図解的目的のため断面化されたステータハウジング１０４の頂部を有する図７に示された実施の形態の頂部図を示す。ステータ１１４は、ステータハウジング１０４内に固定されるように配置されて、ローターハウジング１０２の周囲を囲む。ステータ１１４は、コア１１６と、複数の突出した極１１８と、複数のコイル１２０とを具備する。コア１１６は、鉄、鋼又は別の同様な材料により構成されても良く、突出した極１１８を含むように形成される。本実施の形態において、各々がコイル１２０により囲まれる８つの突出した極１１８が存在しても良い。
【００４７】
突出した極１１８は、ローターハウジング１０２の周囲を囲むように、ステータ１１４上に形成される。各突出した極１１８は、ポールシュー（磁極片）１２２として技術的に既知である成形端部を具備する。ポールシュー（磁極片）１２２は、コイル１２０を介してローター１１２により形成された一定の磁束を導く。コイル１２０は、電線又は導電性であって突出した極１１８の周囲が外装された何らかの別の同様な材料であっても良い。図示されないが、コイル１２０は電気的に接続されて巻き線を形成する。技術的に既知なように、各コイル１２０に使用される多数の巻き数の電線は、電圧と電力要求、ローター１１２の最小及び最大回転数、最大許容背圧、所定のインダクタンス及び磁界ガウス（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｇａｕｓｓ）により決定される。
【００４８】
図７を再度参照すると、ステータ１１４は、ローターハウジング１０２の中心軸に垂直に横方向に配置される。ステータ１１４はローターハウジング１０２の外側に配置されるので、それはローターハウジング１０２内に流入する水との流体的連絡が遮断される。ステータハウジング１０４はローターハウジング１０２に固定されるように接続されており、それによりステータ１１４のためにローターハウジング１０２の前もって決められた位置を形成する。本実施の形態においてステータハウジング１０４は、摩擦適合（ｆｉｔ）によりローターハウジング１０２の外面に接続される。当業者は、ローターハウジング１０２とステータハウジング１０４を接続する種々の別の方法が存在することを認識するであろう。
【００４９】
水圧動力発生装置１２の本実施の形態においてローター１１２は、金属、焼結金属、押し出し成形金属又はセラミック材料により形成可能な永久磁石１２４を具備する。永久磁石１２４は、一定の磁束を形成しており、ローターシャフト１２６に接続する。ローターシャフト１２６は、回転可能であり、永久磁石１２４の対向する端部から長手方向に伸張しており、ステンレス鋼又は別の剛性で耐食性材料により形成されても良い。永久磁石１２４は、その中心軸がローターシャフト１２６と同軸で形成される。永久磁石１２４の外面は、少なくとも一つのローター翼１２８を具備するために、流線形状で形成されても良い。本実施の形態の永久磁石１２４は、ローター翼１２８を形成する単一の螺旋状峰（リッジ）を有する樽（ｂａｒｒｅｌ）形状で形成される。別の実施の形態においてローター翼１２８は、タービンブレード又は水流が作用する場合にローター１１２の回転を具備可能な別の同様な装置であり得る。
【００５０】
図７に示されるようにローター１１２は、ローターハウジング１０２の中心軸に同軸状態で、ローターハウジング１０２内に配置される。ローター１１２のローターシャフト１２６の一方の端部は、第１のカラー１３０に挿入されており、ローターシャフト１２６の他方の端部は、第２のカラー１３２に挿入される。本実施の形態においてローターシャフト１２６の端部は直径が増大して、固い（体の）球の第１のカラー１３０と第２のカラー１３２への固定を容易にするように固い球を形成する。第１のカラー１３０と第２のカラー１３２は、プラスティック又は別の同様な材料により形成されており、ローターハウジング１０２の中心軸に垂直な横の支柱（ストラット）を形成する。第１のカラー１３０と第２のカラー１３２はそれぞれ、軸受け１３４又はローターシャフト１２６を自由に回転可能にする別の同様な装置を具備する。加えて第１のカラー１３０と第２のカラー１３２は、ローター１１２がそれらの間に吊り下げ可能なように、お互いから前もって決められた距離でローターハウジング１０２に接続される。
【００５１】
ローター１１２は、ローターハウジング１０２を通り流れる水がローター１１２の一部を形成するローター翼１２８に衝突するように、ローターハウジング１０２内に配置される。ローター翼１２８は、パドルのように作用して、流れる水をローター１１２に作用させる。流れる水はローター１１２を、ローターハウジング１０２の中心軸の周りで単一方向で回転させる。ローター１１２は、ローター１１２の軸がステータ１１４の軸に同心であるように、ステータ１１４内に配置される。ローター１１２はステータ１１４と稼動するように協働して発電機を可能にする。
【００５２】
オペレーションにおいて、水が流れていてローター１１２が回転しているので、ローター１１２により生成される一定の磁束はまた、回転して、ステータ１１４を貫通し、それにより即座に電力を生成する。特定の距離の空隙が、ローター１１２からの一定の磁束によりステータ１１４による発電を生じ得るように、ローター１１２とステータ１１４との間に保持されなければならない。これらの実施の形態において、ローター１１２の永久磁石１２４とステータ１１４のポールシュー１２２との間の「空隙」は、流れる水とローターハウジング１０２により形成される。流体の流れ及びローターハウジング１０２は、一定の磁束に影響を与えない。従って回転するローター１１２からの回転する一定の磁束は、ステータ１１４のコイル１２０による電気の製造を生じる。
【００５３】
水がローターハウジング１０２を通り流れてローター１１２を回転させるので、回転する一定の磁束がステータ１１４の巻き線に作用して電気が生成される。電気はコンダクタ５４を流れて、本実施の形態の水処理装置１０である装置に電力供給する。図７と８に示される本実施の形態の水圧動力発生装置１２は、水処理装置１０への供給電力として使用されても良い交流電流（ＡＣ）を生成する。別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、永久磁石１２４をステータ１１４に配置することにより直流電流（ＤＣ）を生成しても良い。更に別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、交流電流（ＡＣ）を整流し安定化することにより、水処理装置１０にＡＣとＤＣ電流の両者を供給する。ＤＣ電流はまた、エネルギ貯蔵装置（図示されない）を充電するために使用されても良い。ローター１１２の回転及び電気が発電される期間はまた、水処理装置１０を通り流れる水の量又は流量等の流れベースの計測を提供するように使用されても良い。
【００５４】
〈発明の実施の形態〉
図９は、図７と８に対して開示される前の実施の形態に思想（概念）において同様である水圧動力発生装置１２の更に別の実施の形態の横断面図を示す。本実施の形態は、ローター１１２と、ステータ１１４と、ハウジング１４２内に配置されたタービンノズル１４０とを具備する。ハウジング１４２は、入り口１４４と出口１４６を具備する管を形成する。水又は何か別の流体が、矢印１４８で示されるように入り口１４４に流入する際に、水はハウジング１４２を通り流れて、出口１４６によりハウジング１４２から流出される。一実施の形態において水圧動力発生装置１２は、水処理装置１０（図１に示される）内に配置されても良く、水処理装置１０に続くか又は水処理装置１０に水を供給しても良い。
【００５５】
ハウジング１４２は、プラスティック又は水を輸送し得る同様な剛性の材料により形成されても良い。本実施の形態のハウジング１４２は、第１の部分１５２と、第２の部分１５４を具備しており、組み立て及び保守を容易にする。第１と第２の部分１５２と１５４は、接着剤、摩擦適合、ネジ接続又は同様な剛性接続を形成する何か別の手段により、固定されるように接続されても良い。ハウジング１４２は、そこを通る水の流れのための通路１５６を形成する。タービンノズル１４０は、通路１５６内に固定されるように配置される。
【００５６】
本実施の形態のタービンノズル１４０は一般的に、円錐形状であっても良く、プラスティック又は何か別の同様な剛性材料により形成されても良い。タービンノズル１４０は、一体で形成されてチップ１５８及び複数の支柱１６０を具備しても良い。チップ１５８は、通路１５６内の中心に設置されても良く、流れる水をハウジング１４２の内壁に向けて外側に向かわせるように作用する。支柱１６０は、例えば摩擦適合、スナップフィット、ネジ接続、又は別の同様な剛性接続により、ハウジング１４２の内壁に固定されるように接続される。
【００５７】
支柱１６０は、通路１５６内にタービンノズル１４０を固定されるように保持し、複数の溝１６２を具備して水がハウジング１４２を通り流れることを可能にする。溝１６２の寸法は、流れる水の速度を制御するように調整されても良い。図２を参照して前に議論されたノズル１４のように、前もって決められた範囲の速度が決定可能である。前もって決められた範囲の速度は、水圧動力発生装置１２の背圧と同様に、入り口１４４に流入する水の予想圧力範囲に基づく。更に支柱１６０は、流れる水を向かわせるために羽根として作用するように、前もって決められた形態で設計されても良い。流れる水の方向は、例えば前もって決められた方法でローター１１２に作用すること、乱流を排除すること、圧力低下を調整すること、又はオペレーション効率を向上することを目指しても良い。
【００５８】
本実施の形態のローター１１２は、タービンローター１６４と、ローターシャフト１６６と、永久磁石１６８とを具備する。ローター１１２は、通路１５６に流入する水がハウジング１４２の中心軸１７０の周りでローター１１２を回転させるように、通路１５６内に回転可能に配置される。ローター１１２の回転は、流れる水がタービンローター１６４に作用すると発生する。タービンローター１６４は、ステンレス鋼、アルミニウム、プラスティック、又は流れる水の力及び回転力に耐え得る別の同様な剛性材料により形成されても良い。タービンローター１６４は、少なくとも一つのタービン翼１７２と１つの翼１７４を具備する。
【００５９】
タービン翼１７２は、支柱１６０を通り流れる水からエネルギを受けるように配置される。タービン翼１７２は、複数の翼、螺旋状の峰（リッジ）又は流れる水のエネルギを回転エネルギに変換可能であって本体１７４に形成された別の機構であっても良い。本実施の形態のタービン翼１７２は、本体１７４と一体で形成されて、ハウジング１４２の内壁に隣接して配置されるまで伸張する。本体１７４は、ローターシャフト１６６の一部の周囲を囲む空洞１７６を区画するように形成されても良い。溝１６２の深さは、ハウジング１４２の内壁に対するタービン翼１７２の深さより浅いことが、読者には分かるはずである。深さの相違は、以降で議論されるように、流れる水の循環を形成する。
【００６０】
ローターシャフト１６６は、回転可能であり、更にタービンローター１６４と一体で形成されても良いか、あるいはローターシャフト１６６は、圧接、ネジ接続、又は同様な接続機構によりそれに固定されるように接続されても良い。ローターシャフト１６６は、ステンレス鋼又は別の同様な剛性材料であっても良く、それは永久磁石１６８を通り長手方向に伸張しても良い。永久磁石１６８は、金属、焼結金属、セラミック材料又は磁石特性を有する何か別の同様な材料から形成されても良い押し出し成形磁石であっても良い。永久磁石１６８は、摩擦適合、鋳型又は別の同様な機構によりローターシャフト１６６に固定されるように接続されても良い。ローター１１２は、複数の軸受け１７８により所定位置に回転可能に保持される。
【００６１】
軸受け１７８は、永久磁石１６８の対向する端部においてローターシャフト１６６の一部の周囲を囲む。軸受け１７８は、カーボングラファイト（ｃａｒｂｏｎ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）、テフロン、球軸受け、セラミック、超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレン又はローターシャフト１６６の回転に耐え得る別の同様な軸受けであっても良い。本実施の形態において軸受け１７８は、通路１５６内の水により潤滑される。加えて流れる水は、以降に説明されるように、軸受け１７８を冷却するように使用される。軸受け１７８は、ステータ１１４により固定されるように接続され且つ所定位置に保持される。
【００６２】
本実施の形態のステータ１１４は、複数の出口ガイド翼１８０と、フィン１８２と、複数のコイル１８４と、キャップ１８６とを具備する。図９に示されるようにステータ１１４は、出口ガイド翼１８０により通路１５６内に固定されるように配置される。出口ガイド翼１８０は、例えば接着剤、摩擦適合、スナップフィット、又は同様な剛性接続機構によりハウジング１４２の内壁に固定されるように接続される。出口ガイド翼１８０は、ハウジング１４２の内壁に平行に長手方向に伸張しており、そこを通る水の流れのための流路を提供する。出口ガイド翼１８０は、流れる水を出口１４６へ流すように形成されて、乱流、気泡、背圧及び効率的オペレーションに影響する可能性のある流れる水の別の同様な挙動を抑制する。フィン１８２は、流れる水を出口１４６に流すように同様に形成される。
【００６３】
コイル１８４は、ローター１１２の周囲を囲み更に巻き線を形成するように、コア（図示されない）上に形成される。コイル１８４は、空隙１８８によりローター１１２から分離される。コイル１８４は、出口ガイド翼１８０に固定されるように接続される。更にコイル１８４は、軸受け１７８及びフィン１８２に固定されるように接続されても良い。コイル１８４は、例えば接着剤によるか又はそれに一体で形成されることにより、出口ガイド翼１８０、軸受け１７８及びフィン１８２に固定されるように接続されても良い。本実施の形態においてコイル１８４は、通路１５６内に配置されるが、しかし流れる水との流体連絡を回避するために耐水性である。コイル１８４は、例えばエポキシ被覆、ゴム又はプラスティックの射出成形、超音波シール又は同様な耐水性機構による水からの隔離により、耐水性で製造されても良い。これとは別の実施の形態においてコイル１８４は、図７と８を参照して前に議論された実施の形態のように、ハウジング１４２の外側に設置されても良い。
【００６４】
コイル１８４はまたキャップ１８６により耐水性に形成される。キャップ１８６は、図９に示されるようにタービンローター１６４に隣接するコイル１８４の端部をシールするように配置される。キャップ１８６は、ネジ接続によりコイル１８４に取り外し可能に接続されても良く、あるいは接着剤又はそれとの一体的な形成によりコイル１８４に固定されるように接続されても良い。キャップ１８６は、軸受け１７８を部分的に囲むように形成されており、ステータ１１４の半径に等しい前もって決められた距離を半径方向に伸張する。キャップ１８６の前もって決められた距離は、ハウジング１４２の内壁に対して、タービンローター１６４の本体１７４より近くまで伸張する。ハウジング１４２の内壁からキャップ１８６及び本体１７４までの距離の相違は、以降に議論されるように流れる水を循環させる。
【００６５】
オペレーションにおいて、入り口１４４を通り通路１５６内に流入する水について、加圧水が溝１６２を通り流れる際に、速度の前もって決められた増大が生じる。流れる水は支柱１６０により、ローター１１２に回転を与えるタービン翼１７２上に前もって決められた入射角度を形成するように向けられる。本実施の形態においてローター１１２は、約１５，０００ＲＰＭ（分当たりの回転数）で回転する。溝１６２、タービン翼１７２及びキャップ１８６の異なる深さにより、流れる水は空洞１７６内で循環する。空洞１７６を通る流れる水の循環は、隣接して配置される軸受け１７８の冷却及び潤滑を提供する。
【００６６】
ステータ１１４内でのローター１１２の回転は、水圧動力発生装置１２が稼動している時に発電する。水圧動力発生装置１２は交流電流（ＡＣ）を発電可能である。これとは別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、もし永久磁石１６８がステータ１１４に配置される場合には、ＤＣ電流を発電しても良い。更に別の実施の形態において水圧動力発生装置１２は、ＡＣ電流の整流及び安定化によりＡＣ電流及びＤＣ電流の両者を生成するように設計されても良い。前に議論されたように、コイル１８４の極数、寸法及び形態は、水圧動力発生装置１２の背圧、必要回転数（ＲＰＭ）及び目標エネルギ出力に依存する。
【００６７】
図３，６，７，８と９を参照すると、これらの図面の実施の形態と共に議論された水圧動力発生装置１２の別の実施の形態は、多くの電圧及び電流レベルを供給するように運転可能である。多くの電圧及び電流レベルは、直列形態及び並列形態の間で水圧動力発生装置１２のコイルのスウィッチを切り換えることにより供給される。図示されてはいないが、マイクロプロセッサ、又は水圧動力発生装置１２の電圧と電流出力及び水処理装置１０の現在の電圧と電流の必要量を検知可能な別の同様な制御装置は、直列と並列の形態間でコイルを選択的に切り換えるように使用されても良い。コイルの選択的切替は、直流電流（ＤＣ）又は交流電流（ＡＣ）を生成する実施の形態に適用されても良い。
【００６８】
例えばある紫外線（ＵＶ）照明源は、初期の電力供給には比較的低い前もって決められた交流電流で更に比較的高い電圧レベルを必要とする。初期電力供給の後において、ＵＶ照明源は、比較的高い交流電流を必要とするが、しかし稼動状態を維持するためには比較的低い電圧レベルを必要とする。従ってオペレーションにおいて、水圧動力発生装置１２が発電している場合に、コイルはマイクロプロセッサにより直列形態に選択的に設置される。直列形態は、ＵＶ照明源への初期電力供給が可能な前もって決められた電圧レベルにおいて前もって決められた交流電流を発電する。ＵＶ照明源の初期的電力供給の後で、コイルは、ＵＶ照明源の稼動維持の可能な前もって決められた電圧レベルにおいて前もって決められた交流電流供給するために、並列形態に選択的に再形成される。水圧動力発生装置１２のコイルのスウィッチ切り換えは、前に議論されたように、水処理装置１０の任意の電気装置の種々な電圧及び電流要求に対して対応しても良い。
【００６９】
これとは別の実施の形態において、前に議論された実施の形態と共に議論された水圧動力発生装置１２は、巻き線に形成されたコイルの異なるグループを表す複数のタップを具備しても良い。該タップは、巻き線を形成するために異なる数のコイルを電気的に接続することにより、複数の異なる前もって決められた電圧レベルを供給するように運転可能である。水処理装置１０は、マイクロプロセッサ又は何か別の同様な装置を使用して、オペレーションにおいてタップ間で稼動するように切り換わるように形成されても良い。従って前に議論されたＵＶ照明源例において、一つのタップは、初期の電力供給用に使用されても良く、別のタップは連続的オペレーション用に使用されても良い。更に異なるタップは、水処理装置１０の異なる電気装置を運転するために、電気装置の電力要求に従い、進行ベースで使用されても良い。
【００７０】
前に議論された実施の形態と共に議論された水圧動力発生装置１２の更に別の実施の形態において、逆電磁力（ＥＭＦ）が存在しており、これが減少されることが好ましい。技術的に既知なように、永久磁石発電機の逆ＥＭＦは、発電機のコアにおける金属薄層（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓ）により形成されるフラックス（ｆｌｕｘ）コンセントレータ（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ）により増大される。フラックスコンセントレータは、発電機の発電効率を改善するように稼働可能であるが、しかしローターを回転するために克服する必要がある逆ＥＭＦを形成する。
【００７１】
水処理装置１０への水圧動力発生装置１２の適用において、幾つかのＵＶ照明源は、始動時及び運転中に電力要求の変化する。水圧動力発生装置１２の前に議論された実施の形態を使用することにより、更にフラックスコンセントレータを含まないで、ＵＶ照明源の運転上の要求に適合しても良い。
【００７２】
オペレーションにおいて、水処理装置１０に電力供給する前に、水圧動力発生装置１２への回転負荷（逆ＥＭＦ）は比較的低い状態であっても良い。本実施の形態の水圧動力発生装置１２がフラックスコンセントレータを含まず、水処理装置１０は電力を使用しないので、回転負荷は比較的低い状態であっても良い。従って水が水圧動力発生装置１２を通り流れると、ローターは比較的短時間で前もって決められた比較的高いＲＰＭに加速するように運転可能である。
【００７３】
比較的高いＲＰＭは、例えば水処理装置１０内のＵＶ照明源に初期時に電力供給可能である前もって決められた交流電流（ＡＣ）で前もって決められた電圧を供給する。ＵＶ照明源を初期的電力供給した後で、水圧動力発生装置１２への回転負荷は増大されて、それによりローターのＲＰＭを遅くする。ローターのより遅いＲＰＭは、対応する前もって決められた交流電流（ＡＣ）を有する前もって決められた低電圧を供給し、それによりＵＶ照明源の継続的稼動を可能にする。本実施の形態の水圧動力発生装置１２により提供される「即時稼動の」能力は、水処理装置１０のＵＶ照明源への電力供給のためのエネルギ貯蔵装置の必要性を排除しても良いことが、読者は認識するはずである。
【００７４】
水圧動力発生装置１２の本好適な実施の形態は、水処理装置１０のためのスタンドアロンの電源を提供する。水圧動力発生装置１２は、水処理装置１０を通り流れる水内のエネルギの電気エネルギへの効率的な変換を提供する。電気エネルギは、水処理装置１０の特定のエネルギの要求に適合するように、水圧動力発生装置１２の実施の形態により供給されても良い。当業者には理解されるであろうように、水圧動力発生装置１２の用途は、水処理装置１０に限定されず、例えば空気等の別の流体に好都合に適用され得る。
【００７５】
本発明は特定の例示の実施の形態を参照して説明されてきた一方で、種々の修正及び変更が、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、これらの実施の形態に実施されても良いことは明白である。本発明の精神と範囲を規定するよう意図されるものは、添付される請求項及び全ての同等品である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、水圧動力発生装置の参考の形態に接続される水処理装置を図示する。
【図２】  図２は、図１に示されるノズルの参考の形態の横断面図を示す。
【図３】  図３は、図１に示される水圧動力発生装置及び水処理装置を図示しており、断面図化された水圧動力発生装置の一部が９０度回転されている。
【図４】  図４は、水圧動力発生装置の別の参考の形態の横断面図を示す。
【図５】  図５は、図４に示されるノズルの線５−５に沿った横断面図を示す。
【図６】  図６は、図４に示される水圧動力発生装置を図示しており、断面図化された水圧動力発生装置の一部が９０度回転されている。
【図７】  図７は、水処理装置に接続される水圧動力発生装置の別の参考の形態の横断面図を示す。
【図８】  図８は、図７に示される水圧動力発生装置の参考の形態の頂面図を示しており、ステータの一部が断面図化されている。
【図９】  図９は、本発明による水圧動力発生装置の実施の形態の横断面図を示す。
【図１】
0004242587.tif 000002
【図２】
0004242587.tif 000003
【図３】
0004242587.tif 000004
【図４】
0004242587.tif 000005
【図５】
0004242587.tif 000006
【図６】
0004242587.tif 000007
【図７】
0004242587.tif 000008
【図８】
0004242587.tif 000009
【図９】
0004242587.tif 000010