ITTV20080153A1 - Generatore eolico - Google Patents

Description

TITOLO: GENERATORE EOLICO

DESCRIZIONE

La presente domanda ha per oggetto generatore eolico.

Oggigiorno è assai sentito il problema di produrre energia che non richieda l'impiego di fonti quali il carbone o il petrolio al fine di azzerare gli inquinamenti che l'uso di tali fonti genera nell'ambiente circostante.

Si è quindi ipotizzato di generare energia sfruttando il vento: a tal fine sono note macchine eoliche che sono usualmente suddivise in generatori eolici ad asse verticale e generatori eolici ad asse orizzontale. I primi trovano uno scarso utilizzo a fronte della bassa resa energetica .

I secondi usualmente comprendono un rotore, mosso da predisposte pale, il quale è posto in cima ad una torre di supporto collocata in luoghi alti e ventilati, quali ad esempio cime di colline o in mare vicino alla costa.

Esistono anche generatori che presentano le pale mobili, al fine di seguire l'inclinazione del vento così da mantenere costante la quantità di elettricità prodotta, oppure generatori a doppia elica al fine di raddoppiare la potenza elettrica prodotta .

Tali generatori richiedono però che vi sia una determinata velocità minima del vento ed utilizzano pale di notevole dimensioni.

Quando il vento raggiunge inoltre elevate velocità il generatore eolico viene usualmente bloccato per ragioni di sicurezza.

Usualmente i generatori eolici di tipo noto presentano l'asse di rotazione delle pale orizzontale, tale caratteristica tecnica risultando il principale limite alla realizzazione di impianti molto grandi e ciò principalmente perché sarebbe necessario utilizzare rotori con diametri molto elevati e torri di altezze anche esse elevate.

Questo richiede la realizzazione di fondazioni strutturalmente complesse e costose rimanendo comunque il problema di compensare le improvvise raffiche di vento forte.

Compito principale di quanto forma oggetto della presente domanda è quindi quello di risolvere i problemi tecnici evidenziati eliminando gli inconvenienti di cui alla tecnica nota citata e quindi escogitando un generatore eolico che presenti una potenza nominale elevata pur senza richiedere l'utilizzo di pale di notevoli dimensioni e di torri di elevata altezza.

Nell'ambito del compito sopra esposto, un altro importante scopo è quello di realizzare un generatore eolico che non richieda particolari infrastrutture per la sua realizzazione ed in particolare complesse fondazioni.

Ancora un importante scopo è quello di realizzare un generatore eolico che possa essere realizzato anche in scala ridotta per un impiego, oltre che industriale, anche domestico, necessitando di spazi contenuti e necessitando anche di venti non particolarmente sostenuti.

Non ultimo scopo è quello di realizzare un generatore eolico che presenti costi realizzativi contenuti rispetto a quelli di cui alla tecnica nota e che presenti una buona efficienza.

Il compito e gli scopi sopra accennati, nonché altri che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un generatore eolico che si caratterizza per il fatto di essere costituito da almeno una coppia di supporti, ciascuno per un albero ad asse verticale a cui sono calettate almeno due pulegge, circa parallele tra loro e girevoli, tra ciascuna di dette almeno due pulegge essendo interposta almeno una fune conformata ad anello, tra dette funi essendo perpendicolarmente associate, tramite mezzi per la interconnessione girevole, una pluralità di vele, ad almeno una di dette almeno due pulegge essendo associati mezzi per la conversione del moto rotatorio in energia elettrica .

Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una particolare forma di realizzazione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle tavole di disegni allegate in cui :

la fig. 1 illustra, in una prima vista di tre quarti laterale, il dispositivo;

la fig. 2 illustra, in una vista dall’alto, il generatore ;

la fig. 3 illustra, in un particolare, una estremità del generatore;

la fig. 4 illustra, in un particolare, l’altra estremità del generatore;

la fig. 5 illustra il generatore in un particolare;

la fig. 6 illustra, in una vista dall’alto, una estremità del generatore;

la fig. 7 illustra il generatore in una vista laterale schematizzata.

Con riferimento alle figure precedentemente citate, si è indicato con il numero 1 un generatore eolico il quale risulta essere costituito da almeno una coppia di supporti, indicati con i numeri 2a e 2b, presentanti una conformazione essenzialmente ad U, dalla cui base 3 sporgono, da parte opposta alle ali, indicate con i numeri 4a, 4b, 4c e 4d, due prime coppie di alette 5a, 5b, 5c e 5d; queste ultime sono fulcrate, mediante predisposti primi perni 6a, 6b, 6c e 6d in corrispondenza di due coppie di seconde alette 7a, 7b, 7c e 7d a loro volta sporgenti perpendicolarmente da una coppia di pali 8a e 8b.

Alternativamente il numero dei supporti può essere superiore a due, ad esempio essere in numero di tre per disporre di una soluzione che in pianta assume una disposizione triangolare (o poligonale) per prendere il vento da tre (o più) direzioni o per avere dei supporti intermedi per campate lunghe al fine di scaricare il peso e la forza del vento.

Ai supporti 2a e 2b è quindi consentito di girare a bandiera rispetto ai pali 8a e 8b.

A ciascuno di questi ultimi può essere vantaggiosamente consentito di inclinarsi di un angolo A rispetto alla verticale e su di un piano passante perpendicolarmente alla superficie da cui sporgono le coppie di seconde alette.

Ciascuno dei pali 8a e 8b può presentare infatti una estremità inferiore 9 arcuata che insiste su una controsagomata sede 10 ricavata tra due coppie di spalle lla,llb, Ile e lld sporgenti da una coppia di basamenti 12a e 12b e giacenti su piani paralleli.

La connessione girevole è ottenuta mediante secondi perni 13a e 13b disposti secondo un asse perpendicolare a quello dei primi perni 6a, 6b, 6c e 6d. Alla estremità superiore 14 di ciascun palo è associato un tirante 15a, 15b per la regolazione, fissa o dinamica, della angolazione dei pali 8a e 8b.

Tra le estremità libere di ciascuna delle coppie di ali 4a, 4b e 4c, 4d è interposto girevolmente un albero, 16a e 16b, con asse parallelo a quello dei pali 8a e 8b e sostanzialmente verticale rispetto al suolo, a cui sono calettate, in prossimità delle estremità di incernieramento alle ali, almeno due coppie di pulegge 17a, 17b e 17c, 17d, di opportuno diametro .

Le pulegge potranno essere in numero superiore a due.

Tra le gole di ciascuna di dette almeno due coppie di pulegge 17a, 17b e 17c, 17d è interposta almeno una fune, 18a, 18b, conformata ad anello e quindi a conformazione chiusa.

Per evitare lo scarrucolamento delle funi sono presenti vantaggiosamente almeno due coppie di rulli (19a,19b) e (19c,19d) i quali presentano una superficie volvente a contatto con le funi ed un asse di supporto (20a,20b) e (20c,20d) sporgente lateralmente (a coppie da parte opposta) in prossimità delle estremità libere delle ali (4a,4b) e (4c,4d) ad una distanza dall'asse di incernieramento degli alberi (16a,16b) superiore alla misura del diametro delle pulegge.

Tra dette funi 18a, 18b sono perpendicolarmente associate, tramite mezzi per la interconnessione girevole, una pluralità di vele 21 .

Tali mezzi per l’interconnessione girevole comprendono una pluralità di coppie di pinze 22a e 22b atte ad ancorarsi ad una prima estremità 23 a ciascuna fune; ciascuna di dette pinze sporge perpendicolarmente da ciascuna di dette funi e presenta ad una seconda estremità 24 una sede per la connessione fissa di un alberino 25.

Su ciascun alberino 25 è girevolmente associata, in prossimità di ciascuna seconda estremità 24 di ogni alberino 25, una boccola 26a, 2 6b a cui è vincolata la estremità di un cordino 27 elastico all’altra estremità vincolato ad un angolo di un primo lato longitudinale 28 di una vela 21.

Il secondo lato longitudinale 29 della precedente vela 21 è associato, con libertà di girare, all’alberino 25 attiguo (ad esempio avvolto ad esso) in modo che la vela 21 possa raccogliere il vento proveniente secondo un asse ad essa circa perpendicolare.

La connessione girevole all'alberino 25 sia degli angoli del primo lato longitudinale 28 che del secondo lato longitudinale 29 di ciascuna vela 21 permette alla stessa di poter raccogliere il vento in entrambe le posizioni che assume rispetto al piano di incidenza del vento, a seconda quindi che si trovi a percorrere l'uno o l'altro lato dell'anello formato della fune.

Ad almeno una di dette due pulegge sono associati mezzi per la conversione del moto rotatorio in energia elettrica, detti mezzi essendo costituiti da una carrucola 30, resa solidale in rotazione all'albero 16a o 16b in prossimità del punto di calettamento di una delle pulegge, da parte opposta alla rispettiva ala del supporto .

Con tale carrucola coopera una fascia 31 che interessa il pignone di un moltiplicatore di giri 32 collegato ad un alternatore 33 a sua volta elettricamente connesso a altri dispositivi ad esempio per la interconnessione ad una rete locale controllata elettronicamente utilizzando quindi ad esempio un convertitore di corrente alternata a frequenza variabile in corrente contìnua successivamente convertita in corrente alternata ma con frequenza uguale a quella della rete e quindi, dopo il filtraggio, essere immessa nella rete attraverso un predisposto quadro elettrico e/o contatore.

L'utilizzo è quindi il seguente: installati i pali ed i relativi supporti, secondo il voluto numero e la voluta disposizione così che possano prendere il vento secondo il voluto angolo di incidenza, verranno associati tra questi ultimi gli alberi con calettate il voluto numero di pulegge e quindi il voluto numero di funi ed i relativi mezzi per la conversione del moto rotatorio in energia elettrica, basterà associare alle funi e agli alberini le vele, opportunamente distanziate tra loro e quindi nel voluto numero e nella voluta dimensione.

Così la distanza tra le coppie di funi potrà essere la più pertinente, a seconda delle esigenze .

I pali verranno eventualmente inclinati del voluto angolo A in modo che tengano conto dell'angolo di incidenza che possono avere le funi rispetto alle pulegge, in modo che tale incidenza avvenga preferibilmente secondo un asse ortogonale, come illustrato in figura 7.

II vento gonfierà quindi le vele che cominceranno a percorrere un percorso rotativo a velocità sostenuta venendo quindi il moto convertito in energìa in entrambi i casi.

La interconnessione girevole delle vele agli alberini 25 e la presenza dei cordini 27 elastici permette alle vele stesse di prendere il vento in modo ottimale in entrambi i piani, paralleli tra loro, di giacitura in uscita ed in ingresso alle pulegge; nel tratto in cui le funi interessano la parte arcuata delle pulegge attigua ai pali, si ha che il cordino si contrae richiamando la vela la quale si affloscia estremamente all'area definita dalle pulegge per poi ruotare sull 'alberino 25 e riprendere il vento.

Si è così constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi prefissati, essendosi escogitato un generatore eolico che permette di generare energia senza richiedere l'utilizzo di pale di notevoli dimensioni e di torri di elevata altezza così da poter essere utilizzato senza la necessità di complesse fondazioni e spazi molto elevati.

Inoltre il generatore eolico così ottenuto presenta una buona efficienza, la sua conformazione risultando stabile nel senso che risente poco delle turbolenze.

L'energia prodotta dipenderà oltre che dalla forza del vento dalla dimensione delle pulegge e dal numero di vele utilizzate.

Naturalmente il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del medesimo concetto inventivo.

Naturalmente i materiali impiegati nonché le dimensioni costituenti i singoli componenti il trovato potranno essere più pertinenti a seconda delle specifiche esigenze. I diversi mezzi per effettuare certe differenti funzioni non dovranno certamente coesistere solo nella forma di realizzazione illustrata, ma potranno essere di per sé presenti in molte forme di realizzazione, anche non illustrate.

Le caratteristiche indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare od essere sostituite da equivalenti.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1)Generatore eolico che si caratterizza per il fatto di essere costituito da almeno una coppia di supporti, ciascuno per un albero ad asse verticale a cui sono calettate almeno due pulegge, circa parallele tra loro e girevoli, tra ciascuna di dette almeno due pulegge essendo interposta almeno una fune conformata ad anello, tra dette funi essendo perpendicolarmente associate, tramite mezzi per la interconnessione girevole, una pluralità di vele, ad almeno una di dette almeno due pulegge essendo associati mezzi per la conversione del moto rotatorio in energia elettrica .
2. 2) Generatore come alla rivendicazione 1 che si caratterizza per il fatto di essere costituito da almeno una coppia di supporti (2a,2b), presentanti una conformazione essenzialmente ad U, dalla cui base (3), di voluta lunghezza, sporgono, da parte opposta alle ali (4a,4b,4c, 4d), due prime coppie di alette (5a,5b, e 5c,5d) fulcrate, mediante predisposti primi perni (6a,6b,6c, 6d) in corrispondenza di due coppie di seconde alette (la, Ih, e 7c,7d) a loro volta sporgenti perpendicolarmente da una coppia di pali (8a,8b), a detti supporti (2a,2b) essendo consentito di girare a bandiera rispetto a detti pali (8a,8b). 3)Generatore come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che a ciascuno di detti pali (8a,8b) è consentito di inclinarsi di un angolo A rispetto alla verticale e su di un piano passante perpendicolarmente alla superficie da cui sporgono dette coppie di seconde alette (7a,7b, e 7c,7d), ciascuno di detti pali (8a,8b) presentando una estremità inferiore (9) arcuata che insiste su una controsagomata sede (10) ricavata tra due coppie di spalle (lla,llb, e llc,lld) sporgenti da una coppia di basamenti (12a,12b) e giacenti su piani paralleli, la connessione girevole essendo ottenuta mediante secondi perni (13a,13b) disposti secondo un asse perpendicolare a quello di detti primi perni (Sa,6b,6c,6d) . 4) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 3 che si caratterizza per il fatto che alla estremità superiore (14) di ciascuno di detti pali (8a,8b) è associato un tirante (15a,15b) per la regolazione, fissa o dinamica, della angolazione di detti pali (8a, 8b) stessi. 5)Generatore come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che tra le estremità lìbere di ciascuna di dette coppie di ali (4a,4b e 4c,4d) è interposto girevolmente un albero (16a,16b) con asse parallelo a quello di detti pali (8a,8b) e sostanzialmente verticale rispetto al suolo, a cui sono calettate, in prossimità delle estremità di incernieramento a dette ali, almeno due coppie di pulegge (17a,17b e 17c,17d), di opportuno diametro, tra le gole di ciascuna di dette due coppie di pulegge essendo interposta almeno una fune, (18a,18b), conformata ad anello e quindi a conformazione chiusa. 6) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 5 che si caratterizza per il fatto di presentare, al fine di evitare lo scarrucolamento di dette funi, una o più coppie di rulli (19a,19b e 19c,19d) i quali presentano, ciascuno, una superficie volvente a contatto con dette funi ed un asse di supporto (20a,20b e 20c,20d) sporgente lateralmente, a coppie e da parte opposta, in prossimità delle estremità libere di dette ali (4a,4b e 4c,4d) ad una distanza dall'asse di incernieramento di detti alberi (16a,16b) superiore alla misura del diametro di dette pulegge . 7) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 6 che si caratterizza per il fatto che tra dette funi (18a,18b) sono perpendicolarmente associate, tramite mezzi per la interconnessione girevole, una pluralità di vele (21), detti mezzi comprendendo una pluralità di coppie di pinze (22a,22b) atte ad ancorarsi, ad una prima estremità (23), a ciascuna di dette funi, ciascuna di dette pinze sporgendo perpendicolarmente da ciascuna di dette funi e presentando, ad una seconda estremità (24), una sede per la connessione fissa di un alberino (25) 8) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 7 che si caratterizza per il fatto che, in prossimità di ciascuna di dette seconde estremità (24) di ognuno di detti alberini (25) è girevolmente associata una boccola (26a,26b) a cui è vincolata la estremità di un cordino (27) elastico, all’altra estremità vincolato ad un angolo di un primo lato longitudinale (28) di una di dette vele (21). 9) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 8 che si caratterizza per il fatto che il secondo lato longitudinale (29) dì ciascuna vela (21) è associato, preferibilmente avvolto, con libertà di girare, a detto alberino (25) attiguo in modo che la vela (21) possa raccogliere il vento proveniente secondo un asse ad essa circa perpendicolare, la connessione girevole a detto alberino (25) sia di detti angoli di detto primo lato longitudinale (28) che di detto secondo lato longitudinale (29) di ciascuna di dette vele (21) permettendo alle stesse di poter raccogliere il vento in entrambe le posizioni che assume rispetto al piano di incidenza del vento, a seconda quindi che si trovi a percorrere l'uno o l'altro lato dell'anello formato da dette funi 10) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 9 che si caratterizza per il fatto che ad almeno una di dette almeno due coppie di pulegge (17a,17b e 17c,17d) sono associati mezzi per la conversione del moto rotatorio in energia elettrica, detti mezzi essendo costituiti da una carrucola (30), resa solidale in rotazione a detto albero (16a,16b) in prossimità del punto di calettamento di una di dette due coppie di pulegge, da parte opposta alla rispettiva ala (4a,4b,4c, 4d) di detto supporto (2a,2b), con detta carrucola cooperando una fascia (31) che interessa il pignone di un moltiplicatore di giri (32) collegato ad un alternatore (33) a sua volta elettricamente connesso ad altri dispositivi per la interconnessione ad una rete locale controllata elettronicamente utilizzando preferibilmente un convertitore di corrente alternata a frequenza variabile in corrente continua successivamente convertita in corrente alternata ma con frequenza uguale a quella della rete e quindi, dopo il filtraggio, essere immessa nella rete attraverso un predisposto quadro elettrico e/,o contatore