ITVI20130189A1 - Deviatore di flusso per turbine e turbina comprendente il deviatore - Google Patents

Description

Descrizione

Campo di applicazione

La presente invenzione trova applicazione nel settore dei motori ad energia alternativa ed ha particolarmente per oggetto un deviatore di flusso accoppiabile ad una turbina, in particolare una turbina eolica del tipo ad asse verticale, per incrementarne la velocità di rotazione.

L’invenzione ha altresì per oggetto una turbina provvista di un tale deviatore di flusso.

Stato della tecnica

Le turbine eoliche ad asse verticale sono generalmente costituite da un corpo rotante montato girevole su un supporto fisso e collegato ad un generatore elettrico.

Il corpo rotante comprende un albero centrale collegato all’albero del generatore e provvisto di due o più pale aventi un profilo sagomato, tipicamente ad andamento elicoidale con asse di sviluppo verticale, per intercettare il vento e portare in rotazione l’intero corpo.

Le turbine eoliche ad asse verticale trovano sempre maggiore diffusione per applicazioni di microeolico, ossia nella realizzazione di turbine di dimensioni contenute e potenze ridotte per essere utilizzate per coprire almeno in parete il fabbisogno energetico di abitazioni civili o piccole strutture commerciali ed industriali.

In questo ambito sono particolarmente diffuse le turbine del tipo Savonius, che comprendono, in una qualunque sezione assiale, due o più pale con profilo differente investite dalla corrente fluida.

In particolare in un certo regime angolare ogni pala verrà a trovarsi in una condizione di avanzamento rispetto alla corrente e successivamente in una fase di ritorno o spinta.

L’utilizzo di questa tipologia di pale è favorito, oltre che da una relativa economicità, anche dal ridotto ingombro, dalla rumorosità contenuta e dalle basse potenze di spunto, per cui si ha rotazione anche con bassi regimi di vento.

Tuttavia, le turbine Savonius sono anche caratterizzate da bassi rendimenti, compresi tra 0,10 e 0,15, per cui attualmente le nuove soluzioni mirano principalmente ad ottimizzare le caratteristiche delle pale, cercando di aumentarne l'efficienza aerodinamica, benché, come dimostrato in teoria, esiste un limite massimo di potenza estraibile dal vento, fissate la velocità e la sezione di passaggio.

Per migliorare superare questi inconvenienti si è allora pensato di associare alla girante un deflettore che avesse funzione di ostacolo, posto in corrispondenza della pala di ritorno o spinta, solidale alla girante per ridurre il momento di ritorno della girante ed incrementare di conseguenza il momento torcente complessivo dato dalla differenza tra il momento agente sulla pala avanzante e quello agente sulla pala di ritorno.

Alcuni esempi di simili soluzioni sono descritti in Mohamed et Al., “Optimal blade shape of a modified Savonius turbine using an obstacle shielding the returning blade” ed in Mohamed et Al., “Optimization of Savonius turbines using an obstacle shielding the returning blade”.

Tali soluzioni, pur consentendo un migilioramento del rendimento, con valori di potenza in uscita superiori anche del 30% rispetto ai valori medi delle turbine Savonius tradizionali, non sono tuttavia ancora soddisfacenti e si sono dimostrate essere migliorabili.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra indicati, realizzando un deviatore di flusso per turbine che presenti caratteristiche di elevata efficienza e relativa economicità.

Uno scopo particolare è quello di realizzare un deviatore di flusso accoppiabile a qualsiasi tipologia di turbine, ad esempio turbine eoliche ad asse verticale del tipo Savonius, che permetta di incrementare l’efficienza complessiva della turbina a cui è associato.

Altro scopo particolare è quello di realizzare un deviatore di flusso per turbine che consenta di spostare il regime di funzionamento della turbina a numeri di giri maggiori e con coefficienti di potenza superiori.

Ancora altro scopo è quello di realizzare un deviatore di flusso per turbine che consenta di incrementare il numero di giri della turbina senza il ricorso ad un moltiplicatore di giri, semplificando così il gruppo generatore-pala e riducendo i costi di fabbricazione e di manutenzione.

Uno scopo particolare è quello di realizzare un deviatore di flusso per turbine che consenta di ridurre la velocità minima di avviamento della turbina.

Ancora altro scopo è quello di realizzare un deviatore di flusso per turbine eoliche ad asse verticale che possa essere accoppiato ad una qualsiasi tipologia di turbina eolica presente sul mercato ed in particolare a turbine con pale del tipo Helical Savonius. Ancora altro scopo è quello di realizzare un deviatore di flusso per turbine che permetta di modificare una turbina preesistente per ottenere un rapporto potenza/costo particolarmente vantaggioso.

Non ultimo scopo è quello di realizzare una turbina, ad esempio una turbina eolica ad asse verticale, che sia particolarmente efficiente, affidabile e duratura.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiari inseguito, sono raggiunti da un deviatore di flusso per turbine che, in accordo alla rivendicazione 1, comprende un’incastellatura avente una parete periferica con un asse di sviluppo centrale atta ad avvolgere almeno parzialmente la girante della turbina con detto asse di sviluppo centrale in posizione sostanzialmente parallela all’asse di rotazione della girante della turbina, un’apertura assiale realizzata in detta parete laterale ed avente bordi reciprocamente affacciati convergenti verso detto asse centrale per restringere la sezione di ingresso del flusso d’aria verso la girante della turbina ed incrementarne la velocità, mezzi per il collegamento girevole di detta incastellatura al supporto fisso della turbina atti a consentirne la rotazione attorno a detto asse centrale in maniera indipendente rispetto alla girante.

Grazie a questa particolare configurazione, il deviatore non ruoterà solidalmente alla girante e così potrà dirigere la corrente accelerata sempre verso la superficie di spinta della girante, incrementando il momento torcente trasmesso e di conseguenza il numero di giri.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione è prevista una turbina in accordo alla rivendicazione 9, la quale comprenderà un deviatore di flusso secondo la presente invenzione.

Forme vantaggiose di esecuzione dell’invenzione sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un deviatore di flusso per turbine secondo l’invenzione e di una turbina eolica comprendente il deviatore, illustrati a titolo di esempio non limitativo con l’aiuto delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 è una vista prospettica di una turbina ad asse verticale del tipo Helical Savonius;

la FIG. 2 è una prima vista prospettica di un assieme costituito del deviatore secondo l’invenzione associato alla turbina di Fig. 1;

la FIG. 3 è una seconda vista prospettica dell’assieme della Fig. 2;

la FIG. 4 è una vista frontale dell’assieme della Fig. 2;

la FIG. 5 è una prima vista prospettica di un deviatore di Fig. 2;

la FIG. 6 è una seconda vista prospettica del deviatore di Fig. 5;

la FIG. 7 è una prima vista frontale del deviatore di Fig. 5;

la FIG. 8 è una seconda vista frontale del deviatore di Fig. 5;

la FIG. 9 è una vista dall’alto del deviatore di Fig. 5 privo di alcuni particolari;

la FIG. 10 è una vista dall’alto dell’assieme di Fig. 2 privo di alcuni particolari.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione

Con riferimento alle figure allegate è illustrato un deviatore di flusso, indicato globalmente con 1, atto ad essere applicato in maniera fissa o rimovibile ad una turbina eolica ad asse verticale per migliorarne l’efficienza ed incrementarne il numero di giri massimo a regime.

Il deviatore 1 sarà particolarmente adatto ad essere applicato a turbine destinate ad essere utilizzate in ambienti domestici o in piccoli locali ad uso commerciale ed industriale, in cosiddette applicazioni di microeolico, per la produzione di potenze limitate, ad esempio di pochi MW.

Il deviatore 1 potrà essere applicato ad una qualsiasi turbina eolica ad asse verticale, attraverso opportuni adattamenti della propria configurazione, che tuttavia saranno essenzialmente strutturali e non ne modificheranno il funzionamento né gli elementi essenziali per la definizione dell’ambito di tutela della presente invenzione.

Ad esempio nella Fig. 1 è illustrato un esempio di una turbina eolica ad asse verticale, indicata globalmente con 2, alla quale potrà essere applicato il deviatore 1 e che comprende un supporto fisso 3 ancorabile ad una superficie mobile o stazionaria ed una girante 4 avente un asse centrale di rotazione X sostanzialmente verticale collegato girevolmente al supporto fisso 3.

La girante 4 sarà del tipo Helical Savonius, con una coppia di pale 5, 6 tra loro solidali in rotazione in modo da passare alternativamente, in seguito alla loro rotazione, da una posizione di ritorno o spinta ad una posizione di avanzamento rispetto alla corrente fluida.

Le pale 5, 6 potranno essere anche definite da un corpo unico opportunamente sagomato con uno stelo centrale 7 definente l’asse di rotazione R e dal quale si estendono due superfici sostanzialmente elicoidali aventi rispettive concavità sulle quali agirà la corrente fluida in fase di spinta per generare un momento torcente atto a produrre la rotazione della girante 4.

Quest’ultima potrà essere chiusa alle estremità assiali da un disco superiore 8 ed un disco inferiore 9 e potrà essere collegata, attraverso un’estremità dello stelo assiale 7, all’albero di un generatore 10 per la trasformazione dell’energia cinetica in energia elettrica.

Nelle Figg. dalla 2 alla 4 è illustrata la stessa turbina Savonius 2 associata ad un deviatore di flusso 1 secondo la presente invenzione. Tuttavia, il deviatore 1 secondo la presente invenzione potrà essere ugualmente montato su una qualsiasi turbina, non necessariamente di tipo eolico, ed eventualmente atta ad operare con liquidi o altri fluidi gassosi.

La Fig. 5 illustra invece, per maggiore chiarezza, il solo deviatore di flusso 1 secondo l’invenzione, il quale comprenderà un’incastellatura 11 avente una parete periferica 12 con un asse di sviluppo centrale C atta ad essere disposta perifericamente alla girante 4 per avvolgere almeno parzialmente la stessa con il proprio asse di sviluppo centrale C in posizione sostanzialmente verticale.

In particolare, l’asse centrale C dell’incastellatura 11 coinciderà in uso con l’asse di rotazione R della girante 4.

Naturalmente, nel caso in cui la turbina 2 non sia ad asse verticale o non sia una turbina eolica, il deviatore 1 sarà comunque configurato per essere disposto in modo da avvolgere almeno parzialmente la girante della turbina con i rispettivi assi di rotazione C, R sostanzialmente paralleli tra loro ed il suo funzionamento sarà equivalente a quanto descritto in seguito per il deviatore 1 illustrato.

La parete periferica 12 comprenderà un’apertura assiale 13 che si estenderà preferibilmente per tutto lo sviluppo assiale della parete periferica 12 ed avrà bordi 14, 15 reciprocamente affacciati convergenti verso l’asse centrale C per restringere la sezione di ingresso del flusso d’aria verso le pale 5, 6 della turbina 2 ed incrementarne la velocità per aumentare il numero di giri della turbina 2.

Con l’espressione “convergenti verso l’asse centrale C” si vuole intendere che i bordi reciprocamente affacciati 14, 15 dell’apertura assiale 13 convergeranno verso la parte interna dell’incastellatura 11 ed i loro prolungamenti teorici non si incroceranno necessariamente nell’asse centrale C.

Secondo una caratteristica peculiare, l’incastellatura 11 presenta mezzi 16 per il suo collegamento girevole al supporto fisso 3 della turbina 2 atti a consentirne la rotazione attorno all’asse centrale C in maniera indipendente rispetto alla rotazione della girante 4.

In maniera esemplificativa, i mezzi di collegamento 16 potranno comprendere mezzi a cuscinetto 17, del tipo a rulli, a sfera o similari, che ne consentiranno il montaggio girevole sullo stelo di supporto 3 o altra struttura equivalente della turbina 2, permettendo all’incastellatura 11 di ruotare in maniera indipendente rispetto alla girante 4.

In particolare, i mezzi di collegamento girevole ed indipendente 16 permetteranno all’incastellatura 11 di rimanere sempre nella posizione ottimale di funzionamento, corrispondente alla posizione in cui l’apertura assiale 13 è frontale ed in asse rispetto alla direzione primaria della corrente fluida, come sarà spiegato in maniera più chiara nel prosieguo.

Secondo la forma preferita ma non esclusiva di realizzazione delle figure, la parete periferica 12 dell’incastellatura 11 comprenderà o sarà composta da una pluralità di deflettori assiali, indicati globalmente con 18, opportunamente predisposti per definire una sezione di restringimento S per la corrente fluida, così da incrementarne la velocità per effetto Venturi.

La parte rimanente della parete periferica 12 potrà essere totalmente o parzialmente chiusa oppure totalmente aperta, come illustrato nelle figure, così da essere definita dall’insieme dei deflettori 18.

I deflettori assiali 18 saranno opportunamente collegati in maniera rigida tra loro così da non modificare la loro posizione relativa e consentire un movimento controllato della incastellatura 11.

In particolare, quest’ultima potrà comprendere una coppia di piastre discoidali assialmente opposte ed affacciate definenti rispettivamente una parete superiore 19 ed una parete inferiore 20.

L’incastellatura 11 potrà anche comprendere uno o più elementi di irrigidimento aventi lo scopo di migliorarne la stabilità strutturale, quale ad esempio un’asta di irrigidimento 21 avente estremità opposte fissate a rispettive piastre 19, 20, come più chiaramente visibile in Fig. 6 ed in Fig. 8.

Inoltre, inferiormente alla parete inferiore 20 sarà disposta una gabbia di ancoraggio 22 provvista dei suddetti mezzi a cuscinetto 17 e che, a deviatore 1 montato, si disporrà perifericamente al generatore 10, in modo da lasciarlo sempre accessibile per eventuali interventi di manutenzione.

Ogni deflettore 18 a sua volta comprenderà, preferibilmente ne sarà definito, un corpo assiale laminare o profilato avente un bordo interno 23 ed un bordo esterno 24 ed estremità opposte solidali alle piastre 19, 20. Nel seguito pertanto i deflettori e le rispettive pale saranno indicati con lo stesso riferimento numerico.

Come visibile da Fig. 7, la parete periferica 12 comprenderà una porzione di convogliamento 25 definita da una primo corpo assiale laminare o profilato 18 ed un secondo corpo assiale laminare o profilato 18’’ reciprocamente affacciati ed aventi rispettive facce esterne opposte e convergenti verso l’asse centrale C o comunque verso l’interno dell’incastellatura 11 per definire rispettivi bordi affacciati 14, 15 dell’apertura assiale 13.

La parete periferica 12 comprenderà inoltre una porzione di deflessione 26 formata da uno o più ulteriori deflettori 18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>, provvisti di e/o costituiti da rispettivi corpi laminari o profilati, i quali saranno almeno parzialmente sovrapposti tra loro e radialmente sfalsati per creare rispettivi canali 27 di deflusso dell’aria. Il compito principale di queste ulteriori corpi laminari o profilati 18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>, come apparirà più chiaro in seguito, sarà quello di deviare le linee di corrente e rallentare il flusso diretto verso la pala 6 della girante 4 in posizione di avanzamento per ridurre la pressione statica del flusso agente sulla stessa e di conseguenza aumentare il momento torcente complessivo.

Secondo la configurazione illustrata, come più chiaramente visibile dalla Fig. 9 e dalla Fig. 10, i corpi assiali 18, 18’, 18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>, sia della porzione di convogliamento 25 che di quella di deflessione 26, saranno sostanzialmente simili tra loro, con sezione avente un profilo alare con un bordo esterno 24 concavo ed un bordo interno 23 convesso.

Tuttavia, i corpi assiali 18 potranno avere anche profilo differente, con bordi esterni ed interni di tipo piano e/o concavo e/o convesso, secondo qualsiasi combinazione. La porzione di deflessione potrà essere costituita anche da un corpo unico, anche se la configurazione del tipo illustrata con più corpi profilati sfalsati permetterà di realizzare i suddetti canali di suzione dell’aria.

Si osserva anche che uno dei deflettori 18’’’ presenterà una coppia di bordi esterni 24’’’ concavi e raccordati a cuspide ed un bordo interno 23’’’ piano, in modo che ogni bordo esterno 24’’’ venga a disporsi in posizione parallela ad un corrispondente bordo esterno 24’’, 24<iv>dei due corpi profilati 18’’, 18<iv>adiacenti per creare rispettivi canali di espulsione dell’aria 27.

Dalle stesse figure si osserva che il primo deflettore 18 della porzione di convogliamento 25 sarà disposto in prossimità del margine esterno delle piastre 19, 20, mentre il secondo deflettore 18’ sarà più interno e i corpi profilati 18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>della porzione di deflessione 26 presenteranno distanza dall’asse centrale C crescente a partire dal corpo 18’’ più vicino al secondo deflettore 18’ della porzione di convogliamento 25.

Tuttavia, tale disposizione, ritenuta ottimale per la specifica girante 4 illustrata nelle figure allegate, potrà essere sensibilmente modificata in funzione della forma della girante della specifica turbina al quale il deviatore dovrà essere applicato.

Secondo un ulteriore aspetto particolarmente vantaggioso dell’invenzione, l’incastellatura 12 comprenderà un elemento aerodinamico di orientamento e stabilizzazione del flusso 28 associato ad almeno una tra la parete superiore 19 e la parete inferiore 20 in posizione tale da non essere investito dal flusso generato dalla girante 4.

Il compito primario dell’elemento aerodinamico 28 sarà quello di promuovere la rotazione dell’incastellatura 11 in funzione della direzione primaria della corrente fluida in modo da orientare l’apertura 13 in corrispondenza della stessa, mantenendola in asse, e massimizzare l’effetto di incremento della velocità del flusso impattante sulla pala 5, 6 in posizione di spinta, al quale corrisponderà una rotazione della girante 4 con maggior numero di giri.

Oltre a questa funzione assimilabile a quella di un timone, l’elemento aerodinamico 28 avrà il compito di produrre un momento opposto al momento prodotto dai deflettori 18 sull’incastellatura 11 per opporsi alla rotazione della stessa e mantenere l’apertura 13 stabile in corrispondenza della direzione primaria della corrente.

Secondo la forma delle figure, l’elemento aerodinamico 28 sarà formato da un corpo ad ala fissato alla superficie esterna piana 29 della piastra superiore 19 ed avente facce laterali 30, 31 reciprocamente convergenti verso l’asse centrale C ed un bordo superiore 32 convesso e rastremato.

L’elemento aerodinamico 28 sarà sagomato per avere incidenza non nulla rispetto alla corrente quando l’incastellatura è in condizione di equilibrio, ad esempio con angolo compreso tra 5° e 45° rispetto alla direzione primaria della corrente, permettendo di orientare il deviatore 1 in modo da mantenerlo sempre in asse con la direzione primaria della corrente fluida.

Naturalmente sono possibili configurazioni differenti per l’elemento aerodinamico 28, che ad esempio potrà essere un corpo incernierato mobile del tipo windmill. Inoltre, potrà essere previsto un freno, non illustrato, il cui compito sarà quello di limitare la velocità angolare dell’incastellatura 11 in maniera tale da non farla ruotare in maniera incontrollata, evitare oscillazioni ad alta frequenza nel caso di raffiche e ridurre i carichi strutturali agenti sul deviatore 1.

Le dimensioni complessive dell’incastellatura 11 saranno tali che la stessa ingloberà completamente la girante 4 ed in particolare i deflettori 18 avranno estensione assiale maggiore della dimensione assiale delle pale 5, 6 della girante 4 per permettere alla corrente accelerata di investire completamente queste ultime e garantire un effetto uniforme lungo l'intero sviluppo assiale della girante 4.

Secondo una configurazione preferita ma non esclusiva dell’invenzione, l’altezza h dei deflettori 18 sarà compresa tra 1 e 1,15 volte, preferibilmente prossima a 1,05 volte, l’altezza H della girante 4.

La dimensione trasversale massima d dell’incastellatura 12, corrispondente per la configurazione illustrata al diametro delle piastre discoidali 19, 20, sarà compresa tra 1,1-1,3 volte la dimensione trasversale D della girante 4, corrispondente per la configurazione illustrata al diametro dei dischi 8, 9.

L’elemento stabilizzatore 28 avrà un’altezza a compresa tra 0,1-0,3 volte l’altezza H della girante 4. I deflettori 18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>della porzione di deflessione 26 ed il secondo corpo laminare o profilato 18’ della porzione di convogliamento 25 potranno avere una larghezza frontale w’ compresa tra 0,3 e 1 volta, preferibilmente 0,5-0,75 la dimensione trasversale D della girante 4.

Inoltre, il primo corpo 18 della porzione di convogliamento 25 potrà avere una larghezza frontale w compresa tra 0,1-0,3 volte la dimensione trasversale D della girante 4.

Operativamente, la combinazione della porzione di deflessione 26 e della porzione di convogliamento 25 permetterà di incrementare la velocità della corrente che investe la pala 5 in fase di spinta, in quanto il flusso sarà costretto a passare attraverso una sezione frontale S ridotta rispetto al caso delle turbine senza deviatore, ed allo stesso tempo di ridurre la velocità del flusso che investe la pala 6 in fase di avanzamento. Questo effetto produce un incremento sostanziale nelle performance della turbina 2, la quale sposta il suo regime di funzionamento a numeri di giri maggiori e con coefficienti di potenza superiori rispetto al caso in cui ne è sprovvista.

La fluidodinamica alla base del deviatore funzionamento del deviatore 1 consiste nell'accoppiamento del fenomeno fisico detto flusso di Venturi e della minimizzazione della distribuzione di pressione statica agente sulla pala 6 della girante 4 in posizione di avanzamento.

L'effetto principale legato all’incremento della velocità della corrente sarà quello di ridurre la pressione statica del flusso aumentandone di conseguenza la velocità con cui andrà ad impattare sulla parte di pala 5 in posizione di spinta.

La maggiore quantità di moto associata al flusso farà sì che la pressione statica agente sulla parte in spinta risulti incrementata, con conseguente incremento del momento torcente complessivo e del numero di giri associato ad una certa velocità della corrente.

Al contempo la porzione di deflessione 26 avrà un secondo effetto consistente nel rallentare il flusso, deviando le linee di corrente al fine di ridurre la velocità del flusso impattante sulla pala avanzante 6. In questo modo si produrrà una differenza di pressione sulla pala avanzante 6 che produrrà un contributo positivo al momento torcente, aumentandone complessivamente il valore.

Si avrà anche un fenomeno secondario dovuto alla deflessione delle linee di corrente con conseguente incremento della componente di velocità tangenziale alla pala avanzante 6 che creerà un effetto di suzione, complessivamente assimilabile ad un effetto di ulteriore riduzione di pressione statica sul dorso della pala avanzante 6. Il momento torcente prodotto dalla presenza dei deflettori 18, che in condizioni stazionarie tenderebbe a far ruotare l’incastellatura 11, riducendone l’efficacia, sarà controbilanciato dal momento torcente prodotto dall’elemento stabilizzatore 28, mantenendo così il deviatore 1 in posizione di funzionamento nominale.

Da quanto descritto appare evidente che il deviatore di flusso secondo l’invenzione raggiunge gli scopi prefissati ed in particolare quello di permettere un incremento del numero di giri massimo a regime della turbina a cui è applicato, riducendo allo stesso tempo la velocità minima della corrente fluida necessaria per l’avviamento.

Il deviatore e la turbina secondo l’invenzione sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potra nno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela della presente invenzione.

Anche se il deviatore e la turbina sono stati descritti con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza dell’invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Un deviatore di flusso per turbine, in cui una turbina (2) comprende una girante (4) montata girevole intorno ad un asse di rotazione (R) su un supporto fisso (3), il quale deviatore è caratterizzato dal fatto di comprendere: - un’incastellatura (11) ancorabile al supporto fisso (3) della turbina (2) ed avente una parete periferica (12) con un asse centrale (C) atta ad avvolgere almeno parzialmente la girante (4) della turbina (2) con detto asse di sviluppo centrale (C) in posizione sostanzialmente parallela all’asse di rotazione (R) della girante (4), - un’apertura assiale (13) realizzata in detta parete periferica (12) ed avente bordi (14, 15) reciprocamente affacciati e convergenti verso detto asse centrale (C) per restringere la sezione di ingresso (S) del flusso verso la girante (4) ed incrementare la velocità del flusso; - mezzi (16) per il collegamento girevole di detta incastellatura (12) al supporto fisso (3) della turbina (2) atti a consentirne la rotazione attorno a detto asse centrale (C) in maniera indipendente rispetto alla girante (4).
2. 2. Deviatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta parete periferica (12) comprende una porzione di convogliamento (25) con una coppia di deflettori assiali (18, 18’) rigidamente collegati tra loro ed aventi rispettive facce opposte definenti detti bordi affacciati (14, 15) di detta apertura assiale (13).
3. 3. Deviatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ognuno di detti deflettori assiali (18, 18’) comprende o è costituito da un corpo assiale laminare o profilato con un bordo esterno (24) ed un bordo interno (23).
4. 4. Deviatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta parete periferica (12) comprende una porzione di deflessione (26) avente uno o più corpi assiali laminari o profilati (18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>) con rispettivi profili alari, detti corpi assiali (18’’, 18’’’, 18<iv>, 18<v>) essendo almeno parzialmente sovrapposti tra loro e radialmente sfalsati per deviare le linee di corrente e rallentare il flusso diretto verso la pala (6) della girante (4) in posizione di avanzamento rispetto alla corrente fluida.
5. 5. Deviatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 4, caratterizzato dal fatto che detta incastellatura (11) comprende una parete superiore (19) ed una parete inferiore (20) per il collegamento rigido di detti deflettori (18, 18’), essendo inoltre previsto un elemento aerodinamico di orientamento (28) associato ad almeno una tra dette pareti superiore (19) ed inferiore (20) in posizione tale da non essere, in uso, investito dalla scia generata dalla girante (4) ed atto ad orientare detti deflettori (18, 18’) rispetto alla direzione prevalente della corrente fluida e a produrre un momento opposto al momento prodotto da detti deflettori (18, 18’) su detta incastellatura (12) per opporsi alla rotazione della stessa.
6. 6. Deviatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto elemento aerodinamico (28) comprende un corpo ad ala fissato alla superficie esterna piana (29) di detta parete superiore (19) ed avente facce laterali (30, 31) reciprocamente convergenti verso detto asse centrale (C) ed un bordo superiore (32) convesso e rastremato.
7. 7. Deviatore secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detta incastellatura (11) comprende un’asta di irrigidimento (21) assiale avente estremità opposte fissate a rispettive di dette pareti superiore ed inferiore (19, 20).
8. 8. Deviatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 5 alla 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di collegamento girevole (16) comprendono una gabbia di ancoraggio (22) fissata inferiormente a detta parete inferiore (20) e provvista di mezzi a cuscinetto (17) per il collegamento al supporto fisso (3) della turbina (2).
9. 9. Una turbina, comprendente: - un supporto fisso (3) ancorabile ad una superficie mobile o stazionaria; - una girante (4) avente un asse centrale di rotazione (R) collegato girevolmente a detto supporto fisso (3) ed avente almeno una coppia di pale (5, 6) tra loro solidali in rotazione e suscettibili di passare alternativamente tra una posizione di spinta ed una di avanzamento rispetto alla corrente fluida; caratterizzata dal fatto di comprendere un deviatore di flusso (1) in accordo ad una o più delle rivendicazioni precedenti ed avente un’incastellatura (11) con una parete periferica (12) avente un asse di sviluppo centrale (C) atta ad essere disposta perifericamente a detta girante (4) per avvolgerla almeno parzialmente con detto asse di sviluppo centrale (C) in posizione sostanzialmente parallela a detto asse di rotazione (R), detta incastellatura ( 12) essendo provvista di mezzi ( 16) per il collegamento girevole a detto supporto fisso ( 3) atti a consentirne la rotazione attorno a detto asse centrale ( C) in maniera indipendente rispetto a detta girante ( 4) ed in cui detta parete periferica ( 12) comprende un’apertura assiale ( 13) avente bordi reciprocamente affacciati ( 14, 15) convergenti verso detto asse centrale ( C) per restringere la sezione di ingresso ( S) della corrente fluida verso detta girante ( 4) ed incrementarne la velocità per aumentare il numero di giri di detta girante ( 4).
10. 10. Turbina secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto di essere una turbina eolica ad asse verticale avente una girante ( 4) del tipo Helical Savonius e dal fatto che detta parete periferica ( 12) di detto deviatore (1) comprende almeno una coppia di deflettori assiali (18, 18’) rigidamente collegati tra loro ed aventi rispettive facce opposte definenti detti bordi affacciati ( 14, 15) di detta apertura assiale ( 13) ed ognuno essendo provvisto di almeno un corpo assiale laminare o profilato avente sviluppo assiale (h) maggiore dello sviluppo assiale ( H) di dette girante ( 4).