ITPN20110075A1 - Generatore eolico di energia elettrica - Google Patents

Description

Descrizione

“GENERATORE EOLICO DI ENERGIA ELETTRICAâ€

L’invenzione concerne un generatore eolico di energia elettrica, di dimensioni relativamente limitate, particolarmente per installazioni presso ambienti abitativi, atto a funzionare anche in condizioni di forte vento.

Sono noti generatori eolici di energia elettrica, generalmente di dimensioni molto grandi, che vengono installati assieme ad altri analoghi generatori in luoghi distanti dai centri abitati, per generare energia elettrica in quantità sufficienti per alimentare un numero elevato di utenze.

Questi generatori eolici sono normalmente costituiti da una torre verticale di materiale molto resistente come calcestruzzo, metalli, ecc.., che viene fissata saldamente al terreno e presenta notevole diametro ed altezza, e costituiti inoltre da una serie di pale di grandi dimensioni fissate e sostenute sulla parte superiore della torre, e pure realizzate con materiali molto resistenti, per sopportare la spinta del vento e di conseguenza venire azionate in rotazione. I generatori eolici sono inoltre costituiti da uno o più generatori di energia elettrica installati nella torre e collegati meccanicamente con le pale, per venire azionati in rotazione durante la rotazione delle pale prodotta dalla spinta del vento, e generare così l’energia elettrica, che viene distribuita attraverso sottostazioni di tipo tradizionale verso le diverse utenze.

In questi generatori eolici, le pale sono fissate con una loro estremità con una struttura rigida rotante, imperniata e sostenuta nella parte superiore della torre, e tali pale sono inoltre sagomate con un profilo elicoidale, in modo che il vento che investe le pale determini la rotazione delle pale con la massima spinta possibile, per ottenere così un rendimento energetico ottimale nelle diverse condizioni di vento. Generalmente, le pale sono orientate in modo tale da ruotare sempre, assieme alla struttura rigida di sostegno, lungo un piano verticale anche quando il vento proviene da direzioni diverse e presenta intensità diverse, e tali pale sono inoltre collegate, assieme alla struttura rigida rotante, con una serie di motori elettrici associati con sensori della direzione del vento, in modo che in dipendenza della direzione e dell’intensità del vento, tali motori orientino le pale in modo corrispondente, per permettere alle pale di ricevere la massima spinta possibile dal vento e quindi generare la potenza elettrica richiesta.

La presente invenzione si propone lo scopo di realizzare un generatore eolico di energia elettrica di dimensioni ridotte, che possa funzionare efficacemente anche in presenza di venti con intensità elevate e provenienti da direzioni diverse, che possano comportare pericoli di danneggiamenti e rotture delle strutture costruttive del generatore stesso, e quindi indesiderate interruzioni della generazione dell’energia elettrica. In questo modo, tale generatore eolico à ̈ in grado di funzionare e di produrre sempre energia elettrica con rendimenti ottimali, in condizioni di sicurezza funzionale. Inoltre, questo generatore eolico può venire vantaggiosamente progettato per venire installato, oltre che in luoghi distanti dai centri abitati, come avviene per i generatori dei tipi sopra specificati, anche presso ambienti abitativi per generare energia elettrica in modo autonomo, grazie al fatto di realizzare tale generatore con dimensioni relativamente limitate e con una struttura modulare, circostanze in cui il generatore considerato può venire installato facilmente e rapidamente con semplici operazioni.

Il generatore eolico conforme all’invenzione à ̈ realizzato con le caratteristiche costruttive sostanzialmente descritte, con particolare riferimento alle allegate rivendicazioni del brevetto. L’invenzione verrà meglio compresa dalla seguente descrizione, a solo scopo esemplificativo non limitativo, e con riferimento agli uniti disegni in cui :

- la fig. 1 mostra una vista prospettica laterale di un generatore eolico conforme all’invenzione, senza pale montate ed in una prima forma di realizzazione ;

- la fig. 2 mostra una vista prospettica laterale del rotore del generatore eolico della fig. 1, in cui sono montate le pale ed à ̈ incorporato il generatore elettrico ;

- la fig. 3 mostra una vista laterale del rotore della fig. 2 ;

- la fig. 4 mostra una vista frontale parzialmente sezionata del rotore con le pale montate;

- la fig. 5 mostra, con la stessa vista della fig. 4, un particolare costruttivo ingrandito del rotore della fig. 4 ;

- la fig. 6 mostra una vista laterale sezionata del rotore della fig. 4, con una porzione delle pale, il quale à ̈ spostato in una posizione operativa ;

- la fig. 7 mostra, con la stessa vista della fig. 6, un particolare costruttivo ingrandito del rotore della fig. 6 ;

- la fig. 8 mostra una vista prospettica laterale ingrandita e parzialmente sezionata del rotore e di alcune delle pale della fig. 4, il quale rotore à ̈ spostato nella stessa operativa della fig. 4 ;

- la fig. 9 mostra, con la stessa vista della fig. 8, il rotore spostato in una posizione operativa diversa e ruotata rispetto a quella precedente ;

- la fig. 10 mostra una vista frontale di una pala del generatore eolico conforme all’invenzione ; - la fig.11 mostra una vista laterale di una porzione della pala della fig. 10 e dell’attacco di montaggio della pala nel rotore, in una prima fase di montaggio della pala ;

- le fig. 12, 13 e 14 mostrano, con le stesse viste della fig. 11, successive fasi di montaggio della pala nel rotore ;

- le fig. 15, 16 e 17 mostrano, rispettivamente con una vista laterale, una vista in pianta ed una vista posteriore, il generatore eolico della fig. 1 spostato in una prima posizione operativa ;

- le fig. 18, 19 e 20 mostrano, con le stesse rispettive viste delle fig. 15, 16 e 17, il generatore eolico della fig. 1 spostato in una seconda posizione operativa, ruotata rispetto alla posizione delle fig. 15, - la fig. 21 mostra una vista prospettica laterale di una porzione del generatore eolico col rotore della fig. 2, in una seconda forma di realizzazione ;

- la fig. 22 mostra una vista prospettica laterale opposta della porzione di generatore eolico col rotore della fig. 21 ;

- la fig. 23 mostra una vista laterale di tutto il generatore eolico delle fig. 21 e 22 ;

- la fig. 24 mostra una vista laterale di tutto il generatore eolico, in una terza forma di realizzazione ; - le fig. 25 e 26 mostrano una rispettiva vista schematica laterale ed in pianta del generatore eolico della fig. 24 ;

- le fig. 27 e 28 mostrano una vista schematica in pianta del generatore eolico della fig. 24, spostato dalla spinta del vento in due posizioni operative diverse.

Nelle suddette figure, viene illustrato il generatore eolico 5 conforme all’invenzione, atto a generare energia elettrica e realizzato di dimensioni relativamente limitate, particolarmente per venire installato presso ambienti abitativi, e predisposto per funzionare anche in condizioni di forte vento, al fine di generare energia elettrica per l’uso nelle abitazioni stesse, o anche per l’uso da parte di altre utenze. Questo generatore eolico, naturalmente, può venire realizzato anche con dimensioni maggiori per venire installato, da solo od assieme ad altri analoghi generatori eolici, in luoghi distanti dai centri abitati al fine di generare energia elettrica in quantità sufficienti per alimentare un numero elevato di utenze.

Nella fig. 1 viene illustrato tale generatore eolico 5 con le sue varie parti componenti costruttive, ed in una prima forma di realizzazione, mentre nelle fig. 2 e 3 viene mostrato il rotore 6 del generatore eolico, atto a sostenere sia le pale rotanti (che in questo caso sono mostrate parzialmente) che vengono installate ed orientate per ricevere la spinta del vento e venire così azionate continuamente in rotazione, e sia il generatore d’energia elettrica (non mostrato), collegato meccanicamente con le pale come verrà descritto, ed azionato in rotazione dalla rotazione delle pale stesse, in modo da generare energia elettrica per induzione elettromagnetica. Le parti componenti del generatore eolico 5 sono sostanzialmente costituite da una struttura di supporto metallica verticale 7 realizzata ed installata come verrà descritto ed avente un’altezza relativamente limitata, preferibilmente compresa fra circa 3 e 20 metri, dal rotore metallico 6 sopra descritto, che viene fissato in modo articolato nell’estremità superiore della struttura di supporto 7, e da una coda metallica 8 fissata nella parte posteriore del generatore eolico 5, all’estremità libera di un’asta rettilinea allungata metallica 9, la cui altra estremità à ̈ fissata in modo articolato sia al rotore 6 e sia all’ estremità superiore della struttura di supporto 7, per svolgere la funzione che verrà descritta. La struttura di supporto verticale 7 à ̈ formata da un profilato metallico rettilineo 10 di forma tubolare, od altra idonea forma geometrica, la cui estremità inferiore viene fissata opportunamente al terreno, ad esempio con una piastra metallica interrata (non mostrata), oppure una fondazione in calcestruzzo gettata nel terreno (non mostrata), oppure con altri idonei mezzi di sostegno fissati nel terreno, in modo che la struttura di supporto 7 rimanga fissa in questa posizione e sia in grado di sostenere tutte le parti componenti del generatore eolico.

A sua volta, l’estremità superiore della struttura di supporto 7 viene collegata col rotore 6 e con l’asta allungata 9 mediante un profilato piegato ortogonalmente 11, formato da una porzione verticale rettilinea 12 e da una porzione orizzontale rettilinea 13, di cui la porzione verticale di profilato 12 viene introdotta superiormente nella cavità interna del profilato tubolare 10, e viene inserita attraverso corrispondenti fori passanti centrali (non indicati) di almeno un cuscinetto superiore 14 ed un cuscinetto inferiore 15, entrambi inseriti attraverso la cavità interna del profilato tubolare 10 e fissati nello stesso mediante viti 16 o altri elementi di fissaggio di tipo tradizionale. La porzione orizzontale di profilato 13 presenta una lunghezza tale da sostenere in modo articolato l’ estremità libera dell’asta allungata 9 e del rotore 6, per permettere da un lato lo spostamento alternato di tale asta assieme alla relativa coda 8 rispetto al punto di perno dell’asta 9 nella porzione orizzontale di profilato 13, e dall’altro lato la rotazione libera del rotore 6 attorno alla stessa porzione orizzontale di profilato, che funge così da perno di rotazione del rotore stesso. La coda 8 del presente generatore eolico à ̈ formata da una sottile piastra metallica 17 di forma quadrangolare o altra idonea forma geometrica, che viene adeguatamente fissata in posizione eretta all’estremità libera dell’asta allungata 9, ed a sua volta sull’altra estremità dell’asta 9 viene inserito e bloccato in posizione un idoneo manicotto cilindrico 18, contro la cui superficie esterna sono fissati due corti lembi rettilinei orizzontali 19 e 20, identici e distanziati parallelamente fra loro di una staffa metallica sagomata 21, i quali lembi si prolungano con due lembi rettilinei inclinati 22 e 23, le cui rispettive estremità libere 24 e 25 sono curvate ed unite fra loro da una parte terminale piana 26, situata presso la parete posteriore piana 27 del rotore 6 e cooperante con questa come verrà descritto. Nella zona mediana della porzione orizzontale di profilato 13, esterna al rotore 6, i lembi inclinati 22 e 23 della staffa sagomata 21 sono imperniati con un perno 28, fissato nella porzione di profilato 13 in modo tale che la coda 8 e l’asta 9 possano spostarsi e ruotare in senso alternato lungo un piano orizzontale oppure un piano inclinato rispetto alla direzione orizzontale, nelle condizioni che verranno descritte. Come visibile ancora nelle fig. 1-3, la staffa 21 à ̈ fissata nel rotore 6 mediante un leverismo formato da un corto braccio rettilineo 29 e da una forcella 30, sagomata ad un’estremità con un corto gambo 31 ed all’altra estremità con una porzione semicircolare 32, di cui le estremità a forma di occhiello 33 e 34 del braccio rettilineo 29 sono rispettivamente imperniate con la parte terminale piana 26 della staffa 21 e con l’estremità del gambo 31 della forcella 30, e sono inoltre scostate sul davanti e non a contatto rispetto alla parete posteriore piana 27 del rotore 6, mentre la porzione semicircolare 32 della forcella 30 abbraccia la corrispondente porzione orizzontale di profilato 13 ed à ̈ sostenuta nell’interno del rotore 6 come verrà descritto, in modo che tale porzione semicircolare 32 possa ruotare con un determinato angolo di rotazione attorno alla porzione di profilato 13, con conseguente spostamento dell’intero leverismo e della staffa 21, dell’asta 9 e della coda 8, con una corsa prestabilita, per determinare così lo spostamento e la rotazione alternati della coda 8 e dell’asta 9, e quindi anche del rotore 6 e delle pale 60, in un piano orizzontale oppure un piano inclinato rispetto al piano orizzontale.

Quando il vento investe le pale 60 e la coda 8 in direzione normale e con intensità comprese entro limiti determinati e non eccessivi, l’assieme coda-asta e staffa viene spostato ed azionato in rotazione nel piano orizzontale di 360°.

In questa condizione, allora, le pale 60 ed il rotore 6 rimangono allineati con la coda 8 e non si spostano da questa posizione, per cui le pale 60 vengono azionate in rotazione con una spinta tale da generare la quantità richiesta di energia elettrica col massimo rendimento.

Nella condizione in cui, invece, il vento investe le pale 60 e la coda 8 nella stessa direzione e raggiunge un’intensità elevata, che supera limiti prestabiliti, l’assieme coda-asta e staffa viene spostato ed azionato in rotazione dal suddetto leverismo, a causa dell’azione che verrà descritta, in un piano inclinato rispetto al piano orizzontale, finché detto leverismo raggiunge l’altra posizione di fine-corsa in cui viene arrestata la sua rotazione, con conseguente arresto dello spostamento e della rotazione del suddetto assieme rispetto alla porzione di profilato 13, ed il rotore 6 viene spostato in posizione disassata rispetto alla direzione del vento. In questa condizione, allora, nella suddetta posizione di fine-corsa del leverismo, opposta a quella precedente, il rotore 6 rimane disassato rispetto alla coda 8. Successivamente, il vento che investe la coda 8 la riporta nella stessa posizione iniziale, allineata con la direzione del vento, ed in questa condizione il rotore 6 viene spostato nella sua posizione disassata, per cui esso viene investito dal vento con una minore potenza ed à ̈ sottoposto a minori sollecitazioni meccaniche, pur continuando a girare e generare così la quantità di energia elettrica richiesta, tuttavia con un rendimento minore di quello precedente.

Come descritto in precedenza, le pale 60 del generatore eolico conforme all’invenzione sono installate nel rotore 6 in modo da potere anche ruotare attorno al proprio asse longitudinale, nel modo e nelle condizioni che verranno descritti, con un angolo di calettamento massimo determinato, e tale movimento di rotazione delle pale 60 viene determinato dal meccanismo di rotazione che verrà descritto.

Riferendosi ora anche alle fig. 4-9, in cui viene mostrata la configurazione del rotore 6 e delle pale montate nello stesso, si nota che tale rotore à ̈ costituito sostanzialmente da un involucro scatolare formato dalla suddetta parete posteriore piana 27, da una contrapposta parete frontale piana 35 parallela e distanziata in senso trasversale da tale parete posteriore, e da una serie di pareti periferiche 36 identiche e raccordate fra loro e con le relative pareti frontale e posteriore, e realizzate in numero pari al numero delle pale previste del generatore eolico per il montaggio delle pale come verrà descritto, che nel presente esempio sono costituite da sei pale.

Le zone centrali delle suddette pareti posteriore 27 e frontale 35 sono forate e delimitano una corrispondente sede per l’alloggiamento ed il fissaggio di un relativo cuscinetto 37 e 38, atto a sostenere sia la porzione orizzontale di profilato 13, situata nell’interno del rotore 6, e sia un albero cavo 39 che viene inserito attraverso il cuscinetto posteriore 37 e si prolunga fino in prossimità del cuscinetto anteriore 38, senza giungere a contatto di quest’ultimo, grazie alla presenza dei cuscinetti 37’ e 38’. Attraverso il foro passante longitudinale 40 di tale albero cavo 39 risulta inserita e fissata opportunamente la porzione di profilato 13, interna al rotore 6, per tutta la larghezza del rotore stesso, e la parte terminale della porzione di profilato 13 viene bloccata in posizione da una ghiera frontale 41, in modo che questa porzione di profilato 13 risulti sostenuta anteriormente dal cuscinetto anteriore 38, attraverso il cuscinetto 38’, ed a sua volta sostenga l’estremità terminale interna dell’albero cavo 39, e posteriormente sostenga attraverso il cuscinetto 37’ l’altra estremità dell’albero cavo stesso, a sua volta sostenuto in questa posizione dal cuscinetto posteriore 37.

L’estremità posteriore dell’albero cavo 39 à ̈ fissata con la porzione semicircolare 32 della forcella 30 del suddetto leverismo.

Con questa disposizione, l’albero cavo 39 può ruotare limitatamente attorno ai cuscinetti 37’ e 38’ interposti fra la porzione di profilato 13 e l’albero cavo 39, a causa delle azioni che verranno descritte, con conseguente azionamento in rotazione anche del suddetto leverismo dall’una all’altra delle sue posizioni di fine-corsa, e tale movimento di rotazione del leverismo viene trasmesso come già descritto anche all’assieme coda-asta e staffa. Con questa disposizione, inoltre, la porzione di profilato 13 rimane sempre ferma, e non ruota. Nella cavità libera definita nell’interno dell’involucro scatolare del rotore 6 viene alloggiato e fissato il generatore di energia elettrica, che à ̈ costituito da un generatore elettrico sincrono, formato da un rotore circolare periferico 42 fungente da induttore e da uno statore circolare interno 43, leggermente distanziato radialmente dal rotore 42 e fungente da indotto. Il rotore circolare periferico 42 à ̈ realizzato con diametro maggiore di quello dello statore 43 e la sua superficie esterna à ̈ situata in posizione ravvicinata, ma non a contatto, con la struttura delle pale 60, ed à ̈ inoltre formato da una serie di magneti permanenti induttori (non mostrati), debitamente isolati fra loro e fissati nella parte interna dell’intera circonferenza 44 del rotore 42, delimitata ai suoi lati opposti con una rispettiva parete laterale di chiusura 45 e 46, ciascuna realizzata con la stessa grandezza e forma del corrispondente lato e sostenuta internamente al rotore 6, e fissata opportunamente al proprio lato mediante una serie di relative viti sporgenti 48 e 49, e la parte inferiore di ogni parete laterale 45 e 46 à ̈ disposta in corrispondenza ed a contatto strisciante con la superficie superiore di un relativo anello circolare 50 e 51, fissato contro la superficie interna delle corrispondenti pareti posteriore 27 e frontale 35 del rotore 6 e situato al di sopra del relativo cuscinetto 37 e 38. Ciascuno dei cuscinetti 37 e 38 à ̈ formato da un anello esterno 52 e da un anello interno 53 delimitanti una pista di scorrimento delle sfere 54 del relativo cuscinetto. Sulla superficie superiore dell’anello esterno 52 di ogni cuscinetto à ̈ disposta e fissata la superficie inferiore del relativo anello circolare 50 e 51. A sua volta, la superficie inferiore dell’anello interno 53 di ogni cuscinetto à ̈ fissata con la superficie esterna dell’albero cavo 39. Con questa disposizione, allora, il rotore 42 può ruotare sulle sfere 54 dei relativi cuscinetti 37 e 38 quando viene azionato in rotazione dalla rotazione delle pale, mentre come già descritto l’albero cavo 39 può ruotare limitatamente rispetto alla porzione di profilato 13, che a sua volta rimane ferma. Il rotore 42 del generatore elettrico può naturalmente venire realizzato anche con configurazioni dei magneti diverse da quella descritta a puro titolo esemplificativo, purché esso permetta sempre di generare energia elettrica per induzione elettromagnetica, senza con ciò uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

A sua volta, lo statore interno 43 à ̈ formato da una serie di lamiere metalliche e magnetiche, identiche ed unite assialmente fra loro per tutta la circonferenza dello statore, per formare una serie di pacchi di lamiere, le cui lamiere sono separate trasversalmente l’una dall’altra da materiali isolanti elettrici noti in sé, per evitare la formazione di correnti parassite, e tale serie di pacchi di lamiere sono sagomate a forma di espansioni polari radiali, nell’esempio costituiti da undici coppie di poli magnetici (non indicati), e sono sostenuti da una rispettiva parete laterale 57 e 58, di plastica, e forati centralmente per l’inserimento di due corrispondenti manicotti cilindrici 59, che a loro volta vengono infilati e forzati sull’albero cavo 39. Nei pacchi di lamiere dei poli, inoltre, sono inseriti e sostenuti gli avvolgimenti elettrici indotti (non indicati), nei quali viene generata per induzione la tensione elettrica alternata grazie alla rotazione del rotore 42, ed i terminali di tali avvolgimenti elettrici fuoriescono attraverso aperture (non mostrate) del rotore 6, per venire così collegati con le utenze da alimentare.

Le pareti laterali 57 e 58 dello statore 43 sono provviste di una pluralità di intagli radiali 47, identici e distanziati fra loro con intervalli determinati, per il posizionamento delle cave (non mostrate) degli avvolgimenti elettrici.

Nella fig. 10 viene ora descritta una pala sezionata 60 del presente generatore eolico e la sua struttura costruttiva, mentre nelle fig. 11-14 vengono descritte le diverse fasi di montaggio della pala rispetto al rotore 6. Ogni pala 60 à ̈ realizzata in materiali compositi con parti strutturali preferibilmente in carbonio, fabbricate con un unico stampo in alluminio per avere una riproducibilità ed un bilanciamento perfetti. La pala à ̈ ottenuta con una stratificazione dei vari materiali impiegati, in modo da ottenere preferibilmente una suddivisione netta delle funzioni dei singoli strati di materiali. In questo modo, il processo di fabbricazione della pala à ̈ semplificato e realizzabile da qualunque fornitore.

Come visibile dalla fig. 10, ogni pala 60 à ̈ costituita sostanzialmente da un corpo allungato 61 con un profilo aerodinamico, realizzato con un materiale riempitivo solido 62, formato preferibilmente da schiuma bicomponente o da polistirolo o poliuretano espanso ecc.., e sagomato con un’estremità curvata di forma ellittica 63 che si rastrema verso l’altra estremità 64, di forma assottigliata e leggermente inclinata in una determinata direzione. Nell’estremità curvata ellittica 63 à ̈ ricavato un longherone trasversale 65 di spessore ridotto, realizzato in materiali compositi, particolarmente ma non esclusivamente in fibra di vetro e/o di carbonio, e delimitante un foro interno 66, il quale longherone combacia perfettamente in 2 segmenti con la stratificazione della superficie aerodinamica esterna 67 della maggior parte della lunghezza della pala, detto longherone essendo inoltre racchiuso internamente alla superficie esterna 67 da 2 fasce di sicurezza 68 preferibilmente in Kevlar, applicate all’esterno del longherone stesso contro tale superficie esterna 67, per evitare in casi estremi il distacco della pala.

Nelle fig. 11-14 vengono ora descritte le strutture od attacchi 69 per il montaggio e lo smontaggio delle diverse pale 60 nel rotore 6 del presente generatore eolico.

Ogni struttura od attacco 69 à ̈ sostanzialmente costituita da un primo pezzo di sostegno e montaggio 70 della relativa pala e da un secondo pezzo 71, in cui viene montato il primo pezzo 70 con la pala e che a sua volta viene montato nel rotore 6. In particolare, il primo pezzo 70 à ̈ sostanzialmente costituito da una base inferiore 72 di forma circolare, in materiale metallico, sagomata con una parte tronco-conica verticale superiore 73, conformata con una superficie esterna a gradini, ed entrambe delimitanti un corrispondente foro passante interno 74 che si restringe leggermente in corrispondenza del bordo superiore 75 della parte verticale superiore 73. La base inferiore 72 à ̈ atta a venire montata nel secondo pezzo 71, dopo il fissaggio di quest’ultimo nella relativa posizione d’applicazione del rotore 6. A sua volta, il foro passante interno 74 di ogni primo pezzo 70 à ̈ atto a ricevere il corrispondente longherone 65 di ogni pala 60, che presenta una dimensione minore per potere venire unito nel modo che verrà descritto. Tale longherone à ̈ dotato di un foro interno 76 per una determinata profondità, per innestare amovibilmente un corrispondente pezzo tronco-conico 77 in materiale metallico, con l’interposizione di una corrispondente prima guarnizione di tenuta cilindrica 78 di materiale elastomerico, in modo che nella prima fase di montaggio di queste parti componenti, mostrata nella fig. 11, in cui il pezzo tronco-conico 77 e la guarnizione 78 vengono montati sul longherone 65, tale pezzo 77 sporga col suo bordo terminale 79 oltre il bordo terminale 80 del longherone 65 e la guarnizione 78 risulti completamente alloggiata entro il foro interno 76. Il pezzo tronco-conico 77, inoltre, à ̈ dotato di un foro passante interno assiale 81, per svolgere la funzione che verrà descritta.

Scopo della guarnizione 78 à ̈ di assorbire nella massima misura possibile le vibrazioni prodotte dalla rotazione delle pale 60, per impedire o ridurre il più possibile la trasmissione delle vibrazioni alle altre parti componenti del generatore eolico.

Nella seconda fase di montaggio di queste parti componenti, mostrata nella fig. 12, sulla superficie esterna del longherone 65 viene applicata una seconda guarnizione di gomma od altro elastomero 82, in posizione corrispondente a quella della prima guarnizione 78 e per una lunghezza pari a quella di quest’ultima e leggermente minore della lunghezza esistente fra il bordo superiore 75 della parte superiore 73 ed un intaglio circolare 83, praticato nel foro interno 74 presso il suo imbocco inferiore, e previsto per l’inserimento di un corrispondente anello seeger (non illustrato), per svolgere la funzione che verrà descritta. Anche questa seconda guarnizione 82 si propone lo stesso scopo della prima guarnizione 78 sopra descritta.

Nella terza fase di montaggio mostrata nella fig. 13, si nota che il longherone 65 con le parti componenti sopra citate viene inserito completamente attraverso il foro passante 74 della parte tronco-conica superiore 73, finché le guarnizioni 78 e 82 racchiudono completamente la porzione di longherone 65 ed i bordi terminali 79 e 80 rispettivamente del pezzo 77 e del longherone 65 sono penetrati oltre l’intaglio circolare 83. In questa condizione inserita delle guarnizioni 78 e 82, le stesse svolgono così la loro funzione di assorbire le vibrazioni come descritto in precedenza, assieme alle adiacenti parti componenti. A questo punto, attraverso il foro passante 81 del pezzo 77 viene inserito un inserto cilindrico 85 dotato di una cavità interna 86, attraverso cui viene inserita una corrispondente molla 88 unita con una parete mobile 89, atta a venire compressa da un tappo esterno 90, che viene spinto fino a venire trattenuto dall’anello seeger alloggiato nell’intaglio circolare 83, con conseguente compressione della molla 88 nella suddetta cavità interna.

In questa condizione, la compressione della molla 88 determina, grazie all’ elasticità delle materie plastiche costituenti l’inserto 85, il pezzo 77 e la parte superiore 73, una migliore aderenza delle guarnizioni 78 e 82 nelle rispettive posizioni d’applicazione, incrementando così efficacemente l’azione d’assorbimento delle vibrazioni.

Nella successiva fase di montaggio della fig. 14, tutte le parti componenti descritte del primo pezzo 70 vengono accoppiate col secondo pezzo 71, che risulta già montato nel rotore 6, con conseguente montaggio in posizione delle pale 60 del generatore eolico. Di seguito viene descritto il modo in cui tale accoppiamento viene effettuato, previa descrizione della conformazione del secondo pezzo 71 dell’attacco 69. Tale secondo pezzo 71 à ̈ sostanzialmente costituito da un manicotto cilindrico 91 unito inferiormente con un collare cilindrico allargato 92 e delimitante con quest’ultimo un foro passante cilindrico interno 93, che si restringe leggermente in corrispondenza del bordo superiore 94 del manicotto 91. Questo secondo pezzo 71 viene montato nel rotore 6, inserendo il manicotto cilindrico 91 dal basso verso l’alto attraverso un corrispondente foro passante circolare 95 della relativa parete periferica 36 del rotore 6, in modo che il collare allargato 92 ed il manicotto 91 risultino rispettivamente nell’interno e sporgente verso l’esterno del rotore stesso. Indi, sul collare cilindrico 92 viene applicato un corrispondente primo cuscinetto cilindrico 96, in posizione interposta fra tale collare 92 e la soprastante parete periferica 36 di detto rotore, e sulla parete periferica 36 vengono poi sovrapposti in successione un secondo cuscinetto 97 ed una ghiera di fissaggio 98, aventi la stessa ampiezza del primo cuscinetto 96, ed in questa condizione il primo e il secondo cuscinetto 96 e 97 possono scorrere sulla parete periferica 36 con la loro relativa superficie di contatto con tale parete, quando il manicotto 91 viene azionato in rotazione, assieme alla relativa pala, con un movimento rotatorio limitato attorno al proprio asse longitudinale verticale, a causa dell’azione che verrà descritta.

Ogni collare cilindrico 92 à ̈ fissato con un corto perno 99 sporgente verso il basso dal collare stesso, e l’estremità libera di ogni perno 99 à ̈ inserita costantemente in una corrispondente asola passante 100 (vedi fig. 7) praticata attraverso la circonferenza 44 del rotore 42, ed in questo modo il rotore 42 viene azionato in rotazione contemporaneamente alla rotazione delle pale 60, e tale spostamento determina, grazie al costante impegno di ogni perno 99 nella corrispondente asola 100 del rotore 42, una limitata rotazione contemporanea del corrispondente manicotto 91 e delle pale ad esso associate e quando à ̈ terminata l’azione che determina il movimento rotatorio del manicotto 91, il rotore 42 si riporta nella posizione iniziale con conseguente rotazione contemporanea in senso inverso anche del manicotto 91 e delle pale ad esso associate, che pertanto si riportano pure nella posizione iniziale. L’accoppiamento di ogni primo pezzo 70 col secondo pezzo 71 dell’attacco 69 viene effettuato, come visibile nella fig. 14, inserendo attraverso il foro passante 93 del manicotto 91, con un innesto a baionetta, la base inferiore 72 della parte verticale superiore 73, con tutte le parti componenti montate. Successivamente, queste parti componenti vengono serrate in posizione mediante una ghiera di fissaggio 102, che viene avvitata ad una corrispondente filettatura esterna dello scalino inferiore 103 della parte verticale superiore 73.

Nella fig. 8 vengono ora mostrate le diverse parti componenti del presente generatore eolico, spostate nella loro posizione iniziale.

In questa condizione, allora, la rotazione del rotore 42 tenderebbe ad azionare in rotazione anche lo statore 43 e l’albero cavo 39 sul quale lo statore à ̈ fissato, qualora l’albero cavo non fosse vincolato al leverismo sopra citato. Questa rotazione continua dello statore 43 viene impedita dal fatto che lo statore stesso à ̈ vincolato sull’albero cavo 39 coi suoi due manicotti cilindrici 59 accoppiati fra loro, o con altri idonei elementi di accoppiamento, e dal fatto che appena lo statore 43 e quindi anche l’albero cavo 39 hanno effettuato una rotazione parziale, tale rotazione viene arrestata dalla presenza del leverismo vincolato con l’albero cavo 39, che ha raggiunto la sua posizione di finecorsa. Durante la rotazione del rotore 42, le cui pareti laterali 45 e 46 rimangono posizionate rispetto ai relativi anelli circolari 50 e 51 nella posizione della fig. 8, tale rotazione determina per induzione elettromagnetica la generazione di energia elettrica negli avvolgimenti elettrici dello statore 43, mentre quest’ultimo rimane sempre fermo per il motivo sopra specificato.

In questa condizione, inoltre, il leverismo risulta spostato nella posizione di fine-corsa illustrata nelle fig. 1-3 e 8.

In questo modo, finché le pale 60 e la coda 8 vengono investite dal vento in direzione normale e con intensità comprese entro limiti determinati e non eccessivi, tali pale continuano a ruotare con lo stesso orientamento e determinano la rotazione del rotore 42 rispetto allo statore 43 sempre nella condizione d’equilibrio fra la coppia del rotore rispetto allo statore stesso e la coppia di contrasto alla rotazione dello statore, prodotta dal leverismo spostato in questa posizione di fine-corsa, che impedisce la rotazione dello statore stesso.

Nella fig. 9 vengono ora mostrate le diverse parti componenti del presente generatore eolico, in cui tutte le pale 60 vengono orientate in una posizione ruotata attorno al loro rispettivo asse longitudinale, quando le pale 60 e la coda 8 vengono investite dal vento nella stessa direzione oppure anche in direzioni diverse, e raggiunge intensità elevate superiori di quelle dei limiti determinati, il rotore 42 viene azionato in rotazione rapidamente con velocità elevate, maggiori di quelle precedenti, per cui se non si provvede a limitare queste velocità di rotazione, anche le parti componenti del generatore eolico vengono sottoposte ad elevate sollecitazioni e vibrazioni meccaniche, con conseguenti rischi di danneggiamenti e/o rotture delle parti stesse, e di un’eccessiva ed indesiderata generazione d’energia elettrica, con possibili danni agli impianti di distribuzione dell’energia elettrica ed eventualmente anche alle utenze. In questa condizione di funzionamento, allora, la maggiore velocità di rotazione delle pale 60 altera la condizione di equilibrio fra la coppia del rotore 42 rispetto allo statore 43 e la coppia di contrasto alla rotazione dello statore, sopra descritte, per cui la maggiore coppia esercitata sullo statore 43 determina una rotazione parziale dell’albero cavo 39 e dello statore 43, assieme al leverismo, e questa rotazione prosegue fino all’opposta posizione di fine-corsa del leverismo stesso, dove tale rotazione viene arrestata da parte del leverismo. In questa condizione, come visibile nella fig. 9, la rotazione dello statore 43 determina la rotazione dell’albero cavo 39 e quindi dell’asta 9 e della coda 8 dalla posizione della fig. 17 alla posizione della fig. 20.

Riferendosi alle fig. 6, 8 e 9, nelle stesse vengono rappresentate le posizioni reciproche fra il rotore 42 e lo statore 43 nelle diverse condizioni operative del presente generatore eolico.

Nelle fig. 6 e 8 si nota che il rotore 42 risulta allineato con lo statore 43, e questa condizione viene raggiunta quando il rotore 6 risulta sia allineato e sia disassato rispetto all’asta 9 ed alla coda 8, e costituisce la condizione funzionale normale del generatore eolico, che viene raggiunta quando le pale 60 vengono azionate in rotazione dal vento in direzione normale e con intensità comprese entro limiti prestabiliti. In questa condizione, allora, in cui il rotore 42 viene azionato in rotazione dalle pale 60 con una determinata coppia motrice, lo statore 43 rimane fermo per i motivi specificati, e negli avvolgimenti elettrici dello stesso vengono generate delle tensioni elettriche indotte, che a loro volta producono una coppia di reazione che tenderebbe a rallentare la velocità di rotazione del rotore 42, tuttavia in questo caso il generatore elettrico à ̈ progettato con caratteristiche tali che nelle suddette condizioni funzionali questo rallentamento si verifichi in misura ridotta, o addirittura non si verifichi, creando così una condizione di equilibrio fra la coppia motrice e la coppia di reazione. Conseguentemente, mentre il rotore 42 continua a ruotare, lo statore 43 rimane sempre fermo nella stessa posizione e non si sposta in senso trasversale rispetto al rotore stesso. In questa circostanza, inoltre, le pale 60 vengono mantenute sempre nella posizione di orientamento normale, e non ruotata attorno al proprio asse longitudinale.

Viceversa, quando le pale 60 vengono investite dal vento nella stessa direzione od in direzioni diverse con intensità elevate superiori a quelle dei limiti determinati, le pale 60 iniziano a ruotare con una velocità maggiore, generando così una coppia motrice maggiore di quella precedente ed una conseguente coppia di reazione maggiore delle tensioni elettriche indotte, che determina un conseguente spostamento assiale del rotore 42 rispetto alla posizione dello statore 43, che à ̈ fisso, e quindi uno scorrimento nella stessa direzione delle parti inferiori delle pareti laterali 45 e 46 del rotore 42 sulla superficie esterna dei corrispondenti anelli circolari 50 e 51, e questo scorrimento termina quando le viti 49 vengono in battuta contro la parete frontale 35 del rotore 6 (vedi anche fig. 5).

Questo spostamento assiale del rotore 42 determina, grazie all’accoppiamento dell’asola passante 100 del rotore 42 col perno 99 del manicotto 91 dell’attacco delle pale, la rotazione contemporanea nello stesso senso dei relativi manicotti 91 e di tutte le pale ad essi connesse, dalla loro posizione iniziale della fig. 8 alla loro posizione disassata della fig. 9, ruotando attorno al proprio asse longitudinale, e durante questa rotazione dei manicotti 91 le loro superfici superiore ed inferiore scorrono l’una sotto e l’altra sopra la parete periferica 36 del rotore 6, e durante questa rotazione delle pale 60 il rotore 42 viene continuamente azionato in rotazione dalle pale stesse, con velocità man mano decrescenti fino a ripristinare la condizione d’equilibrio precedente, in cui le pale 60 vengono ruotate in senso inverso attorno al proprio asse longitudinale, riportandosi nella posizione d’orientamento iniziale. Naturalmente, l’accoppiamento fra il rotore 42 ed il manicotto 91 può avvenire anche con elementi componenti diversi da quelli indicati a puro titolo esemplificativo, senza con ciò uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Questo sistema di correzione dell’angolo di orientamento delle pale può venire utilizzato anche per orientare in partenza le pale in posizione disassata e poi, durante la rotazione delle pale oltre la velocità stabilita, farle ritornare nella stessa posizione d’orientamento normale, per lo stesso effetto sopra descritto, in modo da incrementare così le prestazioni ottenute dal generatore eolico.

Un esempio di ciò può essere ottenuto posizionando il perno 99 del rotore 42 e l’asola passante 100 del manicotto 91 in una posizione opposta a quella indicata in precedenza, oppure prevedendo eventuali altri idonei sistemi.

Nelle fig. 21-23 viene ora mostrata una seconda forma di realizzazione del presente generatore eolico, che à ̈ ancora costituito dalla struttura di supporto 7, dal rotore 6, dalle pale 60, e dalla coda 8, che à ̈ fissata e sostenuta in modo articolato dalla struttura di supporto 7.

Tuttavia, in questo caso il sostegno e l’articolazione di queste parti componenti sulla struttura di supporto 7 viene effettuato in modo diverso, ed in particolare la coda 8 risulta fissata all’estremità libera di due aste rettilinee allungate 105 e 106, parallele e leggermente distanziate fra loro, le cui estremità opposte sono inserite in due corrispondenti corte boccole 107, 108 e 109, 110, a loro volta fissate in due posizioni diverse in una staffa di sostegno piegata 111, formata da una piastra piana di base 112 che viene imperniata sull’estremità superiore della struttura di supporto 7, per ruotare attorno ad un piano orizzontale, da una parte posteriore verticale 113 che sostiene le due boccole posteriori 107 e 109, ed à ̈ inoltre forata centralmente per il passaggio ed il sostegno della porzione orizzontale di profilato 13, e da una parte anteriore verticale 114 che sostiene le due boccole 108, 110 e l’estremità anteriore della porzione orizzontale di profilato 13. La staffa di sostegno 111 à ̈ imperniata, attraverso un perno trasversale 115, con la porzione orizzontale di profilato 13, e le estremità di tale perno 115 sono fissate l’una lateralmente con la staffa 111 e l’altra con una piastra piana laterale 116, nella quale risulta impegnato il leverismo sopra descritto. Anche in questo caso, quindi, la coda 8 ed il rotore 6 con le relative pale possono spostarsi in senso alternato lungo un piano orizzontale od un piano inclinato con gli stessi movimenti del generatore eolico delle fig. 1-3 e 15-20, e le pale 60 possono ancora venire fatte ruotare come in precedenza. Infine, nelle fig. 24-28 viene mostrata una terza forma di realizzazione del presente generatore eolico, e di alcune sue parti componenti, ed anche in questo caso il generatore eolico à ̈ ancora costituito dalla struttura di supporto 7, dal rotore 6, dalle pale 60 e dalla coda 117 che à ̈ fissata e sostenuta in modo articolato dalla struttura di supporto 7.

Tuttavia, in questo caso la coda 117 à ̈ sagomata in modo diverso rispetto alla coda precedente 8, pur svolgendone la stessa funzione. In particolare, la presente coda 117 à ̈ sostanzialmente costituita da una ruota 118 formata da una parete periferica circolare 119 e da una pluralità di elementi di raggi 120, distribuiti equidistanziati angolarmente fra loro, fissati con una loro estremità internamente alla parete periferica 119 e convergenti verso il centro della ruota stessa, e le cui altre loro estremità sono tutte fissate ad un elemento di mozzo 121, disposto nel centro della ruota, e sostenuto all’estremità di un braccio rettilineo 122, la cui altra estremità à ̈ imperniata nella zona inferiore posteriore di una staffa sagomata 123, a sua volta opportunamente sostenuta sulla parte superiore della struttura di supporto 7 e collegata con detto leverismo, che à ̈ ancora costituito dalle stesse parti componenti precedentemente descritte. Sull’estremità superiore e posteriore della staffa sagomata 123 à ̈ inoltre fissata l’estremità libera della porzione orizzontale di profilato 13.

L’elemento di mozzo 121 aziona in rotazione, mediante una cinghia 124, un ingranaggio 125 imperniato nella staffa sagomata 123, a sua volta ingranante con una ralla 126 sostenuta sulla parte superiore della struttura di supporto 7, in modo tale da determinare la rotazione della staffa e del rotore nella stessa direzione del vento, nelle posizioni indicate nelle figure 25-28.

Nelle fig. 25 e 26 viene rappresentato in forma schematica il generatore eolico della suddetta terza forma di realizzazione, con una rispettiva vista laterale ed in pianta, mentre nelle fig. 27 e 28 questo generatore viene ancora rappresentato in forma schematica, con una vista in pianta, col vento proveniente dalla stessa direzione, però col complesso del generatore nel primo caso nella posizione di partenza disassata rispetto alla direzione del vento e nel secondo caso nella posizione di arrivo nella stessa direzione del vento.

Claims (20)

1. “GENERATORE EOLICO DI ENERGIA ELETTRICA†RIVENDICAZIONI 1. Generatore eolico di energia elettrica, realizzato di dimensioni relativamente limitate, particolarmente per installazioni presso ambienti abitativi, e predisposto per funzionare anche in condizioni di forte vento, al fine di generare energia elettrica per l’uso nelle abitazioni stesse, o anche per l’uso da parte di altre utenze, comprendente una struttura di supporto verticale (7) fissata al terreno, ad una piastra metallica od una fondazione ecc.., ed avente un’altezza limitata, preferibilmente compresa fra circa 3 e 20 metri, un rotore rigido rotante (6) sostenuto in modo articolato dalla struttura di supporto (7) e atto a sostenere sia le pale rotanti (60), che vengono installate ed orientate per ricevere la spinta del vento e venire così azionate continuamente in rotazione, e sia il generatore d’energia elettrica (42, 43), collegato meccanicamente con le pale (60) ed azionato in rotazione dalla rotazione delle pale stesse, in modo da generare energia elettrica per induzione elettromagnetica, caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) à ̈ sostenuto in modo articolato da mezzi di sostegno e d’articolazione (21 ; 111 ; 123), una cui estremità à ̈ imperniata sia con detto rotore (6) attraverso mezzi a leverismo (29, 30), e sia all’estremità superiore della struttura di supporto (7), e l’altra cui estremità à ̈ collegata a mezzi di sostegno (9 ; 105, 106 ; 122) fissati con una coda terminale (8 ; 117), per permettere la rotazione di detti mezzi di sostegno (9 ; 105, 106 ; 122), assieme alla relativa coda (8 ; 117) ed a detto rotore (6) con le relative pale (60) rispetto a detta struttura di supporto (7), e caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) à ̈ provvisto di mezzi di montaggio e di sostegno (70, 71) di dette pale (60), atti a venire montati e smontati amovibilmente rispetto al rotore stesso, nella relativa posizione di applicazione di dette pale (60), e atti a ricevere le pale che vengono montate nonché a permettere o meno la rotazione di dette pale (60) attorno al proprio asse longitudinale ; e caratterizzato dal fatto che detto generatore di energia elettrica comprende almeno un rotore periferico (42) fungente da magnete induttore ed uno statore interno fisso (43), fungente da indotto, entrambi alloggiati internamente a detto rotore (6), detto rotore (42) essendo sostenuto da un perno centrale (13) unito con detta struttura di supporto (7) ed essendo atto a venire azionato in rotazione dalla rotazione di dette pale (60), tramite mezzi di accoppiamento (99, 100), e detto statore (42) essendo dotato degli avvolgimenti elettrici indotti e sostenuto da detto perno centrale (13), in modo da potere ruotare limitatamente attorno allo stesso con una corsa prestabilita, detto rotore (42) essendo spostabile in senso assiale da una prima posizione allineata ad una seconda posizione scostata assialmente rispetto a detto statore (42), e viceversa, in cui detta prima posizione del rotore (42) viene raggiunta e mantenuta quando dette pale (60) vengono azionate in rotazione dal vento in direzione normale e con velocità comprese entro limiti prestabiliti, quando si produce una condizione d’equilibrio fra la coppia motrice prodotta dalla rotazione delle pale (60) e la coppia di reazione prodotta dalle tensioni elettriche indotte negli avvolgimenti elettrici di detto statore (43), nella condizione in cui dette pale (60) non vengono ruotate attorno al proprio asse longitudinale, e detta seconda posizione del rotore (42) viene raggiunta quando dette pale (60) vengono azionate in rotazione dal vento proveniente dalla stessa direzione o da direzioni diverse con intensità superiori a quelle dei limiti prestabiliti, generando così una coppia motrice maggiore ed una conseguente coppia di reazione maggiore, nella condizione in cui dette pale (60) vengono ruotate nella loro posizione disassata tramite detti mezzi di accoppiamento (99, 100), ed in cui dette pale (60) vengono azionate in rotazione con velocità man mano decrescenti fino a ripristinare detta prima posizione del rotore (42), in cui le pale (60) vengono ruotate in senso inverso riportandosi nella posizione d’orientamento iniziale, e caratterizzato dal fatto che detto leverismo (29, 30) à ̈ cooperante con detto statore (43), in modo che, a seconda del senso di rotazione di detto statore (43), detto leverismo (29, 30) venga fatto ruotare dall’una all’altra delle sue posizioni di fine-corsa, per determinare lo spostamento di detti mezzi di sostegno (9 ; 105, 106 ; 122) e di detta coda terminale (8 ; 117) in un piano orizzontale oppure in un piano inclinato rispetto all’orizzontale, a seconda della direzione e dell’intensità del vento che investe le pale (60).
2. 2. Generatore eolico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto verticale (7) à ̈ formata da un profilato metallico rettilineo e verticale (10) di forma tubolare, in cui risulta alloggiata in rotazione una porzione verticale rettilinea (12) di un profilato (11) piegato ortogonalmente, la cui porzione orizzontale rettilinea (13) si prolunga con detto perno centrale (13) e risulta parzialmente introdotta entro detto rotore (6), detta porzione verticale di profilato (12) essendo inserita attraverso corrispondenti fori passanti centrali di almeno un cuscinetto superiore (14) ed un cuscinetto inferiore (15), entrambi inseriti attraverso la cavità interna di detto profilato tubolare (10) ed opportunamente fissati allo stesso, e detta porzione orizzontale di profilato (13) essendo collegata in modo articolato con detti mezzi di sostegno (9), formati da un’asta allungata (9).
3. 3. Generatore eolico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta coda (8 ) à ̈ formata da una sottile piastra metallica (17) di forma quadrangolare o altra idonea forma geometrica, che viene adeguatamente fissata in posizione eretta all’estremità libera di detta asta allungata (9), sulla cui altra estremità viene inserito e bloccato in posizione un corto manicotto cilindrico (18).
4. 4. Generatore eolico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno e d’articolazione comprendono una staffa metallica (21) sagomata con due corti lembi rettilinei orizzontali (19, 20), identici e distanziati parallelamente fra loro, e fissati contro la superficie esterna di detto manicotto cilindrico (18), i quali lembi si prolungano con due lembi rettilinei inclinati (22 e 23), le cui rispettive estremità libere (24 e 25) sono curvate ed unite fra loro da una parte terminale piana (26), situata presso la parete posteriore piana (27) di detto rotore (6) e cooperante con questa, detti lembi inclinati (22, 23) di detta staffa (21) essendo imperniati con un perno (28) nella zona mediana di detta porzione orizzontale di profilato (13), esterna a detto rotore (6), in modo tale che detta coda (8) e detta asta (9) possano spostarsi nel detto piano orizzontale oppure nel detto piano inclinato.
5. 5. Generatore eolico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto leverismo à ̈ formato da un corto braccio rettilineo (29) e da una forcella (30), sagomata ad un’estremità con un corto gambo (31) ed all’altra estremità con una porzione semicircolare (32), di cui le estremità a forma di occhiello (33, 34) del braccio rettilineo (29) sono rispettivamente imperniate con la parte terminale piana (26) di detta staffa (21) e con l’estremità del gambo (31) di detta forcella (30), e sono inoltre scostate sul davanti e non a contatto rispetto alla parete posteriore piana (27) di detto rotore (6), mentre la porzione semicircolare (32) della forcella (30) abbraccia la corrispondente porzione orizzontale di profilato (13) ed à ̈ cooperante e sostenuta da detto rotore (6), onde permettere all’assieme staffa-braccio-forcella di ruotare liberamente attorno alla porzione orizzontale di profilato (13), con una corsa stabilita dalle posizioni di fine-corsa del leverismo stesso.
6. 6. Generatore eolico secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno sono costituiti da due aste rettilinee allungate (105, 106), parallele e leggermente distanziate fra loro, alle cui estremità libere risulta fissata detta coda (8), e le cui estremità opposte sono inserite in una rispettiva boccola posteriore (107, 109) ed anteriore (108, 110).
7. 7. Generatore eolico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno e d’articolazione comprendono una staffa di sostegno piegata (111), formata da una piastra piana di base (112) che viene imperniata sull’estremità superiore di detta struttura di supporto (7), per ruotare attorno ad un piano orizzontale ; da una parte posteriore verticale (113) che sostiene dette due boccole posteriori (107, 109), ed à ̈ inoltre forata centralmente per il passaggio ed il sostegno di detta porzione orizzontale di profilato (13) ; e da una parte anteriore verticale (114) che sostiene le due boccole anteriori (108, 110) e l’estremità anteriore della porzione orizzontale di profilato (13), detta staffa di sostegno (111) essendo imperniata, attraverso un perno trasversale (115), con la porzione orizzontale di profilato (13), e le estremità di tale perno (115) essendo fissate l’una lateralmente con la staffa (111) e l’altra con una piastra piana laterale (116), nella quale risulta impegnato detto leverismo.
8. 8. Generatore eolico secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) à ̈ costituito sostanzialmente da un involucro scatolare formato da detta parete posteriore piana (27), da una contrapposta parete frontale piana (35) parallela e distanziata in senso trasversale da tale parete posteriore, e da una serie di pareti periferiche (36) identiche e raccordate fra loro e con le relative pareti frontale e posteriore, e realizzate in numero pari al numero delle pale previste del generatore eolico, le zone centrali di dette pareti posteriore (27) e frontale (35) essendo forate e delimitando una corrispondente sede per l’alloggiamento ed il fissaggio di un relativo cuscinetto (37, 38), atti a sostenere sia la porzione orizzontale di profilato (13), situata nell’interno di detto rotore (6), e sia un albero cavo (39) che viene inserito attraverso il cuscinetto posteriore (37) e si prolunga fino in prossimità del cuscinetto anteriore (38), senza giungere a contatto di quest’ultimo, grazie alla presenza di ulteriori cuscinetti (37’, 38’), interposti fra detta porzione di profilato (13) e detto albero cavo (39), e caratterizzato dal fatto che attraverso il foro passante longitudinale (40) di detto albero cavo (39) risulta inserita e fissata opportunamente la porzione di profilato (13), interna a detto rotore (6), per tutta la larghezza del rotore stesso, in modo che la parte terminale della porzione di profilato (13) venga bloccata in posizione da una ghiera frontale (41), in modo che questa porzione di profilato (13) risulti sostenuta anteriormente dal cuscinetto anteriore (38), attraverso l’ulteriore cuscinetto (38’), ed a sua volta sostenga l’estremità terminale interna dell’albero cavo (39), e posteriormente sostenga attraverso l’ulteriore cuscinetto (37’) l’altra estremità dell’albero cavo stesso, a sua volta sostenuto in questa posizione dal cuscinetto posteriore (37), e caratterizzato dal fatto che l’estremità posteriore di detto albero cavo (39) à ̈ fissata con la porzione semicircolare (32) di detta forcella (30), in modo che con questa disposizione l’albero cavo (39) possa ruotare limitatamente attorno a detti ulteriori cuscinetti (37’, 38’), azionando così nello stesso senso anche detto leverismo, mentre la porzione di profilato (13) rimanga sempre ferma, e non ruoti.
9. 9. Generatore eolico secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto generatore di energia elettrica à ̈ alloggiato e fissato nella cavità libera definita nell’interno dell’involucro scatolare di detto rotore (6), ed à ̈ costituito da un generatore elettrico sincrono formato da un rotore circolare periferico (42) fungente da induttore e da uno statore circolare interno di tipo fisso (43), leggermente distanziato radialmente dal rotore (42) e fungente da indotto, detto rotore circolare periferico (42) essendo realizzato con diametro maggiore di quello dello statore (43) e con la sua sua superficie esterna situata in posizione ravvicinata, ma non a contatto, con la struttura delle pale (60), ed essendo inoltre formato da una serie di magneti permanenti induttori, debitamente isolati fra loro e fissati nella parte interna dell’intera circonferenza (44) del rotore (42), delimitata ai suoi lati opposti con una rispettiva parete laterale di chiusura (45, 46), ciascuna realizzata con la stessa grandezza e forma del corrispondente lato e sostenuta internamente al rotore (6), e fissata opportunamente al proprio lato mediante una serie di relative viti sporgenti (48, 49) o elementi simili, e la parte inferiore di ogni parete laterale (45, 46) essendo disposta in corrispondenza ed a contatto strisciante con la superficie superiore di un relativo anello circolare (50, 51), fissato contro la superficie interna delle corrispondenti pareti posteriore (27) e frontale (35) di detto rotore (6) e situato al di sopra del relativo cuscinetto (37, 38).
10. 10. Generatore eolico secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti cuscinetti (37, 38) à ̈ formato da un anello esterno (52) e da un anello interno (53), delimitanti una pista di scorrimento delle sfere (54) del relativo cuscinetto, e sulla superficie superiore dell’anello esterno (52) di ogni cuscinetto essendo disposta e fissata la superficie inferiore del relativo anello circolare (50, 51), e la superficie inferiore dell’anello interno (53) di ogni cuscinetto essendo fissata con la superficie esterna dell’albero cavo (39), nella condizione in cui detto rotore (42) può ruotare sulle sfere (54) dei relativi cuscinetti (37, 38) quando viene azionato in rotazione dalla rotazione delle pale (60).
11. 11. Generatore eolico secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto statore interno (43) à ̈ formato da una serie di lamiere metalliche e magnetiche, identiche ed unite assialmente fra loro per tutta la circonferenza dello statore, per formare una serie di pacchi di lamiere, le cui lamiere sono separate trasversalmente l’una dall’altra da materiali isolanti elettrici noti in sé, per impedire la formazione di correnti parassite, e tale serie di pacchi di lamiere essendo sagomate a forma di espansioni polari radiali, nell’esempio costituiti da undici coppie di poli magnetici e sostenuti da una rispettiva parete laterale (57, 58), e forati centralmente per l’inserimento di due corrispondenti manicotti cilindrici (59), accoppiati fra loro o con altri idonei elementi di accoppiamento, che a loro volta vengono infilati e forzati sull’albero cavo (39), e che nei pacchi di lamiere dei poli magnetici sono inseriti e sostenuti gli avvolgimenti elettrici indotti, nei quali viene generata per induzione la tensione elettrica alternata grazie alla rotazione di detto rotore (42), ed i terminali di tali avvolgimenti elettrici fuoriescono attraverso aperture del rotore (6), per venire così collegati con le utenze da alimentare, e che le pareti laterali (57, 58) dello statore (43) sono provviste di una pluralità di intagli radiali (47), identici e distanziati fra loro con intervalli determinati, per il posizionamento delle cave degli avvolgimenti elettrici.
12. 12. Generatore eolico secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto rotore (42) durante la sua rotazione esercita sullo statore (43) una forza tendente ad azionare quest’ultimo in rotazione, assieme a detto albero cavo (39), contro una forza di contrasto alla rotazione dello statore stesso, determinata dallo spostamento di detto leverismo (29, 30) nell’una o nell’altra delle sue posizioni di fine-corsa, in modo tale che quando le pale (60) e la coda (8 ; 117) vengono investite dal vento in direzione normale e con intensità comprese entro limiti determinati e non eccessivi, tali pale continuino a ruotare con lo stesso orientamento e determinino la rotazione di detto rotore (42) rispetto a detto statore (43) sempre nella condizione d’equilibrio fra la coppia del rotore rispetto allo statore stesso e la coppia di contrasto alla rotazione dello statore, prodotta dal leverismo spostato in questa posizione di fine-corsa, e quando le pale (60) e la coda (8 ; 117) vengono investite dal vento nella stessa direzione od anche in direzioni diverse, con intensità elevate e superiori a quelle dei limiti determinati, tali pale ruotino con una velocità maggiore a quella precedente, con conseguente alterazione della detta condizione d’equilibrio e rotazione parziale di detto albero cavo (39) e detto statore (43), assieme al leverismo, fino all’opposta posizione di fine-corsa del leverismo stesso, dove tale rotazione viene arrestata dal leverismo, con relativo spostamento della coda (8 ; 117) in un’altra posizione.
13. 13. Generatore eolico secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che ogni pala (60) à ̈ realizzata in materiali compositi con parti strutturali preferibilmente in carbonio, fabbricate con un unico stampo in alluminio per avere una riproducibilità ed un bilanciamento perfetti, ed à ̈ ottenuta con una stratificazione dei vari materiali impiegati, in modo da ottenere una suddivisione netta delle funzioni dei singoli strati di materiali, ed à ̈ costituita sostanzialmente da un corpo allungato (61) con un profilo aerodinamico, realizzato con un materiale riempitivo solido (62), formato preferibilmente da schiuma bicomponente o da polistirolo o poliuretano espanso, ecc.., e sagomato con una estremità curvata di forma ellittica (63) che si rastrema verso l’altra estremità (64), di forma assottigliata e leggermente inclinata in una determinata direzione ; ed à ̈ costituita da un longherone trasversale (65) ricavato nell’estremità curvata ellittica (63) e realizzato in materiali compositi, particolarmente ma non esclusivamente in fibra di vetro e/o di carbonio, e delimitante un foro interno (66), il quale longherone combacia perfettamente in 2 segmenti con la stratificazione della superficie aerodinamica esterna (67) della maggior parte della lunghezza della pala (60), detto longherone (65) essendo inoltre racchiuso internamente alla superficie esterna (67) da 2 fasce di sicurezza (68) preferibilmente in Kevlar, applicate all’esterno del longherone stesso contro tale superficie esterna (67), per evitare il distacco della pala.
14. 14. Generatore eolico secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di montaggio e di sostegno (70, 71) di dette pale (60) comprendono un primo pezzo di sostegno e montaggio (70) della relativa pala (60) ed un secondo pezzo (71) in cui viene montato detto primo pezzo (70) con la pala, che a sua volta viene montato nel rotore (6).
15. 15. Generatore eolico secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detto primo pezzo (70) à ̈ sostanzialmente costituito da una base inferiore (72) di forma circolare, in materiale metallico, sagomata con una parte tronco-conica verticale superiore (73), conformata con una superficie esterna a gradini, ed entrambe delimitanti un corrispondente foro passante interno (74) che si restringe leggermente in corrispondenza del bordo superiore (75) della parte verticale superiore (73), detta base inferiore (72) essendo atta a venire montata nel secondo pezzo (71), dopo il fissaggio di quest’ultimo nella relativa posizione d’applicazione di detto rotore (6), e detto foro passante (74) essendo atto a ricevere il corrispondente longherone (65) di ogni pala (60).
16. 16. Generatore eolico secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto longherone (65) à ̈ dotato di un foro interno (76) per una determinata profondità, per innestare amovibilmente un corrispondente pezzo tronco-conico (77) in materiale metallico, con l’interposizione di una corrispondente prima guarnizione di tenuta cilindrica (78) di materiale elastomerico, in modo che nella prima fase di montaggio di queste parti componenti, in cui il pezzo tronco-conico (77) e la guarnizione (78) vengono montati sul longherone (65), tale pezzo (77) sporga col suo bordo terminale (79) oltre il bordo terminale (80) del longherone (65) e la guarnizione (78) risulti completamente alloggiata entro il foro interno (76), detta guarnizione (78) essendo atta ad assorbire nella massima misura possibile le vibrazioni prodotte dalla rotazione delle pale (60), per impedire o ridurre il più possibile la trasmissione delle vibrazioni alle altre parti componenti del generatore eolico ; caratterizzato dal fatto che nella seconda fase di montaggio di queste parti componenti, sulla superficie esterna del longherone (65) viene applicata una seconda guarnizione di gomma od altro elastomero (82), in posizione corrispondente a quella della prima guarnizione (78) e per una lunghezza pari a quella di quest’ultima e leggermente minore della lunghezza esistente fra il bordo superiore (75) della parte superiore (73) ed un intaglio circolare (83), praticato nel foro interno (74) presso il suo imbocco inferiore, e previsto per l’inserimento di un corrispondente anello seeger, detta guarnizione (82) svolgendo la stessa funzione di detta prima guarnizione (78) sopra descritta ; che nella terza fase di montaggio detto longherone (65) con le parti componenti montate viene inserito completamente attraverso detto foro passante (74), finché le guarnizioni (78, 82) racchiudono completamente la porzione di longherone (65), svolgendo così la loro funzione di assorbire le vibrazioni come descritto in precedenza, ed i bordi terminali (79, 80) rispettivamente del pezzo (77) e del longherone (65) sono penetrati oltre l’intaglio circolare (83), indi attraverso il foro passante (81) di detto pezzo (77) viene inserito un inserto cilindrico (85) dotato di una cavità interna (86), attraverso cui viene inserita una corrispondente molla (88) unita con una parete mobile (89), atta a venire compressa da un tappo esterno (90), che viene spinto fino a venire trattenuto dall’anello seeger alloggiato nell’intaglio circolare (83), con conseguente compressione della molla (88), ed in questa condizione la compressione della molla (88) determina, grazie all’ elasticità delle materie plastiche costituenti l’inserto (85), il pezzo (77) e la parte superiore (73), una migliore aderenza delle guarnizioni (78, 82) nelle rispettive posizioni d’applicazione, incrementando così efficacemente l’azione d’assorbimento delle vibrazioni ; e caratterizzato dal fatto che nella successiva fase di montaggio tutte le parti componenti descritte del primo pezzo (70) vengono accoppiate col secondo pezzo (71), che risulta già montato nel rotore (6), con conseguente montaggio in posizione delle pale (60) del generatore eolico.
17. 17. Generatore eolico secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detto secondo pezzo (71) à ̈ sostanzialmente costituito da un manicotto cilindrico (91) unito inferiormente con un collare cilindrico allargato (92) e delimitante con quest’ultimo un foro passante cilindrico interno (93), che si restringe leggermente in corrispondenza del bordo superiore (94) del manicotto (91), detto secondo pezzo (71) venendo montato nel rotore (6) inserendo il manicotto cilindrico (91) dal basso verso l’alto, attraverso un corrispondente foro passante circolare (95) della relativa parete periferica (36) del rotore (6), in modo che il collare allargato (92) ed il manicotto (91) risultino rispettivamente nell’interno e sporgente verso l’esterno del rotore stesso, ed applicando sul collare cilindrico (92) un corrispondente primo cuscinetto cilindrico (96), in posizione interposta fra tale collare (92) e la soprastante detta parete periferica (36), sulla quale vengono poi sovrapposti in successione un secondo cuscinetto (97) ed una ghiera di fissaggio (98), aventi la stessa ampiezza del primo cuscinetto (96), ed in questa condizione il primo ed il secondo cuscinetto (96, 97) possono scorrere sulla parete periferica (36) con la loro relativa superficie di contatto con tale parete, quando il manicotto (91) viene azionato in rotazione, assieme alla relativa pala (60), con un movimento rotatorio limitato attorno al proprio asse verticale longitudinale.
18. 18. Generatore eolico secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento comprendono un corto perno (99) fissato in ogni collare cilindrico (92) e sporgente verso il basso dal collare stesso, ed una corrispondente asola passante (100) praticata attraverso la circonferenza (44) del rotore (6), in cui l’estremità libera di ogni perno (99) à ̈ inserita costantemente, in modo che il rotore (42) venga azionato in rotazione contemporaneamente alla rotazione delle pale (60), e tale spostamento determini, grazie al costante impegno di ogni perno (99) nella corrispondente asola (100) del rotore (42), una limitata rotazione contemporanea dei corrispondenti manicotti (91) e delle pale ad essi associate e, quando à ̈ terminata l’azione che determina il movimento rotatorio dei manicotti (91), il rotore (42) si riporti nella posizione iniziale con conseguente rotazione contemporanea in senso inverso anche dei manicotti (91) e delle pale ad essi associate, che pertanto si riportano pure nella posizione iniziale.
19. 19. Generatore eolico secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che ogni primo pezzo (70) viene accoppiato col secondo pezzo (71) inserendo attraverso detto foro passante (93), con un innesto a baionetta o simile, detta base inferiore (72) con tutte le parti componenti montate, e serrando successivamente queste parti componenti in posizione, mediante una ghiera di fissaggio (102), che viene avvitata ad una corrispondente filettatura esterna dello scalino inferiore (103) di detta parte verticale superiore (73).
20. 20. Generatore eolico secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta coda (117) à ̈ sostanzialmente costituita da una ruota (118) formata da una parete periferica circolare (119) e da una pluralità di elementi di raggi (120), distribuiti equidistanziati angolarmente fra loro, fissati con una loro estremità internamente alla parete periferica (119) e convergenti verso il centro della ruota stessa, e le cui altre loro estremità sono tutte fissate ad un elemento di mozzo (121), disposto nel centro della ruota, e sostenuto all’estremità di un braccio rettilineo (122), la cui altra estremità à ̈ imperniata nella zona inferiore posteriore di una staffa sagomata (123), a sua volta opportunamente sostenuta sulla parte superiore della struttura di supporto (7) e collegata con detto leverismo, e che sull’estremità superiore e posteriore della staffa sagomata (123) à ̈ inoltre fissata l’estremità libera della porzione orizzontale di profilato (13), detto elemento di mozzo (121) essendo atto ad azionare in rotazione, mediante una cinghia (124) o simile, un ingranaggio (125) imperniato nella staffa sagomata (123), a sua volta ingranante con una ralla (126) sostenuta sulla parte superiore della struttura di supporto (7), in modo tale da determinare la rotazione della staffa e del rotore nella stessa direzione del vento, in posizioni diverse.