ITRC20090002A1 - Turbina cinetica auto stabilizzante, supportata da telaio orizzontale incernierato, con due differenti settori idrodinamici concentrici, destinata per impianti di conversione dell'energia dalle correnti d'acqua di marea e/o fluviali - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Turbina cinetica auto-stabilizzante, a differenti settori idrodinamici concentrici, destinata per impianti di conversione dell’energia dalle correnti d’acqua di marea e/o fluviali.

Le correnti d’acqua presenti nei fiumi, sono generate dallo spostamento delle masse acquee all’interno dì canali artificiali o naturali, generate per effetto gravitazionale prodotto dalle differenze di quota presenti lungo il ietto dei loro percorsi. A differenza di queste correnti fluviali, le correnti di marea, sono generate dalla deformazione del livello del mare per l'attrazione gravitazionale combinata dal Sole e dalla Luna, che avviene con periodica regolare (in generale si manifesta coi ripetersi nell'arco di 24 h 50 minuti), corrispondente ai giorno lunare medio, di due innalzamenti (flusso o alta marea) e due abbassamenti (riflusso o bassa marea) del livello marino. I due flussi e i due riflussi si alternano circa ogni sei ore, generando due correnti di senso opposto (correnti marine o di maree), presenti in particolari ambienti acquatici spesso ricadenti in prossimità delle coste o negli estuari dei grandi fiumi. Nella sola Europa la disponibilità di energia che può essere prodotta dalle correnti d’acqua è pari a circa 59 TWh (TeraWattora equivalenti a 59 miliardi di Kilowattora). Le correnti marine, diversamente dalle maree (utilizzate per produrre energia con i grandi bacini delle centrali mareografiche), sono paragonabili a immensi fiumi che scorrono a velocità che in alcuni ambiti possono raggiungere e superare i 5 m/s, per effetto della conformazione costiera, di canali marini, stretti, isole ecc. La tecnologia per l’utilizzo di questa importantissima fonte energetica si basa neH’impiegare macchine che convertono l’energia potenziale cinetica delle correnti d’acqua in energia meccanica, successivamente, per mezzo dei notori (generatore, trasformatore ecc.), ulteriormente trasformata in energia elettrica. La conversione dell’energia cinetica in energia meccanica si attua con i dispositivi meccanici, appartenenti alla classe delle “turbine cinetiche”, congegnate per funzionare in correnti d’acqua senza la necessità di usufruire di un salto. Le tecniche per la realizzazione degli impianti in questo specìfico settore, sono in fase di sviluppo, a causa degli impedimenti determinati dalla necessità di collocare le opere di ancoraggio e di tenuta delle turbine internamente delle correnti d'acqua, rispettando i vincoli imposti a tutela dei contesti naturali interessati. Pur essendo rilevante la similitudine degli argomentati intercettori cinetici rispetto quelli diffusamente impiegati nel settore eolico, (in forte espansione), le opere necessarie per la tenuta delle macchine cinetiche nelle correnti d'acqua, non sono paragonabili alla diffusa pratica applicativa delle opere strutturali del settore eolico, per l'enorme differenza tra l’intensità delle forze di trascinamento che si sviluppano sui rotori d'acqua rispetto l’eolico. Un rotore circolare di cinque metri di diametro, dotato di accessori, sviluppa fino a circa cinque tonnellate di forza di trascinamento durante l’attraversamento in acqua a 2,5 m/s di velocità. Le opere di tenuta delle turbine marine più diffuse, sono costituite da strutture collocate in mare in prossimità dei rotori, ancorate in vari modi ai fondali, per contrastare le enormi forze di trascinamento che possono raggiungere facilmente anche parecchie decine di tonnellate in piccoli impianti. Sono più rare le basi galleggianti finalizzate a sostenere le argomentate turbine, che hanno comportato problematiche sia per le necessarie opere di zavorramento che per il riscontro di inefficienze produttive derivanti dall'instabilità agli assi dei rotori in presenza di moto ondoso. In tutti i casi, gli impianti del settore, hanno il problema dell’imponenza strutturale delle opere di tenuta e conseguentemente della loro collocazione all’interno delle stesse correnti d’acqua. Infatti, la realizzazione di tali opere, per la mole e il luogo di ubicazione, richiede l’impiego di speciali attrezzature marittime nonché il passaggio di cavi elettrici nei fondali, con alti costi di costruzione ed elevata incompatibilità a vari vincoli, limitando la diffusione e lo sviluppo degli impianti. La dimostrazione di quanto affermato è data dalla innumerevole presenza di siti potenzialmente ottimi a recepire l’argomentata tipologia di impianti, rimasti a tutt'oggi liberi, nonostante la crescente necessità dì impiegare questa importantissima fonte rinnovabile e le notorie tecniche per rendere efficienti i rotori destinati sia alle correnti d’acqua veloci, che lente. Il presente trovato, scaturisce dall’approfondimento delle predette probtematiche, operato con specifici studi, condotti con una lunga e paziente ricerca in ambito industriale, supportata da confronti e contatti con i maggiori esperti del settore, di recente incentivati dalla partecipazione al bando www.proqettocrescita.org per l’incubatore di imprese a tecnologia avanzata all’Università della Calabria. L’indirizzo verso la soluzione affrontata, è stato determinato dalle conoscenze specifiche degli ambienti marini, acquisite dal sottoscritto durante il servizio militare in qualità di sottufficiale eco-goniometrista, praticata a bordo di un dragamine (Nave Vischio della Marina Militare Italiana) in operazioni espletate nei fondali dello Stretto di Messina, del Canale di Sicilia, e all’estero. Ripercorrendo i concetti fondamentali della soluzione brevettale RC2Q08A000002, il sottoscritto ha ideato una nuova tipologia di turbina con specifiche proprietà idrodinamiche, che la rendono adatta a spaziare all’interno dei flussi d’acqua autoregolandosi, tenuta da una struttura a telaio orizzontale (incernierato da un estremo). Le combinazioni delle proprietà idrodinamiche della turbina, hanno reso possibile decentrare le opere di fondazione rispetto i luoghi d’impiego delle correnti ottenendo importanti equilibri di autogoverno ed efficienza strutturale. Tali caratteristiche hanno reso compatibile l’impiego di un telaio di collegamento atto a decentrare, sia in termini di distanza che di posizione, tutte le opere di fondazione (esempio sulla costa, sull’argine, ecc.) con innovative applicazioni che assicurano consistenti vantaggi economici ed elevati livelli di compatibilità ambientale. Per tale importante finalità, la nuova turbina è stata dotata di due diversi componenti fluido-meccanici, posti sulla superficie frontale di esercizio, in modo da poter operare indisturbati tra di loro. Per questo, è stato necessario suddividere la sezione circolare complessiva della nuova turbina, in due distinti settori idrodinamici, denominati “ST ed “S2" (per come illustrati nel Disegno Fig. 2) vincolando i rispettivi componenti fluido-meccanici al medesimo asse di tenuta, “1“ (posto verticalmente e al centro), che operano senza interferenze negative nei due settori, circolari e concentrici. In particolare: - nella superficie frontale “S1” (rotore) sono dislocati i sviluppi alari “9” (Disegno Fig. t), (già noti allo stato dell’arte, adeguati alle esigenze applicative) atti a convertire l'energia cinetica delle correnti d’acqua in moto meccanico rotazionale; - nella superficie frontale “S2” verrà apposto uno sviluppo alare "8” (Disegno Fig. 1), (già noto allo stato dell’arte) atto a trasformare l’energia cinetica delle correnti d’acqua in una forza trasversale rispetto la direzione del flusso. L'associazione dei componenti fluido-meccanici per come dislocati nella sezione della turbina, determineranno al passaggio delle correnti d’acqua, lo sviluppo di un’ulteriore forza meccanica “F2” (Disegno Fig. 1) avente una direzione trasversale rispetto quella dì trascinamento "FI''. Le due forze “F1" ed “F2" generate dalle correnti d’acqua, sono distribuite sullo stesso montante “Γ posto al centro della sezione complessiva della turbina, (Disegni Fig, 1 e Fig. 2) e determinano una forza risultante unica “FR" (Disegno Fig. 1). La forza “FR” distribuita sul montante “1” collegato (dagli estremi dello sviluppo alare) ai due membri “2” e “3” (Disegni Fig, 1 e Fig. 2) del telaio di tenuta vincolato alla fondazione mediante cerniera. Il telaio, assicurerà il governo in acqua per il terzo principio della dinamica, reagendo con forze assiali contrarie (priva di momenti significativi), assumendo una direzione che dipende dalle predette “forze esterne", operando a trazione. L’intensità della forza “FI" prodotta dal trascinamento e l’intensità della forza “F2” prodotta dallo sviluppo alare sono legate dal medesimo parametro che scaturisce dalla velocità della corrente che attraversa l’area interessata dalla turbina. La forza risultante “FR” è proporzionabile in funzione alle dimensioni assegnate ai due diametri della corona circolare "SI” da cui scaturisce l’area residua “S2” circolare al centro del rotore. Infatti, modulando opportunamente i rispettivi due settori della turbina, il telaio di tenuta (telaio orizzontale incernierato) assumerà l'inclinazione corrispondente alla risultante “FR" voluta. Ai fini della potenza resa dal rotore della nuova turbina, esiste una relazione dipendente dai diametri della corona circolare "S1” che determinano, sia la potenza resa in KW, che l’angolazione assunta dal telaio rispetto la direzione del flusso di corrente d’acqua che l’attraversa. Nel (Disegno Fig. 6) è riportata la curva delle potenze per una turbina con diametro di 12 metri, azionata da una corrente d’acqua con velocità di 2,0 m/s e di 2,5 m/s, in condizioni di rendimento ottimali, dove sono ipotizzati gli allungamenti dei diversi sviluppi alari posti nella sezione “S2” riferiti agli angoli assunti dal telaio di sostegno della turbina per un’escursione angolare che da 20° arriva fino a 50° rispetto la direzione della corrente d’acqua passante. Per ogni esempio, vengono ipotizzati cinque differenti curve di potenza, al il fine di rappresentare le più significative condizioni di bilanciamento dei settori “S1” ed “S2" dipendenti dall'efficienza del profilo alare “8” posto al centro (più o meno complesso “tozzo” e/o ampio), che condizionerà la dimensione della superficie "8Γ del rotore, da cui è determinata la potenza prodotta dalla turbina, espressa in KW, come rappresentato dalle differenti curve. La straordinaria flessibilità compositiva della macchina, consente un ampio campo applicativo in relazione all’inclinazione migliore che si vuole fare assumere al telaio durante il governo in acqua, modulando semplicemente le due differenti superfici “SI” ed “S2“ che sommate, formano la superficie complessiva dell’argomentata turbina. I coefficienti di potenza impiegati nei rispettivi esempi, (pari a 0,25 e 0,30), sono riferiti al rotore presente nella superficie "81” della turbina e rispecchiano l’altissima condizione di efficienza del modello di macchina, in cui si auspica migliorarne le attese in fase di espletamento delle prove in mare. Le potenza espresse dalle curve, sono state determinate con la nota formula applicata ai fluidi caratterizzati da moto e pressione uniforme espressa in W dove P0= m 1/2 V<2>in cui m è la potenza massica (Kg/s) che attraversa la sezione frontale (“SI" espressa in metri quadrati), V è la velocità del fluido espressa in metri al secondo, mentre la potenza massica m è data dalla densità dell’acqua di 1000Kg/m<3>moltiplicata la velocità V e moltiplicata la superficie in metri quadri della corona circolare “8Γ. Prima della descrizione dettagliata, si elencano solo alcune delle proprietà derivanti dall'impiego della nuova tipologia di turbina su telaio incernierato, per illustrare l’Importanza applicativa della macchina nel settore industriale degli impianti che impiegano l’energia delle correnti di marea e fluviali, e segnatamente:

- la capacità di fare spaziare la sezione frontale dell’intercettore cinetico (S1 S2) all'interno dei flussi di correnti d’acqua, localizzandosi e stazionando in quelli più produttivi,

- l’utilizzo sulla stessa,,faccia di captazione dell’intercettore (S1 52) durante il cambiamento delle direzioni dei flussi d’acqua di marea, per le proprietà della macchina, di (autoregolarsi) riposizionandosi simmetricamente nel telaio di supporto durante i cambiamenti di direzione;

- la capacità di supportare sul medesimo telaio l’abbinamento di più turbine aventi identica direzione ed inclinazione della risultante “FR”, poiché, anche in tale ipotesi, il telaio di supporto (incernierato) non verrebbe interessato e/o sottoposto a momenti strutturali significativi;

- di sviluppare le stesse capacità di autoregolazione e governo nelle correnti d'acqua al variare dell’intensità (velocità) e/o direzione che caratterizzano le correnti negli estuari fluviali e di marea; - si presta a molteplici combinazioni di impiego negli impianti, sia mediante la distribuzione delle turbine lungo il telaio dì supporto, che dalla composizione dei singoli settori (S1 - S2), tali da fare assumere angolazioni volute al telaio strutturale incernierato, esponendo ai flussi ogni singolo intercettore in modo autonomo e/o in tutto o in parte tenendo le superfici frontali sovrapposte; - grazie alia corona circolare del rotore e per il modo di come risulta apposta nel telaio (fissata dal centro) la turbina si presta a supportare facilmente il sistema di trasmissione del moto rotazionale prodotto, sia di un singolo rotore, che dalle varie composizioni derivanti dai possibili abbinamenti operabili su un medesimo telaio, per la sua particolare forma, che permette di supportare agevolmente, uno o più alberi di trasmissione, lungo i membri del telaio, operandone il/i collegamento/i meccanici alia struttura rotante dall’interno del settore “S2" con il sovrastante rotore e in prossimità del montante di tenuta “1” impiegando appositi doppi giunti cardanici;

- le dimensioni della corona circolare “6” rotante apposta nel telaio (vincolata al centro) si presta inoltre come sistema di moltiplicazione di giri, permettendo di eliminare dall’impianto l'impiego di un’ausiliaria macchina “moltiplicatore” eliminando l’uso di oli e dei sistemi di sicurezza necessari; - di poter trasportare il moto rotazionale generato direttamente fuori dall’ambiente acquatico, (evitando il passaggio di cavi in mare e/o l'apposizione di macchine elettriche in acqua);

- dì poter apporre nel telaio, condotte ad aria compressa, che consentono il riempimento di apposite camere di galleggiamento per l’estrazione e l'immissione in acqua della/e turbina/e; -di poter applicare lungo un membro del telaio, un'asta relativa al sistema di sicurezza, interposto tra la turbina/e e una leva in prossimità della cerniera dell’opera di fondazione, capace di fare ruotare Γ intercettore a forma di corona circolare (superficie frontale “SI”), fino a novanta gradi, allorquando il telaio a braccio incernierato, per qualunque causa o guasto, dovesse tendere a inclinarsi oltre l’angolazione prevista, riducendo drasticamente la forza di trascinamento “FI". Ma l'aspetto più incisivo e che caratterizza il presente trovato è costituito dalla possibilità che offre la turbina, nel rendere praticabile il decentramento dell’opera di fondazione necessarie per il suo ancoraggio. Tale decentramento potrà essere operato con l’allungamento del telaio di tenuta della/e turbina/e e con l'angolazione più idonea che si vorrà fare assumere al telaio durante l’esercizio nelle correnti d'acqua (determinabile modulando i due settori idrodinamici impiegati nella/e turbina/e), con nuove ed innovative soglie economiche di costruzione e una straordinaria compatibilità ambientale. Sono questi i requisiti che costituiscono l’aspetto più importante che caratterizza il presente trovato prestandosi all’Impiego in forma industriale per la realizzazione di innovativi impianti marini, nonché a ristrutturare e riadattare quelli esistenti, offrendo nuove formule applicative negli impianti che interessano egli estuari dei fiumi in prossimità dei luoghi dove si manifestano condizioni di rilevanti mutamenti di quota delle maree, e/o per grandi fiumi. La nuova turbina è composta dai due distinti settori idrodinamici (S1 S2) rappresentati nel disegni allegati aventi forme circolari concentriche per come di seguito precisato:

a) Un primo settore di superficie frontale (S2) della turbina è costituita dall'area a forma circolare posta al centro, delimitata dalla successiva circonferenza rotante “6" (appartenente al settore idrodinamico successivo (Sf). In questa porzione della superficie d'esercizio della turbina, viene collocato al centro, in posizione verticale, uno sviluppo alare “8", (che per le correnti di marea, sarà del tipo biconvesso simmetrico per esercitare le sue proprietà in entrambe le direzioni), con dimensioni di poco inferiore al diametro delia sovrastante struttura rotante. Lo sviluppo alare “8”, sarà tenuto da un asse centrale T Disegni Fig. 1, 2, 3, 4, avente funzione di montante nella strutura che compone il telaio orizzontale e la caratteristica di restare in posizione verticale durante l’esercizio e al centro rispeto l'area descritta, che dì quella complessiva (superficie frontale della macchina). Lo sviluppo alare “8”, potrà avere anche un'estensione della corda variabile in modo da aumentare la sua capacità di spinta e poter ruotare liberamente all'interno della porzione centrale della turbina (Disegno Fig. 5) posizioni “4” e “5” . La sezione maggiore della corda sarà al centro del montante (vedesi indicazione Disegni Fig.1. 2, 3, 4), e le due sezioni più piccole della corda saranno agli estremi in prossimità dei membri “2" e “3’' che compongono il telaio orizzontale di tenuta. Un impiego di tale tipologìa di sviluppo alare a sezione variabile, (Es. profilo NACA0012 ad alta efficienza della forza “F2”) dove lo sviluppo alare, assumerà una forma “tozza” per essere apposto nel montante “Γ costantemente ad 1⁄4 della lunghezza della corda. La limitazione deN’inclinazione, si otterrà mediante semplice fermi “4" (fine corsa) (Disegno Fig. 5) previsti tra la corda di sezione inferiore e il corrispondente membro “2” e “3”. Tale condizione, caratterizza la proprietà della turbina ad autoregolarsi, internamente alle correnti d’acqua , indipendentemente dalla direzione assunta della corrente. Infatti, per la posizione del profilo posto ad 1⁄4 della lunghezza della corda, il flusso farà ruotare lo sviluppo alare (vedesi indicazioni “5“ Disegno Fig. 5), fino a raggiungere l'angolazione “alfa” Disegno Fig. 1 necessaria alla massima portanza “F2” (circa 12 gradi rispetto la direzione del flusso) spingendo l'intera turbina in direzione opposta rispetto alla costa o aH’argine. L’equilibrio contro la forza di trascinamento, è mantenuto sia per una sola direzione (fiume) che nei casi di cambiamenti di direzione delle maree con due fermi “4" grazie allo sviluppo alare biconvesso simmetrico descrito (che potrà ruotare sul piano orizzontale nell’asse “1" a 1⁄4 di corda), regolabili con blocco nel telaio di tenuta "2” “3", per ritornare (in assenza di flusso) nella posizione iniziale (Disegno Fig. 5) per mezzo di sistema a molla o similare. La struttura costituisce il braccio di tenuta della turbina, che dipartendosi dal luogo prescelto per la fondazione è opportunamente incernierato a! fine di supportare le escursioni della/e turbina/e, spaziandola in un preciso ambito acquatico. Sopra i rispettivi ed opposti membri “2" “3” a cui è fissato il predetto sviluppo alare centrale “8", sono apposti in prosecuzione, in asse con la struttura ed incernierate, due montanti simmetrici atti a supportare due o più ruote a binario “7". Le ruote<u>7 ", dotate di asse di rotazione orizzontale proprio, supporteranno la rotazione dell’anello strutturale (dentato e dotato di appositi sviluppi alari) “6” tenuto vincolato dall'interno della sua circonferenza, sui due opposti membri di tenuta “2” “3" costituenti il telaio, permettendogli la rotazione del settore superiore "SI" all’esterno del descritto asse centrale di tenuta “1”, che assumerà nella struttura del telaio il ruolo di montante. Il collegamento operato tra l’anello strutturale del rotore “SI” e il montante “1” passante nello sviluppo alare “8”, permette una rotazione completa sul piano verticale del settore “S1” per mezzo delle ruote a binario “7”, nonché per le due cerniere che collegano la struttura di tenuta delle ruote “7” sul montante “Γ, verrà consentita anche la rotazione parziale sul piano orizzontale di tutta la corona circolare rotante “SI", fino all'intersezione dell’anello strutturale "6" con i due membri “2” “3" facenti parte della struttura di tenuta della turbina. Lungo i membri “2” e/o “3” della struttura, sarà apposto l'albero di trasmissione del moto rotazionale ricavato dalla porzione di turbina a forma di corona circolare. L’albero di trasmissione pertanto potrà attraversare agevolmente una o più turbine essendo dislocato internamente alla corona circolare rotante. Il collegamento di una o più turbine al medesimo albero di trasmissione potrà essere operato in prossimità del luogo di intersezione con la predetta ruota a binario T, che sostiene l’anello strutturale rotante "6”, mediante il collegamento operato con i noti giunti cardanici, al fine di raccordare l'asse di trasmissione rispetto alle molteplici posizioni angolari assunte dalla girante “S1” sul telaio di tenuta, permettendo di impiegare nello stesso telaio strutturale di tenuta un identico albero di trasmissione per l'apposizione di una o più turbine in serie. Inoltre, potranno essere operati abbinamenti di più turbine con differenti sensi di rotazione, al fine di compensare i momenti di torsione operanti in fase di azionamento del generatore, a questo potrà essere operata una distribuzione con sensi opposti di rotazione alternati tra una turbina e l’altra, che potranno essere agevolmente raccolti su almeno due distinti alberi di trasmissione come sopra descritti e dislocati su uno o due opposti membri “2” “3” del telaio. Un’altra importante funzione, che potrà essere supportata dalla turbina è la strutturazione della trasmissione moltiplicata facilmente ottenìbile dalla grande corona rotante “6” a cui viene collegato l’organo di trasmissione in appositi ingranaggi ottenendo agevolmente i giri necessari al generatore di corente elettrica posto esternamente ail’ambiente acquatico.

b) Un secondo settore di superficie frontale S1 della turbina è costituita dall'area circolare superiore rispetto a quella appena descritta. La seconda porzione avrà la forma di corona circolare e interesserà la superficie “S1” posta in prosecuzione di quella “S2”. La struttura perimetrale circolare “6“, ruoterà intorno al montante del telaio orizzontale Ί”, attraverso un sistema di ruote “7” che supportano l’incastro “al tipo guida a binario prescelta”. Inoltre, la struttura circolare rotante “6” della turbina consentirà una rotazione sul piano orizzontale in asse con il montante "1” del telaio in modo da restare sempre perpendicolare ai flussi passanti (vedesi Fig. 3, 4 e 5) grazie alla struttura con cui e formato il braccio. Sulla parte esterna della struttura ad anello “6”, di forma a ghiera, verranno apposti i sviluppi alari adeguati ai tipo di correnti “9”, che spazzeranno entro l’area frontale contenuta nella corona circolare superiore "S1”. I sviluppi alari apposti nell’area della corona circolare “S1", tenuti vincolati all’anello rotante “6”, avranno un attacco decentrato “10” rispetto al binario di ancoraggio “11" posto internamente alla sovrastante superficie a ghiera (Disegno Fig. 1), al fine di creare un adeguato momento necessario a fare stazionare la corona “S1" frontale rispetto i flussi di acqua passanti. Il numero degli sviluppi alari disposti sulla ghiera e la loro apertura alare, saranno del tipo e forma nota allo stato deU'arte. Nella composizione delle turbine sui telaio, potrà essere adoperata la tecnica in ordina all’abbinamento di rotazioni inverse, stante la semplicità di collegamento meccanico della trasmissione (esempio prevedendo una corona dentata a binario Ί Γ (Fig. 1) con trasmissione dentata a una ruota “7” (Fig. 2) ad ingranaggio e decentrata da giunti cardanici sull’albero/i di trasmissione (Fig. 5) opportunamente dotato di eventuali allungamenti telescopici. DESCRIZIONE FUNZIONAMENTO E VERSATILITÀ’ D’IMPIEGO. Partendo dalle quote batimetriche di un sito di collocazione, si determinerà il diametro della turbina. Bilanciando le distinte aree che compongono i due settori delle turbina, potrà essere predeterminato l'assetto angolare più idoneo voluto dall'Inclinazione del braccio di tenuta sul piano orizzontale (Fig. 5) prevedendo la posizione dell’opera di fondazione e la composizione migliore sul telaio.

1 tridimensionali Disegno Fig. 3 e 4 (se bene privi di sviluppi alari della girante) rappresentano l'assetto dei componenti relativi alla singola turbina, durante una corrente di marea, rispettivamente, scendente e montante. Pertanto, grazie alla particolare conformazione il braccio di tenuta orizzontale, potrà essere incernierato (secondo le varie esigenze dei siti di collocazione), o direttamente ad una fondazione fissa costituita su palo (Disegno Fig. 5), oppure adeguando l’opera di fondazione necessaria, o mediante una struttura ausiliaria, che permette di supportarne l’asse di rotazione del telaio mediante l’apposizione di un’ulteriore struttura fissa secondaria, debitamente ancorata e composta da almeno un quadrilatero articolato (con due lunghi membri uguali tra loro disposti simmetricamente in verticale e collegato mediante la cerniera al braccio orizzontale che supporta le turbine. In tale ultima ipotesi, la struttura ausiliaria avrà un telaio incernierato con i due identici membri e almeno una biella (posta in corrispondenza della cerniera di supporto al braccio orizzontale delle turbine. Attraverso il telaio incernierato e l’eventuale telaio ausiliario, si trasporterà all’esterno il moto meccanico prodotto dalla turbina. In questo caso le opere di fondazione dovranno essere dislocate completamente all’esterno e con almeno una triangolazione di adeguate opere di ancoraggio. La parte interessante è l’abbinamento possibile delle turbine in relazione all’angolazione del braccio, operabile sia (prevedendo le giranti tutte esposte alla corrente ma con minore area frontale) o con parziale sovrapposizione delle aree frontali (ma con maggiore dimensione e maggiore distanza) come da curve di potenza (Prospetto Disegno Fig. 6).

CASI PASRTICOLARI: 1) In presenza di elevate differenze di quote delia marea o del fiume, potrà essere collocato, un regolatore di quota del telaio, mediante un galleggiante “12" posto in prossimità dell’opera di fondazione {Disegno Fig, 5) che accompagna tenendo a quota costante lo stazionamento del telaio (cavi “13”) rispetto la superfìcie dello specchio d’acqua. L’apposizione del galleggiante dovrà essere operato in prossimità delia fondazione di tenuta (dove il telaio è incernierato) facendo si che lo stesso possa scorrere lungo la fondazione per un’escursione pari alle differenze dì quote delle maree (Sezione Disegno Fig. 5). 2) In presenza di moto ondoso, potrà essere operato, un ulteriore snodo “14" (Fig. 5) alla struttura del telaio che supporta la/e turbina/e, consentendogli di poter ruotare anche sul piano verticale, al fine potersi flettere in verticale per contrastare le forze dal moto ondoso. In tale circostanza, sarà opportuno, dotare il telaio fisso di uno o più limitatori di escursione nel piano verticale nel caso di massima inclinazione, evitando di fare urtare i sviluppi alari del settore “S1" nel fondale. Si ricorda che, la struttura ed i sviluppi alari dovranno essere galleggianti per tenere in sospensione e/o adeguatamente verso l’alto il telaio. 3) Per l'istallazione della turbina, nei fiumi ad una sola direzione di scorrimento delle correnti, lo sviluppo alare biconvesso simmetrico “8" dovrà essere sostituito da altro tipo con caratteristiche unidirezionali, avente una adeguata efficienza di sviluppare la forza “F2” senza la necessità di sopperire alia bi-direzionalità.

In conclusione, si precisa che i particolari di esecuzione, le dimensioni, i materiali, la forma, il tipo dei sviluppi alari, gli accessori delle turbine, gli ancoraggi, il sistema di composizione delle turbine e del telaio, gli accessori del braccio di tenuta, gli organi impiegati per operare la trasmissione meccanica, i sistemi di sicurezza citati, gli accessori indicati, i disegni nelle forme, soluzioni e proporzioni impiegate, potranno comunque variare senza modificare i concetti senza pertanto uscire dall’ambito del trovato e quindi dal dominio della presente privativa industriale.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Turbina cinetica auto-stabilizzante a doppia azione idrodinamica con sezione circolare per correnti d’acqua composta da una girante destinata a convertire l’energia cinetica del fluido in energia meccanica, detta girante essendo costituita da una struttura formata da sviluppi alari uniti tra di loro, caratterizzata dal fatto che detta girante ha la geometria della sezione frontale a forma di una corona circolare, che ruota sostenuta da almeno un montante verticale rispetto al piano del livello del mare in cui è apposto uno sviluppo alare vincolato al medesimo montante passante internamente alla sezione della corda di detto sviluppo alare, detta girante ruota rispetto al montante vincolato ad una guida circolare ad anello posta nella circonferenza interna della corona circolare della stessa girante, consentendo una rotazione di detta girante sul montante di tenuta che permetterà alla stessa girante di restare sempre frontale rispetto le direzioni assunte dalle correnti d’acqua.
2. 2) Turbina secondo la rivendicazione 1) caratterizzata dal fatto che lo sviluppo alare verticale ruota internamente alla parte vuota della girante fino a raggiungere l’angolazione che sviluppa la massima efficienza in termini di portanza, e che detto sviluppo alare verticale ha la sezione biconvessa simmetrica.
3. 3) Turbina secondo la rivendicazione 2) caratterizzata dal fatto che detto sviluppo alare verticale è attraversato dal montante in un punto decentrato rispetto la lunghezza della sezione della corda, in modo da poter essere ruotato in un verso o nell’altro sospinto dalla corrente dell’acqua.
4. 4) Turbina secondo la rivendicazione 3) caratterizzata dal fatto che l’escursione angolare dello sviluppo alare verticale è limitata sia in un senso che nell’altro da un fine corsa.
5. 5) Turbina secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detta turbina è sostenuta da un telaio, formato da almeno due membri paralleli che si uniscono al montante della turbina per la tenuta in acqua in modo da poter ruotare.
6. 6) Turbina secondo la rivendicazione 5) caratterizzata dal fatto che il telaio è incernierato ad un estremo ad un’opera di fondazione in modo che possa ruotare spaziando immerso in un piano orizzontale parallelo a quello del livello del mare.
7. 7) Turbina secondo la rivendicazione 5) caratterizzata dal fatto che sullo stesso telaio sono montate più turbine.
8. 8) Turbina secondo la rivendicazione 6) caratterizzata dal fatto che il telaio possiede uno snodo in prossimità dell’estremo incernierato all’opera di fondazione.
9. 9) Turbina secondo la rivendicazione 8) caratterizzata dal fatto che lo snodo è realizzato con un quadrilatero articolato avente la biella coincidente con il montante e un piede lungo il telaio di tenuta delle turbine.
10. 10) Turbina secondo la rivendicazione 5) caratterizzata dal fatto che il telaio è incernierato con una cerniera scorrevole lungo l’asse di rotazione.