ITTO20070833A1 - Trasmissione di potenza a mezzo cavo per applicazioni nella generazione eolica e nei winch velici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: TRASMISSIONE DI POTENZA A MEZZO CAVO PER APPLICAZIONI NELLA GENERAZIONE EOLICA E NEI WINCH VELICI.

Descrizione

Il presente brevetto innova la tipicità delle trasmissioni a puleggia tradizionali, dove la dimensione e la massa delle pulegge e delle cinghie è funzionale all'attrito da ottenere, che deve essere superiore alle forze da trasmettere.

I grandi winch usati sulle barche a vela da regata in accoppiamento ai cavi in fibra dall'ottimo rapporto peso/resistenza esemplificano bene una trasmissione discontinua di energia, dove l’attrito necessario sul tamburo viene ottenuto con più avvolgimenti del cavo.

Per aumentare le superici di attrito fra pulegge e cavo ( Figura n. 1 - Particolare 2), senza necessità di più avvolgimenti sul medesimo rotante, e per dare continuità alla trasmissione di energia mediante cavi occorre modificare il sistema dei winch creando speciali pulegge meccanicamente interconnesse fra loro (Figura n. 1 - Particolare 1), con un cavo di lunghezza prestabilita che sia chiuso ad anello (come nelfapplicazione di Figura n. 2 ).

II principio di trasmissione della potenza è assimilabile a quello di una catena di bicicletta con un cavo in trazione ed un cavo in recupero, che chiameremo dormiente (Figura n.2 - Particolari 5 e 6). Il numero delle pulegge interconnesse meccanicamente fra di loro e il numero dei punti di forza collegati varia in funzione delle prestazioni da ottenere.

Applicazione del sistema di trasmissione dell’energia oggetto del presente brevetto alla generazione eolica per rotazione

La generazione di energia in quota dove i venti spirano forti e costanti ha sempre incontrato la difficoltà legata al peso dei sistemi a questo scopo progettati. Uno degli studi più approfonditi sull'argomento è stato condotto per il sistema Skywindpower (www.skvwindpower.comL per il quale è stato realizzato un prototipo che può funzionare solo con una grande intensità del vento; può, infatti, trasformare in energia solo una ridotta percentuale del vento che lo investe, utilizzando la parte restante per il sostentamento della struttura. I componenti principali di un sistema di generazione eolica per rotazione sono il rotore e il generatore, generalmente posto in prossimità del rotore e collegato ad un cavo per la trasmissione a terra dell’energia generata. Per quanto riguarda il rotore, un nostro precedente brevetto, registrato da Sequoia IT, ha proposto un'innovazione volta a ridurre il peso del sistema mediante l’utilizzo di profili alari alleggeriti grazie all'applicazione di tiranti che permettono di emulare le prestazioni di un elica con peso ridotte (Figura n, 2 - Particolare 1). Per quanto riguarda il generatore, sino ad oggi il suo posizionamento era stato pensato in quota per la difficoltà di trasferire a terra l'energia generata. Il peso de I generatore è dunque rimasto il principale ostacolo allo sviluppo della generazione eolica in quota. li presente brevetto fornisce un’innovativa soluzione per la trasmissione a terra dell’energia generata in quota.

Il sistema di trasmissione descritto nell’applicazione eolica opererà in modo differente dall'esemplificazione della bicicletta poiché nel caso della bicicletta si opera una trasmissione di energia fra due punti fissi, mentre nel caso del sistema di generazione eolica in quota vi è un punto mobile in quota e quindi esiste la necessità di avere su detto punto mobile una forza di trazione di direzione opposta e di forza superiore all’energia da trasmettere.

In presenza di vento la forma aerodinamica del generatore eolico (e la sua eventuale integrazione con profili alari che aumentino la portanza o l’utilizzo di mezzi di sostentamento ausiliari più leggeri dell' aria) possono garantire la prevalenza della forza di trazione sull’energia da trasmettere.

La rotazione delle pale del generatore eolico mette in movimento le pulegge (Figura n. 2 -Particolare 3) che esercitano una trazione sul cavo (Figura n. 2 - Particolare 5).

A terra il generatore ad assorbimento di energia variabile (Figura n. 3 - Particolare n. 2) viene messo in rotazione dalla trazione del cavo mediante il proprio sistema di pulegge (Figura n. 3 -Particolare n. 3), determinando un sistema in equilibrio in cui il generatore eolico manterrà stabile la sua posizione in quota.

Un apposito sensore di tensione del cavo (Figura n. 3 - Particolare n. 6) permette di regolare l’assorbimento di energia da parte del generatore. Il blocco della rotazione del sistema a terra produrrà, in presenza di vento, un recupero del generatore eolico per auto trazione sul cavo di trazione. In assenza di vento il recupero del generatore eolico sarà possibile mediante l’accorciamento del cavo dormiente ottenuto con apposito motore. Il recupero avverrà secondo lo stesso principio di un elicottero posto in autorotazione.

Il sistema proposto potrà essere dotato di uno o più rotori meccanicamente interconnessi.

Applicazione dell’innovazione ai winch velici

L’avvolgimento su tamburo rotante di cime sulle quali si debba esercitare una trazione e la movimentazione del tamburo con appositi demoltiplicatori azionati manualmente è operazione di una certa complessità, nonché fonte di pericolo quando si debba procedere a mettere in forza una cima in trazione o procedere al suo rapido rilascio.

L’innovazione proposta evita la necessità di intervenire sulle cime poiché queste possono essere usate in tutte le funzioni richieste senza modificare il loro percorso nelle pulegge, il sistema oggetto del presente brevetto consente, infatti, di operare per trazione del cavo (Figura 4 - Particolare 1), per mantenimento delia trazione o, con semplice trasformazione delle pulegge di trazione in ruote libere più o meno frenate, per liberare più o meno rapidamente la cima stessa.

La completa elimina inutilizzo di un sistema di raccolta della cima libera (Figura 4 - Particolare 2) mediante bobina o con altra tecnologia che eviti il rìschio di incattivamento con cose o persone. La stessa tecnologia vale per azionamenti meccanici automatici oggi realizzati con verricelli a tamburo più complessi e costosi.

Claims (2)

1. Rivendicazioni Con il presente brevetto si rivendicano: 1) Sistema di trasmissione che, utilizzando più pulegge interconnesse (Figura 1) e un cavo secondo l'applicazione di Figura 2, determina un aumento delle superfici di attrito e permette la trasmissione di potenza tra un sistema aerodinamico per la captazione dell'energia eolica posto in quota e un sistema per la trasformazione dell’energia posto a terra.
2. 2) Sistema di trasmissione che, utilizzando più pulegge interconnesse (Figura 1) e un cavo secondo l'applicazione di Figura 4, determina un aumento delle superfici dì attrito e permette la trasmissione di potenza per applicazioni che alternino fasi di trazione con altre di rilascio, come ad esempio nel caso dei winch delle barche a vela.