ITTO20090028U1 - Volano perfezionato - Google Patents

Description

Descrizione tecnica del modello di utilità dal titolo:

Volano perfezionato

Forma oggetto del presente trovato un volano perfezionato nella sue caratteristiche di accumulo di energia meccanica.

Sono note, allo stato della tecnica, poche realizzazioni di prodotti similari. Un volano ha solitamente la forma di una ruota o disco appositamente sagomato per aumentare il momento d'inerzia dell'albero al quale è applicato. Esso tende ad opporsi ad ogni tentativo di variazione della sua velocità angolare, stabilizzando la rotazione di un albero quando viene applicato un momento torcente periodico, come nei motori a pistoni, oppure quando il carico applicato è intermittente, come per esempio nelle pompe a pistoni e nei magli.

Ad esempio, quando la rotazione dell'albero a gomiti non è uniforme poiché nei cilindri si susseguono fasi utili e fasi passive, al fine di renderla il più possibile omogenea, (ovverosia per ridurre le accelerazioni e le decelerazioni) si impiega il volano fissato a una estremità dell'albero motore, che accumula energia meccanica durante le fasi utili per restituirla durante quelle passive.

Inoltre, il volano è utilizzato per accumulare l'energia meccanica prodotta da un motore di bassa potenza su un lungo periodo per rilasciarla ad alta potenza in un breve istante.

I volani solitamente hanno un grande diametro (come è particolarmente evidente nelle vecchie macchine a vapore) e la maggior parte della massa disposta sul perimetro, collegato al mozzo per mezzo di raggi. In questo modo il loro peso è limitato, mentre il loro momento d'inerzia resta quello desiderato.

L'energia cinetica accumulata da un volano è E = 0,5 I ω ^2 dove I è il momento d'inerzia della massa rispetto al centro di rotazione e ω è la velocità angolare. Poiché il momento d'inerzia di un sistema di particelle è proporzionale alla massa delle particelle ed alla distanza di queste dal centro di rotazione, si ha che la capacità di accumulo di energia in un volano aumenta oltre che con l'aumentare della velocità di rotazione, con l'aumentare della massa e della distanza di questa dal centro.

L'uso del volano per accumulare energia nei veicoli offre un migliore rapporto capacità energetica/massa rispetto alle batterie. In particolare, il volano è impiegato nei tram, dove le limitazioni di peso e volume sono meno stringenti rispetto all'automobile. La sua funzione è quella di accumulare l'energia cinetica recuperata durante le frenate e, nelle applicazioni più evolute, l'energia prodotta da celle a combustibile, per impiegarla durante l'accelerazione. Sono inoltre noti, studi teorici di tram a volano privi di motore, dove il volano è frequentemente ricaricato presso apposite stazioni.

Uno scopo del trovato oggetto della presente invenzione è quello di fornire una soluzione al problema tecnico della ridotta efficienza dei volani di piccole dimensioni.

Il trovato oggetto della presente invenzione realizza gli scopi prefissati in quanto trattasi di un volano perfezionato nelle caratteristiche di accumulatore di energia meccanica comprendente un disco alloggiato all’estremità di un albero con le caratteristiche precisate nella rivendicazione 1.

Questi ed altri vantaggi appariranno nel corso della descrizione dettagliata dell'invenzione che farà riferimento specifico alla tavola 1/1 nella quale si rappresenta un esempio di realizzazione preferenziale del presente trovato assolutamente non limitativo.

<In particolare:>

<• la Fig. 1 mostra la vista laterale del trovato;>

• la Fig. 2 rappresenta la vista laterale esplosa del trovato di cui

<alla Fig. 1, con evidenziata la distribuzione dei carichi;>

• la Fig. 3 mostra un esempio di realizzazione di caricodistribuito del volano.

Con riferimento alle suddette figure, il volano perfezionato secondo il modello d’utilità è indicato genericamente con 1. Esso comprende un disco 2, alloggiato all’estremità di un albero 3, con una pluralità di settori 4 giacenti su un piano, con asse passante per il centro di rotazione 5 del disco 2, di pari area di base caratterizzato dal fatto che detti settori 4 hanno una differenza di massa pari ad almeno un’unità di massa campione, definita come differenza minima di massa di due settori 4 del disco 2 nonché massimo comune denominatore tra le masse degli stessi settori (4).

Inoltre, detto disco 2 è caratterizzato dal fatto che una coppia di settori 4 opposti, giacenti su un piano con asse passante per il centro di rotazione 5 del disco 2, ha una differenza di massa pari ad un multiplo di unità campione maggiore di uno.

Ogni settore 4 ha una massa uniformemente distribuita.

Detto disco 2 è alloggiato per mezzo di elementi di minimizzazione degli attriti quali, ad esempio, bronzine, cuscinetti, boccole, su elementi fissi o mobili e ruota sull’albero 3 in entrambe le direzioni come indicato in Fig.2.

In una realizzazione particolare, il disco 2 è un componente di un sistema cinematico complesso costituito da una pluralità di dischi 2 in serie e/o in parallelo.

Con riferimento esemplificativo al sistema integrato di Fig. 3, detto volano perfezionato 1, in una realizzazione particolare, è caratterizzato dal fatto di comprendere 10 settori circolari di cui settori opposti con carico unitario rispettivamente 9-5,5-6,4-5. Una coppia di settori 4 opposti ha una differenza di massa pari a 4 unità campione, maggiore di una unità, ottenuta dalla differenza tra 9 e 5 mentre le restanti coppie di settori hanno una differenza di unità di massa campione pari ad una unità ottenuta dalla differenza tra 5 e 6 e 4 e 5.

Naturalmente la forma di realizzazione sopra presentata è soltanto un esempio non limitativo di realizzazione del trovato.

L’idea del trovato è dunque quella di accumulare energia cinetica.

I vantaggi del volano in oggetto sono evidenti: innanzitutto, quello di incrementare l’efficienza del volano, ed in particolare di quelli di ridotte dimensioni, per mezzo della distribuzione del carico; utilizzo flessibile in disparati settori della meccanica; inoltre ha una notevole facilità d’uso; ed infine, è di semplice industrializzazione e posa in opera.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Volano perfezionato, comprendente un disco (2), alloggiato all’estremità di un albero (3), con una pluralità di settori (4) giacenti su un piano, con asse passante per il centro di rotazione (5) del disco (2) di pari area di base caratterizzato <dal fatto che:> • detti settori (4) hanno una differenza di massa pari adalmeno un’unità di massa campione, definita come differenza minima di massa di due settori (4) del disco (2) nonché massimo comune denominatore tra le masse <degli stessi settori (4).> • detto disco (2) comprende una coppia di settori (4)opposti giacenti su un piano con asse passante per il centro di rotazione (5) del disco (2) hanno una differenza di massa pari ad un multiplo di unità campione maggiore di uno.
2. 2) Volano secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto settore (4) ha una massa uniformemente distribuita.
3. 3) Volano secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto disco (2) ruota in entrambe le direzioni.
4. 4) Volano secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto disco (2) è alloggiato su elementi fissi o mobili.
5. 5) Volano secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto disco (2) è un componente di un sistema cinematico complesso costituito da una pluralità di dischi (2) in serie.
6. 6) Volano secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto disco (2) è un componente di un sistema cinematico complesso costituito da una pluralità di dischi (2) in parallelo.
7. 7) Volano secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto disco (2) è alloggiato all’ albero per mezzo di elementi di minimizzazione degli attriti quali, ad esempio, bronzine, cuscinetti, boccole.
8. 8) Volano secondo una delle rivendicazioni precedenti per uso in funzione di accumulatore di energia cinetica in tutti i settori della meccanica.