ITTO930899A1

ITTO930899A1 - WIND MOTOR WITH BLADE PROPELLER INCLINABLE IN THE WIND DIRECTION

Info

Publication number: ITTO930899A1
Application number: IT000899A
Authority: IT
Inventors: Sergio Burroni
Original assignee: Sec S R L
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-05-26
Also published as: IT1261363B; ITTO930899A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Motore eolico con elica a pale inclinabili nel la direzione del vento? DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Wind motor with propeller with tilting blades in the direction of the wind?

La presente invenzione riguarda un motore eolico del tipo comprendente una base destinata ad essere montata in modo girevole attorno ad un asse verticale alla sommit? di un sostegno, la base portando un'elica avente una pluralit? di pale solidali in rotazione ad un mozzo sopportato in modo girevole dalla base attorno ad un asse che nell'impiego ? sostanzialmente parallelo alla direzione del vento. The present invention relates to a wind motor of the type comprising a base intended to be mounted rotatably about a vertical axis at the top. of a support, the base carrying a propeller having a plurality? of blades integral in rotation to a hub rotatably supported by the base about an axis which in use? substantially parallel to the wind direction.

Sono noti motori eolici impiegati per trasformare l'energia eolica in energia meccanica che utilizzano un'elica che nell'impiego di dispone con il proprio asse di rotazione parallelo alla direzione del vento. Wind motors are known used to transform wind energy into mechanical energy which use a propeller which in use has its axis of rotation parallel to the direction of the wind.

I motori eolici lavorano per la maggior parte del tempo con velocit? del vento di intensit? mediobassa (10-30 km/h), mentre per una frazione del tempo di lavoro che ? stimabile nell'intorno del 10% il motore si trova a lavorare con velocit? molto basse oppure molto alte, che in alcuni casi possono raggiungere valori di 100 km/h con punte fino a 150 km/h. Il motore eolico deve quindi essere dimensionato in modo che la potenza normale di funzionamento del generatore elettrico e dell?elica si ottenga con velocit? del vento medio-basse. Tuttavia; si incontrano delle difficolt? nel dimensionare il motore in modo che questo non si danneggi con altissime velocit? del vento. Wind motors work most of the time with speed? of the wind intensity? medium-low (10-30 km / h), while for a fraction of the working time what? estimated at around 10%, the motor is found to work with speed? very low or very high, which in some cases can reach values of 100 km / h with peaks up to 150 km / h. The wind motor must therefore be sized so that the normal operating power of the electric generator and the propeller is obtained with speed? medium-low wind. However; do you encounter any difficulties? in dimensioning the motor so that this is not damaged with very high speeds? of the wind.

A questo scopo vengono in genere utilizzate delle eliche con pale ad incidenza variabile, in cui le pale sono associate ad un meccanismo che varia l'angolo di incidenza della pala rispetto alla direzione del vento in funzione della velocit? del vento. Tale meccanismo ? molto complesso e costoso ed inoltre presenta un tempo di intervento che rende impossibile un'istantanea variazione dell'incidenza delle pale in presenza di improvvise folate di vento. For this purpose, propellers with variable incidence blades are generally used, in which the blades are associated with a mechanism that varies the angle of incidence of the blade with respect to the direction of the wind as a function of speed. of the wind. Such a mechanism? very complex and expensive and also has an intervention time that makes it impossible to instantly change the incidence of the blades in the presence of sudden gusts of wind.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di superare gli inconvenienti della tecnica anteriore, realizzando un motore eolico di basso costo, di funzionamento sicuro e di facile attuazione. The present invention has the purpose of overcoming the drawbacks of the prior art, realizing a low-cost, safe operating and easy-to-operate wind motor.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto realizzando un motore eolico del tipo sopra precisato, caratterizzato dal fatto che ciascuna pala ? articolata al mozzo attorno ad un asse ortogonale all?asse di rotazione dell'elica ed ? suscettibile di disporsi con il proprio asse longitudinale inclinato rispetto alla direzione del vento. According to the present invention, this object is achieved by realizing a wind motor of the type specified above, characterized in that each blade? articulated to the hub around an axis orthogonal to the axis of rotation of the propeller and? capable of arranging itself with its longitudinal axis inclined with respect to the direction of the wind.

Il motore eolico secondo l?invenzione comprende un dispositivo di richiamo pretarato, preferibilmente di tipo elastico, che fa s? che le pale si inclinino soltanto quando il vento supera una velocit? prestabilita a cui corrisponde circa il 90% della potenza del motore. The wind motor according to the invention comprises a pre-calibrated return device, preferably of the elastic type, which does s? that the blades tilt only when the wind exceeds a speed? which corresponds to about 90% of the engine power.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become evident in the course of the detailed description which follows, given purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la fig.1 ? una vista prospettica schematica di un motore secondo la presente invenzione, fig. 1? a schematic perspective view of an engine according to the present invention,

le figg.2 e 3 sono viste laterali del motore di fig.l in due diverse configurazioni di lavoro, e la fig.4 ? un diagramma della potenza erogata in funzione della velocit? del vento per un motore eolico secondo la presente invenzione. Figures 2 and 3 are side views of the motor of Figure 1 in two different working configurations, and Figure 4? a diagram of the power delivered as a function of the speed? wind for a wind engine according to the present invention.

Riferendosi alle figg.l a 3, con 1 ? indicato un motore eolico comprendente una base 2 che viene montata alla sommit? di un sostegno verticale 4 in modo girevole attorno ad un asse verticale 6. Referring to Figures 1 to 3, with 1? indicated a wind motor comprising a base 2 which is mounted at the top? of a vertical support 4 rotatably about a vertical axis 6.

La base 2 porta un'elica 8 costituita da una pluralit? di pale 10 solidali in rotazione ad un mozzo 12 portato dalla base 2 in modo girevole attorno ad un asse orizzontale 14. La rotazione della base 2 attorno all'asse verticale 6 permette di disporre l?asse di rotazione dell?elica 14 parallelamente alla direzione del vento. Il mozzo 12 ? collegato ad un generatore di energia elettrica di tipo sincrono od asincrono che pu? essere disposto nella base 2 oppure nel sostegno verticale 4. The base 2 carries a helix 8 consisting of a plurality of of blades 10 integral in rotation to a hub 12 carried by the base 2 in a rotatable way around a horizontal axis 14. The rotation of the base 2 around the vertical axis 6 allows the axis of rotation of the helix 14 to be arranged parallel to the direction of the wind. Hub 12? connected to a synchronous or asynchronous electricity generator that can? be arranged in the base 2 or in the vertical support 4.

In alternativa, il mozzo pu? essere collegato ad una dinamo oppure ad una pompa o simili macchine operatrici . Alternatively, the hub can? be connected to a dynamo or to a pump or similar operating machines.

Secondo la presente invenzione, ciascuna pala 10 ? articolata al mozzo 12 attorno ad un rispettivo asse ortogonale all?asse di rotazione dell'elica 14, in modo che ciascuna pala 10 sia suscettibile di disporsi con il proprio asse longitudinale inclinato rispetto alla direzione del vento indicata nelle figg.2 e 3 dalle frecce V. According to the present invention, each blade 10? articulated to the hub 12 around a respective axis orthogonal to the rotation axis of the propeller 14, so that each blade 10 is capable of arranging itself with its longitudinal axis inclined with respect to the direction of the wind indicated in figs. 2 and 3 by the arrows V.

Come ? visibile da un confronto delle figg.2 e 3, l?inclinazione delle pale 10 riduce l?area utile di lavoro dell?elica e permette di sopportare elevate velocit? del vento senza ricorrere ad un sovradimensionamento strutturale del motore. How ? visible from a comparison of figs. 2 and 3, the inclination of the blades 10 reduces the useful working area of the propeller and allows it to withstand high speeds. wind without resorting to structural oversizing of the engine.

Le pale 10 sono associate ad un dispositivo di richiamo indicato nel suo insieme con 16 che con velocit? del vento inferiore ad una soglia prestabilita mantiene le pale 10 nella configurazione di fig. The blades 10 are associated with a return device indicated as a whole with 16 which with speed? wind speed lower than a predetermined threshold keeps the blades 10 in the configuration of fig.

2, cio? con il loro asse longitudinale sostanzialmente ortogonale all?asse di rotazione dell?elica. 2, that is? with their longitudinal axis substantially orthogonal to the rotation axis of the propeller.

Il dispositivo di richiamo 16 comprende, per ciascuna pala 10, un elemento elastico estensibile 18 di forma allungata le cui estremit? sono articolate alla rispettiva pala e ad un corpo 20 solidale in rotazione al mozzo 12. The return device 16 comprises, for each blade 10, an extensible elastic element 18 of elongated shape, the ends of which? they are articulated to the respective blade and to a body 20 integral in rotation to the hub 12.

Il diagramma di fig.4 riporta schematicamente la curva della potenza erogata dal motore in funzione della velocit? del vento. Il ginocchio della curva rappresenta la soglia di taratura del dispositivo di richiamo 16, oltre la quale le pale si inclinano rendendo molto meno marcata la crescita della potenza in funzione della velocit? del vento. Il motore eolico viene dimensionato in modo che il ginocchio della caratteristica potenza-velocit? del vento sia situato nel campo di velocit? che si manifesta con la maggiore frequenza nel luogo di installazione del motore . The diagram in fig. 4 schematically shows the curve of the power delivered by the engine as a function of the speed? of the wind. The knee of the curve represents the calibration threshold of the return device 16, beyond which the blades incline, making the increase in power as a function of speed much less marked. of the wind. The wind motor is sized so that the knee of the power-speed characteristic? of the wind is located in the speed range? which occurs most frequently in the place of installation of the motor.

Il motore secondo la presente invenzione pu? essere dotato di un numero di pale superiore a quello dei tradizionali motori eolici con pale ad incidenza variabile, poich? l'aumento del numero delle pale non determina un?eccessiva complicazione del motore come avviene invece nei motori tradizionali a causa del complesso meccanismo per variare l?incidenza delle pale. L?inclinazione delle pale 10 con raffiche di vento si verifica istantaneamente senza ritardi dovuti a meccanismi attuatori, per cui risulta ridotto il rischio di danneggiamento in presenza di raffiche di vento brevi e di elevata intensit?. The engine according to the present invention can? be equipped with a number of blades higher than that of traditional wind motors with variable incidence blades, since? the increase in the number of blades does not cause an excessive complication of the motor as it happens instead in traditional motors due to the complex mechanism for varying the incidence of the blades. The inclination of the blades 10 with gusts of wind occurs instantaneously without delays due to actuator mechanisms, so that the risk of damage in the presence of short and high intensity gusts of wind is reduced.

Claims

CLAIMS 1. Wind motor comprising a base (2) intended to be rotatably mounted around a vertical axis (6) at the top? of a support (4), the base carrying a helix (8) having a plurality of of blades (10) integral in rotation to a hub (12) rotatably supported by the base (2) around an axis (14) which in use? substantially parallel to the direction of the wind, characterized by the fact that each blade (10)? articulated to the hub (12) around an axis orthogonal to the rotation axis of the propeller (14) and? capable of arranging itself with its longitudinal axis inclined with respect to the direction of the wind.

2. Wind motor according to claim 1, characterized in that it comprises a return device (16) which tends to keep the blades (10) in a position in which their longitudinal axis? substantially orthogonal to the rotation axis of the helix (14).

3. Wind motor according to claim 2, characterized in that said return device (16) comprises for each blade (10) an elastic element (18) which is loaded by effect of the inclination of the blade (10) in the direction of the wind .

4. Wind motor according to claim 3, characterized in that said elastic element (18)? made in the form of an elongated extensible member having a first end articulated to the respective blade (10) at a point spaced from the axis of articulation of the blade (10) to the hub (12) and a second extremity articulated to a body (20) integral in rotation to the hub (12)