ITTO930899A1 - Motore eolico con elica a pale inclinabili nella direzione del vento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Motore eolico con elica a pale inclinabili nel la direzione del vento?

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

la fig.1 ? una vista prospettica schematica di un motore secondo la presente invenzione,

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.

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.

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.

In alternativa, il mozzo pu? essere collegato ad una dinamo oppure ad una pompa o simili macchine operatrici .

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.

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.

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.

2, cio? con il loro asse longitudinale sostanzialmente ortogonale all?asse di rotazione dell?elica.

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.

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 .

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?.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore eolico comprendente una base (2) destinata ad essere montata in modo girevole intorno ad un asse verticale (6) alla sommit? di un sostegno (4), la base portando un?elica (8) avente una pluralit? di pale (10) solidali in rotazione ad un mozzo (12) sopportato in modo girevole dalla base (2) attorno ad un asse (14) che nell?impiego ? sostanzialmente parallelo alla direzione del vento, caratterizzato dal fatto che ciascuna pala (10) ? articolata al mozzo (12) attorno ad un asse ortogonale all?asse di rotazione dell?elica (14) ed ? suscettibile di disporsi con il proprio asse longitudinale inclinato rispetto alla direzione del vento.
2. 2. Motore eolico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di richiamo (16) tendente a mantenere le pale (10) in una posizione in cui il loro asse longitudinale ? sostanzialmente ortogonale all?asse di rotazione dell ?elica (14).
3. 3. Motore eolico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di richiamo (16) comprende per ciascuna pala (10) un elemento elastico (18) che viene caricato per effetto del1 'inclinazione della pala (10) nella direzione del vento .
4. 4. Motore eolico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (18) ? realizzato nella forma di un organo allungato estensibile avente una prima estremit? articolata alla rispettiva pala (10) in un punto distanziato dall?asse di articolazione della pala (10) al mozzo (12) ed una seconda estremit? articolata ad un corpo (20) solidale in rotazione al mozzo (12)