ITVE20090001A1 - Trasformatore di moto ondoso e/o flussi, in energia di rotazione, con effetto trasduttore - Google Patents

Trasformatore di moto ondoso e/o flussi, in energia di rotazione, con effetto trasduttore Download PDF

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Description

O. RIASSUNTO
Applicazione: recupero energetico dal moto ondoso. Converte energia potenziale di onde e/ο energia cinetica di flussi in energia meccanica di rotazione. Sistemi esistenti sono dedicati alle distìnte componenti: onde o moti. 11 trovato è un condotto bidirezionale sagomato, con setti verticali ed orizzontali che ospita una speciale girante. Rivendicazioni: [1] condotto bidirezionale [Cs] avente: sezione trasversale [Υ,Ζ] quadrangolare i cui lati superiore [Ls] ed inferiore [Li] sono piatti ed i lati destro [Ldx] e sinistro [Lsx] sagomati astrettola; le giunzioni tra lati possono essere raccordate e/o smussate; sezione verticale [Χ,Υ] speculare e ruotata rispetto il punto di rotazione dell'asse della girante); [2] girante [G] ad asse verticale [Av], pale [P] parallele all'asse, che ruota in sedi [la] situate a metà condotto; l'acqua vi accede e defluisce radialmente; [3] la girante è sezionata da Diaframma piano circolare [Df] con ampio foro centrale; [4] setti verticali [Sv] dirigono i flussi, orientandoli per incidere le pale; [5] setti orizzontali [So] stoppano i rimbalzi molecolari e separano i flussi a due livelli.
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE avente per titolo: "trasformatore di moto ondoso e/o flussi, in energia di rotazione, con effetto trasduttore",
Campo tecnico: recupero dell'energia dal moto ondoso composito di onde (rimbalzi molecolari caratterizzati da circoli imi e verso di propagazione) , correnti (spostamenti continui di grandi masse d'acqua), restie (flussi alternati, determinati da onde lunghe giungenti in bassi fondali).
Il trasformatore converte l'energia potenziale delle onde (circoli imi e verso di propagazione) e/o l'energia cinetica dei flussi (maree e restie) in energia meccanica di rotazione.
Stato della tecnica: in mare l'energia si dimostra con flussi (maree, correnti e restie), dislivelli idraulici, velocità, sovrapposizioni di forme d'onda; i sistemi di recupero energetico sono dedicati alle distinte componenti: onde o moti.
Si rileva l'energia dell'escursione delle onde tramite galleggianti e pistoni fluidodinamici, tubi semigalleggianti con snodi oleodinamici, camere d'aria compresse dal moto ondoso, galleggianti a elettromagnete con pannelli immersi o con statore ancorato od infisso al fondo. Ancora si rileva l'energia pure dalle correnti stabili con le tradizionali condotte forzate e i mulini; in mare si impiegano ali immerse che fluttuano, oppure esistono dighe che separano ambiti a diverso livello idrostatico resi comunicanti da tunnel in cui vi sono inserite delle turbine assiali (eliche, turbine Kaplan) o assiali/radiali (turbine Francis) che conservano il verso di rotazione qualsiasi sia la direzione di provenienza del flusso.
Problema tecnico: l'energia del mare si propaga con moti compositi; normalmente il sito di impiego consiglia soluzioni idonee alla prevalenza di onde o correnti trascurando le componenti minoritarie, ma in molti siti coesistono componenti modeste se distinte, ma frequenti e apprezzabili nell'insieme.
Esposizione dell'invenzione: il trovato rileva il transito dell'energia di onde e flussi e rende una forza incostante di somma algebrica tra i due valori. Lento ma d'impulso molto potente, difficilmente bloccabile, ha rendimento medio verso qualsiasi sia la forma di trasferimento nella sua essenza o combinazione. Va immerso o semisommerso, sostenuto da galleggianti o da palificazioni e/o strutture.
Il trovato comprende le seguenti caratteristiche essenziali: un condotto bidirezionale, speculare e ruotato rispetto la sezione media verticale [X,Y]; di sezione trasversale [Y,2] quadrangolare, con i lati superiore ed inferiore piatti (per saturare i rimbalzi molecolari) e sagomato longitudinalmente per orientare i flussi; l'incontro tra i lati può essere raccordato e/o smussato; il volume d'accesso è frazionato prima con dei setti verticali che dirigono i flussi verso le pale attive poi con setti orizzontali che stoppano i rimbalzi molecolari e separano i differenziali a due livelli. All'interno del condotto, vi è una ruota detta "Girante" ad asse verticale con pale radiali, che ruota in sedi poste a metà condotto. Nella girante, l'acqua accede e defluisce radialmente cioè dal perimetro verso l'asse e da quest'ultimo verso il perimetro; a metà altezza la girante è sezionata da un Diaframma circolare, provvisto di ampio foro centrale idoneo a far accedere e defluire l'acqua su due livelli di profondità.
Legenda disegni: [CS] condotto sagomato; [Sa] sezione di accesso;
[Ls] lato superiore; [Li] lato inferiore; [Ld] lato destro sagomato; [Ls] lato sinistro sagomato; [Sv] setto verticale che dirige i flussi; [So] setto orizzontale che separa i moti rotanti delle onde; [G] Girante a pale [P]; [Av] asse di rotazione verticale; [la] innesto asse di rotazione; [Df] diaframma forato al centro la cui peculiarità è di acquisire e sfruttare l'energia dei flussi e delle componenti verticali [Cv] relative flusso [Fs+] e riflusso [Fs-] determinato dal rimbalzo molecolare dell'onda marina .
Soluzione proposta: attivatori della Girante sono i flussi delle correnti ed i moti delle onde (vettore di propagazione e circolo imo delle particelle, le cui molecole, attivate dal passaggio di cresta e cavo, eseguono un ciclo di ampiezza proporzionale all'onda). Il vettore del flusso marino e il vettore del verso di propagazione dell'onda, sono forze che si sommano algebricamente quindi attraversano il condotto per conferire forza alle pale della girante. Alle grandezze citate si aggiunge l'effetto della spinta idrostatica della cresta (afflusso) e la depressione del cavo (deflusso) che si sommano in modulo, infatti pur generando flussi di verso opposto, essi comunque inducono alla girante un concorde verso di rotazione.
Infine i circoli imi, intrappolati dal condotto, sono da esso stoppati; prima diventano ellittici (inducendo e forzando nel condotto flussi alternati di verso contrastante posti su due livelli, alto e basso) poi, separati dal setto orizzontale del condotto e dal setto radiale della girante, si saturano instaurando differenza di velocità della portata dei livelli alto e basso del condotto. Così separata, la differenza di portata instaura una differenza di potenziale che, sospinto dal verso di propagazione dell'onda, avanza, fino a cortocircuitarsi nel foro del diaframma della girante. Il foro così ripristina la differenza dì flusso tra livello alto e basso della girante, il flusso differenziale trasferisce l'energia cinetica alle semipale entranti ed uscenti che spingono concordi. In assenza del diaframma, il potenziale (colpo d'ariete) determinato dal setto orizzontale del condotto, si cortocircuiterebbe tra i livelli alto e basso delle palette annullando però il flusso differenziale di spinta. La girante è potente, lenta e costante con i flussi, più veloce ed impulsiva con le onde; fornisce fedeli spettrogrammi d'analisi di onde e correnti da cui l'effetto trasduttore e può caricare sistemi meccano elettrici e/o ruotare alternatori multipolari .
Costruzione: Il prototipo è realizzato in lamiere di acciaio inox piegate e saldate, le pale e i setti hanno snodi e cerniere regolabili, infatti quantità delle pale, inclinazione e dimensionamenti definiscono il rendimento. Le sedi di rotazione sono bronzine e teflon; le guarnizioni garantiscono la tenuta. La lunghezza [X] del trasduttore sia circa 2,5÷3 volte il diametro della girante; l'altezza [Z] è la dimensione della cresta dell'onda tipo; lo spessore [Y] dipende dalla girante. Girante: quantità delle pale da 10 a 12 con incidenza e curvatura per la velocità caratteristica cercata; il diametro [D] è il più ampio possibile per aumentare il Momento d'inerzia, altezza [Z] simile al condotto; diaframma posto a metà altezza [Z] con profondità simile alle pale e foro ampio circa un terzo [D]. Deflettori verticali : Altezza [Z] come il condotto, Lunghezza [X] dall'accesso fino alla girante; Deflettori orizzontali: profondità [Y] come il condotto; lunghezza [X] un terzo [D].
Impiego industriale: costruzione di gruppi pompanti modulari e/o generatori autonomi per autoconsumo energetico. Possono esser realizzati in polietilene e acciaio per dinamo da l÷3kW; in acciaio per gruppi più potenti fino lOOkW; con struttura in ferrocemento se oltre lOOkW. Possono equipaggiare moduli frangiflutti e pontili; possono esser disposti: in pila, per intercettare i moti più imi e/o in serie, per lunghe barriere.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI - il trovato "trasformatore di moto ondoso e/o flussi, in energia di rotazione, con effetto trasduttore" comprende le seguenti caratteristiche essenziali: 1. condotto bidirezionale [Cs] avente: sezione trasversale [Y,Z] quadrangolare i cui lati superiore [Ls] ed inferiore [Li] sono piatti ed i lati destro [Ldx] e sinistro [Lsx] sagomati a strettoia; le giunzioni tra lati possono essere raccordate e/o smussate; sezione verticale [X,Y] speculare e ruotata rispetto il punto di rotazione dell'asse della girante); 2. girante [G] ad asse verticale [Av], pale [P] parallele all'asse, che ruota in sedi [la] situate a metà condotto; l'acqua vi accede e defluisce radialmente; 3. la girante è sezionata da Diaframma piano circolare [Df] con ampio foro centrale; 4. setti verticali [Sv] dirigono i flussi, orientandoli per incidere le pale; 5. setti orizzontali [So] stoppano i rimbalzi molecolari e separano i flussi a due livelli.
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