CH707299B1 - Hydroelectric unit used for generating electricity from the flow of a waterway comprises a water wheel with support and float for maintaining the water wheel immersed during operation - Google Patents
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Abstract
Description
Campo di applicazioneField of application
[0001] L’invenzione riguarda il settore delle macchine per generare energia da fonte idroelettrica, in particolare un gruppo idroelettrico come da rivendicazione 1 e un impianto come da rivendicazione 9. [0001] The invention relates to the field of machines for generating energy from hydroelectric sources, in particular a hydroelectric unit according to claim 1 and a plant according to claim 9.
Arte notaKnown art
[0002] L’energia idroelettrica rappresenta una fonte rinnovabile, senza alcuna emissione nell’atmosfera e molto interessante dal punto di vista ambientale. Sono note diverse soluzioni di impianto idroelettrico che si differenziano in base al dislivello e alla portata di acqua disponibili. [0002] Hydroelectric energy is a renewable source, without any emission into the atmosphere and very interesting from an environmental point of view. Several hydroelectric plant solutions are known which differ according to the height difference and the available water flow.
[0003] Gli impianti progettati per grandi dislivelli (centinaia di metri) sono possibili solo in alcune zone geografiche dove si può disporre di un bacino ad alta quota, per esempio nelle località di montagna. Attualmente, specialmente in Europa, questo tipo di risorsa è stata sfruttata quasi al massimo delle sue capacità ed è difficile trovare siti per installare nuovi impianti a condizioni convenienti. Talvolta è necessaria la costruzione di una diga, che rende l’investimento conveniente solo per impianti di grossa taglia e ha un impatto ambientale e paesaggistico notevole. [0003] Installations designed for large gradients (hundreds of meters) are only possible in some geographical areas where a high-altitude basin can be available, for example in mountain locations. Currently, especially in Europe, this type of resource has been exploited almost to its maximum capacity and it is difficult to find sites to install new plants at convenient conditions. Sometimes the construction of a dam is necessary, which makes the investment convenient only for large plants and has a significant environmental and landscape impact.
[0004] Sono noti altresì gli impianti progettati per sfruttare grandi portate con cadute relativamente modeste di pochi metri, quali possono essere disponibili intercettando un corso d’acqua. Detti impianti però presentano alcuni svantaggi. Essi richiedono imponenti opere si sbarramento del corso d’acqua, che hanno un costo elevato ed hanno un impatto ambientale sull’ecosistema dei fiumi, perché ostacolano il loro naturale corso. A causa dei costi elevati, impianti di questo tipo si realizzano di norma solo per potenze installate medio-grandi e sui maggiori corsi d’acqua. [0004] Plants are also known that are designed to take advantage of large flows with relatively modest drops of just a few meters, which may be available by intercepting a watercourse. However, these plants have some disadvantages. They require impressive works to block the water course, which have a high cost and have an environmental impact on the river ecosystem, because they hinder their natural course. Because of the high costs, plants of this type are normally realized only for medium-large installed powers and on the major waterways.
[0005] Per questi motivi, con le tecniche oggi disponibili è difficile incrementare la quota di energia da risorsa idroelettrica. Difficilmente si riesce a trovare un sito adatto alla costruzione di un impianto idroelettrico e in grado di produrre energia in quantità significativa. [0005] For these reasons, with the techniques available today it is difficult to increase the share of energy from a hydroelectric resource. It is difficult to find a site suitable for the construction of a hydroelectric plant and capable of producing significant amounts of energy.
[0006] Il richiedente si è reso conto che una grande quantità di energia sarebbe disponibile sfruttando la naturale corrente dei corsi d’acqua come fiumi e torrenti, ma questa energia non è sfruttata. Al contrario, essa viene quotidianamente dissipata poiché la tecnica attuale non mette a disposizione una soluzione semplice ed efficiente per raccoglierla e convertirla in elettricità. [0006] The applicant has realized that a large amount of energy would be available by exploiting the natural stream of rivers such as rivers and streams, but this energy is not exploited. On the contrary, it is daily dissipated because the current technique does not provide a simple and efficient solution to collect it and convert it into electricity.
[0007] Nel brevetto GB 1 518 268 si è proposta una ruota galleggiante costruita in materiale plastica e internamente cava, supportata da un braccio pivottante incernierato ad una struttura che attraversa un corso d’acqua. Detta ruota galleggiante, dotata di una opportuna palettatura, dovrebbe riuscire a convertire l’energia della corrente di un corso d’acqua in elettricità. Un generatore a ruota galleggiante con simili caratteristiche è divulgato anche in US 6 616 403. [0007] In the GB 1 518 268 patent, a floating wheel made of plastic and internally hollow material was proposed, supported by a pivoting arm hinged to a structure that crosses a stream. This floating wheel, equipped with a suitable blading, should be able to convert the current of a stream of water into electricity. A floating wheel generator with similar characteristics is also disclosed in US 6 616 403.
[0008] Dette soluzioni, però, non hanno trovato applicazioni pratiche a causa di alcuni svantaggi. [0008] However, these solutions have not found practical applications due to some disadvantages.
[0009] La ruota galleggiante proposta in questi brevetti anteriori, infatti, sarebbe molto sensibile alle variazioni di portata d’acqua ed alle correnti perché la sua posizione è determinata dal galleggiamento e perché la ruota stessa deve essere molto leggera e quindi con bassa inerzia, cosa che renderebbe il funzionamento incostante. Inoltre, il maggiore svantaggio è che in condizioni di scarsa portata d’acqua (cioè di «secca») la ruota toccherebbe il letto del fiume danneggiandosi in modo irreparabile. Quest’ultimo problema è particolarmente limitante per impianti destinati ai fiumi che come noto sono soggetti a continue variazioni del livello dell’acqua e possono restare in secca in caso di siccità. Detti impianti a ruota pivottante, pertanto, pur essendo stati proposti nella letteratura brevettuale, non hanno mai trovato una concreta applicazione sino ad ora. [0009] The floating wheel proposed in these previous patents, in fact, would be very sensitive to variations in water flow and currents because its position is determined by buoyancy and because the wheel itself must be very light and therefore with low inertia, which would make the operation inconsistent. Moreover, the major disadvantage is that in conditions of low water flow (ie "dry") the wheel would touch the river bed irreparably damaging. This last problem is particularly limiting for plants intended for rivers that are known to be subject to continuous changes in the water level and may remain dry in the event of drought. Said pivoting wheel systems, therefore, despite having been proposed in the patent literature, have never found a concrete application until now.
Sommario dell’invenzioneSummary of the invention
[0010] Lo scopo della presente invenzione è di migliorare l’arte nota sin qui discussa, eliminandone gli svantaggi. Lo scopo principale dell’invenzione è di mettere a disposizione una tecnica in grado di sfruttare convenientemente l’energia delle correnti dei’ corsi d’acqua, che attualmente viene dispersa. In particolare, uno scopo dell’invenzione è di mettere a disposizione un gruppo idroelettrico a ruota pivottante sospesa su un corso d’acqua, in grado di adattarsi alle variazioni di livello del corso d’acqua, senza rischio di danneggiamento e con possibilità di produrre energia anche con un livello dell’acqua molto basso. [0010] The object of the present invention is to improve the prior art discussed so far, eliminating the disadvantages. The main purpose of the invention is to make available a technique capable of conveniently exploiting the energy of the currents of the water courses, which is currently dispersed. In particular, an object of the invention is to provide a hydroelectric group with a pivoting wheel suspended on a waterway, able to adapt to changes in the level of the waterway, without risk of damage and with the possibility of producing energy even with a very low water level.
[0011] Tali scopi sono raggiunti con un gruppo idroelettrico secondo la annessa rivendicazione 1 e le rivendicazioni da essa dipendenti. Detto gruppo idroelettrico consente la generazione di energia dalla corrente di un corso d’acqua, e comprende almeno una ruota idraulica e almeno un generatore di energia elettrica trascinato da detta ruota idraulica. Detta ruota ha un supporto collegabile in modo pivottante ad una struttura fissa, quale ad esempio un ponte, come sarà meglio descritto nel seguito. Detto supporto è dimensionato e configurato per mantenere detta ruota idraulica almeno parzialmente immersa in detto corso d’acqua durante il funzionamento, detta ruota essendo così messa in rotazione per effetto della corrente dell’acqua. Il gruppo idroelettrico è inoltre caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un galleggiante collegato anch’esso a detto supporto di detta ruota idraulica, e dal fatto che detto galleggiante è posizionato al di sotto di detta ruota idraulica, e detto gruppo comprende un meccanismo di regolazione di un interasse verticale tra detto galleggiante e detta ruota idraulica. [0011] These objects are achieved with a hydroelectric unit according to the annexed claim 1 and the claims dependent on it. Said hydroelectric group allows the generation of energy from the current of a watercourse, and comprises at least one water wheel and at least one electric power generator driven by said water wheel. Said wheel has a pivotable support connectable to a fixed structure, such as for example a bridge, as will be better described below. Said support is sized and configured to keep said water wheel at least partially immersed in said water course during operation, said wheel being thus set in rotation by the effect of the water stream. The hydroelectric unit is also characterized in that it comprises at least one float also connected to said support of said water wheel, and in that said float is positioned below said water wheel, and said group comprises an adjustment mechanism of a vertical center-to-center distance between said float and said water wheel.
[0012] Detto interasse è definito in un piano verticale per esempio tra l’asse di rotazione della ruota idraulica e un asse longitudinale oppure baricentrico del galleggiante. In alcune realizzazioni preferite, vi è una pluralità di galleggianti e detti galleggianti sono ai lati di detta ruota. [0012] Said wheelbase is defined in a vertical plane, for example between the axis of rotation of the water wheel and a longitudinal or barycentric axis of the float. In some preferred embodiments, there is a plurality of floats and said floats are at the sides of said wheel.
[0013] Una realizzazione preferita del detto supporto pivottante prevede almeno un primo braccio che porta detta ruota idraulica e un secondo braccio che porta detto almeno un galleggiante, cioè uno o più galleggianti. Una pluralità di galleggianti possono essere disposti ad esempio simmetricamente ai lati della ruota. [0013] A preferred embodiment of said pivoting support provides at least a first arm carrying said water wheel and a second arm carrying said at least one float, i.e. one or more floats. A plurality of floats can be arranged for example symmetrically on the sides of the wheel.
[0014] Più preferibilmente, detto primo braccio e detto secondo braccio hanno un comune punto di ancoraggio a cerniera rispetto a detta struttura fissa, e il gruppo idroelettrico comprende un dispositivo di regolazione della posizione reciproca tra detto primo braccio e detto secondo braccio, e di bloccaggio di detta posizione in una configurazione desiderata. Ad esempio, in una realizzazione preferita, detto dispositivo di regolazione agisce variando l’angolo formato tra detti due bracci, con vertice in detto punto di ancoraggio a cerniera. In una realizzazione preferita detto dispositivo di regolazione comprende una vite centimetrata. [0014] More preferably, said first arm and said second arm have a common hinge anchoring point with respect to said fixed structure, and the hydroelectric unit comprises a device for adjusting the mutual position between said first arm and said second arm, and of locking of said position in a desired configuration. For example, in a preferred embodiment, said adjustment device acts by varying the angle formed between said two arms, with vertex in said hinging anchorage point. In a preferred embodiment, the adjustment device comprises a centimeter screw.
[0015] Preferibilmente i bracci sono strutturati ad U per sostenere il peso della ruota e la spinta dell’acqua che agisce sia sulla ruota che sul galleggiante (o sui galleggianti, se più di uno). [0015] Preferably the arms are U-shaped to support the weight of the wheel and the thrust of the water which acts both on the wheel and on the float (or on the floats, if more than one).
[0016] Anche il numero di ruote idrauliche di un singolo gruppo può essere maggiore di uno, ad esempio due o più ruote affiancate. [0016] Also the number of water wheels of a single group can be greater than one, for example two or more wheels side by side.
[0017] La generazione di energia elettrica avviene con uno o più motori trascinati dalla ruota idraulica, o dalle ruote idrauliche, con un opportuno mezzo di trasmissione come ad esempio una cinghia dentata che ingrana una puleggia solidale alla ruota. Una realizzazione preferita prevede una puleggia a doppia scanalatura e trasmissione a due cinghie. [0017] The generation of electrical energy takes place with one or more motors driven by the water wheel, or by the hydraulic wheels, with a suitable transmission means such as a toothed belt which engages a pulley integral with the wheel. A preferred embodiment provides a double groove pulley and two belt transmission.
[0018] Detta struttura fissa può essere per esempio un ponte preesistente. L’utilizzo di un ponte già esistente riduce di molto i costi di installazione perché i componenti dell’impianto, per esempio la ruota idraulica e il supporto a due bracci, possono essere trasportati e montati sul posto, e non è necessario erigere una struttura di supporto dedicata. [0018] Said fixed structure can be for example an existing bridge. The use of an existing bridge greatly reduces the installation costs because the system components, for example the water wheel and the two-arm support, can be transported and mounted on site, and it is not necessary to erect a structure of dedicated support.
[0019] Forma oggetto dell’invenzione anche un’installazione o impianto idroelettrico comprendente uno o più gruppi secondo l’invenzione. Preferibilmente l’impianto comprende anche un sistema di paratie convergenti immerse nel corso d’acqua, immediatamente a monte del gruppo (o dei gruppi), per dirigere l’acqua verso la ruota o le ruote. [0019] The object of the invention is also a hydroelectric installation or plant comprising one or more groups according to the invention. Preferably the system also includes a system of converging bulkheads immersed in the water course, immediately upstream of the group (or groups), to direct the water towards the wheel or wheels.
[0020] Vantaggiosamente l’impianto comprende anche una barriera a monte dell’impianto per intercettare corpi solidi, come ad esempio una rete con maglie di larghezza opportuna. [0020] Advantageously, the plant also includes a barrier upstream of the plant for intercepting solid bodies, such as for example a network with meshes of suitable width.
[0021] Un impianto idroelettrico secondo l’invenzione può comprendere una pluralità di gruppi idroelettrici del tipo descritto, eventualmente collegati alla stessa struttura fissa, ad esempio ponte. I gruppi possono essere arrangiati secondo varie configurazioni; una configurazione particolarmente preferita è realizzata con tre gruppi, dei quali un gruppo è situato lato monte, ed è quindi il primo ad essere attraversato dalla corrente d’acqua, e i restanti due gruppi sono situati a valle del primo, e ai lati del medesimo. Vantaggiosamente sono provvisti, in questa configurazione a tre gruppi, altrettanti e rispettivi sistemi di paratie e almeno una paratia sparti-acque che ripartisce il flusso d’acqua di scarico del primo gruppo verso i sistemi di paratie di imbocco dei due gruppi a valle. [0021] A hydroelectric plant according to the invention can comprise a plurality of hydroelectric groups of the type described, possibly connected to the same fixed structure, for example a bridge. Groups can be arranged according to various configurations; a particularly preferred configuration is made with three groups, of which one group is located upstream, and is therefore the first to be crossed by the stream of water, and the remaining two groups are located downstream of the first, and on the sides thereof. Advantageously, in this configuration with three groups, as many and respective bulkhead systems and at least a water-splitting bulkhead that distributes the discharge water flow of the first group towards the inlet bulkhead systems of the two downstream groups.
[0022] Il principale vantaggio dell’invenzione è nel fatto che la posizione della ruota, rispetto al pelo dell’acqua, è controllata dal galleggiante. Essendo posizionato sotto la ruota, il galleggiante protegge la ruota stessa dall’impatto contro il letto del fiume, così che l’impianto funziona anche con poca acqua. Per esempio, se il livello dell’acqua è molto basso il galleggiante si appoggia sul fondo ma la ruota può continuare a girare anche con la poca acqua disponibile. [0022] The main advantage of the invention is that the position of the wheel, with respect to the surface of the water, is controlled by the float. Being positioned under the wheel, the float protects the wheel from impact against the river bed, so that the system works even with little water. For example, if the water level is very low the float rests on the bottom but the wheel can continue to turn even with the little water available.
[0023] Il richiedente ha calcolato che persino con circa 10 cm d’acqua l’impianto secondo l’invenzione è in grado di funzionare. Il richiedente ha inoltre calcolato che corsi d’acqua con una pendenza minima (ca. 1%) possono già mettere in movimento un impianto secondo l’invenzione e quindi possono costituire una risorsa utile di energia. [0023] The applicant has calculated that even with about 10 cm of water the plant according to the invention is able to function. The applicant has also calculated that water courses with a minimum slope (approx. 1%) can already set in motion a plant according to the invention and therefore can constitute a useful energy resource.
[0024] La regolazione fine, per esempio con vite centimetrata, consente di adattare l’impianto alle condizioni del corso d’acqua e conferisce flessibilità di installazione. [0024] The fine adjustment, for example with a centimetric screw, makes it possible to adapt the system to the water course conditions and gives installation flexibility.
[0025] Un altro vantaggio è che non è più richiesta una ruota galleggiante, ad esempio in materiale plastico oppure cava, come era suggerito nell’arte nota. La ruota può essere realizzata con tecnica tradizionale, ad esempio in acciaio, e può avere una massa maggiore che rende la rotazione più stabile. [0025] Another advantage is that a floating wheel, for example made of plastic or hollow material, as suggested in the known art, is no longer required. The wheel can be made with a traditional technique, for example in steel, and can have a greater mass which makes the rotation more stable.
[0026] Si deve anche notare che i costi di installazione sono molto bassi e che l’impatto ambientale è pressoché nullo. Un impianto idroelettrico secondo l’invenzione non richiede opere di sbarramento come dighe, etc. ancorandosi ad un ponte già esistente. Va inoltre sottolineato che l’effetto di disturbo sul corso d’acqua e sulle sue correnti è ridotto al minimo perché il fiume di fatto non viene sbarrato; si estrae semplicemente l’energia della corrente senza modificare il suo corso naturale e senza introdurre barriere invalicabili per la fauna ittica che danneggiano l’ecosistema. [0026] It should also be noted that the installation costs are very low and that the environmental impact is almost nil. A hydroelectric plant according to the invention does not require any barrier works such as dams, etc. anchoring to an existing bridge. It should also be emphasized that the disturbing effect on the watercourse and its currents is minimized because the river is not barred; simply extract the energy of the current without changing its natural course and without introducing insurmountable barriers to the fish fauna that damage the ecosystem.
[0027] L’invenzione quindi mette a disposizione una fonte di energia rispettosa per l’ambiente. Essa consente di aumentare la quota di energia non inquinante da fonte rinnovabile, utilizzando una risorsa ampiamente disponibile come le correnti dei fiumi che però, sino ad ora, non è mai stata sfruttata adeguatamente. [0027] The invention therefore provides a source of energy that is respectful of the environment. It allows you to increase the share of non-polluting energy from renewable sources, using a resource that is widely available, such as river currents, but which has never been adequately exploited up to now.
[0028] Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue, data a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto dei disegni. [0028] Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following description, given by way of non-limiting example, and with the aid of the drawings.
Breve descrizione dei disegniBrief description of the drawings
[0029] <tb>La fig. 1<SEP>mostra schematicamente i componenti di un gruppo idroelettrico secondo un modo preferito di realizzare l’invenzione. <tb>La fig. 2<SEP>mostra il gruppo idroelettrico di Fig. 1 , in vista dall’alto. <tb>La fig. 3<SEP>mostra un dettaglio di un possibile modo di realizzare l’ancoraggio del gruppo di fig. 1 – 2 ad una struttura come per esempio un ponte. <tb>La fig. 4<SEP>mostra, in vista dall’alto, un impianto comprendente tre gruppi idroelettrici, secondo uno dei modi di realizzare l’invenzione. <tb>La fig. 5<SEP>illustra un esempio di convogliamento dell’acqua in un impianto del tipo illustrato in Fig. 4 .[0029] <tb> Fig. 1 <SEP> shows schematically the components of a hydroelectric group according to a preferred way of carrying out the invention. <tb> Fig. 2 <SEP> shows the hydroelectric group of Fig. 1, seen from above. <tb> Fig. 3 <SEP> shows a detail of a possible way of carrying out the anchoring of the group of fig. 1 - 2 to a structure such as a bridge. <tb> Fig. 4 <SEP> shows, from above, a plant comprising three hydroelectric groups, according to one of the ways of realizing the invention. <tb> Fig. 5 <SEP> illustrates an example of conveying water in a system of the type illustrated in Fig. 4.
Descrizione dettagliataDetailed description
[0030] La fig. 1 mostra i principali componenti di un gruppo 1 per la generazione di energia idroelettrica da un corso d’acqua. [0030] Fig. 1 shows the main components of a group 1 for the generation of hydroelectric power from a watercourse.
[0031] Detto gruppo 1 comprende una ruota idraulica 2 dotata di palette 3 distribuite lungo la sua circonferenza, collegata ad una struttura fissa (non mostrata in fig. 1 ) tramite un supporto 4 incernierato ad un elemento portante 5. [0031] Said group 1 comprises a water wheel 2 equipped with vanes 3 distributed along its circumference, connected to a fixed structure (not shown in Fig. 1) through a support 4 hinged to a supporting element 5.
[0032] Il supporto 4 è pivottante nel piano della ruota 2, come indicato dalle frecce 6 di fig. 1 . Esso comprende un primo braccio 7 che porta la ruota 2, e un secondo braccio 8 che porta, all’estremità distale rispetto a detto elemento portante 5, una pluralità di galleggianti 9. Detti galleggianti 9 sono posizionati sotto detta ruota 2, e determinano il posizionamento della ruota 2 stessa rispetto al pelo libero dell’acqua. Il pelo libero è indicato con il riferimento 10. [0032] The support 4 is pivoting in the plane of the wheel 2, as indicated by the arrows 6 of fig. 1 It comprises a first arm 7 which carries the wheel 2, and a second arm 8 which carries, at its distal end with respect to said carrier 5, a plurality of floats 9. Said floats 9 are positioned below said wheel 2, and determine the positioning of the wheel 2 itself with respect to the free surface of the water. The free coat is indicated with the reference 10.
[0033] I bracci 7 e 8 sono configurati preferibilmente ad U, come si vede meglio nella vista dall’alto di fig. 2 , e sono realizzati per esempio in lega di alluminio o lega leggera. [0033] The arms 7 and 8 are preferably configured U-shaped, as best seen in the view from above of Fig. 2, and are made for example from aluminum alloy or light alloy.
[0034] Sempre con riferimento alla fig. 1 , si nota che detto primo braccio 7 è sostanzialmente rettilineo e che, all’estremità distale rispetto all’elemento portante 5, esso supporta l’asse 11 della ruota 2, ad esempio su cuscinetti a sfera. Il secondo braccio 8 anch’esso ad U presenta, nella vista laterale di fig. 1 , un profilo spezzato formato da due segmenti rettilinei, e termina con l’estremità 12 alla quale sono fissati i galleggianti 9. [0034] Still with reference to fig. 1, it can be seen that said first arm 7 is substantially rectilinear and that, at the distal end with respect to the supporting element 5, it supports the axis 11 of the wheel 2, for example on ball bearings. The second arm 8 also U-shaped has, in the side view of Fig. 1, a broken profile formed by two rectilinear segments, and ends with the end 12 to which the floats are fixed 9.
[0035] Si nota altresì dalla fig. 1 che i bracci 7 e 8 hanno un comune punto di ancoraggio a cerniera 30 rispetto all’elemento portante 5, e che è provvista una vite centimetrata 13 che consente di regolare con precisione la posizione reciproca tra i bracci 7 e 8. Agendo su detta vite 13 è possibile modificare l’angolo tra i bracci 7 e 8 (misurato con vertice nel punto di cerniera 30) e, di conseguenza, anche la distanza tra detta ruota 2 e i galleggianti 9, nella fattispecie di fig. 1 rappresentata dall’interasse verticale D tra l’asse di rotazione 11 di detta ruota 2 e un asse longitudinale dei galleggianti 9. [0035] It is also noted from fig. 1 that the arms 7 and 8 have a common hinging anchorage point 30 with respect to the supporting element 5, and that a centimetric screw 13 is provided which allows to precisely adjust the reciprocal position between the arms 7 and 8. By acting on said screw 13 it is possible to modify the angle between the arms 7 and 8 (measured with a vertex at the hinge point 30) and, consequently, also the distance between said wheel 2 and the floats 9, in this case of fig. 1 represented by the vertical wheelbase D between the axis of rotation 11 of said wheel 2 and a longitudinal axis of the floats 9.
[0036] Si può comprendere, osservando la fig. 1 , che la regolazione eseguita con la vite centimetrata 13 consente di determinare la posizione di galleggiamento della ruota 2 con precisione; inoltre durante l’uso, e per merito dei galleggianti 9, la ruota 2 segue il livello dell’acqua 10 mantenendo un funzionamento costante indipendentemente dall’aumento o diminuzione di livello del corso d’acqua. In caso di bassa portata (condizioni di «secca»), i galleggianti 9 possono andare in appoggio proteggendo la ruota 2 che continua a funzionare finché è disponibile un po’d’acqua. [0036] It can be understood, observing fig. 1, that the adjustment carried out with the centimetric screw 13 allows to determine the floating position of the wheel 2 with precision; in addition, during use, and due to the floats 9, the wheel 2 follows the water level 10 maintaining constant operation regardless of the increase or decrease in water level. In the case of low flow ("dry" conditions), the floats 9 can go in support protecting the wheel 2 which continues to function until a little water is available.
[0037] Si noti in proposito che l’interasse verticale D è tale che la distanza tra galleggianti 9 e periferia della ruota 2 è maggiore dell’altezza delle palette 3, così che la rotazione delle palette 3 è sempre possibile. [0037] It should be noted in this regard that the vertical interaxis D is such that the distance between floats 9 and periphery of the wheel 2 is greater than the height of the blades 3, so that the rotation of the blades 3 is always possible.
[0038] Le palette 3 possono essere realizzate secondo tecnica in sé nota delle ruote idrauliche. Per esempio in figura sono mostrate palette che presentano un ventre 14 concavo disegnato per massimizzare la spinta dell’acqua, per esempio a cucchiaio come nelle ruote ad azione di tipo noto, e un dorso 15 convesso per facilitare l’ingresso nell’acqua durante la rotazione. Il senso di rotazione in fig. 1 è orario come indicato dalla freccia R. [0038] The blades 3 can be made according to the known technique of the hydraulic wheels. For example in the figure blades are shown which have a concave belly 14 designed to maximize the thrust of the water, for example with a spoon like in the wheels of known type, and a convex back 15 to facilitate entry into the water during rotation. The direction of rotation in fig. 1 is clockwise as indicated by the arrow R.
[0039] La ruota 2 trascina uno o più generatori elettrici 16 per mezzo di una trasmissione a cinghia 17 che impegna una puleggia 18 calettata sulla ruota 2 medesima. La cinghia 17 è preferibilmente una cinghia dentata in presa su una opportuna scanalatura della puleggia 18. [0039] The wheel 2 drives one or more electric generators 16 by means of a belt transmission 17 which engages a pulley 18 keyed onto the wheel 2 itself. The belt 17 is preferably a toothed belt gripping a suitable groove in the pulley 18.
[0040] In una realizzazione preferita la puleggia 18 ha una doppia scanalatura e la trasmissione comprende due cinghie 17. In questo modo si possono avere generatori elettrici scollegabili in modo indipendente ad esempio per la manutenzione. [0040] In a preferred embodiment the pulley 18 has a double groove and the transmission comprises two belts 17. In this way it is possible to have electric generators that can be disconnected independently for example for maintenance.
[0041] Le caratteristiche sin qui descritte emergono ancor più chiaramente osservando la fig. 2 , in cui si possono notare anche la forma ad U dei bracci 7 e 8, e la disposizione simmetrica, ai lati della ruota 2, di quattro galleggianti 9. Il flusso della corrente d’acqua è indicato dalla freccia F. [0041] The characteristics described up to now emerge even more clearly by observing fig. 2, in which the U-shape of the arms 7 and 8 can also be seen, and the symmetrical arrangement, on the sides of the wheel 2, of four floats 9. The flow of the water stream is indicated by the arrow F.
[0042] In Fig. 3 è mostrato un esempio di esecuzione del collegamento pivottante del supporto 4 all’elemento portante 5, per mezzo di due semi-flange 19. [0042] Fig. 3 shows an example of execution of the pivoting connection of the support 4 to the supporting element 5, by means of two half-flanges 19.
[0043] L’elemento portante 5 preferibilmente è parte di un ponte preesistente che sovrasta il corso d’acqua, così che il gruppo 1 può essere messo in opera con un costo particolarmente contenuto utilizzando una struttura fissa già disponibile. [0043] The supporting element 5 is preferably a part of an existing bridge that overlooks the waterway, so that the group 1 can be installed at a particularly low cost by using a fixed structure already available.
[0044] La fig. 4 illustra una disposizione di tre gruppi del tipo descritto in precedenza, con ancoraggio ad un ponte P che si estende tra le due sponde S del corso d’acqua. [0044] Fig. 4 shows an arrangement of three groups of the type described above, with anchorage to a bridge P which extends between the two banks S of the watercourse.
[0045] La configurazione di fig. 4 prevede un primo gruppo 1A posizionato sostanzialmente al centro della larghezza del corso d’acqua e i successivi due gruppi 1B, 1C posizionati a valle, e ai lati, del primo gruppo 1A. [0045] The configuration of fig. 4 provides a first group 1A positioned substantially at the center of the width of the water course and the subsequent two groups 1B, 1C positioned downstream, and at the sides, of the first group 1A.
[0046] Il verso della corrente è indicato con F. L’acqua effluente dal primo gruppo 1A viene ripartita tra detti due gruppi a valle. In questo modo si ottimizza lo sfruttamento dell’energia dell’acqua. Un tecnico del ramo a questo punto potrà comprendere che altre configurazioni, con un numero maggiore di gruppi, sono possibili in base alle caratteristiche del corso d’acqua e del sito di installazione. [0046] The direction of the current is indicated by F. The effluent water from the first group 1A is divided between said two downstream groups. This optimizes the use of water energy. At this point, a person skilled in the art will be able to understand that other configurations, with a greater number of groups, are possible based on the characteristics of the waterway and of the installation site.
[0047] La fig. 5 è uno schema del convogliamento dell’acqua un una configurazione a tre gruppi come quella di fig. 4 . [0047] Fig. 5 is a diagram of water conveyance in a configuration with three groups like the one in fig. 4
[0048] Un primo sistema di paratie convergenti 20 convoglia l’acqua verso il gruppo 1A frontale, dove una parte dell’energia dell’acqua viene estratta dalla rispettiva ruota idraulica. Lo scarico del gruppo 1A effluente dalla sezione 21 viene re-diretto ai gruppi a valle per mezzo di una parete spartiacque 22 e rispettive paratie 23, 24 dedicate ai gruppi 1B, 1C. [0048] A first system of converging bulkheads 20 conveys the water towards the front group 1A, where a part of the water energy is extracted from the respective water wheel. The discharge of the effluent group 1A from the section 21 is directed to the downstream groups by means of a watershed wall 22 and respective bulkheads 23, 24 dedicated to the groups 1B, 1C.
[0049] I sistemi di paratie 20, 23, 24 sono realizzati con pareti vantaggiosamente in calcestruzzo armato, di spessore adeguato e con barre di sostegno trasversale 25. [0049] The bulkhead systems 20, 23, 24 are made with walls advantageously made of reinforced concrete, of suitable thickness and with transverse support bars 25.
[0050] Un opportuno dimensionamento, a titolo di esempio, è il seguente. La ruota 2 ha un diametro di circa 3 m e la puleggia 18 a doppia scanalatura ha un diametro di 1.7–2 m e l’altezza delle pale 3 è di circa 40 cm. [0050] A suitable sizing, by way of example, is the following. The wheel 2 has a diameter of about 3 m and the double-groove pulley 18 has a diameter of 1.7-2 m and the height of the blades 3 is about 40 cm.
[0051] II sistema di paratie 20 (e analogamente altri sistemi di paratie eventualmente previsti, come per esempio i sistemi 23, 24) ha pareti in calcestruzzo armato di larghezza pari a 20 cm e altezza preferibilmente tra 0.5 e 2 metri, più preferibilmente tra 1 metro e 1.5 metri. La larghezza minima della sezione 21, al termine della zona convergente, è di preferenza circa 0.5 metri. [0051] The bulkhead system 20 (and likewise other systems of bulkheads possibly provided, such as for example the systems 23, 24) has reinforced concrete walls having a width equal to 20 cm and height preferably between 0.5 and 2 meters, more preferably between 1 meter and 1.5 meters. The minimum width of the section 21, at the end of the convergent zone, is preferably about 0.5 meters.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01925/13A CH707299B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Hydroelectric unit used for generating electricity from the flow of a waterway comprises a water wheel with support and float for maintaining the water wheel immersed during operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH01925/13A CH707299B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Hydroelectric unit used for generating electricity from the flow of a waterway comprises a water wheel with support and float for maintaining the water wheel immersed during operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH707299B1 true CH707299B1 (en) | 2014-06-13 |
Family
ID=50896111
Family Applications (1)
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CH01925/13A CH707299B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Hydroelectric unit used for generating electricity from the flow of a waterway comprises a water wheel with support and float for maintaining the water wheel immersed during operation |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH707299B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2016796A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Eqa Projects B V | Device for generating energy from running water. |
WO2017200383A1 (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Eqa Projects B.V. | Apparatus for generating energy from flowing water |
-
2013
- 2013-11-19 CH CH01925/13A patent/CH707299B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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NL2016796A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Eqa Projects B V | Device for generating energy from running water. |
WO2017200383A1 (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Eqa Projects B.V. | Apparatus for generating energy from flowing water |
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