IT201700008383A1 - Dispositivo per la produzione di energia elettrica utilizzante l’azione combinata di campi magnetici pulsati e di correnti fluidodinamiche agenti su una lamina flessibile dotata di un elemento piezoelettrico ed impianto formato da più elementi modulari collegati elettricamente fra loro e composti ciascuno da una pluralità di tali dispositivi - Google Patents

Dispositivo per la produzione di energia elettrica utilizzante l’azione combinata di campi magnetici pulsati e di correnti fluidodinamiche agenti su una lamina flessibile dotata di un elemento piezoelettrico ed impianto formato da più elementi modulari collegati elettricamente fra loro e composti ciascuno da una pluralità di tali dispositivi

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IT201700008383A1
IT201700008383A1 IT102017000008383A IT201700008383A IT201700008383A1 IT 201700008383 A1 IT201700008383 A1 IT 201700008383A1 IT 102017000008383 A IT102017000008383 A IT 102017000008383A IT 201700008383 A IT201700008383 A IT 201700008383A IT 201700008383 A1 IT201700008383 A1 IT 201700008383A1
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IT
Italy
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magnets
sheet
magnet
lamina
fixed
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Application number
IT102017000008383A
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Inventor
Pierluigi Saccardi
Fabio Renato Cappelli
Original Assignee
Explea S R L
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/185Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using fluid streams
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304Beam type
    • H10N30/306Cantilevers

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  • Shutters For Cameras (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo “Dispositivo per la produzione di energia elettrica utilizzante l’azione combinata di campi magnetici pulsati e di correnti fluidodinamiche agenti su una lamina flessibile dotata di un elemento piezoelettrico ed impianto formato da più elementi modulari collegati elettricamente fra loro e composti ciascuno da una pluralità di tali dispositivi”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Il trovato concerne un dispositivo per la produzione di energia elettrica prodotta dalla deformazione di un elemento piezoelettrico portato da una lamina flessibile soggetta all’azione di correnti fluidodinamiche e sottoposta all’azione di campi magnetici pulsati.
Sono noti generatori eolici realizzati con turbine provviste di pale e di rotori di grandi dimensioni, che comportano costi produttivi, di installazione e di manutenzione particolarmente elevati.
Tali generatori inoltre presentano il grande inconveniente di poter essere installati soltanto in luoghi specifici e limitati, interessati da venti di forte intensità quali ad esempio le creste di colline o montagne, le vallate o le zone costiere. Esistono in commercio anche impianti eolici dotati di elementi piezoelettrici per la produzione di energia elettrica, i quali però possono funzionare soltanto con venti di forte intensità.
L’impianto secondo il trovato intende ovviare ai suddetti inconvenienti con l’impiego di componenti di dimensioni contenute e di costi produttivi limitati, che possono essere facilmente assemblati in moduli collegabili elettricamente fra loro ed applicabili anche in luoghi sottoposti a correnti fluidodinamiche non particolarmente elevate, quali ad esempio le facciate dei palazzi, le gallerie stradali e ferroviarie, le barriere fonoassorbenti poste a protezione acustica dei centri abitati ed altri.
Ogni dispositivo secondo l’invenzione è composto da una lamina flessibile alla quale è fissato un elemento piezoelettrico assicurata per una estremità con adatti mezzi all’interno della cornice di un elemento modulare, mentre in corrispondenza dell’estremità opposta tale lamina presenta un’unità ferromagnetica.
Le due facce opposte di tale unità ferromagnetica o magnete della lamina sono preferibilmente allineate e ad una giusta distanza da magneti fissati ad appositi supporti presenti all’interno della cornice del modulo.
In assenza di correnti fluidodinamiche i campi magnetici dei magneti sopra descritti non interagiscono fra loro, mentre in presenza di correnti anche di piccola intensità non appena la lamina flette in una direzione, il magnete fissato ad essa avvicinandosi ad uno dei magneti dei supporti fissi, subirà l’influenza del campo magnetico di tale magnete amplificando la flessione della lamina, finché non interviene un apposito otturatore che interrompe la reciproca influenza dei campi magnetici dei due magneti vicini.
A questo punto per effetto della sua elasticità, dell’energia meccanica accumulata e di componenti fluidodinamiche, la lamina flette rapidamente nella direzione opposta, l’elemento piezoelettrico rilascia energia elettrica ed il magnete della lamina andrà ad interagire col magnete fisso del secondo supporto finché non interviene un ulteriore otturatore associato ad esso che interrompe la reciproca influenza dei due campi magnetici.
L’azione combinata dei magneti e degli otturatori realizza così un sistema di controllo e di amplificazione di tipo induttivo della flessione alternata della lamina e di conseguenza dell’elemento piezoelettrico ad essa associato, con notevole incremento dell’energia elettrica prodotta anche in presenza di correnti fluidodinamiche di lieve intensità.
I magneti fissi possono essere collegati al modulo in una posizione ortogonale rispetto al magnete della lamina ed in posizione laterale o frontale nei confronti dell’estremità libera della lamina stessa, in tal caso non sono presenti gli otturatori poiché è la medesima lamina durante la sua corsa in flessione, ad interrompere la reciproca influenza fra il campo magnetico del proprio magnete ed il campo magnetico del magnete vicino.
Ulteriori caratteristiche del trovato ed i vantaggi che da esso derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione fatta con riferimento alle figure delle cinque tavole allegate di disegno, in cui:
- La figura 1 è una vista in prospettiva di una lamina flessibile del dispositivo secondo il trovato, che in corrispondenza di un’estremità porta un elemento piezoelettrico, e che in corrispondenza dell’estremità opposta porta un magnete, essendo detta lamina provvista di mezzi di fissaggio ad un supporto previsto all’interno della cornice di un elemento modulare;
- La figura 2 è una vista in pianta dall’alto e con parti in sezione della lamina e del supporto del dispositivo di figura 1;
- Le figure 3, 4 e 5 illustrano schematicamente tutti i componenti attivi del dispositivo, illustrati durante alcune fasi del suo funzionamento ed in particolare, nella fase di riposo della lamina, nella fase di flessione della stessa amplificata dall’influenza reciproca dei campi magnetici dei due magneti vicini e nella fase di intervento dell’otturatore che interrompe i campi stessi;
- Le figure 6, 7, 8 e 9 illustrano schematicamente diverse forme esecutive del dispositivo che prevedono il posizionamento dei magneti con polarità orientate in modo differente e che producono diversi effetti sull’oscillazione della lamina; - La figura 10 illustra una possibile forma esecutiva di una porzione di un modulo nel quale sono posizionati due dispositivi secondo il trovato;
- La figura 11 illustra una variante esecutiva degli otturatori che interrompono i campi magnetici dei magneti presenti nel dispositivo.
- Le figure 12 e 13 illustrano una variante nella quale i magneti fissi sul modulo non sono allineati verticalmente col magnete della lamina, ma sono posti lateralmente alla lamina ed in posizione ortogonale rispetto a tale magnete, rispettivamente nella posizione di riposo e nella posizione attiva di flessione della lamina medesima, nella quale il campo magnetico del proprio magnete interagisce col campo magnetico di uno dei magneti fissi.
- Le figure 14 e 15 illustrano un’ulteriore variante nella quale i magneti fissi al modulo sono posti di fronte all’estremità libera della lamina ed in posizione ortogonale rispetto al magnete della lamina stessa.
Nelle figure con 1 è indicata una lamina realizzata in qualsivoglia adatto materiale flessibile ed elastico come ad esempio materiali di natura poliammidica come quelli noti in commercio con i nomi proprietari di Nylon ed il Rilsan, in fibra di carbonio, con materiali di tipo termoindurente come le resine epossidiche, con resine artificiali quali resine di tipo acrilico e gli elastomeri, PE, PET o simili.
Per la costruzione di tale lamina 1 possono essere utilizzati anche materiali di natura metallica come l’acciaio inox, l’acciaio armonico amagnetico, l’alluminio, l’ottone ed altri.
A tale lamina è associato un elemento 2 realizzato in materiale piezoelettrico, che può essere fissato all’esterno della lamina stessa, oppure può essere inglobato all’interno della lamina durante la sua fase di realizzazione.
Secondo una forma esecutiva preferita, ma non unica dell’invenzione, la lamina 1 potrà essere realizzata di forma rettangolare con un lato maggiore di circa 100-130 mm, un lato minore di circa 13 mm ed uno spessore compreso fra 0,5 e 3 mm.
La sezione di tale lamina potrà essere sia di tipo costante, sia di tipo profilato con valori variabili lungo tutti i tre assi dimensionali della lamina stessa.
L’elemento piezoelettrico 2 avrà una forma rettangolare e preferibilmente avrà un lato maggiore di circa 40 mm ed il lato minore di circa 9 mm.
Tale lamina porta fissato ad una estremità un codolo 3 di qualsivoglia adatta forma utile per il fissaggio su una rispettiva sede prevista su di un supporto 4 fissato all’interno della cornice 5 di un modulo M, il tutto realizzato con una configurazione tale per cui la lamina si disponga in posizione sostanzialmente ortogonale rispetto al flusso del vento V, con una inclinazione rispetto all’asse di scorrimento del flusso V che preferibilmente va da 1° a 4°.
Secondo una variante costruttiva, non illustrata, la lamina 1 può essere fissata ad un supporto del modulo in modo da disporsi longitudinalmente rispetto alla direzione del flusso del vento V.
Nelle figure 1 e 2 il codolo 3 ha una forma cilindrica e viene fissato all’interno di una sede 104 del supporto 4 per mezzo di un grano o di una vite 6 la cui punta va ad impegnare una sede 103 prevista sul codolo stesso.
Gli elettrodi 7 ed 8 delle armature dell’elemento piezoelettrico 2 sono collegati a rispettivi cablaggi elettrici 9 e 10 previsti nel supporto 4 e tali collegamenti possono essere esterni oppure interni, come illustrato in figura 2, dove sia gli elettrodi 7 ed 8 che i cablaggi 9 e 10 sono annegati rispettivamente all’interno dei componenti 1 e 3 del dispositivo ed all’interno del supporto 4, il tutto realizzato in modo da ottenere collegamenti elettrici di tipo strisciante che in questo caso oltre a garantire una maggiore protezione dei contatti elettrici, agevolano anche la fase di montaggio dei suddetti componenti.
Ogni supporto 4 di un modulo M può portare un certo numero di lamine 1 con una distanza reciproca fra le stesse sufficiente a garantire alle lamine medesime di oscillare liberamente.
Secondo una variante esecutiva i supporti 4 possono anche mancare nel qual caso i codoli 3 delle lamine possono essere fissati all’interno di apposite sedi ricavate direttamente sulla cornice 5.
Secondo un’ulteriore variante i due lati verticali del modulo possono presentare ciascuno un rispettivo supporto 4 e le lamine 1 potranno essere fissate agli stessi supporti in modo alternato, nello spazio interno al modulo. Gli elementi piezoelettrici 2 vengono collegati fra loro elettricamente in serie od in parallelo ed il valore di energia elettrica complessivo viene portato all’esterno del modulo per poter essere interfacciato con altri valori di energia di eventuali moduli vicini che compongono l’impianto con collegamenti elettrici che possono essere esterni oppure interni mediante contatti di tipo strisciante.
Ogni lamina 1 in corrispondenza della propria estremità libera, porta fissato un magnete 11 realizzato con materiali aventi proprietà ferromagnetiche, quali ad esempio il Neodimio e posizionato in modo tale che le facce contrapposte di diversa polarità sporgano per un giusto tratto dalle superfici opposte superiore ed inferiore della lamina stessa.
Le due facce opposte del magnete 11 della lamina, sono allineate ad una giusta distanza con dei magneti 12 e 13 fissati ad appositi supporti 14 e 15 presenti all’interno della cornice 5 del modulo M, in maniera tale che in assenza di correnti fluidodinamiche i campi magnetici dei tre magneti 11, 12 e 13 non possano influenzarsi reciprocamente, come illustrato in figura 3.
I magneti 12 e 13 hanno la stessa forza elettromagnetica, mentre il magnete 11 della lamina ha preferibilmente una forza elettromagnetica inferiore a quella dei magneti 12 e 13, oppure l’elemento 11 può anche essere realizzato con materiale metallico ferroso invece che con materiale ferromagnetico, come più avanti meglio descritto.
Secondo una forma esecutiva preferita, i magneti 11, 12 e 13 hanno una forma cilindrica con un diametro che può variare dai 2 ai 5 mm e con una lunghezza che può variare dai 2 ai 10 mm.
Con particolare riferimento alle figure 3-5 con 16 e 16’ sono illustrati degli otturatori uguali fra loro, che secondo una prima forma esecutiva illustrata in tali figure sono realizzati con una lamina flessibile 17 di qualsivoglia adatto materiale non magnetizzabile, che può essere sia di natura plastica come gli acrilici, il PET, il PP, il PVC ed altri, oppure di natura metallica come l’acciaio armonico, l’acciaio inox, l’ottone ed altri.
Tale lamina 17 degli otturatori 16, 16’, che presenta un profilo a cuneo od arcuato orientato in direzione della lamina 1, è collegata per una estremità 117 al rispettivo supporto 14, 15, mentre l’estremità opposta è libera e presenta una porzione rettilinea 217 che nella condizione di riposo si posiziona lateralmente ai rispettivi magneti 12 e 13.
In corrispondenza della zona di contatto con la lamina 1, la lamina 17 presenta inoltre una vite di registro 18 utile a variare il tempo di intervento dell’otturatore e di conseguenza anche della flessione e della frequenza di lavoro della lamina 1.
Sia i supporti 14 e 15 che la cornice 5 dei moduli M sono realizzati con materiali non ferromagnetici che possono essere di natura plastica oppure di natura metallica non ferrosa quali ad esempio l’alluminio o sue leghe, l’ottone ed altri.
Nella forma esecutiva illustrata nelle figure 3-5, tutti e tre i magneti 11, 12 e 13 sono polarizzati sul dispositivo D nella stessa direzione, ad esempio col polo N in alto e col polo S in basso, in modo che quando la lamina 1 flette per l’azione della corrente fluidodinamica V, non appena il campo magnetico di 11 interferisce col campo magnetico di uno dei due magneti 12 e 13, lo stesso campo magnetico di 11 sia attratto da uno degli stessi campi magnetici di 12 e 13 amplificando di fatto la flessione della lamina 1 ed il momento della stessa e di conseguenza anche la deformazione dell’elemento piezoelettrico 2 associato ad essa.
In figura 4 è illustrata questa fase di lavoro del dispositivo D nella quale il campo del magnete 12 interagisce col campo del magnete 11 attraendo velocemente verso di sé la lamina 1 e l’elemento piezoelettrico 2 deformandosi si polarizza elettricamente realizzando una differenza di potenziale sulle proprie armature.
La flessione della lamina 1 continua finché non interviene l’otturatore 16, che sotto la spinta della stessa lamina sulla propria vite di registro 18, si distende interrompendo con la propria porzione 217 l’influenza fra i campi dei magneti 12 ed 11 come illustrato in figura 5.
A questo punto per effetto della propria elasticità, dell’energia meccanica accumulata, e di una componente fluidodinamica, la lamina 1 flette rapidamente nella direzione opposta, l’elemento piezoelettrico 2 rilascia energia elettrica ed il magnete 11 della lamina andrà ad interagire col magnete fisso 13 del secondo supporto 15 finché non interviene un ulteriore otturatore 16’ associato ad esso ed il segno di polarizzazione delle armature dell’elemento piezoelettrico si inverte realizzando quindi una produzione di corrente elettrica alternata, con ripetizione del ciclo di lavoro.
La componente fluidodinamica ha quindi soltanto la funzione di avviare la fase iniziale di oscillazione della lamina 1 e di agevolare l’oscillazione della lamina stessa nella direzione opposta quando intervengono gli otturatori che interrompono l’influenza reciproca dei campi magnetici.
In figura 10 è illustrata una possibile forma esecutiva di una porzione di un modulo M con due dispositivi D secondo il trovato.
In tale figura appare evidente come fra due lamine 1 vicine fra loro possa essere utilizzato un solo magnete 13’ che sarà fissato ad un supporto 15’ in modo che le sue due polarità N ed S si affaccino liberamente sulle pareti opposte dello stesso supporto 15’ per poter interagire coi magneti 11 delle lamine 1 nella loro fase di flessione.
Nelle figure da 6 a 9 sono illustrate schematicamente delle diverse forme esecutive di applicazione dei magneti 11, 12 e 13 nel dispositivo D secondo il trovato.
Nelle figure 6 e 7 sia il magnete 11 della lamina 1, sia i due magneti 12 e 13 fissi sui supporti della cornice, sono posizionati con le polarità orientate nella stessa direzione in modo che i poli contrapposti di due magneti vicini siano sempre polarizzati con segno opposto o N-S oppure S-N.
Questa forma esecutiva è la preferita poiché la lamina 1 è sottoposta ad un campo magnetico di forte intensità generato dalle polarità dei magneti in attrazione fra loro, che realizza una grande flessione della lamina stessa e dell’elemento piezoelettrico ad essa associato che si traduce in una notevole produzione di energia elettrica.
In figura 8 è illustrata una diversa forma esecutiva del dispositivo nella quale i magneti sono applicati sulla lamina 1 e sui supporti della cornice in modo che i poli contrapposti di due magneti vicini siano sempre polarizzati con segno uguale o N-N oppure S-S.
Questo orientamento dei magneti produce una maggiore frequenza di oscillazione, ma una minore flessione della lamina 1 poiché i campi magnetici dei tre elementi ferromagnetici non appena interagiscono fra loro si respingono. In figura 9 è illustrata un’ulteriore forma esecutiva del dispositivo nella quale sulla lamina 1 viene montato un elemento 19 realizzato in semplice materiale ferroso.
Questa soluzione produce un momento inferiore fra le estremità della lamina 1 poiché la forza di attrazione magnetica esercitata sulla stessa è minore e quindi è più libera di oscillare ad una frequenza maggiore.
In figura 11 è illustrata una diversa forma esecutiva degli otturatori 116, 116’ che interrompono i campi magnetici nel dispositivo D secondo il trovato, nella quale sui supporti 114, 115 fissi alla cornice del modulo, sono previste delle sedi 20, 20’ per rispettivi cursori 21, 21’ che possono muoversi liberamente ma senza gioco all’interno delle sedi stesse e che sporgono all’esterno delle sedi medesime per un giusto tratto.
Tali cursori 21, 21’ hanno preferibilmente la forma di piccoli cilindretti.
La porzione di tali cursori che sporge all’esterno delle sedi ha preferibilmente un conformazione a semisfera 121, 121’ ed ogni cursore presenta una fresatura a profilo inclinato 22, 22’ che viene impegnata dall’estremità libera 123, 123’ di una lamina 23, 23’ preferibilmente profilata a becco di flauto per combaciare col profilo della rispettiva fresatura 22, 22’.
L’estremità della lamina 23, 23’ opposta a quella 123, 123’ presenta un elemento di fine corsa 24, 24’ posto all’interno di una sede 25, 25’ prevista nei supporti fissi 114, 115 e sul quale agisce in spinta una molla 26, 26’ che viene bloccata dentro alla sede grazie ad un apposito registro a vite 27, 27’ fissato ai supporti 114, 115.
La lamina 23, 23’ presenta inoltre un’asola 28, 28’ adeguatamente posizionata e dimensionata per consentire il passaggio dei campi magnetici come a seguito descritto.
Quando il dispositivo D è a riposo con la propria lamina 1 che non è sottoposta a nessuna corrente fluidodinamica ed i campi dei magneti 11, 12 e 13 non interagiscono fra loro, l’otturatore 116’ si presenta come illustrato nella parte bassa di figura 11, nella quale la molla 26’ agendo sull’elemento 24’ spinge in estensione la lamina 23’ con la propria estremità 123’ che si posiziona in corrispondenza dell’estremità del profilo inclinato 22’ opposta a quella 121’ del cursore 21’ e più lontana dal magnete 13.
In questa fase di riposo della lamina 23’ il cursore 21’ sporge per un notevole tratto all’esterno della sede 20’ e l’asola 28’ è allineata col magnete 13 del supporto 115 in modo che il campo magnetico del magnete stesso sia libero di uscire all’esterno del detto supporto per poter interagire col campo magnetico del magnete 11 della lamina 1 quando la stessa fletterà verso il basso per chi guarda la figura 11.
Nella parte alta di tale figura è illustrata la fase attiva di chiusura dell’otturatore superiore 116 nella quale la lamina 1 nella sua massima flessione verso l’alto ha spinto il cursore 21 completamente all’interno della sede 20 ed il profilo inclinato 22 del cursore stesso ha spinto all’indietro la lamina 23’ con la relativa asola 28 in modo da interrompere il campo magnetico del magnete 12 che prima di tale azione interagiva col campo del magnete 11 della lamina.
A questo punto la lamina 1 per effetto dell’energia meccanica da essa accumulata potrà flettere nella direzione opposta, l’elemento piezoelettrico 2 rilascia la sua energia elettrica ed il magnete 11 andrà ad interagire col magnete fisso 13 agevolato anche dalle componenti fluidodinamiche, finché non interviene l’otturatore 116’ ed il segno di polarizzazione delle armature dell’elemento piezoelettrico si inverte, realizzando quindi una produzione di corrente elettrica alternata, con una ripetizione del ciclo di lavoro.
Anche per questa soluzione possono essere impiegati mezzi di registro, non illustrati e facilmente realizzabili dai tecnici del ramo, utili a variare il tempo di intervento dell’otturatore e di conseguenza anche della flessione e della frequenza di lavoro della lamina 1.
Nelle figure 12 e 13 è illustrata una variante del dispositivo D secondo il trovato, che prevede l’applicazione dei magneti fissi 12 e 13 in una posizione laterale rispetto alla lamina 1 ed ortogonale rispetto al magnete 11 della lamina stessa.
Tali magneti 12 e 13 possono essere fissati ad un supporto 214 presente sulla cornice 5 o direttamente alla cornice stessa.
In figura 12 il dispositivo D è a riposo ed i campi magnetici dei magneti 11, 12 e 13 non si influenzano reciprocamente, mentre quando interviene una corrente fluidodinamica V la lamina 1 flette ed il campo magnetico del proprio magnete 11 viene attirato dal campo magnetico di uno dei due magneti fissi 12 e 13, in questo caso dal magnete 12, amplificando la flessione della lamina stessa e dell’elemento piezoelettrico ad esso associata, come illustrato in figura 13.
In questa forma esecutiva non sono necessari gli otturatori poiché è la stessa lamina 1 che continuando a flettere verso l’alto interrompe la reciproca influenza fra il campo magnetico del proprio magnete 11 ed il campo magnetico del magnete 12.
Secondo un’ulteriore variante esecutiva, illustrata nelle figure 14 e 15, i magneti fissi 12 e 13 vengono posizionati sul modulo di fronte all’estremità libera della lamina 1 ed in posizione ortogonale rispetto al magnete 11 della lamina stessa.
Tali magneti 12 e 13 possono essere fissati ad un supporto 314 presente sulla cornice 5 o direttamente alla cornice stessa.
Anche in questo caso col dispositivo D a riposo i campi magnetici dei magneti 11, 12 e 13 non si influenzano fra loro, mentre in presenza di una corrente fluidodinamica V il campo magnetico del magnete 11 interagisce col campo di uno dei due magneti fissi 12 e 13 finché la lamina stessa, continuando a flettere verso l’alto, non interrompe la reciproca influenza dei campi dei magneti.
Nel dispositivo D secondo il trovato l’azione combinata dei magneti, dei rispettivi otturatori o della lamina in flessione, produce così un sistema di controllo e di amplificazione di tipo induttivo della flessione alternata della lamina stessa e dell’elemento piezoelettrico ad essa associato, che si traduce in un notevole incremento dell’energia elettrica prodotta rispetto ad una soluzione che per flettere la lamina utilizza soltanto correnti fluidodinamiche.
La componente fluidodinamica ha quindi soltanto la funzione di avviare la fase iniziale di oscillazione della lamina 1 e di agevolare l’oscillazione della lamina stessa nella direzione opposta quando viene interrotta l’influenza reciproca dei campi magnetici fra i magneti vicini.
Un determinato numero di tali dispositivi D possono essere collegati elettricamente fra loro in serie od in parallelo e possono essere assemblati in moduli M collegabili elettricamente fra loro realizzando impianti di varie forme e dimensioni applicabili nei luoghi più svariati anche non interessati normalmente da correnti fluidodinamiche di forte intensità, quali ad esempio le facciate dei palazzi, le gallerie stradali e ferroviarie, le barriere fonoassorbenti poste a protezione acustica dei centri abitati ed altri.
Resta inteso che al dispositivo come descritto possono essere apportate numerose varianti e modifiche, il tutto per altro senza uscire dall’ambito di protezione dell’invenzione, come sopra descritto, come illustrato e come a seguito rivendicato.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la produzione di energia elettrica utilizzante l’azione combinata di campi magnetici pulsati e di correnti fluidodinamiche comprendente una lamina (1) realizzata in qualsivoglia adatto materiale flessibile, fissata per una estremità all’interno di una cornice, essendo detta lamina provvista di un elemento piezoelettrico (2) e dotata di un magnete (11) i cui poli opposti sono allineati ad una giusta distanza con rispettivi poli di ulteriori magneti (12, 13) applicati a supporti fissi (14, 15, 114, 115) che portano anche rispettivi otturatori (16, 16’, 116, 116’), il tutto realizzato in modo che in assenza di correnti fluidodinamiche (V) i campi magnetici dei tre magneti sopra descritti non interagiscono fra loro, mentre in presenza di correnti fluidodinamiche (V), non appena la lamina (1) flette in una direzione, il campo magnetico del proprio magnete (11) avvicinandosi al campo magnetico di uno dei detti magneti fissi (12, 13), subirà l’influenza dello stesso amplificando la flessione della lamina, finché non interviene un otturatore (16, 16’, 116, 116’) azionato dalla lamina stessa che interrompe la reciproca influenza di tali campi magnetici, consentendo alla lamina medesima di flettere nella direzione opposta sia per effetto della propria energia meccanica accumulata, sia per la presenza delle correnti fluidodinamiche ed all’elemento piezoelettrico di rilasciare energia elettrica.
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che i magneti (12, 13) sono fissati sulla cornice in una posizione ortogonale rispetto al magnete (11) della lamina (1) ed in una posizione laterale o frontale nei confronti dell’estremità libera della lamina stessa, essendo la medesima lamina, durante la sua flessione, ad interrompere la reciproca influenza fra il campo magnetico del proprio magnete (11) ed il campo magnetico del magnete vicino (12, 13).
  3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che i magneti fissi (12, 13) hanno una forza magnetica uguale fra loro e preferibilmente superiore rispetto a quella del magnete (11) della lamina flessibile (1).
  4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che sia il magnete (11) della lamina (1), sia i due magneti fissi (12, 13), sono messi in opera con le polarità orientate nella stessa direzione, in modo che i poli contrapposti di due magneti vicini siano sempre polarizzati con segno opposto (N-S) oppure (S-N).
  5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che i magneti (11, 12 e 13) sono applicati sulla lamina (1) e sui supporti fissi in modo che i poli contrapposti di due magneti vicini siano sempre polarizzati con segno uguale (N-N) oppure (S-S).
  6. 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che sulla lamina (1) viene montato un elemento (19) realizzato in materiale ferroso.
  7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), in cui gli otturatori (16, 16’) sono realizzati con una lamina flessibile (17) di materiale non magnetizzabile e di natura plastica come gli acrilici, il PET, il PP, il PVC ed altri.
  8. 8) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1) e 6) caratterizzato dal fatto che gli otturatori (16, 16’) sono realizzati con lamine di materiale non magnetizzabile e di natura metallica, come l’acciaio armonico, l’acciaio inox, l’ottone ed altri.
  9. 9) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli attuatori (16, 16’) in corrispondenza della zona di contatto con la lamina (1) sono dotati di una vite di registro (18) utile a variare il tempo di intervento degli stessi otturatori e di conseguenza anche della flessione e della frequenza di lavoro della lamina (1).
  10. 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che gli otturatori (116, 116’) sono realizzati con cursori (21, 21’) scorrevoli all’interno di sedi (20, 20’) ricavate sui supporti fissi (114, 115) e dotati di fresature a profilo inclinato (22, 22’) che vengono impegnate dall’estremità libera (123, 123’) di lamine (23, 23’) caricate in estensione da apposite molle (26, 26’) e dotate di asole (28, 28’) che col dispositivo a riposo sono allineate coi magneti fissi (12, 13) consentendo il passaggio dei loro campi magnetici, il tutto realizzato in modo che quando la lamina (1) in flessione comprime all’interno delle sedi (20, 20’) i cursori (21, 21’), il profilo inclinato (22, 22’) degli stessi spingendo in arretramento le lamine (23, 23’) porti l’asola (28, 28’) a non essere più allineata col rispettivo magnete realizzando così l’interruzione del campo magnetico.
  11. 11) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che la lamina flessibile (1) è realizzata con materiali sintetici quali le resine poliammidiche, la fibra di carbonio, le resine di tipo termoindurente come le resine epossidiche, le resine di tipo acrilico, PE, PET o simili.
  12. 12) Dispositivo secondo la rivendicazione 1), caratterizzata dal fatto che la lamina flessibile (1) è una lamina metallica come l’acciaio inox, l’acciaio armonico, l’alluminio, l’ottone ed altri.
  13. 13) Impianto per la conversione in energia elettrica comprendente più moduli (M) collegati elettricamente fra loro e dotati ciascuno di una pluralità di dispositivi (D) collegati elettricamente fra loro in serie od in parallelo, essendo tale impianto installabile ad esempio sulle facciate dei palazzi, nelle gallerie stradali e ferroviarie, ed anche in combinazione od al posto di barriere fonoassorbenti poste come protezione acustica delle zone abitative.
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