IT201700012110A1 - Equipment for energy production - Google Patents

Equipment for energy production

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IT201700012110A1
IT201700012110A1 IT102017000012110A IT201700012110A IT201700012110A1 IT 201700012110 A1 IT201700012110 A1 IT 201700012110A1 IT 102017000012110 A IT102017000012110 A IT 102017000012110A IT 201700012110 A IT201700012110 A IT 201700012110A IT 201700012110 A1 IT201700012110 A1 IT 201700012110A1
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IT
Italy
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duct
turbine
internal
external
strip
Prior art date
Application number
IT102017000012110A
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Italian (it)
Inventor
Roberto Berti
Edoardo Berti
Original Assignee
Edoardo Berti
Berti Giulia Adriana
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Publication date
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/04—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F03B17/00—Other machines or engines
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    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

“APPARECCHIATURA PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA” "EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF ENERGY"

La presente invenzione si riferisce, in generale, ad un’apparecchiatura per la produzione di energia. Più in particolare si tratta di un’apparecchiatura per la produzione di energia elettrica comprendente una o più turbine atte a sfruttare il moto di un fluido. The present invention refers, in general, to an equipment for the production of energy. More specifically, it is an equipment for the production of electricity comprising one or more turbines designed to exploit the motion of a fluid.

Sono note apparecchiature per la produzione di energia, in particolare di energia elettrica. Si tratta, sostanzialmente, di apparecchiature che trasformano energia di un tipo, ad esempio termica, cinetica, potenziale, ecc., in energia sfruttabile dall’uomo, in particolare energia elettrica. Apparatus for the production of energy, in particular of electric energy, are known. Basically, it is equipment that transforms energy of a type, for example thermal, kinetic, potential, etc., into energy usable by humans, in particular electricity.

Una delle apparecchiature maggiormente utilizzate per la produzione di energia è la turbina che trasforma in energia meccanica l’energia cinetica di un fluido, sia esso in forma liquida o aeriforme. L’energia meccanica viene successivamente trasformata in energia elettrica mediante un alternatore. One of the most used equipment for energy production is the turbine which transforms the kinetic energy of a fluid into mechanical energy, whether in liquid or aeriform form. The mechanical energy is subsequently transformed into electrical energy by means of an alternator.

Oltre a quelle utilizzate nelle centrali idroelettriche, turbine opportunamente conformate possono essere disposte all’interno di condotti o canali d’acqua per sfruttarne l’energia cinetica. In addition to those used in hydroelectric power plants, suitably shaped turbines can be placed inside ducts or water channels to exploit their kinetic energy.

Le turbine secondo la tecnica nota devono essere fissate alle pareti dei condotti o dei canali, operazione che oltre ad essere complessa, comporta la modifica dello stesso condotto o canale, ed inoltre costringe a bloccare il flusso d’acqua. The turbines according to the known technique must be fixed to the walls of the ducts or channels, an operation which in addition to being complex, involves the modification of the same duct or channel, and also forces to block the flow of water.

Questi interventi sono ovviamente indesiderati, poiché i condotti ed i canali potenzialmente interessati sono utilizzati per l’irrigazione di culture agricole e per portare con continuità acqua in stabilimenti industriali. These interventions are obviously undesirable, since the potentially affected ducts and canals are used for the irrigation of agricultural crops and to continuously bring water to industrial plants.

Inoltre, le turbine secondo la tecnica nota possono soffrire di instabilità dovuta ad un difficile controllo della parte fissa rispetto alla girante. Furthermore, turbines according to the known art can suffer from instability due to a difficult control of the fixed part with respect to the impeller.

Uno scopo dell’invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopraccitati ed altri ancora, grazie ad una turbina per generare energia elettrica che possa essere facilmente posizionata in condotti e canali. One purpose of the invention is to obviate the aforementioned drawbacks and others, thanks to a turbine to generate electricity that can be easily positioned in ducts and channels.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di fornire una turbina che sia posizionabile in modo stabile all’interno del condotto o del canale in cui è posizionata. A further purpose of the invention is to provide a turbine that can be stably positioned within the duct or channel in which it is positioned.

Questi ed altri scopi vengono tutti raggiunti, secondo l’invenzione, da un’apparecchiatura per la produzione di energia elettrica, sfruttando l’energia cinetica di un fluido in movimento, comprendente almeno una turbina con un condotto esterno ed un condotto interno atto a ruotare internamente al condotto esterno. These and other purposes are all achieved, according to the invention, by an apparatus for the production of electrical energy, exploiting the kinetic energy of a fluid in motion, comprising at least one turbine with an external duct and an internal duct able to rotate inside the external duct.

Nel condotto interno è preferibilmente disposta una prima bandella di conformazione elicoidale orientata secondo un primo verso, ad esempio fissata sulla parete interna del condotto interno, così che il condotto interno sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno attorno al proprio asse al passaggio del fluido all’interno del condotto interno e al contatto del fluido con la prima bandella. In the internal duct there is preferably a first strip of helical conformation oriented according to a first direction, for example fixed on the internal wall of the internal duct, so that the internal duct is made to rotate with respect to the external duct around its own axis as the fluid passes through it. inside the internal duct and in contact of the fluid with the first strip.

La turbina comprende preferibilmente un dispositivo alternatore atto a trasformare il momento generato dal condotto interno in energia elettrica. L’apparecchiatura si caratterizza per il fatto che il condotto interno comprende una prima porzione ed una seconda porzione tra loro coassiali e continue. La prima porzione è disposta internamente al condotto esterno e comprende la prima bandella. La seconda porzione è disposta esternamente al condotto esterno e comprendendo uno o più rialzi verso l’esterno. Nella seconda porzione è ricavata almeno un’apertura passante in corrispondenza dell’uno o più rialzi. The turbine preferably comprises an alternator device adapted to transform the moment generated by the internal duct into electrical energy. The equipment is characterized by the fact that the internal duct comprises a first portion and a second portion which are coaxial and continuous. The first portion is arranged inside the external duct and comprises the first strip. The second portion is arranged externally to the external duct and including one or more elevations towards the outside. In the second portion there is at least one through opening corresponding to one or more elevations.

Grazie a tale conformazione una parte dell’acqua che fluisce esternamente al condotto esterno e alla seconda porzione del condotto interno è costretta ad entrare nello stesso condotto interno attraversando le aperture. Thanks to this conformation, a part of the water that flows externally to the external duct and to the second portion of the internal duct is forced to enter the same internal duct through the openings.

Questo flusso d’acqua proveniente dall’esterno del condotto interno ha una velocità maggiore rispetto a quella che fluisce internamente allo stesso condotto interno, in quanto l’energia cinetica viene parzialmente utilizzata per la spinta sulle bandelle. This flow of water coming from the outside of the internal duct has a higher speed than that which flows internally to the same internal duct, as the kinetic energy is partially used for the thrust on the strips.

Questa differenza di velocità tra il flusso proveniente dall’esterno ed il flusso interno crea un effetto vuoto che aiuta lo stesso flusso interno ed aumenta il rendimento complessivo della turbina. This difference in speed between the flow coming from the outside and the internal flow creates a vacuum effect that helps the internal flow itself and increases the overall efficiency of the turbine.

Inoltre, l’apparecchiatura secondo l’invenzione può prevedere che sia compresa una seconda turbina fissata rigidamente alla prima turbina e comprendente un condotto esterno ed un condotto interno atto a ruotare rispetto al condotto esterno. Nel condotto interno è disposta una prima bandella di conformazione elicoidale secondo un secondo verso, opposto al primo verso della prima bandella della prima turbina. Furthermore, the apparatus according to the invention may include a second turbine rigidly fixed to the first turbine and comprising an external duct and an internal duct able to rotate with respect to the external duct. In the internal duct there is a first helical-shaped strip according to a second direction, opposite to the first direction of the first strip of the first turbine.

Grazie a tale configurazione, il condotto interno è fatto ruotare rispetto al condotto esterno attorno al proprio asse al passaggio del fluido all’interno del condotto interno e al contatto del fluido con la prima bandella, in senso opposto rispetto al senso di rotazione della prima turbina. Thanks to this configuration, the internal duct is made to rotate with respect to the external duct around its own axis to the passage of the fluid inside the internal duct and to the contact of the fluid with the first band, in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the first turbine. .

In questo modo, l’apparecchiatura è resa stabile in termini di rotazione. Inoltre, la turbina può comprendere mezzi di stabilizzazione fissati unicamente al condotto esterno ed atti a mantenere fisso e non in rotazione lo stesso condotto esterno. In this way, the equipment is made stable in terms of rotation. Furthermore, the turbine can comprise stabilizing means fixed only to the external duct and able to keep the external duct fixed and not in rotation.

In questo modo, è sufficiente ancorare l’apparecchiatura alla conduttura o al corso d’acqua nel quale è posizionata, in modo da evitare unicamente che venga trascinata via dal flusso del fluido. In this way, it is sufficient to anchor the equipment to the pipeline or to the watercourse in which it is positioned, so as to only prevent it from being dragged away by the fluid flow.

I mezzi di stabilizzazione sono, infatti, sufficienti ad evitare che anche il condotto esterno sia fatto ruotare a causa della rotazione del condotto interno. The stabilization means are, in fact, sufficient to prevent the external duct from being made to rotate due to the rotation of the internal duct.

Dunque, la particolare conformazione dell’apparecchiatura consente un facile montaggio, senza necessità di prosciugare condutture o corsi d’acqua. Therefore, the particular conformation of the equipment allows for easy assembly, without the need to drain pipes or waterways.

Per migliorare la resa dell’apparecchiatura ed aumentare il flusso di fluido che investe l’una o più turbine, può essere compreso anche un collettore disposto adiacente all’estremità dell’una o più turbine nelle quali ha ingresso il fluido. To improve the performance of the equipment and increase the flow of fluid that affects one or more turbines, a manifold positioned adjacent to the end of one or more turbines into which the fluid enters can also be included.

Vantaggiosamente, il collettore può avere una forma ad imbuto e può comprendere un’estremità di uscita del fluido, di diametro inferiore rispetto all’estremità d’ingresso, posta in corrispondenza del condotto interno così da non creare indesiderate turbolenze. Advantageously, the manifold can have a funnel shape and can include an outlet end of the fluid, with a smaller diameter than the inlet end, placed in correspondence with the internal duct so as not to create unwanted turbulence.

Inoltre, sulla parete esterna del condotto interno può essere fissato almeno un magnete permanente o un elettromagnete, e sulla parete interna del condotto esterno può essere fissato almeno un avvolgimento, disposto in corrispondenza dell’almeno un magnete permanente del condotto interno, così che l’interazione tra magnete permanente e avvolgimento crei energia elettrica. Furthermore, at least one permanent magnet or an electromagnet can be fixed on the outer wall of the inner duct, and on the inner wall of the outer duct at least one winding can be fixed, arranged in correspondence with the at least one permanent magnet of the inner duct, so that the interaction between permanent magnet and winding creates electrical energy.

La turbina comprende, dunque, sia i mezzi per trasformare l’energia cinetica del fluido in energia meccanica, ossia la rotazione del condotto interno, sia i mezzi per trasformare l’energia meccanica in energia elettrica, senza necessità di ulteriori e separati dispositivi. The turbine therefore includes both the means to transform the kinetic energy of the fluid into mechanical energy, i.e. the rotation of the internal duct, and the means to transform the mechanical energy into electrical energy, without the need for additional and separate devices.

Vantaggiosamente, al fine di migliorare la resa della turbina, oltre alla prima bandella, può essere compresa anche una seconda bandella di conformazione uguale alla prima bandella e fissata nella parete interna del condotto interno, discostata dalla prima bandella. Advantageously, in order to improve the efficiency of the turbine, in addition to the first strip, a second strip can also be included having the same shape as the first strip and fixed in the internal wall of the internal duct, separated from the first strip.

Per rendere stabile la turbina ed evitare che il condotto esterno venga fatto ruotare a causa della rotazione del condotto interno, i mezzi di stabilizzazione possono comprendere almeno una aletta fissata alla parete esterna del condotto esterno della turbina. In order to make the turbine stable and to prevent the external duct from being made to rotate due to the rotation of the internal duct, the stabilizing means can comprise at least one fin fixed to the external wall of the external duct of the turbine.

Vantaggiosamente, l’una o più alette possono essere mobili e possono essere fissate al condotto esterno mediante un giunto di regolazione. In questo modo, l’una o più alette possono essere orientate a seconda della direzione del flusso di fluido e della posizione dell’apparecchiatura all’interno della conduttura o del canale. Advantageously, the one or more fins can be movable and can be fixed to the external duct by means of an adjustment joint. In this way, the one or more fins can be oriented according to the direction of the fluid flow and the position of the equipment inside the pipeline or channel.

Inoltre, al fine di evitare che il condotto esterno ruoti a causa della rotazione del condotto interno, un’apparecchiatura secondo l’invenzione può comprendere una prima turbina ed una seconda turbina tra loro fissate mediante una connessione rigida, in cui la bandella della prima turbina sia uguale alla bandella della seconda turbina ad eccezione del senso di rotazione. Furthermore, in order to prevent the external duct from rotating due to the rotation of the internal duct, an apparatus according to the invention can comprise a first turbine and a second turbine fixed to each other by means of a rigid connection, in which the flap of the first turbine is equal to the flap of the second turbine with the exception of the direction of rotation.

In altre parole, la prima turbina può comprendere un condotto esterno ed un condotto interno atto a ruotare internamente al condotto esterno, essendo disposta nel condotto interno una prima bandella di conformazione elicoidale orientata secondo un primo senso, così che il condotto interno sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno attorno al proprio asse secondo un primo senso di rotazione al passaggio del fluido all’interno del condotto interno e al contatto del fluido con la prima bandella. In other words, the first turbine can comprise an external duct and an internal duct able to rotate inside the external duct, a first helical-shaped strip being arranged in the internal duct oriented according to a first direction, so that the internal duct is made to rotate with respect to to the external duct around its own axis according to a first direction of rotation to the passage of the fluid inside the internal duct and to the contact of the fluid with the first strip.

La seconda turbina può comprendere anch’essa un condotto esterno ed un condotto interno atto a ruotare internamente al condotto esterno, essendo disposta nel condotto interno una seconda bandella avente dimensioni uguali alla prima bandella e di conformazione elicoidale orientata secondo un secondo senso opposto al senso della prima bandella. The second turbine can also comprise an external duct and an internal duct able to rotate inside the external duct, being arranged in the internal duct a second strip having dimensions equal to the first strip and of a helical conformation oriented in a second direction opposite to the direction of the first strip.

In questo modo, il condotto interno è fatto ruotare rispetto al condotto esterno attorno al proprio asse secondo un secondo senso di rotazione, opposto al primo senso di rotazione del condotto interno della prima turbina, al passaggio del fluido all’interno del condotto interno e al contatto del fluido con la seconda bandella. In this way, the internal duct is made to rotate with respect to the external duct around its axis according to a second direction of rotation, opposite to the first direction of rotation of the internal duct of the first turbine, to the passage of the fluid inside the internal duct and to the fluid contact with the second strip.

Si ottiene così un’apparecchiatura già stabile che deve essere unicamente fissata per evitare di essere trascinata dalla corrente del fluido. In this way, an already stable equipment is obtained which must only be fixed to avoid being dragged by the current of the fluid.

Ulteriori caratteristiche e particolari dell’invenzione potranno essere meglio compresi dalla descrizione che segue, data a titolo di esempio non limitativo, nonché dalle annesse tavole di disegno in cui: Further characteristics and details of the invention will be better understood from the following description, given as a non-limiting example, as well as from the attached drawing tables in which:

la fig.1 è una vista laterale schematica, in sezione, di un’apparecchiatura secondo una prima forma realizzativa dell’invenzione; Fig. 1 is a schematic side view, in section, of an apparatus according to a first embodiment of the invention;

la fig.2 è una vista frontale schematica, in sezione, dell’apparecchiatura di figura 1; fig. 2 is a schematic front view, in section, of the equipment of figure 1;

la fig.3 è una vista laterale schematica, in sezione, di un’apparecchiatura secondo una seconda forma realizzativa dell’invenzione. Fig. 3 is a schematic side view, in section, of an apparatus according to a second embodiment of the invention.

Con riferimento alle figure allegate, in particolare alla figura 1, con 1 viene indicata nel suo complesso un’apparecchiatura per la produzione di energia elettrica da posizionare all’interno di condutture d’acqua o d’aria o di corsi d’acqua. With reference to the attached figures, in particular to figure 1, 1 indicates as a whole an equipment for the production of electricity to be positioned inside water or air pipes or water courses.

L’apparecchiatura 1 comprende una turbina 10 comprendente, a sua volta, un condotto interno 12 ed un condotto esterno 14 entrambi cilindrici. The apparatus 1 comprises a turbine 10 comprising, in turn, an internal duct 12 and an external duct 14 both cylindrical.

Il condotto interno 12 è rotante rispetto al condotto esterno 14 e comprende una prima porzione 13 ed una seconda porzione 15. The internal duct 12 rotates with respect to the external duct 14 and comprises a first portion 13 and a second portion 15.

Più precisamente, la prima porzione 13 del condotto interno 12, oltre ad essere rotante rispetto al condotto esterno 14, è disposta internamente allo stesso condotto esterno 14, essendo a questo vincolato in modo girevole mediante due cuscinetti 16 posizionati alle estremità della prima porzione 13 del condotto interno 12 ed avventi apposite guarnizioni stagne. More precisely, the first portion 13 of the internal duct 12, in addition to being rotatable with respect to the external duct 14, is arranged inside the same external duct 14, being rotatably linked to it by means of two bearings 16 positioned at the ends of the first portion 13 of the internal duct 12 and adventing special watertight seals.

Sulla parete interna della prima porzione 13 del condotto interno 12 è disposta una prima bandella 18 ed una seconda bandella 20, aventi entrambe una conformazione ad elica. On the inner wall of the first portion 13 of the inner duct 12 there is a first strip 18 and a second strip 20, both having a helical shape.

Grazie alla conformazione e alla disposizione della prima bandella 18 e della seconda bandella 20 all’interno della turbina 10 viene a crearsi un passaggio centrale privo di blocchi, tale da garantire l’eventuale transito di pesci o altri animali; la turbina può così rientrare nella categoria dei dispositivi definiti “fish-friendly”. Thanks to the conformation and arrangement of the first strip 18 and the second strip 20 inside the turbine 10, a central passage is created without blocks, such as to ensure the possible transit of fish or other animals; the turbine can thus fall into the category of devices defined as "fish-friendly".

Tale conformazione fa sì che il passaggio di un fluido provochi la rotazione attorno al proprio asse del condotto interno 12 rispetto al condotto esterno 14, fissato invece alla conduttura o al corso d’acqua nel quale la turbina viene posizionata. This conformation causes the passage of a fluid to cause the rotation around its own axis of the internal duct 12 with respect to the external duct 14, fixed instead to the duct or to the water course in which the turbine is positioned.

Sulla parete esterna del della prima porzione 13 del condotto interno 12 sono fissati dei magneti permanenti 22 o alternativamente degli elettromagneti, mentre sulla parete interna del condotto esterno 14 sono fissati degli avvolgimenti 24, in corrispondenza dei magneti permanenti 22 del condotto interno 12. Permanent magnets 22 or alternatively electromagnets are fixed on the external wall of the first portion 13 of the internal duct 12, while on the internal wall of the external duct 14 windings 24 are fixed, corresponding to the permanent magnets 22 of the internal duct 12.

In questo modo, l’interazione tra i magneti permanenti 22 e gli avvolgimenti 24 crea una corrente elettrica alternata. In this way, the interaction between the permanent magnets 22 and the windings 24 creates an alternating electric current.

Inoltre, la presenza delle guarnizioni stagne crea una camera stagna tra la prima porzione 13 del condotto interno 12 ed il condotto esterno 14, camera nella quale sono accolti i magneti permanenti 22 e gli avvolgimenti 24, spazio non raggiunto dal fluido che fa ruotare il condotto interno 12. Furthermore, the presence of the watertight gaskets creates a sealed chamber between the first portion 13 of the internal duct 12 and the external duct 14, a chamber in which the permanent magnets 22 and the windings 24 are housed, a space not reached by the fluid that causes the duct to rotate internal 12.

La turbina 10 secondo l’invenzione si comporta in modo analogo ad un alternatore, convertendo essa stessa l'energia meccanica fornita dal condotto interno 12 in energia elettrica, sfruttando la legge fisica dell'induzione elettromagnetica, detta anche legge di Faraday. The turbine 10 according to the invention behaves in a similar way to an alternator, converting itself the mechanical energy supplied by the internal duct 12 into electrical energy, exploiting the physical law of electromagnetic induction, also called Faraday's law.

Inoltre, la camera tra la prima porzione 13 del condotto interno 12 ed il condotto esterno 14, isolata dalle guarnizioni stagne, è collegata con l’esterno con una valvola, non illustrata nelle figure, per permettere lo scambio d’aria causato da variazioni di temperatura che l’apparecchiatura può subire. Furthermore, the chamber between the first portion 13 of the internal duct 12 and the external duct 14, isolated by the watertight gaskets, is connected to the outside with a valve, not shown in the figures, to allow the exchange of air caused by variations in temperature. temperature that the equipment can undergo.

La seconda porzione 15 del condotto interno 12 è disposta all’esterno del condotto esterno 14 e comprende dei rialzi 36 rivolti verso l’esterno della stessa seconda porzione 15 così da creare delle corrispondenti aperture 38 tra l’esterno e l’interno del condotto interno 12. The second portion 15 of the internal duct 12 is arranged outside the external duct 14 and comprises elevations 36 facing outwards of the same second portion 15 so as to create corresponding openings 38 between the exterior and the interior of the internal duct 12.

Come da figura 1, un collettore 26 è disposto adiacente all’estremità della turbina 10 nella quale ha ingresso il fluido; in particolare, il collettore 26 ha una forma ad imbuto ed ha l’estremità di uscita 28 del fluido, di diametro inferiore rispetto all’estremità d’ingresso 30, posta in corrispondenza del condotto interno 12. As shown in Figure 1, a manifold 26 is arranged adjacent to the end of the turbine 10 into which the fluid enters; in particular, the manifold 26 has a funnel shape and has the outlet end 28 of the fluid, with a smaller diameter than the inlet end 30, located in correspondence with the internal duct 12.

Come da figure 1 e 2, delle alette 32 mobili sono fissate sulla parete esterna del condotto esterno 14, per stabilizzare la turbina, in particolare per rendere fissa la posizione del condotto esterno 14. As shown in Figures 1 and 2, movable fins 32 are fixed on the external wall of the external duct 14, to stabilize the turbine, in particular to make the position of the external duct 14 fixed.

Le alette 32 mobili sono fissate al condotto esterno 14 mediante dei giunti di regolazione 34 grazie ai quali è possibile regolare l’inclinazione delle stesse alette 32 a seconda del flusso del fluido. The movable fins 32 are fixed to the external duct 14 by means of the adjustment joints 34 thanks to which it is possible to adjust the inclination of the fins 32 according to the flow of the fluid.

In questo modo, la turbina 10 non deve essere fissata rigidamente alla conduttura o alle rive del corso d’acqua, ma è sufficiente fare in modo che non venga spostata dal flusso ad esempio mediante una cima fissata in superficie. In this way, the turbine 10 does not have to be rigidly fixed to the pipeline or to the banks of the watercourse, but it is sufficient to ensure that it is not moved by the flow, for example by means of a top fixed to the surface.

Quando in funzione, l’acqua o altro fluido, oltre a passare all’interno del condotto interno 12 spingendo la prima bandella 18 e la seconda bandella 20 così da ottenere la rotazione dello stesso condotto interno 12 e creando energia elettrica, fluisce anche all’esterno del condotto esterno 14. When in operation, the water or other fluid, in addition to passing inside the internal duct 12, pushing the first strip 18 and the second strip 20 so as to obtain the rotation of the same internal duct 12 and creating electrical energy, also flows to the of the external duct 14.

In corrispondenza dei rilievi 36, una parte dell’acqua che fluisce esternamente al condotto esterno 14 e alla seconda porzione 15 del condotto interno 12 è costretta ad entrare nello stesso condotto interno 12 attraversando le aperture 38. At the reliefs 36, a part of the water that flows externally to the external duct 14 and to the second portion 15 of the internal duct 12 is forced to enter the same internal duct 12 through the openings 38.

Questo flusso d’acqua proveniente dall’esterno del condotto interno 12 ha una velocità maggiore rispetto a quella che fluisce internamente allo stesso condotto interno 12, in quanto l’energia cinetica viene parzialmente utilizzata per la spinta sulle bandelle 18, 20. This flow of water coming from the outside of the internal duct 12 has a higher speed than that which flows internally to the same internal duct 12, as the kinetic energy is partially used for the thrust on the strips 18, 20.

Questa differenza di velocità tra il flusso proveniente dall’esterno ed il flusso interno crea un effetto vuoto che aiuta lo stesso flusso interno ed aumenta il rendimento complessivo della turbina. This difference in speed between the flow coming from the outside and the internal flow creates a vacuum effect that helps the internal flow itself and increases the overall efficiency of the turbine.

Come da figura 3, un’apparecchiatura 100 secondo una variante dell’invenzione comprende una prima turbina 110 ed una seconda turbina 210 tra loro fissate mediante delle connessioni rigide 102. As shown in Figure 3, an apparatus 100 according to a variant of the invention comprises a first turbine 110 and a second turbine 210 fixed to each other by rigid connections 102.

La prima turbina 110 è uguale alla turbina 10 precedentemente descritta e, ad eccezione delle alette 32 e dei relativi giunti di regolazione 34 di cui è mancante, comprende i medesimi componenti di cui riporta il riferimento aumentato di 100. The first turbine 110 is the same as the turbine 10 previously described and, with the exception of the fins 32 and the relative adjustment joints 34, which are missing, it comprises the same components whose reference is increased by 100.

La seconda turbina 210 è uguale alla prima turbina 110, comprendendo i medesimi componenti di cui riporta il riferimento aumentato di un ulteriore centinaio, ad eccezione della diposizione delle bandelle 218, 220. The second turbine 210 is the same as the first turbine 110, comprising the same components of which the reference is increased by a further hundred, with the exception of the arrangement of the flaps 218, 220.

Infatti, l’unica differenza tra la prima turbina 110 e la seconda turbina 210 risulta essere la conformazione delle rispettive prima bandella 118, 218 e seconda bandella 120, 220. In fact, the only difference between the first turbine 110 and the second turbine 210 is the conformation of the respective first strip 118, 218 and second strip 120, 220.

Infatti, la prima bandella 118 e la seconda bandella 120 della prima turbina 110 sono orientate in senso opposto rispetto alla prima bandella 218 e alla seconda bandella 220 della seconda turbina 210. In fact, the first strip 118 and the second strip 120 of the first turbine 110 are oriented in the opposite direction with respect to the first strip 218 and the second strip 220 of the second turbine 210.

In questo modo, essendo le due turbine investite da fluido avente la medesima direzione, il condotto interno 112 della prima turbina 110 ruota secondo un senso di rotazione opposto a quello del condotto interno 212 della seconda turbina 210. In this way, since the two turbines are invested by fluid having the same direction, the internal duct 112 of the first turbine 110 rotates according to a direction of rotation opposite to that of the internal duct 212 of the second turbine 210.

In questo modo, il momento meccanico del condotto esterno 114 della prima turbina 110, condotto esterno 114 che tenderebbe a seguire la rotazione del condotto interno 112, viene contrastato in pari entità dal momento meccanico del condotto esterno 214 della seconda turbina 210, condotto esterno 214 che tenderebbe anch’esso a seguire la rotazione del condotto interno 212, avente però senso di rotazione opposto a quello del condotto interno 112. In this way, the mechanical moment of the external duct 114 of the first turbine 110, external duct 114 which would tend to follow the rotation of the internal duct 112, is contrasted equally by the mechanical moment of the external duct 214 of the second turbine 210, external duct 214 which would also tend to follow the rotation of the internal duct 212, but having the opposite direction of rotation to that of the internal duct 112.

Grazie a questa diversa conformazione delle bandelle 118, 120, 218, 220 presenti nei due condotti interni 112, 212, l’apparecchiatura 100 è già autonomamente stabile. Thanks to this different conformation of the strips 118, 120, 218, 220 present in the two internal ducts 112, 212, the equipment 100 is already autonomously stable.

Sarà, dunque, sufficiente ancorarla alla conduttura o al corso d’acqua nel quale è posizionata, in modo da evitare unicamente che venga trascinata via dal flusso del fluido. It will therefore be sufficient to anchor it to the pipeline or to the watercourse in which it is positioned, in order to avoid only being dragged away by the flow of the fluid.

Quindi, la particolare conformazione dell’apparecchiatura consente un facile montaggio, senza necessità di prosciugare condutture o corsi d’acqua. Therefore, the particular conformation of the equipment allows easy assembly, without the need to drain pipes or waterways.

Inoltre, l’apparecchiatura secondo l’invenzione può essere realizzata anche in piccole dimensioni ed avendo già insito in essa l’alternatore per la trasformazione dell’energia meccanica in energia elettrica, può essere disposta all’interno di condutture di piccole dimensioni, ad esempio nelle condotte di acqua potabile ed in canalizzazioni d’aria, così da sfruttarne il moto d’aria stessa. Furthermore, the apparatus according to the invention can also be made in small dimensions and having already built into it the alternator for the transformation of mechanical energy into electrical energy, it can be arranged inside small-sized ducts, for example in drinking water pipes and air ducts, so as to exploit the motion of the air itself.

Un tecnico del settore può prevedere ulteriori modifiche o varianti che sono da ritenersi comprese nell’ambito di tutela della presente invenzione. Ad esempio, il numero di bandelle presenti all’interno del condotto interno può essere diverso da due. A person skilled in the art can provide for further modifications or variations that are to be considered included within the scope of protection of the present invention. For example, the number of strips present inside the internal duct can be different from two.

Inoltre, la stessa conformazione delle bandelle fissate internamente allo stesso condotto interno possono essere di forma diversa, ad esempio possono configurarsi come delle pale. Furthermore, the same conformation of the flaps fixed internally to the same internal duct can be of different shape, for example they can be configured as blades.

Allo stesso modo, la stessa forma dei condotti esterno ed interno può essere diversa da quella illustrata nelle figure; ad esempio, a seguito di opportuni studi di fluidodinamica, essi possono avere una diversa conformazione atta a favorire il flusso di fluido che investe l’apparecchiatura oggetto di brevetto. Likewise, the same shape of the external and internal ducts can be different from that illustrated in the figures; for example, as a result of appropriate fluid dynamics studies, they may have a different conformation designed to favor the flow of fluid that strikes the patented equipment.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1)Apparecchiatura (1; 100) per la produzione di energia elettrica, sfruttando l’energia cinetica di un fluido in movimento, comprendente una prima turbina (10; 110; 210) comprendente un condotto esterno (14; 114; 214) ed un condotto interno (12; 112; 212) atto a ruotare rispetto al condotto esterno (14; 114; 214), essendo disposta nel condotto interno (12; 112; 212) una prima bandella (18; 118; 218) di conformazione elicoidale secondo un primo verso, così che il condotto interno (12; 112; 212) sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno (14; 114; 214) attorno al proprio asse al passaggio del fluido all’interno del condotto interno (12; 112; 212) e al contatto del fluido con la prima bandella (18; 118; 218), detta almeno una turbina (10; 110; 210) comprendendo un dispositivo alternatore (22, 24; 122, 124; 222, 224) atto a trasformare il momento generato dal condotto interno (12; 112; 212) in energia elettrica, caratterizzata dal fatto che il condotto interno (12; 112; 212) comprende una prima porzione (13; 113; 213) ed una seconda porzione (15; 115; 215) tra loro coassiali e continue, la prima porzione (13; 113; 213) essendo disposta internamente al condotto esterno (14; 114; 214) e comprendendo la prima bandella (18; 118; 218); la seconda porzione (15; 115; 215) essendo disposta esternamente al condotto esterno (14; 114; 214) e comprendendo almeno un rialzo (36; 136; 236) verso l’esterno; essendo ricavata nella seconda porzione (15; 115; 215) almeno un’apertura (38; 138; 238) passante in corrispondenza dell’almeno un rialzo. 2)Apparecchiatura (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui è compresa una seconda turbina (210) fissata rigidamente alla prima turbina (110) e comprendente un condotto esterno (214) ed un condotto interno (212) atto a ruotare rispetto al condotto esterno (214), essendo disposta nel condotto interno (212) una prima bandella (218) di conformazione elicoidale secondo un secondo verso, opposto al primo verso della prima bandella (118) della prima turbina (110), così che il condotto interno (212) sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno (214) attorno al proprio asse al passaggio del fluido all’interno del condotto interno (212) e al contatto del fluido con la prima bandella (218), in senso opposto rispetto al senso di rotazione della prima turbina (110). 3)Apparecchiatura (1; 100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima turbina (110) e/o la seconda turbina (210) comprende mezzi di stabilizzazione (32, 34; 132) fissati al condotto esterno (14; 114; 214) ed atti a mantenere fisso e non in rotazione lo stesso condotto esterno (14; 114; 214). 4)Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui i mezzi di stabilizzazione comprendono almeno una aletta (32) fissata alla parete esterna del condotto esterno (14) della turbina (10). 5)Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui l’almeno una aletta (32) è mobile ed è fissata al condotto esterno (14) mediante un giunto di regolazione (34). 6)Apparecchiatura (1; 100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui è compreso un collettore (26; 126, 226) disposto adiacente all’estremità dell’almeno una turbina (10; 110, 210) nella quale ha ingresso il fluido. 7)Apparecchiatura (1; 100) secondo la rivendicazione precedente, in cui il collettore (26; 126, 226) ha una forma ad imbuto e comprende un’estremità di uscita (28; 128, 228) del fluido, di diametro inferiore rispetto all’estremità d’ingresso (30; 130, 230), posta in corrispondenza del condotto interno (12; 112, 212). 8)Apparecchiatura (1; 100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui sulla parete esterna del condotto interno (12; 112) è fissato almeno un magnete permanente (22; 122), sulla parete interna del condotto esterno (14; 114) è fissato almeno un avvolgimento (24; 124), disposto in corrispondenza dell’almeno un magnete permanente (22; 122) del condotto interno (12; 112), così che l’interazione tra l’almeno un magnete permanente (22; 122) e l’almeno un avvolgimento (24; 124) crei energia elettrica. 9)Apparecchiatura (1; 100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima bandella è fissata nella parete interna del condotto interno (12; 112; 212), ed una seconda bandella (20; 120, 220) di conformazione uguale alla prima bandella (18; 118; 218) è fissata nella parete interna del condotto interno (12; 112; 212), discostata dalla prima bandella (18; 118, 218). 10)Apparecchiatura (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui sono comprese una prima turbina (110) ed una seconda turbina (210) tra loro fissate mediante una connessione rigida (102), detta prima turbina (110) comprendendo un condotto esterno (114) ed un condotto interno (112) atto a ruotare internamente al condotto esterno (114), essendo disposta nel condotto interno (112) una prima bandella (118) di conformazione elicoidale secondo un primo senso, così che il condotto interno (112) sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno (114) attorno al proprio asse secondo un primo senso di rotazione al passaggio del fluido all’interno del condotto interno (112) e al contatto del fluido con la prima bandella (118), detta seconda turbina (210) comprendendo un condotto esterno (214) ed un condotto interno (212) atto a ruotare internamente al condotto esterno (214), essendo disposta nel condotto interno (212) una seconda bandella (218) avente dimensioni uguali alla prima bandella (118) e di conformazione elicoidale secondo un secondo senso opposto al senso della prima bandella (118), così che il condotto interno (212) sia fatto ruotare rispetto al condotto esterno (214) attorno al proprio asse secondo un secondo senso di rotazione, opposto al primo senso di rotazione del condotto interno (112) della prima turbina (110), al passaggio del fluido all’interno del condotto interno (212) e al contatto del fluido con la seconda bandella (218).CLAIMS 1) Apparatus (1; 100) for the production of electrical energy, exploiting the kinetic energy of a moving fluid, comprising a first turbine (10; 110; 210) comprising an external duct (14; 114; 214) and a internal duct (12; 112; 212) able to rotate with respect to the external duct (14; 114; 214), being arranged in the internal duct (12; 112; 212) a first strip (18; 118; 218) of helical conformation according to a first direction, so that the internal duct (12; 112; 212) is made to rotate with respect to the external duct (14; 114; 214) around its own axis as the fluid flows inside the internal duct (12; 112; 212) ) and in contact of the fluid with the first strip (18; 118; 218), called at least one turbine (10; 110; 210) comprising an alternator device (22, 24; 122, 124; 222, 224) adapted to transform the moment generated by the internal duct (12; 112; 212) in electrical energy, characterized in that the internal duct (12; 112; 212) comprises a first portion (13; 113; 213) and a second portion (15; 115; 215) coaxial and continuous, the first portion (13; 113; 213) being arranged inside the external duct (14; 114; 214) and including the first strip (18; 118; 218); the second portion (15; 115; 215) being arranged externally to the external duct (14; 114; 214) and including at least one rise (36; 136; 236) towards the outside; being obtained in the second portion (15; 115; 215) at least one opening (38; 138; 238) passing in correspondence with the at least one rise. 2) Apparatus (100) according to the preceding claim, comprising a second turbine (210) rigidly fixed to the first turbine (110) and comprising an external duct (214) and an internal duct (212) able to rotate with respect to the duct external (214), being arranged in the internal duct (212) a first strip (218) of helical conformation according to a second direction, opposite to the first direction of the first strip (118) of the first turbine (110), so that the internal duct ( 212) is made to rotate with respect to the external duct (214) around its own axis when the fluid flows inside the internal duct (212) and when the fluid comes into contact with the first strip (218), in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the first turbine (110). 3) Apparatus (1; 100) according to one of the preceding claims, wherein the first turbine (110) and / or the second turbine (210) comprises stabilizing means (32, 34; 132) fixed to the external duct (14; 114) ; 214) and able to keep the external duct (14; 114; 214) fixed and not in rotation. 4) Apparatus (1) according to the preceding claim, in which the stabilizing means comprise at least one fin (32) fixed to the external wall of the external duct (14) of the turbine (10). 5) Apparatus (1) according to the previous claim, in which the at least one flap (32) is movable and is fixed to the external duct (14) by means of an adjustment joint (34). 6) Apparatus (1; 100) according to one of the preceding claims, which includes a manifold (26; 126, 226) arranged adjacent to the end of the at least one turbine (10; 110, 210) into which the fluid enters . 7) Apparatus (1; 100) according to the preceding claim, in which the manifold (26; 126, 226) has a funnel shape and comprises an outlet end (28; 128, 228) of the fluid, having a smaller diameter than at the inlet end (30; 130, 230), located in correspondence with the internal duct (12; 112, 212). 8) Apparatus (1; 100) according to one of the preceding claims, in which at least one permanent magnet (22; 122) is fixed on the external wall of the internal duct (12; 112), on the internal wall of the external duct (14; 114) at least one winding (24; 124) is fixed, arranged in correspondence with the at least one permanent magnet (22; 122) of the inner duct (12; 112), so that the interaction between the at least one permanent magnet (22; 122 ) and the at least one winding (24; 124) creates electrical energy. 9) Apparatus (1; 100) according to one of the preceding claims, in which the first strip is fixed in the internal wall of the internal duct (12; 112; 212), and a second strip (20; 120, 220) having the same conformation as the first strip (18; 118; 218) is fixed in the internal wall of the internal duct (12; 112; 212), separated from the first strip (18; 118, 218). 10) Apparatus (100) according to one of the preceding claims, comprising a first turbine (110) and a second turbine (210) fixed to each other by means of a rigid connection (102), said first turbine (110) comprising an external duct (114) and an internal duct (112) able to rotate inside the external duct (114), being arranged in the internal duct (112) a first strip (118) of helical conformation according to a first sense, so that the internal duct (112 ) is made to rotate with respect to the external duct (114) around its own axis according to a first direction of rotation when the fluid flows inside the internal duct (112) and when the fluid comes into contact with the first band (118), said second turbine (210) comprising an external duct (214) and an internal duct (212) able to rotate inside the external duct (214), a second strip (218) having dimensions equal to the first strip being arranged in the internal duct (212) a (118) and of helical conformation according to a second direction opposite to the direction of the first strip (118), so that the internal duct (212) is made to rotate with respect to the external duct (214) around its own axis according to a second direction of rotation , opposite to the first direction of rotation of the internal duct (112) of the first turbine (110), to the passage of the fluid inside the internal duct (212) and to the contact of the fluid with the second band (218).
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