IT201700013379A1

IT201700013379A1 - Apparatus for the realization of a hydraulic height difference through Van der Waals forces

Info

Publication number: IT201700013379A1
Application number: IT102017000013379A
Authority: IT
Inventors: Patrick Ferretti
Original assignee: Ferrantino Loredana
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-07

Description

“Apparato per la realizzazione di un dislivello idraulico mediante le forze di Van der Waals”, a nome “Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces”, on behalf of

Campo tecnico: Technical field:

Il campo tecnico del trovato è la produzione di energia rinnovabile di tipo idroelettrico. The technical field of the invention is the production of renewable energy of the hydroelectric type.

Stato dell’arte: State of the art:

Gli impianti idroelettrici utilizzati sono costruiti in prossimità di fiumi, laghi o cascate. Essi comprendono una condotta forzata usata per trasportare l’acqua dal bacino di partenza alla turbina, una turbina idraulica scelta e dimensionata in base alla struttura dell’impianto, un generatore usato per convertire l’energia cinetica della turbina in energia elettrica e una condotta di scarico per riportare l’acqua nel suo corso naturale. The hydroelectric plants used are built near rivers, lakes or waterfalls. They include a penstock used to transport the water from the starting basin to the turbine, a hydraulic turbine selected and sized according to the structure of the plant, a generator used to convert the kinetic energy of the turbine into electrical energy and a drain to return the water to its natural course.

Il funzionamento del trovato si basa su due fenomeni: la capillarità e il sifone. La capillarità è un fenomeno che avviene quando un micro tubo, di diametro paragonabile a quello di un capello, o un materiale poroso (sorptività, capacità dei materiali porosi di assorbire liquidi tramite la capillarità), viene immerso in un liquido e il liquido all’interno di esso si abbassa o si solleva, in base al materiale e al liquido. Qui viene descritto il caso in cui il liquido si solleva: la forza di adesione tra il liquido e le pareti interne del micro tubo o del materiale poroso prevalgono sulla forza di coesione tra il liquido e sé stesso. Tale condizione è detta movimento acropeto (verso l’alto). Il fenomeno della capillarità non dipende dalla pressione in quanto è riproducibile in un vuoto parziale e riesce a contrastare la forza di gravità in quanto il liquido si solleva anche in presenza di gravità. L’altezza a cui si innalza il menisco del liquido in un micro tubo è calcolabile attraverso la formula di Jurin: The operation of the invention is based on two phenomena: capillarity and the siphon. Capillarity is a phenomenon that occurs when a micro tube, with a diameter comparable to that of a hair, or a porous material (sorptivity, the ability of porous materials to absorb liquids through capillarity), is immersed in a liquid and the liquid in the inside of it lowers or raises, depending on the material and liquid. Here we describe the case in which the liquid rises: the force of adhesion between the liquid and the internal walls of the micro tube or porous material prevails over the force of cohesion between the liquid and itself. This condition is called acropetal movement (upwards). The phenomenon of capillarity does not depend on pressure as it is reproducible in a partial vacuum and is able to counteract the force of gravity as the liquid rises even in the presence of gravity. The height to which the meniscus of the liquid rises in a micro tube can be calculated using the Jurin formula:

h = (2γcosθ) / (ρgr) h = (2γcosθ) / (ρgr)

dove γ è la tensione superficiale, θ è l’angolo di contatto tra il liquido e la parete interna del micro tubo o il materiale poroso, ρ è la densità del liquido, g è l’accelerazione gravitazionale (9,81 m/s<2>), r è il raggio interno del capillare. In ogni micro tubo dello stesso materiale, con diametro interno diverso ma immerso nello stesso liquido, risale sempre lo stesso volume di liquido: in accordo all’equazione di Jurin, al diminuire del diametro aumenta l’altezza e viceversa all’aumentare del diametro diminuisce l’altezza. Il liquido sale fino a quando la sua forza peso non è uguale alla forza di adesione che lo solleva, quindi per calcolare la forza di adesione bisogna calcolare la forza peso del liquido che si è sollevato. where γ is the surface tension, θ is the contact angle between the liquid and the internal wall of the micro tube or porous material, ρ is the density of the liquid, g is the gravitational acceleration (9.81 m / s < 2>), r is the internal radius of the capillary. In each micro tube of the same material, with different internal diameter but immersed in the same liquid, the same volume of liquid always rises: according to the Jurin equation, as the diameter decreases, the height increases and vice versa, as the diameter increases. the height. The liquid rises until its weight force is equal to the force of adhesion that lifts it, so to calculate the force of adhesion it is necessary to calculate the weight force of the liquid that has been lifted.

Ipotizzando un micro condotto verticale diritto perpendicolare alla superficie del liquido, bisogna usare la seguente formula: Assuming a straight vertical micro duct perpendicular to the liquid surface, the following formula must be used:

F = π * r<2>* h * ρ * g F = π * r <2> * h * ρ * g

dove π è la costante matematica (3,14…), r è il raggio interno del micro tubo, h è l’altezza a cui si è sollevato il menisco, ρ è la densità del liquido in Kg/m<3>e g è l’accelerazione gravitazionale. where π is the mathematical constant (3.14 ...), r is the internal radius of the micro tube, h is the height to which the meniscus is raised, ρ is the density of the liquid in Kg / m <3> and g is gravitational acceleration.

Il volume che si solleva all’interno di un materiale poroso è calcolabile tramite la formula di Philip: V = A * S * radice quadrata di(t) The volume that rises inside a porous material can be calculated using Philip's formula: V = A * S * square root of (t)

dove A è la sezione trasversale del materiale poroso, S è la sorptività del materiale poroso e t è il tempo preso in considerazione. La forza di adesione è una forza di Van der Waals. Le forze di Van der Waals sono dovute all’attrazione o alla repulsione dei dipoli molecolari, essi possono essere permanenti, indotti o temporanei. In questo caso si può parlare di dipoli molecolari permanenti per la forza di coesione (il liquido può essere acqua) e indotti per la forza di adesione (le pareti del micro tubo possono essere di silice), ma possono essere anche temporanee (usando materiali diversi). Le forze di Van der Waals che ne derivano, nell’esempio dell’acqua e della silice, sono le forze di Keesom per la forza di coesione (dipolo permanente dell’acqua) e di Debye per la forza di adesione (dipolo indotto della silice). where A is the cross section of the porous material, S is the sorptivity of the porous material and t is the time taken into consideration. Adhesion force is a Van der Waals force. Van der Waals forces are due to the attraction or repulsion of molecular dipoles, they can be permanent, induced or temporary. In this case we can speak of permanent molecular dipoles for the force of cohesion (the liquid can be water) and induced for the force of adhesion (the walls of the micro tube can be made of silica), but they can also be temporary (using different materials ). The resulting Van der Waals forces, in the example of water and silica, are the Keesom forces for the cohesive force (permanent dipole of water) and Debye for the adhesion force (induced dipole of silica ).

Il sifone, a differenza della capillarità, sfrutta la forza di gravità e la forza di coesione tra le molecole del liquido per dare vita ad un moto. Questo fenomeno, allo stesso modo della capillarità, non dipende dalla pressione poiché è possibile riprodurlo in un vuoto parziale. Il sifone è costituito da un serbatoio, un tubo e un liquido. Nel serbatoio viene versato il liquido e immersa in esso l’estremità di aspirazione del tubo. Quest’ultimo deve poi essere ripiegato verso il basso (va bene qualsiasi forma, quella comune è la “U” rovesciata). L’estremità di scarico del tubo deve essere rivolta all’esterno del serbatoio e deve essere posta al di sotto dell’altezza del liquido contenuto nel serbatoio. Il tubo deve quindi essere riempito di liquido. La colonna di liquido contenuta nella parte discendente del tubo sarà più lunga e quindi avrà volume e forza peso maggiore. La colonna di liquido nella parte ascendente del tubo è trascinata dalla forza peso della colonna di liquido nella parte discendente del tubo, grazie alla forza di coesione tra le molecole del liquido. Se si sottrae la forza peso della colonna ascendente a quella della colonna discendente, rimane una forza peso risultante effettiva, che è la forza motrice del sifone (nella fig. 3 il volume di liquido con la forza motrice del sifone si trova nell’altezza 9). La colonna di liquido ascendente aspira il liquido nel contenitore di partenza grazie alla forza di coesione tra le molecole del liquido e il flusso finisce quando l’altezza del liquido nel serbatoio è uguale all’altezza dell’estremità di scarico del tubo: in quel caso le colonne di liquido sarebbero uguali e le loro forze peso si annullerebbero a vicenda. Inoltre la sezione delle due parti del tubo non influenzano il fenomeno in accordo alla legge di conservazione della portata: nella parte con la sezione maggiore scorrerà la stessa quantità di liquido ma con velocità minore rispetto alla parte con sezione minore. Se il tubo è esposto alla pressione, l’altezza massima che può raggiungere è di 10 metri. The siphon, unlike the capillarity, exploits the force of gravity and the force of cohesion between the molecules of the liquid to give life to a motion. This phenomenon, like capillarity, does not depend on pressure since it is possible to reproduce it in a partial vacuum. The siphon consists of a tank, a tube and a liquid. The liquid is poured into the tank and the suction end of the tube is immersed in it. The latter must then be folded down (any shape is fine, the common one is the inverted "U"). The discharge end of the tube must face outside the tank and must be placed below the height of the liquid contained in the tank. The tube must then be filled with liquid. The column of liquid contained in the descending part of the tube will be longer and therefore will have greater volume and weight strength. The liquid column in the ascending part of the tube is driven by the weight force of the liquid column in the descending part of the tube, thanks to the cohesive force between the molecules of the liquid. If the weight force of the rising column is subtracted from that of the descending column, an effective resultant weight force remains, which is the driving force of the siphon (in fig. 3 the volume of liquid with the driving force of the siphon is in height 9 ). The ascending liquid column sucks the liquid into the starting container thanks to the cohesive force between the liquid molecules and the flow ends when the height of the liquid in the tank is equal to the height of the discharge end of the tube: in that case the columns of liquid would be equal and their weight forces would cancel each other out. Furthermore, the section of the two parts of the pipe does not affect the phenomenon in accordance with the law of conservation of the flow rate: in the part with the largest section the same quantity of liquid will flow but at a slower speed than in the part with a smaller section. If the pipe is exposed to pressure, the maximum height it can reach is 10 meters.

Sommario dell’invenzione: Summary of the invention:

Gli impianti idroelettrici utilizzati presentano numerosi svantaggi, i principali sono: l’impatto ambientale negativo sugli habitat naturali come fiumi, laghi o cascate, i requisiti per il terreno di costruzione limitati alle zone in prossimità di fiumi, laghi o salti naturali, il ciclo di produzione di energia è influenzato dai cambiamenti naturali del territorio, la produzione e il rendimento sono limitati dalle dimensioni fisiche del territorio. The hydroelectric plants used have numerous disadvantages, the main ones being: the negative environmental impact on natural habitats such as rivers, lakes or waterfalls, the requirements for the construction land limited to areas near rivers, lakes or natural jumps, the cycle of energy production is affected by natural changes in the land, production and yield are limited by the physical size of the land.

Il trovato presenta le soluzioni ai suddetti problemi tecnici in quanto la sua struttura è indipendente dal territorio perché è una struttura del tutto artificiale. Questo è possibile perché esso sfrutta i fenomeni della capillarità e del sifone in questo modo: (fig. 1, 2, 3 e 4) all’interno dei condotti di primo tipo, si solleva il liquido per effetto della capillarità e all’interno dei condotti di secondo tipo, il liquido viene pompato dall’altezza a cui si solleva nei condotti di primo tipo, ad un’altezza inferiore. Grazie al suo funzionamento, il trovato può essere costruito in qualsiasi luogo senza aver bisogno di fiumi, laghi o salti naturali, aumentando il numero di impianti realizzabili e non interferendo con habitat naturali; le sue dimensioni vengono decise in base alla richiesta energetica in modo da soddisfarla completamente; infine il ciclo di produzione del trovato è continuo e regolare, in quanto non è influenzato da alcun fattore esterno. The invention presents the solutions to the aforesaid technical problems since its structure is independent of the territory because it is a completely artificial structure. This is possible because it exploits the phenomena of capillarity and the siphon in this way: (fig. 1, 2, 3 and 4) inside the ducts of the first type, the liquid is raised due to the capillarity and inside the second type ducts, the liquid is pumped from the height to which it rises in the first type ducts, to a lower height. Thanks to its operation, the invention can be built in any place without the need for rivers, lakes or natural jumps, increasing the number of plants that can be built and not interfering with natural habitats; its dimensions are decided on the basis of the energy demand in order to satisfy it completely; finally, the production cycle of the invention is continuous and regular, as it is not influenced by any external factor.

In un aspetto vantaggioso dell’invenzione, la produzione e il rendimento del trovato possono essere sensibilmente maggiori rispetto a quelli degli impianti idroelettrici attualmente utilizzati, pur mantenendo lo stesso dislivello idraulico e quindi occupando la stessa altezza, in quanto è possibile decidere le dimensioni iniziali del diametro del flusso ed utilizzare una condotta che aumenti sensibilmente la quota idraulica grazie alla sua forma. In an advantageous aspect of the invention, the production and the efficiency of the invention can be significantly higher than those of the hydroelectric plants currently used, while maintaining the same hydraulic height difference and therefore occupying the same height, since it is possible to decide the initial dimensions of the flow diameter and use a pipeline that significantly increases the hydraulic quota thanks to its shape.

In un secondo aspetto vantaggioso dell’invenzione, è possibile costruire un numero minore di impianti, dato che la produzione è molto più elevata rispetto agli altri impianti rinnovabili, ottenendo un risparmio economico e soddisfacendo ugualmente o maggiormente la richiesta energetica. In a second advantageous aspect of the invention, it is possible to build a smaller number of plants, given that the production is much higher than other renewable plants, obtaining economic savings and satisfying the energy demand equally or more.

In un terzo aspetto vantaggioso dell’invenzione, è possibile utilizzare un’ampia gamma di liquidi, scelti in base alle loro caratteristiche, in modo da adattare il trovato a qualsiasi clima per espandere il numero di impianti realizzabili. In a third advantageous aspect of the invention, it is possible to use a wide range of liquids, chosen on the basis of their characteristics, in order to adapt the invention to any climate to expand the number of plants that can be built.

Breve descrizione delle figure: Brief description of the figures:

Figura 1: vista prospettica della prima forma di realizzazione. Figure 1: perspective view of the first embodiment.

Figura 2: vista frontale della prima forma di realizzazione. Figure 2: front view of the first embodiment.

Figura 3: vista frontale della prima forma di realizzazione con ingrandimento su un particolare. Figure 3: front view of the first embodiment with enlargement on a detail.

Figura 4: vista frontale della prima forma di realizzazione con ingrandimento ulteriore sul particolare. Figura 5: vista prospettica della seconda forma di realizzazione. Figure 4: front view of the first embodiment with further enlargement on the detail. Figure 5: perspective view of the second embodiment.

Figura 6: vista frontale della seconda forma di realizzazione. Figure 6: front view of the second embodiment.

Figura 7: vista prospettica della seconda forma di realizzazione con ingrandimento su un particolare. Figura 8: vista prospettica della terza forma di realizzazione. Figure 7: perspective view of the second embodiment with enlargement of a detail. Figure 8: perspective view of the third embodiment.

Figura 9: vista prospettica della terza forma di realizzazione con ingrandimento su un particolare. Figura 10: vista frontale della terza forma di realizzazione. Figure 9: perspective view of the third embodiment with enlargement of a detail. Figure 10: front view of the third embodiment.

Descrizione delle forme di realizzazione: Description of the embodiments:

In una prima forma di realizzazione (fig.1, 2, 3 e 4) il trovato è costituito essenzialmente da due micro condotti (3 e 4), un serbatoio (1) e un liquido (21 e 22). I materiali dei micro condotti e il liquido devono essere scelti in modo che il liquido a contatto con le pareti interne del micro condotto di primo tipo (3) si sollevi all’interno di esso (per esempio il vetro con l’acqua). I micro condotti devono essere almeno di due tipi: il primo tipo (3) deve avere un diametro maggiore del secondo tipo (4) e la forza di adesione tra il liquido e le pareti interne del primo tipo (3) deve essere maggiore rispetto a quella tra il liquido e le pareti interne del secondo tipo (4), quindi i materiali devono essere diversi. Se i micro condotti fossero fatti di diversi materiali, la loro forza di adesione risultante sarebbe la somma delle forze di adesione tra il liquido e tutti i materiali. Entrambi i micro condotti (3 e 4) possono essere dei micro tubi, oppure entrambi possono essere filamenti fatti di un materiale capace di assorbire il liquido, oppure entrambi possono comprendere più parti: alcune possono essere micro tubi e altre filamenti fatti di materiale capace di assorbire il liquido. Il micro condotto di primo tipo (3) viene immerso nel liquido (21) contenuto all’interno del serbatoio (1). Il liquido (21) si solleva all’interno del micro condotto di primo tipo (3) fino a raggiungere una determinata altezza (22). All’interno del micro condotto di primo tipo (3) viene inserito il micro condotto di secondo tipo (4), in modo che la sua estremità di aspirazione (41) si trovi immersa nel liquido (22) (fig. 3). Le dimensioni del micro condotto di secondo tipo (4) devono essere tali da permettere il suo inserimento all’interno del micro condotto di primo tipo (3) e fare in modo che i due micro condotti si comportino come due condotti separati, permettendo al liquido (22) nel primo micro condotto (3) di avere il pelo libero, per esempio mantenendo una distanza (5) tra le pareti esterne del secondo (4) e le pareti interne del primo (3) (fig.4). Il micro condotto di secondo tipo (4) viene piegato verso il serbatoio (1), in modo che la sua estremità di scarico (42) si trovi all’esterno del micro condotto di primo tipo (3) e al di sotto del livello del liquido (22) risalito nel micro condotto di primo tipo (3) (fig. 3). Il micro condotto di secondo tipo (4) si riempie di liquido fino a farlo fuoriuscire dall’estremità di scarico (42) che lo farà ricadere nel serbatoio (1). Il micro condotto di secondo tipo (4) deve essere fatto di un materiale con specifiche caratteristiche, in modo che la forza di adesione tra lui e il liquido sia minore rispetto a quella tra il liquido e il micro condotto di primo tipo (3). La spiegazione di ciò è la seguente: per far cadere il liquido dal micro condotto di secondo tipo (4) ci vuole una forza peso maggiore della forza di adesione con cui il liquido aderisce al micro condotto (4). Per avere una forza peso maggiore della forza di adesione tra il liquido e il micro condotto di secondo tipo (4), esso deve trasportare un volume di liquido tale da avere quella forza peso. Questo volume di liquido, in accordo al principio del sifone, deve essere contenuto nell’altezza (9) del micro condotto di secondo tipo (4), che va dal livello (43) della sua estremità di scarico (42) al livello del liquido (22) risalito nel micro condotto di primo tipo (3) (fig.3). Se i micro condotti fossero dello stesso materiale, allora l’altezza (9) del micro condotto di secondo tipo (4) sarebbe maggiore dell’altezza del micro condotto di primo tipo (3), quindi l’estremità (42) finirebbe nel liquido (21) nel serbatoio (1). Infine, il regime di flusso nei micro condotti (3 e 4) deve essere laminare. In a first embodiment (fig. 1, 2, 3 and 4) the invention essentially consists of two micro ducts (3 and 4), a tank (1) and a liquid (21 and 22). The materials of the micro ducts and the liquid must be chosen so that the liquid in contact with the internal walls of the first type micro duct (3) rises inside it (for example the glass with water). The micro ducts must be of at least two types: the first type (3) must have a larger diameter than the second type (4) and the adhesion force between the liquid and the internal walls of the first type (3) must be greater than the one between the liquid and the internal walls of the second type (4), so the materials must be different. If the micro ducts were made of different materials, their resulting adhesion strength would be the sum of the adhesion forces between the liquid and all materials. Both micro ducts (3 and 4) can be micro tubes, or both can be filaments made of a material capable of absorbing liquid, or both can include several parts: some can be micro tubes and other filaments made of material capable of absorb the liquid. The first type micro duct (3) is immersed in the liquid (21) contained inside the tank (1). The liquid (21) rises inside the first type micro duct (3) until it reaches a certain height (22). Inside the first type micro duct (3) the second type micro duct (4) is inserted, so that its suction end (41) is immersed in the liquid (22) (fig. 3). The dimensions of the second type micro duct (4) must be such as to allow it to be inserted inside the first type micro duct (3) and ensure that the two micro ducts behave as two separate ducts, allowing the liquid (22) in the first micro duct (3) to have the surface free, for example by maintaining a distance (5) between the external walls of the second (4) and the internal walls of the first (3) (fig. 4). The second type micro duct (4) is bent towards the tank (1), so that its discharge end (42) is outside the first type micro duct (3) and below the level of the liquid (22) rising up in the first type micro duct (3) (fig. 3). The second type micro duct (4) fills with liquid until it comes out from the discharge end (42) which will make it fall back into the tank (1). The second type micro duct (4) must be made of a material with specific characteristics, so that the adhesion force between it and the liquid is lower than that between the liquid and the first type micro duct (3). The explanation for this is as follows: to make the liquid fall from the second type micro duct (4) it takes a weight force greater than the adhesion force with which the liquid adheres to the micro duct (4). To have a weight force greater than the adhesion force between the liquid and the second type micro duct (4), it must carry a volume of liquid such as to have that weight force. This volume of liquid, according to the siphon principle, must be contained in the height (9) of the second type micro duct (4), which goes from the level (43) of its discharge end (42) to the liquid level (22) ascended into the micro duct of the first type (3) (fig. 3). If the micro ducts were of the same material, then the height (9) of the second type micro duct (4) would be greater than the height of the first type micro duct (3), therefore the end (42) would end up in the liquid (21) in the tank (1). Finally, the flow regime in the micro ducts (3 and 4) must be laminar.

In una seconda forma di realizzazione, che deriva dalla prima ed è una sua applicazione industriale, (fig. In a second embodiment, which derives from the first and is an industrial application thereof, (fig.

5, 6 e 7) il trovato è costituito essenzialmente da una pluralità di micro condotti di primo tipo (3), una pluralità di micro condotti di secondo tipo (4), un serbatoio (1), un liquido (21 e 22), una condotta di raccoglimento a forma di tronco di cono rovesciato (6) e un apparato della turbina (7). I due tipi di micro condotti (3 e 4) e il liquido hanno le stesse caratteristiche di quelli descritti nella prima forma di realizzazione. I micro condotti di primo tipo (3) vengono immersi nel liquido (21) contenuto nel serbatoio (1), che risale all’interno di essi fino ad un’altezza definita (22). All’interno di ogni micro condotto di primo tipo (3) viene inserito almeno un micro condotto di secondo tipo (4). I micro condotti di secondo tipo (4) vengono inseriti nei micro condotti di primo tipo (3) e posizionati con l’estremità di aspirazione immersa nel liquido (22), l’estremità di scarico al di sotto del livello del liquido (22) e le pareti esterne ad una distanza (5) dalle pareti interne del micro condotto (3) in cui sono inseriti (un esempio per permettere a tutti i micro condotti di comportarsi come condotti separati). Nei micro condotti di secondo tipo (4) scorre il liquido fino ad uscire dall’estremità di scarico. Le estremità di scarico di tutti i micro condotti di secondo tipo (4) devono essere unite fra loro, in modo che all’uscita del liquido da ogni estremità si formi un unico flusso grazie alla forza di coesione, che unisce tutte le particelle del liquido uscenti vicine tra loro. Il liquido va nella condotta di raccoglimento (6), che ne aumenta notevolmente la quota idraulica grazie alla sua forma, e poi va nell’apparato della turbina (7) in cui viene trasformata la sua energia cinetica in energia elettrica, infine il liquido ricade nel serbatoio (1). Il regime di flusso nei micro condotti (3 e 4) deve essere laminare. 5, 6 and 7) the invention essentially consists of a plurality of micro ducts of the first type (3), a plurality of micro ducts of the second type (4), a tank (1), a liquid (21 and 22), an upside-down truncated cone-shaped collection pipe (6) and a turbine apparatus (7). The two types of micro conduits (3 and 4) and the liquid have the same characteristics as those described in the first embodiment. The first type micro ducts (3) are immersed in the liquid (21) contained in the tank (1), which rises inside them up to a defined height (22). Inside each micro duct of the first type (3) is inserted at least one micro duct of the second type (4). The second type micro ducts (4) are inserted into the first type micro ducts (3) and positioned with the suction end immersed in the liquid (22), the discharge end below the liquid level (22) and the external walls at a distance (5) from the internal walls of the micro duct (3) in which they are inserted (an example to allow all the micro ducts to behave as separate ducts). In the second type micro ducts (4) the liquid flows until it comes out of the discharge end. The discharge ends of all the second type micro ducts (4) must be joined together, so that a single flow is formed at the outlet of the liquid from each end thanks to the cohesive force, which unites all the particles of the liquid outgoing close together. The liquid goes into the collection pipe (6), which significantly increases its hydraulic share thanks to its shape, and then goes into the turbine apparatus (7) where its kinetic energy is transformed into electrical energy, finally the liquid falls in the tank (1). The flow rate in the micro ducts (3 and 4) must be laminar.

In una terza forma di realizzazione (fig.8, 9 e 10) il trovato è costituito essenzialmente da una pluralità di micro condotti di primo tipo (3), una pluralità di micro condotti di secondo tipo (4) una condotta di trasporto (8), una condotta di raccoglimento a forma di tronco di cono rovesciato (6), un apparato della turbina (7), un serbatoio (1) e un liquido (21 e 22). Il liquido e il tipo di micro condotti hanno le stesse caratteristiche di quelli descritti nella prima forma di realizzazione. I micro condotti di primo tipo (3), vengono immersi nel liquido (21) nel serbatoio (1). In ogni micro condotto di primo tipo (3) viene inserito almeno un micro condotto di secondo tipo (4), in modo che la sua estremità di aspirazione si immersa nel liquido (22) e le pareti esterne poste ad una distanza (5) dalle pareti interne del micro condotto (3) in cui sono inseriti (un esempio per permettere a tutti i micro condotti di comportarsi come condotti separati). Ai micro condotti di secondo tipo (4) viene collegata l’estremità di aspirazione della condotta di trasporto (8). L’estremità di scarico della condotta di trasporto (81) viene posizionata al di sotto dell’altezza del liquido (22) risalito all’interno dei micro condotti di primo tipo (3). La condotta di trasporto (8) e i micro condotti a cui è collegata (4) si comportano come un'unica condotta. Il liquido percorre tutta la condotta di trasporto (8) e cade nella condotta di raccoglimento (6), poi nell’apparato della turbina (7) e infine ricade nel serbatoio (1). La condotta di trasporto (8) può essere una condotta normale (un tubo vuoto), oppure può essere un tubo pieno, fatto di materiale capace di assorbire il liquido e con una pluralità di ramificazioni a forma di filamenti (4) inseribili nei micro condotti di primo tipo (3). Tali filamenti sarebbero i sostituti dei micro condotti di secondo tipo (4) descritti in questa forma di realizzazione. La condotta (8) e i filamenti (4) possono anche comprendere parti di tubi vuoti e parti di tubi pieni, fatti di materiale capace di assorbire il liquido. Qui viene descritta come una condotta normale e sono presenti i micro condotti di secondo tipo (4). La condotta di trasporto (8) deve avere l’estremità di scarico (81) posizionata in modo che, nell’altezza (9) che va dall’estremità di scarico (81) fino al livello del liquido (22) risalito nei micro condotti di primo tipo (3), la condotta (8) trasporti il giusto volume di liquido, la cui forza peso contrasti la forza di adesione dei micro condotti (4) a cui è collegata. Il regime di flusso nei micro condotti (3 e 4) e nella condotta di trasporto (8) deve essere laminare. In a third embodiment (fig. 8, 9 and 10) the invention essentially consists of a plurality of micro ducts of the first type (3), a plurality of micro ducts of the second type (4) a transport duct (8 ), an upside-down truncated cone-shaped collection pipe (6), a turbine apparatus (7), a tank (1) and a liquid (21 and 22). The liquid and the type of micro conduits have the same characteristics as those described in the first embodiment. The first type micro ducts (3) are immersed in the liquid (21) in the tank (1). In each micro duct of the first type (3) at least one micro duct of the second type (4) is inserted, so that its suction end is immersed in the liquid (22) and the external walls placed at a distance (5) from the internal walls of the micro duct (3) in which they are inserted (an example to allow all the micro ducts to behave as separate ducts). The suction end of the transport duct (8) is connected to the second type micro ducts (4). The discharge end of the transport duct (81) is positioned below the height of the liquid (22) which has risen inside the first type micro ducts (3). The transport pipeline (8) and the micro conduits to which it is connected (4) behave as a single pipeline. The liquid runs through the entire transport pipe (8) and falls into the collection pipe (6), then into the turbine apparatus (7) and finally falls back into the tank (1). The transport pipe (8) can be a normal pipe (an empty pipe), or it can be a full pipe, made of material capable of absorbing the liquid and with a plurality of branches in the form of filaments (4) that can be inserted in the micro pipes of the first type (3). Such filaments would be the substitutes for the second type micro ducts (4) described in this embodiment. The conduit (8) and the filaments (4) may also comprise parts of hollow tubes and parts of full tubes, made of material capable of absorbing the liquid. Here it is described as a normal duct and the second type micro ducts are present (4). The transport duct (8) must have the discharge end (81) positioned so that, in the height (9) that goes from the discharge end (81) to the level of the liquid (22) rising up in the micro ducts of the first type (3), the duct (8) carries the right volume of liquid, whose weight force contrasts the adhesion force of the micro ducts (4) to which it is connected. The flow rate in the micro ducts (3 and 4) and in the transport duct (8) must be laminar.

Applicabilità industriale: Industrial applicability:

Con le seguenti spiegazioni si intende illustrare i fenomeni protagonisti da un punto di vista termodinamico. Apparentemente potrebbe sembrare che il trovato produca energia dal nulla. In realtà le forze di Van der Waals sono alimentate dalla carica delle particelle elementari delle molecole del liquido e dei micro condotti. Tale carica è alimentata dall’energia libera sprigionata dal Big Bang, la quale terminerà in accordo alla teoria della morte termica (o morte entropica), teorizzata in accordo alla prima legge della termodinamica: l’energia sprigionata dal Big Bang non è infinita e ogni lavoro compiuto nell’universo la consuma e fa aumentare l’entropia, quindi prima o poi l’energia libera terminerà impedendo di compiere qualsiasi lavoro nell’universo, l’entropia sarà al suo livello massimo e l’universo sarà in equilibrio termodinamico. Vale la stessa spiegazione per la forza gravitazionale che permette il fenomeno del sifone. Questo caso è simile a quello di un normale impianto idroelettrico: se si considera solo il flusso di un salto naturale, apparentemente sembra che si crei energia dal nulla. Ma se si considera tutto il sistema comprendente il sole e la terra, si può dedurre che il fenomeno è alimentato dal calore del sole, che riporta l’acqua al punto di partenza e dalla forza di gravità terrestre, che provoca la caduta del liquido. With the following explanations we intend to illustrate the phenomena protagonists from a thermodynamic point of view. Apparently it might seem that the invention produces energy out of thin air. In reality, the Van der Waals forces are powered by the charge of the elementary particles of the liquid molecules and micro ducts. This charge is powered by the free energy released by the Big Bang, which will end according to the theory of thermal death (or entropic death), theorized according to the first law of thermodynamics: the energy released by the Big Bang is not infinite and every work done in the universe consumes it and increases the entropy, so sooner or later the free energy will end preventing you from doing any work in the universe, the entropy will be at its maximum level and the universe will be in thermodynamic equilibrium. The same explanation applies to the gravitational force that allows the siphon phenomenon. This case is similar to that of a normal hydroelectric plant: if we consider only the flow of a natural jump, apparently it seems that energy is created out of nothing. But if we consider the whole system including the sun and the earth, it can be deduced that the phenomenon is powered by the heat of the sun, which brings the water back to its starting point and by the force of earth's gravity, which causes the liquid to fall.

Claims

Claims 1) Apparatus for the realization of a hydraulic difference by means of the Van der Waals forces essentially consisting of a liquid, a tank containing the liquid, at least two pipes of different types.

2) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with claim 1, characterized by the fact that inside the first type ducts the liquid rises due to the capillarity and inside the second type the liquid is pumped from the height at which it is raised in the first type ducts to a lower height due to the siphon effect.

3) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with claim 1 or 2, characterized by the fact that the diameter of the first type ducts is such as to allow the liquid to rise inside the ducts first type.

4) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with the preceding claims, characterized by the fact that the liquid and the materials of the first type duct are such that between them there is a resulting adhesion force such to raise the liquid inside the first type ducts.

5) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with the preceding claims, characterized by the fact that the ducts of the first type are in contact with the liquid so that it rises inside them due to the effect of the capillarity.

6) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with one of the preceding claims, characterized by the fact that each second type duct is in contact with the liquid which has risen in at least one first type duct, in so that each second type duct can suck the liquid and so that there is enough space to allow the liquid in each first type duct to have a free surface, so that all the ducts behave as separate ducts.

7) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with one of the preceding claims, characterized by the fact that each duct of the second type has the following characteristic: all its descending sections carry a quantity of liquid whose resulting weight force is greater than the resulting adhesion force between the second type duct and the liquid it carries, so as to allow the liquid to come out.

8) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with one of the preceding claims, characterized by the fact that each duct of the first type has the following characteristic: its materials are such that the resulting adhesion force between them and the liquid is greater than the resulting adhesion force between the liquid and the materials of each associated second type duct.

9) Apparatus for the realization of a hydraulic height difference by means of the Van der Waals forces in accordance with one of the preceding claims, characterized by the fact that all types of ducts are empty pipes, or are full pipes made of a material capable of absorbing the liquid used, or they comprise different parts of which some are empty tubes and others are full tubes made of material capable of absorbing the liquid.