IT201800002398U1

IT201800002398U1 - MODULAR KINETIC MACHINE FOR THE PRODUCTION OF ENERGY FROM FLUID CURRENTS

Info

Publication number: IT201800002398U1
Application number: IT202018000002398U
Authority: IT
Inventors: Zupone Giacomo Francesco Lo; Enrico Fiore; Silvio Barbarelli; Teresa Castiglione
Original assignee: Zupone Giacomo Francesco Lo
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-10-18

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione avente per Titolo: MACCHINA CINETICA MODULARE PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA DA CORRENTI FLUIDE DESCRIPTION of the invention entitled: MODULAR KINETIC MACHINE FOR THE PRODUCTION OF ENERGY FROM FLUID CURRENTS

RIASSUNTO SUMMARY

Oggetto della presente invenzione è una macchina cinetica modulare (M) per la produzione di energia elettrica da correnti fluide, sia unidirezionali che bidirezionali, funzionante a diversi regimi di velocità. The object of the present invention is a modular kinetic machine (M) for the production of electric energy from fluid currents, both unidirectional and bidirectional, operating at different speed regimes.

La macchina (M), illustrata in figura 1, è costituita da una o più turbine (Ti con i = 1,2,…, n) di tipo open center coassiali; un sistema di galleggiamento/posizionamento (F); un sistema di connessione tra macchina ed ancoraggio al terreno. The machine (M), illustrated in figure 1, consists of one or more turbines (Ti with i = 1,2,…, n) of the coaxial open center type; a flotation / positioning system (F); a connection system between the machine and anchoring to the ground.

Ogni singola turbina, prevede un rotore palettato (R), uno statore (S) ed un generatore sincrono integrato (G). Pertanto, nelle configurazioni della macchina con più turbine, queste ultime risultano essere strutturalmente, meccanicamente ed elettricamente indipendenti. Each single turbine has a vane rotor (R), a stator (S) and an integrated synchronous generator (G). Therefore, in the machine configurations with several turbines, the latter are structurally, mechanically and electrically independent.

Il sistema di galleggiamento/posizionamento (F), prevede un galleggiante (11), un'ala di posizionamento (12) e un sistema di connessione macchina-galleggiante (13) ed integra le funzioni di controllo delle rotazioni intorno agli assi di rollio, beccheggio ed imbardata della macchina, della posizione della macchina rispetto alla costa e alla superficie del fluido previste dal progetto. The floating / positioning system (F), includes a float (11), a positioning wing (12) and a machine-float connection system (13) and integrates the rotation control functions around the roll axes, pitch and yaw of the machine, of the position of the machine with respect to the coast and to the surface of the fluid foreseen by the project.

Le prestazioni risultano migliorate, attraverso un'opportuna configurazione geometrica e un più idoneo posizionamento dei cuscinetti. The performances are improved, through an appropriate geometric configuration and a more suitable positioning of the bearings.

La resa energetica è ottimizzata attraverso un opportuno dimensionamento del rapporto tra diametro interno e diametro esterno (Di/De) del foro centrale. The energy yield is optimized through an appropriate dimensioning of the ratio between the internal diameter and the external diameter (Di / De) of the central hole.

La completa modularità della macchina ed, in particolare, l’impiego di turbine indipendenti, consente soluzioni progettuali più flessibili e vantaggiose in funzione delle specifiche progettuali e dell’applicazione (produzione energetica, costi e caratteristiche del sito), mantenendo CAPEX (CAPital EXpenditur) e OPEX (OPeration EXpenditur) al di sotto di quelli medi della concorrenza, nonché resa energetica minima anche in caso di guasto. The complete modularity of the machine and, in particular, the use of independent turbines, allows more flexible and advantageous design solutions according to the design and application specifications (energy production, costs and site characteristics), while maintaining CAPEX (CAPital EXpenditur) and OPEX (OPeration EXpenditur) below the average values of the competition, as well as minimum energy yield even in the event of a breakdown.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo tecnico Technical field

La presente invenzione afferisce al campo delle turbine o dei sistemi di turbine fluido cinetiche flottanti, a singolo e/o doppio rotore, del tipo “open center” (prive di albero centrale), cioè al campo delle turbine dotate di sistema di posizionamento galleggiante ed idonee alla produzione di energia elettrica da correnti fluide, sia unidirezionali che bidirezionali, con diversi regimi di velocità. The present invention relates to the field of turbines or systems of floating kinetic fluid turbines, with single and / or double rotor, of the "open center" type (without central shaft), that is to the field of turbines equipped with a floating positioning system and suitable for the production of electricity from fluid currents, both unidirectional and bidirectional, with different speed regimes.

In particolare, l’invenzione riguarda la turbina, il sistema di galleggiamento - controllo delle rotazioni intorno agli assi (imbardata, rollio e beccheggio) e controllo del posizionamento della macchina rispetto alla corrente e alla costa. In particular, the invention relates to the turbine, the flotation system - control of rotations around the axes (yaw, roll and pitch) and control of the positioning of the machine with respect to the current and the coast.

Stato anteriore della tecnica Prior state of the art

E’ noto realizzare turbine SintEnergy per produrre energia elettrica sfruttando le correnti di marea. Si tratta di macchine cinetiche con le parti mobili deputate alla generazione di energia, completamente immerse in acqua ed ancorate alla costa mediante una corda sollecitata a trazione e pilotata mediante un’asta rigida (tecnologia on-shore). Il principio di funzionamento è simile a quello di un aquilone: la macchina è in equilibrio nell’acqua e non cambia posizione durante il funzionamento; essa è, inoltre, in grado di autoregolare la propria posizione al variare del verso e dell'intensità della corrente, mantenendo il piano di rotazione sempre perpendicolare al flusso. SintEnergy turbines are known to produce electricity by exploiting tidal currents. These are kinetic machines with moving parts dedicated to the generation of energy, completely immersed in water and anchored to the coast by means of a rope stressed by traction and piloted by a rigid rod (on-shore technology). The operating principle is similar to that of a kite: the machine is balanced in the water and does not change position during operation; it is also able to self-adjust its position as the direction and intensity of the current varies, keeping the rotation plane always perpendicular to the flow.

Una turbina SintEnergy tipo ha una configurazione cava (open center) ed è dotata di due rotori coassiali controrotanti, di un solo statore realizzato in un unico pezzo, due generatori sincroni incorporati indipendenti, un deflettore (altrimenti detto ala di posizionamento) installato al centro dello statore ed un galleggiante. A typical SintEnergy turbine has a hollow configuration (open center) and is equipped with two counter-rotating coaxial rotors, a single stator made in one piece, two independent built-in synchronous generators, a deflector (otherwise called positioning wing) installed in the center of the stator and a float.

Ciascun generatore è costituito da due anelli di acciaio, uno solidale al rotore (anello rotorico) ed uno solidale allo statore (anello statorico). Detti anelli servono a supportare, rispettivamente i magneti permanenti ed i corrispondenti avvolgimenti. I due rotori, funzionalmente vincolati dallo statore, risultano, pertanto, completamente indipendenti da un punto di vista elettrico. Quando la corrente fluida investe i rotori, essi ruotano con il generatore all’interno dello statore producendo energia elettrica. Detta rotazione è favorita dalla presenza di sfere che scorrono, a distanza predeterminata costante, lungo piste ricavate lungo i fianchi dei rotori. Each generator consists of two steel rings, one integral with the rotor (rotor ring) and one integral with the stator (stator ring). Said rings serve to support, respectively, the permanent magnets and the corresponding windings. The two rotors, functionally constrained by the stator, are therefore completely independent from an electrical point of view. When the fluid current hits the rotors, they rotate with the generator inside the stator, producing electricity. Said rotation is favored by the presence of spheres which slide, at a constant predetermined distance, along tracks formed along the sides of the rotors.

Il galleggiante e il deflettore centrale servono, rispettivamente, a gestire parzialmente, ed in maniera adattativa, il posizionamento della macchina rispetto alla superficie dell’acqua e alla costa. The float and the central deflector serve, respectively, to partially and adaptively manage the positioning of the machine with respect to the surface of the water and the coast.

Un inconveniente della citata tecnica convenzionale è la non corretta gestione dei transitori durante la fase di avvio della macchina e quando la corrente cambia verso. In particolare, la soluzione sopra descritta non consente, a parere del richiedente, la completa gestione del controllo delle rotazioni (imbardata, rollio, beccheggio), che possono innescare oscillazioni tali da compromettere la stabilità e l’equilibrio in acqua della macchina stessa, oltre che il corretto funzionamento ai fini della produzione di energia. A drawback of the aforementioned conventional technique is the incorrect management of transients during the start-up phase of the machine and when the current changes direction. In particular, the solution described above does not allow, in the applicant's opinion, the complete management of the control of rotations (yaw, roll, pitch), which can trigger oscillations such as to compromise the stability and balance in water of the machine itself, as well as that the correct functioning for the purpose of energy production.

Ulteriori fattori critici sono rappresentati da: Additional critical factors are represented by:

- costi di produzione elevati, legati alla complessità dei processi di lavorazione che implica l’impiego di appropriati centri di lavorazione per la realizzazione in un unico pezzo dello statore; - high production costs, linked to the complexity of the manufacturing processes which implies the use of appropriate machining centers for the realization of the stator in a single piece;

- arresto dell’intera macchina, anche in caso di guasti o interventi di manutenzione a carico di un solo rotore, in quanto i due rotori sono funzionalmente vincolati tra loro dallo statore; - stopping of the entire machine, even in the event of breakdowns or maintenance work on a single rotor, as the two rotors are functionally linked to each other by the stator;

- impiego di un deflettore a basso allungamento alare (minore o uguale ad 1), a causa delle ridotte dimensioni del foro centrale, con conseguente bassa efficienza del deflettore stesso; - use of a deflector with low wing elongation (less than or equal to 1), due to the small size of the central hole, with consequent low efficiency of the deflector itself;

- elevati costi di costruzione, ridotta area percorribile ai fini della navigazione e problemi di gestibilità dell’intera macchina dovuti ai sistemi di ancoraggio molto lunghi impiegati per posizionare la macchina a distanza ottimale dalla costa, cioè al di fuori dello strato limite (cfr. S. Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents selfbalancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715– 727); - high construction costs, reduced area that can be traveled for navigation purposes and problems of manageability of the whole machine due to the very long anchoring systems used to position the machine at an optimal distance from the coast, that is, outside the boundary layer (see S Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents selfbalancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715– 727);

- complessità costruttiva legata al posizionamento del deflettore al centro del rotore, che rende necessario prevedere un complesso sistema per poter invertire la posizione della macchina con il verso della corrente; - constructive complexity linked to the positioning of the deflector at the center of the rotor, which makes it necessary to provide a complex system to be able to invert the position of the machine with the direction of the current;

- efficienza globale della turbina ridotta, per effetto dei fenomeni turbolenti addizionali, indotti dal deflettore centrale; - overall efficiency of the turbine reduced, due to the additional turbulent phenomena induced by the central deflector;

- ridotto rendimento meccanico complessivo della macchina in posizione di funzionamento (con superficie bagnata frontale al flusso della corrente), a causa dei rotori che, attraverso le sfere, scaricano il peso proprio sullo statore, inducendo sollecitazioni di taglio che determinano un aumento dell’attrito di rotolamento e della velocità minima di inizio rotazione, con conseguente riduzione della produzione energetica. - reduced overall mechanical efficiency of the machine in operating position (with a wet surface in front of the current flow), due to the rotors which, through the balls, unload their own weight on the stator, inducing shear stresses which determine an increase in friction of rolling and the minimum speed of the start of rotation, with a consequent reduction in energy production.

Tutto ciò considerato è ragionevole la necessità delle imprese del settore d’individuare delle soluzioni innovative ed in grado di superare i problemi poc’anzi rilevati. All this considered, the need for companies in the sector to identify innovative solutions capable of overcoming the problems noted above is reasonable.

Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention

Scopo della presente invenzione è superare tutti gli inconvenienti connaturati alle varie configurazioni di macchine fluido cinetiche per la produzione di energia elettrica già acquisite allo stato della tecnica più vicino (closest prior art). The object of the present invention is to overcome all the drawbacks inherent in the various configurations of fluid kinetic machines for the production of electrical energy already acquired in the closest state of the art (closest prior art).

Obiettivo principale della presente invenzione, secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni, è fornire una macchina cinetica per la produzione di energia da correnti fluide comprendente un modulo costituito da una o più turbine strutturalmente, meccanicamente ed elettricamente indipendenti, reciprocamente collegate con attacchi a sistemi filettati o scatto/pressione, con generatore sincrono integrato al fine di ridurre i tempi di fermo macchina e le perdite di resa energetica in caso di guasto di una o più turbine. The main objective of the present invention, according to the characteristics of the attached claims, is to provide a kinetic machine for the production of energy from fluid currents comprising a module consisting of one or more turbines that are structurally, mechanically and electrically independent, mutually connected with connections to systems threaded or snap / pressure, with integrated synchronous generator in order to reduce machine downtime and energy yield losses in case of failure of one or more turbines.

Un secondo obiettivo della presente invenzione è realizzare una macchina cinetica per la produzione di energia da correnti fluide di tipo modulare, ottenibile per assemblaggio dei singoli componenti, al fine di semplificare i processi di lavorazione, di ridurre al minimo le operazioni di assemblaggio e manutenzione off shore con conseguente riduzione dei rischi connessi, dei tempi e dei costi di produzione e gestione. A second objective of the present invention is to realize a kinetic machine for the production of energy from fluid currents of the modular type, obtainable by assembling the individual components, in order to simplify the manufacturing processes, to reduce assembly and maintenance operations to a minimum. shore with consequent reduction of the connected risks, of the times and costs of production and management.

Un terzo obiettivo della presente invenzione, che dipende dal precedente, è la realizzazione di moduli componibili e diversificati a seconda delle diverse esigenze funzionali legate, anche, alle caratteristiche del sito e del carico esterno. A third objective of the present invention, which depends on the previous one, is the realization of modular and diversified modules according to the different functional requirements linked, also, to the characteristics of the site and of the external load.

Un quarto obiettivo della presente invenzione è fornire una macchina con caratteristiche di resistenza strutturale e chimico-fisico-meccanica ottimali in funzione dell’ambiente operativo, garantita dalla forma e dalla natura dei materiali impiegati e che sono diversificabili in funzione della specifica applicazione. A fourth objective of the present invention is to provide a machine with optimal structural and chemical-physical-mechanical strength characteristics according to the operating environment, guaranteed by the shape and nature of the materials used and which can be diversified according to the specific application.

Un quinto obiettivo della presente invenzione è il corretto e completo controllo del posizionamento della macchina, anche durante i transitori, ottenibile attraverso la collocazione dell’ala di posizionamento esternamente alla turbina ed una opportuna progettazione e modellazione del galleggiante. A fifth objective of the present invention is the correct and complete control of the positioning of the machine, even during transients, obtainable through the positioning of the positioning wing outside the turbine and an appropriate design and modeling of the float.

Un sesto obiettivo della presente invenzione è aumentare la resa energetica riducendo gli attriti meccanici a carico dei rotori. A sixth objective of the present invention is to increase the energy yield by reducing the mechanical friction on the rotors.

Un settimo obiettivo della presente invenzione è ottimizzare la resa energetica della macchina tenuto conto dei risultati di un'analisi comparativa CFD (Computational Fluid Dynamic). A seventh objective of the present invention is to optimize the energy yield of the machine taking into account the results of a comparative CFD (Computational Fluid Dynamic) analysis.

Un ulteriore obiettivo della presente invenzione è inserire nella macchina cinetica tipo tutti i sistemi di costruzione, assemblaggio, accoppiamento specifici e particolari che sono già noti, come, a titolo esemplificativo ma non limitativo, viti, morsetti, cavi per la connessione meccanica ed elettrica dei diversi moduli di una stessa macchina o tra diverse macchine o per l’interfacciamento con l’utenza. A further objective of the present invention is to insert in the kinetic machine type all the specific and particular construction, assembly, coupling systems that are already known, such as, by way of example but not limited to, screws, clamps, cables for the mechanical and electrical connection of the different modules of the same machine or between different machines or for interfacing with users.

In base all’invenzione, la macchina fluido-cinetica innovativa esplica la propria funzione (che è quella di generare elettricità da correnti fluide in movimento come quelle di marea, di fiumi o simili) in modo più efficace e vantaggioso rispetto a quanto acquisito allo stato della tecnica, prevedendo, rispetto ad una macchina cinetica convenzionale: On the basis of the invention, the innovative fluid-kinetic machine performs its function (which is to generate electricity from moving fluid currents such as those of tides, rivers or the like) in a more effective and advantageous way than what has been acquired in the current state. of the technique, providing, compared to a conventional kinetic machine:

- una o più turbine, oltre che elettricamente, anche strutturalmente e meccanicamente indipendenti, che conferiscono un carattere di completa modularità alla macchina; - un sistema di galleggiamento/posizionamento che integra le funzioni di controllo delle rotazioni di rollio, beccheggio ed imbardata della macchina, nonché della posizione della stessa rispetto alla costa ed alla superficie del fluido; - one or more turbines, as well as electrically, also structurally and mechanically independent, which give a character of complete modularity to the machine; - a floating / positioning system that integrates the functions of controlling the roll, pitch and yaw rotations of the machine, as well as its position with respect to the coast and the surface of the fluid;

- un foro centrale libero da ingombri e dimensionato, utilizzando la modellazione CFD, in modo da ottimizzare la resa energetica della macchina, ridurre i fenomeni di turbolenza a valle di essa ed anche l'impatto ambientale. - a central hole free from encumbrance and dimensioned, using CFD modeling, in order to optimize the energy yield of the machine, reduce the turbulence phenomena downstream of it and also the environmental impact.

A titolo esemplificativo, ma non limitativo, si descrive la presente invenzione secondo due forme di realizzazione preferite, con l’ausilio delle figure in cui: By way of non-limiting example, the present invention is described according to two preferred embodiments, with the aid of the figures in which:

- la figura 1 è una vista assonometrica, illustrativa, di una macchina tipo secondo l’invenzione; - Figure 1 is an illustrative axonometric view of a machine type according to the invention;

- la figura 2 è una vista assonometrica della turbina a palettato esterno (T1), sezionata con un piano diametrale ortogonale al piano di rotazione della macchina; Figure 2 is an axonometric view of the turbine with external blades (T1), sectioned with a diametrical plane orthogonal to the plane of rotation of the machine;

- la figura 3 è una vista assonometrica della turbina a palettato interno (T2), sezionata con un piano diametrale ortogonale al piano di rotazione della macchina; Figure 3 is an axonometric view of the turbine with internal blades (T2), sectioned with a diametrical plane orthogonal to the plane of rotation of the machine;

- la figura 4 è una vista laterale del sistema di galleggiamento e di posizionamento (F) della macchina; - figure 4 is a side view of the flotation and positioning system (F) of the machine;

- la figura 5 illustra le più vantaggiose possibilità di ancoraggio offerte dal trovato rispetto all’arte nota; - Figure 5 illustrates the most advantageous anchoring possibilities offered by the invention with respect to the known art;

- la figura 6 è una vista frontale della doppia turbina così come assemblata; figure 6 is a front view of the double turbine as assembled;

- la figura 7 è una vista assonometrica, illustrativa, di una variante a singola turbina della macchina (M) secondo l'invenzione; Figure 7 is an illustrative axonometric view of a single turbine variant of the machine (M) according to the invention;

- la figura 8 è una vista assonometrica del generatore (G1) sezionato con un piano diametrale ortogonale al piano di rotazione della macchina, integrato nella turbina (T1); figure 8 is an axonometric view of the generator (G1) sectioned with a diametrical plane orthogonal to the rotation plane of the machine, integrated in the turbine (T1);

- la figura 9 è una vista assonometrica del generatore (G2) sezionato con un piano diametrale ortogonale al piano di rotazione della macchina, integrato nella turbina (T2). - figure 9 is an axonometric view of the generator (G2) sectioned with a diametrical plane orthogonal to the rotation plane of the machine, integrated in the turbine (T2).

La macchina tipo secondo il trovato, genericamente indicata con (M) in figura 1, è di tipo flottante cioè sospesa in acqua e non ancorata al fondo, connessa soltanto alla costa con un sistema che bilancia la forza di trascinamento esercitata su di essa dalla corrente fluida. The machine type according to the invention, generally indicated with (M) in figure 1, is of the floating type, i.e. suspended in water and not anchored to the bottom, connected only to the coast with a system that balances the drag force exerted on it by the current. fluid.

La macchina (M) secondo l’invenzione è composta da due turbine coassiali controrotanti, una a palettato esterno (T1) ed una a palettato interno (T2); un sistema di galleggiamento/posizionamento (F); un sistema di connessione tra macchina ed ancoraggio al terreno (il cui principio di funzionamento è illustrato in figura 5). The machine (M) according to the invention is composed of two counter-rotating coaxial turbines, one with external blades (T1) and one with internal blades (T2); a flotation / positioning system (F); a connection system between the machine and anchoring to the ground (the operating principle of which is illustrated in figure 5).

La turbina (T1), mostrata in dettaglio in figura 2, prevede un rotore palettato (R1), uno statore (S1) ed un generatore sincrono (G1). The turbine (T1), shown in detail in Figure 2, provides a bladed rotor (R1), a stator (S1) and a synchronous generator (G1).

Il rotore (R1), di forma circolare, è ottenuto per assemblaggio di quattro anelli (1a, 1b, 1c, 1d). Esso ruota all’interno dello statore (S1) e alloggia sul perimetro esterno il palettato (5). The circular rotor (R1) is obtained by assembling four rings (1a, 1b, 1c, 1d). It rotates inside the stator (S1) and houses the blades (5) on the outer perimeter.

Le pale (5), di profilo aerodinamico opportuno e basso allungamento (minore di due), sono caratterizzate da una rastrematura con corda al piede maggiore o uguale di quella all’apice. L’attacco della pala al rotore è in corrispondenza della sezione a corda maggiore. The blades (5), with an appropriate aerodynamic profile and low elongation (less than two), are characterized by a tapering with a chord at the foot greater than or equal to that at the apex. The attachment of the blade to the rotor is at the major chord section.

Lo statore (S1) è un involucro a forma di toro ottenuto per assemblaggio di quattro anelli (2a, 2b, 2c, 2d). The stator (S1) is a torus-shaped casing obtained by assembling four rings (2a, 2b, 2c, 2d).

Il generatore (G1), illustrato in figura 8, prevede un anello di supporto in metallo (14), alloggiato all’interno del rotore (R1), sul quale sono montati dei magneti permanenti (15) ed un anello di supporto in metallo (16), alloggiato all’interno dello statore (S1), sul quale sono montati degli avvolgimenti in filo di rame (17), in numero corrispondente a quello dei magneti rotorici. The generator (G1), illustrated in figure 8, has a metal support ring (14), housed inside the rotor (R1), on which are mounted permanent magnets (15) and a metal support ring ( 16), housed inside the stator (S1), on which copper wire windings (17) are mounted, in a number corresponding to that of the rotor magnets.

Il numero di pale del rotore, dei magneti rotorici e degli avvolgimenti statorici può variare in funzione delle specifiche di progetto. The number of rotor blades, rotor magnets and stator windings can vary depending on the design specifications.

La rotazione del rotore (R1) all’interno dello statore (S1) è assicurata riducendo l’attrito tra rotore e statore attraverso l’impiego di una serie di elementi rotanti (4) di forma sferica o cilindrica o qualsiasi altra forma opportuna. Tali elementi, in numero variabile in funzione delle specifiche di progetto, scorrono lungo piste circolari, ricavate in parte nel rotore, in prossimità dell'attacco delle pale, e in parte nello statore (come illustrato in figura 2); essi sono, inoltre, mantenuti a distanza reciproca opportuna mediante un distanziale (3). In una alternativa configurazione realizzativa, agli elementi rotanti è possibile, a seconda dell’applicazione, sostituire o abbinare sistemi che sfruttano altri fenomeni fisici (come, a titolo di esempio non limitativo, la sostentazione magnetica) per ridurre l’attrito. The rotation of the rotor (R1) inside the stator (S1) is ensured by reducing the friction between rotor and stator through the use of a series of rotating elements (4) of spherical or cylindrical shape or any other suitable shape. These elements, in a variable number according to the project specifications, run along circular tracks, obtained partly in the rotor, near the attachment of the blades, and partly in the stator (as illustrated in figure 2); they are also kept at a suitable distance from each other by means of a spacer (3). In an alternative construction configuration, the rotating elements can, depending on the application, replace or combine systems that exploit other physical phenomena (such as, by way of non-limiting example, magnetic sustenance) to reduce friction.

La turbina (T2), mostrata in dettaglio in figura 3, prevede un rotore palettato (R2), uno statore (S2) ed un generatore sincrono (G2). The turbine (T2), shown in detail in Figure 3, provides a bladed rotor (R2), a stator (S2) and a synchronous generator (G2).

Il rotore (R2), di forma circolare, è ottenuto per assemblaggio di quattro anelli (6a, 6b, 6c, 6d). Esso ruota all’interno dello statore (S2) ed alloggia sul perimetro interno il palettato (10). The rotor (R2), of circular shape, is obtained by assembling four rings (6a, 6b, 6c, 6d). It rotates inside the stator (S2) and houses the blades (10) on the internal perimeter.

Le pale (10), di profilo aerodinamico opportuno, sono caratterizzate da una rastrematura con corda al piede minore o uguale di quella all’apice. L’attacco della pala al rotore (R2) è in corrispondenza della sezione a corda minore. The blades (10), with an appropriate aerodynamic profile, are characterized by a tapering with a chord at the foot that is less than or equal to that at the apex. The attachment of the blade to the rotor (R2) is at the minor chord section.

Lo statore (S2) è un involucro a forma di toro ottenuto per assemblaggio di sei anelli (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f). The stator (S2) is a torus-shaped casing obtained by assembling six rings (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f).

Il generatore (G2), illustrato in figura 9, prevede un anello di supporto in metallo (18), alloggiato all’interno del rotore (R2), sul quale sono montati dei magneti permanenti (19) ed un anello di supporto in metallo (20), alloggiato all’interno dello statore (S2), sul quale sono montati degli avvolgimenti in filo di rame (21), in numero corrispondente a quello dei magneti rotorici. The generator (G2), illustrated in figure 9, has a metal support ring (18), housed inside the rotor (R2), on which are mounted permanent magnets (19) and a metal support ring ( 20), housed inside the stator (S2), on which copper wire windings (21) are mounted, in a number corresponding to that of the rotor magnets.

La rotazione del rotore (R2) all’interno dello statore (S2) è assicurata riducendo l’attrito tra rotore e statore attraverso l’impiego di una serie di elementi rotanti (9) di forma sferica o cilindrica o qualsiasi altra forma opportuna. Tali elementi, in numero variabile in funzione delle specifiche di progetto, scorrono lungo piste circolari, ricavate in parte nel rotore, in prossimità dell'attacco delle pale, e in parte nello statore (come illustrato in figura 3); essi sono, inoltre, mantenuti a distanza reciproca opportuna mediante un distanziale (8). In una alternativa configurazione realizzativa, agli elementi rotanti è possibile, a seconda dell’applicazione, sostituire o abbinare sistemi che sfruttano altri fenomeni fisici (come, a titolo di esempio non limitativo, la sostentazione magnetica) per ridurre l’attrito. The rotation of the rotor (R2) inside the stator (S2) is ensured by reducing the friction between rotor and stator through the use of a series of rotating elements (9) of spherical or cylindrical shape or any other suitable shape. These elements, in a variable number according to the project specifications, run along circular tracks, obtained partly in the rotor, near the attachment of the blades, and partly in the stator (as illustrated in figure 3); they are also kept at a suitable distance from each other by means of a spacer (8). In an alternative construction configuration, the rotating elements can, depending on the application, replace or combine systems that exploit other physical phenomena (such as, by way of non-limiting example, magnetic sustenance) to reduce friction.

Il sistema di galleggiamento/posizionamento (F), illustrato in figura 4, prevede un galleggiante (11), un'ala di posizionamento (12) e un sistema di connessione macchinagalleggiante (13). The float / positioning system (F), illustrated in figure 4, includes a float (11), a positioning wing (12) and a float machine connection system (13).

Il funzionamento sinergico dei su citati componenti (11) (12) e (13), consente di controllare la posizione della macchina, mantenendola alla prestabilita distanza di progetto dal pelo libero dell'acqua e dalla costa, come illustrato in figura 5. The synergic operation of the aforementioned components (11) (12) and (13), allows to control the position of the machine, keeping it at the predetermined project distance from the free surface of the water and from the coast, as illustrated in figure 5.

In particolare: In particular:

- il galleggiante (11), opportunamente dimensionato e modellato, serve a garantire il posizionamento della macchina alla profondità ottimale e a stabilizzarne il comportamento durante i transitori al fine di ottimizzarne la resa energetica (cfr.: S. Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents self-balancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715–727); - the float (11), suitably sized and modeled, serves to guarantee the positioning of the machine at the optimal depth and to stabilize its behavior during transients in order to optimize its energy yield (see: S. Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents self-balancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715–727);

- l’ala di posizionamento (12), permette di controllare il posizionamento della macchina rispetto alla costa (cfr.: Barbarelli S., Amelio M., Castiglione T., Florio G., Scornaienchi N. M., Cutrupi A., Lo Zupone G., Analysis of the equilibrium conditions of a double rotor turbine prototype designed for the exploitation of the tidal currents, Energy Conversion and Management, 2014, Vol.87, pp.1124-1133 - doi:10.1016/j.egypro.2014.11.1005). - the positioning wing (12), allows to control the positioning of the machine with respect to the coast (see: Barbarelli S., Amelio M., Castiglione T., Florio G., Scornaienchi N. M., Cutrupi A., Lo Zupone G ., Analysis of the equilibrium conditions of a double rotor turbine prototype designed for the exploitation of the tidal currents, Energy Conversion and Management, 2014, Vol.87, pp. 1124-1133 - doi: 10.1016 / j.egypro.2014.11.1005 ).

- il sistema di connessione macchina-galleggiante (13), prevede una o più aste o qualsiasi altro supporto o struttura atto allo scopo ed è dimensionato in modo da garantire il posizionamento della macchina alla profondità ottimale, quella in corrispondenza della quale si verifica la massima velocità di flusso coerentemente con le specifiche di progetto. - the machine-float connection system (13), provides for one or more rods or any other support or structure suitable for the purpose and is sized in such a way as to guarantee the positioning of the machine at the optimal depth, the one at which the maximum flow rate consistent with project specifications.

Gli aspetti innovativi del trovato secondo la presente invenzione, rispetto alla closest prior art, riguardano i seguenti aspetti The innovative aspects of the invention according to the present invention, with respect to the closest prior art, concern the following aspects

Modularità del trovato Modularity of the invention

L'indipendenza strutturale, meccanica ed elettrica delle turbine, che rende la macchina completamente modulare, risulta vantaggiosa sia ai fini della fabbricazione dei componenti che dell'assemblaggio e della manutenzione della macchina. In particolare, la realizzazione modulare permette di ridurre i tempi di fermo macchina, di isolare la o le turbine oggetto di manutenzione o riparazione lasciando in funzione la o le restanti che continuano a produrre energia anche se in quantità ridotta. The structural, mechanical and electrical independence of the turbines, which makes the machine completely modular, is advantageous both for the manufacture of the components and for the assembly and maintenance of the machine. In particular, the modular construction makes it possible to reduce machine downtime, to isolate the turbine or turbines subject to maintenance or repair, leaving the remaining one or more in operation which continue to produce energy even if in reduced quantities.

Sistema di galleggiamento/posizionamento del trovato Flotation / positioning system of the invention

Il sistema di galleggiamento/posizionamento (F) integra le funzioni di controllo delle rotazioni di rollio, beccheggio ed imbardata della macchina (M), grazie alla configurazione e alle caratteristiche innovative del sistema (F). La sua configurazione, secondo il trovato, risulta particolarmente vantaggiosa in quanto, come illustrato nella figura 1, la macchina (M) si comporta come un pendolo fisico incernierato intorno ai propri assi di rollio A’ e di beccheggio B’ (a seconda dei piani in cui si considera la rotazione); mentre il controllo della rotazione intorno all'asse di imbardata C è controllato dalla forma del galleggiante (11) e dalle prestazioni aerodinamiche dell’ala di posizionamento (12). In particolare: The float / positioning system (F) integrates the roll, pitch and yaw rotation control functions of the machine (M), thanks to the configuration and innovative features of the system (F). Its configuration, according to the invention, is particularly advantageous since, as shown in Figure 1, the machine (M) behaves like a physical pendulum hinged around its own roll A 'and pitch B' axes (depending on the planes in which rotation is considered); while the control of rotation around the yaw axis C is controlled by the shape of the float (11) and by the aerodynamic performance of the positioning wing (12). In particular:

o il volume del galleggiante (11), determinato in funzione del volume di fluido spostato dalla macchina immersa, è atto ad evitare che la macchina affondi; mentre la forma, definita in funzione delle specifiche esigenze fluidodinamiche ed illustrata nelle figure a puro scopo indicativo, è tale da consentire il riposizionamento della macchina durante le piccole oscillazioni intorno agli assi A' e B'; o the volume of the float (11), determined as a function of the volume of fluid displaced by the submerged machine, is adapted to prevent the machine from sinking; while the shape, defined as a function of the specific fluid-dynamic requirements and illustrated in the figures for purely indicative purposes, is such as to allow the repositioning of the machine during the small oscillations around the A 'and B' axes;

o l’ala di posizionamento (12), collocata esternamente alla turbina, consente che essa possa essere dimensionata con un allungamento alare maggiore di 1, al fine di poter lavorare con angoli di posizionamento maggiori e con sistema di tenuta macchina-costa più corto, come illustrato in figura 5 (cfr. S. Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents selfbalancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715–727); o la lunghezza "l" del componente (13), misurata dall’asse di rotazione A della turbina come da figura 1, determina il periodo di oscillazione della macchina, una volta calcolati massa e momento di inerzia della stessa. o the positioning wing (12), located outside the turbine, allows it to be dimensioned with a wing elongation greater than 1, in order to be able to work with greater positioning angles and with a shorter machine-edge sealing system, as illustrated in figure 5 (see S. Barbarelli, G. Florio, M. Amelio, N.M. Scornaienchi, A. Cutrupi, G. Lo Zupone Transients analysis of a tidal currents selfbalancing kinetic turbine with floating stabilizer Applied Energy 160 (2015) 715 –727); o the length "l" of the component (13), measured from the rotation axis A of the turbine as shown in Figure 1, determines the period of oscillation of the machine, once the mass and moment of inertia of the same have been calculated.

Foro centrale del trovato Central hole of the invention

Il dimensionamento ottimale del foro centrale si basa su un’analisi comparativa, condotta utilizzando la modellazione CFD, con riferimento ad una turbina convenzionale con mozzo centrale, una turbina open center singolo rotore secondo il trovato e una turbina doppio rotore secondo il trovato, dimostrano che quest’ultima comporta un vantaggio in termini di resa energetica della macchina. The optimal sizing of the central hole is based on a comparative analysis, conducted using CFD modeling, with reference to a conventional turbine with central hub, a single rotor open center turbine according to the invention and a double rotor turbine according to the invention, show that the latter entails an advantage in terms of the energy yield of the machine.

E' noto infatti che le prestazioni, in termini di resa energetica, dipendono, a parità di altri parametri, dal Coefficiente di Potenza Cp e dalla superficie captante S. In fact, it is known that the performances, in terms of energy yield, depend, other parameters being equal, on the Power Coefficient Cp and on the absorbing surface S.

I risultati mostrano che, all'aumentare del diametro del foro centrale, indicato con Di, in figura 6, a parità di diametro esterno della turbina (T1), indicato con De, in figura 6, una turbina open center è caratterizzata da un Cp maggiore rispetto a quello di una turbina convenzionale (con mozzo centrale). Tuttavia, la produzione energetica risulta inferiore, nel caso open center, in quanto la superficie captante si riduce all'aumentare del diametro del foro centrale. The results show that, as the diameter of the central hole, indicated by Di, in figure 6, increases with the same external diameter of the turbine (T1), indicated by De, in figure 6, an open center turbine is characterized by a Cp greater than that of a conventional turbine (with central hub). However, the energy production is lower, in the open center case, as the absorbing surface is reduced as the diameter of the central hole increases.

Un giusto compromesso tra i vantaggi offerti dalla tecnologia tradizionale e quelli offerti dalla tecnologia open center, in base ai risultati ottenuti, si ottiene adottando la tecnologia open center con doppio rotore, garantendo una produzione energetica soddisfacente in termini di vantaggio competitivo della nuova tecnologia (cfr.: Giacomo Lo Zupone, Mario Amelio, Silvio Barbarelli, Gaetano Florio, Nino Michele Scornaienchi, Antonino Cutrupi LCOE evaluation for a tidal kinetic self balancing turbine: Case study and comparison Applied Energy 185 (2017) 1292–1302) alla base della presente invenzione. A fair compromise between the advantages offered by traditional technology and those offered by open center technology, based on the results obtained, is obtained by adopting the open center technology with double rotor, guaranteeing satisfactory energy production in terms of competitive advantage of the new technology (cf. .: Giacomo Lo Zupone, Mario Amelio, Silvio Barbarelli, Gaetano Florio, Nino Michele Scornaienchi, Antonino Cutrupi LCOE evaluation for a tidal kinetic self balancing turbine: Case study and comparison Applied Energy 185 (2017) 1292-1302) underlying the present invention .

Infatti, tale soluzione consente di ottenere, a fronte di una minore superficie captante, un incremento sia di Cp che di produzione energetica rispetto a quelli relativi alla tecnologia convenzionale, con evidenti vantaggi economici (cfr.: Giacomo Lo Zupone, Mario Amelio, Silvio Barbarelli, Gaetano Florio, Nino Michele Scornaienchi, Antonino Cutrupi LCOE evaluation for a tidal kinetic self balancing turbine: Case study and comparison Applied Energy 185 (2017) 1292–1302). In fact, this solution allows to obtain, in the face of a smaller absorbing surface, an increase in both Cp and energy production compared to those relating to conventional technology, with obvious economic advantages (see: Giacomo Lo Zupone, Mario Amelio, Silvio Barbarelli , Gaetano Florio, Nino Michele Scornaienchi, Antonino Cutrupi LCOE evaluation for a tidal kinetic self balancing turbine: Case study and comparison Applied Energy 185 (2017) 1292–1302).

Inoltre, è noto che la presenza del foro centrale riduce l'impatto sulla fauna e, come dimostrato ulteriormente dai risultati CFD, si riducono i fenomeni di turbolenza a valle della turbina (wake). Furthermore, it is known that the presence of the central hole reduces the impact on the fauna and, as further demonstrated by the CFD results, the phenomena of turbulence downstream of the turbine (wake) are reduced.

La figura 7 mostra un ulteriore esempio di pratica realizzazione del trovato che utilizza i principi della presente invenzione. Detta configurazione a singola turbina risulta più performante, in termini di Coefficiente di Potenza Cp, rispetto alla macchina a doppia turbina precedentemente descritta e, pertanto, si presta ad essere vantaggiosamente impiegata per applicazioni a basso costo, per piccole utenze. Figure 7 shows a further example of practical embodiment of the invention which uses the principles of the present invention. Said single turbine configuration is more performing, in terms of Power Coefficient Cp, than the previously described double turbine machine and, therefore, lends itself to being advantageously used for low cost applications, for small users.

Tale soluzione risulta, inoltre, particolarmente vantaggiosa in applicazioni che richiedono l’impiego di più turbine installate su una stessa struttura, comprensiva di sistemi di galleggiamento/posizionamento, opportunamente progettata. This solution is also particularly advantageous in applications that require the use of multiple turbines installed on the same structure, including floating / positioning systems, suitably designed.

Quelle descritte sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta nel ramo per realizzare il trovato, di conseguenza in concreta applicazione, potranno essere introdotte variazioni e/o modifiche senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo e senza uscire dal relativo ambito di protezione come definito dalle rivendicazioni allegate. Those described are the schematic methods sufficient for the person skilled in the art to realize the invention, consequently in concrete application, variations and / or modifications may be introduced without prejudice to the substance of the innovative concept and without departing from the relative scope of protection as defined by the claims. attached.

Legenda: Legend:

M macchina M machine

T1 turbina a palettato esterno T1 external blade turbine

T2 turbina a palettato interno T2 turbine with internal blades

F sistema di galleggiamento/posizionamento F flotation / positioning system

A asse di rotazione della turbina A rotation axis of the turbine

B asse di beccheggio della turbina B turbine pitch axis

C asse di imbardata C axis of yaw

A' asse di rollio della macchina A 'roll axis of the machine

B' asse di beccheggio della macchina B 'machine pitch axis

l lunghezza sistema di connessione macchina-galleggiante R1 rotore 1 l length of machine-float connection system R1 rotor 1

1a anello 1 1st ring 1

1b anello 2 1b ring 2

1c anello 3 1c ring 3

1d anello 4 1d ring 4

S1 statore 1 S1 stator 1

2a anello 1 2nd ring 1

2b anello 2 2b ring 2

2c anello 3 2c ring 3

2d anello 4 2d ring 4

3 distanziale sfere 3 ball spacers

4 sfere 4 balls

5 pale 5 blades

G1 generatore turbina a palettato esterno G1 turbine generator with external blades

14 anello rotorico del generatore 14 generator rotor ring

15 magnete 15 magnet

16 anello statorico generatore 16 generator stator ring

17 avvolgimento in rame 17 copper winding

R2 rotore 2 R2 rotor 2

6a anello 1 6th ring 1

6b anello 2 6b ring 2

6c anello 3 6c ring 3

6d anello 4 6d ring 4

S2 statore 2 S2 stator 2

7a anello 1 7th ring 1

7b anello 2 7b ring 2

7c anello 3 7c ring 3

7d anello 4 7d ring 4

7e anello 5 7e ring 5

7f anello 6 7f ring 6

8 distanziale sfere 8 ball spacer

9 sfere 9 balls

10 pale 10 blades

G2 generatore turbina a palettato interno G2 turbine generator with internal blades

18 anello rotorico del generatore 18 generator rotor ring

19 magnete 19 magnet

20 anello statorico generatore 20 generator stator ring

21 avvolgimento in rame 21 copper winding

11 galleggiante 11 float

12 ala di posizionamento 12 positioning wing

13 sistema di connessione macchina-galleggiante 22 prior art 13 machine-float connection system 22 prior art

23 nuovo trovato oggetto della presente invenzione 24 lunghezza elemento di ancoraggio prior art 25 lunghezza elemento di ancoraggio nuovo trovato 26 punto di ancoraggio 23 new invention object of the present invention 24 length of anchor element prior art 25 length of new anchor element found 26 anchor point

27 strato limite 27 boundary layer

28 costa 28 costs

Di Diametro interno Inner Diameter

De Diametro esterno De Outside diameter

RIVENDICAZIONI

1 ) Macchina cinetica modulare (M) per la produzione di energia elettrica da correnti fluide, flottante, del tipo "open center", con superficie captante totalmente immersa e disposta frontalmente alla corrente fluida, costituita da una o più turbine (Ti con i=1, 2,.....n) con integrati generatori (Gi con i=1, 2,.....n), un sistema di galleggiamento/posizionamento (F) caratterizzata dal fatto che ciascuna turbina è costituita da un rotore palettato, uno statore e un generatore integrato ed è strutturalmente, meccanicamente ed elettricamente indipendente. 1) Modular kinetic machine (M) for the production of electrical energy from fluid currents, floating, of the "open center" type, with a fully immersed absorbing surface arranged in front of the fluid current, consisting of one or more turbines (Ti with i = 1, 2, ..... n) with integrated generators (Gi with i = 1, 2, ..... n), a floating / positioning system (F) characterized by the fact that each turbine consists of a bladed rotor, a stator and an integrated generator and is structurally, mechanically and electrically independent.

2 ) Macchina cinetica modulare (M), secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascun rotore e relativo statore sono costituiti da più elementi con centro sull'asse di rotazione (A) della macchina stessa, con conseguente riduzione di errori di forma e di concentricità tra le parti in moto rotatorio relativo. 2) Modular kinetic machine (M), according to claim 1, characterized by the fact that each rotor and relative stator are made up of several elements centered on the rotation axis (A) of the machine itself, with consequent reduction of shape errors and of concentricity between the parts in relative rotary motion.

3 ) Macchina cinetica modulare (M), secondo le rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che il numero di pale (5) e (10) utilizzate sia massimizzato compatibilmente con le dimensioni e le prestazioni della macchina, al fine di ridurre il carico per singola pala con conseguente possibilità di utilizzo di materiali a bassa resistenza strutturale e riduzione del peso complessivo della macchina e dei costi. 3) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, characterized by the fact that the number of blades (5) and (10) used is maximized compatibly with the dimensions and performance of the machine, in order to reduce the load per single blade with consequent possibility of using materials with low structural resistance and reduction of the overall weight of the machine and costs.

4 ) Macchina cinetica modulare (M), secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, caratterizzata dal fatto che in ciascuna turbina la rotazione del rotore (R1) e (R2) all’interno del rispettivo statore (S1) e (S2) è assicurata dall’impiego di una serie di elementi rotanti (4) e (9) che scorrono lungo piste circolari ricavate in parte nel rotore, in prossimità dell'attacco delle pale, e in parte nello statore; e dove il numero di detti elementi rotanti varia in funzione delle specifiche di progetto. 4) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, characterized in that in each turbine the rotation of the rotor (R1) and (R2) inside the respective stator (S1) and (S2) is ensured by the use of a series of rotating elements (4) and (9) which slide along circular tracks formed partly in the rotor, near the attachment of the blades, and partly in the stator; and where the number of said rotating elements varies according to the project specifications.

5) Macchina cinetica modulare (M), secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 caratterizzata dal fatto che il foro centrale è opportunamente dimensionato, attraverso il rapporto diametro interno e diametro esterno Di/De, allo scopo di massimizzare la resa energetica. 5) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, 4 characterized in that the central hole is suitably sized, through the ratio of internal diameter and external diameter Di / De, in order to maximize the energy yield.

6) Macchina cinetica modulare (M), secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 caratterizzata dal fatto che detto sistema di galleggiamento/posizionamento (F) è costituito almeno da un galleggiante (11), un'ala di posizionamento (12) e un sistema di connessione macchina-galleggiante (13); e dove detto galleggiante (11) è opportunamente dimensionato e modellato per garantire il posizionamento della macchina alla profondità ottimale e stabilizzarne il comportamento, attraverso il controllo delle rotazioni intorno agli assi di rollio, beccheggio e imbardata, durante i transitori; e dove detta ala di posizionamento (12) è posizionata esternamente alla turbina (11) ed è connessa al modulo turbine da una o più aste o qualsiasi altro supporto (13) atto allo scopo, per garantire la corretta distanza della macchina dalla costa o dal punto di ancoraggio. 6) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, 4, 5 characterized by the fact that said floating / positioning system (F) consists of at least one float (11), a positioning wing ( 12) and a machine-float connection system (13); and where said float (11) is suitably sized and shaped to ensure the positioning of the machine at the optimum depth and stabilize its behavior, by controlling the rotations around the roll, pitch and yaw axes, during transients; and where said positioning wing (12) is positioned externally to the turbine (11) and is connected to the turbine module by one or more rods or any other support (13) suitable for the purpose, to ensure the correct distance of the machine from the coast or from the anchor point.

7 ) Macchina cinetica modulare (M), come da tutte le precedenti rivendicazioni caratterizzata dalla presenza di una sola turbina per applicazioni a basso costo, alto Coefficiente di Potenza Cp, destinate a soddisfare piccole utenze. 7) Modular kinetic machine (M), as per all the previous claims characterized by the presence of a single turbine for low cost applications, high Power Coefficient Cp, destined to satisfy small users.

8 ) Macchina cinetica modulare (M), come da tutte le precedenti rivendicazioni caratterizzata dall’impiego di più turbine installate su una stessa struttura, comprensiva di sistemi di galleggiamento/posizionamento, opportunamente progettata. 8) Modular kinetic machine (M), as per all previous claims characterized by the use of multiple turbines installed on the same structure, including floating / positioning systems, suitably designed.

Claims

CLAIMS 1) Modular kinetic machine (M) for the production of electrical energy from fluid currents, floating, of the "open center" type, with a fully immersed absorbing surface arranged in front of the fluid current, consisting of one or more turbines (Ti with i = 1, 2, ..... n) with integrated generators (Gi with i = 1, 2, ..... n), a floating / positioning system (F) characterized by the fact that each turbine consists of a bladed rotor, a stator and an integrated generator and is structurally, mechanically and electrically independent.

2) Modular kinetic machine (M), according to claim 1, characterized by the fact that each rotor and relative stator are made up of several elements centered on the rotation axis (A) of the machine itself, with consequent reduction of shape errors and of concentricity between the parts in relative rotary motion.

3) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, characterized by the fact that the number of blades (5) and (10) used is maximized compatibly with the dimensions and performance of the machine, in order to reduce the load per single blade with consequent possibility of using materials with low structural resistance and reduction of the overall weight of the machine and costs.

4) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, characterized in that in each turbine the rotation of the rotor (R1) and (R2) inside the respective stator (S1) and (S2) is ensured by the use of a series of rotating elements (4) and (9) which slide along circular tracks formed partly in the rotor, near the attachment of the blades, and partly in the stator; and where the number of said rotating elements varies according to the project specifications.

5) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, 4 characterized in that the central hole is suitably sized, through the ratio of internal diameter and external diameter Di / De, in order to maximize the energy yield.

6) Modular kinetic machine (M), according to claims 1, 2, 3, 4, 5 characterized by the fact that said floating / positioning system (F) consists of at least one float (11), a positioning wing ( 12) and a floating machine connection system (13); and where said float (11) is suitably sized and shaped to ensure the positioning of the machine at the optimum depth and stabilize its behavior, by controlling the rotations around the roll, pitch and yaw axes, during transients; and where said positioning wing (12) is positioned externally to the turbine (11) and is connected to the turbine module by one or more rods or any other support (13) suitable for the purpose, to ensure the correct distance of the machine from the coast or from the anchor point.

7) Modular kinetic machine (M), as per all the previous claims characterized by the presence of a single turbine for low cost applications, high Power Coefficient Cp, destined to satisfy small users.

8) Modular kinetic machine (M), as per all previous claims characterized by the use of multiple turbines installed on the same structure, including floating / positioning systems, suitably designed.