IT201800006172A1 - Wind turbine with impeller in which air enters from central inlets and exits from the peripheral area. - Google Patents

Wind turbine with impeller in which air enters from central inlets and exits from the peripheral area.

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Description

Descrizione Description

Nella turbina rivendicata con la rivendicazione principale, l'aria è spinta e premuta dal vento dentro la zona centrale (20) della girante (1), tramite uno o più convogliatori (7), attraverso una bocca di accesso (2) o due bocche di accesso (2) prossime all'asse di rotazione (3) della girante. In the turbine claimed with the main claim, the air is pushed and pressed by the wind into the central area (20) of the impeller (1), through one or more conveyors (7), through an access mouth (2) or two openings access (2) close to the rotation axis (3) of the impeller.

L'aria poi attraversa la corona (4) di pale (5) in tutte le direzioni radiali ed esce nello spazio esterno lontano dall'asse di rotazione. The air then passes through the crown (4) of blades (5) in all radial directions and exits into the outer space away from the axis of rotation.

L'aria, attraversando la corona, spinge la girante in rotazione. The air, passing through the crown, pushes the impeller into rotation.

La corona di pale ruotando occupa uno spazio a forma di solido di rotazione che può essere cilindrico ( figg.6, 7, 8, 9, 10 ) o di forma diversa ( figg.11, 1213, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21). Le pale sono fissate alla girante. Rotating the crown of blades occupies a space in the form of a rotating solid which can be cylindrical (figs. 6, 7, 8, 9, 10) or of a different shape (figs. 11, 1213, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21). The blades are attached to the impeller.

Per semplicità descrittiva nelle tavole 2 e 3 alcune corone sono rappresentate come solidi di rotazione. For simplicity of description, some crowns are represented in tables 2 and 3 as solids of rotation.

Le bocche di entrata dell'aria nella zona centrale sono due in corrispondenza delle due estremità della corona come nell'esempio della tavola 7, oppure la bocca di entrata può essere una sola come nell'esempio in tavola 6. There are two air inlets in the central area at the two ends of the crown as in the example of table 7, or the inlet can be only one as in the example in table 6.

Se le bocche di entrata sono due, la corona può essere suddivisa internamente da un diaframma (16) come in fig.10, oppure l'aria, che entra dalle due bocche, si mescola all'interno della corona passando attraverso un passaggio di compensazione (15) di pressione. (Fig.18 tavola 3) If there are two inlets, the crown can be internally divided by a diaphragm (16) as in fig. 10, or the air, which enters from the two inlets, mixes inside the crown passing through a compensation passage (15) of pressure. (Fig. 18 table 3)

La compensazione interna permette un funzionamento equilibrato della turbina. Internal compensation allows balanced turbine operation.

La struttura (6) di supporto sorregge e vincola la girante in modo che possa ruotare. The support structure (6) supports and constrains the impeller so that it can rotate.

Per la possibile pluralità di giranti, convogliatori e bocche di entrata e per le sue caratteristiche strutturali e funzionali la turbina è nuova rispetto alle attuali turbine. Due to the possible plurality of impellers, conveyors and inlets and due to its structural and functional characteristics, the turbine is new compared to current turbines.

Con riferimento alla rivendicazione 2, la struttura di supporto si orienta rispetto alla direzione del vento in modo tale che il convogliatore convogli la maggiore quantità possibile di aria nella zona centrale (20) attraverso la bocca di entrata (2) o attraverso le due bocche di entrata (2). (tavola 6, 14,15, 16, 17, 18 e 19). With reference to claim 2, the support structure is oriented with respect to the wind direction in such a way that the conveyor conveys the greatest possible amount of air in the central area (20) through the inlet (2) or through the two inlets. entrance (2). (plate 6, 14,15, 16, 17, 18 and 19).

Il convogliatore è solidale con la girante o con la struttura e si orienta con la struttura. The conveyor is integral with the impeller or with the structure and orientates itself with the structure.

L'asse di rotazione è disposto grossomodo longitudinalmente rispetto alla direzione dell'aria che entra dalla bocca di entrata. The rotation axis is arranged roughly longitudinally with respect to the direction of the air entering the inlet.

Ciò non significa che l'asse di rotazione della girante abbia la direzione del vento come per l'esempio rappresentato nelle tavole 16, 17, 18 e 19. This does not mean that the rotation axis of the impeller has the direction of the wind as in the example shown in tables 16, 17, 18 and 19.

La struttura ed in particolare i convogliatori (7) possono deviare l'aria, rispetto alla direzione del vento. The structure and in particular the conveyors (7) can deflect the air, with respect to the wind direction.

Con riferimento alla rivendicazione 3, rispetto alla direzione del vento la struttura si orienta girando intorno ad un asse verticale di orientamento (9) rispetto ad un sostegno (10) che la sostiene. With reference to claim 3, with respect to the wind direction the structure is oriented by turning around a vertical orientation axis (9) with respect to a support (10) which supports it.

L'orientamento della struttura è ottenuto per l'effetto complessivo del vento sulla struttura, sulla girante e su eventuali timoni di direzione (17) fissati alla struttura. The orientation of the structure is obtained due to the overall effect of the wind on the structure, on the impeller and on any direction rudders (17) fixed to the structure.

Con riferimento alla rivendicazione 4, la turbina è dotata di uno statore (8) che è posizionato all'interno della zona centrale ed è fissato alla struttura (6). With reference to claim 4, the turbine is equipped with a stator (8) which is positioned inside the central area and is fixed to the structure (6).

Lo statore è sagomato in modo da mandare l'aria sulle pale con direzione che favorisca la rotazione della girante. Esempio in fig.22a, tavola 4. The stator is shaped so as to send the air onto the blades in a direction that favors the rotation of the impeller. Example in fig. 22a, table 4.

Con riferimento alla rivendicazione 5, almeno la parte iniziale del convogliatore si orienta per effetto del vento senza consumo di altra energia. Esempi nelle tavole 6, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 20. With reference to claim 5, at least the initial part of the conveyor is oriented by the effect of the wind without consuming any other energy. Examples in tables 6, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 20.

Con riferimento alla rivendicazione 6, la parte finale dello sbocco (12) dell'aria si orienta rispetto alla direzione del vento in modo da facilitare il deflusso dell'aria dalla parte periferica della corona. Il particolare esempio di turbina, rappresentata nella tavola 20, ha lo sbocco fissato e rivolto verso il basso, senza necessità di essere orientato. With reference to claim 6, the final part of the air outlet (12) is oriented with respect to the direction of the wind so as to facilitate the outflow of air from the peripheral part of the crown. The particular example of turbine, shown in table 20, has the outlet fixed and facing downwards, without the need to be oriented.

Con riferimento alla rivendicazione 7, la parte finale dello sbocco dell'aria si orienta per effetto del vento senza consumo di altra energia. Esempi nelle tavole 11, 18, 32. With reference to claim 7, the final part of the air outlet is oriented by the effect of the wind without consuming any other energy. Examples in tables 11, 18, 32.

Con riferimento alla rivendicazione 8, il regolatore di salvaguardia (13) può ridurre in parte o completamente il flusso di aria verso la bocca di entrata (2) sia per salvaguardare la girante da venti eccessivamente forti sia per interventi di manutenzione. Esempio in tavola 26. With reference to claim 8, the safeguard regulator (13) can partially or completely reduce the flow of air towards the inlet (2) both to protect the impeller from excessively strong winds and for maintenance interventions. Example on table 26.

Con riferimento alla rivendicazione 9, la forma compatta delle turbine permette di fissare alla struttura, al convogliatore e alla girante, le protezioni (14) che proteggono le pale da impatti di oggetti volanti ed uccelli e proteggono anche persone addette al controllo e la manutenzione. Esempi nelle tavole 7 e 11. With reference to claim 9, the compact shape of the turbines allows to fix to the structure, to the conveyor and to the impeller, the guards (14) which protect the blades from impacts of flying objects and birds and also protect people assigned to control and maintenance. Examples in tables 7 and 11.

Con riferimento alla rivendicazione 10, l'aria entra sopravento nella corona, la attraversa con direzioni che hanno una componente vettoriale da sopravento a sottovento ed esce poi sottovento dalla corona. Esempio in tavola 11, 12. With reference to claim 10, the air enters upwind of the crown, crosses it with directions that have a vector component from windward to leeward and then exits leeward from the crown. Example in table 11, 12.

Nelle tavole 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 sono rappresentate diverse soluzioni di turbina con struttura orientabile (6) che si differenziano fra loro per tipo di vincolo delle giranti per il loro numero e per la presenza di convogliatori, per il loro tipo di vincolo e loro numero. Tables 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 show various turbine solutions with an adjustable structure (6) which differ from each other in the type of constraint of the impellers for their number and for the presence of conveyors, for their type of constraint and their number.

Nella tavola 13 è rappresentato un esempio di turbina con convogliatore orientabile e due convogliatori fissi i quali possono essere fissati a due solette una inferiore ed una superiore . Table 13 shows an example of a turbine with an orientable conveyor and two fixed conveyors which can be fixed to two slabs, one lower and one upper.

Nella tavola 15 è rappresentato un esempio di turbina con un convogliatore fissato alla struttura orientabile e con un convogliatore fissato alla girante. Table 15 shows an example of a turbine with a conveyor fixed to the orientable structure and with a conveyor fixed to the impeller.

Nelle tavole 7, 8, 9, 10, 32, 33 sono rappresentate turbine ad asse di rotazione fisso, convogliatori e sbocchi dell'aria orientabili disposti in ambienti diversi, nelle tavole è rappresentata la turbina ad asse orizzontale, il principio di funzionamento però non cambia se la turbina avesse l'asse di rotazione verticale. In tables 7, 8, 9, 10, 32, 33 are represented turbines with fixed rotation axis, conveyors and orientable air outlets arranged in different environments, in the tables the horizontal axis turbine is represented, however the operating principle is not it changes if the turbine had a vertical rotation axis.

Nelle tavole 16, 17, 18 e 19 è rappresentata una turbina con asse verticale di rotazione della girante fissato alla struttura orientabile, con lo stesso principio di funzionamento, la turbina potrebbe avere l'asse di rotazione orizzontale ed anche potrebbe avere più giranti. Tables 16, 17, 18 and 19 show a turbine with a vertical axis of rotation of the impeller fixed to the orientable structure, with the same operating principle, the turbine could have a horizontal rotation axis and could also have more impellers.

I convogliatori possono essere fissi o mobili. The conveyors can be fixed or mobile.

Un esempio di convogliatori fissi è rappresentato nella tavola 13. An example of fixed conveyors is shown in table 13.

I convogliatori mobili si suddividono in tre categorie. The mobile conveyors are divided into three categories.

Quelli che hanno la parte iniziale che si orienta al vento e convogliano aria in giranti vincolate a strutture (6) di supporto fisse. Esempi nelle tavole 7, 8, 9, 32 e 33. Those that have the initial part that is oriented to the wind and convey air in impellers attached to fixed support structures (6). Examples in tables 7, 8, 9, 32 and 33.

Quelli che sono fissati su strutture (6) che si orientano. Esempi nelle tavole 6, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 25 ( fig. 55), 26 e 28, Those that are fixed on structures (6) that orient themselves. Examples in tables 6, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 25 (fig. 55), 26 and 28,

Quelli che ruotano poiché sono fissati a giranti vincolate a strutture (6) che si orientano. Esempi nelle tavole 14, 25 ( fig. 54), 29 e 30. Those that rotate because they are fixed to impellers constrained to structures (6) that orient themselves. Examples in tables 14, 25 (fig. 54), 29 and 30.

Le turbine relative alle diverse rivendicazioni sono tutte compatte rispetto alle attuali turbine con tre pale ad asse orizzontale. The turbines relating to the various claims are all compact with respect to the current turbines with three horizontal axis blades.

Esse hanno alberi (18) della girante vincolati in modo equilibrato e sono robuste. They have balanced impeller shafts (18) and are robust.

A parità di potenza, rispetto alle attuali turbine, hanno dimensioni ridotte, costi di costruzione e manutenzione inferiori, trasporto e montaggio meno costosi e problematici. With the same power, compared to current turbines, they have reduced dimensions, lower construction and maintenance costs, less expensive and problematic transport and assembly.

1 girante 1 impeller

2 bocca di ingresso 2 inlet

3 asse di rotazione della girante 3 axis of rotation of the impeller

4 corona di pale (5) 4 row of blades (5)

5 pala della corona (4) 5 crown blade (4)

6 struttura di supporto 6 support structure

7 convogliatore 7 conveyor

8 statore 8 stator

9 asse verticale di orientamento 9 vertical axis of orientation

10 sostegno 10 support

11 asse verticale di orientamento del convogliatore 11 vertical orientation axis of the conveyor

12 sbocco dell'aria 12 air outlet

13 regolatore di flusso di salvaguardia 13 safeguard flow regulator

14 protezione 14 protection

15 varco di compensazione 15 clearing gate

16 diaframma di suddivisione 16 subdivision diaphragm

17 timone di direzione 17 rudder

18 albero della girante 18 impeller shaft

19 asse verticale di orientamento dello sbocco 19 vertical axis of orientation of the outlet

20 zona centrale 20 central area

Claims (10)

Rivendicazioni 1 Turbina eolica caratterizzata dal fatto che è dotata di almeno una girante (1), con almeno una corona (4) di pale (5) disposte perifericamente rispetto all'asse di rotazione (3) della girante, la quale è vincolata ad una struttura (6) di supporto in modo tale che possa ruotare, rispetto alla struttura (6), intorno al proprio asse di rotazione (3); che la turbina è dotata di almeno una zona centrale (20), interna alla corona (4) e prossima all'asse di rotazione (3), la quale ha almeno una bocca di entrata (2) dell'aria; che la turbina è dotata di almeno un convogliatore (7) del quale almeno la parte iniziale, in ogni momento, è orientata da un congegno, rispetto alla direzione del vento, in una direzione tale che il convogliatore (7) convogli l'aria, che spinta dal vento lo investe, dentro la zona centrale (20) attraverso la bocca di entrata (2) ed in fine che le pale (5) hanno forma tale e sono fissate alla girante (1) in posizione tale che l'aria, premuta dal vento nella zona centrale (20), passando poi attraverso la corona (4) dalla zona centrale (20) all'esterno, spinga in rotazione la girante (1) intorno al proprio asse di rotazione (3). Claims 1 Wind turbine characterized by the fact that it is equipped with at least one impeller (1), with at least one crown (4) of blades (5) arranged peripherally with respect to the rotation axis (3) of the impeller, which is constrained to a structure (6) supporting in such a way that it can rotate, with respect to the structure (6), around its own axis of rotation (3); that the turbine is equipped with at least one central area (20), inside the crown (4) and close to the rotation axis (3), which has at least one air inlet (2); that the turbine is equipped with at least one conveyor (7) of which at least the initial part, at any time, is oriented by a device, with respect to the wind direction, in such a direction that the conveyor (7) conveys the air, that pushed by the wind hits it, inside the central area (20) through the inlet (2) and finally that the blades (5) have such a shape and are fixed to the impeller (1) in such a position that the air, pressed by the wind in the central area (20), then passing through the crown (4) from the central area (20) to the outside, it pushes the impeller (1) into rotation around its own rotation axis (3). 2 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno un convogliatore (7) è fissato ad una girante (1) o alla sua struttura (6) di supporto e che un congegno in ogni momento orienta la struttura (6) in direzione tale, rispetto alla direzione del vento, che il convogliatore (7) convogli l'aria, spinta dal vento, nella zona centrale (20). 2 Wind turbine according to claim 1, characterized by the fact that at least one conveyor (7) is fixed to an impeller (1) or to its support structure (6) and that a device at any time orients the structure (6) in such a direction , with respect to the direction of the wind, that the conveyor (7) conveys the air, pushed by the wind, in the central area (20). 3 Turbina eolica secondo rivendicazione 1 e 2, caratterizzata dal fatto che la struttura (6) è vincolata ad un sostegno (10), che la sostiene in modo tale che la struttura (6) possa girare intorno ad un asse verticale di orientamento (9) rispetto al sostegno (10) e che si orienti, girando intorno all'asse verticale di orientamento (9), per effetto complessivo del vento sula turbina. 3 Wind turbine according to claims 1 and 2, characterized in that the structure (6) is constrained to a support (10), which supports it in such a way that the structure (6) can rotate around a vertical orientation axis (9 ) with respect to the support (10) and which is oriented, turning around the vertical orientation axis (9), due to the overall effect of the wind on the turbine. 4 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che nella zona centrale (20) di almeno una girante (1) c'è almeno uno statore (8), con una forma tale e fissato alla struttura (6) di supporto in posizione tale che spinga l'aria, che lo investe, sulle pale (5) con direzione favorente la rotazione della girante (1). 4 Wind turbine according to claim 1, characterized in that in the central area (20) of at least one impeller (1) there is at least one stator (8), with such a shape and fixed to the support structure (6) in such a position that pushes the air, which hits it, on the blades (5) with a direction favoring the rotation of the impeller (1). 5 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno la parte iniziale del convogliatore (7) è vincolata in modo tale che possa girare intorno ad un asse verticale di orientamento del convogliatore (11) ed ha una forma tale che in ogni momento si orienti, girando intorno all'asse verticale di orientamento del convogliatore (11), per effetto complessivo del vento. 5 Wind turbine according to claim 1, characterized in that at least the initial part of the conveyor (7) is constrained in such a way that it can rotate around a vertical orientation axis of the conveyor (11) and has such a shape that at any time orient, turning around the vertical orientation axis of the conveyor (11), due to the overall effect of the wind. 6 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che è dotata di almeno uno sbocco dell'aria (12) e che almeno la parte finale dello sbocco (12) si orienta, rispetto alla direzione del vento, in modo tale che l'aria possa uscire con facilità dallo sbocco (12). 6 Wind turbine according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one air outlet (12) and that at least the final part of the outlet (12) is oriented, with respect to the wind direction, so that the air can easily come out of the outlet (12). 7 Turbina eolica secondo rivendicazione 1 e 6, caratterizzata dal fatto che almeno la parte finale dello sbocco dell'aria (12) è vincolata in modo tale che possa girare intorno ad un asse verticale di orientamento dello sbocco (19) ed ha una forma tale che in ogni momento si orienti, girando intorno all'asse verticale di orientamento dello sbocco (19), per effetto complessivo del vento. 7 Wind turbine according to claims 1 and 6, characterized in that at least the final part of the air outlet (12) is constrained in such a way that it can rotate around a vertical orientation axis of the outlet (19) and has such a shape which at any time is oriented, turning around the vertical orientation axis of the outlet (19), due to the overall effect of the wind. 8 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che è dotata di almeno un regolatore (13) di salvaguardia il quale regola il flusso di aria che dal convogliatore (7) va nella zona centrale (20). 8 Wind turbine according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one safeguard regulator (13) which regulates the flow of air from the conveyor (7) to the central area (20). 9 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che è dotata di almeno una protezione (14), simile ad una griglia, la quale ha forma tale ed è disposta, a monte del convogliatore (7), in modo tale che protegga la girante (1) da animali ed oggetti volanti. 9 Wind turbine according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one protection (14), similar to a grid, which has such a shape and is arranged, upstream of the conveyor (7), in such a way that it protects the impeller (1) from animals and flying objects. 10 Turbina eolica secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le pale (5) della corona (4) hanno forma tale e sono fissate alla girante (1) in modo tale che l'aria dalla zona centrale (20) passi attraverso la corona (4) con direzioni le quali hanno una componente vettoriale da sopravento a sottovento. 10 Wind turbine according to claim 1, characterized in that the blades (5) of the crown (4) have such a shape and are fixed to the impeller (1) in such a way that the air from the central area (20) passes through the crown ( 4) with directions which have a vector component from upwind to downwind.
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