IT201900003960U1

IT201900003960U1 - Sistema di produzione idroelettrica

Info

Publication number: IT201900003960U1
Application number: IT202019000003960U
Authority: IT
Inventors: Brigida Trinchero
Original assignee: Brigida Trinchero
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2021-05-06

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

?SISTEMA DI PRODUZIONE IDROELETTRICA?

Campo di applicazione dell?invenzione

La presente invenzione ? relativa al campo della produzione di energia elettrica sfruttando l?energia di corsi d?acqua.

Stato della tecnica

Sono note diverse tipologie di turbine. La turbina Pelton risulta essere una tipologia molto frequentemente adoperata nelle centrali idroelettriche. Queste generalmente sono accoppiate ad almeno un ugello che regola il flusso di acqua che colpisce le pale della stessa turbina. Per ottenere prestazioni ottimali, il salto geodetico deve essere rilevante in modo da poter effettuare una regolazione ottimale del flusso di acqua.

La ruota della turbina pu? essere orientata, potenzialmente, in qualsiasi modo nello spazio tenendo conto che il flusso di acqua prodotto dall?ugello ? orientato circa orizzontale.

Quando il salto geodetico ? molto basso, le turbine Pelton sono generalmente abbandonate in favore di altre tipologie di turbine, quale ad esempio la turbina Kaplan che risulta essere pi? idonea per i piccoli salti geodetici e le alte portate, in quanto il flusso di acqua che colpisce la ruota ? verticale, dall?alto verso il basso.

Le pale della turbina Pelton sono ottimizzate per sfruttare al massimo la reazione di spinta dell?acqua. Risulta infatti che esse abbiano forma di un doppio cucchiaio tagliato ad una estremit? per favorire il deflusso dell?acqua dopo l?impatto con la pala. In tal caso la ruota della turbina ha asse di rotazione orizzontale.

Si sente la necessit? di adattare tale tipo di turbina a piccoli salti geodetici e basse portate.

Se non specificatamente escluso nella descrizione di dettaglio che segue, quanto descritto nel presente capitolo ? da considerarsi come parte integrante della descrizione di dettaglio.

Sommario dell?invenzione

Scopo della presente invenzione per modello di utilit? ? quello di fornire una turbina Pelton modificata per fruttare piccole portate insieme a piccoli salti geodetici compresi tra 50 e 200 metri.

L?idea di base della presente invenzione ? quella di sfruttare non solo la spinta generata dal salto geodetico fino all?ugello, ma anche il restante salto geodetico a cavallo della stessa turbina.

A tale scopo, le pale sono conformate come contenitori a forma di prisma retto in cui il flusso di acqua ? rilasciato dall?alto verso il basso ed in cui solo una parete ? assente per consentire l?accumulo di acqua per almeno 30? di rotazione della ruota della turbina, in contrasto con le pale dell?arte nota, caratterizzate da un profilo tagliato tangenzialmente.

Secondo una variante preferita dell?invenzione, la pare pi? esterna delle pale ? conformata a forma di becco per accompagnare

Secondo un altro aspetto del modello di utilit?, la turbina ha un telaio di sostegno che le permette di essere disposta a cavallo di un corso d?acqua, con la direzione del corso d?acqua tangente alla ruota della turbina.

Il telaio ? fatto in modo da mantenere la ruota della turbina sollevata rispetto al corso d?acqua, evitando di essere rallentata da questo.

Inoltre, le canalizzazioni possono essere realizzate con condotte in materiale plastico facilmente rimovibile che corrono secondo un percorso indipendente dal corso d?acqua. Risulta solo sufficiente che le canalizzazioni captano l?acqua ad una certa quota rispetto al piano di riferimento della turbina e che questa rilasci l?acqua nel corso d?acqua.

Preferibilmente, la ruota della turbina ? associata ad un alternatore con due paia di poli, in modo da trovare una velocit? di rotazione ottimale di 1500 giri/minuto.

Le rivendicazioni descrivono varianti preferite dell?invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:

nella figura 1 ? mostrata una vista assiale di una turbina secondo la presente invenzione;

nella figura 2 ? mostrata una vista trasversale rispetto alla vista della figura 1 della stessa turbina.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Nell?ambito della presente descrizione il termine ?secondo? componente non implica la presenza di un ?primo? componente. Tali termini sono infatti adoperati come etichette per migliorare la chiarezza e non vanno intesi in modo limitativo.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite, inclusi i disegni, possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dall?ambito di protezione della presente domanda come descritta di seguito.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione L?idea di base della presente invenzione ? quella di sfruttare non solo la spinta generata dal salto geodetico fino all?ugello, ma anche il restante salto geodetico a cavallo della stessa turbina.

La figura 1 mostra una vista assiale della turbina T ed in particolare il fatto che le pale B sono conformate come contenitori sostanzialmente come prismi retti mancanti di una sola parete, in contrasto con le pale a profilo di cucchiaio tagliato dell?arte nota ed il flusso di acqua ? rilasciato dall?alto verso il basso tangenzialmente alla ruota della turbina. Pertanto, la parrete mancante dei contenitori ? quella superiore, che si affaccia verso il getto di acqua durante una fase di riempimento della pala. La turbina si compone di una pluralit? di bracci A disposti radialmente a formare una ruota rispetto ad un albero di rotazione SH.

Pertanto, un estremo interno di ciascun braccio converge nel centro della ruota, mentre un estremo esterno di ciascun braccio supporta una pala B.

Secondo una variante preferita dell?invenzione, ciascuna pala ha una forma di prisma retto con asse del prisma perpendicolare alla direzione longitudinale individuato da ciascun braccio A.

Inoltre, ciascuna pala B ? dotata di un becco L che accompagna l?acqua all?interno della pala in fase di riempimento della pala ed accompagna l?acqua all?esterno, mentre la pala ? in fase di svuotamento, durante la rotazione della ruota della turbina.

La turbina ha un telaio F di sostegno che le permette di essere disposta a cavallo di un corso d?acqua, con la direzione del corso d?acqua tangente alla ruota della turbina. La figura 2 mostra, una vista perpendicolare alla vista assiale di figura 1, e precisamente, parallela ad una direzione longitudinale di un corso d?acqua W.

Inoltre, le canalizzazioni P possono essere realizzate con condotte in materiale plastico facilmente rimovibile che corrono secondo un percorso indipendente dal corso d?acqua. Risulta solo sufficiente che le canalizzazioni captino l?acqua ad una certa quota rispetto al piano di riferimento della turbina e che questa rilasci l?acqua nel corso d?acqua.

Preferibilmente, la ruota della turbina ? associata ad un alternatore G con due paia di poli mediante due rote di rinvio R1, R2 dimensionate in modo da trovare una velocit? di rotazione ottimale di 1500 giri/minuto.

Preferibilmente, le ruote sono interconnesse mediante cinghie, ma queste possono essere interconnesse anche mediante una cascata di ingranaggi in bagno d?olio.

La canalizzazione P dell?acqua ha una porzione che si eleva in alto per consentire al getto J di acqua di muovere dall?alto verso il basso. Preferibilmente, alla base della porzione della canalizzazione che si eleva, ? disposta una valvola V di non ritorno che consente di mantenere carico di acqua la canalizzazione anche in caso fosse distratta dal corso d?acqua, per esempio per manutenzione.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo ? in grado di realizzare l?oggetto dell?invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di produzione idroelettrica comprendente una turbina (T) tipo Pelton, in cui un getto (J) di acqua che colpisce tangenzialmente le pale (B) della turbina ? diretto verticalmente dall?alto verso il basso e ciascuna pala (B) della turbina ? configurate come un contenitore a forma di prisma retto, con asse del prisma tangente alla ruota della turbina, in cui detto contenitore ? privato soltanto della parete rivolta verso il getto (J) durante una fase di riempimento, in modo da trattenere l?acqua per almeno 30? di rotazione della ruota della turbina.
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna pala ? dotata di un becco (C) disposto in posizione radiale, adiacente alla parete mancante del contenitore, per accompagnare l?acqua all?interno della pala durante la fase di riempimento e di accompagnare l?acqua all?esterno della pala durante la fase di svuotamento.
3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la turbina comprende un telaio (F) fatto in modo da mantenere la ruota della turbina sollevata rispetto ad un corso d?acqua (W) a cui il sistema di generazione ? applicato, evitando di essere rallentata da questo.