IT201900008895A1

IT201900008895A1 - Vertical axis conveyor for wind turbines

Info

Publication number: IT201900008895A1
Application number: IT102019000008895A
Authority: IT
Inventors: Marco Paolo Fabrizio De
Original assignee: Marco Paolo Fabrizio De
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-12-13
Also published as: WO2020250260A1

Description

TITOLO TITLE

“Convogliatore per generatori eolici ad asse verticale” "Conveyor for vertical axis wind turbines"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Forma oggetto della presente invenzione un convogliatore per generatori eolici, in particolare per turbine eoliche ad asse verticale con rotore di Savonius. The subject of the present invention is a conveyor for wind generators, in particular for vertical axis wind turbines with Savonius rotor.

I generatori eolici, o turbine eoliche, possono essere suddivisi in due categorie, in funzione della posizione del rotore rispetto al flusso d’aria che investe il rotore. Wind generators, or wind turbines, can be divided into two categories, depending on the position of the rotor with respect to the flow of air that hits the rotor.

Una prima tipologia di generatori eolici è costituita dalle macchine eoliche ad asse orizzontale. Tali macchine comprendono generalmente tre pale, funzionanti a reazione. A first type of wind generators is constituted by wind machines with horizontal axis. Such machines generally comprise three blades, operating by reaction.

Una seconda tipologia di generatori eolici è costituita dalle macchine eoliche ad asse verticale, basate sul rotore di Savonius o sul rotore di Darrieus. A second type of wind generators is constituted by vertical axis wind machines, based on the Savonius rotor or the Darrieus rotor.

È altresì nota una categoria ibrida di macchine eoliche in grado di mettere insieme i vantaggi delle turbine di tipo Savonius e delle turbine di tipo Darrieus. Quest’ultima tipologia di macchine eoliche, a basse velocità del vento, sfrutta forze di tipo drag, mentre, ad alte velocità, sfrutta forze di tipo lift. A hybrid category of wind turbines is also known, capable of combining the advantages of the Savonius-type turbines and the Darrieus-type turbines. The latter type of wind machines, at low wind speeds, uses drag-type forces, while, at high speeds, it uses lift-type forces.

Le turbine eoliche ad asse orizzontale, per la loro configurazione, hanno la possibilità di esporre tutta la superficie attiva, o buona parte di essa, al flusso d’aria. Ciò permette di avere una buona efficienza in termini di rendimento aerodinamico. The horizontal axis wind turbines, due to their configuration, have the ability to expose all the active surface, or a large part of it, to the air flow. This allows for good efficiency in terms of aerodynamic performance.

Tuttavia, il limite delle macchine eoliche ad asse orizzontale è rappresentato dalla difficoltà ad auto-avviarsi e funzionare con venti a basse velocità (<3m/s), quest’ultimi molto più frequenti dei venti veloci. However, the limit of horizontal axis wind turbines is represented by the difficulty in self-starting and operating with winds at low speeds (<3m / s), the latter much more frequent than fast winds.

Inoltre, le turbine ad asse orizzontale risentono della turbolenza della vena fluida e della turbolenza generata dalle pale, durante la rotazione. Un ulteriore limite di queste macchine è rappresentato dalla velocità periferica limite delle pale, definita dal termine “Tip Speed Ratio”; superato questo limite la macchina può giungere all’auto distruzione. Furthermore, horizontal axis turbines are affected by the turbulence of the fluid vein and the turbulence generated by the blades during rotation. A further limit of these machines is represented by the limit peripheral speed of the blades, defined by the term “Tip Speed Ratio”; once this limit is exceeded, the machine can self-destruct.

Le macchine ad asse verticale espongono tutta la superficie del rotore alla vena fluida. Tuttavia, solo una parte di essa è attiva, nel senso che, solo una parte della superficie palare genera coppia motrice. La restante parte della superficie palare è in opposizione alla vena fluida e contribuisce alla sola dissipazione di energia. Questa superficie è nota con il termine di “superficie passiva”. Inoltre le pale poste trasversalmente, ovvero a 90° rispetto alla vena fluida non producono lavoro e, in alcune circostanze, produce lavoro contrario alla generazione di coppia. Vertical axis machines expose the entire rotor surface to the fluid vein. However, only a part of it is active, in the sense that only a part of the palar surface generates drive torque. The remaining part of the palar surface is in opposition to the fluid vein and contributes only to the dissipation of energy. This surface is known as the “passive surface”. Furthermore, the blades placed transversely, i.e. at 90 ° with respect to the fluid vein, do not produce work and, in some circumstances, produce work contrary to the generation of torque.

Al contrario delle macchine ad asse orizzontale, le macchine ad asse verticale basate sul rotore di Savonius non risentono della turbolenza della vena fluida. Le macchine ad asse verticale di tipo Drag, basate sul rotore di Savonius, non possono essere tuttavia realizzate con una sola pala, come è altresì possibile nelle macchine ad asse orizzontale, operanti con forti venti. Unlike the horizontal axis machines, the vertical axis machines based on the Savonius rotor are not affected by the turbulence of the fluid vein. The vertical axis machines of the Drag type, based on the Savonius rotor, cannot however be made with a single blade, as is also possible in the horizontal axis machines, operating with strong winds.

Al fine di risolvere il problema della “superficie passiva” nelle turbine eoliche ad asse verticale, in particolare per quelle basate sul rotore di Savonius, sono state predisposte diverse soluzioni tecniche. In order to solve the “passive surface” problem in vertical axis wind turbines, in particular for those based on the Savonius rotor, various technical solutions have been prepared.

Per esempio, sono noti convogliatori atti a schermare la superficie passiva della macchina. Tuttavia la superficie passiva della macchina non contribuisce alla generazione di coppia motrice. For example, conveyors are known which are suitable for shielding the passive surface of the machine. However, the passive surface of the machine does not contribute to the generation of drive torque.

Pertanto, nelle macchine ad asse verticale di tipo “drag” la superficie passiva assorbe energia dalla vena fluida in contrapposizione alla parte attiva, decurtando di fatto potenza utile al sistema (un picco di rendimento si ha per turbine a tre pale (≈29%) aumentando o diminuendo questo numero il rendimento diminuisce). Therefore, in "drag" type vertical axis machines the passive surface absorbs energy from the fluid vein as opposed to the active part, effectively reducing the useful power to the system (a peak of efficiency occurs for turbines with three blades (≈29%) increasing or decreasing this number the yield decreases).

Una ulteriore problematica delle macchine eoliche ad asse verticale, è rappresentato dall’impossibilita di impiegare rotore mono pala in quanto, l’allineamento della pala alla vena fluida, impedirebbe di fatto la rotazione del rotore. A further problem of vertical axis wind turbines is the impossibility of using a single blade rotor as the alignment of the blade to the fluid vein would effectively prevent the rotation of the rotor.

La Richiedente ha ora trovato un convogliatore per generatori eolici, in particolare per turbine eoliche ad asse verticale con rotore di Savonius, che consente di superare i problemi di cui sopra. The Applicant has now found a conveyor for wind generators, in particular for vertical axis wind turbines with Savonius rotor, which allows the above problems to be overcome.

Rappresenta un oggetto della presente invenzione, un convogliatore per generatore eolico ad asse verticale comprendente una camera atta a contenere un rotore di un generatore eolico; una pluralità di canali atti a convogliare un flusso d’aria in detta camera, da un ambiente esterno, detto ambiente esterno essendo esterno al convogliatore; in cui ciascun canale di detta pluralità di canali comprende una conformazione longitudinale curvilinea. An object of the present invention is represented by a conveyor for a wind generator with a vertical axis comprising a chamber adapted to contain a rotor of a wind generator; a plurality of channels designed to convey a flow of air into said chamber, from an external environment, said external environment being external to the conveyor; wherein each channel of said plurality of channels comprises a curvilinear longitudinal conformation.

Vantaggiosamente, il convogliatore oggetto della presente invenzione, consente di schermare la superficie passiva della macchina eolica e al contempo, di rendere attiva la superficie palare rotante in controvento. Advantageously, the conveyor object of the present invention allows the passive surface of the wind machine to be shielded and, at the same time, to make the rotating blade surface active in bracing.

Più in particolare, il convogliatore oggetto della presente invenzione consente di rendere attiva la parte della macchina rotante controvento, ovvero di rendere attiva, la parte passiva della macchina stessa, recuperando energia altrimenti persa. In questo modo il contributo alla generazione di coppia che, nelle macchine eoliche ad asse verticale è di tipo negativo, viene reso positivo. More specifically, the conveyor object of the present invention makes it possible to activate the part of the rotating machine against the wind, or to activate the passive part of the machine itself, recovering otherwise lost energy. In this way the contribution to the generation of torque which, in wind turbines with vertical axis is negative, is made positive.

Un altro vantaggio della presente invenzione è quello di incrementare il numero di pale del rotore, che risultano essere contemporaneamente in presa. Another advantage of the present invention is that of increasing the number of rotor blades, which are simultaneously engaged.

Un ulteriore vantaggio del convogliatore oggetto della presente invenzione è quello di consentire l’impiego di una macchina eolica ad asse verticale mono-pala. A further advantage of the conveyor object of the present invention is that of allowing the use of a single-blade vertical axis wind machine.

Secondo un aspetto preferito, detta pluralità di canali comprende almeno quattro canali, più preferibilmente sei canali. According to a preferred aspect, said plurality of channels comprises at least four channels, more preferably six channels.

Secondo un aspetto preferito, ciascun canale di detta pluralità di canali ha una conformazione longitudinale curvilinea continua per l’intera lunghezza di sviluppo longitudinale del canale. According to a preferred aspect, each channel of said plurality of channels has a continuous curvilinear longitudinal conformation for the entire length of the longitudinal development of the channel.

Secondo un altro aspetto preferito, almeno un canale di detta pluralità di canali ha una lunghezza L1 e almeno un canale di detta pluralità di canali ha una lunghezza L2, in cui la lunghezza L1 è maggiore della lunghezza L2. According to another preferred aspect, at least one channel of said plurality of channels has a length L1 and at least one channel of said plurality of channels has a length L2, in which the length L1 is greater than the length L2.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, ciascuno di detti canali di detta pluralità di canali, comprende un’apertura d’ingresso ed un’apertura d’uscita; in cui detta apertura d’ingresso è atta a consentire l’ingresso di un flusso d’aria in detto canale, da detto ambiente esterno; in cui detta apertura d’uscita è atta a consentire l’uscita di detto flusso d’aria da detto canale e l’immissione di detto flusso d’aria in detta camera; le aperture ingresso di detta pluralità di canali essendo allineate in una medesima direzione rispetto al convogliatore; e/o dette aperture d’ingresso di detta pluralità di canali, avendo un’estensione superficiale maggiore o uguale all’estensione superficiale di dette aperture d’uscita di detta pluralità di canali. Secondo un altro aspetto preferito, il rapporto tra l’estensione superficiale dell’apertura d’ingresso e l’estensione superficiale dell’apertura di uscita è maggiore o uguale a 2:1, preferibilmente è uguale 4:1. According to a further preferred aspect, each of said channels of said plurality of channels includes an inlet opening and an outlet opening; in which said inlet opening is designed to allow the entry of an air flow into said channel, from said external environment; in which said outlet opening is designed to allow the exit of said air flow from said channel and the introduction of said air flow into said chamber; the inlet openings of said plurality of channels being aligned in the same direction with respect to the conveyor; and / or said inlet openings of said plurality of channels, having a surface extension greater than or equal to the surface extension of said outlet openings of said plurality of channels. According to another preferred aspect, the ratio between the surface extension of the inlet opening and the surface extension of the outlet opening is greater than or equal to 2: 1, preferably it is equal to 4: 1.

Preferibilmente, il convogliatore per generatore eolico ad asse verticale comprende un’apertura inferiore ed un’apertura superiore atte a convogliare un flusso d’aria, da detta camera, in detto ambiente esterno, in cui detta apertura inferiore e detta apertura superiore sono collocate ad estremità opposte della camera. Preferably, the conveyor for a wind generator with a vertical axis comprises a lower opening and an upper opening suitable for conveying an air flow, from said chamber, into said external environment, in which said lower opening and said upper opening are located to opposite ends of the chamber.

Secondo un altro aspetto, il convogliatore può comprendere una pluralità di condotti, delimitanti detti canali, ed una parete delimitante detta camera, in cui detti condotti e/o detta parete comprendono un materiale trasparente alla luce. According to another aspect, the conveyor can comprise a plurality of ducts, delimiting said channels, and a wall delimiting said chamber, in which said ducts and / or said wall comprise a material transparent to light.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, ciascun canale di detta pluralità di canali comprende un’apertura d’ingresso ed un’apertura d’uscita; in cui detta apertura d’ingresso è atta a consentire l’ingresso di un flusso d’aria in detto canale, da detto ambiente esterno; in cui detta apertura d’uscita è atta a consentire l’uscita di detto flusso d’aria da detto canale e l’immissione di detto flusso d’aria in detta camera; in cui dette aperture d’uscita sono collocate simmetricamente rispetto ad un asse di simmetria longitudinale della camera. Secondo un altro aspetto, la camera è atta a contenere integralmente un rotore di un generatore eolico. According to a further preferred aspect, each channel of said plurality of channels includes an inlet opening and an outlet opening; in which said inlet opening is designed to allow the entry of an air flow into said channel, from said external environment; in which said outlet opening is designed to allow the exit of said air flow from said channel and the introduction of said air flow into said chamber; in which said outlet openings are located symmetrically with respect to a longitudinal axis of symmetry of the chamber. According to another aspect, the chamber is adapted to integrally contain a rotor of a wind generator.

Un secondo oggetto della presente invenzione comprende un generatore eolico ad asse verticale comprendente un rotore ed il convogliatore come definito in precedenza, in cui detto rotore è contenuto nella camera di detto convogliatore; e in cui detto convogliatore è vincolato in modo girevole a detto generatore eolico in modo tale che la rotazione del convogliatore sia indipendente dalla rotazione del rotore. A second object of the present invention comprises a vertical axis wind generator comprising a rotor and the conveyor as defined above, in which said rotor is contained in the chamber of said conveyor; and in which said conveyor is rotatably constrained to said wind generator in such a way that the rotation of the conveyor is independent of the rotation of the rotor.

Questi ed ulteriori scopi, come meglio appariranno dalla descrizione che segue, sono raggiunti dal convogliatore per generatori eolici ad asse verticale, di cui alla presente invenzione che viene nel seguito descritto, in un’esecuzione preferita, non limitativa di ulteriori sviluppi nell’ambito dell’invenzione, con l’aiuto delle tavole di disegno allegate che illustrano le seguenti figure: These and further purposes, as will become clearer from the following description, are achieved by the conveyor for vertical axis wind turbines, of the present invention which is described below, in a preferred embodiment, not limiting further developments in the field of invention, with the help of the attached drawing tables which illustrate the following figures:

Fig. 1, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo epta-pala; Fig. 1, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the hepta-blade type;

Fig. 2, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo esa-pala; Fig. 2, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the hex-blade type;

Fig. 3, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo penta-pala; Fig. 3, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the five-blade type;

Fig. 4, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo quadri-pala; Fig. 4, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the four-blade type;

Fig. 5, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo tri-pala; Fig. 5, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the three-blade type;

Fig. 6, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo bi-pala; Fig. 6, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the twin blade type;

Fig. 7, una vista in sezione del convogliatore oggetto della presente invenzione, applicato ad un generatore eolico ad asse verticale di tipo mono-pala; Fig. 7, a sectional view of the conveyor object of the present invention, applied to a vertical axis wind generator of the single blade type;

Fig. 8, una vista in assonometria del convogliatore oggetto della presente invenzione; Fig. 8, an axonometric view of the conveyor object of the present invention;

Fig. 9, una vista in assonometria in esploso del convogliatore di cui a figura otto e di un generatore eolico ad asse verticale; Fig. 9, an exploded axonometric view of the conveyor of figure eight and of a vertical axis wind generator;

Fig. 10, una vista in assonometria del convogliatore applicato ad un generatore eolico; Fig. 10, an axonometric view of the conveyor applied to a wind generator;

Fig. 11, una vista in pianta del profilato di supporto del convogliatore; Fig. 11, a plan view of the conveyor support profile;

Fig. 12, una vista laterale in sezione del profilato di supporto del convogliatore e di un gruppo di cuscinetti di supporto; Fig. 12, a sectional side view of the conveyor support profile and of a group of support bearings;

Fig. 13, una vista laterale in sezione del profilato di supporto del convogliatore, in una seconda forma di realizzazione, e di un gruppo di cuscinetti di supporto. Fig. 13, a sectional side view of the conveyor support profile, in a second embodiment, and of a group of support bearings.

Il convogliatore per generatori eolici ad asse verticale, viene indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 1. Nel proseguo della presente descrizione, il convogliatore per generatore eolico ad asse verticale, per brevità, è richiamato con il termine convogliatore. Con l’espressione generatore eolico ad asse verticale viene indicata una turbina eolica ad asse verticale di tipologia nota, ad esempio una turbina eolica di tipo Savonius. L’applicabilità del convogliatore 1, oggetto della presente invenzione, non è tuttavia limitata a turbine eoliche di tipo Savonius o Darreius. The conveyor for vertical axis wind generators is indicated as a whole with the numerical reference 1. In the continuation of the present description, the conveyor for vertical axis wind generator, for the sake of brevity, is referred to with the term conveyor. The term vertical axis wind turbine indicates a vertical axis wind turbine of a known type, for example a Savonius type wind turbine. The applicability of the conveyor 1, object of the present invention, is however not limited to wind turbines of the Savonius or Darreius type.

Con riferimento alle figure allegate, il convogliatore 1 comprende una camera 2 atta a contenere un rotore 3 di un generatore eolico 30 ed una pluralità di canali 5, atti a convogliare un flusso d’aria 11 in detta camera 2, da un ambiente esterno 6 al convogliatore 1. Preferibilmente la camera 2 è atta a contenere integralmente un rotore 3 di un generatore eolico 30. With reference to the attached figures, the conveyor 1 comprises a chamber 2 suitable for containing a rotor 3 of a wind generator 30 and a plurality of channels 5, suitable for conveying a flow of air 11 into said chamber 2, from an external environment 6 to the conveyor 1. The chamber 2 is preferably adapted to integrally contain a rotor 3 of a wind generator 30.

Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, il convogliatore 1 comprende una parete 4, avente una forma preferibilmente cilindrica. Detta parete 4 delimita la camera 2 ovvero, la camera 2 è definita e delimitata, nel suo perimetro esterno, da detta parete 4. La parete 4 può comprendere un’apertura inferiore 7 e un’apertura superiore 8, entrambe aventi preferibilmente una sezione trasversale di forma circolare. Dette aperture inferiore 7 e superiore 8 consentono al flusso d’aria 11, di uscire dalla camera 2 ed immettersi nell’ambiente esterno 6. Dette aperture inferiore 7 e superiore 8 sono preferibilmente posizionate in corrispondenza delle estremità opposte della parete 4, ovvero della camera 2. Tale configurazione incrementa la superficie esterna 40 disponibile, della parete 4 per i canali 5. In altre parole, la parete 4 è interamente utilizzabile per realizzare l’immissione di un flusso d’aria 11 in detta camera 2, attraverso una pluralità di canali 5. Di conseguenza, data la posizione delle aperture inferiore 7 e superiore 8, si ottiene un incremento del flusso d’aria 11, che può essere convogliato attraverso i canali 5, in detta camera 2. Per la presenza delle aperture inferiore 7 e superiore 8, la parete 4 ha una forma sostanzialmente cava, preferibilmente tubolare, ovvero avente un’apertura passante a sezione preferibilmente circolare, corrispondente alla camera 2. Inoltre, le aperture inferiore 7 e superiore 8 consentono di introdurre il rotore 3, di un generatore eolico 30, in detta camera 2. A tale scopo, la camera 2 può essere dimensionata per contenere integralmente un rotore 3 di una turbina eolica 30. According to a preferred aspect of the invention, the conveyor 1 comprises a wall 4, having a preferably cylindrical shape. Said wall 4 delimits the chamber 2 or, the chamber 2 is defined and delimited, in its external perimeter, by said wall 4. The wall 4 can comprise a lower opening 7 and an upper opening 8, both preferably having a cross section circular in shape. Said lower 7 and upper 8 openings allow the air flow 11 to exit from the chamber 2 and enter the external environment 6. Said lower 7 and upper 8 openings are preferably positioned at the opposite ends of the wall 4, i.e. of the chamber 2. This configuration increases the external surface 40 available, of the wall 4 for the channels 5. In other words, the wall 4 can be used entirely to introduce an air flow 11 into said chamber 2, through a plurality of channels 5. Consequently, given the position of the lower 7 and upper 8 openings, an increase in the air flow 11 is obtained, which can be conveyed through the channels 5, into said chamber 2. Due to the presence of the lower openings 7 and 8, the wall 4 has a substantially hollow shape, preferably tubular, or having a through opening with a preferably circular section, corresponding to the chamber 2. Furthermore, the apertures and lower 7 and upper 8 allow to introduce the rotor 3, of a wind generator 30, into said chamber 2. For this purpose, the chamber 2 can be sized to integrally contain a rotor 3 of a wind turbine 30.

In un aspetto preferito della presente invenzione, la camera 2 possiede una forma cilindrica, a base circolare, preferibilmente avente un diametro maggiore del diametro esterno massimo del rotore 3. Di conseguenza, quando il convogliatore 1 è applicato ad un generatore eolico 30, il rotore 3, se investito da un flusso d’aria 11, ha la possibilità di ruotare indipendente rispetto al convogliatore 1. In altre parole il rotore 3 può ruotare con un certo gioco, rispetto alla superficie interna 41 della parete 4. La lunghezza longitudinale complessiva della camera 2 è preferibilmente maggiore o uguale alla lunghezza longitudinale complessiva del rotore 3. In un aspetto preferito, la lunghezza longitudinale complessiva della camera 2 corrisponde alla distanza tra l’apertura inferiore 7 e l’apertura superiore 8. In a preferred aspect of the present invention, the chamber 2 has a cylindrical shape, with a circular base, preferably having a diameter greater than the maximum external diameter of the rotor 3. Consequently, when the conveyor 1 is applied to a wind generator 30, the rotor 3, if hit by an air flow 11, has the possibility of rotating independently with respect to the conveyor 1. In other words, the rotor 3 can rotate with a certain play, with respect to the internal surface 41 of the wall 4. The overall longitudinal length of the chamber 2 is preferably greater than or equal to the overall longitudinal length of the rotor 3. In a preferred aspect, the overall longitudinal length of the chamber 2 corresponds to the distance between the lower opening 7 and the upper opening 8.

La parete 4 può essere realizzata in uno dei seguenti materiali: lega metallica, ad esempio lega di alluminio, materiale composito, materiale polimerico. In un aspetto preferito, la parete 4 è realizzata in un materiale trasparente alla luce. Per esempio, la parete 4 può essere realizzata in policarbonato trasparente. Vantaggiosamente, l’impiego di un materiale trasparente consente di ridurre l’impatto visivo del convogliatore. The wall 4 can be made of one of the following materials: metal alloy, for example aluminum alloy, composite material, polymeric material. In a preferred aspect, the wall 4 is made of a light transparent material. For example, the wall 4 can be made of transparent polycarbonate. Advantageously, the use of a transparent material allows to reduce the visual impact of the conveyor.

Con riferimento alle figure 1-7, il convogliatore 1 comprende una pluralità di canali 5. Detti canali 5 sono atti a convogliare un flusso d’aria 11, dall’ambiente esterno 6 al convogliatore 1, in detta camera 2. With reference to figures 1-7, the conveyor 1 comprises a plurality of channels 5. Said channels 5 are designed to convey a flow of air 11, from the external environment 6 to the conveyor 1, in said chamber 2.

In una forma di realizzazione, il convogliatore 1 può comprendere una coppia di canali 5. In un’altra forma di realizzazione, il convogliatore 1 può comprendere tre, quattro, cinque, sei o più canali 5. Preferibilmente, il convogliatore 1 comprende almeno quattro canali 5. Ancora più preferibilmente, il convogliatore 1 comprende sei canali 5, come illustrato nelle figure 1-7. In one embodiment, the conveyor 1 can comprise a pair of channels 5. In another embodiment, the conveyor 1 can comprise three, four, five, six or more channels 5. Preferably, the conveyor 1 comprises at least four channels 5. Even more preferably, the conveyor 1 comprises six channels 5, as illustrated in Figures 1-7.

Secondo un aspetto preferito, ciascun canale 5 è delimitato da un condotto 9. Preferibilmente ciascun condotto 9 comprende una cavità longitudinale passante, corrispondente al canale 5. Preferibilment, ciascun condotto 9 è collegato alla superficie esterna 40 della parete 4. Secondo una forma preferita alternativa, ciascun condotto 9 può svilupparsi, senza soluzione di continuità, dalla superficie esterna 40 della parete 4 del convogliatore 1, come visibile nelle figure 1-10. Preferibilmente, in tale configurazione la pluralità di condotti 9 e la parete 4 costituiscono un corpo unico. According to a preferred aspect, each channel 5 is delimited by a duct 9. Preferably each duct 9 comprises a longitudinal through cavity, corresponding to the duct 5. Preferably, each duct 9 is connected to the external surface 40 of the wall 4. According to an alternative preferred form , each duct 9 can develop, without solution of continuity, from the external surface 40 of the wall 4 of the conveyor 1, as visible in Figures 1-10. Preferably, in this configuration the plurality of ducts 9 and the wall 4 constitute a single body.

Preferibilmente, in entrambe le configurazioni sopra descritte, la camera 2 e la pluralità di canali 5 sono in collegamento fluidodinamico senza soluzione di continuità. Pertanto, i canali 5 consentono di convogliare un flusso d’aria 11, proveniente da un ambiente esterno 6 al convogliatore 1, in detta camera 2. In uso, detta camera 2 contiene un rotore 3 di un generatore eolico 30. Il flusso d’aria 11, immesso in detta camera 2 attraverso i canali 5, consente di azionare il rotore Con riferimento alle figure 1-7, ciascun condotto 9 delimita e definisce ciascun canale 5. Ciascun canale 5 comprende una apertura d’ingresso 10, la quale corrisponde ad una bocca d’ingresso 90 del condotto 9. Detta apertura di ingresso 10 è comunicante con l’ambiente esterno 6 al convogliatore 1. In uso, l’apertura d’ingresso 10 consente di convogliare un flusso di aria 11, da un ambiente esterno 6, nel canale 5. Preferably, in both the configurations described above, the chamber 2 and the plurality of channels 5 are in seamless fluid-dynamic connection. Therefore, the channels 5 allow to convey an air flow 11, coming from an external environment 6 to the conveyor 1, in said chamber 2. In use, said chamber 2 contains a rotor 3 of a wind generator 30. The flow of air air 11, introduced into said chamber 2 through channels 5, allows the rotor to be activated With reference to Figures 1-7, each duct 9 delimits and defines each channel 5. Each channel 5 comprises an inlet opening 10, which corresponds to an inlet opening 90 of the duct 9. Said inlet opening 10 communicates with the external environment 6 to the conveyor 1. In use, the inlet opening 10 allows a flow of air 11 to be conveyed from an environment external 6, in channel 5.

Ciascun canale 5 comprende un’apertura d’uscita 12, corrispondente ad una bocca di uscita 92 del condotto 9. L’apertura di uscita 12 consente l’uscita di un flusso d’aria 11, da detto canale 5, e l’immissione dello stesso flusso d’aria 11, nella camera 2. Each channel 5 comprises an outlet opening 12, corresponding to an outlet opening 92 of the duct 9. The outlet opening 12 allows the exit of an air flow 11, from said channel 5, and the introduction of the same air flow 11, in chamber 2.

Con riferimento alle figure 1-7, ciascun canale 5, e conseguentemente ciascun condotto 9, comprende una conformazione longitudinale curvilinea. In altre parole, ciascun canale 5 e quindi ciascun condotto 9, si sviluppa secondo una direzione longitudinale curvilinea, a partire dalla camera 2, verso l’ambiente esterno 6. In tale configurazione, ciascun canale 5 può anche comprendere tratti rettilinei, alternati a tratti curvilinei. With reference to Figures 1-7, each channel 5, and consequently each pipe 9, comprises a curvilinear longitudinal conformation. In other words, each channel 5 and therefore each duct 9, develops according to a curvilinear longitudinal direction, starting from the chamber 2, towards the external environment 6. In this configuration, each channel 5 can also comprise rectilinear sections, alternating with sections curvilinear.

In un’ulteriore aspetto, ciascun canale 5 può avere una conformazione curvilinea continua, ovvero curvilinea lungo l’intera lunghezza o ascissa curvilinea del canale 5. In tale configurazione, ciascun canale 5 non comprende tratti rettilinei o discontinuità, quest’ultimi alternati al tratto(i) curvilineo(i). In altre parole, i canali 5 mantengono una forma curvilinea continua, dalle rispettive aperture di ingresso 10, fino alle rispettive aperture di uscita 12. Tale configurazione consente di ridurre perdite di carico, che si verificano nel passaggio del flusso d’aria 11, nei canali 5. In a further aspect, each channel 5 can have a continuous curvilinear conformation, i.e. curvilinear along the entire length or curvilinear abscissa of the channel 5. In this configuration, each channel 5 does not include straight sections or discontinuities, the latter alternating with the section (i) curvilinear (i). In other words, the channels 5 maintain a continuous curvilinear shape, from the respective inlet openings 10, up to the respective outlet openings 12. This configuration allows to reduce pressure drops, which occur in the passage of the air flow 11, in the channels 5.

La pluralità di canali 5 è conformata in modo tale che ciascun canale 5 può svilupparsi da un punto diverso della parete 4, ovvero della camera 2. Preferibilmente detto punto corrisponde l’apertura di uscita 12 di ciascun canale 5. A partire dal suddetto punto, i canali 5 si sviluppano preferibilmente secondo una direzione curvilinea, nella medesima direzione e nello stesso verso, come visibile ad esempio in figura 1. The plurality of channels 5 is shaped in such a way that each channel 5 can develop from a different point of the wall 4, that is of the chamber 2. Preferably said point corresponds to the outlet opening 12 of each channel 5. Starting from the aforementioned point, the channels 5 preferably develop in a curvilinear direction, in the same direction and in the same direction, as can be seen for example in Figure 1.

In una differente forma di realizzazione preferita, le aperture d’uscita 12 di ciascun canale 5, ovvero i punti da cui si sviluppano i canali 5, possono essere collocati simmetricamente attorno alla camera 2. In altre parole, i canali 5, ovvero i condotti 9, possono svilupparsi da una pluralità di punti di camera 2, collocati simmetricamente rispetto al centro della camera 2 o collocati simmetricamente rispetto un asse di simmetria longitudinale della camera 2. In a different preferred embodiment, the outlet openings 12 of each channel 5, i.e. the points from which the channels 5 develop, can be symmetrically located around the chamber 2. In other words, the channels 5, i.e. the ducts 9, can develop from a plurality of points of chamber 2, located symmetrically with respect to the center of chamber 2 or located symmetrically with respect to a longitudinal axis of symmetry of chamber 2.

In un diverso aspetto, i suddetti punti della camera 2, da cui si sviluppano i canali 5, possono essere collocati anche non simmetricamente, rispetto alla camera 2. In a different aspect, the aforementioned points of the chamber 2, from which the channels 5 develop, can also be placed non-symmetrically, with respect to the chamber 2.

Le aperture di ingresso 10, ovvero le bocche d’ingresso 90 dei condotti 9, sono rivolte preferibilmente in una medesima direzione, rispetto al convogliatore 1. Tuttavia, la direzione di una o più aperture di ingresso 10 può variare in un intervallo compreso tra 0 e 90°, rispetto alla a direzione di orientazione delle restanti aperture di ingresso 10. The inlet openings 10, i.e. the inlet openings 90 of the ducts 9, preferably face in the same direction, with respect to the conveyor 1. However, the direction of one or more inlet openings 10 can vary in an interval between 0 and 90 °, with respect to the direction of orientation of the remaining inlet openings 10.

Più in particolare, i canali 5, ovvero i condotti 9, possono essere conformati secondo una direzione di sviluppo longitudinale curvilinea in modo tale che le aperture di ingresso 10 sono sostanzialmente direzionate, ovvero allineate, secondo una medesima direzione, rispetto al convogliatore 1. In tal modo, le aperture d’ingresso 10 possono convogliare nei canali 5 un flusso d’aria 11 che investe il convogliatore 1, avente una direzione principale ed un verso opposto al verso di sviluppo dei canali 5, ovvero dei condotti 9. More specifically, the channels 5, or the ducts 9, can be shaped according to a longitudinal direction of curvilinear development in such a way that the inlet openings 10 are substantially directed, or aligned, in the same direction, with respect to the conveyor 1. In in this way, the inlet openings 10 can convey into the channels 5 an air flow 11 which strikes the conveyor 1, having a main direction and a direction opposite to the direction of development of the channels 5, or rather of the ducts 9.

In una differente forma di realizzazione, la conformazione longitudinale dei canali 5, ovvero dei condotti 9, può essere curvilinea, più in particolare ad arco, con raggio di curvatura variabile lungo la direzione di sviluppo longitudinale. Alternativamente, la conformazione longitudinale dei canali 5, ovvero dei condotti 9, può essere curvilinea, più in particolare ad arco di circonferenza, con raggio di curvatura costante. In a different embodiment, the longitudinal conformation of the channels 5, or rather of the ducts 9, can be curvilinear, more particularly arched, with a radius of curvature variable along the longitudinal development direction. Alternatively, the longitudinal conformation of the channels 5, or of the ducts 9, can be curvilinear, more particularly with an arc of circumference, with a constant radius of curvature.

In uso, ovvero quando il convogliatore 1 è applicato ad un generatore eolico 30, la conformazione curvilinea dei canali 5 consente di convogliare un flusso d’aria 11, esterno al convogliatore 1, ed avente una direzione principale, in detta camera 2. Più in particolare, i canali 5, ovvero i condotti 9, sono conformati per convogliare il flusso d’aria 11, dall’ambiente esterno 6, in un punto diverso della camera 2. Questo ultimo, corrisponde al punto in cui, per ciascun canale 5, è posizionata l’apertura d’uscita 12, come visibile ad esempio in figura 7. Quando il convogliatore 1 viene investito da un flusso d’aria 11, tale flusso d’aria 11 si immette in ciascun canale 5, attraverso la rispettiva apertura d’ingresso 10 o bocca di ingresso 90. Attraverso ciascun canale 5, il flusso d’aria 11 viene convogliato e direzionato verso la rispettiva apertura d’uscita 12 o bocca d’uscita 92, del condotto 9. Da ciascuna apertura d’uscita 12, il flusso d’aria si immette nella camera 2 dove, in uso, è collocato il rotore 3 di un generatore eolico 30. Per la conformazione longitudinale curvilinea dei canali 5, ovvero dei condotti 9, il flusso 11 viene convogliato in diversi punti della camera 2, corrispondenti alla posizione di ciascuna apertura d’uscita 12. La conformazione longitudinale curvilinea dei canali 5, consente al flusso d’aria 11 di essere immesso nella camera 2, lungo una direzione coincidente con una direzione d’incidenza ottimale delle pale del rotore 3. In use, i.e. when the conveyor 1 is applied to a wind generator 30, the curvilinear conformation of the channels 5 allows to convey an air flow 11, external to the conveyor 1, and having a main direction, in said chamber 2. Further on in particular, the channels 5, or the ducts 9, are shaped to convey the air flow 11, from the external environment 6, to a different point of the chamber 2. This last, corresponds to the point where, for each channel 5, the outlet opening 12 is positioned, as can be seen for example in figure 7. When the conveyor 1 is hit by an air flow 11, this air flow 11 enters each channel 5, through the respective opening d inlet 10 or inlet 90. Through each channel 5, the air flow 11 is conveyed and directed towards the respective outlet opening 12 or outlet outlet 92 of the duct 9. From each outlet opening 12 , the air flow enters chamber 2 where, in use, the rotor 3 of a wind generator 30 is located. Due to the curvilinear longitudinal conformation of the channels 5, or the ducts 9, the flow 11 is conveyed to different points of the chamber 2, corresponding to the position of each outlet opening 12. The conformation longitudinal curvilinear of the channels 5, allows the air flow 11 to be introduced into the chamber 2, along a direction coinciding with an optimal incidence direction of the rotor blades 3.

Con riferimento alle figure 1-7, le aperture d’uscita 12, sono anch’esse conformate in modo tale che il flusso d’aria 11, entrante nella camera 2 da ciascun canale 5, sia diretto sostanzialmente in una direzione circolare concorde. In tal modo, il flusso d’aria 11, immesso nella camera 2 da ciascun canale 5, dà luogo ad un flusso d’aria interno alla camera 2, rotante in una direzione di rotazione concorde, in senso orario o antiorario. Una volta scambiato lavoro con il rotore 3, il flusso d’aria 11 si immette nuovamente nell’ambiente esterno 6, attraverso le aperture inferiore 7 e superiore 8 della camera 2. With reference to Figures 1-7, the outlet openings 12 are also shaped in such a way that the air flow 11, entering the chamber 2 from each channel 5, is substantially directed in a concordant circular direction. In this way, the air flow 11, introduced into the chamber 2 from each channel 5, gives rise to an air flow inside the chamber 2, rotating in an agreed direction of rotation, clockwise or counterclockwise. Once the work has been exchanged with the rotor 3, the air flow 11 enters the external environment 6 again, through the lower 7 and upper 8 openings of the chamber 2.

In un ulteriore aspetto preferito, ciascun canale 5 comprende una sezione traversale sostanzialmente rettangolare. L’estensione della sezione trasversale del canale 5 è comunque dimensionata in modo da convogliare il flusso d’aria 11 lungo l’intera lunghezza del rotore 3. L’estensione superficiale, corrispondente all’area della sezione trasversale di ciascun canale 5, può essere constante o variabile lungo la direzione di sviluppo longitudinale del canale 5. In quest’ultimo caso, il canale 5 e, di conseguenza, il condotto 9 possiedono una configurazione convergente, a partire dalla sezione d’ingresso 10, verso la sezione di uscita 12. Tale configurazione consente di incrementare la velocità del flusso d’aria in ingresso nella camera 2. In a further preferred aspect, each channel 5 comprises a substantially rectangular cross section. The extension of the cross section of the channel 5 is in any case dimensioned so as to convey the air flow 11 along the entire length of the rotor 3. The surface extension, corresponding to the area of the cross section of each channel 5, can be constant or variable along the longitudinal development direction of the duct 5. In the latter case, the duct 5 and, consequently, the duct 9 have a converging configuration, starting from the inlet section 10, towards the outlet section 12 This configuration allows to increase the speed of the air flow entering chamber 2.

In un ulteriore aspetto, l’estensione superficiale dell’apertura d’ingresso 10 può essere maggiore dell’estensione superficiale dell’apertura di uscita 12. Ad esempio, il rapporto tra l’estensione superficiale dell’apertura d’ingresso 10 e l’estensione superficiale dell’apertura di uscita 12 può essere preferibilmente maggiore o uguale a 2:1, ancora più preferibilmente pari 4:1. In a further aspect, the surface extension of the inlet opening 10 may be greater than the surface extension of the outlet opening 12. For example, the ratio of the surface extension of the inlet opening 10 to the surface extension of the outlet opening 12 can preferably be greater than or equal to 2: 1, even more preferably equal to 4: 1.

Nelle figure 1-7, è illustrato un convogliatore 1 secondo un aspetto della presente invenzione, comprendente sei canali 5. Detti canali 5 possono svilupparsi da differenti punti della camera 2, simmetrici o non simmetrici rispetto alla camera 2. I sei canali 5 si possono sviluppare secondo direzioni longitudinali curvilinee. Ad esempio, la pluralità di canali 5 comprende una coppia di canali posteriori 5a, 5b, e quattro canali frontali 5c, 5d, 5e, 5f, interposti tra detti canali posteriori 5a, 5b. Figures 1-7 show a conveyor 1 according to an aspect of the present invention, comprising six channels 5. Said channels 5 can develop from different points of the chamber 2, symmetrical or non-symmetrical with respect to the chamber 2. The six channels 5 can be developed develop according to curvilinear longitudinal directions. For example, the plurality of channels 5 comprises a pair of rear channels 5a, 5b, and four front channels 5c, 5d, 5e, 5f, interposed between said rear channels 5a, 5b.

I canali posteriori 5a, 5b possono avere una lunghezza di sviluppo longitudinale L1 maggiore della lunghezza di sviluppo longitudinale L2, di detti canali frontali 5c, 5d, 5e, 5f. In tal modo, le aperture d’ingresso 10 di ciascun canale 5, sono collocate alla medesima distanza dal centro di simmetria del convogliatore 1. Le aperture d’ingresso 10 dei canali 5 possono essere inoltre direzionate, ovvero allineate, nella medesima direzione. The rear channels 5a, 5b can have a length of longitudinal development L1 greater than the length of longitudinal development L2, of said frontal channels 5c, 5d, 5e, 5f. In this way, the inlet openings 10 of each channel 5 are placed at the same distance from the center of symmetry of the conveyor 1. The inlet openings 10 of the channels 5 can also be directed, or aligned, in the same direction.

In un altro aspetto preferito, i canali 5 possono avere una configurazione simmetrica rispetto ad un asse di simmetria del convogliatore 1. Ad esempio, i canali posteriori 5a e 5b possono essere tra loro speculari e simmetrici, rispetto ad un asse di simmetria passante per il centro della camera 2. Analogamente i canali centrali 5c, 5d, possono essere speculari e simmetrici rispetto ad un asse di simmetria passante per il centro della camera 2 e, comunque, interposti tra i canali posteriori 5a e 5b. In another preferred aspect, the channels 5 can have a symmetrical configuration with respect to an axis of symmetry of the conveyor 1. For example, the rear channels 5a and 5b can be mirrored and symmetrical to each other, with respect to an axis of symmetry passing through the center of the chamber 2. Similarly, the central channels 5c, 5d can be specular and symmetrical with respect to an axis of symmetry passing through the center of the chamber 2 and, in any case, interposed between the rear channels 5a and 5b.

Il convogliatore 1 può essere applicato ad un generatore eolico verticale 30, avente un rotore 3 mono-pala o multi-pala. Preferibilmente, quando un generatore eolico ad asse verticale 30, comprendente un rotore 3, è provvisto del convogliatore 1, il rotore 3 è contenuto nella camera 2 del convogliatore 1. Preferibilmente, il rotore 3 è integralmente contenuto in detta camera 2. The conveyor 1 can be applied to a vertical wind generator 30, having a single-blade or multi-blade rotor 3. Preferably, when a vertical axis wind generator 30, comprising a rotor 3, is provided with the conveyor 1, the rotor 3 is contained in the chamber 2 of the conveyor 1. Preferably, the rotor 3 is integrally contained in said chamber 2.

Con riferimento alle figure 1-7, viene illustrato il convogliatore 1 oggetto della presente invenzione, rispettivamente applicato ad un generatore eolico 30, con rotore mono-pala (figura 7), bi-pala (figura 6), tri-pala (figura 5), quadri-pala (figura 4), penta-pala (figura 3), esa-pala (figura 2) ed epta-pala (figura 1), rispettivamente. With reference to figures 1-7, the conveyor 1 object of the present invention is illustrated, respectively applied to a wind generator 30, with single-blade rotor (figure 7), double-blade (figure 6), triple-blade (figure 5) ), quad-shovel (figure 4), penta-shovel (figure 3), hex-shovel (figure 2) and hepta-shovel (figure 1), respectively.

Preferibilmente, il convogliatore 1 consente di realizzare una macchina eolica ad asse verticale mono-pala, configurazione non realizzabile in assenza del convogliatore 1. Preferably, the conveyor 1 allows to realize a wind machine with a vertical single-blade axis, a configuration not achievable in the absence of the conveyor 1.

I vantaggi di macchine mono-pala sono di natura prettamente economica, ed aerodinamica, le stesse sono utilizzate in condizioni di ventosità elevata. The advantages of single-blade machines are of a purely economic and aerodynamic nature, they are used in conditions of high wind.

Nel caso di macchina mono-pala ad asse verticale l’algoritmo di calcolo è notevolmente semplificato, e la potenza dipende dalla superficie della singola pala. In the case of a single-blade vertical axis machine, the calculation algorithm is greatly simplified, and the power depends on the surface of the single blade.

Una macchina mono-pala necessita di una massa inerte (volano) necessaria a vincere i punti morti tra una bocca di ammissione e la successiva e di un contrappeso per equilibrare le forze agenti sull’asse, come ad esempio la forza centrifuga. A single-blade machine requires an inert mass (flywheel) necessary to overcome the dead spots between one inlet and the next and a counterweight to balance the forces acting on the axis, such as the centrifugal force.

Per quanto concerne il comportamento del fluido sul convogliatore, le molecole di fluido impattano sulle pareti del convogliatore e cedono allo stesso energia cinetica, perdono velocità. Le molecole di entrambe i lati della macchina, dovendo raggiungere la pala allo stesso tempo per generare coppia, l’adozione di condotti convergenti consente di accelerare la vena fluida a velocità superiori a quelle di ingresso (in rispetto del principio di conservazione della massa). As far as the behavior of the fluid on the conveyor is concerned, the fluid molecules impact on the walls of the conveyor and yield to the same kinetic energy, they lose speed. The molecules of both sides of the machine, having to reach the blade at the same time to generate torque, the adoption of converging ducts allows to accelerate the fluid vein at speeds higher than those of entry (in compliance with the mass conservation principle).

Con questa soluzione si assiste ad un notevole aumento della potenza della macchina in quanto la velocità di uscita è superiore a quella di ingresso (infatti secondo la teoria di Betz del tubo di flusso, la macchina acquista energia in ragione della , mentre la coppia è in With this solution there is a considerable increase in the power of the machine as the output speed is higher than the input speed (in fact, according to the Betz theory of the flow tube, the machine acquires energy due to, while the torque is in

ragione della forza e quindi reason of force and therefore

L’aumento di velocità è dovuto al principio di conservazione della massa, il quale impone la costanza della portata in un condotto rigido (quanto fluido entra tanto ne deve uscire), ed avendo il condotto sezioni di dimensione variabile è costretto ad adattare la velocità del fluido nelle varie sezioni o aumentare la pressione nel condotto. Dette “S” le generiche sezioni del condotto, “V” le velocità, e Q la portata che attraversa il condotto si può scrivere: The increase in speed is due to the principle of conservation of mass, which imposes the constancy of the flow rate in a rigid duct (as much fluid enters as much as it must exit), and having the duct sections of variable size it is forced to adapt the speed of the fluid in the various sections or increase the pressure in the duct. Called "S" the generic sections of the duct, "V" the speeds, and Q the flow rate that crosses the duct, we can write:

Ciò impone la costanza della portata nei fluidi incomprimibili, negli aeriformi si assiste contemporaneamente a fenomeni di aumento della pressione e della velocità. This imposes the constancy of the flow rate in incompressible fluids, in the gaseous there are simultaneously phenomena of increase in pressure and speed.

In uso, il convogliatore 1 è vincolato in modo girevole al generatore eolico 30, in modo tale che la rotazione del convogliatore 1 risulti indipendente dalla rotazione del rotore 3. A tale scopo, il convogliatore 1 può comprendere mezzi 13 atti ad impegnare il convogliatore 1, in modo girevole, ad un generatore eolico 30 ad asse verticale. Detti mezzi 13 possono configurati in modo tale che il convogliatore 1 possa ruotare indipendentemente rispetto al rotore 3. In use, the conveyor 1 is rotatably linked to the wind generator 30, so that the rotation of the conveyor 1 is independent of the rotation of the rotor 3. For this purpose, the conveyor 1 can comprise means 13 suitable for engaging the conveyor 1 , in a rotatable way, to a wind generator 30 with vertical axis. Said means 13 can be configured in such a way that the conveyor 1 can rotate independently with respect to the rotor 3.

Secondo un altro aspetto preferito, i mezzi 13 comprendono un profilato 14. Il profilato 14 comprende preferibilmente una forma anulare. Il profilato 14 è rigidamente vincolato ad un bordo inferiore 42 della parete 4. According to another preferred aspect, the means 13 comprise a section 14. The section 14 preferably comprises an annular shape. The section 14 is rigidly constrained to a lower edge 42 of the wall 4.

Secondo un ulteriore aspetto, il profilato 14 può comprendere una sezione traversale ad L (figura 13) o una sezione trasversale a T (figura 12). In entrambe le configurazioni, il profilato 14 può comprendere anche una superficie esterna cilindrica 140. According to a further aspect, the section 14 can comprise an L-shaped cross section (Figure 13) or a T-shaped cross section (Figure 12). In both configurations, the section 14 can also comprise a cylindrical outer surface 140.

In un aspetto preferito, il profilato 14 è vincolabile in modo scorrevole, a tre gruppi di cuscinetti 16a, 16b, e 16c. Più in dettaglio, il profilato 14 è vincolabile a detti tre gruppi di cuscinetti 16, in modo da avere un solo grado di libertà. In tale configurazione, il profilato 14 e, di conseguenza, il convogliatore 1, possono ruotare rispetto ad un asse di simmetria, passante per il centro del profilato 14. In a preferred aspect, the section 14 can be connected in a sliding manner to three sets of bearings 16a, 16b, and 16c. More in detail, the section 14 can be constrained to said three sets of bearings 16, so as to have only one degree of freedom. In this configuration, the section 14 and, consequently, the conveyor 1, can rotate with respect to an axis of symmetry, passing through the center of the section 14.

Con riferimento alle figure 12 e 13, i tre gruppi di cuscinetti 16a, 16b, e 16c sono rigidamente vincolati ad una seconda struttura di supporto 17. Quest’ultima è rigidamente vincolabile al generatore eolico 30, in particolare ad un telaio di supporto del generatore eolico 30, non illustrato nelle figure allegate. In particolare, quando il profilato anulare 14 è vincolato ai tre gruppi di cuscinetti 16a, 16b e 16c, l’asse di rotazione del rotore 3 del generatore eolico 30 è coincidente con l’asse di rotazione del convogliatore 1, quest’ultimo passante preferibilmente, per il centro della camera 2. With reference to Figures 12 and 13, the three groups of bearings 16a, 16b, and 16c are rigidly constrained to a second support structure 17. The latter can be rigidly constrained to the wind generator 30, in particular to a support frame of the generator. wind power 30, not illustrated in the attached figures. In particular, when the annular section 14 is constrained to the three groups of bearings 16a, 16b and 16c, the axis of rotation of the rotor 3 of the wind generator 30 coincides with the axis of rotation of the conveyor 1, the latter preferably passing , for the center of chamber 2.

In un ulteriore aspetto preferito, i gruppi di cuscinetti 16a, 16b e 16c sono tre e sono preferibilmente posti in posizione simmetrica rispetto alla struttura di supporto 17. Per esempio, i tre gruppi di cuscinetti 16a, 16 e 16c possono essere collocati a 120° tra loro, rispetto al centro del profilato 14, come visibile in figura 11. In a further preferred aspect, the sets of bearings 16a, 16b and 16c are three and are preferably placed in a symmetrical position with respect to the support structure 17. For example, the three sets of bearings 16a, 16 and 16c can be placed at 120 ° between them, with respect to the center of the section 14, as shown in figure 11.

In un altro aspetto preferito, la struttura di supporto 17 è configurabile per consentire la regolazione delle distanze dei cuscinetti 16, al fine di garantire il recupero dei giochi esistente tra il convogliatore 1 e la struttura di supporto 17. In another preferred aspect, the support structure 17 can be configured to allow the adjustment of the distances of the bearings 16, in order to ensure the recovery of the play existing between the conveyor 1 and the support structure 17.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, ciascun gruppo di cuscinetti 16a, 16b e 16c può comprendere ulteriori tre cuscinetti distinti e separati 18a, 18b, 18c, per un totale di nove cuscinetti complessivi. Con riferimento alle figure 12 e 13, gli assi di rotazione di una coppia di cuscinetti 18a e 18b, sono preferibilmente tra loro paralleli. In tal modo la coppia di cuscinetti 18a e 18b è a contatto con due superfici parallele ed opposte 141a e 141b del profilato 14. Il terzo cuscinetto 18c comprende un asse di rotazione perpendicolare agli assi di rotazione della coppia di cuscinetti 18a e 18b, in modo tale che detto cuscinetto 18c ruoti a contatto con una superficie interna cilindrica 142 del profilato 14. In tale configurazione, i tre gruppi di cuscinetti sono posti tra loro a 120° rispetto all’asse di rotazione del profilato 14. Tale configurazione consente di supportare sia spinte orizzontali sia spinte ribaltanti, dovute all’azione del vento sul convogliatore 1. Inoltre tale configurazione di montaggio dei cuscinetti 18, consente di evitare il collegamento del convogliatore 1, all’asse del rotore 3 della macchina eolica 30, in corrispondenza della porzione centrale del rotore 3. Vantaggiosamente, il convogliatore 1 può essere di conseguenza installato su macchine eoliche preesistenti le quali non sono predisposte ad accettare un accoppiamento del convogliatore 1 con l’asse centrale. According to a further preferred aspect, each group of bearings 16a, 16b and 16c can comprise further three distinct and separate bearings 18a, 18b, 18c, for a total of nine bearings overall. With reference to Figures 12 and 13, the rotation axes of a pair of bearings 18a and 18b are preferably parallel to each other. In this way the pair of bearings 18a and 18b is in contact with two parallel and opposite surfaces 141a and 141b of the section 14. The third bearing 18c comprises an axis of rotation perpendicular to the axes of rotation of the pair of bearings 18a and 18b, so such that said bearing 18c rotates in contact with a cylindrical internal surface 142 of the section 14. In this configuration, the three groups of bearings are placed together at 120 ° with respect to the rotation axis of the section 14. This configuration allows to support both horizontal thrusts and overturning thrusts, due to the action of the wind on the conveyor 1. Furthermore, this configuration of assembly of the bearings 18, allows to avoid the connection of the conveyor 1, to the axis of the rotor 3 of the wind machine 30, in correspondence with the central portion of the rotor 3. Advantageously, the conveyor 1 can consequently be installed on pre-existing wind machines which are not designed to accept a coupling of the conveyor 1 with the central axis.

Il convogliatore 1 consente di incrementare la potenza prodotta da una macchina eolica. Più in dettaglio, il convogliatore 1 consente di incrementare il rendimento di un generatore eolico, a cui il convogliatore 1 è applicato. Tale scopo è raggiunto schermando la porzione passiva della macchina eolica, ovvero contenendo preferibilmente integralmente il rotore 3 all’interno della camera 2. The conveyor 1 allows to increase the power produced by a wind machine. More in detail, the conveyor 1 allows to increase the efficiency of a wind generator, to which the conveyor 1 is applied. This purpose is achieved by shielding the passive portion of the wind machine, or preferably containing the rotor 3 integrally inside the chamber 2.

Inoltre, il convogliatore 1 consente di rendere attiva la porzione passiva della macchina eolica 30, incrementando il numero di pale contemporaneamente attive. Tale scopo è raggiunto da una pluralità di condotti 5, aventi una conformazione longitudinale circolare e conformati per convogliare un flusso d’aria da un ambiente 6, esterno al convogliatore 1, nella camera 2. Furthermore, the conveyor 1 allows the passive portion of the wind machine 30 to be activated, increasing the number of simultaneously active blades. This purpose is achieved by a plurality of ducts 5, having a circular longitudinal conformation and shaped to convey a flow of air from an environment 6, external to the conveyor 1, into the chamber 2.

Come è noto, la massima efficienza per macchine eoliche basate sul rotore di Savonius si ottiene con un numero di pale pari a 3 (tre); l’aumento o la diminuzione del suddetto numero porta ad un calo delle prestazioni. As is known, the maximum efficiency for wind turbines based on the Savonius rotor is obtained with a number of blades equal to 3 (three); the increase or decrease of the aforementioned number leads to a decline in performance.

La presente invenzione consente di aumentare il numero di pale, contemporaneamente attive nel generatore eolico. L’incremento del numero di pale del rotore 3, aumenta la superficie complessiva delle pale. Un aumento del numero di pale determina anche un aumento della coppia erogata ed un conseguente aumento di potenza erogata dalla macchina eolico. Diversamente, nelle macchine eoliche di tipologia nota si verifica un calo delle stesse, come avviene nei generatori eolici ad asse verticale, privi di un convogliatore. Tale problematica è dovuta alla presenza delle pale in contro corrente. The present invention allows to increase the number of blades, simultaneously active in the wind generator. The increase in the number of rotor blades 3 increases the overall surface of the blades. An increase in the number of blades also determines an increase in the torque delivered and a consequent increase in the power delivered by the wind turbine. On the other hand, in wind turbines of the known type there is a decrease of the same, as occurs in wind generators with vertical axis, without a conveyor. This problem is due to the presence of counter-current blades.

Aggiungendo alla macchina il convogliatore 1 e mantenendo invariato il numero di pale, e quindi della superficie complessiva, si hanno gli stessi vantaggi, ma secondo entità più modeste. Il convogliatore 1 oggetto della presente invenzione consente di ottenere anche un innalzamento del livello di rendimento aerodinamico del sistema. By adding the conveyor 1 to the machine and keeping the number of blades unchanged, and therefore of the overall surface, the same advantages are obtained, but to a more modest extent. The conveyor 1 object of the present invention also allows to obtain an increase in the level of aerodynamic efficiency of the system.

In particolare, l’incremento del numero delle pale attive, migliora le prestazioni delle macchine, in quanto aumenta la superficie attiva del rotore, secondo quanto asserito dalla teoria di Betz, nel seguito adattata ad una macchina provvista di un convogliatore 1: In particular, the increase in the number of active blades improves the performance of the machines, as it increases the active surface of the rotor, according to what is asserted by the Betz theory, later adapted to a machine equipped with a conveyor 1:

in cui: in which:

W = Potenza estraibile secondo la teoria di Betz; W = Extractable power according to Betz's theory;

16/27 = limite di Betz ≈ 60% 16/27 = Betz limit ≈ 60%

Coefficiente di ragguaglio, tiene conto delle perdite aerodinamiche interne alla macchina (fuga del fluido tra le varie pale) Coefficient of information, takes into account the aerodynamic losses inside the machine (fluid leakage between the various blades)

densità del fluido motore (variabile con pressione e temperatura, circa 1.21 kg/m<3>) density of the motive fluid (variable with pressure and temperature, about 1.21 kg / m <3>)

Ar = Area della superficie della pala esaminata (da qui l’aumento del numero di pale) Ar = Surface area of the blade examined (hence the increase in the number of blades)

sommatoria del “Drag coefficient positivo” moltiplicato il seno dell’angolo assunto rispetto alla vena fluida la forza è massima a 90° summation of the "Positive Drag coefficient" multiplied by the sine of the angle assumed with respect to the fluid vein, the force is maximum at 90 °

sommatoria del “Drag coefficient negativo” moltiplicato il seno dell’angolo assunto rispetto alla vena fluida la forza è massima per un angolo di 90° summation of the "Negative Drag coefficient" multiplied by the sine of the angle assumed with respect to the fluid vein, the force is maximum for an angle of 90 °

ω·R = Velocità di rotazione delle pale (radianti al secondo per il raggio della pala) ωR = Speed of rotation of the blades (radians per second for the radius of the blade)

V<3 = >Cubo della velocità della vena fluida secondo teoria di Betz. V <3 => Cube of the velocity of the fluid vein according to Betz's theory.

Dalla suddetta formula, si evince che il rendimento delle macchine operanti in tali condizioni è piuttosto basso. Infatti, sostituendo dei valori reali [macchina a 2 pale disposte a 180°, con C+D = 2,3 e C-<D >= 1,2, si ottiene un rendimento eolico pari: From the above formula, it is clear that the efficiency of the machines operating in such conditions is rather low. In fact, substituting real values [machine with 2 blades arranged at 180 °, with C + D = 2.3 and C- <D> = 1.2, we obtain an equal wind efficiency:

Questo valore del rendimento è facilmente riscontrabile in letteratura. Applicando alla eolica macchina il convogliatore secondo la presente invenzione, tutte le pale sono investite dal flusso d’aria contemporaneamente, ottenendo i vantaggi citati in precedenza. This yield value is easily found in the literature. By applying the conveyor according to the present invention to the wind machine, all the blades are hit by the air flow at the same time, obtaining the advantages mentioned above.

Il convogliatore infatti, è in grado di rendere attive le pale che viaggiano a favore e contro corrente deviando il flusso della vena fluida tramite le bocche una pluralità di apertura di ingresso 10. Attraverso, quest’ultime il flusso d’aria viene convogliato in una pluralità di canali e quindi in una camera 2, contenente integralmente il rotore 3 della macchina eolica. L’immissione del flusso d’aria in detta camera avviene attraverso opportune aperture d’uscita 12 comunicanti con la camera 2 e opportunamente posizionare in detta camera 2. In altre parole, il flusso d’aria viene opportunamente deviato, tramite detta pluralità di canali curvilinei, in modo tale da rendere attiva anche le pale della macchina, la cui configurazione di rotazione è parallela e opposta rispetto al flusso della vena fluida e quindi inattivabile. In fact, the conveyor is able to activate the blades that travel in favor and against the current by diverting the flow of the fluid vein through the mouths a plurality of inlet opening 10. Through the latter the air flow is conveyed into a plurality of channels and therefore in a chamber 2, integrally containing the rotor 3 of the wind machine. The introduction of the air flow into said chamber takes place through suitable outlet openings 12 communicating with the chamber 2 and suitably positioned in said chamber 2. In other words, the air flow is suitably diverted, through said plurality of channels curvilinear, in such a way as to activate also the blades of the machine, whose rotation configuration is parallel and opposite with respect to the flow of the fluid vein and therefore inactivable.

Diversamente, la presente invenzione consente alla totalità delle pale di ruotare all’interno del convogliatore 1. Le pale viaggiano con un gioco sufficiente a creare la differenza di pressione tra intradosso ed estradosso. In particolare, le pale devono essere concave per mas- Otherwise, the present invention allows the totality of the blades to rotate inside the conveyor 1. The blades travel with sufficient clearance to create the pressure difference between the intrados and extrados. In particular, the blades must be concave in order to

simizzare la spinta ottenuta dalla vena fluida minimizzando al simulate the thrust obtained from the fluid vein by minimizing al

contempo le spinte nei brevi tratti contro flusso in quanto la pala riceve si sulla parte concava la spinta dovuta alla deviazione del fluido, ma comunque la parte convessa è immersa nella scia della pala precedente parzialmente o totalmente chiusa dalla pressione atmosferica. In sintesi, la pala nella sua parte convessa deve fendere l’aria d’avanti a sé, ricevendo la minima opposizione. at the same time the thrusts in the short sections against the flow since the blade receives the thrust due to the deviation of the fluid on the concave part, but in any case the convex part is immersed in the wake of the previous blade partially or totally closed by atmospheric pressure. In summary, the blade in its convex part must cut through the air in front of it, receiving the slightest opposition.

Le aperture di ingresso 10 permettono di convogliare tutto il flusso frontale sulla parte attiva della macchina, ovvero la parte della turbina che normalmente è passiva, vale a dire quella parte che normalmente viaggia controcorrente, vede la vena fluida deviata di un angolo tale da permetterle di agire sulla sul lato attivo della palettatura. The inlet openings 10 allow the entire front flow to be conveyed to the active part of the machine, that is the part of the turbine which is normally passive, i.e. the part that normally travels against the current, sees the fluid vein deflected by an angle such as to allow it to act on the active side of the blading.

Il ritrovato permette alla macchina di attivare contemporaneamente tutte le pale, estraendo esattamente il valore di 16/27 dell’energia alla vena fluida (in accordo con limite di Betz). The invention allows the machine to activate all the blades simultaneously, extracting exactly the value of 16/27 of the energy from the fluid vein (in accordance with the Betz limit).

L’evacuazione del fluido, ormai elaborato, avviene con un angolo di 90° rispetto all’angolo di ammissione nelle due direzioni. Evacuando il fluido in questo modo, si ha un ricambio continuo dello stesso durante la rotazione del rotore, e si assiste ad un aumento della percentuale di energia estratta dalla vena fluida (Secondo le leggi della fisica, in una macchina a fluido la potenza è proporzionale alla quantità di fluido elaborato nell’unità di tempo). The evacuation of the fluid, now elaborated, takes place at an angle of 90 ° with respect to the angle of admission in the two directions. Evacuating the fluid in this way, there is a continuous change of the same during the rotation of the rotor, and there is an increase in the percentage of energy extracted from the fluid vein (According to the laws of physics, in a fluid machine the power is proportional to the amount of fluid processed in the unit of time).

Questa parte del ritrovato in breve, permette di eliminare la parte relativa al coefficiente negativo: This part of the invention in short, allows to eliminate the part relating to the negative coefficient:

i cui termini diventano positivi (palettatura attiva) in quanto il fluido viene convogliato sulla parete concava della pala, trasformando la formula precedente in: whose terms become positive (active blading) as the fluid is conveyed on the concave wall of the blade, transforming the previous formula into:

La deviazione della vena fluida impone una perdita di quota parte dell’energia in ragione del coseno dell’angolo assunto. The deviation of the fluid vein imposes a loss of share of the energy due to the cosine of the assumed angle.

La suddetta perdita nei fluidi incomprimibili risulta unitaria (tutta l’energia viene persa) per angoli di deviazione della vena fluida pari a 180° (infatti il cos(180)= -1), ciò non è vero nei comprimibili (Vedi centro pala del rotore di Savonius). The aforementioned loss in incompressible fluids is unitary (all energy is lost) for angles of deviation of the fluid vein equal to 180 ° (in fact the cos (180) = -1), this is not true in compressible Savonius rotor).

Il convogliatore 1 costringe una certa portata di fluido The conveyor 1 forces a certain flow rate of fluid

catturata dalle aperture di ingresso 10, ad attraversare la macchina cedendo energia alla stessa a causa di urti sulle pale e sul convogliatore stesso. captured by the inlet openings 10, to pass through the machine giving energy to it due to impacts on the blades and on the conveyor itself.

L’attraversamento avviene tramite l’area frontale di ciascuna apertura di ingresso 10, quindi The crossing takes place through the front area of each entrance opening 10, therefore

In cui i termini sono rispettivamente, l’area frontale dell’ennesima bocca di ammissione la sua altezza e larghezza. In which the terms are respectively, the frontal area of the nth admission mouth its height and width.

Detta la densità del fluido motore si può calcolare la potenza disponibile alle bocche di ammissione come: Given the density of the motor fluid, the power available at the inlets can be calculated as:

Questa potenza non sarebbe disponibile in una macchina sprovvista di convogliatore, in quanto buona parte del fluido sfuggirebbe dalle pale senza cedere la sua energia. This power would not be available in a machine without a conveyor, as much of the fluid would escape from the blades without giving up its energy.

Il convogliatore 1 è configurato per ruotare su sé stesso, mantenendo le aperture di ingresso 10 dei canali 5, ovvero le bocche di ingresso 90 dei condotti 9, allineate con la direzione del flusso d’aria 11 che, in uso, investe il convogliatore 1. A tale scopo il convogliatore 1 può essere provvisto di mezzi atti a direzionare, ovvero ad allineare il convogliatore 1 ad un flusso d’aria 11. The conveyor 1 is configured to rotate on itself, keeping the inlet openings 10 of the channels 5, or the inlets 90 of the ducts 9, aligned with the direction of the air flow 11 which, in use, strikes the conveyor 1 For this purpose the conveyor 1 can be provided with means suitable for directing or aligning the conveyor 1 to an air flow 11.

In una forma di realizzazione preferita, detti mezzi consistono in un timone (non illustrato), rigidamente vincolato in corrispondenza di estremità o bordo terminale superiore 43 della parete 4. L’impiego di tale timone, consente di mantenere le aperture d’ingresso 10 del convogliatore 1, allineate con il flusso d’aria 11 che investe il convogliatore. In a preferred embodiment, said means consist of a rudder (not shown), rigidly constrained at the upper end or terminal edge 43 of the wall 4. The use of this rudder allows to maintain the inlet openings 10 of the conveyor 1, aligned with the air flow 11 which strikes the conveyor.

Riferimenti Numerici Numerical references

1 Convogliatore 1 Conveyor

2 Camera 2 Room

3 Rotore 3 Rotor

4 Parete 4 Wall

40 Superficie esterna 40 External surface

41 Superficie interna 41 Internal surface

42 Bordo inferiore della camera 42 Lower edge of the chamber

43 Bordo superiore della camera 43 Upper edge of the chamber

5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f canali 5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f channels

6 ambiente esterno al convogliatore 6 environment outside the conveyor

7 apertura inferiore parete 7 lower wall opening

8 apertura superiore parete 8 upper wall opening

9 condotti 9 ducts

90 bocca di ingresso 90 inlet

92 bocca di uscita 92 outlet

10 apertura d’ingresso 10 entrance opening

11 flusso di aria 11 air flow

12 apertura d’uscita 12 exit opening

13 mezzi atti a vincolare in modo girevole il convogliatore ad un generatore eolico 13 means for rotatably binding the conveyor to a wind generator

14 profilato 14 profiled

16 gruppo di cuscinetti 16 bearing set

17 struttura di supporto 17 support structure

18 cuscinetto 30 generatore eolico 18 bearing 30 wind generator

Claims

CLAIMS 1) Conveyor (1) for vertical axis wind generator comprising: a chamber (2) adapted to contain a rotor (3) of a wind generator (30); a plurality of channels (5) designed to convey a flow of air (11) into said chamber (2), from an external environment (6), said external environment (6) being external to the conveyor (1); wherein each channel (5) of said plurality of channels (5) comprises a curvilinear longitudinal conformation.

2) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to claim 1, wherein said plurality of channels (5) comprises at least four channels, preferably said plurality of channels (5) comprises six channels.

3) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any of the preceding claims, in which said longitudinal curvilinear conformation is continuous for the entire length of the longitudinal development of the channel (5).

4) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any one of the preceding claims, in which at least one channel (5) of said plurality of channels (5) has a length (L1), and in which at least one channel (5 ) of said plurality of channels (5) has a length (L2), in which the length (L1) is greater than the length (L2).

5) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any one of the preceding claims, in which each of said channels (5) of said plurality of channels (5) comprises an inlet opening (10) and an opening outlet (12); in which said inlet opening (10) is designed to allow the entry of an air flow (11) into said channel (5), from said external environment (6); wherein said outlet opening (12) is adapted to allow the exit of said air flow (11) from said channel (5) and the introduction of said air flow (11) into said chamber (2 ); the inlet openings (10) of said plurality of channels (5) being aligned in the same direction with respect to the conveyor (1); and / or the inlet openings (10) of said plurality of channels (5), having a surface extension greater than or equal to the surface extension of said outlet openings (12) of said plurality of channels (5).

6) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to claim 5, in which the ratio between the surface extension of the inlet opening (10) and the surface extension of the outlet opening (12) is greater or equal to 2: 1, preferably equal to 4: 1.

7) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any one of the preceding claims, comprising a lower opening (7) and an upper opening (8) suitable for conveying an air flow (11) from said chamber ( 2), in said external environment (6), in which said lower opening (7) and said upper opening (8) are located at opposite ends of the chamber (2).

8) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any one of the preceding claims, in which said chamber (2) is adapted to integrally contain a rotor (3) of a wind generator (30).

9) Conveyor (1) for vertical axis wind generator according to any one of the preceding claims, in which each channel (5) of said plurality of channels said channels (5) comprises an inlet opening (10) and an opening outlet (12); in which said inlet opening (10) is designed to allow the entry of an air flow (11) into said channel (5), from said external environment (6); wherein said outlet opening (12) is adapted to allow the exit of said air flow (11) from said channel (5) and the introduction of said air flow (11) into said chamber (2 ); in which the outlet openings (12) of said plurality of channels (5) are located symmetrically with respect to a longitudinal axis of symmetry of the chamber (2).

10) Vertical axis wind generator (30) comprising a rotor (3) and a conveyor (1) as defined in any one of claims 1 to 9; in which said rotor (3) is contained in the chamber (2) of said conveyor (1); And wherein said conveyor (1) is rotatably linked to said wind generator (30) so that the rotation of the conveyor (1) is independent of the rotation of the rotor (3).