IT202000002569A1 - Tavola da surf con ala sommersa e motore elettrico - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico.
Sono da tempo presenti sul mercato tavole da surf, costituite da un corpo principale staticamente galleggiante, che sono state equipaggiate dapprima con mezzi di propulsione attivati da motori a combustione interna o elettrici e successivamente anche con ali sommerse (genericamente indicati con il termine corrente in lingua inglese di hydrofoil).
? noto che gli hydrofoil se immersi nel fluido e spinti in velocit? generano una portanza, nel caso specifico in grado di sollevare, attraverso una struttura che li collega, il corpo principale galleggiante e lo sportivo/utente soprastante fuori dall?acqua, azzerandone la resistenza idraulica all?avanzamento in cambio di una resistenza nel fluido dell?hydrofoil pi? ridotta e quindi di una richiesta di potenza contenuta anche per velocit? relativamente elevate.
Come ? noto, e come insegna anche US 9 586 659 B1, il corpo principale galleggiante in fase statica ? in grado di sostenere una persona che all?aumentare della velocit? pu? reggersi in posizione verticale comandando con il solo spostamento del proprio peso la direzionalit? della tavola, generalmente non prevista di mezzi mobili di guida, e controllando con un opportuno comando manuale sul motore elettrico la velocit? della tavola stessa.
Il sistema di propulsione elettrico come noto comprende sostanzialmente una batteria di accumulo di energia elettrica ricaricabile ed un motore elettrico a corrente continua, tipicamente del tipo brushless, collegato meccanicamente con i mezzi di propulsione: poich? il motore funziona in corrente continua, per realizzare la rotazione del campo magnetico generato nello statore, un circuito elettronico, composto da un banco di transistor di potenza comandati da un microcontrollore controlla la commutazione della corrente, comanda l'inversione di corrente e quindi la rotazione del campo magnetico.
Tale circuito elettronico, noto come Controllo Elettronico della Velocit? (generalmente indicato anche come ESC dall?acronimo Electronic Speed Control in inglese) varia quindi la velocit? del motore regolando i tempi degli impulsi di corrente erogati ai vari avvolgimenti del motore, e con essa la velocit? di rotazione dei mezzi di propulsione, normalmente collegati rigidamente con l?asse del motore elettrico.
Nella tecnica nota, la batteria e il sistema ESC sono alloggiati e collegati in compartimenti all?interno del corpo galleggiante, realizzati anche in diverse configurazioni; i cavi di potenza collegano la batteria al sistema ESC, in uscita dal quale i cavi di fase alimentano il motore elettrico alloggiato nella fusoliera immersa.
Come ? noto, il sistema ESC ed i cavi di fase in fase di esercizio specialmente continuo generano calore e per il corretto e sicuro funzionamento del sistema ? necessario predisporre opportuni mezzi di efficace dispersione del calore e raffreddamento.
La tecnica nota propone differenti mezzi di raffreddamento dell?ESC, generalmente a circolazione di liquido recuperato dalla parte immersa durante l?avanzamento in velocit? della tavola nell?acqua, attraverso tubazioni dedicate.
Tali mezzi di raffreddamento risultano notoriamente poco efficaci, in quanto non garantiscono un?elevata affidabilit? d?esercizio, dovuta anche alla possibilit? di intasamento ed otturazione dei tubi, non immediatamente riscontrabile, con conseguente surriscaldamento e danneggiamento del sistema ESC.
Inoltre, tali mezzi di raffreddamento per la loro stessa configurazione portano dell?acqua in prossimit? di elementi elettrici ed elettronici, con rischio di trafilaggi e conseguenti corto circuiti.
Si avverte pertanto l?esigenza di semplificare la struttura delle tavole da surf con ala sommersa e con motore elettrico note.
Compito tecnico che si propone la presente invenzione ?, pertanto, quello di realizzare una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico che consenta di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.
Nell?ambito di questo compito tecnico uno scopo dell?invenzione ? quello di realizzare una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico nella quale il sistema ESC sia convenientemente raffreddato.
Un altro scopo dell?invenzione ? quello di realizzare una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico nella quale i cavi di potenza dall?uscita del sistema ESC siano di lunghezza ridotta. Non ultimo scopo dell?invenzione ? quello di realizzare una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico con un abbassamento del baricentro che ne migliori la manovrabilit?.
Il compito tecnico, nonch? questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico comprendente un corpo principale galleggiante, almeno una batteria di alimentazione elettrica, almeno un Controllo Elettronico della Velocit? (ESC), una struttura di collegamento superiormente collegata a detto corpo principale galleggiante ed inferiormente collegata ad almeno una fusoliera immersa comprendente almeno un?ala sommersa ed almeno un motore elettrico collegato a mezzi di propulsione, caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) ? posizionato all?interno di detta fusoliera immersa. Altre caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva della una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, nei quali: la figura 1 mostra una vista d?assieme di una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico;
la figura 2 mostra una sezione longitudinale di una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico;
Con riferimento alle figure citate, viene mostrata una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico indicata complessivamente con il numero di riferimento 1.
Il corpo galleggiante 2, tipicamente realizzato in materiale composito con resine, ? conformato come una tradizionale tavola da surf, sviluppata quindi lungo una dimensione longitudinale maggiore della dimensione trasversale.
In posizione arretrata rispetto alla mezzeria trasversale, una struttura di collegamento 3 vincolata superiormente al corpo galleggiante 2 sostiene inferiormente una fusoliera 4, generalmente configurata come un corpo principale allungato a sezione regolare, preferibilmente cilindrica con l?estremit? anteriore 4 A rastremata.
La struttura di collegamento 3 e la fusoliera 4 sono tipicamente realizzate in materiale composito con resine o in lega leggera d?alluminio.
La fusoliera 4 comprende almeno un?ala sommersa 5, tipicamente fissata rigidamente in corrispondenza del tratto anteriore 4 A in posizione verticalmente baricentrica della tavola 1 in esercizio; il tratto posteriore 4C della fusoliera 4 tipicamente comprende i mezzi di propulsione 6.
Il posizionamento, il profilo alare, l?apertura e la superficie alare ed altre caratteristiche geometriche dell?almeno una ala sommersa 5 possono essere molteplici e relativi a varie configurazioni in funzione del progetto idrodinamico complessivo della tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico 1, della potenza del motore elettrico 7 e delle prestazioni attese.
Il motore elettrico 7 ? alloggiato all?interno della fusoliera 4, nel suo tratto centrale 4B e collegato con mezzi di collegamento 7A ai mezzi di propulsione 6.
I mezzi di collegamento 7 A comprendono mezzi meccanici in presa diretta o mezzi meccanici mediati da mezzi di variazione della velocit?.
I mezzi di propulsione 6 possono essere una o pi? eliche, anche intubate, o un idrogetto.
Vantaggiosamente, il motore elettrico 7 ? del tipo brushless a corrente continua avente il rotore a magneti permanenti e lo statore a campo magnetico stazionario.
La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti dello statore, e quindi la variazione dell'orientamento del campo magnetico da essi generato, avviene elettronicamente tramite il Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10.
La velocit? del motore viene variata dall?ESC 10 regolando i tempi degli impulsi di corrente erogati ai vari avvolgimenti del motore.
Vantaggiosamente, nella presente invenzione il Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 ? posizionato nel tratto centrale 4B della fusoliera 4, in diretta prossimit? del motore elettrico 7. Vantaggiosamente, il posizionamento del Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 nella fusoliera 4 sempre immersa abbassa il baricentro della tavola da surf 1 migliorandone la manovrabilit? rispetto alla soluzione della tecnica nota che prevede l?ESC 10 alloggiato nel corpo principale galleggiante 2, che quando la tavola da surf 1 ? in esercizio ? sollevato ed alto sull?acqua.
Vantaggiosamente, il posizionamento del Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 nella fusoliera 4 sempre immersa ne consente un diretto e costante raffreddamento in esercizio, per l?azione dello scorrimento continuo dell?acqua sulla superficie esterna della fusoliera immersa 4 e disperdimento quindi del calore generato all?interno dall?ESC 10.
Conseguentemente quindi, secondo il trovato, anche i cavi di fase 11 che portano una corrente maggiore rispetto ai cavi di potenza 9 sono di una lunghezza ridotta rispetto alla tecnica nota: ci? si traduce in minori consumi energetici e quindi superiore durata della carica della batteria.
Dalla batteria di alimentazione elettrica 8 i cavi di potenza 9 percorrono all?interno la struttura di collegamento 3 e raggiungono il tratto centrale 4B della fusoliera immersa 4, dove alimentano Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) 10.
Vantaggiosamente secondo una seconda forma di esecuzione preferita della presente invenzione, il motore elettrico 7 ? immerso in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno del tratto del suo alloggiamento 4B1 del tratto 4B della fusoliera immersa 4.
Opportuni mezzi di sigillatura e compartimentazione definiscono il tratto 4B1 rispetto al tratto 4B.
Vantaggiosamente secondo una terza forma di esecuzione preferita della presente invenzione, il Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 ? immerso in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno del tratto del suo alloggiamento 4B2 del tratto 4B della fusoliera immersa 4.
Opportuni mezzi di sigillatura e compartimentazione definiscono il tratto 4B2 rispetto al tratto 4B.
Vantaggiosamente secondo una quarta forma di esecuzione preferita della presente invenzione, il Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 ed il motore elettrico 7 collegati dai cavi di fase 11 sono immersi in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno del tratto 4B della fusoliera immersa 4.
Opportuni mezzi di sigillatura e compartimentazione definiscono il tratto 4B rispetto alla fusoliera immersa 4.
Gli oli dielettrici sono oli minerali noti in normale commercio, che possiedono un?elevata rigidit? dielettrica che li rende quindi atti ad assolvere funzioni elettricamente isolanti, ed elevata conducibilit? termica che contribuisce al trasporto e dissipazione del calore che si genera in apparecchiature elettriche in esercizio.
Vantaggiosamente, secondo le forme di esecuzione preferite ma non esclusive della presente invenzione come sopra illustrate, l?olio dielettrico a saturazione dei volumi della fusoliera 4 nei quali sono alloggiati rispettivamente il motore elettrico 7, il Controllo Elettronico della Velocit? ESC 10 e/o entrambi contribuisce sostanzialmente al raffreddamento in esercizio di tali due macchine elettriche, uniformando nel suo volume le temperature pi? calde prodotte dalle macchine con quelle pi? fresche sulle pareti esterne della fusoliera 4 in moto veloce nel fluido/acqua, e dissipando calore verso esterno pi? freddo.
Non ultima vantaggiosa caratteristica, l?insolubilit? dell?olio dielettrico in acqua garantisce la totale difesa delle macchine elettriche immerse nel suo fluido dall?umidit? e/o da percolazioni d?acqua.
Ulteriore vantaggiosa caratteristica, il peso del volume dell?olio dielettrico sposta ulteriormente verso il basso il baricentro della tavola da surf 1, migliorandone la manovrabilit? in esercizio e la stabilit? in galleggiamento statico.
La tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico 1 comprende inoltre mezzi di modulazione 100 della velocit? del motore elettrico 7.
Tali mezzi di modulazione comprendono almeno un comando palmare 101 e regolazione a grilletto 102 impugnato dallo sportivo/utente, comprendente almeno un trasmettitore di tipo wirelees 103 del segnale ad un corrispondente ricevitore 104 posizionato sul corpo galleggiante 2; mezzi di decodifica e controllo 105 traducono e trasmettono il segnale ricevuto dal ricevitore 104 a mezzi di controllo del Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) 10, modulandone i tempi degli impulsi di corrente inviati al motore elettrico 7 e quindi la velocit? di rotazione.
I mezzi meccanici di collegamento 7 A trasferiscono la velocit? di rotazione del motore 7 cos? modulata ai mezzi di propulsione 6, modulando la velocit? di navigazione della tavola da surf 1 nell?acqua in accordo con la regolazione del grilletto 102 attuata dallo sportivo/utente.
Si ? in pratica constatato come una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico 1 secondo l?invenzione risulti particolarmente vantaggiosa per il conveniente raffreddamento del sistema ESC, del motore elettrico e dei cavi di potenza.
Non ultimo vantaggio dell?invenzione ? quello di realizzare una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico 1 con un abbassamento del baricentro che ne migliora la manovrabilit?. Una tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico 1 cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli, caratteristiche e materiali sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti, a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) comprendente un corpo principale galleggiante (2), almeno una batteria di alimentazione elettrica (8), almeno un Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10), una struttura di collegamento (3) superiormente collegata a detto corpo principale galleggiante (2) ed inferiormente collegata ad almeno una fusoliera immersa (4) comprendente almeno un?ala sommersa (5) ed almeno un motore elettrico (7) collegato a mezzi di propulsione (6) , caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10) ? posizionato all?interno di detta fusoliera immersa (4).
- 2. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto motore elettrico (7) ? immerso in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno del tratto del suo alloggiamento (4B1) del tratto centrale (4B) di detta fusoliera immersa (4).
- 3. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10) ? immerso in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno del suo alloggiamento (4B2) di detto tratto centrale (4B) di detta fusoliera immersa (4).
- 4. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10), i cavi di fase (11) e detto motore elettrico (7) sono immersi in bagno d?olio dielettrico a saturazione del volume interno di detto tratto centrale (4B) di detta fusoliera immersa (4).
- 5. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto motore elettrico (7) ? del tipo brushless a corrente continua con rotore a magneti permanenti e statore a campo magnetico stazionario.
- 6. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10) ? posizionato all?interno di detta fusoliera immersa (4) in diretta prossimit? di detto motore elettrico (7).
- 7. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detta batteria di alimentazione elettrica (8) ? alloggiata in un compartimento stagno all?interno di detto corpo galleggiante (2).
- 8. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10) ? alimentato da detta batteria di alimentazione elettrica (8) per mezzo di cavi di potenza (9) che percorrono all?interno detta struttura di collegamento (3).
- 9. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti mezzi di propulsione (6) comprendono almeno un?elica ovvero almeno un?elica intubata ovvero almeno un idrogetto.
- 10. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che i mezzi di collegamento (7 A) di detto motore elettrico (7) con detti mezzi di propulsione (6) comprendono mezzi meccanici in presa diretta ovvero mezzi meccanici mediati da mezzi di variazione della velocit?.
- 11. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di modulazione della velocit? (100) di detto motore elettrico (7).
- 12. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detti mezzi di modulazione della velocit? (100) di detto motore elettrico (7) comprendono almeno un comando palmare (101) e regolazione a grilletto (102) comprendente almeno un trasmettitore di tipo wireless (103) del segnale.
- 13. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detto almeno un trasmettitore di tipo wireless (103) trasmette un segnale ad un corrispondente ricevitore (104) posizionato su detto corpo galleggiante (2) comprendente mezzi di decodifica e controllo che traducono e trasmettono detto segnale ricevuto da detto ricevitore (104) a mezzi di controllo (105) di detto Controllo Elettronico della Velocit? (ESC) (10).
- 14. Tavola da surf con ala sommersa e con motore elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detta struttura di collegamento (3) e detta fusoliera (4) sono realizzate in materiale composito con resine ovvero in lega leggera d?alluminio.
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