IT202100019817A1 - Dispositivo per convertire il moto in su e in giù di un galleggiante, a seguito delle onde del mare, in energia elettrica - Google Patents

Dispositivo per convertire il moto in su e in giù di un galleggiante, a seguito delle onde del mare, in energia elettrica Download PDF

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Dario Berardi
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Description

DESCRIZIONE dell?invenzione avente per titolo:
?Dispositivo per convertire il moto in su e in gi? di un galleggiante, a seguito delle onde del mare, in energia elettrica"
Con il presente Dispositivo, posto in mare apertoci intende convertire l?energia delle onde in elettricit? in modo efficiente con un dispositivo semplice, affidabile ed economico.
CAMPO TECNICO
Convertitori dell?energia delie onde del mare in elettrieit?:Wave Energy Converters, abbreviato WECs
STATO DELLA TECNICA dei WECs
C?? un gran fermento nel mondo per ottenere energia dalle onde del mare.
Oltre duecentoquaranta dispositivi per convertire l?energia delle onde del mare in elettricit?, WECs, sono stati testati in scala reale in mare in pi? di trenta nazioni; dispositivi classificati, secondo EMEC UK, in otto tipologie tra le quali la tipologia del ?Point Absorberi" di slocati in mare aperto in cui rientra il dispositivo oggetto del presente trovato.
Esistono anche Point Absorber operativamente vincolati a dighe foranee.
Il Point Absorber in mare aperto ? una struttura composta di una parte inferiore appoggiata sul fondale alla quale ? fissata un?asta verticale a contatto della quale scorre, a seguito delle onde, la parte superiore galleggiante. Tale moto oscillatorio riferito alla base viene trasformato in energia elettrica con gli organi alti all?uopo posti all?interno della parte superiore.
In questi Point Absorber, le guarnizioni, per evitare l?ingresso dell?acqua all?interno del galleggiante. sono montate in alloggiamenti ricavati nel galleggiante e al muoversi del galleggiante strisciano a contatto con l?asta; asta che deve avere una bassa rugosit? per tutta la lunghezza in cui striscia il galleggiante. Dette guarnizioni hanno un?usura alquanto superiore alle guarnizioni che operano su un albero che ha solo movimento rotatorio radiale rispetto ad esse.
Un dispositivo che rappresenta tali Point Absorber ? ?HiWave-5? delta Swedish CorPower Ocean al 6? -7? livello di maturit? del TRL di H2020.
Ad oggi nessun WEC ? prodotto in serie vuoi per l' intrinseca complessit?, o per la scarsa efficienza, o per l?alto costo kWh prodotto, o per l?impatto ambientale o per l?insieme di questi motivi,
DISPOSITIVO (XXJETTO DEL PRESENTE TROVATO
Il Dispositivo oggetto del presente trovato ? sostanzialmente composto di un?Asta verticale fissa, con la sua posizione ben definita nel mare che, a mare calmo, ha una parte immersa nell?acqua e l?altra parte fuori dall'acqua. Detta Asta funge da guida al Galleggiante e supporta ad una estremit? una Puleggia Fissa e all?altra estremit? una puleggia folle o Carrucola,
Per agevolare il moto relativo del Galleggiante rispetto all?Asta il Galleggiante stesso pu? essere dotato di uno o pi? carrelli operativamente vincolati a detta Asta.
A detto Galleggiante, con una sua determinata forma, un suo peso, un suo volume, ? fissato sia superiormente che inferiormente, preferenzialmente sulla perpendicolare dei suo baricentro, un Organo di Trasmissione, operativamente vincolato sia alla Puleggia Fissa sia alla Carrucola, che scorre, quando il Galleggiante ? in movimento, all?interno dell?Asta.
Preferenzialmente detto Organo di Trasmissione ? realizzato con una catena in acciaio inossidabile per la parte che viene a contatto con la Puleggia Fissa e una fune in materiale sintetico, saldamente fissata alla catena, per la parte che viene a contatto con la Carrucola, e la Puleggia Fissa ? in acciaio inossidabile con la gola che reca le impronte della catena, nelle quali impronte le maglie della catena vengono afferrate e trascinate, tipo il barbotin usato per la catena dell?ancora delle navi.
La Puleggia Fissa in sede operativa ? solidale alla parte dell?Albero che fuoriesce dal Guscio a tenuta stagna in cui sono racchiusi gli organi per convertire il moto rotatorio dell?Albero in energia elettrica: in sede di montaggio del Dispositivo detta Puleggia Fissa ? libera di ruotare rispetto a detto Albero.
Detti organi all? interno di detto Guscio per iniziare ad operare necessitano che all?Albero venga applicata una data coppia.
Il movimento di detto Galleggiante inizia quando le onde del mare hanno raggiunto una determinata altezza che ? funzione delle caratteristiche dello stesso Galleggiante e della coppia richiesta dagli organi intemi al Guscio.
Detto Galleggiante, nel suo movimento in su e in gi?, fa ruotare per il tramite dell?Organo di Trasmissione e della Carrucola, la Puleggia Fissa in un senso e nell?altro. Tali movimenti rotatori, tramite l?Albero, vengono trasmessi agli organi interni al Guscio che trasformano detti moti rotatori in energia elettrica.
Detto Guscio, come il cuscinetto per il moto rotatorio della Carrucola, ? mantenuto stagno per mezzo delle guarnizioni di tenuta normalmente usate nella tecnica.
Dette guarnizioni possono essere del tipo anelli O Ring, o anelli di tenuta a labbro flessibile, o tenute a labbro ad U, o tenute a labirinto; possono essere usate anche in sinergia tra loro. Dette guarnizioni operano su alberi che hanno solo moto rotatorio, e quindi sono f?sse rispetto a detti alberi: cio? detti alberi non hanno movimenti assiali rispetto a dette guarnizioni. La superficie di detti alberi sulla quale operano le guarnizioni, che deve avere una rugosit? bassa, ? molto limitata e dette guarnizioni, anche in ambiente marino, hanno lunga durata.
Possono anche essere usati, anche in sinergia con dette guarnizioni, cuscinetti volventi a tenuta stagna.
Preferenzialmente detto Galleggiante viene dimensionato in modo da avere rispetto al mare calmo la stessa elongazione al passaggio dell?onda sia vero l?alto che vero il basso.
SOSTANZIALI DIFFERENZE fra il dispositivo oggetto del presente trovato e i Point Absorbers
* L?Asta non ? necessariamente fissata tramite la sua parte inferiore al fondale marino, anzi viene preferenzialmente fissata alla sommit? della sua parte superiore;
* L?Asta pu? essere fissata a strutture esistenti in mare, anche ai pali di sostegno delle pale eoliche;
* Pi? Aste possono essere fissate alla stessa struttura, anche un palo fissato al fondale marino, o lo stesso palo che sostiene una pala eolica:
* Il Galleggiante ? conformato in modo da concentrare in basso ed in centro una massa pesante atta anche a stabilizzarlo;
* Gli organi per la conversione del movimento oscillatorio del Galleggiante in energia elettrica non sono contenuti all?interno del Galleggiante ;
Il Guscio dove sono contenuti gli organi per trasformare i movimenti oscillatori del Galleggiante in energia elettrica pu? essere posto sopra la superficie del mare e non arrivare a contatto, o arrivare solo eccezionalmente a contatto in caso di onde anomale, con le onde;
* Le guarnizioni di tenuta, per evitare che l?acqua entri nel Guscio, operano sull?Albero che ha solo movimento rotatorio rispetto a dette guarnizioni, non ha movimento assiale rispetto ad esse.
In acque profonde l?Asta pu? essere sostenuta da un cassone galleggiante ancorato al fondale marino.
Tali ed altre caratteristiche del dispositivo oggetto del presente trovato appariranno evidenti dalla seguente descrizione, fatta a titolo d?esempio non limitativo di un esemplare del dispositivo stesso, ancorato al palo che sostiene una pala eolica, con riferimento alle figure dei disegni allegati in cui:
La Figura 1) rappresenta una vista schematica laterale dell?esemplare in oggetto in mare calmo.
La Figura 2) rappresenta la vista dall?alto dell?esemplare di cui alla Figura 1 ).
Con riferimento alle Figure del disegno l?Asta (1 ), che funge da guida per il Galleggiante (2) per il tramite di due carrelli uno posto superiormente ed uno posto inferiormente e non rappresentati nei disegni ? solidale, per il tramite della parte esterna del Guscio (7) e del Sostegno (10), al Palo (8), che pu? essere il palo di sostegno di una pala eolica posta in mare aperto. A detto Galleggiante, di forma cilindrica con la parte inferiore conformata a tronco di cono rovesciato e appesantita al fine di stabilizzarne il suo movimento, ? fissato, sia alla sua parte superiore sia alla sua parte inferiore, l?Organo di Trasmissione (5). Detto Organo di Trasmissione, ? operativamente vincolato alla Puleggia Fissa (3), solidale alla estremit? superiore di detta Asta ed alla Carrucola (4) solidale all?estremit? inferiore di detta Asta, e scorre, quando il galleggiante ? in movimento, all?interno di detta Asta. Detta Puleggia Fissa che quando detto Galleggiante in movimento ruota in un senso e nell?altro, ? solidale in sede operativa alla parte dell?Albero (6), che fuoriesce da detto Guscio a tenuta stagna.
Il moto verticale verso l?alto e verso il basso di detto Galleggiante viene trasformato per il tramite di detto Organo di Trasmissione e di detta Carrucola in moto rotatorio in un verso e nell?altro di detta Puleggia Fissa; moto rotatorio che per il tramite dell?Albero (6) al quale ? solidale in sede operativa detta Puleggia Fissa e degli organi interni a detto Guscio viene trasformato in energia elettrica.
Preferenzialmente detto Organo di Trasmissione, per la parte di esso che viene a contatto con detta Puleggia Fissa, ? composto di una catena con maglie calibrate di acciaio inossidabile e la gola di detta Puleggia Fissa, in acciaio inossidabile, reca le impronte della catena, nelle quali impronte le maglie della catena vengono afferrate e trascinate, tipo il barbotin usato per la catena dell?ancora delle navi.
Con (9), linea tratto e punto, viene indicato il livello del mare calmo.
Con un Galleggiante, come rappresentato, con un diametro di 2,5 metri e un?altezza di 1,96 m., con un Organo di Trasmissione con la parte che arriva a contatto con la Puleggia Fissa formata da una catena in acciaio inossidabile con maglie con diametro 14 mm, con l?elongazione del moto del Galleggiante uguale sia verso l?alto che verso il basso, si pu? arrivare ad una coppia che agisce sull?Albero corrispondente a 512,7 chilogrammi per metro.
Naturalmente la descrizione di cui sopra ? stata fatta a puro titolo d?esempio illustrativo essendo stati omessi particolari e dettagli facilmente intuibili ad un tecnico del ramo. Pertanto numerose varianti e modifiche sono possibili senza dipartire dall?ambito del trovato come sopra descritto ed a seguito rivendicato.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1) Dispositivo per convertire il moto in su e in gi? di un galleggiante, a seguito delle onde del mare, in energia elettrica sostanzialmente composto di un?Asta fissa, posta in verticale con la sua posizione ben definita nel mare, con. a mare calmo (9), una parte immersa nell?acqua e l?altra parte fuori dall'acqua, che funge da guida ad un Galleggiante e supporta ad una estremit? un albero libero di ruotare a cui ? solidale una Puleggia Fissa e all?altra estremit? un albero sul quale ? libera di ruotare una puleggia folle o Carrucola, essendo fissato a detto Galleggiante sia superiormente che inferiormente, preferenzialmente sulla perpendicolare del suo baricentro, un Organo di Trasmissione che, quando il Galleggiante ? in movimento, scorre all?interno dello stesso Galleggiante ed ? operativamente vincolato sia a detta Carrucola che a detta Puleggia Fissa: Puleggia Fissa che ruota, a seguito del moto del Galleggiante, che preferenzialmente al passaggio dell?onda ha la stessa elongazione sia verso l?alto che verso il basso, in un senso e nel senso opposto ed ? solidale all?Albero che fuoriesce da un Guscio a tenuta stagna in cui sono racchiusi gli organi atti a trasformare il moto rotatorio di detta Puleggia Fissa in energia elettrica.
2) Dispositivo secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dai fatto che quando il Galleggiante (2) ? in movimento l?Organo di Trasmissione (5) scorre all?interno dell?Asta (1).
3) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l?Asta ? fissata al fondale marino.
4) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1) e 2) caratterizzato dal fatto che lestremit? superiore di detta Asta ( 1 ) ? solidale ad un palo fissato al fondale marino.
5) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1) e 2) caratterizzato dal fatto che entrambe le estremit? dell?Asta sono fissate ad un palo fissato al fondale marino.
6) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti tranne la 3) caratterizzato dal fatto che pi? Aste, e quindi pi? Dispositivi, sono solidali ad un Palo (8) fissato al fondale che pu? anche essere il palo di sostegno di una pala eolica in mare aperto.
7) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la Puleggia Fissa (3) e quindi il Guscio (7) sono vincolati all?estremit? superiore dell?Asta (1).
8) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l?Organo di Trasmissione (5) ? realizzato con una catena in acciaio inossidabile per la parte che viene a contatto con la Puleggia Fissa e una fune in materiale sintetico, saldamente fissata alla catena, per la parte che viene a contatto con la Carrucola, e la Puleggia Fissa ? in acciaio inossidabile con la gola che reca le impronte della catena, nelle quali impronte le maglie della catena vengono afferrate e trascinate, tipo il barbotin usato per la catena dell?ancora delle navi.
9) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che in sede di montaggio del Dispositivo detta Puleggia Fissa ? libera di ruotare a rispetto al suo albero.
10) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che sono predisposti dispositivi e/o elementi atti a ridurre l?attrito nel movimento relativo tra il Galleggiante e l?Asta.
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