ITMI20090446A1 - Sistema di trasformazione di energia derivante dal moto ondoso. - Google Patents

Sistema di trasformazione di energia derivante dal moto ondoso. Download PDF

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Description

"SISTEMA DI TRASFORMAZIONE DI ENERGIA DERIVANTE DAL MOTO ONDOSO"
D E S C R I Z I O N E
Il presente trovato riguarda un sistema di trasformazione di energia derivante dal modo ondoso. Più particolarmente, il trovato riguarda un sistema di trasformazione e recupero di energia derivante dal moto ondoso.
Come noto ad esempio dalla domanda di brevetto PCT IB2008 00081, a nome della richiedente della presente domanda, l'energia derivante dal moto ondoso viene recuperata e trasformata in energia utilizzabile mediante un piano inclinato concentratore di energia che permette di creare un'onda frangente e a seguito dell'impatto della massa d'acqua su di mezzi di trasformazione.
Le soluzioni descritte nella domanda di brevetto sopra citata, pure essendo efficaci e indubbiamente vantaggiose, presentano margini di miglioramento, in particolare per quanto riguarda la resa del sistema.
Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di trasformazione di energia derivante da un moto ondoso, che permetta di recuperare più energia possibile anche in assenza di onde significative, creando appositamente un'onda frangente.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di trasformazione e recupero di energia derivante dal moto ondoso, che permetta di accelerare l'onda frangente creata.
Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di trasformazione e recupero di energia derivante dal moto ondoso, in cui sia possibile ottenere un funzionamento pressoché continuo del sistema di recupero di energia impiegato.
Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di trasformazione di recupero di energia derivante dal moto ondoso, che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un sistema di trasformazione a recupero di energia derivante dal moto ondoso, comprendente mezzi di incanalamento del moto ondoso dotati di almeno un piano inclinato atto ad incanalare una massa d'acqua, caratterizzato dal fatto che detto piano inclinato si raccorda con almeno una porzione di detti mezzi di incanalamento atta a generare un'onda frangente, mezzi di trasformazione di energia essendo disposti a valle di detta porzione dei mezzi di incanalamento atta a generare un'onda frangente, detti mezzi di trasformazione dell'energia comprendendo mezzi atti a ricevere l'impatto di detta onda frangente e mezzi atti a trasformare detto impatto in energia.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del sistema secondo il presente trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:
la figura 1 illustra in vista schematica in alzato laterale una prima forma di realizzazione del sistema di trasformazione e recupero di energia derivante dal moto ondoso secondo il presente trovato;
la figura 2 illustra in vista prospettica una seconda forma di realizzazione del presente trovato ;
la figura 3 illustra in vista prospettica i mezzi di incanalamento del moto ondoso impiegati nel sistema secondo il presente trovato;
le figure 4a, 4b e 4c illustrano possibili forme di realizzazione di un particolare del sistema secondo il presente trovato;
la figura 5 illustra un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura 6 illustra in vista in alzato laterale una condizione operativa del sistema secondo il presente trovato;
la figura 7 illustra un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura 8 illustra in vista in alzato laterale un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura 8a illustra in vista prospettica il sistema secondo il trovato illustrato nella figura 8;
la figura 9 illustra in vista in alzato laterale un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura 10 illustra in vista prospettica un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura 11 illustra in vista prospettica un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato;
la figura Ila illustra in vista in alzato laterale il sistema secondo il trovato illustrato nella figura 11.
Con riferimento alle figure, il sistema secondo il presente trovato, globalmente indicato dal numero di riferimento 1, comprende mezzi 2 di incanalamento del moto ondoso, ad esempio opportunamente realizzati da un bacino di carenaggio che è parzialmente immerso nell'acqua, ed è provvisto di mezzi concentratori di energia, 3, realizzati ad esempio da un piano inclinato che è connesso ad una estremità del bacino di carenaggio 2 .
Il bacino di carenaggio può vantaggiosamente variare il suo grado di galleggiabilità a seconda delle condizioni del mare, così da avere sempre un grado di immersione ottimale.
A tal fine, il bacino di carenaggio è dotato di camere stagne 2a atte ad essere riempite di acqua per variare l'assetto del bacino.
Inoltre, il bacino di carenaggio deve essere ancorato al fondale marino.
Un bacino di carenaggio piccolo si presta ad essere impiegato per piccoli impianti sotto costa, mentre un bacino di carenaggio grande è adatto ad impianti di tipo off-shore.
Nelle figure il numero di riferimento 20 indica il livello del mare in condizioni di acqua calma .
Opportunamente, il piano inclinato 3 è regolabile in angolazione ed è dotato di almeno una zona 4 inclinata con angolazione variabile, in modo tale da creare un'onda frangente ottimale per il recupero di energia.
Nella prima forma di realizzazione, così come nelle altre forme di realizzazione, il piano inclinato 3 e la porzione dei mezzi di incanalamento avente una angolazione differente rispetto al piano inclinato 3 devono essere disposti al di sotto del livello dell'acqua in condizioni di calma.
Il piano inclinato 3 con la sua zona di cambio di inclinazione 4 sarà sagomato per ottenere un'onda frangente più appropriata, l'onda frangente si ha in un solo punto e non in tutta la lunghezza.
L'angolo di incidenza dell'ultimo tratto del piano inclinato 3, ossia l'angolo della porzione 4, non è necessariamente fisso ma può variare in funzione delle necessità operative.
Il flusso dell'acqua potrà essere agevolato con un ulteriore piano inclinato 15 per ottenere il riempimento di un serbatoio 7 che è disposto innalzato rispetto al piano inclinato 3.
Da tale serbatoio 7, innalzato rispetto al livello del mare, pescherà l'acqua ad esempio una turbina 8 a bassa pressione, o altri sistemi di recupero di energia più efficienti. Opportunamente, la turbina 8 è disposta in corrispondenza del fondo del serbatoio 7, ove è prevista un'apertura 5.
L'onda frangente impatta contro la patella 16 e si innalza di quota per andare a finire entro il serbatoio 7.
Il piano inclinato 15 costituisce mezzi di invito per il serbatoio 7, regolabili in modo indipendente e disposti in corrispondenza della estremità anteriore del serbatoio 7, rivolta verso l'onda frangente.
Vantaggiosamente, la patella 16 può essere realizzata da un unico elemento come illustrato nella figura 4a, oppure può essere di tipo stellato, indicata nella figura 4b dal numero di riferimento 116 e nella figura 4c dal numero di riferimento 216. Le patelle 116 e 216 sono particolarmente adatte per frangenti molto lunghi e quindi con grandi masse d'acqua in traslazione: in questo modo si migliorano i tempi attivi del circuito ad alta pressione.
Tale patella 16 viene spinta verso l'alto dall'onda frangente che può quindi entrare nel serbatoio 7 e, al cessare del flusso, la patella torna in posizione di riposo per un altro frangente attivo.
Viene sfruttata quindi l'onda frangente che opportunamente regolata nel frangere si innalza, aziona la patella 16 e va a riempire il serbatoio 7.
La patella stellata è particolarmente adatta ad essere impiegata nel caso di condizioni meteo marine molto dure, con vento sostenuto, e notevoli velocità del moto ondoso, e frangenti particolarmente lunghi.
In questo caso, dato che non vi è in pratica pausa tra un battente e l'altro e vi è una notevole velocità di traslazione della massa d'acqua, non vi è il tempo utile per far rientrare la patella e ricominciare il ciclo alternato.
In queste condizioni la patella stellata (figura 4C) migliora il rendimento del sistema di recupero di energia secondo il trovato.
Opportunamente, il serbatoio 7 prevede un elemento 21 di mantenimento del livello dell'acqua, disposto in corrispondenza dell'estremità del serbatoio superiore opposta alla bocca di apertura del serbatoio stesso.
Pertanto, quando l'onda entra nel serbatoio 7 riempie il serbatoio. La turbina 8 sarà regolata in base alla portata di riempimento.
Le figure 8 e 8a illustrano una forma di realizzazione del sistema secondo il trovato in cui, differentemente dalle precedenti forme di realizzazione, sono presenti mezzi di recupero dell'energia, quali ad esempio una turbina ad alta pressione, atti ad essere azionati dalla movimentazione della patella generata quando il frangente impatta contro la patella 16.
Quindi, il sistema illustrato nelle figure 8 e 8a prevede una prima fase di concentrazione dell'energia, una seconda fase di recupero dell'energia (con una prima turbina ad alta pressione 25, azionata dalla patella 16 collegata a pompa-accumulatore turbina), ed una terza fase di recupero dell'energia con la turbina 8 a bassa pressione .
La figura 9 illustra una forma di realizzazione in cui il recupero di energia della seconda fase avviene tramite mezzi a coclea 17, disposti in posizione sottostante il serbatoio 7 e atti a ricevere prima il flusso del frangente e poi un flusso di acqua per gravità dal serbatoio 7. Il flusso di acqua è regolabile mediante un elemento regolatore di flusso 18, disposto a monte della coclea 17 e in posizione anteriore il serbatoio 7, avendo cura di far scorrere il flusso solo nella parte inferiore della spirale della coclea .
La figura 10 illustra invece una forma di realizzazione in cui il moto ondoso viene incanalato fra i setti 12 disposti ortogonali rispetto al piano di fondo del bacino di carenaggio e fra loro paralleli e poi generato il frangente fronte patella (albero patella collegato con pompa - accumulatore idraulico - turbina alta pressione) .
Infine, le figure 11 e Ila illustrano forme di realizzazione del sistema di recupero di energia secondo il trovato in cui si realizza un battente differenziato, ossia zone di lunghezza differente che sfociano nel serbatoio 7.
Anche in questo caso sono presenti i setti 12 della precedente forma di realizzazione, i quali, tuttavia, entrano nel serbatoio 7 e per ogni setto è presente una patella 16.
Si definiscono in questo modo corsie fra loro parallele e di lunghezza differente, ad esempio crescente da sinistra a destra nella figura 11.
La patella 16 delle precedenti forme di realizzazione è in questo caso una patella per ogni porzione 4 e relativo piano 15 ed è sempre collegata ad una rispettiva pompa 25 ad alta pressione, che fa funzionare una turbina a mezzo di un accumulatore per compensare eventuali vuoti di lavoro.
In questo modo i tempi morti inevitabili tra un battente ed il successivo vengono sostanzialmente eliminati, differenziando i tempi di arrivo della pluralità di battenti in cui è stato diviso il battente unico delle precedenti forme di realizzazione.
Si è in pratica constatato come il sistema secondo il trovato assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati, in quanto permette di generare un'onda frangente, di recuperare la massa d'acqua in un serbatoio, e di azionare in tal modo prima una turbina ad alta pressione poi una a bassa pressione o altri mezzi di generazione di energia .
Il sistema secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

Claims (9)

  1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Sistema di trasformazione e recupero di energia derivante dal modo ondoso, comprendente mezzi di incanalamento del moto ondoso dotati di almeno un piano inclinato atto ad incanalare una massa d'acqua, caratterizzato dal fatto che detto piano inclinato si raccorda con almeno una porzione di detti mezzi di incanalamento atta a generare un'onda frangente, mezzi di trasformazione di energia essendo disposti a valle di detta porzione dei mezzi di incanalamento atta a generare un'onda frangente, detti mezzi di trasformazione dell'energia comprendendo mezzi atti a ricevere l'impatto di detta onda frangente e mezzi atti a trasformare detto impatto in energia .
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta porzione di detti mezzi di incanalamento ha un'angolazione differente rispetto a detto piano inclinato, detto piano inclinato e detta porzione di detti mezzi di incanalamento avente una angolazione differente rispetto a detto piano inclinato essendo atti ad essere disposti al di sotto del livello dell'acqua in condizioni di calma.
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a ricevere l'impatto dell'onda frangente comprendono almeno una patella atta ad essere movimentata da detto impatto, il movimento di detta patella essendo atto ad azionare detti mezzi atti a trasformare detto impatto in energia.
  4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a trasformare detto impatto in energia comprendono almeno una pompa ad alta pressione collegata ad un accumulatore idraulico e ad una turbina.
  5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un serbatoio atto a raccogliere l'acqua dell'onda frangente, ulteriori mezzi di trasformazione di energia essendo disposti in corrispondenza del fondo di detto serbatoio, in corrispondenza di un'apertura definita in detto fondo del serbatoio.
  6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di incanalamento del moto ondoso sono costituiti da un bacino di carenaggio regolabile in assetto.
  7. 7. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, entro detti mezzi di incanalamento del moto ondoso, una pluralità di mezzi separatori di flusso atti a incanalare il flusso del moto ondoso verso detto serbatoio ed a creare battenti differenziati, ciascun mezzo separatore essendo abbinato ad una relativa patella con pompa ad alta pressione, accumulatore idraulico e turbina ad alta pressione, e ad una relativa porzione di detti mezzi di incanalamento avente inclinazione differente rispetto a detto piano inclinato.
  8. 8. Sistema secondo una o piu delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta almeno una patella è collegata ad un albero il cui momento torcente, dato dall'impatto dell'onda frangente su detta patella, è trasmesso a detta pompa ad alta pressione.
  9. 9. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta patella è una patella stellata.
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