ITMI20092060A1 - Impianto eolico per la generazione di energia elettrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“IMPIANTO EOLICO PER LA GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICAâ€

La presente invenzione riguarda un impianto eolico per la generazione di energia elettrica.

In particolare, la presente invenzione riguarda un impianto eolico, il quale comprende una struttura di sostegno; una navicella; un gruppo pale girevole rispetto alla navicella; e una prima e una seconda macchina elettrica comprendenti, rispettivamente, un primo e un secondo statore sostanzialmente coassiali, e un primo e un secondo rotore accoppiati in modo girevole al primo e al secondo statore attorno a un primo e a un secondo asse. L†̃impianto eolico comprende, inoltre, un gruppo di trasmissione per collegare il primo rotore al secondo rotore.

Impianti eolici del tipo sopra identificato sono noti dai seguenti documenti WO 2008/078342 A1; EP 1,363,019 A2; DE 196 52 673 A1; DE 38 44 505 A1; ES 2,140,301 A2; EP 1,589,222 A2; DE 29706 980 U1; e FR 2,810,374 A1.

Una soluzione particolarmente interessante per la realizzazione di impianti eolici di grande potenza appare essere quella descritta nel documento WO 2008/078342 secondo le forme di attuazione mostrate nelle figure 1, 4, 5, 6, 9, 11, 12, 13, 16, e 17, in cui l†̃impianto eolico comprende almeno due macchine elettriche disposte da bande opposte rispetto alla struttura di sostegno.

Queste soluzioni tecniche conferiscono una distribuzione di masse equilibrata rispetto alla struttura di sostegno e permettono un assemblaggio particolarmente facile. Tuttavia, il gruppo di trasmissione fra la prima e la seconda macchina elettrica causa problemi di altra natura. Ad esempio, eventuali oscillazioni del primo rotore risultano amplificate nel secondo rotore, infatti, il primo rotore à ̈ collegato direttamente al gruppo pale, il quale a causa dell’azione del vento può determinare degli spostamenti del primo rotore, che consistono sostanzialmente in una leggera variazione di concentricità fra il primo rotore e il primo statore e/o dell’inclinazione del primo asse. Questi spostamenti sono considerati accettabili quando rientrano in un determinato intervallo. Una variazione di inclinazione del primo asse determina degli spostamenti del secondo rotore tanto maggiori quanto maggiore à ̈ la distanza fra il primo e il secondo rotore con il rischio che gli spostamenti del secondo rotore non siano più considerati accettabili. In generale, gli spostamenti del primo e del secondo rotore non sono considerati accettabili quando hanno un’entità tale da ridurre il traferro in modo da rendere non funzionale la prima e/o la seconda macchina elettrica oppure quando pregiudicano la durata di vita di parti della prima e/o della seconda macchina elettrica adibite rispettivamente al supporto del primo e/o del secondo rotore. Gli spostamenti potrebbero essere contenuti o limitati supportando il primo e il secondo rotore con sistemi iperstatici. Tuttavia, questa soluzione appesantirebbe l’impianto eolico, e ne complicherebbe la struttura limitando anche la possibilità di accesso alle parti attive della prima e della seconda macchina elettrica. Inoltre, tale soluzione accrescerebbe le sollecitazioni e l’usura.

Un altro problema tecnico à ̈ dato dal fatto che à ̈ necessaria un’estrema precisione durante la fabbricazione e l’assemblaggio delle parti della prima e della seconda macchina elettrica per garantire un funzionamento ottimo dell’impianto eolico, cioà ̈ un funzionamento che garantisca la massima efficienza possibile della prima e della seconda macchina elettrica in relazione all’usura delle stesse. In altre parole, à ̈ necessario che:

- le parti attive del primo rotore e del secondo rotore siano interamente affacciate rispettivamente con le parti attive del primo e del secondo statore.

- il primo statore e il secondo statore abbiano assi di simmetria coincidenti, inoltre, il primo asse e il secondo asse siano coincidenti.

Anche piccole differenze dimensionali nella fabbricazione o nell’assemblaggio della prima e della seconda macchina elettrica possono generare delle asimmetrie o disallineamenti tra la prima e la seconda macchina elettrica e quindi pregiudicarne il funzionamento ottimo.

Un altro problema tecnico à ̈ dato dalle dilatazioni termiche differenziali che si generano nella prima e nella seconda macchina elettrica e nel gruppo di trasmissione. Infatti, la prima e la seconda macchina elettrica sono composte da strutture di metallo composte da materiali differenti ed esposte a surriscaldamenti differenti per posizione o funzione. In uso, si possono generare delle asimmetrie o dei disallineamenti riguardanti parti della prima e della seconda macchina elettrica dovute a dilatazioni termiche differenziali e nel gruppo di trasmissione.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la generazione di energia elettrica del tipo sopra identificato in grado di limitare gli inconvenienti dell’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la generazione di energia elettrica del tipo sopra identificato in grado di ridurre gli spostamenti del secondo rotore.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la generazione di energia elettrica del tipo sopra identificato che sia meno sensibile alle differenze dimensionali di fabbricazione o di assemblaggio di parti della prima e della seconda macchina elettrica.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto eolico per la generazione di energia elettrica del tipo sopra identificato che sia meno sensibile alle dilatazioni termiche differenziali.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un impianto eolico per la generazione di energia elettrica, l’impianto eolico comprendendo una struttura di sostegno; una navicella; un gruppo pale girevole rispetto alla navicella; e una prima e una seconda macchina elettrica comprendenti, rispettivamente, un primo e un secondo statore sostanzialmente coassiali, e un primo e un secondo rotore accoppiati in modo girevole al primo e al secondo statore attorno a un primo e a un secondo asse; l’impianto eolico comprendendo un gruppo di trasmissione per collegare il primo rotore al secondo rotore; il gruppo di trasmissione essendo deformabile per permettere spostamenti relativi fra la prima e la seconda macchina elettrica.

Grazie alla presente invenzione il gruppo di trasmissione assorbe le sollecitazioni deformandosi e riduce le sollecitazioni trasmesse al secondo rotore.

Secondo una preferita forma di attuazione il gruppo di trasmissione comprende un giunto elastico e un albero di trasmissione.

Grazie alla presente invenzione l’albero di trasmissione accoppia operativamente il primo rotore al secondo rotore e il giunto elastico si deforma elasticamente e smorza le sollecitazioni trasmesse dal primo al secondo rotore.

Secondo un’ulteriore preferita forma di attuazione la prima e la seconda macchina elettrica sono generatori anulari; il primo e il secondo rotore comprendendo rispettivamente un primo e un secondo tamburo rotorico cavo; l’albero di trasmissione comprendendo un cilindro cavo; e il giunto elastico avendo una forma anulare in modo da collegare la zona interna del primo rotore alla zona interna del secondo rotore.

Grazie alla presente invenzione, il primo rotore, l’albero di trasmissione, il giunto elastico e il secondo rotore sono conformati in modo tale che l’aria possa fluire all’interno di essi. In questo modo, la prima e la seconda macchina elettrica possono essere raffreddate attraverso il flusso d’aria che à ̈ preferibilmente alimentato dall’esterno dell’impianto eolico.

Secondo un’ulteriore preferita forma di realizzazione della presente invenzione il cilindro cavo e il giunto elastico hanno rispettivi diametri esterni inferiori al diametro esterno del primo e del secondo tamburo; e in cui il primo e il secondo rotore sono suddivisi in segmenti rotorici e il primo e il secondo statore sono suddivisi in segmenti statorici.

Grazie alla presente invenzione à ̈ possibile accedere ai segmenti statorici e ai segmenti rotorici ed estrarli assialmente.

Secondo un’ulteriore preferita forma di realizzazione della presente invenzione il cilindro cavo e il giunto elastico hanno rispettivi diametri interni atti a permettere il passaggio a un operatore per eventuali operazione di ispezione o manutenzione

Grazie alla presente invenzione un operatore può accedere al primo rotore, al gruppo pale, e al secondo rotore per eventuali operazioni di ispezione e manutenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista in elevazione laterale in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un impianto eolico realizzato in accordo con una prima forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista in elevazione laterale in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un impianto eolico realizzato in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione; e

- la figura 3 Ã ̈ una vista in elevazione laterale in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un impianto eolico realizzato in accordo con una terza forma di attuazione della presente invenzione.

Con riferimento alle figure allegate e in accordo con tutte le forme di attuazione della presente invenzione, con 1 à ̈ indicato un impianto eolico per la generazione di energia elettrica, nella fattispecie, un impianto eolico a trasmissione diretta e a velocità angolare variabile.

L’impianto eolico 1 comprende una struttura di sostegno 2; una navicella 3 che comprende un elemento centrale 4 anulare accoppiato in modo girevole alla struttura di sostegno 2; un gruppo pale 5 comprendente un mozzo 6 accoppiato alla navicella 3 in modo girevole attorno ad un asse A1, e una pluralità di pale 7 accoppiate al mozzo 6 in modo girevole per poter orientare ciascuna pala 7.

Inoltre, nella fattispecie illustrata nelle figure allegate, l’asse A1 à ̈ sostanzialmente orizzontale.

L’impianto eolico 1 comprende una macchina elettrica 9 comprendente uno statore 10 anulare e un rotore 11 anulare, il quale à ̈ accoppiato magneticamente allo statore 10, ed à ̈ accoppiato in modo girevole rispetto allo statore 10 attorno all’asse A1 attraverso un gruppo cuscinetto 12. In sostanza, la macchina elettrica 9 à ̈ un generatore elettrico anulare.

Inoltre, l’impianto eolico 1 comprende una macchina elettrica 13 comprendente uno statore 14 anulare e un rotore 15 anulare, il quale à ̈ accoppiato magneticamente allo statore 14, ed à ̈ accoppiato in modo girevole rispetto allo statore 14 attorno ad un asse A2 attraverso un gruppo cuscinetto 16. In sostanza, la macchina elettrica 13 à ̈ un generatore elettrico anulare.

Gli statori 10 e 14 sono sostanzialmente coassiali, in altre parole, hanno rispettivi assi di simmetria sostanzialmente coincidenti; sono distanziati uno rispetto all’altro e collegati fra loro per mezzo dell’elemento centrale 4. Nella fattispecie, l’elemento centrale 4 à ̈ interposto fra gli statori 10 e 14. I rotori 11 e 15 sono collegati fra loro tramite un gruppo di trasmissione 17 che trasferisce il moto di rotazione dal rotore 11 al rotore 15 come illustrato nella figura 1.

Il mozzo 6 Ã ̈ fissato direttamente al rotore 11 per trasferire il moto rotatorio indotto dal vento al rotore 11.

Il mozzo 6 à ̈ cavo e presenta un’apertura (non illustrata nelle figure allegate) verso l’esterno dell’impianto eolico 1 stesso, che permette l’ingresso di un flusso d’aria per raffreddare il mozzo 6, le macchine elettriche 9 e 13, e il gruppo di trasmissione 17 (figura 1).

L’elemento centrale 4 à ̈ fissato alla struttura di supporto 2 in modo girevole attorno a un asse A3, per direzionare il gruppo pale 5 a favore di vento.

Gli statori 10 e 14 hanno una forma cilindrica e comprendono rispettivi tamburi statorici 19 e 20 cavi. Gli statori 10 e 14 comprendono delle alette di raffreddamento (non illustrate nelle figure allegate) fissate sulla parete esterna dei tamburi statorici 19 e 20 per raffreddare esternamente le macchine elettriche 9 e 13.

La navicella 3 comprende due colletti 21 e 22 anulari, i quali sono disposti rispettivamente a contatto con il tamburo statorico 19 e 20, e definiscono le estremità opposte della navicella 3, in altre parole sono disposti da bande opposte rispetto all’asse A3.

I tamburi statorici 19 e 20 comprendono rispettive flange di fissaggio 23 atte a collegare i tamburi statorici 19 e 20 all’elemento centrale 4 e ai due colletti 21 e 22 anulari.

I tamburi statorici 19 e 20, l’elemento centrale 4, e i colletti 21 e 22 anulari definiscono la struttura portante della navicella 3.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo pale 5, il rotore 11, il gruppo di trasmissione 17 e il rotore 15 definiscono un gruppo rotante in parte alloggiato all’interno della navicella 3. Nella fattispecie, il rotore 11, il gruppo di trasmissione 17 e il rotore 15 sono alloggiati all’interno della navicella 3 e sono supportati unicamente dai gruppi cuscinetto 12 e 16 disposti alle estremità opposte della navicella 3. Il gruppo cuscinetto 12 à ̈ disposto in corrispondenza della zona di collegamento fra il rotore 11 e il mozzo 6, mentre il gruppo cuscinetto 16 à ̈ disposto all’estremità libera della navicella 3 in corrispondenza del colletto 22 anulare.

Ciascuno degli statori 10 e 14 comprende una rispettiva pluralità di segmenti statorici 24 e 25 che si estendono assialmente e sono uniformemente distribuiti attorno al rispettivo tamburo statorico 19, 20. I segmenti statorici 24, 25 sono fissati lungo la faccia interna del rispettivo tamburo statorico 19, 20. Ciascuno dei segmenti statorici 24, 25 comprende un pacco di lamierini di materiale ferromagnetico e almeno un avvolgimento accoppiato unicamente al pacco di lamierini in modo tale per cui ciascun segmento statorico 24, 25 possa essere estratto dal rispettivo statore 10, 14. In particolare, i segmenti statorici 24 e 25 sono estraibili assialmente.

I rotori 11 e 15 sono cavi e comprendono rispettivi tamburi rotorici 33 e 34 aventi diametri interni tali che un operatore possa accedere all’interno di essi per eventuali operazioni di manutenzione o ispezione.

I tamburi rotorici 33 e 34 sono cavi e hanno forma cilindrica. Ciascun rotore 11, 15 comprende una rispettiva pluralità di segmenti rotorici 35, 36 che si estendono parallelamente al rispettivo asse A1, A2 e sono uniformemente distribuiti attorno al rispettivo asse A1, A2. Ciascun segmento rotorico 35, 36 comprende una pinza (non illustrata nelle figure allegate) fissata sulla parete esterna del rispettivo tamburo rotorico 33, 34 e una rispettiva pluralità di magneti permanenti 38, 39 fissati sul rispettivo tamburo rotorico 33, 34 attraverso la pinza associata ad essi. Ciascun segmento rotorico 35, 36 à ̈ estraibile parallelamente al rispettivo asse A1, A2.

Nella fattispecie illustrata, le macchine elettriche 9 e 13 sono di tipo sincrono, beninteso che la presente invenzione si estende a qualsiasi tipo di macchina elettrica rotante, per esempio generatori elettrici asincroni con rotore a gabbia di scoiattolo oppure generatori elettrici sincroni con un rotore avente avvolgimenti rotorici in luogo di magneti permanenti.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo di trasmissione 17 Ã ̈ deformabile per permettere spostamenti relativi fra le macchine elettriche 9 e 13.

In particolare, il gruppo di trasmissione 17 Ã ̈ deformabile per permettere variazioni di allineamento degli assi A1 e A2, e/o spostamenti relativi fra i rotori 11 e 15.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo di trasmissione 17 comprende un giunto elastico 44 anulare e un albero di trasmissione 45 comprendente un cilindro cavo 46 collegato al rotore 11 attraverso il giunto elastico 44 e un cilindro cavo 47 collegato al rotore 15 e al cilindro cavo 46.

Il tamburo rotorico 33 à ̈ collegato direttamente al gruppo pale 5, il quale a causa delle sollecitazioni del vento può determinare degli spostamenti del tamburo rotorico 33 rispetto al tamburo statorico 19.

Le sollecitazioni agenti sul gruppo pale 5 sono dovute a varie cause. Per esempio quando, durante la rotazione del gruppo pale 5, una delle pale 7 si trova in corrispondenza della struttura di sostegno 2, la pala 7 e la struttura di sostegno 2 provocano una turbolenza che determina una sollecitazione asimmetrica sul gruppo pale 5. Altre sollecitazioni, che possono provocare degli spostamenti relativi fra le macchine elettriche 9 e 13 o parti di esse, sono determinate da raffiche di vento sulle pale 7 o sulla navicella 3 oppure a causa della rotazione stessa del gruppo pale 5.

Il giunto elastico 44 Ã ̈ elasticamente deformabile, quindi, quando il rotore 11 Ã ̈ sottoposto ad uno spostamento a causa di una sollecitazione trasmessa dal gruppo pale 5, il giunto elastico 44 si deforma e riduce le sollecitazioni trasmesse al rotore 15.

Il mozzo 6 e i rotori 11 e 15 sono accessibili attraverso i cilindri cavi 46 e 47 e il giunto elastico 44 anulare. A questo scopo, i diametri interni dei cilindri cavi 46 e 47 e del giunto elastico 44 sono tali da permettere l’accesso di un operatore per eventuali operazioni di manutenzione e ispezione. Inoltre, l’albero di trasmissione 45 presenta due aperture 52, una per ciascun cilindro cavo 46, 47. Le aperture 52 hanno diametri tali che un operatore può accedere all’interno dell’albero di trasmissione 45. Quindi, un operatore può accedere all’interno dell’albero di trasmissione 45 e avanzare fino all’interno del mozzo 6 attraverso il giunto elastico 45 e il rotore 11, oppure dall’interno dell’albero di trasmissione 45 all’interno del rotore 15.

Il mozzo 6, come già detto, presenta l’apertura (non illustrata nelle figure allegate) disposta dal lato opposto rispetto al rotore 11. La navicella 3 presenta un’ulteriore apertura 53, disposta dal lato opposto all’apertura e in corrispondenza del rotore 15, avente un diametro tale che il flusso d’aria incanalato attraverso l’apertura del mozzo 6, possa fuoriuscire attraverso la detta ulteriore apertura 53.

Quindi, il rotore 11, l’albero di trasmissione 45, il giunto elastico 44, il rotore 15 sono conformati in modo tale che un flusso d’aria possa scorrere all’interno di essi. Il flusso d’aria entra attraverso l’apertura del mozzo 6 e raggiunge il tamburo rotorico 33 raffreddando così il mozzo 6 e il rotore 11. Il detto flusso d’aria, inoltre, scorre dal tamburo rotorico 33 al tamburo rotorico 34 attraverso il giunto elastico 44 e l’albero di trasmissione 45, in questo modo raffredda l’albero di trasmissione 45 e il tamburo rotorico 34. Infine, il flusso d’aria fuoriesce dal tamburo rotorico 34 attraverso l’ulteriore apertura 53.

In questo modo, à ̈ definito un sistema di raffreddamento interno dell’impianto eolico 1 che si aggiunge al sistema di raffreddamento esterno dell’impianto eolico 1 definito dalle alette di raffreddamento (non illustrate nelle figure allegate) che agiscono per raffreddare i rispettivi tamburi statorici 19 e 20.

L’albero di trasmissione 45 à ̈ telescopico e comprende: il cilindro cavo 46; una flangia esterna 54 di estremità accoppiata al cilindro cavo 46; una flangia esterna 55 di estremità saldata alla flangia esterna 54; il cilindro cavo 47 coassiale al cilindro cavo 46; una flangia esterna 57 accoppiata rigidamente al cilindro cavo 47 e accoppiata in modo scorrevole al cilindro cavo 46 e atta ad essere fissata alla flangia esterna 55 tramite viti 58 o analoghi elementi di fissaggio rappresentati con linee tratteggiate nelle figure 1 e 2.

Inoltre, la flangia esterna 57 del cilindro cavo 47 à ̈ interna al cilindro cavo 46, in questo modo, quando le viti 58 non sono applicate, il cilindro cavo 47 può scorrere all’interno del cilindro cavo 46 oppure il cilindro cavo 46 può scorrere all’esterno del cilindro cavo 47 per assumere una delle posizioni operative. Inoltre la flangia esterna 55 definisce un fine corsa per il cilindro cavo 47 o per il cilindro cavo 46, infatti, la flangia esterna 55 à ̈ in battuta con la flangia esterna 57 quando il cilindro cavo 47 non à ̈ disposto all’interno del cilindro cavo 46.

La prima posizione operativa à ̈ definita quando il cilindro cavo 46 à ̈ connesso al rotore 11 e il cilindro cavo 47 à ̈ connesso al rotore 15.

Nella prima posizione operativa il cilindro cavo 46 e il cilindro cavo 47 si sovrappongono solo in una regione delimitata alle rispettive estremità per essere fissati tra loro attraverso le viti 58 come mostrato nelle figure 1 e 2.

Nella prima posizione operativa l’albero di trasmissione 45 à ̈ atto a trasmettere il moto rotatorio dal rotore 11 al rotore 15 attraverso i cilindri cavi 46 e 47.

Una seconda posizione operativa, non illustrata nelle figure allegate, à ̈ definita quando il cilindro cavo 46 à ̈ fissato al rotore 11 e il cilindro cavo 47 non à ̈ connesso al rotore 15. Il cilindro cavo 47 viene fatto scorrere all’interno del cilindro cavo 46. In questo caso, l’albero di trasmissione 45 non trasmette il moto rotatorio dal rotore 11 al rotore 15, ed à ̈ in funzione esclusivamente la macchina elettrica 9.

Una terza posizione operativa, non illustrata nelle figure allegate, à ̈ definita quando il cilindro cavo 47 à ̈ fissato al rotore 15 e il cilindro cavo 46 non à ̈ connesso al rotore 11. Il cilindro cavo 46 viene fatto scorrere all’esterno del cilindro cavo 47. In questo caso, l’albero di trasmissione 45 non trasmette il moto rotatorio dal rotore 11 al rotore 15, ed à ̈ in funzione esclusivamente la macchina elettrica 9.

In accordo alla prima forma di attuazione illustrata nella figura 1, il giunto elastico 44 comprende dei blocchi elastici 60 comprendenti materiale elastomerico, come ad esempio gomma o adiprene. Secondo una variante della presente invenzione i blocchi elastici 60 comprendono strutture di rinforzo come ad esempio una rete metallica o un tessuto inglobate nel materiale elastomerico.

I blocchi elastici 60 sono interposti tra il cilindro cavo 46 e il rotore 11 in modo che il cilindro cavo 46 e il rotore 11 siano operativamente accoppiati tra loro senza che siano direttamente in contatto. Infatti, i blocchi elastici 60, avendo proprietà elastiche, quando sono sottoposti a sollecitazioni di flessione e/o di compressione e/o di trazione e/o di torsione si deformano. Quindi, i blocchi elastici 60 trasmettono il moto rotatorio dal rotore 11 al cilindro cavo 46, ma riducono le sollecitazioni trasmesse dal rotore 11 al cilindro cavo 46, inoltre smorzano anche vibrazioni dal rotore 11 al cilindro cavo 46.

Il gruppo di trasmissione 17 comprende una flangia di estremità 61 accoppiata al cilindro cavo 46 e affacciata al tamburo rotorico 33. La flangia di estremità 61 à ̈ fissata ai blocchi elastici 60 tramite elementi di fissaggio 62. Il tamburo rotorico 33 à ̈ fissato ai blocchi elastici 60 tramite elementi di fissaggio 62.

Il gruppo di trasmissione 17 comprende una flangia di estremità 51 accoppiata rigidamente al cilindro cavo 47 e affacciata al tamburo rotorico 34, e degli elementi di fissaggio 56, i quali collegano in modo reversibile la flangia di estremità 51 al tamburo rotorico 34.

I cilindri cavi 46 e 47, il giunto elastico 44 anulare, le flange esterne 54, 55 e 57, e le flange di estremità 61 e 51 hanno diametri esterni minori dei diametri dei tamburi rotorici 33, 34, in questo modo i segmenti rotorici 35, 36 e i segmenti statorici 24, 25 sono estraibili parallelamente ai rispettivi assi A1, A2 dall’elemento centrale 4.

Secondo una variante della prima forma di attuazione non illustrata nelle figure allegate, i blocchi elastici 60 sono interposti tra il cilindro cavo 47 e il tamburo rotorico 34. Secondo tale variante le sollecitazioni arrivano invariate all’albero di trasmissione 45 e vengono ridotte dai blocchi elastici 60.

Secondo una variante della prima forma di attuazione non illustrata nelle figure allegate, i blocchi elastici 60 sono interposti sia tra il cilindro cavo 46 e il tamburo rotorico 33, sia tra il cilindro cavo 47 e il tamburo rotorico 34.

Secondo una seconda forma di attuazione della presente invenzione illustrata nella figura 2, il gruppo di trasmissione 17 à ̈ sostituito da un gruppo di trasmissione 48, il quale comprende l’albero di trasmissione 45 descritto con riferimento alla figura 1, e due giunti elastici 49 e 50 anulari comprendenti, ciascuno, una pluralità di lamelle metalliche 63.

Il gruppo di trasmissione 48 comprende una flangia di estremità 64 accoppiata rigidamente al cilindro cavo 46 e affacciata al tamburo rotorico 33 e una flangia di estremità 68 accoppiata rigidamente al cilindro cavo 47 e affacciata al tamburo rotorico 34.

Il giunto elastico 49 à ̈ interposto tra il tamburo rotorico 33 e la flangia di estremità 64 del cilindro cavo 46. Inoltre, il gruppo di trasmissione 48 comprende degli elementi di fissaggio 65 che collegano la flangia di estremità 64 alle lamelle metalliche 63 del giunto elastico 49. Il rotore 11 comprende elementi di fissaggio 66 che collegano il tamburo rotorico 33 alle lamelle metalliche 62 del giunto elastico 49.

Il giunto elastico 50 à ̈ interposto tra il tamburo rotorico 34 e la flangia di estremità 68 del cilindro cavo 47. Inoltre, il gruppo di trasmissione 48 comprende elementi fissaggio 69 che collegano la flangia di estremità 68 alle lamelle metalliche 63 del giunto elastico 50. Il rotore 15 comprende elementi di fissaggio 70 che collegano il tamburo rotorico 34 alle lamelle metalliche 63 del giunto elastico 50.

Quindi, l’albero di trasmissione 45, in particolare il cilindro cavo 46 e il cilindro cavo 47, à ̈ operativamente accoppiato ai tamburi rotorici 33 e 34 per trasferire il moto rotatorio da uno all’altro.

Infatti, le lamelle metalliche 63, essendo elasticamente deformabili, quando sono sottoposte a sollecitazioni di flessione e/o di compressione e/o di trazione si deformano. In questo modo, le lamelle metalliche 63 dei giunti elastici 49 e 50 trasmettono il moto rotatorio rispettivamente dal rotore 11 al cilindro cavo 46 e dal cilindro cavo 47 al rotore 15, e riducono le sollecitazioni trasmesse rispettivamente dal rotore 11 al cilindro cavo 46 e dal cilindro cavo 47 al rotore 15.

I giunti elastici 49 e 50 e le flange di estremità 64 e 68 hanno diametri esterni minori dei diametri esterni dei tamburi rotorici 33 e 34.

Secondo una variante della forma di attuazione appena descritta della presente invenzione, il gruppo di trasmissione comprende uno solo fra il giunto elastico 49 e il giunto elastico 50, e il giunto elastico mancante à ̈ sostituito da una giunzione rigida.

Secondo una terza forma di attuazione della presente invenzione illustrata nella figura 3, il gruppo di trasmissione 17 illustrato nella figura 1 à ̈ sostituito da un gruppo di trasmissione 71, il quale comprende un albero di trasmissione 72, e un giunto elastico 73 anulare comprendente due piastre anulari 74 e 75 e un anello 76 comprendente materiale elastomerico ad esempio gomma o adiprene. Secondo una variante della presente invenzione l’anello 76 comprende una struttura di rinforzo come ad esempio una rete metallica o un tessuto inglobata nel materiale elastomerico.

Le piastre anulari 74 e 75 sono collegate tra loro dall’anello 76.

L’albero di trasmissione 72 comprende un cilindro cavo 77, il quale presenta due aperture 78 di diametro tale che un operatore può accedere all’interno del cilindro cavo 77.

Il gruppo di trasmissione 71 comprende una flangia esterna 79 di estremità accoppiata rigidamente al cilindro cavo 77 e affacciata al giunto elastico 73, e una flangia esterna 80 di estremità accoppiata rigidamente al cilindro cavo 77 e affacciata al tamburo rotorico 34.

Le piastre anulari 74 e 75, l’anello 76, e il cilindro cavo 77 hanno diametri interni tali da permettere l’accesso di un operatore per eventuali operazioni di manutenzione o di ispezioni e tali da permettere il passaggio di un flusso d’aria dal tamburo rotorico 33 al tamburo rotorico 34.

Il diametro esterno del cilindro cavo 77, le flange di estremità 79 e 80, le piastre anulari 74 e 75 e l’anello 76 hanno diametri esterni minori dei diametri dei tamburi rotorici 33, 34, in questo modo i segmenti rotorici 35, 36 e i segmenti statorici 24, 25 sono estraibili parallelamente ai rispettivi assi A1, A2 dall’elemento centrale 4.

Il gruppo di trasmissione 71 comprende degli elementi di fissaggio 81 per fissare in modo reversibile la flangia di estremità 79 alla piastra anulare 74; e degli elementi di fissaggio 82 per fissare in modo reversibile la flangia di estremità 80 al tamburo rotorico 34.

Inoltre, il gruppo di trasmissione 71 comprende degli elementi di fissaggio 83 per fissare in modo reversibile la piastra anulare 75 al tamburo rotorico 33.

In uso, il moto rotatorio indotto dal vento viene trasferito al tamburo rotorico 33. Il giunto elastico 73 trasferisce il moto rotatorio dal tamburo rotorico 33 all’albero di trasmissione 72 e riduce le sollecitazioni. Infatti, l’anello 76 del giunto elastico 73 quando à ̈ sottoposto a sollecitazioni di flessione e/o di compressione e/o di trazione e/o di torsione si deforma e di conseguenza riduce le sollecitazioni trasmesse dal tamburo rotorico 33 all’albero di trasmissione 72.

Secondo una variante della forma di attuazione appena descritta della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate il giunto elastico 73 à ̈ interposto tra l’albero di trasmissione 72 e il tamburo rotorico 34, mentre il tamburo rotorico 33 à ̈ connesso rigidamente all’albero di trasmissione 72.

Secondo un’ulteriore variante della terza forma di attuazione della presente invenzione non illustrata nelle figure allegare, l’anello del giunto elastico presenta la parte convessa rivolta verso l’interno del gruppo di trasmissione e la parte concava rivolta verso l’esterno del gruppo di trasmissione.

Secondo un’ulteriore variante della terza forma di attuazione della presente invenzione, il gruppo di trasmissione 71 comprende un ulteriore giunto elastico 73 interposto tra l’albero di trasmissione 72 e il tamburo rotorico 34.

Con riferimento alle figure allegate l’asse A1 e l'asse A2 sono coincidenti, resta inteso che, in pratica e in uso, gli assi A1, A2 possono assumere posizioni non coincidenti.

Oltre ai vantaggi già citati, un ulteriore vantaggio à ̈ dato dal fatto che ciascuna macchina elettrica 9 e 13 viene prodotta e collaudata in modo indipendente dall’altra, e successivamente viene montata all’elemento centrale 4.

Risulta infine evidente che agli apparati e al metodo qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto eolico per la generazione di energia elettrica, l’impianto eolico (1) comprendendo una struttura di sostegno (2); una navicella (3); un gruppo pale (5) girevole rispetto alla navicella (3); e una prima e una seconda macchina elettrica (9, 13) comprendenti, rispettivamente, un primo e un secondo statore (10, 14) sostanzialmente coassiali, e un primo e un secondo rotore (11, 15) accoppiati in modo girevole al primo e al secondo statore (10, 14) attorno a un primo e a un secondo asse (A1, A2); l’impianto eolico (1) comprendendo un gruppo di trasmissione (17; 48; 71) per collegare il primo rotore (11) al secondo rotore (15); il gruppo di trasmissione (17; 48; 71) essendo deformabile per permettere spostamenti relativi fra la prima e la seconda macchina elettrica (9, 13).
2. 2. Impianto eolico secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo di trasmissione (17; 48; 71) comprende almeno un giunto elastico (44; 49, 50; 73) e un albero di trasmissione (45; 72).
3. 3. Impianto eolico secondo la rivendicazione 2, in cui il giunto elastico (44; 49, 50; 73) à ̈ interposto tra l’albero di trasmissione (45; 72) e ad almeno uno fra il primo e il secondo rotore (11, 15).
4. 4. Impianto eolico secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il giunto elastico (44) comprende dei blocchi elastici (60) comprendenti materiale elastomerico e interposti fra l’albero di trasmissione (45) e almeno uno fra il primo e il secondo rotore (11, 15); e preferibilmente ciascun blocco elastico (60) comprende una struttura di rinforzo inglobata nel materiale elastomerico.
5. 5. Impianto eolico secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il giunto elastico (73) comprende un anello (76) comprendente materiale elastomerico; e preferibilmente l’anello (76) comprende una struttura di rinforzo inglobata nel materiale elastomerico.
6. 6. Impianto eolico secondo la rivendicazione 5, in cui l’anello (76) presenta un diametro sostanzialmente pari al diametro dell’albero di trasmissione (72).
7. 7. Impianto eolico secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il giunto elastico (49, 50) comprende delle lamelle metalliche (63).
8. 8. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui la prima e la seconda macchina elettrica (9, 13) sono generatori anulari; il primo e il secondo rotore (11, 15) comprendendo rispettivamente un primo e un secondo tamburo rotorico (33, 34) cavo; l’albero di trasmissione (45; 72) comprendendo un cilindro cavo (46, 47; 77); e il giunto elastico (44; 49, 50; 73) avendo una forma anulare in modo da collegare la zona interna del primo rotore (11) alla zona interna del secondo rotore (15).
9. 9. Impianto eolico secondo la rivendicazione 8, in cui il cilindrico cavo (46, 47; 77) e il giunto elastico (44; 49, 50; 73) hanno rispettivi diametri esterni inferiori al diametro esterno del primo e del secondo tamburo rotorico (33, 34); e in cui il primo e il secondo rotore (11, 15) sono suddivisi in segmenti rotorici (35, 36) e il primo e il secondo statore (10, 14) sono suddivisi in segmenti statorici (24, 25).
10. 10. Impianto eolico secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui il cilindro cavo (46, 47; 77) e il giunto elastico (44; 49, 50; 73) hanno rispettivi diametri interni atti a permettere il passaggio di un operatore per eventuali operazioni di ispezione o manutenzione.
11. 11. Impianto eolico secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui il cilindro cavo (46, 47; 77) presenta almeno un’apertura laterale (52; 78) tale da permettere l’accesso all’interno del cilindro cavo (46, 47; 77) a un operatore per eventuali operazioni di manutenzione o d’ispezione.
12. 12. Impianto eolico secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, in cui l’albero di trasmissione (45) comprende un ulteriore cilindro cavo (47) coassiale al cilindro cavo (46) e collegato in modo reversibile al cilindro cavo (46); preferibilmente il cilindro cavo (46) e l’ulteriore cilindro cavo (47) essendo scorrevoli assialmente uno rispetto all’altro.
13. 13. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il primo e il secondo statore (10, 14) comprendono rispettivamente un primo e un secondo tamburo statorico (19, 20) cavi collegati fra loro e atti a definire almeno in parte la struttura portante della detta navicella (3).
14. 14. Impianto eolico secondo la rivendicazione 13, in cui la detta navicella (3) comprende un elemento centrale (4) accoppiato in modo girevole alla struttura di sostegno (2) attorno a un terzo asse (A3) e interposta fra il primo e il secondo tamburo statorico (19, 20) in modo da disporre la prima e la seconda macchina elettrica (9, 13) da bande opposte rispetto al terzo asse (A3).
15. 15. Impianto eolico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente un primo e un secondo gruppo cuscinetto (12, 16) disposti alle estremità opposte della navicella (3) in corrispondenza rispettivamente della prima e della seconda macchina elettrica (9, 13); preferibilmente il primo e il secondo rotore (11, 15) e il gruppo di trasmissione (17; 48; 71) essendo supportati in rotazione unicamente dal primo e dal secondo gruppo cuscinetti (12, 16).