ITPD20010209A1 - Generatore di corrente con dispositivi di azionamento e controllo di utilizzatori e di mezzi di accumulo particolarmente per cicli od altri - Google Patents

Description

“GENERATORE DI CORRENTE CON DISPOSITIVI DI

AZIONAMENTO E CONTROLLO DI UTILIZZATORI E DI MEZZI DI ACCUMULO PARTICOLARMENTE PER CICLI OD ALTRI MEZZI”

DESCRIZIONE

Il generatore di corrente elettrica secondo il trovato trova conveniente applicazione in cicli, tricicli od altri mezzi ad essi assimilabili ove è richiesta la disponibilità di una sorgente elettrica per alimentare degli utilizzatori quale il faro anteriore e la luce posteriore.

E’ noto come oggi siano utilizzati dei generatori, denominati “dinamo” che sono sostanzialmente degli alternatori che ricevono il moto da un rullo dentato che viene posto a contatto, mediante mezzi elastici, ad uno dei pneumatici del ciclo.

Queste “dinamo” tradizionali presentano molti svantaggi.

Un primo svantaggio è dovuto alle perdite di energia dovute all’azionamento meccanico, al rumore che viene generato, all’attrito del rullo dentato sul pneumatico che genera del calore, alla ridotta pressione o all’eccessiva pressione del rullo dentato sul pneumatico stesso.

Un ulteriore problema che presentano questi generatori è il fatto che la tensione che si genera è funzione della velocità angolare di rotazione che è funzione della velocità del ciclo.

Questo determina dei fastidiosi fenomeni di variazione di flusso luminoso emesso dal faro e dalla luce posteriore che può essere insufficiente nei casi di bassa velocità mentre ad alte velocità, si può arrivare a bruciare le lampade.

Un altro problema che può creare per il ciclista utilizzatori dei seri problemi è che l alimentazione del faro e della luce posteriore cessa quando cessa il moto del ciclo e questo può esser motivo di pericolo nel caso ad esempio che il ciclista sia fermo al centro della strada per svoltare a sinistra.

In pratica si è rilevato che proprio quando sarebbe necessario per il ciclista segnalare la sua posizione pericolosa questo non può avvenire perché non vi è disponibilità di corrente per alimentare i sistemi di illuminazione.

Oltre a questo in considerazione del fatto che esistano parti in movimento, siano queste gli alberini in rotazione e tutti i rinvìi ed i supporti, quali cuscinetti o bronzine, ad essi connessi vi è un problema di deterioramento e di usura che oltre a ridurre la resa della dinamo stessa provoca ulteriori effetti di fastidiosa rumorosità.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un generatore che superi i problemi delle normali “dinamo” il tutto in favore della sicurezza dell’utente e della durata nonché dell’efficienza degli utilizzatori ovvero del fanale anteriore e della luce posteriore.

Conseguente primario scopo è quello di realizzare un generatore integrato con dispostivi di accumulo di corrente così da consentire il funzionamento degli utilizzatori anche in caso di ciclo fermo.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un generatore ove non vi siano mezzi striscianti e connessioni cinematiche soggette ad usura o determinanti rumorosità. Un altro scopo ancora è quello di realizzare un generatore integrato con mezzi di controllo di gestione della corrente introdotta tali da ottimizzare ed acconsentire funzioni nuove e diverse rispetto allo stato della tecnica.

Gli scopi proposti ed altri ancora che più chiaramente appariranno in seguito sono raggiunti da un generatore di corrente con dispositivi di azionamento e controllo di utilizzatori e di mezzi di accumulo particolarmente per cicli o altri mezzi mobili, caratterizzato dal fatto di comprendere:

a) almeno una unità di generazione di corrente costituita da una pluralità di magneti permanenti disposti in successione, associati ad una parte rotante del ciclo, affacciati ad espansioni polari fisse, sulle quali si genera una corrente indotta dalla variazione di campo dovuta alla pluralità dei magneti permanenti che transitano;

b) una unità di raddrizzamento e livellamento della corrente prodotta dall’unità di generazione atta a renderla equiversa e a valore massimo imposto;

c) una unità di accumulo dell’energia prodotta dal generatore e trattata dall’unità di raddrizzamento e livellamento;

d) una unità di controllo e gestione del generatore di corrente e dei suoi dispositivi, nonché di una pluralità di utilizzatori;

mezzi essendo ancora previsti per la verifica dello stato dell’illuminazione dell’ambiente e per integrare e/o ricaricare l’unità di accumulo di energia e per azionare i detti utilizzatori.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla dettagliata descrizione di una preferita forma esecutiva data a titolo indicativo ma non limitativo ed illustrata nelle allegate tavole di disegno in cui:

la fig. 1 mostra un ciclo ove sono evidenziate le parti del generatore, l’unità di accumulo e gli utilizzatori;

la fig. 2 mostra in modo più dettagliato un settore su cui sono posizionati i detti magneti permanenti;

la fig. 3 illustra in modo più dettagliato il posizionamento delle espansioni polari;

la fig. 4 mostra un esempio di collegamento delle espansioni polari alla forcella della ruota anteriore del ciclo;

la fig. 4 mostra in modo schematico il concatenamento delle varie unità di produzione e di controllo della corrente prodotta.

Con riferimento alle figure citate il ciclo viene globalmente indicato con 10 e di esso interessa evidenziare il telaio 11 la ruota anteriore 12 la forcella della ruota anteriore 13 il fanale anteriore 14 e la luce posteriore 15.

Nella ruota anteriore 12 ai raggi 16 sono fissati una pluralità di settori arcuati 17 meglio illustrati in figura 2.

Questi settori arcuati 17 portano una pluralità, in successione, di magneti permanenti 18.

Alla forcella 13 è fissato mediante un morsetto 19 un supporto 20 che contiene una pluralità di espansioni polari con relativi avvolgimenti sui quali si genera la corrente indotta dovuta al transito dei magneti 18 che essendo tra loro distanziati generano una alternanza di campo elettrico.

La disposizione delle espansioni polari segue l’arco dei settori arcuati 17 in modo che il movimento relativo dei magneti 17 trovi corrispondenza nella disposizione delle espansioni polari.

Nel ciclo 10 è previsto un contenitore 21 ove sono collocati degli accumulatori elettrici.

In figura 5 è illustrato uno schema di concatenazione dei mezzi di gestione e controllo della corrente prodotta.

In questo schema l’unità di generazione è ora indicata con 22 ed essa alimenta l’unità di raddrizzamento e livellamento 23 che a sua volta alimenta l’unità di accumulo 24.

L’unità di accumulo 24 oltre che dall’unità di generazione 22 può esser alimentata da celle solari 25 con gruppo di adattamento 26 potendo essere queste celle solari direttamente residenti sul ciclo.

Convenientemente queste celle solari possono essere di tipo flessibile in modo da adattarle ad esempio ad un parafango.

Gli accumulatori possono essere altresì ricaricati od integrati mediante un altro sistema di accumulatori esterni 27 o da un mezzo equivalente normalmente definito “pacchetto energetico”.

Un’altra fonte di alimentazione e di ricarica del gruppo di accumulo 24 è costituito da un alimentatore 28, connesso ad una normale rete di distribuzione di corrente che mediante una presa prevista nella unità di accumulo 24 o mediante un dispositivo detto “contact-free” consente di reintegrare gli accumulatori dell’unità di accumulo 24 ad esempio quando il ciclo è fermo, non viene usato, durante la notte ecc..

Il sistema prevede ancora una unità di controllo e gestione 29 che mediante sensori 30 controlla lo stato di ciascuna unità mentre mediante ulteriori sensori e comandi 31 controlla altresì l’utilizzatore 32 che è ad esempio il fato anteriore 14, l’utilizzatore 33 che è la luce posteriore 15 ed ulteriori utilizzatori 34 venendo tutti questi alimentati dall’unità di accumulo 24.

L’unità di controllo e gestione 29 prevede ancora un sensore 35 che controlla la luminosità dell’ambiente.

Ovviamente lo schema è indicativo ma è sufficiente per un tecnico per consentire di capire il concatenamento e la composizione del generatore di corrente e dei suoi controlli.

Da quanto illustrato e descritto risulta chiara la struttura del generatore e la funzionalità dei sistemi di controllo.

Il generatore non presenta parti tra loro meccanicamente o cinematicamente collegate e questo consente di non aver né usura né rumorosità né riscaldamento né nessun’ altra perdita energetica.

Convenientemente i magneti che sono stati illustrati come appartenenti a dei settori collegati ai raggi della ruota potranno essere posizionati sul cerchione della ruota, all’ esterno dello stesso od anche all’interno.

Oltre a questo per evitare problematiche legate ad esempio al fatto che i magneti attraggano e trattengano particelle metalliche che potrebbero disturbare il moto, è possibile collocare i magneti unitamente alle espansioni polari mentre in movimento possono essere messi dei settori di materiale ferromagnetico che creando una discontinuità nella chiusura dei circuiti magnetici genera una variazione di campo e quindi una corrente indotta.

In modo equivalente i magneti e le espansioni polari possono essere collocate nel gruppo pedivella/moltiplica del ciclo e quindi in questo caso possono essere protette in modo da evitare ogni problematica.

La corrente generata dal generatore in funzione della velocità del ciclo ha caratteristiche di frequenza e di tensione variabile e per questo l’unità di raddrizzamento e livellamento fa si che la corrente in uscita sia equiversa ed abbia un valore di tensione massima costante.

Questa tensione viene scelta in modo da esser quella che in modo ottimale alimenta gli accumulatori.

E’ previsto che le unità di generazione possono essere più di una ed in questo caso esse possono essere connesse sia in parallelo che in serie proprio per poter adattare nel modo migliore le caratteristiche di corrente e di tensione che alimentano gli accumulatori.

Come già detto l’unità di accumulo, ovvero gli accumulatori possono avere altre fonti di ricarica come celle solari presenti sul ciclo oppure come pacchetti energetici esterni da utilizzare a ciclo fermo o ricariche da rete mediante opportuni adattatori di tipo noto.

Il rilevatore di luminosità attiva attraverso l’unità di controllo e gestione gli utilizzatori quando l’ambiente ha una luminosità ritenuta eccessivamente bassa. L’unità di controllo attraverso dei sensori o attraverso il controllo della tensione o della frequenza della corrente generata stabilisce lo stato di movimento del ciclo cosicché a ciclo fermo dopo un tempo prestabilito si ha lo spegnimento degli utilizzatori.

Convenientemente lo spegnimento degli utilizzatori può avvenire anche quando la frequenza della corrente generata che corrisponde alla velocità del ciclo è così bassa che indica che il ciclo è portato a mano situazione nella quale non è necessaria l’attivazione della illuminazione.

Nel caso di sosta temporanea cosa che si verifica ad esempio quando il ciclista attende di svoltare e l’attesa è dovuta al fatto che la carreggiata da attraversare non è libera, il fanale anteriore riduce la sua luminosità per ridurre i consumi mentre là luce posteriore lampeggia in modo da rendere più evidente la posizione del ciclista fermo al centro ad esempio della strada cosa che costituisce uno dei pericoli maggiori per la sua sicurezza.

Il ritardo di spegnimento delle luci può esser allungato riattivando il tempo manualmente nel caso che l’attesa sia più lunga del tempo impostato ovviamente' l’unità di controllo e di gestione può essere implementata con una pluralità di altre funzioni che possono ad esempio derivare dalla possibilità di invertire la polarità in uscita degli accumulatori potendo così attivare funzioni diverse.

Da quanto descritto ed illustrato si nota come si siano raggiunti tutti gli scopi proposti ed in particolare come si sia realizzato un generatore ad alta resa e che consente un impianto di massima sicurezza.

Ovviamente materiali e dimensioni potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1) Generatore di corrente con dispositivi di azionamento e controllo di utilizzatori e di mezzi di accumulo particolarmente per cicli o altri mezzi mobili caratterizzato dal fatto di comprendere : a) almeno una unità di generazione costituita da una pluralità di magneti permanenti disposti in successione, associati ad una parte rotante del ciclo, affacciati ad espansioni polari fisse, sulle quali si genera una corrente indotta dalla variazione del campo dovuta alla pluralità dei magneti permanenti che transitano durante il moto; b) una unità di raddrizzamento e livellamento della corrente prodotta dall’unità di generazione atta a renderla equi versa e a valore massimo imposto; c) una unità di accumulo dell’energia prodotta dal generatore e trattata dall’unità di raddrizzamento e livellamento; d) una unità di controllo e gestione del generatore di corrente ed i suoi dispositivi, nonché di una pluralità di utilizzatori; mezzi essendo ancora previsti per la verifica dello stato dell’ illuminazione dell’ambiente e per integrare e/o ricaricare l’unità di accumulo di energia e per azionare i detti utilizzatori.
2. 2) Generatore come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta pluralità di magneti permanenti è associata ai raggi di una delle ruote del ciclo ed è costituita preferibilmente da una successione di settori ad arco disposti su una ideale circonferenza cui sono associati i magneti.
3. 3) Generatore come alla rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta pluralità di magneti permanenti, in una seconda forma esecutiva, è associata al cerchione di una delle ruote del ciclo.
4. 4) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 3 caratterizzato dal fatto che detti magneti sono disposti sulla superficie esterna di detto cerchione.
5. 5) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 3 caratterizzato dal fatto che detti magneti sono disposti sulla parte interna del cerchione del ciclo.
6. 6) Generatore coma alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta pluralità di magneti permanenti è associata al gruppo pedivella/moltiplica del ciclo.
7. 7) Generatore come alle rivendicazioni 1, 2 e 3 caratterizzato dal fatto che dette espansioni polari sono fisse e disposte affacciate alla zona di transito di detti magneti permanenti in modo da essere interessate da un campo magnetico variabile.
8. 8) Generatore come alle rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti magneti sono localizzati assieme alle espansioni polari , fissi rispetto alla struttura del ciclo, mentre di fronte ad essi transitano dei settori ferromagnetici che determinano la variazione di campo e di conseguenza la corrente indotta.
9. 9) Generatore come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di raddrizzamento e livellamento della corrente prodotta dal generatore, trasforma la corrente alternata o pulsante del generatore in una corrente unidirezionale di valore massimo costante adatto alla ricarica degli accumulatori della unità di accumulo.
10. 10) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 6 caratterizzato dal fatto che una forma variante possono essere presenti più unità di generazione e più unità di raddrizzamento e livellamento, le cui uscite possono essere connesse sia in parallelo che in serie in modo da adattare la corrente risultante agli accumulatori di energia.
11. 11) Generatore come alla rivendicazione 1, caraterizzato dal fato che detta unità di accumulo può essere alimentata da pannelli solari presenti nel ciclo stesso.
12. 12) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 11 caraterizzato dal fato che dete celle solari sono convenientemente di tipo flessibile, posizionate, ad esempio, sui parafanghi del ciclo.
13. 13) Generatore come alla rivendicazione 1 caraterizzato dal fatto che detta unità di accumulo può essere integrata o ricaricata da un accumulatore o da un paccheto energetico esterno.
14. 14) Generatore come alla rivendicazione 1 caraterizzato dal fatto che deta unità di accumulo è dotata di una presa o di un sistema “contact-free” per essere ricaricata da rete mediante un alimentatore.
15. 15) Generatore come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fato di essere dotato di un rilevatore di luminosità di ambiente che attiva gli utilizzatori, nella specie faro anteriore e la luce posteriore, ad un livello di buio prestabilito.
16. 16) Generatore come alla rivendicazione 1 caraterizzato dal fato che deta unità di controllo e gestione verifica lo stato di rotazione delle ruote del ciclo, spegnendo gli utilizzatori in condizione di velocità zero della ruota controllata (ciclo fermo) e/o al di soto di una certa velocità angolare della mota (ciclo a mano).
17. 17) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 16 caraterizzato dal fato che detta unità di controllo e gestione degli utilizzatori ritarda lo spegnimento degli stessi di un tempo prefissato, dopo il rilevamento dello stato di mota ferma (sosta temporanee) deto tempo di ritardo potendo esser innescato manualmente.
18. 18) Generatore come alle rivendicazioni 1 e 16 caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo e gestione, a ciclo fermo, riduce la luminosità del faro anteriore e ativa il lampeggio della luce posteriore.
19. 19) Generatore di corrente con dispositivi di azionamento e controllo di utilizzatori e di mezzi di accumulo, particolarmente per cicli o altri mezzi mobili, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche illustrate e descritte