ITPI20090128A1 - SUBMERSIBLE EQUIPMENT TO OBTAIN ELECTRICAL ENERGY FROM FLUVIAL AND MARINE CURRENTS - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “APPARECCHIATURA SOMMERGIBILE PER RICAVARE ENERGIA ELETTRICA DA CORRENTI FLUVIALI E MARINE” Description of the industrial invention entitled "SUBMERSIBLE EQUIPMENT TO OBTAIN ELECTRICITY FROM RIVER AND MARINE CURRENTS"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Ambito dell’invenzione Scope of the invention
La presente invenzione riguarda un’apparecchiatura per convertire in energia elettrica l’energia cinetica di correnti fluviali e marine. The present invention relates to an apparatus for converting the kinetic energy of river and sea currents into electrical energy.
In particolare, l’apparecchiatura è adatta per installazione temporanea o permanente in fiumi, canali e tratti di mare. In particular, the equipment is suitable for temporary or permanent installation in rivers, canals and stretches of sea.
Brevi cenni alla tecnica nota Brief notes on the known art
Sono note apparecchiature comprendenti giranti sommergibili in fiumi, canali, condotte, tratti di mare, atte a trasferire energia cinetica di una corrente d’acqua ad un albero rotante della girante, ed eventualmente a convertirla in energia elettrica in un generatore elettrico. Apparatuses are known comprising submersible impellers in rivers, canals, pipelines, stretches of sea, designed to transfer kinetic energy of a current of water to a rotating shaft of the impeller, and possibly to convert it into electrical energy in an electric generator.
In particolare, sono noti dispositivi in cui anche il generatore elettrico è sommergibile assieme alla girante. Dispositivi di questo genere, in cui inoltre la girante comprende una porzione di vite di Archimede, sono descritti, ad esempio, in EP0222352 ed in DE10329465. Il posizionamento di tali dispositivi in profondità nel mare, come pure in un corso d’acqua, prevede la realizzazione di opere di ancoraggio subacquee, sia per la girante che per il generatore, rendendo complicata l’installazione. Ciò rende tali dispositivi poco utili, in particolare, nel caso di installazioni temporanee, utilizzate ad esempio in cantieri off-shore. In particular, devices are known in which the electric generator is also submersible together with the impeller. Devices of this kind, in which the impeller also includes an Archimedes screw portion, are described, for example, in EP0222352 and DE10329465. The placement of these devices deep in the sea, as well as in a watercourse, involves the construction of underwater anchoring works, both for the impeller and for the generator, making installation complicated. This makes these devices not very useful, in particular, in the case of temporary installations, used for example in off-shore construction sites.
Sintesi dell’invenzione Summary of the invention
È quindi scopo della presente invenzione fornire un’apparecchiatura sommergibile per ricavare energia elettrica da un flusso d’acqua, ad esempio una corrente fluviale o marina, che sia di rapida installazione e facile utilizzo. It is therefore the purpose of the present invention to provide submersible equipment for obtaining electricity from a flow of water, for example a river or sea current, which is quick to install and easy to use.
È inoltre scopo della presente invenzione fornire una siffatta apparecchiatura che sia adatta all’installazione in corsi d’acqua come canali, condotte forzate, caratterizzati da frequenti inversioni delle correnti oppure in zone di mare in cui le correnti subiscono inversioni regolari per effetto delle maree. It is also the purpose of the present invention to provide such equipment that is suitable for installation in waterways such as canals, penstocks, characterized by frequent inversions of currents or in sea areas where currents undergo regular inversions due to the effect of the tides.
È altresì scopo della presente invenzione fornire una siffatta apparecchiatura che sia adatta alla produzione diretta di energia elettrica in forma di tensione/corrente alternata ad una frequenza assegnata. It is also an object of the present invention to provide such an apparatus which is suitable for the direct production of electrical energy in the form of alternating voltage / current at an assigned frequency.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da un’apparecchiatura per trasformare in energia elettrica l’energia cinetica di un flusso di acqua di fiume o di mare, detta apparecchiatura comprendendo: These and other purposes are achieved by an equipment for transforming the kinetic energy of a stream of river or sea water into electrical energy, said equipment comprising:
� un corpo tubolare esterno fisso atto ad essere<attraversato da un flusso di acqua;>� a fixed external tubular body able to be <crossed by a flow of water;>
� una girante dalla quale si estende una porzione di impegno con il flusso di acqua, detta girante essendo montata girevolmente nel corpo tubolare in modo tale che il flusso di acqua possa causare un moto rotatorio della girante internamente al corpo tubolare esterno; An impeller from which a portion of engagement with the water flow extends, said impeller being rotatably mounted in the tubular body in such a way that the water flow can cause a rotational motion of the impeller inside the external tubular body;
� un generatore elettrico avente uno statore ed un<rotore;>� an electric generator having a stator and a <rotor;>
� mezzi di trasmissione del moto rotatorio dalla girante al rotore; Means for transmitting the rotary motion from the impeller to the rotor;
la cui caratteristica principale è che detta girante è una girante cava che definisce al proprio interno una cavità allungata, e che il generatore ed i mezzi di trasmissione sono disposti all’interno della cavità. whose main feature is that said impeller is a hollow impeller which defines an elongated cavity inside, and that the generator and the transmission means are arranged inside the cavity.
In questo modo viene fornita un’apparecchiatura particolarmente semplice da installare ed utilizzare. A tal fine è infatti sufficiente calare l’apparecchiatura in un corso d’acqua o in un punto del mare, soggetto a correnti sommerse utili per la generazione di energia elettrica, assicurarla ad un fondale o ad una struttura, e connettere ad un utilizzo un cavo di potenza in uscita dal generatore. Tali operazioni sono eventualmente ripetibili per più apparecchiature fino al raggiungimento di una predeterminata potenza da installare. La semplicità di installazione rende l’apparecchiatura particolarmente idonea all’utilizzo occasionale e/o temporaneo, come nel caso di cantieri off-shore. In this way, equipment that is particularly simple to install and use is provided. For this purpose it is in fact sufficient to lower the equipment into a watercourse or in a point of the sea, subject to submerged currents useful for the generation of electricity, to secure it to a seabed or to a structure, and to connect a power cable coming out of the generator. These operations are possibly repeatable for several appliances until a predetermined power to be installed is reached. The simplicity of installation makes the equipment particularly suitable for occasional and / or temporary use, as in the case of offshore construction sites.
Preferibilmente, la porzione di impegno della girante è una porzione di elicoide o di una vite di Archimede coassiale a detta girante. In altre parole, la girante segue il profilo di una vite di Archimede, utilizzato per la realizzazione di macchine operatrici come coclee. Preferably, the engagement portion of the impeller is a portion of helicoid or of an Archimedean screw coaxial to said impeller. In other words, the impeller follows the profile of an Archimedes screw, used for the construction of operating machines such as augers.
Il passo della girante è preferibilmente scelto in funzione del regime di moto della corrente sommersa, ossia in funzione delle velocità caratteristiche del flusso d’acqua da sfruttare. The impeller pitch is preferably chosen according to the motion regime of the submerged current, that is, according to the characteristic speeds of the water flow to be exploited.
Vantaggiosamente, la cavità è definita da pareti cilindriche della girante. Advantageously, the cavity is defined by cylindrical walls of the impeller.
Vantaggiosamente, il generatore elettrico e la girante forniscono reciproco supporto, in particolare uno o più cuscinetti a sfere essendo disposti tra il generatore elettrico e la girante. Advantageously, the electric generator and the impeller provide mutual support, in particular one or more ball bearings being arranged between the electric generator and the impeller.
Vantaggiosamente, il generatore elettrico avendo un passaggio per un albero che si estende coassialmente dalla girante all’interno della cavità della girante. Advantageously, the electric generator having a passage for a shaft that extends coaxially from the impeller inside the impeller cavity.
Il contenitore ermetico prevede poi anche un passaggio per un cavo per trasferire l’energia elettrica ad un utilizzatore. The hermetic container then also provides a passage for a cable to transfer electricity to a user.
In particolare, è previsto un contenitore ermetico fisso disposto all’interno di detta cavità allungata, detto generatore essendo alloggiato in detto contenitore ermetico; il contenitore ermetico è solidale allo statore ed è solidale al corpo tubolare esterno. In particular, a fixed hermetic container is provided inside said elongated cavity, said generator being housed in said hermetic container; the hermetic container is integral with the stator and is integral with the external tubular body.
Vantaggiosamente, il corpo tubolare esterno ha una prima estremità da cui si estende il contenitore ermetico fisso, ed una seconda estremità da cui si estende girevolmente la girante. Advantageously, the external tubular body has a first end from which the fixed hermetic container extends, and a second end from which the impeller extends rotatably.
L’apparecchiatura può inoltre comprendere un dispositivo di raffreddamento del generatore elettrico, formato preferibilmente da uno o più serpentini aventi rispettivi ingressi ed uscite per prelevare/restituire acqua del flusso, e rispettive porzioni centrali disposte all’interno o all’esterno del contenitore ermetico in corrispondenza del generatore in modo che l’acqua asporti calore prodotto dal generatore elettrico. The apparatus can also comprise a cooling device for the electric generator, preferably formed by one or more coils having respective inlets and outlets for withdrawing / returning water from the flow, and respective central portions arranged inside or outside the hermetic container in correspondence of the generator so that the water removes the heat produced by the electric generator.
Vantaggiosamente, tra le pareti cilindriche girevole assieme alla girante, ed il contenitore ermetico fisso sono disposti almeno due cuscinetti di sopportazione, preferibilmente del tipo a ricircolazione di rulli. Advantageously, at least two bearing bearings, preferably of the roller recirculation type, are arranged between the cylindrical walls rotatable together with the impeller and the fixed hermetic container.
Vantaggiosamente, i mezzi di trasmissione hanno un dispositivo di moltiplicazione del numero di giri avente un albero rotante di ingresso trascinato da detta girante con un numero di giri in ingresso ed un albero rotante di uscita che trascina il rotore con un numero di giri in uscita, il dispositivo di moltiplicazione essendo preferibilmente un moltiplicatore epicicloidale. Advantageously, the transmission means have a device for multiplying the number of revolutions having a rotating input shaft driven by said impeller with an input number of revolutions and an output rotating shaft which drives the rotor with an output number of revolutions, the multiplying device preferably being a planetary multiplier.
Preferibilmente, è previsto un regolatore del rapporto tra il numero di giri in ingresso e il numero di giri in uscita, tale che il numero di giri in uscita rimanga sostanzialmente uguale ad un valore prefissato quando varia il numero di giri in ingresso. In tal modo è possibile utilizzare un generatore di tipo ottenendo energia elettrica nella forma di tensione elettrica alternata, ad una frequenza predeterminata. Il regolatore permette inoltre di mantenere un regime di giri di massimo rendimento dell’apparecchiatura. Preferably, a regulator is provided for the ratio between the number of input revolutions and the number of output revolutions, such that the number of output revolutions remains substantially equal to a predetermined value when the input number of revolutions varies. In this way it is possible to use a type generator by obtaining electrical energy in the form of alternating electrical voltage, at a predetermined frequency. The regulator also allows you to maintain a maximum efficiency of the equipment.
Preferibilmente, il regolatore è un regolatore a<circuito chiuso comprendente:>Preferably, the regulator is a <closed loop regulator comprising:>
� un attuatore oleodinamico associato ad un contenitore contenente un fluido sottoposto ad una pressione, l’attuatore modificando il rapporto in dipendenza della<pressione;>� an hydraulic actuator associated with a container containing a fluid subjected to a pressure, the actuator modifying the ratio depending on the <pressure;>
� una pompa azionata dalla girante della turbina; � a pump driven by the turbine impeller;
� mezzi di connessione idraulica di una bocca prementedella pompa con il contenitore, Means for hydraulic connection of a pre-pump mouth with the container,
la pompa essendo atta a creare tale pressione di detto fluido all’interno del contenitore, tale pressione essendo dipendente dal numero di giri in ingresso, ed il numero di giri in uscita rimanga sostanzialmente invariato al valore prefissato quando il numero di giri in ingresso varia. the pump being able to create this pressure of said fluid inside the container, this pressure being dependent on the number of inlet revolutions, and the number of outgoing revolutions remains substantially unchanged at the predetermined value when the number of inlet revolutions varies.
In particolare, l’attuatore oleodinamico comprende un piatto ad inclinazione variabile. In particular, the hydraulic actuator includes a plate with variable inclination.
Vantaggiosamente, la girante ruota con un senso di rotazione che si inverte in base al verso del flusso di acqua, e i mezzi di trasmissione comprendono un dispositivo di mantenimento di un senso di rotazione predeterminato dell’albero rotante del rotore quando si verifica una inversione del senso di rotazione della girante. In tal modo, l’apparecchiatura è adatta ad essere utilizzata in caso di inversioni di flusso più o meno frequenti, ad esempio tratti di mare in cui la corrente si inverte per effetto delle maree. Advantageously, the impeller rotates with a direction of rotation that is inverted according to the direction of the water flow, and the transmission means comprise a device for maintaining a predetermined direction of rotation of the rotating shaft of the rotor when a direction inversion occurs. of rotation of the impeller. In this way, the equipment is suitable for use in the event of more or less frequent flow reversals, for example stretches of sea where the current is reversed due to the effect of the tides.
In particolare, il dispositivo di mantenimento di senso di rotazione è un dispositivo di accoppiamento tra un albero rotante primario che riceve il moto rotatorio dell’albero della girante ed un albero secondario, consecutivo all’albero primario, che trasmette un moto rotatorio verso il rotore, il dispositivo di accoppiamento<comprendendo:>In particular, the rotation direction maintenance device is a coupling device between a primary rotating shaft which receives the rotary motion of the impeller shaft and a secondary shaft, consecutive to the primary shaft, which transmits a rotary motion towards the rotor. , the coupling device <including:>
� un accoppiamento diretto in cui, quando l’albero primario ruota secondo il senso di rotazione predeterminato, l’albero secondario è trascinato dall’albero primario secondo lo stesso senso di rotazione, ed è libero rispetto all’albero primario quando l’albero primario ruota in senso opposto al senso di rotazione<predeterminato;>� a direct coupling in which, when the primary shaft rotates according to the predetermined direction of rotation, the secondary shaft is driven by the primary shaft according to the same direction of rotation, and is free with respect to the primary shaft when the primary shaft rotates in the opposite direction to the direction of rotation <predetermined;>
� un accoppiamento inverso in cui, quando l’albero primario ruota secondo il senso opposto, l’albero secondario ruota secondo il senso di rotazione predeterminato, ed è libero rispetto all’albero primario quando l’albero primario ruota nel senso di rotazione predeterminato, It is an inverse coupling in which, when the primary shaft rotates in the opposite direction, the secondary shaft rotates according to the predetermined direction of rotation, and is free with respect to the primary shaft when the primary shaft rotates in the predetermined direction of rotation,
<in cui, in particolare:><where, in particular:>
� detto accoppiamento inverso è un ingranaggio comprendente una dentatura interna dell’albero primario/secondario ed una dentatura esterna dell’albero secondario/primario disposto allineato con l’albero<primario/secondario;>Said reverse coupling is a gear comprising an internal toothing of the primary / secondary shaft and an external toothing of the secondary / primary shaft arranged aligned with the <primary / secondary shaft;>
� detto accoppiamento diretto comprende un albero ausiliario disposto sostanzialmente parallelo all’albero primario e all’albero secondario, l’albero ausiliario avendo rispettivi ingranaggi comprendenti rispettive dentature esterne dell’albero primario e rispettive dentature esterne dell’albero secondario. Said direct coupling includes an auxiliary shaft arranged substantially parallel to the primary shaft and secondary shaft, the auxiliary shaft having respective gears comprising respective external teeth of the primary shaft and respective external teeth of the secondary shaft.
Vantaggiosamente, alle estremità della cavità cilindrica del corpo tubolare esterno sono disposte griglie di protezione per impedire l’ingresso nella cavità ed il contatto della girante con materiali solidi in grado di danneggiare la girante nonché di piccoli animali acquatici. Advantageously, protective grids are arranged at the ends of the cylindrical cavity of the external tubular body to prevent entry into the cavity and contact of the impeller with solid materials capable of damaging the impeller as well as small aquatic animals.
I mezzi di fissaggio sottobattente possono essere mezzi di fissaggio su un fondale marino o fluviale o su una struttura ancorata a tale fondale, o lungo la carena di un’imbarcazione. The under head fastening means can be fastening means on a sea or river bottom or on a structure anchored to that seabed, or along the bottom of a boat.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
L’invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: The invention will be illustrated below with the description of one of its embodiments, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
– la figura 1 è una vista d’insieme in sezione dell’apparecchiatura secondo l’invenzione; - Figure 1 is an overall sectional view of the equipment according to the invention;
– la figura 2 è una vista in sezione del corpo tubolare dell’apparecchiatura di figura 1; - figure 2 is a sectional view of the tubular body of the apparatus of figure 1;
– la figura 3 è una vista in sezione del contenitore ermetico dell’apparecchiatura di figura 1; - figure 3 is a sectional view of the hermetic container of the apparatus of figure 1;
– la figura 4 è una vista in sezione della girante dell’apparecchiatura di figura 1; - figure 4 is a sectional view of the impeller of the apparatus of figure 1;
– la figura 5 è una rappresentazione schematica di un dispositivo di mantenimento del senso di rotazione del generatore dell’apparecchiatura. - Figure 5 is a schematic representation of a device for maintaining the direction of rotation of the equipment generator.
– la figura 6 rappresenta schematicamente un regolatore del rapporto di trasmissione di un dispositivo di moltiplicazione del numero di giri, comprendente un circuito oleodinamico; - figure 6 schematically represents a regulator of the transmission ratio of a device for multiplying the number of revolutions, comprising an oleodynamic circuit;
Descrizione di una forma realizzativa preferita Description of a preferred embodiment
Con riferimento alle figure 1-4, viene descritta un’apparecchiatura 10, secondo l’invenzione, per trasformare in energia elettrica l’energia cinetica di un flusso 1 di acqua di fiume o di mare. L’apparecchiatura comprende un corpo tubolare esterno 30, mostrato avente un asse 2, entro cui si svolge il flusso d’acqua 1; il corpo tubolare 30 ha una prima estremità 31 a partire dalla quale, internamente e coassialmente al corpo tubolare 30, si estende un contenitore cilindrico fisso 22 (figura 3). In una sede 29 praticata nella seconda estremità 32 del corpo tubolare 30, opposta alla prima estremità 31, è supportata girevolmente una girante 11 (figura 4), che si estende all’interno del corpo tubolare 30. With reference to Figures 1-4, an apparatus 10 is described, according to the invention, to transform the kinetic energy of a stream 1 of river or sea water into electrical energy. The equipment comprises an external tubular body 30, shown having an axis 2, within which the flow of water 1 takes place; the tubular body 30 has a first end 31 starting from which a fixed cylindrical container 22 extends internally and coaxially to the tubular body 30 (Figure 3). In a seat 29 made in the second end 32 of the tubular body 30, opposite the first end 31, an impeller 11 is rotatably supported (Figure 4), which extends inside the tubular body 30.
Il corpo tubolare 30 è inoltre provvisto di griglie di protezione 38, smontabili, per impedire l’ingresso di materiali solidi e piccoli animali acquatici nell’apparecchiatura 10. The tubular body 30 is also provided with protective grids 38, which can be disassembled, to prevent the entry of solid materials and small aquatic animals into the equipment 10.
Una tipica dimensione della girante consente portate dell’ordine di 10-11 mc/secondo entro il corpo tubolare esterno 30, con una produzione di energia compresa tra 400 e 500 KW per apparecchiatura. A typical size of the impeller allows flow rates of the order of 10-11 cubic meters / second within the external tubular body 30, with an energy production between 400 and 500 KW per equipment.
La girante 11 ha una porzione di impegno costituita da un tratto di elicoide 12, ossia una vite di Archimede o una coclea, disposta solidalmente all’esterno di una parete o fasciame cilindrico 21 che limita una cavità allungata 17. La vite di Archimede 12 ha un passo p da scegliere in base alla velocità del flusso 1. The impeller 11 has an engagement portion consisting of a portion of helicoid 12, that is an Archimedes screw or an auger, integrally arranged outside a cylindrical wall or plating 21 which limits an elongated cavity 17. The Archimedes screw 12 has a step p to choose according to the flow rate 1.
Un albero 13 della girante si estende coassialmente dalla girante 11 all’interno della girante 11; un raccordo è previsto tra una parete conica 27 che delimitata una parte di estremità della cavità 17 e l’albero 13 della girante 11, il quale ha una porzione esterna alla cavità 17 supportata in corrispondenza dell’estremità 32. A shaft 13 of the impeller extends coaxially from the impeller 11 inside the impeller 11; a connection is provided between a conical wall 27 which delimits an end part of the cavity 17 and the shaft 13 of the impeller 11, which has an external portion of the cavity 17 supported at the end 32.
Il contenitore cilindrico fisso 22 ha una porzione ermetica entro cui è alloggiato un generatore elettrico 9 comprendente uno statore 16 ed un rotore 15. Il rotore 15 ha un albero 39 collegato all’albero 13 della girante 11 attraverso mezzi di trasmissione 14 del moto, anch’essi disposti all’interno della cavità 17 assieme al generatore 9. The fixed cylindrical container 22 has a hermetic portion within which an electric generator 9 is housed comprising a stator 16 and a rotor 15. The rotor 15 has a shaft 39 connected to the shaft 13 of the impeller 11 through motion transmission means 14, also they are arranged inside the cavity 17 together with the generator 9.
Il contenitore cilindrico fisso 22 è inserito coassialmente nella cavità 17 della girante 11; la girante 11 ed il contenitore cilindrico fisso 22 si supportano reciprocamente mediante cuscinetti a ricircolazione di rulli 23. Il contenitore cilindrico fisso 22 ha poi un passaggio 24 per l’albero 13 della girante 11 ed un passaggio 25 per un cavo 26, per trasferire l’energia elettrica prodotta dall’apparecchiatura 10 ad un utilizzatore. The fixed cylindrical container 22 is inserted coaxially into the cavity 17 of the impeller 11; the impeller 11 and the fixed cylindrical container 22 mutually support each other by means of recirculating roller bearings 23. The fixed cylindrical container 22 then has a passage 24 for the shaft 13 of the impeller 11 and a passage 25 for a cable 26, to transfer the electrical energy produced by the apparatus 10 to a user.
Sono inoltre previsti mezzi di fissaggio 33, di tipo convenzionale, per fissare sottobattente l’apparecchiatura 10 su un fondale, su una struttura sommersa, ad una profondità assegnata in un corso d’acqua o nel mare, od anche sotto la carena di un’imbarcazione. In particolare, l’apparecchiatura è adatta a lavorare in condizioni ottimali, cioè con il massimo del rendimento, fino a profondità dell’ordine di 4 metri. Conventional fixing means 33 are also provided for fixing the apparatus 10 under head to a seabed, on a submerged structure, at a given depth in a watercourse or in the sea, or even under the bottom of a boat. In particular, the equipment is suitable for working in optimal conditions, that is, with maximum performance, up to depths of the order of 4 meters.
L’apparecchiatura 10 comprende inoltre un circuito di raffreddamento, non rappresentato, del generatore elettrico 9; esso utilizza acqua prelevata dal flusso 1, che corre attraverso serpentini interni al contenitore ermetico 22. The equipment 10 also comprises a cooling circuit, not shown, of the electric generator 9; it uses water taken from flow 1, which runs through coils inside the hermetic container 22.
Nella forma realizzativa rappresentata nelle figure, i mezzi di trasmissione del moto 14 comprendono un dispositivo di moltiplicazione 40 del numero di giri che<ha:>In the embodiment shown in the figures, the motion transmission means 14 comprise a device 40 for multiplying the number of revolutions which <has:>
� un albero rotante di ingresso 41 trascinato dalla<girante 11, ad un numero di giri in ingresso N1;>� a rotating input shaft 41 driven by <impeller 11, at an input number of revolutions N1;>
� un albero rotante di uscita 42 che trascina un albero39 del rotore 15 ad un numero di giri in uscita N2. Tipicamente, il moltiplicatore di giri è un moltiplicatore epicicloidale. In particolare, il moltiplicatore di giri realizza un incremento del numero di giri da 300 giri/minuto a 700 giri/minuto. A rotating output shaft 42 which drives a shaft 39 of the rotor 15 at an output number of revolutions N2. Typically, the speed multiplier is a planetary multiplier. In particular, the speed multiplier achieves an increase in the number of revolutions from 300 rpm to 700 rpm.
I mezzi di trasmissione 14 comprendono inoltre un regolatore 45 del rapporto tra il numero di giri in ingresso N1ed il numero di giri in uscita N2, in modo da conservare un valore predefinito della velocità di rotazione del rotore 15 quando varia la velocità di rotazione della girante 11, tipicamente, per effetto di un aumento della velocità del flusso d’acqua 1. In una forma realizzativa preferenziale, il regolatore 45 è di tipo oleodinamico, e comprende, come indicato in figura 6: The transmission means 14 further comprise a regulator 45 for the ratio between the number of revolutions at the input N1 and the number of revolutions at the output N2, so as to maintain a predefined value of the rotation speed of the rotor 15 when the rotation speed of the impeller varies. 11, typically, due to an increase in the speed of the water flow 1. In a preferential embodiment, the regulator 45 is of the hydraulic type, and comprises, as indicated in Figure 6:
� un attuatore 46 che modifica il rapporto di giri indipendenza della pressione di un fluido 48 contenuto<associato in un contenitore 47;>An actuator 46 which modifies the ratio of revolutions independent of the pressure of a fluid 48 contained <associated in a container 47;>
� una pompa 49 azionata dalla girante 11, atta a creare una pressione in mandata dipendente dalla velocità di rotazione della girante 11; in particolare, tale pompa può essere una pompa centrifuga, in cui la pressione di mandata dipende dalla velocità di rotazione della girante della pompa, a sua volta dipendente dalla velocità di rotazione della girante della turbina, in particolare può trattarsi di una pompa centrifuga la portata ai massimi regimi è<dell’ordine di 5 litri/minuto;>A pump 49 driven by the impeller 11, able to create a delivery pressure depending on the rotation speed of the impeller 11; in particular, this pump can be a centrifugal pump, in which the delivery pressure depends on the rotation speed of the pump impeller, which in turn depends on the rotation speed of the turbine impeller, in particular it can be a centrifugal pump the flow rate at maximum speeds it is <of the order of 5 liters / minute;>
� una connessione idraulica 44 della bocca premente della 49 con il ricettacolo 47, preferibilmente costituita da tubazioni oleodinamiche. � a hydraulic connection 44 of the discharge port of the 49 with the receptacle 47, preferably constituted by hydraulic pipes.
In una realizzazione vantaggiosa, l’attuatore oleodinamico 46 è un piatto avente un’inclinazione che può essere variata variando la pressione del fluido 48, premuto da uno o più pistoni entro rispettivi ricettacoli cilindrici 47. In an advantageous embodiment, the hydraulic actuator 46 is a plate having an inclination that can be varied by varying the pressure of the fluid 48, pressed by one or more pistons within respective cylindrical receptacles 47.
La girante 11, avendo una porzione di impegno 12 a coclea o vite di Archimede, può ruotare con un senso di rotazione dipendente dal flusso 1 di acqua; pertanto, i mezzi di trasmissione 14 del movimento tra girante 11 e rotore 15 prevedono un dispositivo 60 per mantenere un senso di rotazione predeterminato del rotore 15 quando cambia il senso di rotazione della girante 11, a seguito di un’inversione del flusso 1. Tale dispositivo, nella forma realizzativa di semplice realizzazione di figura 5, è un dispositivo di accoppiamento tra un albero rotante primario 61 che riceve il moto dalla girante 11 attraverso l’albero 13 che forma parte della girante 11, ed un albero rotante secondario 62, consecutivo all’albero primario 61, che trasmette il moto rotatorio verso al rotore 15. In figura 1 il dispositivo 60 è rappresentato a valle del moltiplicatore di giri 40 e del regolatore di rapporto 45, ma può essere disposto anche a monte di uno o di entrambi tali dispositivi. Come mostra la figura 5, esso comprende un albero ausiliario 67 parallelo all’albero primario 61 e all’albero secondario 62, con il quale ingrana mediante rispettivi ingranaggi costituiti da dentature esterne, in modo da realizzare un accoppiamento diretto 63 in cui, quando detto albero primario 61 ruota secondo il senso di rotazione predeterminato, l’albero secondario 62 è trascinato secondo tale senso di rotazione, mentre è libero quando l’albero primario 61 ruota in senso opposto; in tale circostanza, interviene un accoppiamento inverso 64 costituito da un ingranaggio con una dentatura interna 65 dell’albero primario 61 ed una dentatura esterna 66 dell’albero secondario 62, o viceversa, tali che quando l’albero primario 61 ruota nel senso opposto a quello predeterminato, l’albero secondario 62 ruota secondo il senso di rotazione predeterminato, mentre è libero in caso contrario. The impeller 11, having an engagement portion 12 in the form of a screw or Archimedes screw, can rotate with a direction of rotation dependent on the flow 1 of water; therefore, the means 14 for transmitting the movement between the impeller 11 and the rotor 15 provide a device 60 for maintaining a predetermined direction of rotation of the rotor 15 when the direction of rotation of the impeller 11 changes, following an inversion of the flow 1. Such device, in the simple embodiment of figure 5, is a coupling device between a primary rotating shaft 61 which receives motion from the impeller 11 through the shaft 13 which forms part of the impeller 11, and a secondary rotating shaft 62, consecutive to the primary shaft 61, which transmits the rotary motion towards the rotor 15. In figure 1 the device 60 is shown downstream of the speed multiplier 40 and of the ratio regulator 45, but it can also be arranged upstream of one or both such devices. As shown in Figure 5, it comprises an auxiliary shaft 67 parallel to the primary shaft 61 and to the secondary shaft 62, with which it meshes by means of respective gears consisting of external toothings, so as to achieve a direct coupling 63 in which, when said primary shaft 61 rotates according to the predetermined direction of rotation, the secondary shaft 62 is driven according to this direction of rotation, while it is free when the primary shaft 61 rotates in the opposite direction; in this circumstance, an inverse coupling 64 intervenes consisting of a gear with an internal toothing 65 of the primary shaft 61 and an external toothing 66 of the secondary shaft 62, or vice versa, such that when the primary shaft 61 rotates in the opposite direction to the predetermined one, the secondary shaft 62 rotates according to the predetermined direction of rotation, while it is free in the opposite case.
La descrizione di cui sopra di una forma realizzativa del dispositivo secondo l’invenzione, e delle modalità di utilizzo di tale dispositivo, è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo. The above description of an embodiment of the device according to the invention, and of the methods of use of this device, is able to show the invention from the conceptual point of view so that others, using the known technique, can modify and / or to adapt this specific embodiment in various applications without further research and without departing from the inventive concept, and, therefore, it is understood that such adaptations and modifications will be considered as equivalent to the specific embodiment. The means and materials for carrying out the various functions described may be of various nature without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used have a purely descriptive purpose and therefore not limitative.
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