ITPN20110077A1 - Sistema e dispositivo di recupero di energia da impianti industriali e/o civili di aspirazione d'aria - Google Patents

Description

DOMANDA DI BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO:

“SISTEMA E DISPOSITIVO DI RECUPERO DI ENERGIA DA IMPIANTI INDUSTRIALI E/O CIVILI DI ASPIRAZIONE D'ARIA."

Il presente trovato ha per oggetto un sistema ed un conseguente dispositivo per il recupero e la trasformazione dell'energia cinetica dell'aria, in movimento in impianti di aspirazione industriali e/o civili, in energia elettrica. Tale sistema risultando essere semplicemente realizzato mediante l'applicazione, all'interno di una condotta di aspirazione, o camino, di un opportuno dispositivo assimilabile ad un corpo statorico, o fisso unito ad uno mobile quale un'elica a pale, od ad elemento provvisto di palettature opportune simil “turbina'. Detto dispositivo a sua volta risultando inglobare al suo interno un alternatore per generare energia elettrica che si otterrà da esso quando l’elica o le palettature simil “turbina" sono poste in rotazione e conseguentemente porteranno in rotazione la parte retorica dell'alternatore, grazie all'energia cinetica dell'aria che scorre nel condotto di aspirazione e che va ad impattare sulle sue pale imprimendo loro una rotazione. Tale rotazione della parte rotorica, come suesposto, porrà in movimento, a sua volta rotatorio, un alternatore ad essa collegato trasformando, conseguentemente all'impatto dell'aria sulle palette del rotore, la detta energia cinetica dell'aria, in movimento rotatorio del rotore dell'alternatore che verrà così trasformato, dall'alternatore stesso ad essa connesso, in energia elettrica.

Sono comunemente noti i vari dispositivi di tipo eolico e di sfruttamento di energia dell'aria, tutti questi dispositivi sono finalizzati allo sfruttamento ed all'ottenimento di energia da fonti rinnovabili quali il vento, ma non si sono mai indirizzati al recupero di energia dell'aria da impianti di aspirazione, soprattutto di tipo industriale, al fine recuperare parte dell'energia acquisita diminuendo in tal modo la richiesta di energia e migliorando il bilancio energetico diminuendo i consumi.

Nell'industria, soprattutto, esistono sistemi di aspirazione, definiti anche “estrattori" e/o sistemi di estrazione di fumi, polveri, gas, ecc., alcuni di questi fumi, gas, polveri, ecc., essendo inerti, ma altri invece, risultando anche dannosi per la salute dell'uomo.

In questi sistemi di estrazione solitamente si utilizzano condotti di vario genere in cui è fatta scorrere l'aria con elevata energia cinetica o con prevalenze, i.e. differenziali di pressione discretamente elevate. I sistemi presenti nell'industria sono solitamente costituiti da circuiti e canalizzazioni d'aria definibili a “tutta perdita", i.e. che espellono l'aria dopo aver effettuato l'aspirazione nei punti opportuni. Chiaramente l'aria fuoriuscente è ancora carica di energia e per evitare inconvenienti, alla sua uscita, sono spesso installati allo scarico dell'aria, sotto pressione, dei dissipatori di energia, conseguentemente a ciò, vi è una notevole dissipazione e spreco conseguente di energia.

Altri, comuni e non di meno noti difetti sono presenti nelle installazioni prevalentemente industriali comunemente note e non ci si dilunga oltre nel descriverle in quanto note.

Scopo del presente trovato è di ovviare ai difetti ed alle limitazioni dei sistemi in uso, non di meno di fornire un sistema alternativo ed innovativo di recupero di energia, definibile come “eolica" interna, a sistemi di aspirazione e/o movimentazione d'aria di tipo industriale e non solo, ma anche possibilmente domestico quali ad esempio le ultime applicazioni di aspiratori inseriti nelle pareti degli appartamenti moderni.

Per meglio comprendere le caratteristiche ed i vantaggi in termini di risparmio energetico ottenibili con tale sistema, il tutto a solo titolo esemplificativo e non limitativo viene qui di seguito descritto con riferimento ai disegni allegati in cui:

- La figura 1 è una vista sezionata longitudinalmente di un possibile condotto di aspirazione deH'aria in cui è inserito un dispositivo di recupero dell'energia:

- La figura 2 è una vista ingrandita di un possibile elemento palettate in guisa di un'elica di comune utilizzo;

La figura 3 è una vista sezionata come figura 1 di un secondo possibile dispositivo di recupero dell'energia con un differente tipo di sistema retorico.

Si fa rilevare che gli elementi comuni saranno richiamati con i medesimi riferimenti letterali o numerali. Con riferimento alle figure 1, 2 e 3 si procederà ad una descrizione di come sia strutturato il sistema e come sia disposto il dispositivo, quindi si farà una breve discussione su come esso funzioni.

II sistema, con particolare riferimento alle figure 1 e 2, sarà principalmente costituito da un elemento tubolare T appropriatamente sagomato, ovvero detto elemento tubolare T inizierà con una prima parte T1 sagomata in modo che la sua sezione sia ad andamento rastremato al fine di avere un diametro che parte dalla misura tubo del condotto dell'impianto ed arriva con una misura inferiore al tubo stesso del condotto deirimpianto, in modo da realizzare una porzione simil-venturi, proseguirà (T) poi con un breve tratto T2 a diametro costante uguale al diametro minimo dell'elemento T1, che si aggetterà in una ‘espansione' costituita dai tratti T3 e T4 tronco-conici. Precisamente il tratto T3 partirà con diametro uguale al tratto T2 andando ad aumentare di una opportuna misura, quindi alla sua (T3) estremità si unirà il tratto T4, con i suo diametro maggiore, che andrà, rastremandosi, a connettersi al tratto cilindrico T5 che a sua volta (T5) si connetterà con il tubo del condotto deirimpianto come l'elemento T1. Il tubo del condotto di aspirazione o di estrazione non essendo indicato in quanto chiaro dove esso sia e come si connetta al dispositivo oggetto del trovato.

Si fa rilevare che l'aumento di sezione dell'elemento tubolare T, nei tratti T3 eT4 sarà dovuto al fatto che inserendo, come di seguito esposto, un elemento statorico, per mantenere la sezione tubolare, di flusso e conseguentemente la portata costante si debba aumentarne la sezione per compensare il restringimento di sezione interna del tubo T dovuto al corpo statorico.

Internamente a detto elemento tubolare T sarà disposto, in una opportuna maniera, i.e. longitudinalmente, un gruppo ‘statorico’ ES, di captazione dell'energia deH'aria e di conseguente trasformazione della medesima energia in energia elettrica. Detto gruppo “statorico" ES conterrà al suo interno un alternatore AL ed esso (AL) sarà connesso mediante un idoneo albero di trasmissione non numerato in quanto ovvio ad un elemento rotatorio, di captazione dell'energia dell'aria, identificabile con una semplice elica E.

Si sottolinea che i vari elementi di connessione elettrica dell'alternatore, quali cablaggi od altro non sono indicati in quanto noti e risaputi, quindi ininfluenti ai fini della privativa in oggetto.

Si fa rilevare che una soluzione equivalente, ma comunque interessante potrà essere quella di figura 3 in cui al posto di esservi un'elica E vi sarà una sorta di turbina TU, essa sarà costituita sempre da una parte a palettatura fissa F, per l'ottimizzazione dell'inclinazione, i.e. dell'angolo di incidenza deH'aria, ed una a palettatura mobile M, mentre il rimanente della struttura del dispositivo applicato a generare un sistema di recupero di energia sarà come nel caso riportato precedentemente.

Anche in questo caso le connessioni, i cablaggi, tutte le parti elettriche od elettroniche non saranno indicate in quanto evidenti nella loro collocazione come al caso precedente.

Si sottolinea che al sistema in oggetto ed al dispositivo che lo realizza saranno applicati elementi per la regolazione e l'ottimizzazione dello sfruttamento dell'energia ricavata, essi potranno essere sistemi di ottimizzazione della velocità di rotazione, o di adeguamento del carico resistente all'azione motrice nelle fasi di avvio e/o di stabilizzazione della condizione di funzionamento a regime. Si fa rilevare che l'alternatore AL è racchiuso, chiaramente, in un elemento scatolare, che tale elemento scatolare sarà preferibilmente a conformazione aerodinamicamente ottimale, nell'esempio riportato nei disegni quindi sarà ogivale, ma nulla impedisce di trovare o realizzare contenitori di forme differenti più o meno aerodinamiche.

Si sottolinea che gli elementi rotolici quali eliche E con palettature, elementi a “turbina" provvisti di palettature fisse e mobili, ecc., non di meno l'alternatore e le varie parti del sistema in genere oltre ai tratti di T1-T5 dell'elemento tubolare T potranno essere sostituiti con mezzi equivalenti di uguale idoneità per lo scopo prefisso, i.e. di estrarre energia dall'aria corrente in condotto e trasformarla conseguentemente in energia elettrica.

Il sistema avrà azionamento e/o funzionamento nel seguente modo:

- L'aria A, o meglio il flusso d'aria A, indicato con frecce parallele all'asse di rotazione del gruppo statorico/rotorico, andrà a colpire l'elica E, oppure la turbina TU.

- Nel caso l'aria A vada a colpire l'elica E di figura 1 e 2 essa (A) andrà in rotazione e trasmetterà il suo moto rotativo tramite l'albero su cui è calettata al rotore dell’alternatore AL che inizierà a produrre energia elettrica:

- Nel caso della turbina di figura 3 invece l'aria A, del caso precedente, andrà a colpire le palette dell'elemento statorico o fisso F le quali la devieranno in modo da ottimizzarne l'angolo di incidenza contro l'elemento mobile o rotorico M ponendolo in rotazione e come nel caso precedente movimentando conseguentemente l'alternatore AL che produrrà energia elettrica. Questi ed altri vantaggi sono chiaramente comprensibili e chiari al tecnico medio che ne valutasse la funzionalità e non di meno è chiara la realizzazione di un notevole risparmio energetico, infatti se ad un'introduzione di energia pari ad una quantità X, il nostro sistema recuperasse una quantità Y < X (chiaramente) di energia, detta energia Y verrebbe reimmessa nella rete di alimentazione elettrica, oppure utilizzata per altri servizi dando conseguentemente un reale assorbimento da parte deH'utilizzatore di corrente elettrica che è una quantità Z pari alla differenza fra la quantità prelevata energia elettrica X diminuita della quantità Y, i.e. Z = X - Y, con Z < X, questi ed altri vantaggi risultando chiari alla persona tecnica ed anche al profano del settore.

Ben si comprende che tale sistema innovativo descritto è realizzato in una preferita forma realizzativa ed a solo titolo esemplificativo e non limitativo e che potrà ampiamente variare la sua conformazione senza peraltro uscire daH'ambito di quanto sin qui descritto e di seguito rivendicato con riferimento ai disegni allegati e quindi dal dominio di protezione della presente privativa industriale,

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema e dispositivo di recupero di energia da impianti industriali e/o civili di aspirazione d'aria costituito da un gruppo statorico (ES), provvisto di palettatura (E, oppure TU) ad esso (ES) esterna, contenuto in un elemento tubolare (T), caratterizzato dal fatto che il gruppo statorico (ES), posto internamente e coassialmente al detto elemento tubolare (T) è provvisto, al suo interno, di un alternatore (AL) e che detto alternatore (AL) è collegato, con il suo (AL) rotore, tramite un albero, alle palettature di un elica (E) oppure di una “turbina" (TU) che poste in movimento (E o TU) dal flusso di aria (A), porranno in rotazione il rotore dell'alternatore (AL) generando conseguentemente energia elettrica.
2. 2) Sistema come da rivendicazione 1 caratterizzato da fatto che l’elica (E) potrà venire sostituita da una serie di palettature in guisa di una turbina (TU), ovvero che essa (TU) sarà costituita da una serie di palettature fisse (F) per il convogliamento del flusso d’aria incidente (A) nella direzione di incidenza ottimale, al massimo sfruttamento dell’energia cinetica in esso (A) contenuta, per l’impatto con la palettatura mobile (M) della turbina (TU).