ITRM20100673A1 - Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti superficiali e o di profondita' di corsi d acqua - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del disegno/modello dal titolo:
DISPOSITIVO IDROELETTRICO AZIONATO DALLE CORRENTI SUPERFICIALI E/O DI PROFONDITÀ’ DI CORSI D’ACQUA
TESTO DELLA DESCRIZIONE
L’invenzione concerne il settore relativo agli impianti di produzione di energia idroelettrica.
Più in dettaglio riguarda un dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti di superficie, e/o di profondità, di corsi d’acqua di origine naturale o artificiale.
E’ noto che, allo scopo di ridurre il tasso di inquinamento atmosferico derivante dall’uso intensivo di combustibili fossili, le classiche centrali termoelettriche sono progressivamente affiancate, o sostituite, da impianti alimentati da fonti energetiche alternative e rinnovabili.
E’ altresì noto che, tra le soluzioni tecnologiche comunemente utilizzate per la realizzazione di tali impianti, sono particolarmente vantaggiose quelle di tipo idroelettrico. Gli impianti idroelettrici tradizionali determinano la costruzione di installazioni di grandi dimensioni, estremamente costose dal punto di vista realizzativo e gestionale, e spesso caratterizzate da bassi livelli di efficienza.
E’ inoltre noto che tali installazioni presentano in genere un elevato impatto ambientale sul territorio ospitante.
E’ scopo della presente invenzione il superamento delle problematiche suesposte.
Lo scopo è raggiunto attraverso la realizzazione di un dispositivo idroelettrico di piccole dimensioni, azionato dalle correnti di superficie e/o di profondità di corsi d’acqua di origine naturale e/o artificiale, adatto alla produzione di quantitativi di energia elettrica sufficienti a soddisfare particolari esigenze territoriali di tipo locale, oppure tali da essere convogliati, come di consueto, verso le dorsali di distribuzione nazionale.
Tale dispositivo idroelettrico è caratterizzato dal fatto che comprende:
- una ruota idraulica ad immersione controllata, portante un albero motore;
- una coppia di piattaforme preposte al sostegno di detta ruota idraulica, del relativo albero motore, e di una coppia di generatori elettrici;
- una coppia di trasmissioni meccaniche, atte a trasferire il movimento rotatorio dell’albero motore verso detta coppia di generatori elettrici;
- una coppia di carrelli mobili preposti al sollevamento reversibile delle sopracitate piattaforme;
- una coppia di centraline di controllo, atte a determinare l’azionamento dei detti carrelli mobili, in funzione del livello del corso d’acqua.
L’invenzione presenta i seguenti vantaggi:
- consente di produrre energia elettrica a basso costo, e nel pieno rispetto dell’ambiente;
- presenta bassi costi di approntamento, gestione e manutenzione; - presenta un minimo impatto ambientale.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione più dettagliata esposta nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne mostrano un modo d’esecuzione preferito, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo.
La fig. 1 mostra, in vista frontale, un dispositivo idroelettrico secondo l’invenzione, azionato da una ruota idraulica mossa dalle correnti di superficie di un corso d’acqua di origine naturale o artificiale.
La fig. 2 evidenzia, in vista assonometrica e sezione verticale, la conformazione strutturale di detta ruota idraulica.
La fig. 3 mostra, in vista piana frontale ed in sezione trasversale di un particolare, un dispositivo idroelettrico secondo l’invenzione, azionato da una ruota idraulica mossa dalle correnti di profondità di un corso d’acqua di origine naturale o artificiale.
Le fig. 4-5 mostrano, in vista piana frontale e laterale, un dispositivo idroelettrico secondo l’invenzione, azionato da un nastro articolato, con pale idrocinetiche disposte sulla superficie esterna dello stesso, mosso dalle correnti di superficie di un corso d’acqua di origine naturale o artificiale.
La fig. 6 mostra, in vista piana frontale, un dispositivo idroelettrico secondo l’invenzione azionato da una coppia di ruote idrauliche ad immersione verticale, mosse contemporaneamente sia dalle correnti di superficie che dalle correnti di profondità di un corso d’acqua di origine naturale o artificiale.
La fig. 7 evidenzia, in sezione trasversale, la conformazione strutturale di ruote idrauliche con pale ad assetto variabile, utilizzabili dal dispositivo idroelettrico di cui alla figura precedente.
Con riferimento ai particolari della fig. 1 il dispositivo idroelettrico illustrato risulta costituito essenzialmente da:
- una ruota idraulica Lad immersione controllata, la cui sezione trasversale di riduce<”>progressivamente dal centro verso le estremità opposte, azionata dallè correnti di superficie di un corso d’acqua CA, di origine naturale o artificiale;
- un albero motore 2, solidale alla ruota idraulica 1, rotante su giunti 3, disposti sulle fiancate di una coppia di piattaforme 4 preposte al sostegno di detto albero motore 2 e, di conseguenza, della ruota idraulica 1 solidale allo stesso;
- una coppia trasmissioni meccaniche 5, del tipo a cinghia, a nastro, o similari, atte a trasferire il movimento rotatorio dell’albero motore 2 verso una coppia di generatori elettrici 6, posti sulle sopracitate piattaforme 4, al fine di determinarne l’azionamento; - un sistema di movimentazione delle suddette piattaforme 4, comprendente una coppia di carrelli mobili 7 azionati da rulli motorizzati 8, scorrevoli su ingranaggi lineari 9 presenti sulla struttura di una corrispondente coppia di telai 10, assicurati alle sponde opposte del corso d’acqua CA sfruttato dal dispositivo; - una coppia di centraline di controllo 11 associate ai carrelli mobili 7 del detto sistema di movimentazione, atte a determinarne il sollevamento reversibile in funzione delle eventuali fasi di piena o di secca del corso d’acqua CA, rilevate per mezzo di appositi sensori 12 collegati alle medesime, allo scopo di mantenere costante il livello di immersione della ruota idraulica 1 nello stesso.
Conformemente all’invenzione il suddetto dispositivo idroelettrico comprende una ruota idraulica 1 pàrzialmente immersa nel flusso di un corso d’acqua CA, di origine naturale o artificiale, e disposta trasversalmente alle rive dello stesso, in modo tale da occuparne l’intera larghezza.
Come evidenziato in fig. 2, detta ruota idraulica 1 presenta una sezione trasversale che si riduce progressivamente dal centro verso le estremità opposte, proporzionalmente all’intensità delle correnti superficiali localizzate nelle diverse zone del corso d’acqua CA, notoriamente contraddistinte da un andamento decrescente dal centro dell’alveo verso le rive, allo scopo di ottimizzare l’impatto di tali correnti sulla detta ruota idraulica 1, ed incrementare di conseguenza il rendimento complessivo della medesima.
Di conseguenza l’impatto delle correnti di superficie del corso d’acqua CA sulle pale inferiori della ruota idraulica 1 determina la rotazione della medesima, e del relativo albero motore 2, sui giunti 3, applicati sulle fiancate delle piattaforme 4 ospitanti i generatori elettrici 6 in dotazione al dispositivo.
Il movimento rotatorio del suddetto albero motore 2 viene quindi trasferito, per mezzo di apposite trasmissioni meccaniche 5, verso i summenzionati generatori elettrici 6, determinandone in tal modo l’azionamento ed ottenendo, di conseguenza, la produzione di energia elettrica a basso costo e nel pieno rispetto dell’ambiente.
Durante il normale funzionamento del dispositivo una coppia di centraline di controllo 11 si occupa di monitorare automaticamente, mediante sensori 12 ad esse collegati, il livello del corso d’acqua CA, e di azionare di conseguenza i carrelli mobili 7 associati alle piattaforme 4 portanti la suddetta ruota idraulica 1, affinché l’immersione della medesima nel flusso di detto corso d’acqua CA sia<'>mantenuto costante a prescindere da eventuali fasi di piena o di secca dello stesso.
Dette centraline 11 consentono all’ occorrenza la messa in secca del dispositivo, ottenuta attraverso il completo sollevamento dei carrelli mobili 7, in presenza di detriti galleggianti in grado di provocarne il potenziale danneggiamento, o in presenza della necessità di effettuare interventi di manutenzione o riparazione dei componenti dello stesso.
Il movimento dei summenzionati carrelli 7 è determinato da un insieme di rulli motorizzati 8, scorrevoli su ingranaggi lineari 9 solidali sulla struttura di appositi telai 10 assicurati alle sponde opposte del corso d’acqua CA azionante il dispositivo idroelettrico stesso.
Il suddetto dispositivo idroelettrico può essere utilizzato singolarmente, allo scopo di produrre limitati quantitativi di energia elettrica sufficienti a soddisfare particolari esigenze territoriali di tipo locale, oppure raggruppato in appositi impianti costituiti da più elementi posti in sequenza, allo scopo di produrre quantitativi di energia elettrica di maggiore entità che, instradati verso le grandi dorsali di distribuzione, risultino in grado di supportare la produzione energetica regionale o nazionale.
Il numero dei dispositivi idroelettrici costituenti detti impianti può variare in funzione della portata del corso d’acqua CA e di conseguenza in funzione del quantitativo di energia elettrica ricavabile dal medesimo.
Allo scopo di mantenere inalterata la navigabilità del corso d’acqua CA, il dispositivo può essere dotato di una ruota idraulica 1 completamente immersa in detto corso d’acqua, ad una profondità tale da non rappresentare un ostacolo per il transito di eventuali natanti sulla superficie dello stesso, come mostrato in fig. 3.
In tale variante di realizzazione il dispositivo comprende una coppia di piattaforme galleggianti 13, portanti i generatori elettrici 6, assicurate al fondale del corso d’acqua CA mediante aste di ancoraggio 14, passanti attraverso la struttura delle medesime, e dotate di apposite staffe 15 preposte al sostegno della sopraccitata ruota idraulica 1 e del relativo l’albero motore 2.
Detta ruota idraulica 1 è inoltre racchiusa in un apposito guscio 16, atto a proteggerla dall’ impatto diretto con eventuali corpi sommersi, lasciandone esposte le sole pale inferiori, in modo tale che Γ impatto delle correnti di profondità del corso d’acqua CA su dette pale provochi la messa in rotazione della ruota idraulica 1, e del relativo albero motore 2, all’ interno di tale guscio protettivo.
La struttura a tenuta stagna del suddetto guscio protettivo 16 determina inoltre la formazione, all’ interno dello stesso, di un’intercapedine d’aria atta a favorire la rotazione della ruota idraulica 1, e del relativo albero motore 2, riducendone gli attriti derivanti dal movimento delle pale della medesima all’intemo del corso d’acqua CA.
Il movimento rotatorio del suddetto albero motore 2 viene quindi ritrasmesso, per mezzo di apposite trasmissioni meccaniche 5, verso i generatori elettrici 6, presenti sulle sopracitate piattaforme galleggianti 13, determinandone in tal modo l’azionamento.
Durante il normale funzionamento del dispositivo idroelettrico suesposto, lo scorrimento delle piattaforme galleggianti 13 sulle corrispondenti aste di ancoraggio 14 assicura la costante immersione della ruota idraulica 1 nel corso d’acqua CA, a prescindere da eventuali fasi di secca o di piena dello stesso.
Sempre allo scopo di mantenere inalterata la navigabilità del corso d’acqua CA il dispositivo può essere dotato di una coppia di rotori 17 accoppiati meccanicamente, con mezzi noti, ad un nastro articolato 18 portante sulla superficie esterna una pluralità di pale idrocinetiche 19, come mostrato nelle figg. 4-5.
L’impatto delle correnti superficiali del corso d’acqua CA su dette pale idrocinetiche 19 provoca lo scorrimento forzato del nastro articolato 18 attorno ai rotori 17, producendo di conseguenza la messa in rotazione degli stessi.
Tale movimento rotatorio è quindi ritrasmesso ad una coppia di generatori elettrici 6, accoppiati singolarmente ai detti rotori 17, ed ospitati su piattaforme galleggianti 13 disposte parallelamente alle sponde del detto corso d’acqua CA, determinandone in tal modo l’azionamento.
Durante il normale funzionamento del dispositivo idroelettrico suesposto, lo scorrimento delle succitate piattaforme galleggianti 13 sulle corrispondenti aste di ancoraggio 14, assicura Tottimale livello di immersione del nastro articolato 18, e delle relative pale idrocinetiche 19, nel corso d’acqua CA, a prescindere da eventuali fasi di secca o di piena dello stesso.
In presenza di corsi d’acqua contraddistinti da ridotta larghezza ed accentuata profondità il dispositivo può inoltre comprendere una coppia di ruote idrauliche .1.immerse -verticalmente nel flusso dello stesso, opportunamente racchiuse in gusci 16, atti a proteggerle dall’urto diretto con eventuali corpi galleggianti e/o sommersi, come mostrato in fig. 6.
L’impatto congiunto delle correnti superficiali e di profondità del detto corso d’acqua CA sulle pale delle ruote idrauliche 1, sporgenti lateralmente dai gusci protettivi 16, provoca la contemporanea rotazione delle medesime e dei relativi alberi motore 2, le estremità inferiori e superiori dei quali ruotano rispettivamente su un basamento 20, assicurato al fondale del corso d’acqua CA, ed alPintemo di una coppia di collari 21, passanti attraverso un’apposita piattaforma 22 sospesa tra le sponde opposte dello stesso.
Il movimento rotatorio dei suddetti alberi motore 2 viene quindi ritrasmesso, per mezzo di apposite trasmissioni meccaniche 23, del tipo a ruote coniche, a cardani, o similari, verso una coppia di generatori elettrici 6, presenti sulla piattaforma 22, determinandone in tal modo l’azionamento.
Allo scopo di evitare la formazione, all’ interno dei gusci protettivi 16, di turbolenze in grado di ostacolare la regolare rotazione delle ruote idrauliche 1 , le stesse possono essere dotate di pale ad assetto variabile 24, governate da appositi servomeccanismi 25 atti a determinarne il ripiegamento sul corpo delle dette ruote idrauliche 1, quando non in fase di spinta attiva, come evidenziato in fig. 7.
Naturalmente fermo restando il principio del trovato, le forme di realizzazione, i materiali, le dimensioni ed i particolari di esecuzione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto e illustrato senza per questo -uscire dall’ambito della presente invenzione.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI. 1) Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti di superficie di corsi d’acqua (CA) di origine naturale o artificiale, caratterizzato dal fatto che comprende: - una ruota idraulica (1) ad immersione controllata, portante un albero motore (2); - una coppia di piattaforme (4) preposte al sostegno di detta ruota idraulica (1), del relativo albero motore (2), e di una coppia di generatori elettrici (6); - una coppia di trasmissioni meccaniche (5), atte a trasferire il movimento rotatorio dell’albero motore (2) verso detta coppia di generatori elettrici (6); - una coppia di carrelli mobili (7) preposti al sollevamento reversibile delle sopracitate piattaforme (4); - una coppia di centraline di controllo (11), atte a determinare l’azionamento dei detti carrelli mobili (7), in funzione del livello del corso d’acqua (CA).
- 2) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale della ruota idraulica (1) si riduce progressivamente dal centro verso le estremità opposte.
- 3) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che l’albero motore (2) di tale ruota idraulica (1) ruota su giunti (3) applicati sulle fiancate delle piattaforme(4).
- 4) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che le trasmissioni meccaniche (5) sono preferibilmente del tipo a cinghia, a nastro, o similari.
- 5) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che i carrelli mobili (7) sono azionati da rulli motorizzati (8), scorrevoli su ingranaggi lineari (9) posti sulla struttura di una corrispondente coppia di telai (10), assicurati alle sponde opposte del corso d’acqua (CA).
- 6) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 1 , caratterizzato dal fatto che le centraline di controllo (11) comprendono sensori (12), preposti al rilevamento del livello del corso d’acqua (CA).
- 7) Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti di profondità di corsi d’acqua (CA) di origine naturale o artificiale, caratterizzato dal fatto che comprende: - una ruota idraulica (I) portante un albero motore (2), racchiusa aH’intemo di un guscio protettivo (16); - una coppia di piattaforme galleggianti (13) preposte al sostegno di detta ruota idraulica (1), del relativo albero motore (2), e di una coppia di generatori elettrici (6); - una coppia di trasmissioni meccaniche (5), atte a trasferire il movimento rotatorio dell’albero motore (2) verso detta coppia di generatori elettrici (6).
- 8) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 7, caratterizzato dal fatto che le piattaforme galleggianti (13) sono assicurate al fondale del corso d’acqua (CA) per mezzo di aste di ancoraggio (14).
- 9) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 7, caratterizzato dal fatto che l’albero motore (2) della ruota idraulica (1) ruota su staffe (15) applicate sulle fiancate delle piattaforme galleggianti (13).
- 10) Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti di superficie di corsi d’acqua (CA) di origine naturale o artificiale, caratterizzato dal fatto che comprende - una coppia di piattaforme galleggianti (13) preposte al sostegno di una coppia di generatori elettrici (6); - una coppia di rotori (17) accoppiati meccanicamente a detta coppia di generatori (6); - un nastro articolato (18), portante sulla superficie esterna una pluralità di pale idrocinetiche (19), accoppiato meccanicamente a detta coppia di rotori (17).
- 11) Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti di superficie e di profondità di corsi d’acqua (CA) di origine naturale o artificiale, caratterizzato dal fatto che comprende: - una coppia di ruote idrauliche (1) portanti ognuna un albero motore (2), racchiuse individualmente all’ interno di un guscio protettivo (16), ed immerse verticalmente in detto corso d’acqua (CA); - una piattaforma (22), sospesa tra le sponde di detto corso d’acqua (CA), atta al sostegno di una coppia di generatori elettrici (6); - una coppia di trasmissioni meccaniche (23), atte a trasferire il movimento rotatorio degli alberi motore (2) verso detta coppia di generatori elettrici (6).
- 12) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 11, caratterizzato dal fatto che le estremità inferiori e superiori degli alberi motore (2) delle ruote idrauliche (1) ruotano rispettivamente su un basamento (20), assicurato al fondale del corso d’acqua (CA), ed all’interno di una coppia di collari (21), passanti attraverso la suddetta piattaforma (22).
- 13) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 11 caratterizzato dal fatto che le trasmissioni meccaniche (23) sono preferibilmente del tipo a ruote coniche, a cardani, o similari.
- 14) Dispositivo idroelettrico secondo la riv. 11, caratterizzato dal fatto che comprende coppie di ruote idrauliche (1) dotate di pale ad assetto variabile (24), governate da servomeccanismi (25) atti a determinarne il ripiegamento sul corpo delle medesime quando non in fase di spinta attiva.
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