ITRM20110493A1 - Motore mosso dalla spinta idrostatica idoneo per azionare un generatore di corrente elettrica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Allo stato attuale vi sono numerosi esempi di generatori di corrente che sfruttano le cosiddette energie rinnovabili e sono immersi in un liquido, di solito nel mare o nei corsi d'acqua, ma tutti si rifanno a due tipologie essenziali: con galleggianti mobili o rotori per lo sfruttamento delle maree o del moto ondoso e con rotori e pale di vario genere per lo sfruttamento delle correnti marine o fluviali. Tutti questi apparati sono soggetti alla variabilità e all'incostanza delle fonti energetiche che li azionano e devono essere obbligatoriamente collocati in località dove dette fonti, siano esse maree o moto ondoso o ancora correnti marine o fluviali, abbiano sufficiente forza propulsiva.

Scopo della presente invenzione à ̈ ovviare agli inconvenienti dei sistemi oggi in uso proponendo un nuovo modo per produrre energia in qualsiasi luogo con costanza e continuità nel tempo, con basso o nullo impatto ambientale e con ridottissimi costi di gestione.

Nella sua configurazione più semplice e esemplificativa, come riportato nella TAV.1, l'apparato motore consiste in due galleggianti cavi, 2 e 3, uniti fra loro attraverso le condutture flessibili 7 per il liquido e le condutture flessibili 6 per l'aria o comunque per un gas. Le condutture flessibili 6 convergono su una valvola 1 collegata ad una pompa per l'aria, o per il gas, 5. I due elementi cavi 2 e 3 sono solidali alle bielle 4 collegate ad un albero a gomiti G, ancorato su appositi supporti S fuori dall'acqua o dal liquido, che trasforma il moto alternato D1 e D2 degli elementi cavi in moto rotatorio R. La pompa per l'aria 5 serve per trasferire alternativamente l'aria, o il gas, da un elemento all'altro e dispone di una apposita presa esterna 9 per compensare eventuali perdite di pressione di aria, o di gas. Quando, come illustrato nella figura A della Tav.1, la pompa 9 aspira l'aria 11 dal galleggiante 2 e la trasferisce al galleggiante 3, l'acqua o comunque il liquido 10 contenuto in quest'ultimo si trasferisce al galleggiante 2, in tal modo quest'ultimo scende verso il basso D1, mentre il galleggiante 3 riempito di aria 11, o di gas, risale verso la superficie dell'acqua o del liquido D2 a causa della spinta idrostatica. Quando ciascun galleggiante à ̈ giunto alla fine della corsa permessa dalla lunghezza delle bielle 4 tramite le quali sono collegati all'albero a gomiti G, la valvola 1 inverte la mandata di aria o di gas 11 e, come illustrato nella figura B della Tav.1, il galleggiante 2 prende a sua volta a salire nella direzione D2, mentre il galleggiante 3 scende a sua volta nella direzione D1, in tal modo l'albero a gomiti G avrà effettuato un giro completo. L'aspirazione e la mandata deH'aria, o del gas, avviene praticamente a pressione costante e detta pressione à ̈ uguale sia in aspirazione che in mandata, questo, comportando un uso modestissimo di energia, permette, una volta avviato l'apparato alimentando la pompa dell'aria, o del gas, con un accumulatore di corrente elettrica, di alimentare la stessa pompa deH'aria, a regime, con una piccola frazione della corrente elettrica generata.

In questa semplice configurazione appena illustrata con galleggianti cavi à ̈ possibile dotare detti galleggianti di un setto interno di materiale molto elastico, in pratica una membrana, che faccia da separatore fra la frazione liquida e quella gassosa.

Un'altra configurazione dei galleggianti che permette di adottare sistemi rotativi, prevede un pistone flottante interno che separa la frazione gassosa da quella liquida. In questo caso, come illustrato in sezione nella Fig.1 della Tav.2, avremo un cilindro 1 che contiene un pistone flottante 2, cioà ̈ libero di scorrere nel cilindro stesso senza collegamenti meccanici, dotato di opportune guarnizioni 21. In una parte del cilindro sarà contenuta l'acqua o il liquido 4 e nell'altra, separata dal pistone 2, sarà contenuta l'aria 3 , o il gas. Il principio di funzionamento rimane identico a quello prima esposto, con l'aspirazione e l'immissione A dell'aria 3 attraverso il condotto 9 e l'uscita o l'immissione B del liquido 4 attraverso il condotto 10.

Questo cilindro può essere applicato a diversi sistemi, ad esempio oscillanti o rotativi. Nella fig.2 della Tav.2 à ̈ illustrato in modo schematico il funzionamento di un sistema oscillante a due cilindri, o elementi, imperniato su un fulcro o asse di rotazione 8. I due cilindri 1, dotati di pistone flottante 2, sono solidali fra loro tramite il braccio 7 con asse di rotazione centrale 8.

La conduttura del liquido 10 collega la parte inferiore dei cilindri 1, mentre le condutture dell'aria 9 collegano la parte superiore dei cilindri 1 tramite la pompa dotata di valvola di smistamento 6. Nella fase indicata con A l'elemento di sinistra, che svuotato del liquido acquista maggiore galleggiabilità, inizia a risalire grazie alla spinta idrostatica, e l'elemento di destra riempito di liquido inizia a scendere. Nella fase indicata con B i due elementi sono nella situazione di massima differenza di galleggiabilità fra loro. Nella fase indicata con C gli elementi hanno raggiunto la corsa massima e il ciclo si inverte, l'elemento di sinistra inizia a scendere e l'elemento di destra a risalire. Va notato come la forza generata dal movimento degli elementi e applicata all'asse di rotazione 8 usufruisce di un effetto moltiplicatore grazie al braccio di leva 7.

Tuttavia l'applicazione migliore dei cilindri con pistone flottante à ̈ per i sistemi rotativi. Come illustrato nella Tav.3 i cilindri, o elementi, possono essere collegati fra loro, per le rispettive parti che contengono il liquido e il gas, in due modi: il primo , come illustrato nella fig. 1, i cilindri contrapposti hanno le parti che contengono il liquido e il gas rispettivamente invertite; nel secondo, come illustrato nella fig. 2, le parti che contengono il liquido e il gas sono nella stessa posizione. Indubbiamente la soluzione con le parti invertite, fig.1, assicura una maggiore efficienza di funzionamento. In entrambi i casi viene illustrato a titolo esemplificativo, nelle fasi di rotazione dalla A alla D, un giro di novanta gradi, ed entrambe le soluzioni consentono un moto rotatorio continuo.

In tutte le soluzioni adottate la pompa per l'aria, o il gas, 6 agisce tramite una valvola che inverte il ciclo di funzionamento. Il comando di detta valvola può essere di tipo meccanico, elettrico o elettronico. Il comando di inversione della valvola viene attuato con un anticipo variabile, rispetto al momento di culmine del giro, rapportato alla velocità angolare degli elementi.

I sistemi ruotanti possono avere due o più cilindri. Nella Tav.4 a titolo di esempio à ̈ illustrato in sezione prospettica un sistema a otto cilindri, la fig.1 mostra anche l'insieme delle valvole e dei collegamenti della tubazioni, mentre la fig.2 mostra gli stessi elementi con i soli cilindri e le tubazioni.

Ciascun cilindro 1 à ̈ collegato con quello diametralmente opposto tramite le tubature del gas 9 e del liquido 10. Mentre le condutture del liquido sono collegate senza soluzione di continuità, le condutture del gas 10 sono collegate tramite le valvole di inversione del ciclo 24, che a loro volta sono collegate alla pompa del'aria, che à ̈ unica per tutti i cilindri, tramite le tubazioni di aspirazione 23 e quelle di mandata 24. Nella fig.1 della Tav.4 le valvole e i collegamenti con la pompa sono omessi per semplificazione visiva dell'illustrazione. Ciascun cilindro à ̈ dotato di un pistone flottante 2 completo di guarnizioni di tenuta 21.

Le applicazioni dei sistemi oscillanti o ruotanti possono assumere le più varie configurazioni, a due, quattro, otto o più cilindri o elementi cavi 1. Nella Tav.5 ne sono illustrate alcune a titolo di esempio. La figura C mostra una configurazione a due cilindri ruotanti intorno all'asse 8, con i bracci di collegamento 14 ove passano le tubature del liquido e del gas, e con gli elementi di giunzione fra i cilindri 7. Il tutto à ̈ montato su un sostegno 12 la cui base 11 poggia direttamente sul fondo della vasca in cui à ̈ contenuto il liquido, oppure sul fondo marino o lacunare.

La figura E mostra un sistema oscillante a due cilindri, anch'esso sostenuto da un pilone 12 poggiante sul fondo tramite la base di appoggio 11. 1 due cilindri 1, oscillanti intorno all'asse 8, sono collegati fra loro e con la pompa dotata di valvola di smistamento 6 tramite le tubazioni per il liquido 10 e le tubazioni per il gas 9. La figura F mostra lo stesso complesso in vista frontale.

La figura G mostra in vista prospettica un complesso galleggiante dotato di un rotore a quattro cilindri. Lo stesso complesso galleggiante à ̈ mostrato in vista frontale nella figura A e in vista laterale nella figura B. Il galleggiante o pontone 15, avente un volume della parte immersa 20 al di sotto del pelo del liquido 17 atto a garantire la galleggiabilità di tutto il complesso, sostiene nella sua parte superiore, e quindi al di fuori del liquido, il generatore di corrente 16 e la pompa per l'aria, o per il gas, 6, mentre nella sua parte inferiore, e quindi immersi nel liquido, sostiene l'albero e gli ingranaggi di trasmissione 19, le condutture per l'aria o il gas 18, ed il rotore dotato di quattro cilindri 1. La pompa per il gas 6 à ̈ collegata tramite due tubature coassiali fra loro 18, una per la mandata e l'altra per l'aspirazione, all'attacco ruotante 5 che distribuisce il gas alla valvole di mandata ed a quelle di aspirazione. Il movimento del rotore comanda tramite l'asse di rotazione 8 una serie di ingranaggi e di rinvìi 19 collegati sia ad un generatore di elettricità 16 che ad una pompa per il gas, o per l'aria, 6, che quindi sono azionati dal movimento del rotore. Questo tipo di complesso galleggiante à ̈ adatto ad essere utilizzato nei bacini idrici o marini. La figura D illustra un rotore a otto cilindri, o elementi.

Tutte le tecniche di costruzione, i materiali ed i componenti illustrati sono normalmente reperibili o facilmente realizzabili allo stato attuale della tecnica.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica caratterizzato dal fatto di essere dotato di due o più elementi cavi al loro interno (1) normalmente di forma cilindrica, collegati far loro a due a due con tubazioni per lo scambio reciproco di liquido e di gas, e contenenti gas o aria e una quantità di liquido o di acqua pari al volume interno di uno dei due elementi. Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi e le misure interne ed esterne.
2. 2. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di essere dotato di due o più elementi (1) cavi al loro interno e di forma cilindrica, contenenti ciascuno un pistone flottante (2) dotato di opportune guarnizioni di tenuta (21) libero di scorrere all'interno del cilindro. Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi e le misure interne ed esterne.
3. 3. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo scambio della frazione gassosa fra i due elementi accoppiati e contrapposti avviene tramite l'ausilio di una pompa 6 e di una valvola 24 che inverte ritmicamente e automaticamente la mandata e l'aspirazione ad ogni ciclo di funzionamento. Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi e i sistemi di comando della valvola.
4. 4. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di avere due elementi cavi (1) collegati solidalmente fra loro tramite un braccio (7) imperniato su un asse di rotazione (8) che consente un moto oscillatorio alternato (D1 e D2). Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi e le misure interne ed esterne.
5. 5. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di avere due elementi cavi (1) collegati solidalmente, tramite bielle (4), ad un albero a gomiti (G) che trasforma il moto oscillatorio alternato (D1 e D2) in moto rotatorio (R). Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi e le misure interne ed esterne.
6. 6. Motore con movimento creato dalla spinta idrostatica, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di avere due o più elementi cavi (1) distribuiti radialmente lungo un rotore imperniato su di un asse di rotazione (8) e collegati fra di loro, due a due, con le tubazioni per lo scambio di liquidi e di gas, in modo da realizzare un moto rotatorio continuo che può essere sfruttato, tramite opportuni accoppiamenti meccanici od idraulici, per l'azionamento di un generatore di elettricità. Qualsiasi siano le forme e le proporzioni, le dimensioni, il numero di elementi, i materiali di costruzione, la tipologia, le dimensioni, i volumi, le misure interne ed esterne e i sistemi di trasmissione del moto dal rotore al gruppo di generatore di elettricità.