ITTO20000258A1 - Gruppo collettore per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un gruppo collettore per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari.

Per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari è noto di utilizzare dei gruppi collettori del tipo comprendenti, ciascuno, una pluralità di lenti posizionate in modo da dirigere i raggi solari ricevuti verso un ingresso di un dispositivo di trasmissione della luce atto a convogliare i raggi luminosi ricevuti verso una o più zone da illuminare.

I gruppi collettori noti del tipo sopra descritto risultano essere scarsamente soddisfacenti dal momento che la loro struttura ed i diversi componenti utilizzati risultano essere, in alcuni casi, estremamente complessi quindi, difficilmente realizzabili, assemblabili ed installabili, a cui conseguono, ovviamente, costi inevitabilmente elevati che ne limitano sensibilmente l'utilizzo. Esistono, poi, altri gruppi collettori, i quali, .pur essendo decisamente più semplici e quindi più economici,

presentano una modesta efficienza ed affidabilità funzionale, dal momento che parte dei raggi luminosi incidenti sulle lenti vengono persi lungo il percorso verso la o le zone da illuminare.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo collettore perfezionato per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari, il quale, rispetto ai gruppi collettori noti, risulti essere estremamente semplice e presenti, nel contempo, una elevata affidabilità ed efficienza funzionale e costi contenuti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo collettore per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari; il gruppo comprendendo un corpo fisso di appoggio, mezzi di supporto mobili accoppiati al corpo fisso in maniera girevole, rispetto al corpo' fisso stesso attorno ad un primo e ad un secondo asse di cerniera fra loro trasversali, una pluralità di' lenti accoppiate ai detti mezzi di supporto mobili, e. mezzi di trasferimento a cavi ottici per trasferire i raggi solari provenienti dalle dette lenti verso zone da illuminare, caratterizzato dal fatto che le dette lenti sono lenti di Fresnel a piastra aventi, ciascuna, uno spessore costante e sono tutte disposte al di sopra di un unico primo piano comune di giacitura, e dal fatto che i detti mezzi di trasferimento comprendono, per ciascuna detta lente, un relativo cavo a fibre ottiche comprendente una propria superficie frontale libera attraversata, in uso, dai raggi solari; le dette superfici frontali libere giacendo su di un secondo piano comune di giacitura affacciato e distanziato dal detto primo piano di giacitura.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo in cui:

la figura 1 illustra, in elevazione laterale, una preferita forma di attuazione di un gruppo collettore secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, secondo la linea II-II della figura 1;

la figura 3 è una sezione, in scala fortemente ingrandita, secondo la linea III-III della figura 2;

la figura 4 è una vista esplosa del particolare di figura 3; e

la figura 5 è una sezione in scala ingrandita secondo la linea V-V di figura 2.

Nella figura 1, con 1 è indicato un gruppo collettore per la raccolta ed il convogliamento di raggi solari.

Il gruppo 1 comprende un basamento 2, un montante 3 solidalmente collegato al basamento 2, ed una testa 4 accoppiata ad una estremità superiore del montante 3 in maniera girevole rispetto al montante 3 stesso attorno ad un asse 5 verticale sotto la spinta di un dispositivo attuatore 6, noto e non descritto in dettaglio, comprendente un motore elettrico 7 di azionamento .

Sempre con riferimento alla figura 1, la testa 4 porta incernierato un collettore 9 circolare di raggi solari, il quale presenta un proprio asse 10, ed è accoppiato alla testa 4 tramite un perno 11 ortogonale agli assi 3 e 10 per ruotare attorno all'asse del perno 11 sotto la spinta di una trasmissione meccanica nota e non visibile nelle figure allegate, azionata da un proprio motore elettrico 12.

In particolare, il collettore 9 comprende un telaio 13 (figure 1 e 2) parzialmente alloggiato in un involucro 14 esterno comprendente un corpo a tazza 15 posteriore, a sua volta, comprendente una parete 16 conica di fondo rastremata verso la testa 4 ed accoppiata alla testa 4 stessa, ed una parete 18 laterale cilindrica solidalmente collegata alla parete 16 di fondo. L'involucro 14 comprende, inoltre, un corpo .19 a cupola anteriore realizzato di materiale permeabile alla luce, preferibilmente un policarbonato, accoppiato alla parete laterale a tenuta di fluido.

Sempre con riferimento alla figura 1, il telaio 13 comprende una porzione 20 posteriore di attacco a forcella sporgente all'esterno attraverso la parete 16 ed incernierata alla testa 4 stessa tramite il perno 11, ed una porzione circolare 21 piana a griglia. La porzione 21 a griglia è alloggiata all'interno dell'involucro 14 in prossimità della zona di attacco dei corpi 15 e 19, si estende ortogonalmente all'asse 10 in posizione assialmente distanziata dalla parete 16 di fondo, ed è solidalmente collegata alla porzione 20 a forcella.

La porzione 21 a griglia porta solidalmente collegato un corpo 23 alveolato, il quale si estende tra la porzione 21 a griglia stessa e la parete 16, è realizzato di materiale plastico termoformabile, preferibilmente materiale comunemente noto con il termine di "Azdel®" e presenta una pluralità di pareti aventi tutte il medesimo spessore, convenientemente pari a due millimetri.

Nel particolare esempio descritto, il corpo alveolato 23 comprende una pluralità di file 24, parallele e fra loro affiancate, di porzioni prismatiche 25 cave a tronco di piramide, delle quali le file 24 laterali presentano due porzioni prismatiche 25 in meno delle file 24 intermedie. Le porzioni prismatiche 25 sono rastremate verso la parete 16 di fondo e delimitate, dalla parte rivolta verso il corpo 19 a cupola, da rispettive superfici anulari 27 piane e giacenti su di un piano P comune di giacitura ortogonale all'asse e coincidente con il piano di figura 2. Contro ciascuna superficie 27 è disposta in battuta e trattenuta, preferibilmente tramite corpi a piastra (non illustrati) collegati al corpo alveolato 23 tramite viti (non illustrate), la porzione perimetrale di una relativa lente 29 di Fresnel (figura 5), la quale è realizzata di materiale acrilico e presenta una forma a piastra rettangolare ed uno spessore costante, preferibilmente dell'ordine del millimetro .

Ciascuna porzione prismatica 25 termina, dalla parte rivolta verso la parete 16 di fondo, con una parete 30 piana provvista di un foro 31 passante estendentesi parallelamente all'asse 10. A ciascuna parete 30 è accoppiato un tratto 31 terminale di un rispettivo cavo 32 a fibre ottiche, un cui trattoopposto (non illustrato) è disposto in una zona da' illuminare. Il tratto 32 è delimitato da una superficie frontale 33', la quale è affacciata alla relativa lente 29, ed è mantenuta in una posizione di giacitura su di un piano Pi comune parallelo al piano P da un dispositivo 34 di attacco e regolazione.

Secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 4, ciascun dispositivo 34 comprende una relativa vite 35, la quale presenta un foro 36 assiale, all'interno del quale è bloccato, in modo noto, il tratto 32 del cavo ottico 33, ed una testa 37 cooperante in battuta contro una superficie della parete 30 affacciata alla parete 16 tramite l'interposizione di una rondella 38 o, alternativamente, di una molla a tazza (non illustrata) . La vite 35 comprende, inoltre, un gambo 39 esternamente filettato impegnante il foro 31 con gioco e sporgente all'interno della relativa porzione prismatica 25. Sulla porzione del gambo 39 sporgente all'interno della porzione 25 è avvitato un bullone 40 di serraggio cooperante in battuta contro la parete 30 tramite l'interposizione di una rondella 41 o, alternativamente, di una molla a tazza (non illustrata) e serrato in modo tale da consentire al gambo di traslare all'internò del foro 31’parallelamente a sé stesso .

Ancora con riferimento alla figura 2 e, m particolare alla figura 5, il collettore 9 comprende, inoltre, un gruppo 43 di intercettazione dei raggi solari disposto all'interno dell'involucro 14 tra le lenti 29 ed il corpo 19 a cupola. Il gruppo 43 comprende, per ciascuna fila 24 di porzioni prismatiche 25 e, quindi, per ciascuna lente 29 della relativa fila, un rispettivo schermo 45, due soli dei quali sono illustrati in figura 2. Gli schermi 45 sono mobili rispetto alle lenti 29 sotto la spinta di un dispositivo 46 motorizzato atto a ruotare gli schermi 45 stessi all'unisono tra una posizione di riposo in cui gli schermi 45 si estendono in posizioni sostanzialmente ortogonali al piano Pi lasciando le lenti completamente esposte ai raggi solari, ed una posizione operativa di intercettazione dei raggi solari, nella quale oscurano la metà della superficie delle relative lenti 29. Nel particolare esempio descritto, il dispositivo 46 comprende una pluralità di aste 47 fisse, le quali sono solidalmente collegate al telaio 13 e, alle quali gli scherni 45 sono incernierati per ruotare attorno a rispettivi assi 48 paralleli fra loro, alle file 24 ed al piano PI, ed un ugual numero di aste 49 mobili, le quali sono distanziate dalle aste 47 fisse verso il corpo a cupola 19, e sono incernierate agli schermi 45. Una delle aste 49 è incernierata ad una biella 50 di un gruppo a biella manovella noto e azionato da un motore rotativo 51 controllato, come i motori 7 e 12, da una unità 52 di comando e controllo (fig.2), di per sé nota e non descritta in dettaglio, alloggiata nell'involucro 14 tra il corpo alveolato 23 e la parte 16 di fondo.

In uso, i motori 7 e 12 vengono controllati dall'unità 52 in modo tale per cui le lenti 29 siano sempre rivolte verso il sole, mentre il motore 51 viene inizialmente comandato dall'utente per impostare un valore di intensità luminosa desiderato e quindi comandato automaticamente dall'unità 52 per mantenere costante il valore di intensità luminosa prescelto al variare delle condizioni atmosferiche o a seguito dell'interposizione di corpi tra il sole ed il collettore 9. Nel caso in cui, nonostante gli schermi siano disposti nella loro posizione di riposo, non sia possibile garantire l'illuminamento impostato, l'unità 52 provvede ad attivare una sorgente di luce artificiale, non illustrata, che invierà un proprio fascio luminoso verso le lenti 29 compensando la temporanea mancanza dei raggi solari.

Da quanto precede appare evidente che il gruppo 1 descritto, rispetto ai gruppi noti, risulta essere estremamente semplice da un punto di vista realizzativo e particolarmente leggero soprattutto a seguito dell'utilizzo di un corpo di supporto alveolato realizzato in un sol pezzo di materiale plastico.

Nonostante la semplicità realizzativa, il gruppo 1 descritto risulta essere estremamente efficiente ed affidabile nel tempo. Quanto appena esposto deriva essenzialmente dall'utilizzo di lenti di Fresnel aventi uno spessore costante, dalla particolare disposizione delle lenti stesse sul corpo alveolato, ed a seguito della possibilità, di regolare la posizione del cavo ottico rispetto alla relativa lente mantenendo il cavo stesso sempre alla medesima distanza dalla relativa lente ed in una posizione ottimale per quanto riguarda il trasferimento dei raggi solari incidenti.

La presenza degli schermi parzializzatori consente, poi, di variare la quantità di luce diretta verso i cavi a fibre ottiche e quindi di impostare un illuminamento desiderato a cui contribuisce anche la sorgente luminosa artificiale non illustrata.

Da quanto precede appare evidente che al gruppo descritto possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione. In particolare il corpo alveolato di supporto potrebbe essere sostituito con un diverso corpo di supporto avente una leggerezza confrontabile e le lenti di Fresnel essere realizzate con materiali diversi da quello indicato.

Inoltre, potrebbe essere previsto un diverso dispositivo di regolazione per regolare la posizione di ciascuna superficie 33' rispetto alla relativa lente 29 nel piano P1.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo collettore (1) per la raccolta ed il convogllamento di raggi solari; il gruppo (1) comprendendo un corpo fisso (2) di appoggio, mezzi di supporto mobili (13,23) accoppiati al corpo fisso (2) in maniera girevole, rispetto al corpo fisso (2) stesso attorno ad un primo (5) e ad un secondo asse (11) di cerniera fra loro trasversali, una pluralità di lenti (29) accoppiate ai detti mezzi di supporto mobili (23), e mezzi di trasferimento (33) a cavi ottici per trasferire i raggi solari provenienti dalle dette lenti (29) verso zone da illuminare, caratterizzato dal fatto che le dette lenti (29) sono lenti di Fresnel a piastra aventi, ciascuna, uno spessore costante e sono tutte disposte al di sopra di un unico primo piano (P) comune di' giacitura, e dal fatto che i detti mezzi di trasferimento comprendono, per ciascuna detta lente (29), un relativo cavo (33) a fibre ottiche comprendente una propria superficie (33') frontale libera attraversata, in uso, dai raggi solari; le dette superfici (33') frontali libere giacendo su di un secondo piano (P1) comune di giacitura affacciato e distanziato dal detto primo piano (P) di giacitura. 2.- Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti due piani di giacitura (P) (P1) sono fra loro paralleli. 3.- Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta lente (29) presenta una forma quadrangolare. 4.- Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal .fatto che ciascuna detta lente (29) presenta una forma rettangolare. 5.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di file (24) di dette lenti (29) disposte fra loro parallele ed accostate; le file intermedie presentando almeno una lente (29) in più rispetto alle file (24) laterali. 6.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta lente (29) è realizzata di materiale acrilico . 7.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi (34) di collegamento rilasciabili e regolabili interposti tra ciascun detto cavo (33) a fibre ottiche ed i detti mezzi (13) di supporto per consentire la regolazione della posizione delle dette superfici frontali (33') libere rispetto alle dette lenti (29). 8.- Gruppo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (34) comprendono, per ciascun detto cavo (33) a fibre ottiche, un relativo elemento (39) a slitta di attacco del detto cavo (33) accoppiato ai detti mezzi di supporto (13) in maniera scorrevole in una direzione parallela ad almeno uno dei detti piani' (P)(Pi) di giacitura; mezzi di bloccaggio (37,39,40) rilasciabili essendo previsti per bloccare il detto elemento (39) a slitta in un punto qualsiasi lungo la detta direzione. 9.- Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi (13) di supporto comprendono, per ciascun detto cavo (33), una porzione (30) di attacco a piastra parallela ai detti piani (P)(PI) di giacitura e provvista di un foro (31) passante; il detto elemento (39) a slitta impegnando il detto foro (31) con gioco ed i detti mezzi di bloccaggio comprendendo un gruppo a vite-madrevite. 10.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di supporto mobili (13,23) comprendono un corpo (23) di materiale termoformabile realizzato in un sol pezzo e presentante, per ciascuna detta lente (29), una relativa detta superficie (27) di appoggio, ed una porzione (30) di attacco per un rispettivo detto cavo (33) a fibre ottiche. 11.- Gruppo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta superficie (27) di appoggio e ciascuna detta porzione (30) di attacco delimitano .un rispettiva porzione prismatica cava (25) del detto corpo (23) di materiale termoformabile; la detta porzione prismatica (25) presentando una pluralità di pareti aventi tutte uno spessore costante e di valore uguale a quello delle pareti delle altre porzioni prismatiche. 12.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, per ciascuna detta lente (29), un ; relativo schermo (45) impermeabile alla luce; mezzi di comando (50,51) essendo previsti per spostare i detti schermi tra una posizione di riposo, in cui i detti schermi sono disposti in posizione sostanzialmente ortogonale al detto primo piano (P) di giacitura, ed una posizione operativa, in cui gli schermi intercettano almeno parte dei raggi solari diretti verso le dette lenti (29). 13.- Gruppo collettore per la raccolta ed il trasferimento di raggi solari, sostanzialmente come descritto ed illustrato nelle figure allegate.