ITTO20130045A1 - Sistema di propulsione fuoribordo per natanti - Google Patents

Sistema di propulsione fuoribordo per natanti

Info

Publication number
ITTO20130045A1
ITTO20130045A1 IT000045A ITTO20130045A ITTO20130045A1 IT TO20130045 A1 ITTO20130045 A1 IT TO20130045A1 IT 000045 A IT000045 A IT 000045A IT TO20130045 A ITTO20130045 A IT TO20130045A IT TO20130045 A1 ITTO20130045 A1 IT TO20130045A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
propulsion system
outboard propulsion
stator
rotor
motor
Prior art date
Application number
IT000045A
Other languages
English (en)
Inventor
Pietro Guerrieri
Pietro Perlo
Original Assignee
P Gevs Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by P Gevs Srl filed Critical P Gevs Srl
Priority to IT000045A priority Critical patent/ITTO20130045A1/it
Priority to EP14702953.2A priority patent/EP2945857A1/en
Priority to PCT/IB2014/058249 priority patent/WO2014111844A1/en
Priority to US14/761,387 priority patent/US9567053B2/en
Publication of ITTO20130045A1 publication Critical patent/ITTO20130045A1/it
Priority to US15/398,549 priority patent/US10293926B2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/12—Rotor drives
    • B64C27/14—Direct drive between power plant and rotor hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/08—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using auxiliary jets or propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/16—Propellers having a shrouding ring attached to blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/08—Means enabling movement of the position of the propulsion element, e.g. for trim, tilt or steering; Control of trim or tilt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/32—Housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/001—Shrouded propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/16—Propellers having a shrouding ring attached to blades
    • B63H2001/165—Hubless propellers, e.g. peripherally driven shrouds with blades projecting from the shrouds' inside surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H2020/005—Arrangements of two or more propellers, or the like on single outboard propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H2023/005—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements using a drive acting on the periphery of a rotating propulsive element, e.g. on a dented circumferential ring on a propeller, or a propeller acting as rotor of an electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

“Sistema di propulsione fuoribordo per natantiâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce al campo dei sistemi di propulsione fuoribordo per natanti, del tipo comprendente una struttura di supporto ancorabile allo specchio di poppa del natante ed almeno un’elica propulsiva portata da detta struttura di supporto.
Scopo dell’invenzione
Lo scopo del trovato à ̈ di realizzare un sistema di questo tipo che sia caratterizzato da elevate caratteristiche di efficienza, di leggerezza e di ridotto ingombro.
Sintesi dell’invenzione
In vista di raggiungere tale scopo, il trovato ha per oggetto un sistema di propulsione fuoribordo per natanti, comprendente una struttura di supporto ancorabile allo specchio di poppa del natante ed una o più eliche propulsive portate da detta struttura di supporto, caratterizzato dal fatto che ciascuna elica propulsiva à ̈ associata ad un motore elettrico a geometria toroidale, avente un rotore anulare girevole all'interno di uno statore anulare e definente a sua volta al suo interno un'apertura centrale, con le pale dell'elica che sono portate dal rotore e si estendono in detta apertura centrale.
Macchine elettriche adatte all'impiego nel sistema di propulsione secondo il trovato sono state sviluppate in anni recenti per l'utilizzo come motori o generatori. Una soluzione particolarmente interessante ai fini dell’invenzione à ̈ quella illustrata nel brevetto europeo EP 1885 047 B1 e nel corrispondente brevetto statunitense US 7,592,712 B2, dello stesso inventore. Una descrizione dettagliata di un motore elettrico di questo tipo verrà fornita nel seguito.
Secondo un’ulteriore caratteristica del trovato, il corpo anulare del rotore e il corpo anulare dello statore di ciascun motore elettrico sono conformati in modo da costituire un tubo di guida per il flusso di acqua interessato dall'elica.
Secondo un’ulteriore caratteristica preferita del trovato, la struttura di supporto di tutte le eliche, o di ciascuna elica, à ̈ montata in modo articolato intorno ad un asse orizzontale trasversale rispetto alla direzione di avanzamento e sono previsti mezzi attuatori per regolare la posizione di tale struttura di supporto intorno a detto asse trasversale, in modo tale da mantenere la direzione di spinta delle eliche sostanzialmente parallela alla direzione orizzontale di avanzamento.
Preferibilmente, i suddetti mezzi attuatori comprendono un attuatore elettrico ed una unità elettronica di controllo per comandare l'attuatore elettrico sulla base del segnale in uscita da un sensore di assetto del natante, ad esempio un sensore di tipo inerziale.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 à ̈ una vista prospettica di un esempio di natante cui à ̈ applicato un sistema di propulsione fuoribordo secondo il trovato,
- la figura 2 illustra il natante della figura 1 con una struttura porta-celle solari in fase di dispiegamento,
- la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica in scala ampliata del sistema di propulsione secondo il trovato,
- la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica in scala ampliata del particolare di una singola elica propulsiva,
- la figura 5 Ã ̈ una vista prospettica simile a quella della figura 4, in cui le pale dell'elica e l'involucro esterno del motore di comando dell'elica sono stati rimossi, per rendere visibile l'intelaiatura di supporto, con il motore elettrico toroidale ad esso associato,
- la figura 6 à ̈ una vista prospettica della sola struttura di supporto, - le figure 7, 8 sono una vista in sezione ed una vista frontale di un singolo motore, con l’elica ad esso associata, in una posizione di regolazione neutra,
- le figure 9, 10 sono viste in sezione simili a quella della figura 7, che mostrano il gruppo del motore con la relativa elica in due posizioni estreme di regolazione dell'inclinazione del gruppo, e
- la figura 11 à ̈ una vista prospettica parzialmente sezionata di una macchina elettrica secondo la tecnica nota, studiata in origine per operare come generatore in associazione ad un rotore azionato da una corrente d'aria, che à ̈ invece utilizzato come motore per comandare l'elica propulsiva nel sistema secondo il trovato.
Descrizione dettagliata di forme di attuazione preferite
Nella figura 1, il numero 1 indica nel suo insieme un sistema di propulsione fuoribordo per un natante 2. Occorre osservare che lo specifico tipo di natante visibile nei disegni à ̈ qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, essendo evidente da quanto seguirà che il sistema di propulsione secondo il trovato à ̈ applicabile ad uno svariato numero di diversi tipi di natante, nonché anche a veicoli sottomarini.
Con riferimento anche alle figure 2, 3, il sistema di propulsione 1 comprende una pluralità di eliche propulsive 3 (nel caso specifico illustrato sono previste tre eliche) portate da una intelaiatura di supporto 4 provvista di mezzi di ancoraggio di un qualunque tipo noto, per l'ancoraggio allo specchio di poppa 5 del natante 2.
Secondo una caratteristica fondamentale del trovato, ciascuna elica propulsiva 3 Ã ̈ associata ad un motore elettrico 6 a geometria toroidale avente un rotore anulare R (vedere in particolare figura 4) girevole all'interno di uno statore anulare S e definente al suo interno un'apertura centrale A nella quale si estendono le pale 3A dell'elica 3. Come visibile nella figura 4, il corpo toroidale del motore elettrico 6, definito dai corpi anulari di rotore e statore, costituisce un tubo di guida e convogliamento per il flusso di acqua interessato dall'elica propulsiva 3.
Come già sopraindicato, macchine elettriche adatte ad essere realizzate nella configurazione toroidale visibile nella figura 4 sono già state proposte e sviluppate in passato per altre applicazioni. La figura 11 dei disegni annessi à ̈ tratta dal documento EP 1 885 047 B1 e dal corrispondente documento US 7,592,712 B2, dello stesso inventore. Nel caso di tali documenti, la macchina elettrica viene utilizzata come generatore elettrico in associazione ad un rotore che viene posto in rotazione dal vento.
Nella figura 11 il corpo dello statore S ed il corpo del rotore R sono sezionati per mostrare i componenti al loro interno. Innanzitutto, nel caso dell'esempio di attuazione illustrato nella figura 11, il rotore R à ̈ supportato in rotazione entro lo statore S mediante sostentazione magnetica, realizzata tramite due coppie di magneti permanenti anulari MRe MS. Nella figura 11, con N à ̈ indicato un nucleo anulare facente parte dello statore S, costituito di materiale ferromagnetico, ad esempio SMC (“Soft Magnetic Composite†). A partire dalla superficie interna del nucleo anulare N sono ricavate cave C atte ad accogliere avvolgimenti (non illustrati) associate allo statore S e destinate a cooperare con magneti permanenti portati dal rotore R. Con D sono indicati i denti definiti fra una cava C e l'altra. Il rotore R include un nucleo anulare G, anch’esso di materiale ferromagnetico, ad esempio SMC. Il rotore R presenta inoltre, radialmente all'esterno rispetto al nucleo G, una serie anulare di magneti permanenti P disposti in modo tale da creare un'alternanza di poli magnetici nord e sud destinati a cooperare con gli avvolgimenti dello statore S per generare una rotazione del rotore R a seguito del passaggio di corrente elettrica attraverso gli avvolgimenti. In una variante, il rotore può essere costituito da una pluralità di strati di materiale magnetico composito disposti in modo tale da creare un’alternanza di poli magnetici nord-sud. In un'altra variante il rotore R può essere costituito da una pluralità di magneti permanenti disposti in una configurazione cosiddetta “Halbach array†, per sé di tipo noto, al fine di ridurre peso ed ingombro del rotore R. Dalla superficie interna del corpo del rotore R si estendono le pale 3A dell'elica propulsiva 3.
Come visibile nei disegni, nella forma di attuazione qui illustrata, le pale 3A di ciascuna elica 3 non si incontrano al centro del rotore, ma rimangono invece distanziate fra loro, in modo da lasciare libera una parte centrale dell'apertura A all'interno del rotore. E’ tuttavia possibile prevedere invece che le pale 3A si congiungano fra loro al centro dell’apertura A.
Naturalmente, sebbene il motore elettrico sopra descritto sia considerato il più adatto ad essere applicato nel sistema secondo il trovato, esso non rappresenta l’unica soluzione possibile. Dal punto di vista della pura efficienza, la macchina elettrica a magneti permanenti di superficie rappresenta la scelta migliore. Tuttavia essa comporta inconvenienti:
- i motori a magneti permanenti (PM) richiedono speciali soluzioni di sicurezza per il convertitore di potenza; in caso di un’avaria la macchina PM in movimento produce una forza elettromotrice di ritorno (emf) che deve essere propriamente trattata per evitare ulteriori danni (ad esempio alla batteria) e pericoli elettrici;
- macchine puramente di tipo PM soffrono della difficile reperibilità della materia prima principale, i magneti al neodimio ferro boro (NdFeB), la cui produzione à ̈ per la maggior parte in Cina ed à ̈ soggetta a restrizioni per ragioni strategiche ed ambientali
Qualsiasi altro tipo di motore elettrico che presenti una configurazione toroidale analoga a quella sopradescritta à ̈ pure utilizzabile. Le macchine elettriche ad induzione hanno una efficienza inferiore ma sono prodotte in larga massa e sfruttano una tecnologia consolidata e di basso costo. Un compromesso migliore in termini di costo, efficienza e sicurezza à ̈ costituito dalle machine a riluttanza, sia in tecnologia sincrona sia in tecnologia a riluttanza commutata.
A confronto delle soluzioni convenzionali, le macchine a flusso assiale hanno caratteristiche favorevoli per efficienza e coppia specifica. Un motore elettrico a campo assiale comprende un rotore girevole e generatori/percorsi a flussi assiali multipli (magneti permanenti, canali a riluttanza variabile, elementi a gabbia di scoiattolo) portati dal rotore. I generatori di flusso assiale sono orientati in modo tale che il flusso magnetico da essi prodotto sia orientato assialmente almeno per una parte sostanziale. I generatori di flusso assiale sono posizionati intorno al rotore con orientamento alternato della direzione di flusso, in modo tale che la direzione di flusso di segmenti adiacenti sia orientata assialmente almeno per una parte sostanziale, ma in versi opposti. Le macchine a flusso assiale possono essere realizzate con contenuto modesto o nullo di elementi di terre rare e sono pertanto di basso costo.
Un’altra possibile variante prevede un motore a flusso assiale avente le seguenti caratteristiche:
- il motore à ̈ un motore ad induzione a flusso assiale avente uno statore con avvolgimenti polifase e due rotori con due alberi distinti che possono ruotare indipendentemente, per cui detto motore può essere classificato come motore a flusso assiale a rotori gemellati;
- i nuclei magnetici dello statore e dei due rotori sono in forma di dischi con cave per gli avvolgimenti di statore e per le gabbie di rotore,
- densità di coppia elevata basata su un numero elevato di poli,
- assenza di materiali a base di terre rare
Come visibile nella figura 5, il corpo dello statore à ̈ montato entro una intelaiatura 7 facente parte della struttura di sostegno 4.
In una forma di attuazione, l'intelaiatura 7 che supporta ciascuna elica propulsiva 3 à ̈ montata articolata in modo indipendente intorno ad un asse trasversale orizzontale 8 sulla struttura di sostegno 4. Alternativamente à ̈ possibile prevedere una soluzione del tipo visibile nella figura 3, in cui l’intera intelaiatura di sostegno 4 à ̈ montata articolata intorno ad un asse trasversale orizzontale 9 su una struttura ausiliaria 10 provvista dei mezzi di ancoraggio allo specchio di poppa 5. In un caso e nell'altro, sono previsti mezzi attuatori che consentono di regolare l'inclinazione delle eliche propulsive intorno ad un asse orizzontale, trasversale rispetto alla direzione di avanzamento del natante. Nel caso della forma di attuazione visibile nella figura 3, ciò à ̈ ottenuto mediante un cilindro attuatore 11 portato dalla struttura ausiliaria 10 ed agente su una manovella 12 portata da un albero 13 che sostiene la struttura di supporto 4 ed à ̈ montato girevole intorno all'asse trasversale 9 sulla struttura ausiliaria 10.
Preferibilmente, l'attuatore 11 à ̈ un attuatore ad azionamento elettrico che à ̈ controllato da una centralina elettronica di controllo sulla base dei segnali emessi da un sensore di assetto, preferibilmente di tipo inerziale, che rileva l'assetto del natante e corregge l'inclinazione delle eliche propulsive 3 in modo tale da mantenere la direzione della spinta parallela alla direzione orizzontale di avanzamento del natante. In alternativa il sensore può essere un accelerometro od un inclinometro sviluppato preferibilmente con tecnologia MEMS (Micro Electro Mechnical Sensor).
I motori elettrici 6 sono alimentati tramite cavi (non visibili nei disegni) associati all'intelaiatura di sostegno 4, e collegati a batterie elettriche di alimentazione predisposte entro un vano di contenimento. Nel caso dell'esempio illustrato, tale vano di contenimento à ̈ previsto a poppa, ed à ̈ chiuso da un coperchio 14 (vedere figura 1).
Con riferimento alla figura 2, il natante 2 à ̈ preferibilmente provvisto di un pannello ripiegabile 15 portante una schiera di celle fotovoltaiche 16, che à ̈ dispiegabile a guisa di tetto al di sopra del natante 2, mediante un'intelaiatura di supporto 17. L'energia ottenuta tramite le celle fotovoltaiche 16 viene utilizzata per ricaricare le batterie di alimentazione dei motori elettrici 6.
La figura 7 mostra in sezione un’elica propulsiva 3, nella variante delle figure 4-6, ove il telaio di supporto 7 di ciascuna elica à ̈ indipendentemente articolato alla struttura di sostegno 4 intorno ad un asse trasversale 8. Le figure 9, 10 mostrano le due posizioni estreme di fine corsa della regolazione dell'inclinazione dell'elica 3 intorno all'asse trasversale 8. Nel caso concreto illustrato, la massima inclinazione verso l'alto à ̈ di 10°, mentre la massima inclinazione verso il basso à ̈ di 5°.
Secondo un’ulteriore caratteristica, à ̈ predisposta un’unità elettronica di controllo atta a controllare in modo differenziato almeno due motori distribuiti ai due lati dell’asse mediano del natante, per consentire la direzionalità del natante, senza l’uso di timone.
Le eliche sono atte ad essere messe in rotazione da un flusso di corrente di acqua così da utilizzare i rispettivi motori elettrici come generatori per ricaricare le batterie di alimentazione. Tali batterie possono essere ricaricate anche tramite inverter AC/DC e cavo di alimentazione collegato alla rete elettrica (ricarica AC) o tramite convertitore DC-DC e altre batterie (ricarica DC) secondo soluzioni note nella mobilità elettrica.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di propulsione fuoribordo per natanti, comprendente una struttura di supporto (4) ancorabile allo specchio di poppa (5) del natante (2) ed una o più eliche propulsive (3) portate da detta struttura di supporto (4), caratterizzato dal fatto che ciascuna elica propulsiva (3) à ̈ associata ad un motore elettrico (6) a geometria toroidale, avente un rotore anulare (R) girevole all'interno di uno statore anulare (S) e definente a sua volta al suo interno un'apertura centrale (A), con le pale (3A) dell'elica (3) che sono portate dal rotore (R) e si estendono in detta apertura centrale (A).
  2. 2. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo anulare del rotore (R) ed il corpo anulare dello statore (S) definiscono un tubo di guida per il flusso di acqua interessato dall'elica propulsiva (3).
  3. 3. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la struttura di supporto (4, 7) di ciascuna elica propulsiva (3) Ã ̈ montata in modo articolato intorno ad un asse orizzontale trasversale (8, 9) rispetto alla direzione di avanzamento e dal fatto che sono previsti mezzi attuatori (11) per regolare la posizione della struttura di supporto intorno a detto asse trasversale in modo da mantenere la direzione di spinta delle eliche sostanzialmente parallela alla direzione orizzontale di avanzamento del natante (2).
  4. 4. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi attuatori comprendono un attuatore elettrico (11) ed una unità elettronica di controllo per comandare detto attuatore elettrico (11) sulla base del segnale in uscita da un sensore di assetto del natante, ad esempio un sensore inerziale oppure un accelerometro od un inclinometro sviluppato preferibilmente con tecnologia MEMS (Micro Electro Mechnical Sensor).
  5. 5. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che à ̈ predisposta una unità elettronica di controllo dei motori atta a controllare in modo differenziato almeno due motori distribuiti ai due lati dell’asse mediano del natante, per consentire la direzionalità del natante, senza l’uso di timone.
  6. 6. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che lo statore (S) include un nucleo anulare (N) di materiale ferromagnetico presentante una alternanza di cave (C) e denti (D) per ricevere gli avvolgimenti dello statore, e dal fatto che il rotore (R) presenta un nucleo anulare di materiale ferromagnetico (G) ed una serie anulare di magneti permanenti (P) disposti radialmente all'esterno di detto nucleo (G), in modo tale da definire una pluralità di poli magnetici nord-sud atti a cooperare con gli avvolgimenti dello statore (S).
  7. 7. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dalla fatto che ciascun motore elettrico à ̈ un motore a flusso assiale avente le seguenti caratteristiche: - il motore à ̈ un motore ad induzione a flusso assiale avente uno statore con avvolgimenti polifase e due rotori con due alberi distinti che possono ruotare indipendentemente, per cui detto motore può essere classificato come motore a flusso assiale a rotori gemellati; - i nuclei magnetici dello statore e dei due rotori sono in forma di dischi con cave per gli avvolgimenti di statore e per le gabbie di rotore, - densità di coppia elevata basata su un numero elevato di poli, - assenza di materiali a base di terre rare.
  8. 8. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalla fatto che comprende un pannello ripiegabile (15) portante una schiera di celle fotovoltaiche (16) per il caricamento di batterie di alimentazione dei motori elettrici.
  9. 9. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalla fatto che dette eliche sono atte ad essere messe in rotazione da un flusso di corrente di acqua così da utilizzare i rispettivi motori elettrici come generatori per ricaricare le batterie di alimentazione.
  10. 10. Sistema di propulsione fuoribordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalla fatto che le batterie di alimentazione dei motori elettrici possono essere ricaricate anche tramite inverter AC/DC e cavo di alimentazione collegato alla rete elettrica (ricarica AC) o tramite convertitore DC-DC e altre batterie (ricarica DC) secondo soluzioni note nella mobilità elettrica.
IT000045A 2013-01-18 2013-01-18 Sistema di propulsione fuoribordo per natanti ITTO20130045A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000045A ITTO20130045A1 (it) 2013-01-18 2013-01-18 Sistema di propulsione fuoribordo per natanti
EP14702953.2A EP2945857A1 (en) 2013-01-18 2014-01-14 Outboard propulsion system for vessels
PCT/IB2014/058249 WO2014111844A1 (en) 2013-01-18 2014-01-14 Outboard propulsion system for vessels
US14/761,387 US9567053B2 (en) 2013-01-18 2014-01-14 Outboard propulsion system for vessels
US15/398,549 US10293926B2 (en) 2013-01-18 2017-01-04 Propulsion system for a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000045A ITTO20130045A1 (it) 2013-01-18 2013-01-18 Sistema di propulsione fuoribordo per natanti

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITTO20130045A1 true ITTO20130045A1 (it) 2014-07-19

Family

ID=47790375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000045A ITTO20130045A1 (it) 2013-01-18 2013-01-18 Sistema di propulsione fuoribordo per natanti

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9567053B2 (it)
EP (1) EP2945857A1 (it)
IT (1) ITTO20130045A1 (it)
WO (1) WO2014111844A1 (it)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017082248A1 (ja) 2015-11-11 2017-05-18 ヤマハ発動機株式会社 船舶推進装置
NL2011128C2 (nl) * 2013-07-09 2015-01-12 Eco Logical Entpr B V Rotatie-inrichting, bijvoorbeeld een luchtverplaatser, zoals een ventilator, een propeller of een hefschroef, een waterturbine of een windturbine.
DE102016119593B4 (de) 2016-10-14 2018-06-14 Kurt Stähle Mantelströmungsmaschine
US10259303B2 (en) * 2017-02-24 2019-04-16 Monika Eva Kalenski Magnetic body cover system for vehicles
FR3094955B1 (fr) * 2019-04-12 2022-06-03 Safran Propulseur d’aéronef
DE102019214997A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-01 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Elektrischer Rotorblattspitzenantrieb
WO2021177909A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 Topcu Suleyman Open center electromagnetic propeller system and operation method thereof
CZ2021320A3 (cs) * 2021-06-30 2022-09-21 Miroslav Blohmann Elektrický motor
IT202100017762A1 (it) * 2021-07-06 2023-01-06 Nablawave S R L Dispositivo di propulsione per imbarcazioni

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914629A (en) * 1974-12-13 1975-10-21 William P Gardiner Centerless brushless DC motor
JPS6237296A (ja) * 1985-08-12 1987-02-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 水中翼船
US20030186601A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Collier Gregory J. Thruster for submarine vessels
EP2246252A2 (de) * 2009-04-30 2010-11-03 Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH Unterseeboot
EP2332824A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-15 Marifin Beheer B.V. Bearing structure, and propeller device equipped with such bearing structure.
US20110263165A1 (en) * 2010-04-26 2011-10-27 Twin Disc, Inc. Electric Marine Surface Drive
US20120148424A1 (en) * 2010-08-10 2012-06-14 Rolls-Royce Plc Rim drive electrical machine
EP2591995A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Marine vessel propulsion device
EP2591993A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Marine vessel propulsion device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078628A (en) * 1989-06-23 1992-01-07 Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company Marine propulsor
US5306183A (en) * 1993-02-25 1994-04-26 Harbor Branch Oceanographic Institute Inc. Propulsion systems for submarine vessels
US5722864A (en) * 1996-06-24 1998-03-03 Andiarena; Oscar Marine propulsion system
FR2839266B1 (fr) 2002-05-03 2005-02-25 Marc Roussel Dispositif de mise en mouvement et d'acceleration d'un liquide charge ou non de particules
GB0424697D0 (en) * 2004-11-09 2004-12-08 Woodford Peter Propeller design
DE602006004582D1 (de) 2006-07-31 2009-02-12 Fiat Ricerche Durch eine Fluidströmung betätigbarer elektrischer Generator
US9085355B2 (en) * 2012-12-07 2015-07-21 Delorean Aerospace, Llc Vertical takeoff and landing aircraft

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914629A (en) * 1974-12-13 1975-10-21 William P Gardiner Centerless brushless DC motor
JPS6237296A (ja) * 1985-08-12 1987-02-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 水中翼船
US20030186601A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Collier Gregory J. Thruster for submarine vessels
EP2246252A2 (de) * 2009-04-30 2010-11-03 Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH Unterseeboot
EP2332824A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-15 Marifin Beheer B.V. Bearing structure, and propeller device equipped with such bearing structure.
US20110263165A1 (en) * 2010-04-26 2011-10-27 Twin Disc, Inc. Electric Marine Surface Drive
US20120148424A1 (en) * 2010-08-10 2012-06-14 Rolls-Royce Plc Rim drive electrical machine
EP2591995A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Marine vessel propulsion device
EP2591993A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Marine vessel propulsion device

Also Published As

Publication number Publication date
US9567053B2 (en) 2017-02-14
US20170113791A1 (en) 2017-04-27
US10293926B2 (en) 2019-05-21
US20150367926A1 (en) 2015-12-24
EP2945857A1 (en) 2015-11-25
WO2014111844A1 (en) 2014-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20130045A1 (it) Sistema di propulsione fuoribordo per natanti
US8146369B2 (en) Integrated direct drive starter/generator for turbines
JP2017001662A5 (it)
JP6140905B2 (ja) 複数の補助動力部を有する発電兼用電動手段を備えたホイール
WO2007016071A3 (en) Wind wheel and electricity generator using same
BRPI0615475A8 (pt) Dispositivo voador discoidal
RU2526331C1 (ru) Привод хвостового винта вертолета
CN101359862A (zh) 具有单电口和同速逆向双机械口的永磁同步电机
ES2887339T3 (es) Pares de conjuntos rotor/estator unidireccionalmente magnéticos complementarios
CN107719613A (zh) 一种无轴推进器
CN103051124A (zh) 无定子的两电刷双转子外圈永磁体同步电机
JP2007336783A (ja) 発電機及び風力発電方法並びに水力発電方法
CN106655620A (zh) 一种转动环境下同轴反向型电磁式发电机
KR20160049617A (ko) 풍력발전용 듀얼 발전기
CN103036378B (zh) 无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机
JP6919514B2 (ja) 発電用飛行体
CN1467901A (zh) 飞轮发电、多能系统及制造方法及其包括在该系统的重要构件
CN104118523B (zh) 利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置及使用方法
CN103078457A (zh) 无定子的两电刷双转子内圈永磁体同步电机
CN202593503U (zh) 一种火车机车
US20070046131A1 (en) Boat drive
CN103078458A (zh) 控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机
CN103036379A (zh) 无定子的三电刷双转子外圈永磁体同步电机
JP2009130959A (ja) 回転電機及び回転電機を用いた電気車両
CN201092935Y (zh) 一种流体发电机