ITUB20159186A1 - GENERATOR SET FOR MEANS OF TRANSPORT. - Google Patents
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Description
Titolo: GRUPPO ELETTROGENO PER MEZZI DI TRASPORTO. Title: GENERATOR SET FOR TRANSPORT MEANS.
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
Il presente trovato ha come oggetto un gruppo elettrogeno per mezzi di trasporto. The present invention relates to a generator set for means of transport.
Come è noto, con la denominazione "veicolo ricreazionale" si identifica quella categoria di veicoli che ricomprende i camper, le roulotte, gli autocaravan, e simili, comunque allestiti al loro interno in modo tale da consentire il soggiorno ad uno o più individui. As is known, the name "recreational vehicle" identifies that category of vehicles which includes campers, caravans, motor homes, and the like, however set up inside them in such a way as to allow one or more individuals to stay.
Per consentire l'alimentazione elettrica delle numerose utenze previste all'interno del mezzo, volte appunto a garantire un piacevole soggiorno agli occupanti, i predetti veicoli sono solitamente provvisti di gruppi elettrogeni. To allow the power supply of the numerous utilities provided inside the vehicle, aimed precisely at guaranteeing a pleasant stay for the occupants, the aforementioned vehicles are usually equipped with generators.
Tali dispositivi sono infatti in grado, per esempio, di garantire la corretta operatività della televisione, del frigorifero, degli apparati preposti all'illuminazione e al riscaldamento dei vani abitabili, eccetera. These devices are in fact capable, for example, of guaranteeing the correct operation of the television, the refrigerator, the apparatuses used for lighting and heating the habitable rooms, and so on.
In una forma di realizzazione ormai largamente diffusa, i gruppi elettrogeni comprendono un motore Diesel che, con il suo albero di uscita, è connesso direttamente o mediante organi di trasmissione ad un alternatore, che trasforma l'energia meccanica fornita dal motore nella desiderata energia elettrica. In an embodiment now widely used, the generating sets comprise a Diesel engine which, with its output shaft, is connected directly or by means of transmission elements to an alternator, which transforms the mechanical energy supplied by the engine into the desired electrical energy. .
A valle dell'alternatore, e elettricamente collegato a quest'ultimo, opera un convertitore (un inverter} che riceve l'energia elettrica con frequenza e tensione variabili e la cede agli utilizzatori con frequenza e tensione fisse, a prescindere quindi dal carico applicato. Downstream of the alternator, and electrically connected to the latter, a converter (an inverter} operates which receives electrical energy with variable frequency and voltage and transfers it to users with fixed frequency and voltage, therefore regardless of the applied load.
L'architettura di massima sopra delineata è peraltro riscontrabile nei gruppi elettrogeni che talvolta sono installati su altri mezzi di trasporto, quali per esempio i natanti. The general architecture outlined above can also be found in generating sets which are sometimes installed on other means of transport, such as boats.
In ogni caso, per poter garantire l'alimentazione dei vari tipi di carico ritrovabili nei veicoli ricreazionali (e anche in altri mezzi di trasporto) , i motori dei gruppi elettrogeni sono configurati per funzionare ad un numero costante di giri del motore (del suo albero di uscita} , scelto sufficientemente elevato per soddisfare i picchi di richiesta energetica, che si verificano quando devono operare quegli utilizzatori che necessitano di maggiore energia per il loro funzionamento . In any case, in order to guarantee the power supply of the various types of loads found in recreational vehicles (and also in other means of transport), the engines of the generating sets are configured to operate at a constant number of revolutions of the engine (of its shaft output}, chosen sufficiently high to satisfy the peaks of energy demand, which occur when those users who need more energy for their operation have to operate.
Tale soluzione realizzativa non è però priva di inconvenienti . However, this embodiment is not free from drawbacks.
Innanzitutto, si noti come evidentemente il funzionamento a giri elevati determini un consumo di carburante eccessivo, in tutte quelle circostanze in cui la tipologia dei carichi applicati e le condizioni di funzionamento reali, richiedono minor energia. First of all, it should be noted how evidently the operation at high revolutions causes excessive fuel consumption, in all those circumstances in which the type of loads applied and the real operating conditions require less energy.
Inoltre, ad una rotazione a giri elevati corrisponde inevitabilmente un rumore accentuato, fattore particolarmente sgradito nell'applicazione in oggetto, in quanto evidentemente ciò disturba gli occupanti del veicolo. Furthermore, an accentuated noise inevitably corresponds to a rotation at high revolutions, a factor which is particularly unwelcome in the application in question, since this obviously disturbs the occupants of the vehicle.
In aggiunta, non va dimenticato come le condizioni di funzionamento cui sono sottoposti i motori dei gruppi noti, sollecitino in maniera sensibile le parti meccaniche, esponendole a fenomeni di usura e deterioramento precoci (e innalzando il rischio di guasti e malfunzionamenti) . In addition, it should not be forgotten how the operating conditions to which the motors of the known groups are subjected significantly stress the mechanical parts, exposing them to premature wear and deterioration phenomena (and increasing the risk of breakdowns and malfunctions).
Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un gruppo elettrogeno versatile, in grado di adeguarsi alle reali condizioni operative. The aim of the present invention is to solve the above problems, realizing a versatile generator set capable of adapting to actual operating conditions.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo elettrogeno il cui funzionamento sia associato a un livello di rumorosità e ad un consumo di carburante contenuti . Within this aim, an object of the invention is to provide a generator whose operation is associated with a low noise level and fuel consumption.
Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo elettrogeno che assicuri un'elevata affidabilità di funzionamento e che sia meno soggetto a guasti, usure e deterioramenti, rispetto ai gruppi noti. Another object of the invention is to provide a generator which ensures high operating reliability and which is less subject to breakdowns, wear and deterioration than known units.
Non ultimo scopo del trovato è quello di proporre un gruppo elettrogeno che adotti una architettura tecnica e strutturale alternativa a quelle dei gruppi di tipo noto. Not least object of the invention is to propose a generator which adopts an alternative technical and structural architecture to those of known types.
Un altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un gruppo elettrogeno di costi contenuti, sicura applicazione e che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilità in commercio. Yet another object of the invention is to provide a generating set which has low costs, safe application and which can be easily obtained starting from elements and materials commonly available on the market.
Questo compito e questi ed altri scopi che risulteranno maggiormente chiari nel seguito vengono raggiunti da un gruppo elettrogeno per mezzi di trasporto, comprendente in serie un motore primario, per l'erogazione di energia meccanica, un alternatore, per la conversione dell'energia meccanica erogata da detto motore primario in energia elettrica, con primi valori di tensione e frequenza, e un convertitore, per la variazione di detti primi valori e la cessione dell'energia ad almeno un carico elettrico installabile sul mezzo di trasporto, con secondi valori di tensione e frequenza, caratterizzato dal fatto di comprendere una unità elettronica di controllo e gestione, operativamente associata a detto convertitore e ad un attuatore di comando di un regolatore del numero di giri di detto motore primario, per l'adeguamento di detto numero di giri, mediante detto regolatore, alle richieste energetiche dell 'almeno un carico. This task and these and other purposes which will become clearer in the following are achieved by a generator set for means of transport, comprising in series a primary motor, for the supply of mechanical energy, an alternator, for the conversion of the mechanical energy supplied. from said primary motor into electrical energy, with first voltage and frequency values, and a converter, for the variation of said first values and the transfer of energy to at least one electrical load that can be installed on the means of transport, with second voltage values and frequency, characterized in that it comprises an electronic control and management unit, operatively associated with said converter and with an actuator for controlling a regulator of the number of revolutions of said primary motor, for the adjustment of said number of revolutions, by means of said regulator, to the energy demands of at least one load.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del gruppo elettrogeno secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the generating set according to the invention, illustrated by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 illustra il gruppo elettrogeno secondo il trovato, in vista assonometrica; Figure 1 is an axonometric view of the generating set according to the invention;
la figura 2 illustra il gruppo elettrogeno di figura 1, in alzato frontale; Figure 2 is a front elevation view of the generating set of Figure 1;
la figura 3 è un particolare fortemente ingrandito di figura 2; Figure 3 is a highly enlarged detail of Figure 2;
la figura 4 è uno schema a blocchi del gruppo elettrogeno di figura 1; Figure 4 is a block diagram of the generator of Figure 1;
la figura 5 è un ulteriore componente del gruppo elettrogeno secondo il trovato, in vista assonometrica . Figure 5 is a further component of the generator according to the invention, in an axonometric view.
Con particolare riferimento alle figure citate, è indicato globalmente con il numero di riferimento 1, un gruppo elettrogeno per mezzi di trasporto. Si specifica sin da ora che nell'applicazione preferita, i mezzi di trasporto sui quali il gruppo 1 è destinato ad operare sono veicoli ricreazionali, quali camper, roulotte, autocaravan, e simili. With particular reference to the aforementioned figures, the reference number 1 globally indicates a generator set for means of transport. It is hereby specified that in the preferred application, the means of transport on which the group 1 is intended to operate are recreational vehicles, such as campers, caravans, motor homes, and the like.
In tale contesto infatti, il gruppo 1 può alimentare in modo particolarmente vantaggioso e efficace le varie utenze elettriche normalmente previste su tali veicoli (come sarà chiarito nelle prossime pagine). In this context, in fact, the group 1 can power the various electric users normally provided on such vehicles in a particularly advantageous and effective way (as will be clarified in the following pages).
Ciononostante, la protezione qui rivendicata è da intendersi estesa all'impiego del gruppo 1 in differenti contesti, per garantire l'alimentazione elettrica su altri mezzi di trasporto, quali per esempio natanti di ogni tipologia, o ulteriori veicoli e altri mezzi mobili, in funzione delle specifiche esigenze applicative. Nevertheless, the protection claimed herein is to be understood as extended to the use of the group 1 in different contexts, to guarantee the power supply on other means of transport, such as for example boats of all types, or additional vehicles and other mobile means, in operation specific application needs.
Il gruppo 1 comprende quindi in serie un motore primario 2, un alternatore 3 e un convertitore 4 (un inverter per esempio). The group 1 therefore comprises in series a primary motor 2, an alternator 3 and a converter 4 (an inverter for example).
Il motore primario 2, tipicamente un motore a scoppio e nell'applicazione preferita un motore Diesel (pur non escludendo differenti scelte realizzative e/o modalità di alimentazione, comunque ricomprese nell'ambito di protezione qui rivendicato), è preposto all'erogazione di energia meccanica (secondo modalità di per sé note) . L'energia meccanica viene infatti trasferita all'alternatore 3 mediante un albero 5, orientato in un modo a piacere e collegato all'alternatore 3 stesso direttamente (con calettatura) o mediante rispettivi organi di trasmissione (cinghie, ingranaggi, catene, eccetera) . The primary engine 2, typically an internal combustion engine and in the preferred application a Diesel engine (while not excluding different manufacturing choices and / or feeding methods, however included in the scope of protection claimed herein), is responsible for supplying energy. mechanics (according to methods known per se). The mechanical energy is in fact transferred to the alternator 3 by means of a shaft 5, oriented in a desired way and connected to the alternator 3 itself directly (with keying) or by means of respective transmission members (belts, gears, chains, etc.).
A sua volta, l'alternatore 3 provvede alla conversione dell'energia meccanica erogata dal motore primario 2 in energia elettrica, che presenta primi valori di tensione e frequenza (tipicamente variabili) , In turn, the alternator 3 converts the mechanical energy supplied by the primary motor 2 into electrical energy, which has first values of voltage and frequency (typically variable),
Il convertitore 4, posto a valle dell'alternatore 3, riceve l'energia elettrica da quest'ultimo e ne varia i citati primi valori, così da cedere energia elettrica ad almeno un carico elettrico 6, che può essere installato sul mezzo di trasporto, con secondi valori di tensione e frequenza, tipicamente fissi (il secondo valore di tensione può per esempio essere pari a 230 V). The converter 4, located downstream of the alternator 3, receives electrical energy from the latter and varies the aforementioned first values, so as to transfer electrical energy to at least one electrical load 6, which can be installed on the means of transport, with second voltage and frequency values, typically fixed (the second voltage value can for example be equal to 230 V).
Giova osservare come il carico elettrico 6 possa essere costituito da un qualsiasi dispositivo, apparato o altro tipo di utenza, che sul veicolo ricreazionale (o altro mezzo di trasporto) necessiti di energia elettrica per la sua alimentazione . It should be noted that the electric load 6 can be constituted by any device, apparatus or other type of user, which on the recreational vehicle (or other means of transport) needs electricity for its power supply.
A titolo meramente esemplificativo, si cita quindi la possibilità che il gruppo 1 possa erogare energia elettrica per assicurare la corretta operatività di un apparato televisivo, di una parabola, di un decoder, di un frigorifero, di un altro elettrodomestico, degli apparati di illuminazione e/o di condizionamento e/o di riscaldamento dei vani abitabili del veicolo, eccetera . By way of example, the possibility is therefore mentioned that group 1 can supply electricity to ensure the correct operation of a television set, a satellite dish, a decoder, a refrigerator, another household appliance, lighting equipment and / or air conditioning and / or heating of the living spaces of the vehicle, etc.
Ovviamente, nell'applicazione preferita il gruppo 1 è destinato ad alimentare (contemporaneamente o in momenti successivi) due o più differenti carichi 6, mediante opportuni allacciamenti. Obviously, in the preferred application the unit 1 is intended to supply (simultaneously or in successive moments) two or more different loads 6, by means of suitable connections.
Secondo il trovato, il gruppo 1 comprende una unità elettronica 7 di controllo e gestione, che può essere scelta del tipo di una centralina elettronica, un elaboratore, un personal computer, e simili. According to the invention, the unit 1 comprises an electronic control and management unit 7, which can be chosen of the type of an electronic control unit, a computer, a personal computer, and the like.
L'unità elettronica 7 è operativamente associata al convertitore 4 e ad un attuatore di comando 8 di un regolatore 9 del numero di giri del motore primario 2 (e dell'albero 5 in particolare) . The electronic unit 7 is operatively associated with the converter 4 and with a control actuator 8 of a regulator 9 of the number of revolutions of the primary motor 2 (and of the shaft 5 in particular).
Agendo sul regolatore 9, è così possibile adeguare il numero di giri (e il regime di alimentazione del motore primario 2) alle specifiche richieste energetiche dei carichi 6 associati. By acting on the regulator 9, it is thus possible to adjust the number of revolutions (and the power supply speed of the primary motor 2) to the specific energy requirements of the associated loads 6.
Si osservi quindi sin da ora come grazie alla peculiare scelta realizzativa sopra delineata, sia possibile conseguire lo scopo prefissato : secondo le modalità pratiche che verranno illustrate in seguito (in una possibile forma di realizzazione, non limitativa), l'unità elettronica 7 gestisce e comanda il funzionamento del motore primario 2 e del convertitore 4, a seconda delle esigenze del carico 6 applicato. It should therefore be noted from now on how thanks to the particular construction choice outlined above, it is possible to achieve the intended purpose: according to the practical methods that will be illustrated below (in a possible, non-limiting embodiment), the electronic unit 7 manages and it controls the operation of the primary motor 2 and of the converter 4, according to the requirements of the applied load 6.
Ciò consente appunto di ridurre il numero di giri dell 'albero 5, quando a valle deve operare un carico 6 dalle contenute richieste energetiche, limitando il ricorso a regimi di funzionamento contraddistinti da un elevato numero di giri ai soli casi in cui i carichi 6 necessitano appunto di una maggiore quantità di energia elettrica. This makes it possible to reduce the number of revolutions of the shaft 5, when a load 6 with limited energy requirements must operate downstream, limiting the use of operating speeds characterized by a high number of revolutions to the only cases in which the loads 6 require precisely of a greater amount of electricity.
Appare così evidente come il gruppo 1 possa efficacemente adeguarsi alle reali condizioni operative, operando con un minore livello di rumorosità e con un consumo di carburante più contenuto, rispetto alle soluzioni note. It thus appears evident that the unit 1 can effectively adapt to the actual operating conditions, operating with a lower noise level and with a lower fuel consumption, with respect to known solutions.
In particolare, nella forma di realizzazione illustrata nelle figure allegate a scopo illustrativo e non limitativo dell'applicazione del trovato, l'attuatore 8 comprende una unità di movimentazione 10 di una vite 11, che è azionata dall'unità di movimentazione 10 stessa e che può ruotare attorno al proprio asse. In particular, in the embodiment illustrated in the attached figures for illustrative and non-limiting purposes of the application of the invention, the actuator 8 comprises a drive unit 10 for a screw 11, which is operated by the drive unit 10 itself and which it can rotate around its own axis.
Nella forma di realizzazione preferita, l'unità di movimentazione 10 è costituita da un motore passo passo, sebbene non si escludano differenti scelte realizzative, comunque rientranti nell'ambito di protezione qui rivendicato. In the preferred embodiment, the movement unit 10 is constituted by a stepping motor, although different constructive choices are not excluded, however falling within the scope of protection claimed herein.
La vite 11 ingrana con una madrevite 12, la quale è connessa al regolatore 9 e può traslare secondo l'asse della vite 11, quando quest'ultima ruota. Con ulteriore riferimento alle figure allegate (1, 2 e 3 in particolare} , per movimentare il regolatore 9 la madrevite 12 è articolata ad una biella 13 incernierata da parte opposta ad una manovella 14, che è appunto solidale al regolatore 9. The screw 11 meshes with a nut screw 12, which is connected to the regulator 9 and can translate according to the axis of the screw 11, when the latter rotates. With further reference to the attached figures (1, 2 and 3 in particular}, in order to move the regulator 9 the nut screw 12 is articulated to a connecting rod 13 hinged on the opposite side to a crank 14, which is in fact integral with the regulator 9.
A sua volta, nella forma di realizzazione preferita il regolatore 9 è costituito da un'asta 15 di controllo e regolazione (secondo modalità di per sé note) della quantità di combustibile immesso, istante per istante, nel motore primario 2, per variarne appunto il regime di alimentazione e la potenza fornita, e quindi il numero di giri. Grazie al cinematismo descritto nei precedenti paragrafi, l'asta 15 può quindi essere azionata (ruotata) a seguito della traslazione della madrevite 12 lungo l'asse, traslazione che è comandata dall'unità di movimentazione 10 (e quindi dall 'unità elettronica 7} attraverso la vite 11, e che provoca la conseguente rotazione della manovella 14, incernierata alla biella 13. In turn, in the preferred embodiment, the regulator 9 consists of a control and adjustment rod 15 (according to methods known per se) of the quantity of fuel introduced, instant by instant, into the primary motor 2, to precisely vary the power rate and the power supplied, and thus the number of revolutions. Thanks to the kinematics described in the previous paragraphs, the rod 15 can therefore be activated (rotated) following the translation of the nut screw 12 along the axis, a translation which is controlled by the movement unit 10 (and therefore by the electronic unit 7} through the screw 11, and which causes the consequent rotation of the crank 14, hinged to the connecting rod 13.
Utilmente, l'unità elettronica 7 comprende istruzioni per l'attuazione di una a scelta fra una modalità di funzionamento automatico e/o una modalità di funzionamento manuale e/o una modalità di funzionamento di sicurezza del motore primario 2. Non si esclude di adottare o prevedere ulteriori e differenti modalità di funzionamento, alla luce delle specifiche esigenze applicative e delle richieste della clientela. Usefully, the electronic unit 7 includes instructions for the implementation of a choice between an automatic operating mode and / or a manual operating mode and / or a safety operating mode of the primary motor 2. It is not excluded to adopt o provide for further and different operating modes, in light of the specific application needs and customer requests.
Evidentemente, tali differenti modalità di funzionamento (delle quali si forniranno ulteriori dettagli nelle prossime pagine, in relazione ad una possibile forma di attuazione) assicurano estrema versatilità al trovato, consentendogli di adeguarsi al meglio alle esigenze applicative e ai gusti/necessità dell'utilizzatore . Obviously, these different operating modes (of which further details will be provided in the following pages, in relation to a possible embodiment) ensure extreme versatility to the invention, allowing it to better adapt to the application requirements and the tastes / needs of the user.
Proprio per consentire ad un utente di selezionare liberamente la modalità di funzionamento desiderata, 1'unità elettronica 7 è preferibilmente associata ad una interfaccia di controllo. Tale interfaccia può altresì essere utilizzata dall 'utente per monitorare l'operatività del gruppo 1 (verificandone lo stato, prendendo visione di eventuali allarmi e dello storico del funzionamento, gestendo ed eseguendo test diagnostici, eccetera) , per accenderlo e/o spegnerlo. Precisely to allow a user to freely select the desired operating mode, the electronic unit 7 is preferably associated with a control interface. This interface can also be used by the user to monitor the operation of group 1 (verifying its status, viewing any alarms and the operating history, managing and running diagnostic tests, etc.), to turn it on and / or off.
Per esempio quindi, tale interfaccia può comprendere (o essere costituita da) un pannello di comando 16, nel quale può per esempio essere previsto uno schermo 17 (o più schermi 17), sul quale l'utente può appunto prendere visione di messaggi informativi relativi al funzionamento del gruppo 1. For example, therefore, this interface can comprise (or consist of) a control panel 16, in which for example a screen 17 (or more screens 17) can be provided, on which the user can precisely view information messages relating to to the functioning of group 1.
Si osservi come sia prevista la possibilità che il pannello di comando 16 sia affisso direttamente alla carcassa esterna 18 del gruppo 1, così come non si escluda di collocare il pannello 16 in remoto rispetto al motore primario 2, all'alternatore 3 e al convertitore 4. Per esempio, tale pannello 16 potrebbe essere appeso ad una parete del vano abitabile del camper, della roulette, o altro veicolo ricreazionale nel quale il gruppo 1 opera, semplificando all'utente l'interazione con quest'ultimo. It should be noted that the possibility is envisaged that the control panel 16 is affixed directly to the external casing 18 of the group 1, as well as the possibility of placing the panel 16 remotely with respect to the primary motor 2, the alternator 3 and the converter 4 For example, this panel 16 could be hung on a wall of the habitable compartment of the camper, roulette, or other recreational vehicle in which the unit 1 operates, simplifying the interaction with the latter for the user.
Il pannello 16 può quindi essere provvisto dei mezzi di selezione della modalità di funzionamento, come pulsanti 19 o interruttori 20, utilizzabili altresì per comandare e controllare in generale tutte le attività dei vari componenti del gruppo 1 secondo il trovato. The panel 16 can therefore be provided with means for selecting the operating mode, such as pushbuttons 19 or switches 20, which can also be used to command and control in general all the activities of the various components of the unit 1 according to the invention.
Il pannello 16 può altresì prevedere una connessione USB, eventualmente protetta da uno sportello 20a, che può essere utilizzata per aggiornamenti software dell'intero gruppo 1, oltreché del pannello 16 stesso, così come per interventi di diagnostica (in loco o a distanza). Utilmente, l'interfaccia può comprendere mezzi di connessione ad un sistema di gestione integrata 21, del tipo di un impianto domotico e simili. Tali mezzi di connessione possono quindi ricomprendere bus dati (per consentire lo scambio di dati fra i vari dispositivi e periferiche) secondo gli standard CAN-bus. The panel 16 can also provide a USB connection, possibly protected by a door 20a, which can be used for software updates of the entire group 1, as well as of the panel 16 itself, as well as for diagnostic interventions (on site or remotely). Conveniently, the interface can comprise connection means to an integrated management system 21, of the type of a home automation system and the like. Said connection means can therefore comprise data buses (to allow the exchange of data between the various devices and peripherals) according to the CAN-bus standards.
In tale forma realizzativa quindi, l'utente potrà comandare il gruppo 1 anche attraverso il sistema 21 e il relativo modulo di interfaccia (preposto ovviamente anche al controllo degli altri dispositivi connessi) , il quale può integrare o sostituire il pannello 16. Si specifica come il modulo di interfaccia possa essere implementato su uno smartphone, offrendo quindi all 'utilizzatore una ulteriore (e quantomai agevole) modalità di controllo e comando del gruppo 1. In this embodiment, therefore, the user can control the group 1 also through the system 21 and the related interface module (obviously also responsible for controlling the other connected devices), which can integrate or replace the panel 16. It is specified how the interface module can be implemented on a smartphone, thus offering the user a further (and very easy) control and command mode for group 1.
Favorevolmente, il gruppo 1 comprende un accumulatore ausiliario 22, che, come si evince anche dalla figura 4, è associato ad un congegno di carica 23 posto a valle del alternatore 3, per la sua indiretta alimentazione da parte del motore primario 2. Favorably, the unit 1 comprises an auxiliary accumulator 22, which, as can also be seen from Figure 4, is associated with a charging device 23 located downstream of the alternator 3, for its indirect power supply by the primary motor 2.
Il congegno di carica 23 consente quindi di fornire energia elettrica anche all'accumulatore 22, che rappresenta così una utile e ulteriore risorsa energetica, per condizioni di emergenza o anche per alimentare l'unità elettronica 7 e gli altri componenti del gruppo 1 secondo il trovato. Il funzionamento del gruppo elettrogeno secondo il trovato è il seguente. The charging device 23 therefore allows electrical energy to be supplied also to the accumulator 22, which thus represents a useful and additional energy resource, for emergency conditions or also to power the electronic unit 7 and the other components of the unit 1 according to the invention. . The operation of the generating set according to the invention is as follows.
Secondo modalità di per sé note, il motore primario 2 eroga energia meccanica che, grazie alla trasformazione in energia elettrica operata dall'alternatore 3 e dal convertitore 4, viene fornita al carico 6 (o ai carichi 6} con secondi valori (tipicamente fissi) di tensione e frequenza . According to methods known per se, the primary motor 2 supplies mechanical energy which, thanks to the transformation into electrical energy operated by the alternator 3 and the converter 4, is supplied to the load 6 (or to the loads 6} with second values (typically fixed) voltage and frequency.
L'unità elettronica 7 è in grado di comandare automaticamente (sulla base delle tensioni in entrata e in uscita dal convertitore 4 e della corrente richiesta dal carico 6} o su input dell 'utilizzatore la variazione del numero di giri dell'albero 5 del motore primario 2. Ciò consente infatti di erogare maggiore o minore potenza in funzione dello specifico carico 6 di volta in volta applicato e, soprattutto, della sua specifica richiesta energetica. The electronic unit 7 is able to automatically control (on the basis of the input and output voltages from the converter 4 and the current required by the load 6} or on the user input the variation of the number of revolutions of the shaft 5 of the motor primary 2. In fact, this makes it possible to deliver greater or lesser power according to the specific load 6 applied each time and, above all, to its specific energy demand.
Opportunamente, l'unità elettronica 7 consente all'utente di scegliere tra varie modalità di funzionamento, secondo le proprie esigenze e specifiche tipologie di carichi 6. Conveniently, the electronic unit 7 allows the user to choose between various operating modes, according to their needs and specific types of loads 6.
Più precisamente, nella modalità manuale il gruppo elettrogeno 1 può essere avviato su comando diretto dell'utente. More precisely, in the manual mode the generating set 1 can be started on direct command of the user.
Nella modalità di funzionamento automatico invece, preferibilmente il gruppo 1 si avvia e si arresta, senza presenza dell'utente, al raggiungimento di una predefinita soglia di tensione sull'accumulatore ausiliario 22, pre -programmata in fabbrica o impostata dall 'utente stesso . Ad esempio, secondo la programmazione, in autonomia il il gruppo 1 potrà avviarsi quando il valore di tensione sull'accumulatore ausiliario 22 scende sotto una soglia di 12 V, per poi arrestarsi quando detto valore risale oltre 14 V. In the automatic operating mode, on the other hand, preferably the group 1 starts and stops, without the presence of the user, upon reaching a predefined voltage threshold on the auxiliary accumulator 22, pre-programmed in the factory or set by the user himself. For example, according to the programming, the group 1 can autonomously start when the voltage value on the auxiliary accumulator 22 falls below a threshold of 12 V, and then stop when said value rises above 14 V.
Come anticipato, il gruppo 1 e l'unità elettronica 7 possono altresì prevedere una terza modalità di funzionamento (così come altre ancora}, di sicurezza, in cui la velocità di rotazione dell'albero 5 è comunque mantenuta ad un valore intermedio tra quello minimo previsto e quello massimo , As anticipated, the unit 1 and the electronic unit 7 can also provide a third safety mode of operation (as well as others}, in which the rotation speed of the shaft 5 is in any case maintained at an intermediate value between the minimum expected and maximum,
Tale ulteriore modalità si rivela estremamente utile e può preservare il gruppo 1 da pericolose problematiche, che viceversa potrebbero verificarsi in condizioni particolari. Se infatti, mentre il motore primario 2 sta operando al regime minimo previsto perché nessun carico 6 è applicato, improvvisamente si va a collegare all'uscita un carico 6 pari alla potenza massima fornibile dal gruppo 1, il convertitore 4 può trovarsi in difficoltà per il tempo impiegato dal motore primario 2 ad assumere il nuovo regime di potenza erogata. This further modality is extremely useful and can preserve group 1 from dangerous problems, which, conversely, could occur in particular conditions. In fact, if, while the primary motor 2 is operating at the minimum speed foreseen because no load 6 is applied, a load 6 equal to the maximum power that can be supplied by group 1 is suddenly connected to the output, the converter 4 may find itself in difficulty for the time taken by the primary motor 2 to assume the new power output rate.
A prezzo di un consumo di carburante (e di rumore} lievemente superiore a quello che contraddistingue altre modalità di funzionamento, la modalità di sicurezza (in cui appunto l'albero 5 ruota comunque ad un numero di giri superiore al minimo previsto e scelto tale da poter rispondere agevolmente ad improvvise ed elevate richieste di corrente} , assicura la capacità di soddisfare prontamente e senza danni picchi improvvisi di richiesta energetica, che altrimenti potrebbero sollecitare eccessivamente e danneggiare i componenti . At the cost of fuel consumption (and noise} slightly higher than that which distinguishes other operating modes, the safety mode (in which the shaft 5 rotates in any case at a number of revolutions higher than the minimum required and chosen such as to being able to respond easily to sudden and high current requests}, ensures the ability to promptly and without damage meet sudden peaks in energy demand, which otherwise could overstress and damage the components.
Operativamente, come si è visto l'unità elettronica 7 opera la regolazione comandando un motore passo-passo, o altra unità di movimentazione 10 di una vite 11, che ruotando attorno al proprio asse determina la traslazione di una madrevite 12, che muove così una biella 13 articolata ad una manovella 14, solidale all'asta 15 di controllo e regolazione della quantità di combustibile immesso (o altro regolatore 9}. Operationally, as we have seen, the electronic unit 7 operates the adjustment by controlling a stepping motor, or other drive unit 10 of a screw 11, which by rotating around its own axis determines the translation of a nut screw 12, which thus moves a connecting rod 13 articulated to a crank 14, integral with the rod 15 for controlling and adjusting the quantity of fuel introduced (or other regulator 9).
Diversamente quindi dalle soluzioni note, nel gruppo 1 il motore primario 2 opera alle massime velocità di rotazione (dell'albero 5} solo quando lo specifico carico 6 richiede massima quantità di energia elettrica per il suo funzionamento. Viceversa, quando un altro carico 6 è chiamato ad operare, al quale è associata una richiesta ridotta di energia elettrica, corrispondentemente la potenza erogata dal motore primario 2 risulta più bassa (in quanto l'unità elettronica 7 decrementa il numero di giri dell'albero 5). Ciò evidentemente assicura grande versatilità al gruppo elettrogeno 1 secondo il trovato, in quanto gli consente di adeguarsi alle reali condizioni operative riducendo i consumi di carburante e il livello di rumorosità (proporzionale ovviamente al numero di giri del motore primario 2), in tutte le situazioni in cui è sufficiente una erogazione parziale di potenza e quindi un funzionamento a numero di giri ridotti. Therefore, unlike the known solutions, in group 1 the primary motor 2 operates at maximum rotation speeds (shaft 5} only when the specific load 6 requires the maximum quantity of electrical energy for its operation. Vice versa, when another load 6 is called to operate, to which a reduced demand for electrical energy is associated, correspondingly the power delivered by the primary motor 2 is lower (since the electronic unit 7 decreases the number of revolutions of the shaft 5). This obviously ensures great versatility to the generator 1 according to the invention, since it allows it to adapt to the actual operating conditions by reducing fuel consumption and the noise level (obviously proportional to the number of revolutions of the primary engine 2), in all situations in which a partial power supply and therefore operation at reduced rpm.
Come già osservato, tali peculiarità distinguono nettamente il gruppo 1 dalle soluzioni note, nelle quali il motore responsabile dell'erogazione di energia meccanica opera sempre al massimo numero di giri, costante e scelto appunto tale da poter soddisfare i picchi di richiesta energetica, associati evidentemente a solo alcune delle utenze da soddisfare. As already observed, these peculiarities clearly distinguish group 1 from known solutions, in which the motor responsible for supplying mechanical energy always operates at the maximum number of revolutions, constant and chosen precisely such as to be able to satisfy the peaks of energy demand, obviously associated to only some of the users to be satisfied.
Si osservi peraltro come riducendo il numero di giri nella maggior parte delle circostanze pratiche, risulti sicuramente incrementata e in generale elevata l'affidabilità di funzionamento: il gruppo 1 è infatti meno soggetto a guasti, usure e deterioramenti, rispetto ai dispositivi noti, che devono operare sempre a massimo numero di giri (e quindi in costanti condizioni di massime sollecitazioni subite e maggior rischio di usura} . It should also be noted that by reducing the number of revolutions in most practical circumstances, operating reliability is certainly increased and generally high: group 1 is in fact less subject to failures, wear and deterioration, compared to known devices, which must always operate at maximum number of revolutions (and therefore in constant conditions of maximum stress and increased risk of wear}.
In aggiunta, va rilevato come il gruppo 1, che comprende un alternatore 3 ad alta frequenza abbinato ad un convertitore 4 (inverter}, presenti peso minore rispetto ai gruppi noti. In addition, it should be noted that the group 1, which comprises a high frequency alternator 3 combined with a converter 4 (inverter}, has less weight than the known groups.
La possibilità di connettere il gruppo 1 ad un sistema di gestione integrata 21, del tipo di un impianto domotico e simili, offre ulteriori pratiche modalità di interazione, così come il pannello 16 permette un agevole monitoraggio dell'operatività del gruppo 1 secondo il trovato. Infine, si ribadisce come il congegno di carica 23 consenta di alimentare un accumulatore 22 (mediante l'energia meccanica prodotta dal motore primario 2}, il quale costituisce una utile e ulteriore risorsa energetica. The possibility of connecting the unit 1 to an integrated management system 21, of the type of a home automation system and the like, offers further practical methods of interaction, just as the panel 16 allows easy monitoring of the operation of the unit 1 according to the invention. Finally, it is reiterated that the charging device 23 allows to power an accumulator 22 (by means of the mechanical energy produced by the primary motor 2}, which constitutes a useful and additional energy resource.
Si è in pratica constatato come il gruppo elettrogeno secondo il trovato, assolva pienamente il compito prefissato, in quanto, il ricorso ad una unità elettronica di controllo e gestione, operativamente associata al convertitore e ad un attuatone di comando di un regolatore del numero di giri del motore primario, permette di adeguare il numero di giri alle richieste energetiche dei carichi applicati, e quindi assicura massima versatilità al gruppo elettrogeno stesso. In practice it has been found that the generator according to the invention fully achieves the intended aim, since the use of an electronic control and management unit, operatively associated with the converter and a control actuator of a speed regulator of the primary motor, allows the number of revolutions to be adapted to the energy requirements of the applied loads, and therefore ensures maximum versatility to the generator itself.
Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.
Si osservi peraltro come sia anche previsto l'uso di due (o più) gruppi elettrogeni 1 secondo il trovato, affiancati e funzionanti in parallelo, così da assicurare una fonte di energia doppia (o comunque multipla di quella assicurata da un singolo gruppo 1}. It should be noted, however, that the use of two (or more) generating sets 1 according to the invention is also envisaged, side by side and operating in parallel, so as to ensure a double energy source (or in any case multiple of that ensured by a single group 1} .
Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà sostituite con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione. In the illustrated embodiments, individual characteristics, reported in relation to specific examples, can actually be replaced with other different characteristics, existing in other embodiments.
In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
Claims (10)
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Citations (5)
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