ITUD20090158A1 - Contatore per fluidi autoalimentato - Google Patents

Description

Descrizione

"CONTATORE PER FLUIDI AUTOALIMENTATO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un contatore per fluidi, in particolare d'acqua, gas od altro che risulta essere autoalimentato, ovvero aumentabile in modo autonomo mediante proprie fonti di energia.

In particolare, il contatore così realizzato permette di inviare - mediante opportuni mezzi di trasmissione come a titolo esemplificativo non limitativo GPRS, o Wireless — i dati raccolti, mediante, ad esempio, opportuni sensori, relativi al fluido.

I dati che vengono raccolti ed inviati possono essere molteplici, tra cui la pressione di passaggio, la portata e le caratteristiche chimicofisiche e/o microbiologiche del fluido.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti una pluralità di contatori di fluidi, in particolare d'acqua. Detti contatori sono sostanzialmente tutti meccanici e servono esclusivamente alla determinazione della portata di liquido e del relativo consumo di liquido.

L'inconveniente di detti contatori à ̈ dato dal loro utilizzo limitato esclusivamente a conoscere quanto fluido à ̈ passato in una determinata condotta, in un tempo voluto.

Per ogni ulteriore analisi del contatore, della condotta e del fluido, nonché per la lettura del valore indicato nel contatore stesso à ̈ necessario un intervento dell'uomo in loco, o l'utilizzo di altri apparecchi.

Sono anche noti contatori elettromeccanici od elettrici di fluidi, ma tutti necessitano di essere alimentati da fonti di energia esterna, in genere batterie, che inevitabilmente si scaricano, o da collegamenti diretti alla rete elettrica.

Conseguentemente a quanto sopra, i contatori noti necessitano di una fonte energetica esterna come sopra esemplificativamente identificata per misurare dati relativi al fluido circolante, quali valori differenti dalla portata di fluido passato in una determinata condotta, la pressione e/o le caratteristiche chimico-fisiche e/o microbiologiche del fluido.

Inoltre, i contatori noti necessitano delle suddette fonti di energia per trasmettere i valori rilevati ad una stazione lontandisposta atta alla ricezione e/o elaborazione di detti dati.

Inoltre, ancora i contatori noti non sono in grado di trasmettere eventuali loro malfunzionamenti in modo tale da permettere il necessario intervento.

Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un contatore per fluidi, in particolare acqua, che sia autonomo per ciò che riguarda la sua alimentazione energetica, senza l'inconveniente di necessitare di batterie che si scaricano o di collegamento diretto alla rete elettrica.

Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare detto contatore per fluidi che, essendo autoalimentato, può trasmettere ad una stazione lontandisposta i dati rilevati e/o registrati a mezzo di sistemi di comunicazioni noti, quali GRPS, o wireless.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente.

Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato, o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, il presente trovato à ̈ dato da un dispositivo contatore per fluidi, in particolare di acqua, comprendente mezzi contatori della portata di fluido a cui à ̈ associato almeno un organo di trasformazione, esemplificativamente una turbina, o miniturbina, oppure un analogo dispositivo a stantuffo, atto a trasformare l'energia meccanica del flusso del fluido in energia elettrica, vantaggiosamente destinata al funzionamento dei mezzi contatori e, vantaggiosamente, atta ad alimentare un gruppo di trasmissione dati - via GPRS, o wireless, o altro — atto, a sua volta, ad inviare detti dati ad una stazione lontandisposta, ad esempio un server.

Con il presente trovato, quindi, si realizza un contatore che à ̈ autonomo per ciò che riguarda la sua alimentazione energetica, senza l'inconveniente di dipendere strettamente da batterie che, col tempo, si scaricano e quindi necessitano di costosa manutenzione, o di collegamento diretto alla rete elettrica. Ciò in quanto l'energia elettrica prodotta dall'organo di trasformazione à ̈ sostanzialmente rinnovabile nella misura in cui si mantiene un determinato flusso di fluido che coopera con l'organo di trasformazione dell'energia stesso.

Detto organo di trasformazione dell'energia meccanica in energia elettrica, può essere associato, o meno, nello stesso contenitore del contatore. Nel caso in cui non sia ivi previsto, à ̈ comunque contenuto in contenitori idonei a garantire la sua funzionalità in ambienti ostili sia per umidità, facilità di rotture, ecc.

Il flusso del fluido fa sì che venga azionato detto organo di trasformazione che, nel caso sia costituito da detta turbina, porta a generare corrente dalla rotazione di relativi magneti associati alla parte rotante della turbina. Nel caso della turbina, od altro dispositivo meccanico di trasformazione dell'energia meccanica in energia elettrica che operi sul flusso di fluido, l'energia elettrica ricavata viene immagazzinata in un adatto accumulatore (ad esempio del tipo Litio/Polimero/Ferro) capace di un notevole numero di scariche.

Da tale accumulatore si ricava l'energia necessaria per il generale funzionamento del contatore e la trasmissione dei dati rilevati a mezzo del gruppo di trasmissione.

In alcune forme di realizzazione, ad esempio nel caso in cui l'energia elettrica generata, in alcuni frangenti e per i più svariati motivi, non sia sufficiente, rientra nello spirito del presente trovato prevedere un pannello fotovoltaico integrato al dispositivo contatore ed atto ad integrarne la produzione di energia elettrica.

Secondo una variante, il dispositivo secondo il trovato comprende un'unità di controllo e memorizzazione, atta alle gestione sia delle comunicazioni di trasmissione dati all'interno del contatore sia verso l'esterno, e sia alla gestione dell'energia elettrica generata dall'organo di trasformazione .

Secondo un'altra variante, detto gruppo di trasmissione può essere associato, o meno, al dispositivo contatore e nel caso in cui non sia previsto nel contenitore del contatore, può essere previsto nello stesso contenitore ove à ̈ allocato l'organo di trasmissione, o in altro avente le medesime caratteristiche di sicurezza e resistenza sopra descritte.

Secondo una variante, detto gruppo di trasmissione comprende sia un dispositivo di trasmissione dati tipo GPRS, o wireless (ad esempio 800 MHz oppure 2,4 GHz) a trasponder attivo, sia un'adeguata interfaccia per un gruppo sensore avente sensori previsti in base ai differenti dati da rilevare (ad esempio pressione, flusso, concentrazione di cloro, THT ed altri), sia un alimentatore per i vari dispositivi, che riceve l'energia elettrica prodotta dall'organo di trasformazione ed immagazzinata nel suddetto accumulatore .

Il contatore così ideato può prevedere sia sensori atti a rilevare la portata di fluido erogato - che può avvenire in modo incrementale o decrementale in base alla direzione del fluido -e/o la pressione di erogazione del fluido e/o le caratteristiche chimico-fisiche e/o microbiologiche di detto fluido.

Ad esempio, con la medesima fonte energetica opportunamente dimensionata, Ã ̈ possibile alimentare un eventuale sensore di pressione i cui valori misurati ad intervalli di tempo predeterminati e programmabili saranno inviati, assieme ai dati di consumo, al fine di monitorare lo stato della rete di distribuzione.

Possono essere altresì previsti sensori o procedure atti a rilevare eventuali malfunzionamenti del trovato.

A titolo esemplificativo, nel caso in cui vi sia una rottura, o si verifichino perdite, à ̈ possibile interrompere l'erogazione del fluido se à ̈ prevista un'elettrovalvola collegata al presente trovato che seziona l'utenza sulla quale si riscontra una perdita improvvisa.

Detta elettrovalvola può azionarsi mediante l'energia prodotta dalla turbina, od altro organo di trasformazione dell'energia, o perché attinge da una sorgente energetica indipendente.

La trasmissione dei dati può avvenire "just in time", oppure ad intervalli di tempo regolari, o diversamente programmati.

Nel caso in cui i dati non vengano trasmessi "just in time", il presente trovato prevede di utilizzare detta unità di controllo e memorizzazione per memorizzare i suddetti dati in attesa del loro invio.

Il presente trovato contempla anche la possibilità di collegare ad almeno un organo di trasformazione e/o ad un unico gruppo di trasmissione, una pluralità di contatori. In questo caso, viene previsto almeno un organo di trasformazione per la creazione della necessaria energia atta alla trasmissione di tutti, o solo alcuni, dei dati raccolti che possono essere trasmessi contemporaneamente, oppure in modo sequenziale .

Secondo una variante, l'organo di trasformazione suddetto può essere posto in serie con i mezzi contatori di portata.

Secondo un'altra variante, ad esempio nel caso di portate elevate, l'organo di trasformazione suddetto può essere posto in parallelo, ad esempio tramite by-pass, con i mezzi contatori di portata. Secondo un'altra variante ancora, il medesimo organo di trasformazione, vantaggiosamente conformato a turbina, può fungere, sfruttando i propri componenti posti in movimento dal flusso di fluido, da mezzo contatore della portata di fluido nel circuito di distribuzione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento all'annesso disegno in cui:

- la fig. 1 Ã ̈ uno schema del presente trovato.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alla figura allegata, viene ad essere rappresentato uno schema essenziale del dispositivo contatore 10 secondo il presente trovato che comprende un organo contatore 11, un organo di trasformazione di energia, nel caso specifico una turbina 12, ed un gruppo di trasmissione 17, i quali sono inclusi in uno stesso contenitore 19 indicato con la linea tratteggiata. Detta turbina 12, nella forma non limitativa ma solo esemplificativa "a palette", à ̈ nota ed à ̈ noto 11 suo funzionamento.

Mediante il flusso del fluido erogato che transita nel circuito di distribuzione, la turbina 12 genera corrente che viene inviata ad un regolatore che provvede a mantenere in tampone un accumulatore 13 del tipo noto ad esempio al litio. L'energia elettrica prodotta dalla turbina 12 viene, così, accumulata nell'accumulatore 13 e di seguito convogliata e resa disponibile in un alimentatore 14.

Detto alimentatore 14 alimenta la necessaria corrente al contatore 11, al gruppo sensore 15, ad un'unità di controllo e memorizzazione, o microcontrollore di gestione, 16 ed al gruppo di trasmissione 17.

L'unità di controllo e memorizzazione 16 à ̈ atta alle gestione sia delle comunicazioni di trasmissione dati all'interno del dispositivo contatore 10 sia verso l'esterno, e sia alla gestione dell'energia elettrica generata dall'organo di trasformazione, o turbina 12. Vantaggiosamente, l'unità di controllo e memorizzazione 16 effettua il conteggio (incrementale o decrementale ) degli impulsi che provengono dal contatore 11.

Nella figura in descrizione, il gruppo sensore 15 comprende quattro unità distinte - che possono operare all'unisono, o selettivamente — quali sensori di portata 15a, sensori di pressione 15b, sensori atti a rilevare malfunzionamenti 15c del contatore, o di altre parti del trovato 10 e sensori chimico-fisici e/o microbiologici 15d (ad esempio, ma non solo, durezza dell'acqua o concentrazione percentuale di cloro).

Altri dati trasmissibili sono il valore della tensione dell'accumulatore 13 e l'informazione di eventuale comunicazione fallita.

La rilevazione dei dati da parte di detto gruppo sensore 15 può avvenire in continuo, o in base a scadenze regolari, o altrimenti programmate. La scadenza temporale à ̈ data da un temporizzatore qui non illustrato ma facente parte della dotazione elettronica del microcontrollore di gestione.

Una volta che il gruppo sensore 15 ha rilevato detti dati, li invia all'unità di controllo e memorizzazione 16 che può trattenerli, o inviarli al gruppo di trasmissione 17.

L'unità di controllo e memorizzazione 16 può avere la funzione di generare uno storico dei dati rilevati .

Detto gruppo di trasmissione 17, realizzato come già precedentemente descritto fornendo una comunicazione GPRS oppure wireless a trasponder attivo, invia i dati, ad esempio come pacchetto dati o come messaggio SMS, ad una stazione 18 lontandisposta, tipo un server, che li rileva e li gestisce come da programmazione. Si può così creare un adeguato database di dati, che possono essere trattati per fornire informazioni su consumi, perdite, anomalie nel circuito di distribuzione. L'utilizzo di interfaccia wireless con trasponder attivo permette, se necessario, di realizzare una rete locale per le letture con invio attraverso un solo dispositivo provvisto di GPRS (architettura a maglia) .

Una variante prevede di dotare il trovato 10 provvisto di interfaccia GPRS anche di GPS per la georeferenziazione .

È chiaro che al dispositivo contatore 10 di fluidi autoalimentato fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato .

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, un esperto del ramo potrà realizzare altre forme equivalenti di contatori di fluidi autoalimentati, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo contatore (10) per fluidi comprendente mezzi contatori (11) di portata del fluido, caratterizzato dal fatto che a detti mezzi contatori (11) Ã ̈ associato almeno un organo di trasformazione (12) dell'energia meccanica del flusso del fluido in energia elettrica.
2. 2. Dispositivo contatore come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di trasformazione (12) Ã ̈ una turbina.
3. 3. Dispositivo contatore come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di trasformazione à ̈ un dispositivo a stantuffo.
4. 4. Dispositivo contatore come nella rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che a detti mezzi contatori (11) Ã ̈ associato un gruppo di trasmissione (17) di dati, essendo detti dati trasmessi ad una stazione ricevente lontandisposta (18).
5. 5. Dispositivo contatore come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la trasmissione di detti dati può avvenire tramite GPRS, o Wireless, o altro sistema di comunicazione.
6. 6. Dispositivo contatore come nella rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che la trasmissione di detti dati può avvenire "just in time", oppure ad intervalli di tempo regolari, o diversamente programmati .
7. 7. Dispositivo contatore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di avere associato, ai mezzi contatori (11), almeno un gruppo sensore (15).
8. 8. Dispositivo contatore come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto gruppo sensore (15) comprende sensori di portata (15a) e/o sensori di pressione (15b) e/o sensori chimicofisici e/o microbiologici (15c) e/o sensori o procedure di rilevazione di malfunzionamento (15d).
9. 9. Dispositivo contatore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere un'unità di controllo e memorizzazione (16).
10. 10. Dispositivo contatore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ad almeno un unico organo di trasformazione (12) sono associati più mezzi contatori (11).
11. 11. Dispositivo contatore come alle rivendicazioni 4, 7 e 10, caratterizzato dal fatto che i dati rilevati dai gruppi sensori (15) collegati a cadauno di detti mezzi contatori (11) possono essere inviati — in toto, o in parte contemporaneamente, o selettivamente gli uni dagli altri.
12. 12. Dispositivo contatore come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che à ̈ prevista un'elettrovalvola collegata ai mezzi contatori (11).