ITBA20110022A1 - WIND GENERATOR WITH VELICA VARIABLE SURFACE ROTOR AUTOMATICALLY ACCORDING TO WIND INTENSITY. - Google Patents

WIND GENERATOR WITH VELICA VARIABLE SURFACE ROTOR AUTOMATICALLY ACCORDING TO WIND INTENSITY. Download PDF

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ITBA20110022A1
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Description

“GENERATORE EOLICO CON ROTORE A SUPERFICIE VELICA VARIABILE AUTOMATICAMENTE IN BASE ALL’INTENSITÀ DEL VENTO†⠀ œWIND GENERATOR WITH AUTOMATIC VARIABLE SAIL SURFACE ROTOR ACCORDING TO THE WIND INTENSITYâ €

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il ritrovato concerne un generatore eolico avente la forma di un mulino tradizionale delle isole del Mar Egeo con rotore a superficie velica variabile automaticamente in base all'intensità del vento. The invention concerns a wind generator having the shape of a traditional windmill of the Aegean islands with a rotor with a sail surface that is automatically variable according to the intensity of the wind.

Come à ̈ noto, per generare energia elettrica dal vento, si utilizzano appositi sistemi elettromeccanici, altrimenti detti generatori eolici o aerogeneratori. As is known, to generate electricity from the wind, special electromechanical systems are used, otherwise known as wind generators or wind turbines.

Detti sistemi sono costituiti essenzialmente da un rotore comprendente un mozzo su cui sono fissate alcune pale sulle quali si esercita l'azione del vento. Detto rotore à ̈ sostenuto da una torre, a forma tubolare oppure a traliccio, la quale viene ancorata al terreno mediante apposite fondamenta. L’energia cinetica posseduta dal mozzo del rotore viene convertita in energia elettrica dall’alternatore, allocato all'interno di una navicella che ha la funzione di offrire protezione e copertura delle apparecchiature elettro-meccaniche interne. La suddetta navicella oltre ad ospitare tutti i componenti elettrici e meccanici dell'aerogeneratore, ad eccezione ovviamente del rotore, può ruotare sul proprio asse in modo da mantenere un allineamento contìnuo tra l’asse del rotore e fa direzione del vento. Negli aerogeneratori di media e grossa taglia, l’allineamento à ̈ garantito da un servomeccanismo, detto sistema di imbardata, mentre nei piccoli aerogeneratori à ̈ sufficiente l'impiego di una pinna direzionale, Sono dotati, altresì, di un sistema di moltiplicazione di giri che consente di trasformare la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce in grado di far funzionare in maniera sempre efficiente il generatore elettrico, Said systems essentially consist of a rotor comprising a hub on which some blades are fixed on which the action of the wind is exerted. Said rotor is supported by a tubular or lattice-shaped tower, which is anchored to the ground by means of suitable foundations. The kinetic energy possessed by the rotor hub is converted into electrical energy by the alternator, located inside a nacelle which has the function of offering protection and coverage of the internal electro-mechanical equipment. The aforementioned nacelle, in addition to housing all the electrical and mechanical components of the wind turbine, with the exception of course the rotor, can rotate on its own axis in order to maintain continuous alignment between the rotor axis and the direction of the wind. In medium and large size wind turbines, alignment is guaranteed by a servomechanism, called yaw system, while in small wind turbines the use of a directional fin is sufficient. They are also equipped with a multiplication system of revolutions which allows to transform the slow rotation of the blades into a faster rotation able to always operate the electric generator efficiently,

Gli aerogeneratori inoltre sono muniti di idonei sistemi frenanti dì tipo aerodinamico e meccanico. The wind turbines are also equipped with suitable aerodynamic and mechanical braking systems.

I generatori eolici in commercio funzionano solo in particolari condizioni, hanno bisogno di una certa intensità di vento per entrare in funzione e superata una determinata soglia vengono frenati per evitare che si danneggino. L'intensità dei vento in un determinato sito varia continuamente ed una stima della velocità media in un dato intervallo di tempo risulta poco attendibile e difficile da calcolare. Le condizioni ottimali di funzionamento di un aerogeneratore variano inoltre in base al modello delio stesso, quindi la scelta del rotore giusto risulta molto difficile. The wind generators on the market only work in particular conditions, they need a certain intensity of wind to start working and, when a certain threshold is exceeded, they are braked to prevent damage. The intensity of the wind in a given site varies continuously and an estimate of the average speed in a given time interval is not very reliable and difficult to calculate. The optimal operating conditions of a wind turbine also vary according to the model of the same, so choosing the right rotor is very difficult.

Attualmente esistono in commercio sistemi per adattare il rotore in base alle condizioni di vento, come ad esempio il pitch System, ovvero un sistema di controllo che varia l’angolo di attacco delle pale del rotore attraverso opportuni cinematismi, o altri sistemi che variano l’angolo in maniera proporzionale all’intensità del vento in maniera passiva, attraverso un sistema di molle. Questi dispositivi però hanno una efficacia limitata in quanto varia solo l’angolo di attacco delie pale e non la loro superficie. Un altro sistema conosciuto à ̈ quello dell’utìlizzo di pale telescopiche che si allungano per aumentare la loro superficie resistente. Tale soluzione presenta degli inconvenienti dovuti sia all’eccessivo peso rapportato a quello dei rotori normali, sia al fatto che necessita di tralicci di altezza maggiore. Currently there are systems on the market to adapt the rotor according to wind conditions, such as the pitch System, i.e. a control system that varies the angle of attack of the rotor blades through appropriate kinematics, or other systems that vary the Angle proportional to the intensity of the wind in a passive way, through a system of springs. However, these devices have a limited effectiveness as only the angle of attack of the blades varies and not their surface. Another known system is that of the use of telescopic blades which extend to increase their resistant surface. This solution has drawbacks due both to the excessive weight compared to that of normal rotors, and to the fact that it requires trusses of greater height.

Esistono, inoltre, rotori a superficie variabile che utilizzano l’esperienza nautica, come il “cretese†, ma l’area delle vele viene modificata manualmente o con sistemi passivi difficilmente controllabili. There are also variable surface rotors that use the nautical experience, such as the â € œcreteseâ €, but the area of the sails is modified manually or with passive systems that are difficult to control.

Un ultimo inconveniente à ̈ dovuto al fatto che i generatori moderni in commercio impattano negativamente dal punto di vista ambientale. A final drawback is due to the fact that modern generators on the market have a negative impact from an environmental point of view.

Lo scopo del presente ritrovato à ̈ di eliminare gii inconvenienti menzionati in precedenza, ti ritrovato, quale esso à ̈ caratterizzato dalie rivendicazioni, risoive sia il problema di fornire un rotore che si adatta automaticamente in funzione della variazione dell'intensità del vento che quello di fornire un generatore eolico che riduca l’impatto ambientale in determinati contesti come le isole dei Mar Egeo. The purpose of the present invention is to eliminate the previously mentioned drawbacks, as it is characterized by the claims, concerning both the problem of providing a rotor that adapts automatically according to the variation of the wind intensity and that of provide a wind generator that reduces the environmental impact in certain contexts such as the islands of the Aegean Sea.

I vantaggi ottenuti dal presente ritrovato consistono nel fatto che attraverso la variazione dell’area delle vele in tensione del rotore à ̈ possibile controllare la velocità angolare dello stesso permettendo il funzionamento in quasi tutte le condizioni di vento ottimizzando la producibilità e nel fatto che sotto il profilo estrinseco il generatore eolico nel suo insieme possa essere assimilato ai tradizionali mulini delie isole del Mar Egeo. The advantages obtained from the present invention consist in the fact that through the variation of the area of the sails in tension of the rotor it is possible to control the angular speed of the same allowing the operation in almost all wind conditions optimizing the producibility and in the fact that under the extrinsic profile of the wind generator as a whole can be assimilated to the traditional mills of the Aegean islands.

Se il flusso d’aria che investe rotore à ̈ debole, le vele vengono svolte progressivamente per aumentare la velocità di rotazione offrendo una superficie resistente maggiore, in caso di vento forte le vele vengono avvolte progressivamente, diminuendo la loro superficie resistente e quindi permettendo il funzionamento del sistema in condizioni di vento in cui gli attuali impianti eolici risulterebbero frenati. Nei rari casi in cui la velocità del vento eccede una certa soglia di sicurezza, o per qualsiasi altra anomalia riscontrata, le vele vengono ritratte e viene azionato il sistema frenante che blocca la rotazione. If the flow of air that hits the rotor is weak, the sails are unrolled progressively to increase the rotation speed offering a greater resistant surface, in case of strong wind the sails are furled progressively, reducing their resistant surface and therefore allowing the operation of the system in wind conditions in which current wind power plants would be slowed down. In the rare cases in which the wind speed exceeds a certain safety threshold, or for any other anomaly found, the sails are retracted and the braking system that blocks the rotation is activated.

Il ritrovato à ̈ esposto più in dettaglio nel seguito con l’aiuto delle figure contenute nelle tavole dei disegni allegate che ne rappresentano una esecuzione preferita, ma non limitativa di ulteriori perfezionamenti nell’ambito del ritrovato medesimo. The invention is shown in more detail below with the help of the figures contained in the tables of the attached drawings which represent a preferred execution, but not limiting further improvements within the scope of the invention itself.

In particolare, la fig. 1 rappresenta una vista d’insieme del generatore eolico; In particular, fig. 1 represents an overall view of the wind generator;

la fig. 2, rappresenta una vista del generatore senza Sa copertura delia torre in cui sono visibili alcune apparecchiature elettro-meccaniche interne; fig. 2, shows a view of the generator without the cover of the tower in which some internal electro-mechanical devices are visible;

la fig. 3, una vista del generatore in cui à ̈ visibile la ralla rotante; fig. 3, a view of the generator in which the rotating fifth wheel is visible;

la fig. 4, una vista in cui sono visibili alcuni particolari della ralla rotante; fig. 4, a view showing some details of the rotating fifth wheel;

la fig. 5, una vista del rotore in cui à ̈ visibile il sistema velico; fig. 5, a view of the rotor in which the sail system is visible;

la fig. 6, una vista di alcuni particolari del rotore; fig. 6, a view of some details of the rotor;

la fig. 7, una vista del sistema di pulegge; fig. 7, a view of the pulley system;

la fig. 8, una vista del dispositivo di collegamento dei cavi. fig. 8, a view of the cable connection device.

Il ritrovato illustrato nelle figure rappresenta un generatore eolico costituito essenzialmente da un involucro costituito da una torre (1), una copertura rotante (2) che permette l’allineamento tra l'asse del rotore e la direzione del vento, ed un rotore (3). La torre (1), di forma tubolare, à ̈ fissa ed à ̈ ancorata ai terreno mediante idonee fondamenta, al suo interno à ̈ alloggiata concentricamente una torre (4) di diametro inferiore. Superiormente alla torre (1 ) à ̈ fissata una ralla rotante (5) la quale à ̈ composta da due anelli sovrapposti separati da un sistema di cuscinetti (6). L’anello inferiore (7) à ̈ fisso ed à ̈ munito di una superficie dentata (8) lungo Sa quale si ingrana un pignone (9) azionato da un motore (10). inferiormente alla suddetta superficie dentata (8), la ralla rotante (5) presenta una lamina (11) complanare alla stessa la quale sporge internamente e perimetralmente alla torre (1). Detta lamina (11), insieme alla pinza freno (12), ancorata alla piattaforma rotante (13), costituisce il sistema frenante della copertura rotante (2). L’anello superiore (14) della ralla rotante (5) à ̈ connesso ad un tamburo (15) il quale regge una copertura (2), e la piattaforma (13) che supporta i componenti elettro-meccanici per la produzione di energia elettrica. La piattaforma (13), di forma rettangolare, à ̈ radialmente rispetto alla ralla rotante (5), ancorata su di essa in corrispondenza delle sue estremità opposte, poggia altresì nella sua parte centrale sulla superficie sommitale della torre interna (4), avendo rispetto ad essa la possibilità di ruotare grazie ad un'apposita ralla (16). La suddetta piattaforma (13), à ̈ munita al suo centro di un foro atto a permettere il passaggio dei cavi lungo la torre interna (4). Nella torre interna (4) à ̈ presente un collettore elettrico rotante per evitare l'attorcigliamento dei suddetti cavi. Il tamburo (15) ha forma cilindrica e presenta, in corrispondenza del punto di passaggio dell’albero (17), un foro circolare in cui à ̈ alloggiato un cuscinetto a sfere (18), che funge da supporto per l’albero (17) stesso, consentendone la rotazione. La suddetta copertura (2), di forma conica, à ̈ composta da un’ossatura portante (19) rivestita da una idonea pannellatura (20) che poggia direttamente sul suddetto tamburo (15). Il rotore (3) à ̈ costituito da un albero principale cavo (17), sul quale si innestano una pluralità di bracci (21). Tali bracci (21) sono costituiti da un involucro (22) all'interno del quale à ̈ alloggiato un motore tubolare (23) del tipo passo - passo, intorno ai quale si avvolge e svolge la vela (24). Il predetto involucro (22) à ̈ ancorato all’albero (17) tramite un tubo cilindrico cavo (25). L’involucro (22) presenta su una faccia una idonea fessura atta a consentire il passaggio della suddetta vela di forma triangolare (24) quando viene comandata l'apertura o la chiusura della stessa. Il motore (23) à ̈ dotato di un dispositivo di fine corsa e termina con un sistema avvolgicavo (26) che segue la rotazione dello stesso. La vela (24) ha la forma di un triangolo isoscele ed à ̈ vincolata mediante idonei mezzi al motore tubolare (23) lungo il suo bordo maggiore. L’estremità dell’angolo libero della suddetta vela (24) à ̈ munita di un occhiello (27) al quale à ̈ collegato una cavo (28) per il tramite di una carrucola (29). Detta carrucola (29) permette lo scorrimento del cavo (28) il quale esercita una idonea tensione sul sistema velico per il tramite di appositi cinematismì e di un sistema di pulegge di rinvio (30). Dette pulegge sono applicate su una staffa (31) per evitarne ia fuoriuscita e sono vincolate in un alloggiamento di protezione (22) applicato sul braccio (21) adiacente. Il sistema di pulegge di rinvio (30) e relativa staffa (31), garantiscono la reazione necessaria per mantenere in tensione la vela (24) permetendo, inoltre, un correto posizionamento del cavo (28) durante la fase di apertura e chiusura della vela suddetta, evitando eventuali blocchi. Entrambe le due parti del cavo (28) si inseriscono nel dispositivo avvolgicavo (26), in posizione diametralmente opposta rispetto alla linea di apertura e chiusura della vela. Questa disposizione consente che quando la vela (24) si apre, il cavo (28) che garantisce il tensionamento si avvolge e viceversa, mantenendo il sistema velico in costante tensione. L’alloggiamento (22) di cui à ̈ munito ciascun braccio (21) termina con un dispositivo di collegamento (32) recante dei fori per consentire il passaggio di cavi ati a permettere il tensionamento di tutto il sistema velico, conferendo iperstaticità alla struttura. L’albero principale (17) termina con un albero cilindrico coassiale (33) di diametro inferiore, la cui estremità à ̈ col legata per il tramite di idonei cavi (34) con i suddetti dispositivi di collegamento (32) di ciascun braccio (21), Ogni dispositivo dì collegamento (32) à ̈ inoltre collegato per mezzo di un cavo tensionato (35), con il dispositivo di collegamento del braccio adiacente, I bracci che si innestano nell'albero principale (17) giacciono nello spazio su piani diversi, e sono disposti seguendo il modo costrutivo tradizionale del rotore dei mulini a vento dell'Egeo, in modo che una delle loro estremità giaccia su un piano perpendicolare al suddetto albero principale (17) ed in modo che il sistema velico assuma la configurazione di un'elica. In questo modo quando il rotore (3) viene investito da un flusso di aria, la rotazione dell’albero (17) viene favorita lavorando a resistenza. L’alimentazione elettrica del motore tubolare (23), à ̈ fornita da appositi cavi elettrici che passano all’interno dei tubi cilindrici cavi (25) costituenti ciascun braccio, percorrendo parte dell'albero principale (17) fino al collettore rotante (36), in modo che non si possano atorcigliare e che possano, altresì, permetere il collegamento con altri cavi indipendenti dall’albero principale. Il collettore rotante (36) poggia sulla piattaforma interna rotante (13). L’albero principale (17) à ̈ munito di un trasduttore (37) atto a rilevare la velocità angolare dell’albero medesimo suddetto. I dati rilevati vengono inviati ad un microprocessore il quale esegue l'elaborazione e conseguentemente ordina la progressiva apertura o chiusura delie vele (24) per il tramite di motori tubolari di tipo passo-passo (23). Il microprocessore regola quindi il numero di giri dell’asse principale (17) intervenendo sull’apertura delle vele (24) controllando il numero di giri del motore tubolare (23). L'asse principale (17) viene accoppiato con un sistema di produzione di energia elettrica. L’albero rotante (17) à ̈ collegato mediante idonei mezzi ad una scatola di cambio (38), allocata sulla piattaforma rotante (13), atta ad eseguire una moltiplicazione dei giri. Dalla scatola di cambio (38) diparte un albero secondario (39) di diametro inferiore munito di un dispositivo frenante a disco (40) il quale ha la funzione di bloccare il sistema nel caso in cui la velocità del rotore superi una certa soglia di sicurezza. All’albero secondario (39) à ̈ collegato un alternatore (41) atto a trasformare l'energia meccanica in energia elettrica, anch’esso applicato sulla piattaforma rotante (13). Sulla piattaforma (13) à ̈ allocato altresì un motore) elettrico (10), servo controllato elettronicamente, il quale quando à ̈ azionato esegue la rotazione della copertura rotante (2) per il tramite del pignone (9). La torre circolare fissa (1) à ̈ munita esternamente di una porta (42) la quale permette di accedere ad un locale tecnico e per il tramite di una scala interna al piano superiore della torre medesima suddetta. The invention illustrated in the figures represents a wind generator essentially consisting of a casing consisting of a tower (1), a rotating cover (2) that allows alignment between the rotor axis and the direction of the wind, and a rotor ( 3). The tower (1), tubular in shape, is fixed and is anchored to the ground by means of suitable foundations, inside there is concentrically housed a tower (4) with a smaller diameter. A rotating washer (5) is fixed above the tower (1) which is composed of two superimposed rings separated by a bearing system (6). The lower ring (7) is fixed and is equipped with a toothed surface (8) along Sa which engages a pinion (9) driven by a motor (10). below the aforesaid toothed surface (8), the rotating washer (5) has a plate (11) coplanar to the same which protrudes internally and perimeter of the tower (1). Said plate (11), together with the brake caliper (12), anchored to the rotating platform (13), constitutes the braking system of the rotating cover (2). The upper ring (14) of the rotating washer (5) is connected to a drum (15) which holds a cover (2), and the platform (13) which supports the electro-mechanical components for the production of energy electric. The platform (13), of rectangular shape, is radially with respect to the rotating fifth wheel (5), anchored on it at its opposite ends, also rests in its central part on the top surface of the internal tower (4), having with respect to it the possibility to rotate thanks to a special fifth wheel (16). The aforementioned platform (13) has a hole in its center to allow the passage of cables along the internal tower (4). In the internal tower (4) there is a rotating electrical collector to avoid the twisting of the aforementioned cables. The drum (15) has a cylindrical shape and has, at the point of passage of the shaft (17), a circular hole in which a ball bearing (18) is housed, which acts as a support for the shaft (17) itself, allowing it to rotate. The aforesaid cover (2), of conical shape, is composed of a load-bearing frame (19) covered with a suitable paneling (20) which rests directly on the aforesaid drum (15). The rotor (3) consists of a hollow main shaft (17), on which a plurality of arms (21) are engaged. These arms (21) consist of a casing (22) inside which a tubular motor (23) of the step-by-step type is housed, around which the sail (24) winds and unwinds. The aforementioned casing (22) is anchored to the mast (17) by means of a hollow cylindrical tube (25). The casing (22) has a suitable slot on one face suitable for allowing the passage of the aforementioned triangular sail (24) when it is commanded to open or close it. The motor (23) is equipped with a limit switch device and ends with a cable winding system (26) which follows its rotation. The sail (24) has the shape of an isosceles triangle and is bound by suitable means to the tubular motor (23) along its major edge. The end of the free corner of the aforesaid sail (24) is equipped with an eyelet (27) to which a cable (28) is connected by means of a pulley (29). Said pulley (29) allows the sliding of the cable (28) which exerts a suitable tension on the sail system by means of special kinematics and a system of transmission pulleys (30). Said pulleys are applied on a bracket (31) to prevent it from coming out and are constrained in a protective housing (22) applied to the adjacent arm (21). The system of transmission pulleys (30) and relative bracket (31), guarantee the necessary reaction to keep the sail (24) in tension, also allowing correct positioning of the cable (28) during the opening and closing phase of the sail above, avoiding any blockages. Both the two parts of the cable (28) are inserted into the cable winding device (26), in a diametrically opposite position with respect to the opening and closing line of the sail. This arrangement allows that when the sail (24) opens, the cable (28) that guarantees the tension is wound and vice versa, keeping the sail system in constant tension. The housing (22) with which each arm is equipped (21) ends with a connection device (32) with holes to allow the passage of cables to allow tensioning of the entire sail system, giving hyperstaticity to the structure . The main shaft (17) ends with a coaxial cylindrical shaft (33) of smaller diameter, whose end is connected by means of suitable cables (34) with the aforementioned connection devices (32) of each arm ( 21), Each connecting device (32) is also connected by means of a tensioned cable (35), with the connecting device of the adjacent arm, The arms that engage in the main shaft (17) lie in the space above different planes, and are arranged following the traditional construction method of the rotor of the Aegean windmills, so that one of their ends lies on a plane perpendicular to the aforementioned main mast (17) and so that the sail system assumes the configuration of a propeller. In this way, when the rotor (3) is hit by a flow of air, the rotation of the shaft (17) is favored by working with resistance. The electric power supply of the tubular motor (23) is supplied by special electric cables that pass inside the hollow cylindrical tubes (25) making up each arm, covering part of the main shaft (17) up to the rotating manifold ( 36), so that they cannot be twisted and that they can also allow the connection with other cables independent from the main shaft. The rotating union (36) rests on the internal rotating platform (13). The main shaft (17) is equipped with a transducer (37) suitable for detecting the angular speed of the aforementioned shaft. The detected data are sent to a microprocessor which performs the processing and consequently orders the progressive opening or closing of the sails (24) by means of tubular stepper motors (23). The microprocessor then regulates the number of revolutions of the main axis (17) by intervening on the opening of the sails (24) by controlling the number of revolutions of the tubular motor (23). The main axis (17) is coupled with an electrical energy production system. The rotating shaft (17) is connected by suitable means to a gearbox (38), located on the rotating platform (13), able to perform a multiplication of the revolutions. From the gearbox (38) there is a secondary shaft (39) of smaller diameter equipped with a disc braking device (40) which has the function of blocking the system in the event that the rotor speed exceeds a certain safety threshold. . Connected to the secondary shaft (39) is an alternator (41) capable of transforming mechanical energy into electrical energy, also applied to the rotating platform (13). On the platform (13) there is also an electric motor (10), electronically controlled servo, which, when activated, rotates the rotating cover (2) by means of the pinion (9). The fixed circular tower (1) is equipped externally with a door (42) which allows access to a technical room and through an internal staircase to the upper floor of the aforementioned tower.

Risulta evidente che possono essere apportate varie modifiche a quanto esposto a titolo di esempio. Per esempio, il motore tubolare di tipo passo - passo (23), potrebbe essere sostituito da un qualsiasi motore elettrico od oleodinamico; il profilo dell'alloggiamento (22) potrebbe essere reso aerodinamico in modo tale da far lavorare il rotore (3) anche a portanza; il sistema di tensionamento delle vele potrebbe essere costituito da cinghie (o catene) di trasmissione e pulegge; il sistema di controllo dell’apertura delle vele potrebbe essere ottenuto utilizzando un sensore di tipo anemometrico che dopo aver rilevato la velocità del vento la invia ad un microprocessore per la elaborazione del segnale ed il successivo controllo del motore che regola l’apertura o la chiusura delia vela; i componenti meccanici contenuti nella torre (1) potrebbero essere inseriti in una navicella sìmile a quelle presenti in commercio la quale potrebbe poggiare su una torre tubolare od un traliccio; l’energia meccanica posseduta dall'asse principale (17) potrebbe essere utilizzata direttamente o tramite opportuni cinematismi da un qualunque utilizzatore e non necessariamente un alternatore. Queste ed altre modifiche, ed ogni sostituzione di equivalenti tecnici, possono essere apportate a quanto descritto ed illustrato, senza per questo dipartirsi dall’ambito dell'Invenzione e dalla portata del presente brevetto. It is clear that various modifications can be made to what has been set out by way of example. For example, the tubular stepper motor (23) could be replaced by any electric or hydraulic motor; the profile of the housing (22) could be made aerodynamic in such a way as to make the rotor (3) work also at lift; the sails tensioning system could consist of transmission belts (or chains) and pulleys; the sails opening control system could be obtained using an anemometric sensor which, after detecting the wind speed, sends it to a microprocessor for signal processing and subsequent control of the engine that adjusts the opening or the closing of the sail; the mechanical components contained in the tower (1) could be inserted in a nacelle similar to those present on the market which could rest on a tubular tower or a trellis; the mechanical energy possessed by the main axis (17) could be used directly or through suitable kinematics by any user and not necessarily an alternator. These and other modifications, and any replacement of technical equivalents, can be made to what has been described and illustrated, without departing from the scope of the invention and the scope of this patent.

Claims (20)

“GENERATORE EOLICO CON ROTORE A SUPERFICIE VELICA VARIABILE AUTOMATICAMENTE IN BASE ALL’INTENSITÀ DEL VENTO†RIVENDICAZIONI 1. Rotore a superficie velica variabile automaticamente in base all'intensità del vento. â € œWIND GENERATOR WITH ROTOR WITH VARIABLE SAIL SURFACE AREA AUTOMATICALLY BASED ON WIND INTENSITYâ € CLAIMS 1. Sail area rotor automatically variable according to wind intensity. 2. Rotore secondo la rivendicazione precedente ed in particolar modo costituito da un albero principale cavo (17) sul quale sono innestati una pluralità di bracci (21), ciascuno dei quali possiede un motore passo-passo di forma tubolare (23) atto a consentire lo svolgimento o l'avvolgimento di una vela (24). 2. Rotor according to the preceding claim and in particular consisting of a hollow main shaft (17) on which a plurality of arms (21) are engaged, each of which has a tubular stepping motor (23) suitable for allowing unwinding or furling a sail (24). 3. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, i cui bracci (21) sono muniti di qualunque altro tipo di motore e cinematismi atti a consentire lo svolgimento o l'avvolgimento delle vele (24). 3. Rotor according to the preceding claims, the arms (21) of which are equipped with any other type of motor and kinematic mechanisms suitable for allowing the unwinding or winding of the sails (24). 4. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti ed in particolar modo costituito da un albero principale orizzontale cavo (17) disposto perpendicolarmente al rotore (3) sul quale si innestano una pluralità di bracci (21) costituiti da un involucro (22) all’interno del quale à ̈ alloggiato un motore tubolare (23). 4. Rotor according to the preceding claims and in particular constituted by a hollow horizontal main shaft (17) arranged perpendicularly to the rotor (3) on which a plurality of arms (21) consisting of a casing (22) are engaged. inside which is housed a tubular motor (23). 5. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il profilo dell’alloggiamento (22) può essere modificato rendendolo aerodinamico in modo tale da far lavorare il rotore (3) anche a portanza. 5. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the profile of the housing (22) can be modified making it aerodynamic in such a way as to make the rotor (3) work even at lift. 6. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i motori (23) contenuti nei rispettivi alloggiamenti (22) permettono l’apertura o la chiusura di altrettante vele di forma triangolare (24) le quali quando sono in posizione di chiusura, sono avvolte sulle superfici esterne dei motori cilindrici (23). 6. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the motors (23) contained in the respective housings (22) allow the opening or closing of as many triangular-shaped sails (24) which when they are in the closed position , are wound on the outer surfaces of the cylindrical motors (23). 7. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna vela (24) presenta, all’estremità dell’angolo libero, un occhiello (27) al quale à ̈ collegato un cavo (28) per il tramite di una carrucola (29), detta carrucola (29) permette lo scorrimento del suddetto cavo (28) il quale, quando viene mosso dal motore (23), esercita una tensione sul sistema velico per il tramite di idonei cinematismi costituiti da un sistema di pulegge di rinvio (30) applicate su una staffa (31). 7. Rotor as per the preceding claims, characterized in that each sail (24) has, at the end of the free angle, an eyelet (27) to which a cable (28) is connected by means of a pulley (29), said pulley (29) allows the sliding of the aforementioned cable (28) which, when moved by the motor (23), exerts a tension on the sail system by means of suitable kinematics consisting of a system of pulleys of transmission (30) applied on a bracket (31). 8. Rotore di cui alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che entrambe le parti del cavo (28) sono inserite nel dispositivo avvolgicavo (26) in posizione diametralmente opposta rispetto alla linea di apertura o chiusura della vela (24), in modo che quando la stessa si svolge il cavo (28) si avvolge e viceversa, mantenendo il sistema velico in continua tensione. 8. Rotor according to the preceding claim, characterized in that both parts of the cable (28) are inserted in the cable winding device (26) in a diametrically opposite position with respect to the opening or closing line of the sail (24), so that when the same is unwound the cable (28) is wound and vice versa, keeping the sail system in continuous tension. 9. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, ma con qualunque altro sistema di tensionamento delle vele, come ad esempio un sistema costituito da cinghie ( o catene ) di trasmissione e pulegge. 9. Rotor according to the preceding claims, but with any other sails tensioning system, such as for example a system consisting of transmission belts (or chains) and pulleys. 10. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’alloggiamento (22) di cui à ̈ munito ciascun braccio (21) termina con un dispositivo di collegamento (32) recante dei fori per consentire il passaggio di cavi atti a permettere il tensionamento di tutto il sistema velico conferendo iperstaticità alla struttura. 10. Rotor as per the preceding claims, characterized in that the housing (22) with which each arm (21) is fitted ends with a connection device (32) having holes to allow the passage of cables suitable for allow the tensioning of the whole sail system giving hyperstaticity to the structure. 11. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’albero principale (17) termina con un albero cilindrico coassiale (33) di diametro inferiore la cui estremità à ̈ collegata per il tramite di idonei cavi (34) con i suddetti dispositivi di collegamento (32) di ciascun braccio (21), e dalfatto che ogni dispositivo di collegamento (32) à ̈ collegato per mezzo di un cavo tensionato (35) con il dispositivo di collegamento del braccio adiacente. 11. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the main shaft (17) ends with a coaxial cylindrical shaft (33) of smaller diameter whose end is connected by means of suitable cables (34) with the aforesaid connecting devices (32) of each arm (21), and by the fact that each connecting device (32) is connected by means of a tensioned cable (35) with the connecting device of the adjacent arm. 12. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’alimentazione elettrica del motore tubolare (23), à ̈ fornita da appositi cavi elettrici che passano all'interno dei tubi cilindrici cavi (25) costituenti ciascun braccio, percorrendo parte dell’albero principale (17) fino al collettore rotante (36), in modo che non si possano attorcigliare e possano altresì permettere il collegamento con altri cavi indipendenti dall’albero principale. 12. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the electric power supply of the tubular motor (23) is provided by special electric cables which pass inside the hollow cylindrical tubes (25) constituting each arm, covering part of the of the main shaft (17) up to the rotating manifold (36), so that they cannot be twisted and can also allow the connection with other cables independent from the main shaft. 13. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la velocità di rotazione dello stesso à ̈ rilevata da un trasduttore (37), i dati rilevati sono inviati ad un microprocessore il quale a seguito dell’elaborazione comanda il progressivo avvolgimento o svolgimento delle vele (24) fino al raggiungimento dell’assetto prestabilito, per il tramite di appositi motori (23). 13. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that its rotation speed is detected by a transducer (37), the detected data are sent to a microprocessor which, following processing, commands the progressive winding or unwinding of the sails (24) until reaching the pre-established trim, by means of special motors (23). 14. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la regolazione automatica dell’apertura o della chiusura della vele (24) può essere ottenuto utilizzando un sensore di tipo anemometrico che dopo aver rilevato la velocità del vento la invia ad un microprocessore, i dati rilevati sono inviati ad un microprocessore il quale a seguito dell’elaborazione comanda il progressivo avvolgimento o svolgimento delle vele (24) fino al raggiungimento dell’assetto prestabilito, per il tramite di appositi motori (23). 14. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the automatic adjustment of the opening or closing of the sails (24) can be obtained using an anemometric sensor which, after detecting the wind speed, sends it to a microprocessor , the detected data are sent to a microprocessor which, following the processing, commands the progressive winding or unwinding of the sails (24) until the pre-established trim is reached, by means of special motors (23). 15. Rotore di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’energia meccanica da esso posseduta potrebbe essere utilizzata direttamente o tramite opportuni cinematismi da un qualunque utilizzatore. 15. Rotor as per the preceding claims, characterized by the fact that the mechanical energy possessed by it could be used directly or by means of suitable kinematics by any user. 16. Generatore eolico avente la forma di un mulino tradizionale delle isole del Mar Egeo costituito da un rotore (3) di cui alle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come illustrato e descritto precedentemente, una torre (1) di forma tubolare ed una copertura rotante (2) di forma conica in grado di mantenere un allineamento continuo tra l’asse del rotore e la direzione del vento. 16. Wind generator having the shape of a traditional windmill of the Aegean islands consisting of a rotor (3) according to the preceding claims, substantially as illustrated and described above, a tubular tower (1) and a rotating cover (2 ) of conical shape able to maintain a continuous alignment between the axis of the rotor and the direction of the wind. 17. Generatore eolico di cui alla rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che la torre (1) à ̈ munita superiormente di una ralla (5) il cui anello superiore (14) ruota insieme al tamburo (15), alla copertura (2) su di esso poggiata, ed alla piattaforma (13), essendo connessi a suddetto anello (14), grazie al movimento del pignone (9), mosso dal relativo motore (10), a contatto con la superficie dentata (8) della ralla (5), 17. Wind generator as per the preceding claim characterized by the fact that the tower (1) is equipped at the top with a fifth wheel (5) whose upper ring (14) rotates together with the drum (15), the cover (2) on it rests, and to the platform (13), being connected to said ring (14), thanks to the movement of the pinion (9), moved by the relative motor (10), in contact with the toothed surface (8) of the fifth wheel (5) , 18. Generatore eolico di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la piattaforma (13) che regge l’asse (17) ed i vari componenti meccanici, à ̈ disposta diametralmente rispetto alla ralla rotante (5) ed à ̈ vincolata ad essa in corrispondenza delle due estremità opposte, la piattaforma (13) à ̈ connessa, per il tramite di una ralla (16) che ne permette la rotazione, ad una torre (4) munita di un collettore rotante (slip ring) idoneo ad evitare l’attorcigliamento dei cavi. 18. Wind generator as per the preceding claims, characterized by the fact that the platform (13) which supports the axis (17) and the various mechanical components, is arranged diametrically with respect to the rotating fifth wheel (5) and is constrained to at the two opposite ends, the platform (13) is connected, by means of a fifth wheel (16) that allows it to rotate, to a tower (4) equipped with a slip ring suitable for avoiding the twisting of the cables. 19. Generatore eolico di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la ralla rotante (5) à ̈ munita di una lamina (11) complanare alla stessa, la quale à ̈ munita di una pinza freno (12) atta ad agire come sistema frenante della copertura rotante (2). 19. Wind generator as per the preceding claims, characterized by the fact that the rotating fifth wheel (5) is equipped with a plate (11) coplanar to it, which is equipped with a brake caliper (12) suitable to act as a brake of the rotating cover (2). 20. Generatore eolico di cui alle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come illustrato e descritto.20. Wind generator according to the preceding claims, substantially as illustrated and described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000014848A1 (en) 2020-06-23 2021-12-23 Carletti Greta Variable geometry wind generator Composed of commercial and non-commercial components.
EP4343141A1 (en) * 2022-09-24 2024-03-27 Jose Costa-Requena Dynamic ai based self-adapting windmill generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3113211A1 (en) * 1981-04-02 1982-10-21 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen Device for varying the vane area of a wind wheel
EP0236036A2 (en) * 1986-02-25 1987-09-09 Montana Wind Turbine, Inc Wind turbine
WO2006031369A2 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Delong And Associates, Llc Wind turbine with retractable sails
FR2926609A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-24 Pascal Gauthiez Wind energy collecting device i.e. aero generator, for producing electric energy to e.g. farmer, has sets of curved and straight posts placed on cylinder, where straight posts are shifted at angle of specific degree relative to curved posts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3113211A1 (en) * 1981-04-02 1982-10-21 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen Device for varying the vane area of a wind wheel
EP0236036A2 (en) * 1986-02-25 1987-09-09 Montana Wind Turbine, Inc Wind turbine
WO2006031369A2 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Delong And Associates, Llc Wind turbine with retractable sails
FR2926609A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-24 Pascal Gauthiez Wind energy collecting device i.e. aero generator, for producing electric energy to e.g. farmer, has sets of curved and straight posts placed on cylinder, where straight posts are shifted at angle of specific degree relative to curved posts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000014848A1 (en) 2020-06-23 2021-12-23 Carletti Greta Variable geometry wind generator Composed of commercial and non-commercial components.
EP4343141A1 (en) * 2022-09-24 2024-03-27 Jose Costa-Requena Dynamic ai based self-adapting windmill generator

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