Transcript Legenda dei disegni

Su un totale di 48 tipi possibili di montature, secondo
la classificazione precedente, pare ne esistano solo quattro:
1. altali (1,C), (Pala eolica a pale fisse)
2. altali (1,F), (pala eolica con cerchio periferico)
3. azimut- altali (1,C), (Pala eolica a pale reclinabili).
4. azimutali (1.C), (Turbine a uso domestico)
Le prime tre, ad asse orizzontale, sono poco rigide ed
efficienti, e eccetto la 3, non possono essere rese insensibili
all'azione dell'intensità del vento. Mentre le 4 sono ancora
meno efficienti, avendo pale che viaggiano col dorso
controvento.
Sui 45 tipi rimanenti per progettare la struttura
compatto-circolare a torre-cupola eolica chiudibile, oggetto
della domanda di brevetto, sono stati studiati i 5 seguenti:
1
AZIMUTALE (1,F)
Fig. 6,7,8,16,17.
2
AZIMUTALE (2,F)
Fig. 1,2,9,10,18,19,20.
3
AZIMUT-AZIMUTALE (2,F)
Fig. 3,4,5,18,19,20,21,
22,23,24,25.
4
OBLIQUO-AZIMUTALE (1,F)
Fig. 11,12,13,14,15
5
OBLIQUO-AZIMUTALE (2,F)
Fig. 21,22,23,24,25.
TORRE EOLICA
Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5.
1
La montatura a torre eolica può essere ad asse unico
verticale e pale verticali, oppure ad asse principale verticale
con assi secondari e pale verticali.
Cioè può appartenere alla categoria azimutale oppure
a quella azimut-azimutale.
La torre inoltre come tipo è a culla perché l'asse unico
o principale è sorretto ai due estremi, inoltre è a forcella
perché le pale o gli assi secondari verticali sono anch'essi
sorretti ai due estremi.
Perciò sia la torre azimutale, a pale fisse, sia la torre
azimut-azimutale, a pale reclinabili, sono entrambe del tipo
a culla e a forcella, cioè del tipo (2,F).
La torre eolica è costituita da due tamburi verticali
concentrici, uno interno ed uno esterno, aventi lo stesso
asse geometrico verticale di simmetria, che coincide con
l'asse geometrico verticale di rotazione dell'albero rotore.
Il tamburo interno è costituito da due basi a forma
di dischi orizzontali, uno superiore (Fig. 1, n. 6), (Fig. 3, n.
8),ed uno inferiore (Fig. 1, n. 11), (Fig. 3, n. 13), collegati
tra di loro da una corona circolare periferica di pale
eoliche poste verticalmente (Fig. 1, n. 9), (Fig. 2, n. 9),
(Fig. 3, n. 11), (Fig. 4, n. 9,12), (Fig. 5, n. 5,7). Le due basi
2
del tamburo sono saldate ad un albero rotore verticale,
passante per il loro centro (Fig. 1, n. 13), (Fig. 3, n. 20).
Il tamburo interno assieme all'albero rotore,
costituisce l'asse meccanico verticale a tamburo (AMVT),
(Fig. 1, n. 3), (Fig. 3, n. 3), cioè tutto ciò che gira intorno
all'asse geometrico verticale (di simmetria).
( AMVT) ruota, dentro il tamburo esterno, perché le
pale eoliche raccolgono la spinta del vento quando sono ad
un lato della torre, mentre fanno scivolare il vento su di
esse quando sono sul lato opposto della torre e viaggiano
controvento.
Il tamburo esterno che contiene (AMVT) ed è una
culla verticale a tamburo (CVT), che sostiene (AMVT)
all'apice e alla base(Fig. 1, 2, n. 1), (Fig. 3, 4, 5, n. 2).
(CVT) è necessaria per ogni tipo di torre e nel caso
della torre a pale reclinabili (azimut-azimutale) deve essere
orientabile.
3
CULLA VERTICALE A TAMBURO
Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5
Le culle verticali trasformano le montature ad asse
verticale, unico o principale (AP), dal tipo (1) (ad un
appoggio) al tipo (2) (a due appoggi), fornendo ad (AP) un
secondo appoggio all'estremo superiore. Esse inoltre
possono contribuire a rendere le montature a forma
compatto-circolare, proteggerla ed orientarla.
La culla verticale a tamburo (CVT) è formata da due basi
orizzontali, una superiore e una inferiore che hanno forma
di dischi o corone circolari e sono unite perifericamente da
colonnine o tralicci, che permettono la penetrazione del
vento, e sono rivestibili da una rete.
La base superiore di (CVT), è costituita da una
corona circolare (Fig. 1, n. 7), (Fig. 3, n. 9).
Essa penetra in una scanalatura del disco superiore
orizzontale dell'asse meccanico a tamburo (AMVT) della
torre eolica sostenendolo superiormente e mantenendolo in
asse, tramite un cuscinetto a carico misto.
La base inferiore della culla (CVT) possiede un incavo
(Fig. 1, n. 12), (Fig. 3, n. 13), dentro il quale poggia il disco
inferiore dell'asse meccanico (AMVT) (Fig. 1, n. 11), (Fig. 3,
4
n. 11) tramite due cuscinetti: uno assiale sottostante (Fig.
3, n. 14) ed uno radiale circostante.
Le due basi orizzontali della culla a tamburo sono
collegate tra di loro esternamente all'asse (AMVT) (Fig. 1,
n. 10), (Fig. 3, n. 10), da una corona di colonnine
periferiche o tralicci che lasciano penetrare il vento. Il
disco inferiore della culla costituisce il tetto (Fig. 1, n. 12) o
poggia sul tetto (Fig. 3, n. 15) di un vano cilindrico
sottostante della base fissa (Fig. 1, n. 14), (Fig. 3, n. 1) nel
quale penetra l'albero rotore ed è alloggiata la dinamo (Fig.
3, n. 21).
TORRE AZIMUTALE (TA)
Fig. 1, Fig. 2.
Fig. 1
Torre azimutale vista di fronte.
Fig. 2
Spaccato orizzontale della torre azimutale.
La torre azimutale è una torre eolica le cui pale, a
sezione orizzontale a forma di mezzaluna, poste
verticalmente e orientate radialmente, sono fisse (Fig. 1,
n. 9).
Esse sono accoppiate superiormente e inferiormente
ai due dischi base dell'asse meccanico a tamburo.
5
Ciascuna può avere alla base e all'apice due piccoli dischi
di rinforzo(Fig. 2, n. 8).
Le pale eoliche sono equidistanti e disposte a corona
periferica di (AMVT) lungo una circonferenza.
La categoria azimutale ad asse unico è insensibile
alla direzione orizzontale del vento, e pertanto la torre
azimutale non ha parti orientabili a seconda del vento.
Poiché le pale sono fisse e non chiudibili al vento, la
torre azimutale, per venti troppo forti o manutenzione, deve
essere provvista di freni.
Legenda Fig. 1
1
Base fissa a culla verticale a tamburo (CVT).
2
Base orientabile assente.
3
Asse meccanico verticale a tamburo (AMVT).
4
Assi secondari assenti.
5
Asse geometrico unico verticale.
6
Base superiore (BS) di (AMVT) con scanalatura
orizzontale, nella quale si inserisce la corona circolare
di (CVT).
7
Base superiore culla a tamburo (CVT) a forma di
corona circolare penetrante in (BS) di (AMVT).
8
Dischetto di rinforzo della pala eolica.
6
9
Pala eolica.
10
Colonnina della culla fissa a tamburo (CVT).
11
Base inferiore di (AMVT).
12
Base inferiore di (CVT).
13
Albero rotore.
14
Vano inferiore base fissa (CVT). Laboratorio
sottostante per la dinamo e per l'immagazzinamento
del surplus di corrente elettrica.
15
Dinamo.
Legenda Fig. 2
1
Base fissa a culla a tamburo (CVT).
2
Base orientabile assente.
3
Asse meccanico verticale a tamburo (AMVT).
4
Assi secondari assenti.
5
Disco inferiore della base di (CVT).
6
Colonnina di (CVT).
7
Base inferiore di (AMVT).
8
Dischetto di rinforzo della pala eolica.
9
Pala eolica.
10
Albero rotore di (AMVT).
11
Direzioni del vento (indifferenti).
7
TORRE AZIMUT-AZIMUTALE (TAA)
(TORRE CHIUDIBILE)
Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5.
Fig. 3
Torre azimut-azimutale vista di fronte..
Fig. 4
Spaccato orizzontale della torre azimut-azimutale
Fig. 5
Meccanismo di reclinazione di 90° delle pale
eoliche della torre azimut-azimutale.
La torre azimut - azimutale (Fig. 3) è una torre eolica
ad asse principale verticale. Gli assi secondari sono
anch'essi verticali, e quindi paralleli al principale.
Ognuno di essi (Fig. 5, n. 9) funge da perno per la
rotazione di una pala eolica (Fig. 3, n. 11), (Fig. 5, n. 5), e
tutti insieme formano le colonnine perimetrali del tamburo
(AMVT), essendo accoppiati alle due basi dello stesso.
(AMVT) può essere rinforzato da una corona interna di pale
fisse verticali (Fig. 4, n. 8).
Le pale eoliche e i loro assi sono equidistanti e
disposti a corona periferica di (AMVT) lungo una
circonferenza.
Ogni pala eolica, disposta verticalmente lungo un
asse secondario, ha una sezione orizzontale concavo -
8
convessa. Essa ruota intorno al proprio asse secondario
per assumere due orientamenti: uno radiale (Fig. 4, n. 12)
(Fig. 5, n. 7) per raccogliere la spinta del vento sul suo lato
concavo, e uno tangenziale, che assume quando si trova
sul lato opposto della torre e procede controvento (Fig. 4, n.
9), (Fig. 5, n. 5).
Ogni pala (Fig. 5, n. 5,7) ruota insieme al suo
dischetto superiore (DS) (Fig. 5, n. 6) a cui è saldata e
penetra alternativamente nella scanalatura radiale (Fig. 5,
n. 11) o in quella tangenziale (Fig. 5, n. 10). del dischetto
inferiore (DI) (Fig. 5, n. 8), che non può ruotare.
Così sul lato di (AMVT) che viaggia col vento le pale
fanno vela, mentre nel lato di (AMVT) che procede
controvento le pale sono tutte disposte tangenzialmente e
agganciate l'un l'altra, venendo a formare un semicilindro
unico (Fig. 3, n. 12), (Fig. 4, n. 9), che viaggia controvento
e si rinnova continuamente, disfandosi in testa e
ricostruendosi in coda, rimanendo virtualmente fermo.
Mantenendo tutte le pale con orientamento
tangenziale, bloccandone la rotazione per assumere quello
radiale, si ottiene un cilindro cavo intero, formato da
tutte le pale reclinabili, chiuso all'azione del vento.
All'interno di questo cilindro, oltre all'albero rotore, ci
9
saranno eventualmente le pale fisse, che rimarranno
anch'esse riparate dall'azione del vento.
La culla verticale a tamburo (CVT) della torre azimut
- azimutale (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, n. 2) deve essere
orientabile per mantenere sempre lo stesso lato
sopravento e verrà detta (CVTO). Per far ciò (CVTO) poggia
su un cuscinetto assiale (Fig. 3, n. 16), ed è tenuta in asse
da un cuscinetto radiale (Fig. 3, n. 18), che le permettono
di ruotare sulla base fissa sottostante (Fig. 3, n. 1).
Il cuscinetto radiale circonda l'innesto di (CVTO) nella
base fissa sottostante (Fig. 3, n. 19).
Inoltre essa possiede un timone soprastante (Fig. 3, n.
5), disposto perifericamente, che a causa dell'azione del
vento su di esso si mantiene sottovento, mantenendo
sottovento e sopravento sempre gli stessi lati di (CVTO).
Oppure (CVTO) può avere un dispositivo di rilevamento
della direzione del vento, che poi aziona un motore che la
riorienta in base a questa rilevazione.
Legenda Fig. 3
1
Base fissa.
2
Culla orientabile verticale a tamburo (CVTO).
3
Asse meccanico principale (AMVT).
10
4
Asse meccanico secondario comprendente anche la
pala convesso /concava reclinabile di +/- 90° e il suo
disco superiore.
5
Timone della culla orientabile (CVTO).
6
Asse geometrico principale.
7
Direzione del vento.
8
Disco scanalato della base superiore di (AMVT).
9
Base superiore a corona circolare di (CVTO) che
penetra nella scanalatura della base superiore di
(AMVT).
10 Colonnina culla orientabile (CVTO).
11 Pala eolica.
12 Sfondo di pale concatenate a semicilindro.
13 Disco della base inferiore di (AMVT).
14 Cuscinetto assiale che sostiene (AMVT).
15 Base inferiore di (CVTO).
16 Cuscinetto assiale che sostiene (CVTO).
17 Tetto base fissa.
18 Cuscinetto radiale di centratura di (CVTO).
19 Innesto di (CVTO) nella base fissa.
20 Albero rotore di (AMVT).
21 Dinamo.
11
Legenda Fig. 4
1
Base fissa.
2
Culla orientabile (CVTO): disco inferiore e
colonnina.
3
Asse meccanico principale (AMVT): dischetto
scanalato, disco inferiore di (AMVT), pala fissa,
dischetto di rinforzo inferiore della pala fissa,
albero rotore.
4
Asse meccanico secondario comprendente la pala
convesso /concava reclinabile di +/- 90°.
5
Dispositivo sottovento B di (CVTO) di innesco
rotazione di 90°in senso antiorario della pale
reclinabili.
6
Dischetto inferiore (DI) scanalato a croce della pala
eolica reclinabile di 90°.
7
Dischetto di rinforzo della pala eolica interna fissa.
8
Pala eolica interna fissa.
9
Semicilindro di pale reclinabili concatenate in
configurazione tangenziale che viaggia controvento.
10
Direzione del vento.
11
Dispositivo sopravento A di (CVTO) di innesco
rotazione di 90°in senso orario della pale.
12
12
Pala orientata radialmente.
MECCANISMO DI ROTAZIONE DELLE PALE
DELLA TORRE AZIMUT-AZIMUTALE
Fig. 5.
L'orientamento di (CVTO) è necessario perché in essa
sono inseriti due dispositivi: uno che deve stare sempre
sopravento, indicato con (A) (Fig. 4, n. 11), (Fig. 18, n. 20)
e l'altro, diametralmente opposto al primo, sul lato
sottovento, indicato con (B) (Fig. 4, n. 5), (Fig. 5, n. 12).
Tali dispositivi quando ogni pala, ruotando con l'asse
(AMVT) arriva ad essi, la fanno ruotare di 90° su se stessa.
Infatti (A) e (B) sono costituiti da una protuberanza
che, agendo su un interruttore, fa chiudere un circuito che
aziona un motore,che poi aziona a cascata una serie di
comandi disposti su (AMVT) in corrispondenza di ogni pala.
Tali comandi sono costituiti da interruttori, deviatori o relè
che, azionando dei motori disposti su (AMVT), fanno si che
la pala, ruoti di 90°.
Il dispositivo (A) nel lato sopravento fa ruotare la
pala in senso orario facendola passare da un
13
orientamento tangenziale ad un orientamento radiale, con
la superficie concava rivolta controvento.
Analogamente sul lato sottovento di (CVTO) il
dispositivo (B) aziona i comandi che fanno ruotare le pale
di 90° in senso antiorario, quando si presentano
sottovento, facendole passare dall' orientamento radiale a
quello tangenziale, con la superficie convessa rivolta verso
l'esterno, e quella concava verso l'interno.
Così sul lato che viaggia controvento di (AMVT) le
pale, agganciandosi l'un l'altra, vengono a formare un
semicilindro che si rinnova continuamente, disfandosi in
testa e ricostruendosi in coda, (Fig. 3, n. 12), (Fig. 4, n. 9),
(Fig. 18, n. 17), (Fig. 19, n.4).
Su ogni pala ci sono 6 comandi in sequenza:
coma Ubicazione
Funzione
Azionato da
Disco base di
Fa scendere il
Alternativament
(AMVT)
dischetto (DI).
e da(A) e da (B)
Fondo del
Fa ruotare (DS) e
Fondo del
vano di
pala,alternativame
dischetto (DI).
discesa del
nte in senso orario
(DI)
e antiorario.
ndo
1
2
3
Fondo del
Arresta il motore
Fondo del
14
vano di
della discesa del
discesa del
(DI).
dischetto (DI).
(DI)
4
Battente di
Arresta il motore
fine rotazione della rotazione del
5
(DS)
(DS) e della pala.
Battente di
Fa salire il
fine rotazione dischetto (DI).
Spina bilaterale
dischetto (DS).
Spina bilaterale
dischetto (DS).
(DS)
6
Fondo
Arresta il motore
Fondo della
scanalatura
salita del (DI).
pala.
Sopravento la pala incontra prima il dispositivo,
indicato con la lettera A, che aziona il comando (1) che fa
abbassare lungo l'asse secondario il dischetto scanalato
disposto sotto la pala, staccandolo da essa. Poi il fondo del
dischetto (DI) aziona il comando (2) che fa iniziare la
rotazione del dischetto superiore (DS) e della pala ad esso
saldata e quindi aziona il comando (3) che fa arrestare la
propria discesa. Quando il dischetto superiore e la pala
hanno compiuto un giro di 90°, toccano il comando (4), che
ne arresta la rotazione e contemporaneamente il comando
15
(5) che fa risalire il dischetto sottostante scanalato (DI)
lungo l'asse secondario.
Un sesto comando situato dentro entrambe le
scanalature a croce del dischetto scanalato (DI), azionato
dal fondo della pala, ne fa cessare il movimento all'insù.
Stessa cosa avviene sottovento in corrispondenza del
dispositivo (B) con la variante che il comando deviatore (2)
premuto una seconda volta fa ruotare il dischetto superiore
e la pala in senso antiorario.
In caso di vento troppo forte o per lavori di
manutenzione viene disattivato il dispositivo (A) in modo
che tutte le pale reclinabili assumano una posizione
tangenziale formando un cilindro completo, chiuso
all'azione del vento (Fig. 25, n. 6).
Legenda Fig. 5
1
Base fissa.
2
Culla orientabile verticale a tamburo (CVTO).
3
Asse meccanico principale (AMVT).
4
Asse meccanico secondario.
5
Pala reclinabile in configurazione tangenziale.
6
Dischetto superiore (DS), che può solo ruotare,
insieme alla pala, di 90° alternativamente in senso
16
orario o antiorario.
7
Pala reclinabile in configurazione radiale.
8
Dischetto inferiore (DI) scanalato a croce, che va
solo su e giù, innestandosi alla base della pala eolica
reclinabile di 90°.
9
Asse centrale dell'asse meccanico secondario.
10
Scanalatura tangenziale di (DI).
11
Scanalatura radiale di (DI).
12
Dispositivo sottovento B di innesco rotazione di 90°
in senso antiorario della pale reclinabili.
CUPOLA EOLICA
Dalla Fig. 6, alla Fig. 15.
La cupola è una montatura ad asse verticale in cui la
parte periferica dell'asse meccanico, unico o principale, è a
forma di un segmento sferico a due basi, con un disco o
calotta sovrastante e un disco o corona sottostante. (Fig.
6, n. 3). La base superiore del segmento sferico è quella
minore. Entrambe, o solo la calotta, sono saldate all'albero
rotore (Fig. 6), (Fig. 7), (Fig. 12, n. 3).
17
Le due basi sono collegate da spicchi di sfera inclinati
con la stessa gradazione, che sono le pale che raccolgono il
vento.
Gli spicchi inclinati possono essere fissi dalla (Fig. 6)
alla (Fig. 10), dalla (Fig. 16) alla (Fig. 20), (cupola
azimutale), oppure reclinabili attraverso la rotazione di
ogni spicchio intorno ad un proprio asse secondario,
complanare ed obliquo rispetto all'asse principale dalla
(Fig. 11) alla (Fig. 15), dalla (Fig. 21) alla (Fig. 25), (cupola
obliquo-azimutale).
La cupola è saldata ad un albero rotore verticale
passante per il centro delle sue basi.
La cupola può essere contenuta da una culla verticale
a corona (Fig. 9), (Fig. 10). Inoltre può poggiare su una
base fissa cilindrica dalla (Fig. 6) alla (Fig. 15), oppure su
una montatura a torre (dalla Fig. 16 alla Fig. 25).
CULLA VERTICALE A CORONA
Fig. 9, Fig. 10,
Le culle verticali trasformano le montature ad asse
verticale, unico o principale (AP), dal tipo (1) (ad un
appoggio) al tipo (2) (a due appoggi), fornendo ad (AP) un
secondo appoggio all'estremo superiore. Esse inoltre
18
possono contribuire a rendere le montature a forma
compatto-circolare.
La culla a corona è una culla verticale formata da
due basi orizzontali, una superiore e una inferiore. La base
superiore è a forma di calotta sferica, quella inferiore ad
anello oppure a disco. Le due basi sono unite da raggi
curvi, ad esempio a curvatura sferica.
La culla a corona serve a contenere una montatura a
cupola sorreggendo all'apice e alla base il suo asse verticale
unico o principale.
CUPOLA AZIMUTALE (CA)
Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10.
Fig. 6
(CA) vista di fronte (con base trasparente).
Fig. 7
(CA) vista in spaccato longitudinale.
Fig. 8
(CA) vista dall'alto.
Fig. 9
(CA) con culla a corona vista di fronte.
Fig. 10
(CA) con culla a corona vista dall'alto.
Nella cupola azimutale gli spicchi inclinati sono fissi.
Essa può essere contenuta in una culla a corona.
Poiché la cupola è insensibile alla direzione del vento,
essa e la eventuale culla a corona non saranno orientabili.
19
Poiché gli spicchi sono fissi e non chiudibili al vento,
la cupola azimutale, per venti troppo forti o manutenzione,
deve essere provvista di freni.
Legenda Fig. 6
1
Base fissa.
2
Base orientabile assente
3
Asse meccanico unico.
4
Assi secondari assenti.
Legenda Fig. 7
1
Base fissa.
2
Base orientabile assente
3
Asse meccanico unico.
4
Assi secondari assenti.
5
Cuscinetti assiali.
6
Cuscinetti radiali.
7
Flangia dell'albero rotore.
8
Frizione.
Legenda Fig. 9
1
Base fissa.
2
Base orientabile assente
3
Asse meccanico unico.
20
4
Assi secondari assenti.
CUPOLA OBLIQUO-AZIMUTALE (COA)
(CUPOLA CHIUDIBILE)
Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13. Fig. 14, Fig. 15.
Fig. 11
(COA) vista di fronte (base trasparente).
Fig. 12
(COA) vista in sezione longitudinale.
Fig. 13
(COA) con spicchi chiusi vista dall'alto.
Fig. 14
(COA) con spicchi aperti vista dall'alto.
Fig. 15
Appoggi di ogni spicchio aperto all'asse
secondario antecedente.
Nella cupola obliquo-azimutale gli spicchi sono
reclinabili, tutti con la stessa gradazione, in modo da
poter scegliere la reclinazione più opportuna rispetto
all'intensità del vento. Inoltre annullando l'angolo si
reclinazione degli spicchi la cupola si chiude diventando
una sfera impenetrabile al vento.
Il vento, da qualunque direzione arrivi, penetrerà negli
spazi vuoti, tra uno spicchio e l'altro.
21
Pertanto anche la cupola obliquo-azimutale è
insensibile alla direzione del vento e non ha bisogno di
orientarsi.
Legenda Fig. 11
1
Base fissa.
2
Base orientabile assente.
3
Asse principale meccanico.
4
Assi secondari e spicchi reclinabili.
Legenda Fig. 12
1
Base fissa.
2
Base orientabile assente.
3
Asse principale meccanico.
4
Assi secondari e spicchi reclinabili.
5
Asse geometrico principale.
6
Ruote dentate orizzontali.
7
Ingranaggi dell'asse secondario.
8
Albero verticale saldato alle ruote dentate orizzontali.
9
Asse secondario.
10
Spicchio.
11
Cuscinetti radiali.
12
Pignone motorizzato che fa ruotare l'albero saldato
22
alle ruote dentate.
13
Corona dentata dell'albero cavo verticale
14
Cuscinetti assiali.
15
Frizione.
Legenda Fig. 13
1
Spicchio chiuso
2
Calotta sferica (trasparente), base superiore della
cupola
3
Asse secondario obliquo.
4
Albero rotore
5
Incavo di appoggio degli spicchi quando sono aperti
al massimo.
Legenda Fig. 15
1
Asse secondario antecedente.
2
Asse secondario.
3
Spicchio aperto al massimo.
4
Incavi di appoggio dello spicchio all'asse antecedente.
23
MECCANISMO DI ROTAZIONE DEGLI
SPICCHI DELLA CUPOLA OBLIQUO-AZIMUTALE
Fig. 11, Fig.12, Fig. 15
Ogni spicchio (Fig 11, n. 4), (Fig 12, n. 10), ruota
intorno al proprio asse secondario(Fig. 12, n.9), al quale è
accoppiato, al ruotare di esso.
Ogni asse secondario è imperniato all'apice e alla
base, alle due basi dell'asse meccanico principale della
cupola e ruota assieme a tutta la cupola, spinta da vento,
intorno all'asse geometrico principale verticale.
La rotazione intorno a se stessi degli assi secondari
obliqui, e la conseguente rotazione intorno ad essi degli
spicchi ad essi saldati, è determinata dalla rotazione
motorizzata di un albero verticale cilindrico cavo (ACC)
(Fig. 12, n. 8).
(ACC) è situato esternamente al tratto dell'albero
rotore che si innesta nella cupola contenendolo, ed è
disaccoppiato da esso tramite cuscinetti radiali (Fig. 12, n.
11) e poggia sulla base inferiore della cupola, da cui è
disaccoppiato tramite un cuscinetto assiale (Fig. 12, n. 14).
Esso possiede esternamente alla sua base una corona
dentata (Fig 12, n. 13) che ingrana due o tre pignoni
24
motorizzati che emergono dalla base della cupola (Fig 12,
n. 12).
Quando i pignoni sono frenati trascinano l'albero
(ACC) facendolo ruotare alla stessa velocità angolare della
cupola, tenendolo fermo rispetto ad essa. Quando girano
fanno ruotare (ACC) rispetto alla cupola e all'asse rotore.
L' albero verticale, girando su se stesso, fa girare due
ruote dentate orizzontali ad esso saldate (Fig 12, n. 6), le
quali ingranano due ingranaggi posti all'apice e alla base di
ogni asse secondario (Fig. 12, n. 7) facendo ruotare questi
ultimi, tutti insieme, nella stessa misura, in senso opposto.
Alla massima inclinazione ogni spicchio poggia
lateralmente sull'asse di quello antecedente (Fig. 15, n. 4).
Ogni spicchio possiede su un lato, quello sinistro nei
disegni, due incavi, che servono per favorire l'appoggio
suddetto (Fig. 13, n. 5, Fig. 15, n. 4).
Facendo ruotare l'albero verticale in senso opposto, gli
spicchi si chiudono.
Alla massima apertura ogni spicchio poggia sull'asse
di quello antecedente (Fig. 15, n. 4).
Facendo ruotare l'albero verticale in senso opposto, gli
spicchi si chiudono.
25
TORRE-CUPOLA EOLICA
Dalla Fig. 16 alla Fig. 25.
La torre-cupola eolica è formata dalla sovrapposizione
di una montatura a cupola su una montatura a torre,
entrambe ruotanti intorno ad un comune asse verticale di
simmetria.
La cupola assieme al (AMVT) della torre fa ruotare un
unico albero rotore verticale. L'albero rotore unico parte
dalla base superiore della cupola, alla quale è saldato,
attraversa la base inferiore della cupola e le due basi
dell'(AMT) della torre, alle quali è saldato, e penetra la base
fissa fino ad arrivare alla dinamo sottostante.
La cupola, l'asse meccanico (AMVT) della torre, e l'albero
rotore unico, ruoteranno nel senso della reclinazione degli
spicchi della cupola e dell'orientamento delle pale della
torre. Il senso di rotazione della cupola e della torre scelto
per i disegni è quello orario; cioè gli spazi vuoti della cupola
e le facce concave delle pale della torre, col vento
proveniente da destra, sono sulla sinistra del disegno.
Quindi la coppia di rotazione della cupola si aggiunge a
quella della torre e l'asse meccanico complessivo di (CA-
26
TA) è costituito dalla cupola, dal (AMVT) della torre e
dall'albero rotore unico.
CULLA VERTICALE A TAMBURO-CORONA
Dalla Fig.18 alla Fig. 25.
Le culle verticali trasformano le montature ad asse
verticale, unico o principale (AP), dal tipo (1) (ad un
appoggio) al tipo (2) (a due appoggi), fornendo ad (AP) un
secondo appoggio all'estremo superiore. Esse inoltre
possono contribuire a rendere le montature a forma
compatto-circolare.
La culla a tamburo-corona è composta da una culla a
corona sovrapposta ed accoppiata ad una culla a tamburo
in modo che insieme sorreggono una montatura a torrecupola .
Nella torre cupola la presenza della culla a tamburo,
che sorregge la torre, è obbligatoria, mentre quella della
culla a corona è facoltativa (Fig. 16), (Fig. 17).
La culla a tamburo-corona deve essere però sempre
presente ed orientabile nel caso sorregga una torre-cupola
con torre azimut-azimutale (dalla Fig. 18 alla Fig. 25).
TORRE-CUPOLA COMPOSTA DA:
CUPOLA E TORRE AZIMUTALI
27
Fig. 16, Fig. 17.
Torre-cupola a spicchi e pale fissi.
Tutte le parti rotanti di essa girano solo attorno
all'asse geometrico verticale unico e sono accoppiate tra
loro. Può essere sostenuta da una culla a tamburo o a
tamburo-corona e non ha parti orientabili al vento.
L'albero rotore è accoppiato solo con la base superiore
a calotta della cupola, mentre la base fissa si innesta nella
cupola fin sotto la calotta, dalla quale è disaccoppiata
tramite cuscinetto assiale (Fig. 17, n. 6).
Poiché gli spicchi e le pale sono fissi e non chiudibili
al vento, la torre-cupola azimutale, per venti troppo forti o
manutenzione, deve essere provvista di freni.
Legenda delle figure.
Fig. 16
Cupola azimutale con torre azimutale (CA-TA).
Fig. 17
(CA-TA), spaccato longitudinale.
Legenda Fig. 16
1
Base fissa.
2
Nessuna base orientabile
3
Asse meccanico unico (AMU).
4
Nessun asse secondario
5
Asse geometrico di rotazione unico e verticale.
28
Legenda Fig. 17
1
Base fissa.
2
Nessuna base orientabile
3
Asse meccanico unico (AMU).
4
Nessun asse secondario
5
Cuscinetti radiali.
6
Cuscinetti assiali.
7
Frizione
8
Dinamo.
TORRE-CUPOLA COMPOSTA DA:
CUPOLA AZIMUTALE E TORRE AZIMUTAZIMUTALE (CA-TAA)
Fig. 18, Fig. 19, Fig. 20.
Legenda delle figure
Fig.18
Cupola azimutale con torre azimut-azimutale
(CA-TAA) vista da sopravento.
Fig.19
Spaccato longitudinale della (CA-TAA) con vento
a destra.
Fig.20
(CA-TAA) vista dall'alto.
La torre azimut-azimutale (TAA) può avere una cupola
azimutale sovrastante (CA), la quale contribuisce alla
29
coppia complessiva, sopratutto nei momenti di
cambiamento della direzione del vento, essendo (CA)
insensibile a tale cambiamento, mentre invece la culla che
sostiene (TAA) deve riorientarsi.
In caso di vento troppo forte (TAA) può essere chiusa
alleggerendo il lavoro dei freni, necessari solo per (CA).
Il dispositivo del rilevamento della direzione del vento,
oppure il timone(Fig. 18, n. 5), necessari per l'orientamento
di (TAA), trovano posto sulla cima della culla a tamburocorona orientabile (Fig, 18, n. 5,6,7,12,15,21).
La calotta superiore della culla fa da coperchio alla
calotta sferica o disco sottostante della cupola, mediante
l'interposizione di cuscinetti(Fig. 19, n. 5). Così anche
l'asse meccanico unico di (CA) è sostenuto da una culla,
che ne aumenta la stabilità.
Legenda Fig. 18
1
Base fissa.
2
Culla a tamburo-corona orientabile della (CA-TAA).
3
Asse meccanico principale.
4
Asse meccanico secondario e pale reclinabili della
torre azimut-azimutale.
5
Timone della culla verticale orientabile a tamburo -
30
corona.
6
Calotta - coperchio della culla a corona.
7
Raggio sferico della culla a corona.
8
Base superiore a calotta dell'asse meccanico unico
(AMU) della cupola.
9
Pale eoliche a spicchi inclinati dell'asse meccanico
unico della cupola.
10
Innesto (verso l'alto) della culla nella base inferiore
dell' (AMU) della cupola.
11
Base inferiore dell' (AMU) della cupola.
12
Base superiore della culla a tamburo e base inferiore
della culla a corona.
13
Base superiore dell'(AMVT) della torre.
14
Dischetti superiori ruotabili delle pale reclinabili
della torre.
15
Colonnine della culla a tamburo della torre.
16
Assi meccanici secondari e pale reclinabili della
torre.
17
Semicilindro rotante controvento formato dalle pale
reclinabili della torre in posizione tangenziale.
18
Dischetti inferiori scanalati a croce delle pale
31
reclinabili della torre.
19
Base inferiore dell'(AMT) della torre.
20
Dispositivo sopravento di innesco della rotazione
delle pale dalla posizione tangenziale a quella
radiale.
21
Disco della base inferiore della culla a tamburo.
22
Albero rotore.
23
Innesto (verso il basso) della base inferiore della
culla a tamburo nella base fissa.
24
Dinamo.
Legenda Fig. 19
1
Base fissa.
2
Culla a tamburo-corona della (CA-TAA).
3
Asse meccanico principale.
4
Assi meccanici secondari e pale reclinabili
concatenate della torre azimut-azimutale.
5
Cuscinetti assiali.
6
Cuscinetti radiali.
32
TORRE-CUPOLA EOLICA
CHIUDIBILE
TORRE-CUPOLA COMPOSTA DA:
CUPOLA OBLIQUO-AZIMUTALE
E TORRE AZIMUT- AZIMUTALE (COA-TAA).
Fig. 21, Fig. 22, Fig. 23, 24, 25.
Legenda delle figure
Fig. 21
(COA-TAA) in configurazione aperta
Fig. 22
(COA-TAA) in spaccato verticale.
Fig. 23
(COA-TAA) in configurazione aperta vista
dall'alto.
Fig. 24
COA-TAA) in configurazione chiusa vista
dall'alto, con calotta trasparente.
Fig. 25
(COA-TAA) in configurazione chiusa.
La torre azimut-azimutale (TAA) può avere una cupola
obliquo-azimutale sovrastante (COA) (Fig. 21).
Questa combinazione rende possibile un puntuale e
completo adattamento della torre-cupola al variare del
vento.
Infatti a causa della presenza della torre azimutazimutale la torre-cupola chiudibile è sorretta da una
33
culla verticale a tamburo-corona orientabile al variare della
direzione del vento, mentre al variare dell'intensità del
vento si può variare l'inclinazione degli spicchi. Infine è
possibile la chiusura completa di tutta la montatura (Fig.
25) in caso di venti troppo forti o per manutenzioni.
Perciò, una volta che questa chiusura sia resa sicura
con comandi e motori di riserva, si possono realizzare
cupole (COA-TAA) di grandi dimensioni e potenza.
Le grandi dimensioni della montatura danno
all'intermo della base fissa spazio sufficiente per alloggiare
accumulatori per immagazzinare l'energia elettrica
prodotta in eccesso; nonché per alloggiare turbine per
convertire la corrente elettrica in eccesso in aria
compressa, da accumulare nel sottosuolo a breve distanza
e ritrasformare in corrente elettrica al bisogno.
Le grandi dimensioni ed elevata efficienza consentono
grandi potenze con un numero ridotto di torre-cupole, che
avendo un'estetica simile agli osservatori astronomici,
possono essere poste anche sulle cime ventose delle
montagne.
Legenda Fig. 21
1
Base fissa.
2
Culla a tamburo-corona orientabile.
34
3
Asse meccanico principale.
4
Assi meccanici secondari, spicchi e pale
reclinabili.
Legenda Fig. 22
1
Base fissa.
2
Culla a tamburo-corona orientabile.
3
Asse meccanico principale.
4
Assi meccanici secondari, spicchi e pale,
reclinabili.
5
Timone della culla a tamburo-corona orientabile.
6
Coperchio della cupola facente parte della culla
verticale a tamburo-corona.
7
Cuscinetto assiale.
8
Base superiore della cupola.
9
Ingranaggi per la rotazione degli assi secondari.
10
Ruote dentate dell'albero motorizzato che fa
ruotare gli assi secondari della cupola.
11
Assi secondari obliqui della cupola.
12
Spicchi reclinabili della cupola.
13
Albero motorizzato apertura chiusura spicchi.
14
Cuscinetti radiali.
35
15
Raggio sferico della culla a tamburo-corona.
16
Corona dentata dell'albero di apertura-chiusura
spicchi.
17
Pignone motorizzato per il trascinamento e la
rotazione dell'albero di apertura-chiusura spicchi.
18
Base inferiore della cupola.
19
Cuscinetti radiali.
20
Base inferiore della corona e superiore del
tamburo della culla a tamburo-corona.
21
Cuscinetti assiali.
22
Base superiore dell'asse meccanico principale a
tamburo della torre azimut-azimutale.
23
Dischetti superiori di rinforzo delle pale fisse della
torre.
24
Pale fisse della torre.
25
Asse cilindrico centrale dell'asse meccanico
principale della torre-cupola (albero rotore).
26
Pale reclinabili della torre disposte
tangenzialmente a formare un semicilindro unico
che viaggia controvento rimanendo sul posto.
27
Colonnine del tamburo della culla a tamburocorona.
36
28
Dischetti inferiori delle pale reclinabili della torre.
29
Cuscinetti assiali di sostegno della base inferiore
dell'asse meccanico principale a tamburo della
torre.
30
Cuscinetti assiali di sostegno della base inferiore
della culla a tamburo-corona.
31
Cuscinetto radiale di centratura dell'innesto della
culla a tamburo-corona nella base fissa della
torre-cupola.
32
Frizione e ancoraggio dell'asse meccanico
principale verticale della torre-cupola nella base
fissa.
Legenda Fig. 25
1
2
Base fissa
Culla a tamburo-corona orientabile.
3
Asse meccanico principale.
4
Assi meccanici secondari e spicchi e pale
reclinabili.
5
Spicchi chiusi.
6
Pale chiuse.
37