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Questi scopi sono raggiunti dal sistema di produzione di energia meccanica in accordo all’invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1.
These goals are achieved by the system of mechanical energy production according to the invention with the characteristics listed in the annexed independent claim 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.
Un oggetto della presente invenzione riguarda un sistema per sfruttare l’energia meccanica prodotta mediante la variazione di volume e/o peso di corpi immersi in un fluido (liquido o gassoso) a seconda che il corpo sia in fase ascendente o discendente del suo moto in detto fluido, grazie all’ effetto e/o alla combinazione degli effetti del principio di Archimede relativo a corpi immersi in un fluido e/o della forza di gravità terrestre.
An object of this invention concerns a system for exploit the mechanical energy produced by the variation of volume and/or weight of objects immersed in a fluid (liquid or gaseous) depending on whether the objects both in ascending or descending phase of their motion in that fluid, thanks to the effect and/or combination of effects of Archimedes' principle of objects immersed in a fluid and/or of the force of Earth's gravity.
Il principio su cui si basa il presente sistema si applica a qualunque fluido (liquido e/o gas) nel quale almeno due corpi siano immersi, e con qualunque fluido e/o gas o altra sostanza (solida/viscosa) utilizzata per aumentare il volume dei corpi e/o il loro peso, purché il fluido in cui sono immersi i corpi in movimento (primo fluido) sia differente dalla sostanza e/o fluido utilizzato per aumentare/diminuire il volume/peso dei corpi.
The principle on which this system is based applies to any fluid (liquid and/or gas) in which at least two objects are immersed, and using any fluid and/or gas or other substance (solid/viscose) to increase the volume of the objects and/or their weight, provided that the fluid in which the moving objects are immersed (first fluid) is different from the substance and/or fluid used to increase/decrease the volume/weight of the objects.
Inoltre il suddetto principio è valido per qualunque forma possano avere i corpi, purché gli stessi permettano, in continuo, un aumento e diminuzione di volume e/o peso, mediante inserimento o estrazione di fluidi e/o gas e/o altra sostanza, o con altri metodi in grado di ottenere tale risultato.
In addition, the above principle is valid for any form that the objects can have, provided that said objects allow, in continuous, an increasing and decreasing of volume and/or weight by means of insertion or extraction of fluids and/or gases and/or other substances, or by means of other methods capable of achieving this result.
L’energia meccanica generata dal moto ascendente/discendente dei corpi del presente sistema può essere utilizzata direttamente come fonte energetica, o trasformata in energia elettrica e/o termica, o in qualunque altra forma sia possibile trasformare/generare dall’energia meccanica.
The mechanical energy generated by the up and down motion of the objects of the present system can be used directly as an energy source, or transformed into electrical and/or thermal energy, or any other form of energy which can be generated/recovered from the mechanical energy.
Il presente sistema, qui di seguito indicato anche con la sigla CEPS (Continuous Energy Production System) per brevità, si compone di almeno due corpi, o anche più, che sono collocati in due fasi di moto opposte (ma non necessariamente diametralmente opposte), tipicamente fase ascendente/discendente o superiore/inferiore, dove detti corpi hanno la caratteristica di permettere la variazione del loro volume e/o peso almeno in dette fasi di moto opposte.
This system, hereinafter referred to as CEPS (Continuous Energy Production System) for brevity, consists of at least two objects, or even more, that are placed in two different opposed phases of their motion (but not necessarily diametrically opposed), typically ascending/descending phase or higher/lower phase, where these objects have the characteristic of allowing the variation of their volume and/or weight at least in these phases of opposite motion.
Detti corpi sono ancorati ad una struttura meccanica, di qualunque tipo (ad esempio, una ruota oppure una cinghia, o bindella, o catena o altro organo di trasmissione che sia afferente ad un telaio ad esempio rettangolare ), generalmente giacente in un piano verticale o inclinato, e in grado di permettere un moto ascendente e discendente dei corpi nel fluido in cui sono immersi così da avere un moto complessivo di tipo rotatorio e/o circolare trasformabile in energia.
So, these objects are fixed to a mechanical structure, of any kind (for example, a wheel or a belt, or rib, or chain or other transmitting elements that is related to a chassis, for example, rectangular one), generally lying in a vertical or inclined plane, and able to allow an ascending and descending motion of the objects in the fluid in which they are immersed, so as to obtain an overall rotary and/or circular type motion transformable into energy.
In particolare, il presente sistema parte da una situazione di equilibrio, viene perturbato (aumento/diminuzione del volume e/o peso di alcuni dei corpi rispetto agli altri corpi) e avvia il suo moto per tendere a una diversa posizione dove le forze in gioco siano in equilibrio.
In particular, this system starts from an equilibrium situation which is then disturbed (increase/decrease in volume and/or weight of some of the objects compared to the other objects) and starts its motion to tend to a different position where the forces in the system become balanced.
Di fatto, il presente sistema prevede che due o più corpi, meccanicamente solidali tra di loro per mezzo di una struttura meccanica come sopra detto, liberi di muoversi e seguendo la struttura meccanica a cui afferiscono, in modo che possano compiere un moto rotatorio, circolatorio o di traslazione verticale e orizzontale, e immersi in un fluido e/o in un gas, percorrano alternativamente tratti semicircolari e/o verticali e/o in piano inclinato e/o su percorsi composti, verso l’alto e tratti semicircolari e/o verticali e/o in piano inclinato e/o su percorsi composti verso il basso, modificando il proprio assetto con volume maggiore e/o peso inferiore nel tratto ascendente e con volume minore e/o peso maggiore nel tratto discendente.
In fact, this system provides that two or more objects, mechanically linked to each other by means of a mechanical structure as above said, are free to move along the mechanical structure to which they are fixed in such a way to perform a rotating, circulatory or vertical and horizontal translation motion, and, immersed in a fluid and/or a gas, said objects travel alternatively upward in semicircular and/or vertical sections and/or inclined plane and/or combined paths, and downwards in semicircular and/or vertical sections and/or inclined plane and/or combined paths, modifying the trim thereof with higher volume and/or lower weight in the ascending stroke and with less volume and/or greater weight in the descending stroke.
In pratica, nel presente sistema il volume e/o il peso di uno stesso corpo immerso in un fluido viene modificato in modo tale che abbia: - in fase ascendente, un volume superiore e/o un peso inferiore (rispetto al corpo quando collocato in fase di moto opposta) in modo che la spinta fornita dal fluido (liquido e/o gas) meno la forza di gravità a cui il corpo è assoggettato sia maggiore della stessa differenza a cui il corpo è assoggettato in fase discendente. - in fase discendente, un peso maggiore e/o un volume inferiore ( rispetto al corpo quando collocato in fase di moto opposta) in modo che la forza di gravità a cui è assoggettato il corpo meno la spinta fornita dal fluido ( liquido o gas) dovuta al principio di Archimede, sia maggiore della stessa differenza a cui è assoggettato il corpo in fase ascendente, - ove entrambi gli effetti sopra descritti combinati fra loro siano tali per cui si avrà prevalenza della spinta di Archimede nella fase ascendente e prevalenza della forza di gravità nella fase discendente, allora avremo che sia la fase ascendente, che quella discendente saranno fasi attive.
In practice, in this system the volume and/or weight of a single object immersed in a fluid is modified to have:In ascending phase, an higher volume and/or a lower weight (compared to said object when placed in the opposite motion phase) so that the thrust provided by the fluid (liquid and/or gas) less (i.e. takeaway) the force of gravity to which the object is subjected is greater than the same difference to which the object is subjected in descending phase.in descending phase, an higher weight and/or lower volume (compared to said object when placed in the opposite motion phase) so that the force of gravity to which the object is subjected less (i.e. takeaway) the thrust exerted by the fluid (liquid or gas) due to the principle of Archimedes, is greater than the same difference to which the object is subjected in ascending phase.where both the effects described above combined with each other are such that Archimedes thrust will prevail in ascending phase and gravity will prevail in descending phase, then the ascending phase and descending phase will be both active.
Il sistema opera quindi sulla base del differenziale di spinta tra almeno una coppia di corpi antagonisti (normalmente opposti tra loro), ma anche con n coppie di corpi antagonisti (possono anche essere previste soluzioni con un numero dispari di corpi), immersi in un fluido (liquido e/o gas), che sono ancorati solidalmente ad una struttura meccanica in grado di compiere un moto rotatorio e/o circolare, dove i corpi hanno la possibilità di essere modificati in volume e/o peso, a seconda che si trovino nella fase ascendente di moto o di quella discendente dei corpi: sarà cioè sufficiente che la differenza tra la spinta di Archimede e la forza di gravità sia inferiore della stessa differenza in fase ascendente.
The system works on the thrust difference between at least one pair of antagonist objects (normally opposed between them), but also with N antagonist objects (systems with an odd number of objects may also be envisaged), immersed in a fluid (liquid and/or gas), which are solidly fixed to a mechanical structure able to perform a rotating and/or circular motion, where the objects have the possibility to be modified in volume and/or weight, depending on whether they are in ascending phase or descendant phase of motion of the objects: it is sufficient that the difference between the thrust of Archimedes and the force of gravity is lower in the descending phase than the same difference in ascending phase.
Nel caso del solo utilizzo della forza di gravità e di sola variazione di peso tra fase ascendente e discendente, il sistema può anche essere realizzato nel vuoto.
The same principle also applies specularly to the weight variation.The present system can also be realized in the vacuum, if the force of gravity is the only used and only weight variation between ascending and descending phase.
Naturalmente in questo caso specifico il Sistema opera esclusivamente sulla variazione di peso dei corpi in fase ascendente/discendente.
Of course, in this case the system operates exclusively on the weight variation of the objects in ascending/descending phase.
Le applicazioni possono spaziare in ogni settore e in ogni luogo, essendo il sistema CEPS indipendente dalle condizioni climatiche, dalle latitudini/longitudini terrestri e da altri elementi che condizionano altre fonti di energia, quali ad esempio il sole, il vento o l’acqua.
Applications can range in every sector and in every place, the CEPS system being independent of climatic conditions, terrestrial latitudes/longitudes and other elements that influence the other sources of energy like for example, the sun, the wind or the water.
Il sistema CEPS è zero fuel, e non richiede nessuna fonte energetica diversa dalla spinta di Archimede e dalla gravità terrestre.
The CEPS system is zero fuel and does not require any energy sources other than Archimedes ' thrust and terrestrial gravity.
Il sistema CEPS è di facile costruzione e installazione, ha costi molto contenuti, è totalmente scalabile.
The CEPS system is easy to build and install, has very low costs and it is totally scalable.
Indicando con - Fa, la forza applicata ad un corpo (illustrato in forma di sfera per semplicità illustrativa) immerso nel fluido dovuto alla spinta di Archimede; - Fg, la forza di gravità applicata al medesimo corpo; - Fd, la differenza tra le forze applicate al medesimo corpo in un fluido, e pari a Fd=Fa-Fg, si avrà che Fasarà legata al volume del corpo immerso nel fluido e al tipo di fluido, mentre Fgsarà legata al suo peso.
IfFais the force applied to an object (illustrated in the form of a ball for simplicity) immersed in fluid, due to the thrust of Archimede;Fgis the force of gravity applied to the same object;Fdis the difference between the forces two forces applied to the same object in a fluid, and equal to Fd= Fa-Fg,you will have that Fais due to the volume of the object immersed in the fluid and to the type of fluid, while Fgis due to its weight.
Considerando il corpo immerso nel fluido libero di muoversi, quando Fdè positiva, cioè quando la spinta di Archimede supera la forza di gravità, allora il corpo salirà verso l’alto, mentre per Fdnegativa, cioè quando la forza di gravità supera la forza dovuta alla spinta di Archimede, allora il corpo scenderà verso il basso.
Considering the object as immersed in the fluid and free to move, when Fdis positive, i.e. when the thrust of Archimede exceeds the force of gravity, then the object will rise upwards, while when Fdis negative, i.e. when the force of gravity exceeds the force due to the thrust of Archimede, then the object will descend downwards.
Per Fa=Fg il corpo resterà fermo nella posizione raggiunta.
For Fa=Fgthe object will remain stationary in the reached position.
Pertanto, come illustrato in fig. 1a, quando detto corpo ha la possibilità di variare il proprio peso in due posizioni opposte (nelle quali il volume è sostanzialmente invariato o comunque poco variato), è possibile modificare la forza differenza Fd applicata al corpo, facendola passare da una spinta ascendente (Fd positiva - palla di sinistra di fig. 1a) ad una spinta discendente (Fd negativa -palla di sinistra di fig. 1a).
Therefore, as illustrated in fig. 1a, when this object has the possibility to vary its weight in two opposing positions (in which the volume is substantially unchanged or otherwise lightly varied), it is possible to change the difference force Fdapplied to the object by making it pass from an upward thrust (i.e. Fdpositive - see the left ball of fig. 1a ) to a downward thrust (i.e. Fdnegative - see the left ball of fig. 1a ).
Analogamente, come illustrato in fig. 1b, applicando ad un corpo la possibilità di variare il proprio volume in due posizioni opposte, a peso sostanzialmente invariato o comunque poco variato, si può modificare la forza differenza Fd applicata, facendola passare da una spinta ascendente (Fd positiva -palla di sinistra di fig. 1b) ad una spinta discendente (Fd negativa - palla di destra di fig. 1b).
Similarly as illustrated in fig.1b, by applying to an object the possibility to vary its volume in two opposing positions - at substantially unchanged or otherwise little varied weight - you may change the difference force Fdwhich is applied, thus making it pass from an upward thrust (i.e. Fdpositive - see the left ball of fig. 1b ) to a downward thrust (i.e. Fdnegative - see the right ball of fig. lb).
Come esemplificato in fig. 2, se si prevedono almeno due corpi uguali A e B (ciascuno dei quali è a volume e/o peso variabile) montati in posizione diametralmente opposta su una ruota verticale R (libera di ruotare nel piano verticale intorno al suo asse orizzontale), e tale sistema è immerso completamente in acqua (come esempio di fluido), si avrà che tale sistema è in equilibrio quando i due corpi hanno lo stesso volume e lo stesso peso, sia che Fdsia positiva, negativa o nulla (fig.2).
As exemplified in fig. 2, if at least two identical objects A and B are provided (each of which with variable volume and/or weight) mounted in diametrically opposite position on a vertical wheel R (free to rotate in the vertical plane around its horizontal axis), and if such a system is immersed completely in water (as an example of fluid), you will have that this system is balanced when the two objects have the same volume and the same weight, whether Fdis positive, negative or zero ( fig. 2 ).
Per generare una rotazione della ruota R, (ad esempio in senso orario), e quindi perturbare l’equilibrio si dovranno modificare i parametri del sistema in modo che sul corpo A si abbia, rispetto al corpo B, la prevalenza della spinta di Archimede, oppure che sul corpo B si abbia, rispetto al corpo A, la prevalenza della forza di gravità, oppure si abbia la somma degli effetti.
For generating a wheel rotation R (such as a clockwise rotation), and then disrupting the equilibrium, you must change the system parameters in such a way that the thrust of Archimede will prevail on the object A with respect to the object B, or in a way that the force of gravity will prevail on object B with respect to the object A, or the sum of these effects is obtained.
In particolare, nel caso in cui si voglia una Prevalenza della spinta di Archimede si aumenta il volume del corpo A rispetto a quello del corpo B, senza modificarne apprezzabilmente il peso (ad esempio gonfiando con aria il corpo A, analogamente a quanto illustrato in fig. 1b): a questo punto la Fdapplicata al corpo A diviene positiva e spingerà il corpo A verso l’alto, provocando la rotazione oraria della ruota R, ritrovando la posizione di equilibrio quando il corpo A si troverà in alto e il corpo B in basso.
In particular, if you want the predominance of Archimede's thrust, you shall increase the volume of the object A with respect to that of the object B, without appreciably modifying its weight (e.g. by inflating it with air, as shown in picture 1b): so the Fdapplied to the object A will become positive and will push the object A upwards, causing the wheel R to rotate clockwise, thus finding again the equilibrium position when object A will be at the top and object B at the bottom.
Prevalenza forza di gravità: si aumenta il peso del corpo B rispetto a quello del corpo A, senza modificarne il volume (ad esempio riempiendo il corpo B con sostanze con peso specifico maggiore di quello del fluido in cui è immerso, analogamente a quanto illustrato in fig. 1a).
Gravity Force Prevalence : the weight of object B is increased compared to the object A, without changing the volume (for example, filling the object B with substances with specific weight greater than that of the fluid in which it is immersed, as shown in fig. 1a ).
A questo punto la Fd applicata al corpo B diviene negativa e spingerà il corpo B verso il basso, provocando la rotazione oraria della ruota, ritrovando la posizione di equilibrio quando il corpo A si troverà in alto e il corpo B in basso.
So, the Fdapplied to the object B will become negative and this will push the object B downwards, causing the clockwise rotation of the wheel, thus finding the position of equilibrium when the object A will be at the top and the object B at the bottom.
Somma degli effetti: si aumenta il volume del corpo A e, contemporaneamente, si aumenta il peso del corpo B, ottenendo la rotazione della ruota R per la sommatoria di entrambi gli effetti.
Sum of the effects : the volume of the object A is increased and, at the same time, the weight of the object B is increased, obtaining the rotation of the wheel R due to the sum of both the effects.
Anche in questo caso la posizione di equilibrio verrà raggiunta con il corpo A in alto e il corpo B in basso.
So, the equilibrium position will be reached with the object A at the top and the object B at the bottom.
Pertanto, in tutti i tre casi sopra descritti, si avrà che il sistema parte da una situazione di equilibrio, viene perturbato (aumento/diminuzione del volume e/o peso dei due corpi in posizione diametralmente opposta), avvia il suo moto, e.g. circolare, per tendere ad una diversa posizione di equilibrio, normalmente con oscillazione smorzata del moto circolare nell’intorno del punto di equilibrio finale.
Therefore in all the three cases described above, you will have that the system starts from a balance situation, it is disturbed (increase/decrease in volume and/or weight of the two objects placed in diametrically opposite position), then it starts its motion, e.g. circular, to tend to a different equilibrium position, normally with a dampened oscillation of the circular motion around the final equilibrium point.
Se però, quando abbriviata nel moto circolare e al passaggio nella posizione di equilibrio finale (sopra-sotto/fase latente) si invertono istantaneamente, o comunque rapidamente, le configurazioni dei corpi A e B (volume e/o peso), allora il sistema torna in situazione di non equilibrio e riparte la spinta al moto in corso.
If, however, when the circular motion gets up speed and, at the transition to the final equilibrium position (above-below/latent phase), the configurations of the objects A and B (volume and/or weight) are reversed instantaneously, or otherwise quickly, then the system returns in an unbalanced situation and it starts again to find the balanced position.
Ciò garantisce una maggiore affidabilità del distributore, in particolare dell’operazione di erogazione degli articoli.
Thanks to such solution, the shelves may be available so as to allow the storage of items of different sizes according to contingent needs.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.
In one embodiment, the shelf comprises a surface with a predetermined coefficient of friction.
La Figura 1 è una vista assonometrica di un distributore automatico di articoli secondo una forma di realizzazione della presente invenzione con alcune parti rimosse.
Thanks to such solution, it is possible to prevent a displacement of the items due to mechanical strain to which the vending machine can be subject or to vibrations of the shelves that can take place during the operation of the distributor.
La Figura 2 è una differente vista assonometrica del distributore di Figura 1.
Consequently, the items reliably remain in the position in which they are released onto the shelf.
La Figura 3 è una vista frontale del distributore di Figura 1.
This guarantees greater reliability of the vending machine, in particular of the item dispensing operation.
La Figura 4 è una vista in sezione laterale lungo l’asse IV-IV del distributore di Figura 1.
Further features and advantages of the invention will be more apparent after reading the following description provided by way of a non-limiting example, with the aid of the accompanying drawings.Figure 1 is an axonometric view of an automatic vending machine of items according to an embodiment of the present invention with some parts removed.Figure 2 is a different axonometric view of the vending machine of Figure 1.Figure 3 is a front view of the vending machine of Figure 1.Figure 4 is a side sectional view along the IV-IV axis of the vending machine of Figure 1.Figures 5 - 8 are views of details of the vending machine of Figure 1.Figure 9 is a main flow diagram related to an item stocking procedure implemented by the vending machine of Figure 1.