Generador de energía con engranaje de transmisión magnética.

Sistema de generación de energía, que comprende:

- un miembro móvil (36, 54, 84, 104, 122) que comprende una primera pluralidad de zonas magnéticas de polaridad alterna; y

- un estator

(42, 62, 86, 106, 124) que comprende una segunda pluralidad de zonas magnéticas de polaridad alterna y dispuestas para mirar a la primera pluralidad de zonas magnéticas, en donde las pluralidades primera y segunda de zonas magnéticas tienen el mismo paso polar; y

- un generador de energía eléctrica (44, 64, 90, 128) conectado a uno de entre el estator o el miembro;

caracterizado por que el miembro y el estator están dispuestos para moverse uno con relación a otro a través de un intersticio de aire en un único grado de libertad, con lo que el sistema de generación de energía está construido de tal manera que, cuando se aplica una primera fuerza de vaivén al miembro (36, 54, 84, 102, 122) para moverlo en un movimiento de vaivén correspondiente, la primera fuerza de vaivén se transmite al estator por la atracción y repulsión alternas entre las pluralidades primera y segunda de zonas magnéticas durante dicho movimiento para mover en vaivén el estator (42, 62, 86, 106, 124) y proporciona una segunda fuerza de vaivén procedente del estator de frecuencia más alta en relación con la primera fuerza y dicha segunda fuerza de vaivén se aplica al generador, proporcionando así una salida de energía eléctrica.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12157562.

Solicitante: Offshore Renewable Energy Catapult.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Offshore House, Albert Street Blyth Northumberland NE24 1LZ REINO UNIDO.

Inventor/es: SPOONER, EDWARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Adaptaciones de las máquinas o de los motores para... > F03B13/18 (estando el otro elemento fijo, al menos por un punto, al fondo o al borde del mar)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Adaptaciones de las máquinas o de los motores para... > F03B13/20 (siendo los dos elementos móviles respecto al fondo del mar o al borde)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > H02K51/00 (Transmisiones dinamoeléctricas, es decir, medios dinamoeléctricos para la transmisión de la potencia mecánica desde un árbol conductor a un árbol conducido, y comprendiendo elementos motor y generador interrelacionados estructuralmente)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Generadores con sistemas de bobinas, de imán, de... > H02K35/02 (con imanes móvil y sistemas de bobinas fijo)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Embragues dinamoeléctricos; Frenos dinamoeléctricos > H02K49/10 (del tipo de imán permanente)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > H02K35/00 (Generadores con sistemas de bobinas, de imán, de inducido o de otra parte del circuito magnético con movimiento alternativo, oscilante o vibratorio (dispositivos de manipulación de la energía mecánica estructuralmente asociados a los generadores H02K 7/00, p. ej. H02K 7/06))

PDF original: ES-2488635_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Generador de energía con engranaje de transmisión magnética

La presente invención se refiere a transmisión de fuerza magnética y, particularmente, pero no exclusivamente, a la transmisión de fuerza magnética para uso en la generación de energía sostenible.

La energía sostenible se refiere a la generación de energía utilizando medios que no emplean recursos finitos. La energía solar, eólica, geotérmica y de las olas son todas ellas ejemplos de energía sostenible.

En la generación de energía de las olas, el movimiento mecánico de las olas se utiliza para accionar un generador eléctrico a fin de crear energía eléctrica. Hay muchas maneras de transformar el movimiento mecánico de las olas.

Uno de los métodos más comunes es a través de una Columna de Agua Oscilante (OWC). Una OWC utiliza una columna abierta al movimiento de las olas en el fondo. Cuando el agua se mueve hacia dentro y hacia fuera de la columna debido al movimiento de las olas, se succiona aire y se le expulsa de la columna de manera correspondiente. Se posiciona una turbina sobre la parte superior de la columna que es accionada por el aire que se mueve y genera así energía eléctrica.

Otros métodos incluyen:

generar electricidad a través del movimiento armónico de una parte flotante de un dispositivo con respecto a una parte fija. Un dispositivo de este tipo es conocido como el pato salador que tiene una forma similar a una cuña. Un generador fijo está localizado en el extremo grueso de la cuña. El movimiento de las olas mueve el extremo delgado arriba y abajo en relación con el generador fijo, generando así electricidad.

generar electricidad utilizando un dispositivo de rebose Los dispositivos de rebose enfocan o canalizan la energía de las olas hacia un tanque de contención de agua central. Enfocando la energía de las olas, el mecanismo de toma de fuerza puede capturar y acceder a una energía de las olas significativamente mayor que la que sus dimensiones implican. El punto focal del dispositivo de rebose consiste en una pared de cabecera sobre la cual rompen las olas canalizadas entrantes, dando como resultado que el agua sea lanzada hacia arriba y recogida en un depósito. La presión estática de esta agua hace que giren las turbinas localizadas en el suelo del depósito. Los dispositivos de rebose son estructuras flotantes grandes que requieren amarre.

generar electricidad utilizando un dispositivo de membrana. Los dispositivos de membrana aprovechan el diferencial de presión en picos y valles sucesivos para convertir la energía de las olas en flujo y presión de fluido. Una membrana tensa se suspende en un bastidor de modo que la presión de agua cambiante hace que la membrana se atenúe y este movimiento resultante puede utilizarse para bombear agua. Aunque se propone principalmente para fines de desalinización, el agua puede utilizarse para accionar turbinas y generadores. La limitación de profundidad práctica en la que el dispositivo es capaz de funcionar es de alrededor de 50 m. Pueden diseñarse estructuras neutralmente flotantes para flotar a una profundidad predefinida, ofreciendo la capacidad de capturar energía de las olas mientras están sumergidas sin funcionar sobre el lecho marino. Cuando las olas pasan la membrana, tienen lugar una compresión y una expansión que pueden utilizarse para bombear agua del mar hacia la costa a alta presión. Es en la costa donde esta agua de alta presión se convierte en energía utilizando hidrotecnologías convencionales, que no tienen que estar cualificadas para el ámbito marino. Debido a su naturaleza, los sistemas propuestos profundamente sumergidos de este tipo no están sujetos a la energía completa contenida dentro de la ola en la superficie. Como la excitación de las olas disminuye rápidamente, se requiere que los sistemas de profundidad de esta clase sean de proporciones dimensionales mayores que las empleadas hacia o en la superficie a fin de experimentar niveles de energía similares.

generar electricidad utilizando dispositivos hidráulicos y mecánicos. Pueden utilizarse boyas flotantes de superficie, parcial o completamente sumergidas para convertir el movimiento de partículas vertical de ondas en propagación en energía eléctrica. En agua poco profunda, la fuerza de flotabilidad hidrostática de una boya amarrada puede forzarse a reaccionar contra un fundamento del lecho marino a través de su línea o líneas de amarre. La fuerza transmitida a la línea de amarre puede utilizarse para accionar un generador por medios hidráulicos o mecánicos.

El documento US 2.790.095 describe un dispositivo para convertir un movimiento giratorio en un movimiento de vaivén.

Una dificultad que debe abordar cualquier generador motorizado es que las olas del mar tienen una frecuencia relativamente baja que no es adecuada para el uso directo en el accionamiento de un generador eléctrico. Así, puede requerirse alguna forma de conversión de frecuencia.

La presente invención proporciona un sistema de generación de energía según la reivindicación 1. Otros aspectos de la invención son definidos por las reivindicaciones dependientes.

Se describirán ahora realizaciones de la presente invención a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra un estator y un dispositivo de traslación según una realización de la presente invención;

La figura 2 muestra una representación gráfica de la fuerza magnética frente a desplazamiento;

La figura 3 muestra un sistema de generación de energía de las olas según una realización de la presente invención;

La figura 4 muestra una realización alternativa de un sistema de generación de energía de las olas;

La figura 5 muestra un estator y un dispositivo de traslación con un resorte magnético y un generador de bobina según una realización de la presente invención;

La figura 6 muestra una pluralidad de diferentes configuraciones del sistema de generación de energía de las olas;

La figura 7 muestra una configuración horizontal de un sistema de generación de energía de las olas; y

La figura 8 muestra una configuración circular de un sistema de generación de energía de las olas.

Haciendo referencia a la figura 1, un dispositivo de transmisión de fuerza magnética 10 tiene un estator 12 y un miembro móvil que, en este caso, es un dispositivo de traslación 14. El estator 12 no es por necesidad completamente estacionario sino que más bien es sustancialmente estacionario en comparación con el miembro móvil.

En esta realización, el estator 12 está representado como un estator primero y segundo 12 pero deberá apreciarse que son posibles otras disposiciones del estator 12.

El estator 12 está constituido por ¡manes permanentes 16 que están colocados uno al lado del otro con polaridad alterna. En la figura 1, cada imán 16 está representado con un extremo de polaridad positiva mostrado en forma rayada y un extremo de polaridad negativa mostrado en blanco. El dispositivo de traslación 14 está constituido análogamente de imanes permanentes de polaridad alterna 17.

En uso, el dispositivo de traslación 14 se mueve por una fuerza 18 en relación con el estator 12. Por motivos de simplicidad, si se asume que la fuerza 18 es una ola senoidal, el dispositivo de traslación 14 se moverá adelante y atrás dentro del estator 12. Cuando se mueve el dispositivo de traslación 14, cada uno de los imanes permanentes 17 es atraído y repelido según la polaridad de los imanes permanentes 16 en el estator 12.

Por ejemplo, se arrastra el dispositivo de traslación 14 en la dirección indicada por la fuerza 18. Los imanes permanentes 17 son atraídos en primer lugar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de generación de energía, que comprende:

- un miembro móvil (36, 54, 84, 104, 122) que comprende una primera pluralidad de zonas magnéticas de polaridad alterna; y

- un estator (42, 62, 86, 106, 124) que comprende una segunda pluralidad de zonas magnéticas de polaridad alterna y dispuestas para mirar a la primera pluralidad de zonas magnéticas, en donde las pluralidades primera y segunda de zonas magnéticas tienen el mismo paso polar; y

- un generador de energía eléctrica (44, 64, 90, 128) conectado a uno de entre el estator o el miembro;

caracterizado por que el miembro y el estator están dispuestos para moverse uno con relación a otro a través de un intersticio de aire en un único grado de libertad, con lo que el sistema de generación de energía está construido de tal manera que, cuando se aplica una primera fuerza de vaivén al miembro (36, 54, 84, 102, 122) para moverlo en un movimiento de vaivén correspondiente, la primera fuerza de vaivén se transmite al estator por la atracción y repulsión alternas entre las pluralidades primera y segunda de zonas magnéticas durante dicho movimiento para mover en vaivén el estator (42, 62, 86, 106, 124) y proporciona una segunda fuerza de vaivén procedente del estator de frecuencia más alta en relación con la primera fuerza y dicha segunda fuerza de vaivén se aplica al generador, proporcionando así una salida de energía eléctrica.

2. Sistema de generación de energía según la reivindicación 1, en el que el generador de energía eléctrica comprende una pluralidad de bobinas (128) alrededor de una de las pluralidades primera o segunda de zonas magnéticas, teniendo las bobinas un voltaje inducido debido a la segunda fuerza de vaivén.

3. Sistema de generación de energía según cualquier reivindicación anterior, en el que el movimiento del estator es proporcionado por medios resilientes.

4. Sistema de generación de energía según la reivindicación 3, en el que los medios resilientes comprenden un resorte helicoidal (46, 56).

5. Sistema de generación de energía según la reivindicación 3, en el que los medios resilientes comprenden un resorte magnético (132, 134).

6. Sistema de generación de energía según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera fuerza de vaivén es generada por unos medios de movimiento de vaivén que comprenden un dispositivo flotante que consta de un cuerpo (52, 82, 102) que contiene el sistema de generación de energía.

7. Sistema de generación de energía según la reivindicación 6, en el que el cuerpo se adapta de tal manera que el sistema flota sobre la superficie del mar o por debajo de ésta.

8. Sistema de generación de energía según la reivindicación 6 o 7 cuando además sólo dependen de la reivindicación 1 o 2, en el que el cuerpo (102) que contiene el sistema de generación de energía es esférico.

9. Sistema de generación de energía según la reivindicación 6 o 7, en el que un cuerpo (52, 82) que contiene el sistema de generación de energía es cilindrico.

10. Sistema de generación de energía según la reivindicación 8 o 9, en el que la primera fuerza es generada por el movimiento rotacional del cuerpo.

11. Sistema de generación de energía según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que la primera fuerza es generada por la masa del estator o del miembro.

12. Sistema de generación de energía según la reivindicación 10, en el que el cuerpo tiene una pluralidad de palas sobre su superficie exterior que proporcionan un mayor movimiento rotacional.