GENERADOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

Generador de energía eléctrica del tipo de inducción electromagnética que comprende:

- un elemento magnético;- un elemento conductor de electricidad; y- un dispositivo cinemáticoen el que el elemento magnético y el elemento conductor de electricidad son móviles entre sí de manera lineal alternativa caracterizado porque el movimiento lineal alternativo lo realiza el dispositivo cinemático encontrándose el elemento conductor de electricidad o el elemento magnético unido a al menos una de las citadas masas

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031274.

Solicitante: GUZMAN PORRAS, ANTONIO.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: BARCELONA.

Inventor/es: GUZMAN PORRAS,ANTONIO.

Fecha de Solicitud: 20 de Octubre de 2010.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 24 de Agosto de 2011.

Clasificación PCT:

  • F02B63/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (plantas de turbinas de gas F02C; plantas de motores de desplazamiento positivo de gas caliente o de productos de combustión F02G). › F02B 63/00 Adaptaciones de los motores para accionar bombas, herramientas manuales ogeneradores eléctricos; Combinaciones portátiles de motores con dispositivos accionados a motor (de motores con pistones rotativos y oscilantes F02B 53/14). › para generadores eléctricos.
  • H02K35/04 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 35/00 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). › con sistemas de bobinas e imanes fijo.
  • H02K7/18 H02K […] › H02K 7/00 Dispositivos para manipular energía mecánica estructuralmente asociados con con máquinas dinamo-eléctricas, p. ej. asociación estructural con un motores mecánico de arrastre o máquinas dinamoeléctrica auxiliares. › Asociación estructural de generadores eléctricos con motores de arrastre, p. ej. turbinas.

Fragmento de la descripción:

Generador de energía eléctrica.

La presente invención hace referencia a un generador de energía eléctrica.

Más en particular, la presente invención hace referencia a un generador de energía eléctrica, del tipo de inducción magnética que utiliza un movimiento lineal para realizar la generación de la energía.

Es ampliamente conocida en la técnica la teoría electromagnética y los avances en dicho campo obtenidos por Faraday y Lenz según los cuales se puede obtener energía eléctrica a partir de la energía proveniente de campos magnéticos en imanes permanentes o electroimanes. Sus estudios establecen que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera y cuya polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.

Es decir, no es suficiente con disponer un imán y una superficie conductora, sino que se hace necesario disponer de un movimiento, lo más adecuado posible, para la generación de corriente eléctrica aplicando esta teoría.

Actualmente los sistemas de generación incluyen motores de rotación donde se hace girar un imán permanente para generar electricidad sobre un devanado que en adelante llamaremos inducido. Alternativamente, se puede hacer rotar el inducido dejando el imán fijo obteniendo resultados similares.

La presente invención da a conocer un generador cuya generación de energía eléctrica se realiza a través de un movimiento lineal.

Es ampliamente ventajosa la utilización de un generador que realice un movimiento lineal ya que se puede prescindir de elementos mecánicos (como correas, engranajes, etc.) que, además de ser la causa de la mayoría de los fallos debido a su desgaste, son críticos en cuanto a su mantenimiento y presentan pérdidas no despreciables.

Por tanto, es ampliamente ventajosa la utilización de un mecanismo cinemático que permita la transmisión de un movimiento de giro alrededor de un eje a un movimiento lineal y a partir del movimiento lineal obtenido generar corriente eléctrica.

En consecuencia, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un modo novedoso y alternativo de generación de energía, que presenta un movimiento lineal que optimiza la generación de dicha energía mediante un movimiento cinemático alternativo con menos pérdidas mecánicas y un mantenimiento más sencillo.

La ventaja del generador objeto de la presente invención queda clara a la vista de su configuración: comprende un sistema de poleas en el cual se evitan contactos entre dientes de ruedas dentadas. Por lo tanto, funciona con menos pérdidas y a un régimen de revoluciones muy superior.

El sistema de poleas será preferentemente un sistema de polea móvil (o varios funcionando en paralelo, según la aplicación). Aún más preferentemente, el sistema de poleas será uno o varios polipastos.

Los sistemas de polea permiten disponer de una ganancia mecánica, lo que se traduce en una velocidad de ciclo multiplicada o dividida. El sistema de polea ha de estar equilibrado para ofrecer una mínima resistencia. Para ello, las masas primera y segunda han de equilibrar con sus acciones contrarias el sistema. En el caso de que el peso o la resistencia de los mecanismos pertenecientes al dispositivo y conectados a éste sea de gran importancia, entonces la relación de masas coincidirá con la relación mecánica del sistema de polea.

Más en particular, la presente invención consiste en un generador de energía eléctrica del tipo de inducción electromagnética que comprende:

- un elemento magnético;

- un elemento conductor de electricidad; y

- un dispositivo cinemático

en el que el elemento magnético y el elemento conductor de electricidad son móviles entre sí de manera lineal alternativa, además, el movimiento lineal alternativo lo realiza el dispositivo cinemático que a su vez comprende:

- una entrada de eje;

- un conversor del movimiento de giro del eje en movimiento alternativo;

- una masa conectada al elemento de movimiento alternativo del conversor del movimiento de giro del eje en movimiento alternativo;

- una segunda masa;

- un sistema de poleas que conecta la primera masa y la segunda masa, de tal manera que los pesos de la primera masa y la segunda masa ejercen acciones contrarias sobre el sistema de polea;

- siendo la relación de masas entre la primera masa y la segunda masa tal, que provocan sobre el elemento de transmisión del sistema de polea una acción de igual valor y sentido opuesto,

encontrándose el elemento conductor de electricidad o el elemento magnético unido a al menos una de las citadas masas.

Además, preferentemente, el elemento conductor de electricidad es un devanado o una serie de devanados (o inducidos) en al menos una de las masas y un imán permanente (o inductor) fijo en la estructura del elemento de movimiento alternativo de manera tal que se obtiene un movimiento constante, continuo y alternativo del inducido respecto al inductor. En una realización especialmente preferente el imán permanente puede ser reemplazado por un electroimán.

Más preferentemente, se disponen inducidos e inductores en cada una de las masas del conversor de movimiento de giro del eje en movimiento alternativo.

De manera aún más preferente, los devanados se pueden disponer de forma tal que se obtenga corriente directa, corriente alterna o su disposición puede ser tal que generen corriente trifásica. Dichas disposiciones para obtener diferentes tipos de corriente serán evidentes para un experto en la materia en cuanto hacen parte de la técnica anterior.

Alternativamente, el generador puede contar con dispositivo de adecuación de señal de salida con el fin de ajustar la forma de la onda de la energía, dicho dispositivo de adecuación puede comprender un filtro.

Más preferentemente, en el dispositivo según la presente invención se puede acoplar un generador secundario de tipo convencional a la salida de la segunda masa para aprovechar el movimiento realizado por ésta.

El conversor del movimiento de giro del eje en movimiento alternativo puede ser un cigüeñal, o cualquier otro conversor conocido en la técnica anterior. Por otra parte, el elemento de transmisión de esfuerzos del sistema de poleas podrá ser uno o varios cables, cuerdas o correas. Alternativamente, podrá comprender al menos una cadena.

Para su mejor comprensión se adjuntan, a titulo de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos de una realización del generador objeto de la presente invención.

La figura 1 muestra dos de las posibles realizaciones de generadores de energía con movimiento lineal.

La figura 2 es una vista esquemática de la manera como se inducen los campos magnéticos en los devanados.

La figura 3 es otra vista esquemática de la manera como se inducen los campos magnéticos en una realización preferente de la presente invención.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de un dispositivo según la presente invención.

La figura 5 es un alzado frontal del dispositivo de la figura 4.

La figura 6 es una vista posterior en perspectiva del dispositivo de la figura 4.

La figura 7 es un despiece mecánico de una de las masas.

La figura 8 es otra vista del despiece mecánico de la figura 7.

La figura 9 es un despiece parcial de un dispositivo según la presente invención.

La figura 10 es una realización preferente de una aplicación particular de un dispositivo según la presente invención.

La figura 11 es otra realización preferente de un dispositivo según la presente invención.

La figura 12 es una aplicación particular de la presente invención a vehículos y ferrocarriles.

La figura 1 muestra dos posibles realizaciones para generación de energía eléctrica a partir de un movimiento lineal y campos magnéticos. En ambas realizaciones, el inducido comprende un núcleo magnético (20) sobre el cual se dispone un conductor (31) formando una bobina. Para generar el campo magnético que permita la generación de energía eléctrica se puede disponer un electroimán (21) o un imán permanente (22). El...

 


Reivindicaciones:

1. Generador de energía eléctrica del tipo de inducción electromagnética que comprende:

- un elemento magnético;

- un elemento conductor de electricidad; y

- un dispositivo cinemático

en el que el elemento magnético y el elemento conductor de electricidad son móviles entre sí de manera lineal alternativa caracterizado porque el movimiento lineal alternativo lo realiza el dispositivo cinemático que a su vez comprende:

- una entrada de eje;

- un conversor del movimiento de giro del eje en movimiento alternativo;

- una masa conectada al elemento de movimiento alternativo del conversor del movimiento de giro del eje en movimiento alternativo;

- una segunda masa;

- un sistema de poleas que conecta la primera masa y la segunda masa, de tal manera que los pesos de la primera masa y la segunda masa ejercen acciones contrarias sobre el sistema de polea;

- siendo la relación de masas entre la primera masa y la segunda masa tal, que provocan sobre el elemento de transmisión del sistema de polea una acción de igual valor y sentido opuesto,

encontrándose el elemento conductor de electricidad o el elemento magnético unido a al menos una de las citadas masas.

2. Generador, según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone al menos un elemento conductor en al menos una de las masas y un elemento magnético fijo en la estructura del elemento de movimiento alternativo de manera tal que se obtiene un movimiento lineal alternativo del elemento magnético respecto al elemento conductor.

3. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento magnético es un electroimán.

4. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento conductor de electricidad comprende un deva- nado.

5. Generador, según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende más de un devanado.

6. Generador, según la reivindicación 5, caracterizado porque los devanados están dispuestos de forma tal que la energía obtenida es corriente alterna.

7. Generador, según la reivindicación 6, caracterizado porque los devanados se disponen de forma tal que se obtiene corriente alterna trifásica.

8. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo de adecuación de la señal de salida.

9. Generador, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho dispositivo de adecuación de la señal de salida comprende un filtro.

10. Generador, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho dispositivo de adecuación de la señal de salida comprende un rectificador.

11. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende guías para guiar las masas en el movimiento alternativo.

12. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de polea es uno o varios polipastos.

13. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende, además,

- un segundo conversor del movimiento lineal alternativo de la segunda masa en un movimiento de giro;

- una salida de eje.

14. Generador, según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende un generador convencional conectado a la salida de eje de la segunda masa.

15. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de la primera y la segunda masa es igual a la ganancia mecánica del sistema de polea.

16. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de transmisión de esfuerzos del sistema de poleas es uno o varios cables, cuerdas o correas.

17. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de transmisión de esfuerzos del sistema de poleas comprende al menos una cadena.

18. Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a la entrada de eje se conecta un eje de rotación de las ruedas o cuerpo cilíndrico de un vehículo o ferrocarril.


 

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