Máquina rotativa con dispositivo para aprovechar la gravedad y procedimiento.

Comprende:

- un rotor (20) giratorio en un eje (9) horizontal por una fuerza motriz externa;

- unos grupos de masas móviles sobre unas estructuras de soporte móviles (1) alrededor del eje (9);

- unos primeros medios de guía de movimientos de cada estructura (1) respecto al rotor (20) y unos segundos medios de guía para movimientos de dichas masas móviles respecto a la correspondiente estructura (1) al girar el rotor (20);

- unos medios de vinculación cinemática de los movimientos de masas móviles por efecto de la gravedad para efectuar otros movimientos de masas móviles en contra de la gravedad;

- unos terceros medios de guía para movimientos de las masas móviles en contra de la gravedad, y

- unos medios generadores de trabajo mecánico entre cada estructura de soporte móvil (1) y una estructura del rotor (20).

Máquina rotativa con dispositivo para aprovechar la gravedad, y procedimiento.

Campo de la técnica

La presente invención concierne a una máquina rotativa accionada por una fuerza motriz externa y provista de un dispositivo capaz de aprovechar la gravedad para producir un trabajo mecánico adicional. La presente invención también concierne a un procedimiento para aprovechar la gravedad mediante la mencionada máquina rotativa.

Antecedentes de la invención

Hoy en día el campo de las energías renovables y la transformación de energía, está dando lugar a multitud de soluciones y dispositivos. Es sabido y conocido que la fuerza de la gravedad es gigantesca, y que su aprovechamiento no se encuentra explotado convenientemente, a pesar de tratarse de una fuerza continua y sin limitación, además de gozar de características ecológicas tales como ser del todo limpia, eterna, y común a todos los climas y latitudes de la Tierra.

Existen multitud de dispositivos e invenciones que han venido tratando de explotar la fuerza de la gravedad mediante los llamados "motores de gravedad", y así podemos hacer referencia a la patente ES-A-178999, del año 1947, que venía a explotar la gravedad mediante un motor que utilizaba los mismos principios que los de un reloj de pared con pesas. Mas recientemente, la patente ES-A-486380 describe un dispositivo que proporciona potencia mediante el desequilibrio de una masa utilizando la fuerza de la gravedad. Por último podemos señalar la patente ES-A-444702, la cual describe un dispositivo que obtiene energía utilizando el principio de palanca y la fuerza de la gravedad, con una disposición muy similar a la de la reciente patente DE-A-102004006228 del año 2004 y la patente CA-A-2450839 del año 2003, todas ellas encaminadas a buscar el aprovechamiento y la explotación de la fuerza de la gravedad mediante unas disposiciones de motores provistos de un rotor y contrapesos dotados de movimientos relativos al rotor. Sin embargo, ninguna de ellas tiene una disposición combinada como la que es objeto de la presente invención, es capaz de aprovechar la gravedad para producir un trabajo mecánico adicional utilizando el efecto de la gravedad sobre unas masas cuyo centro de masas es desplazado radialmente y circunferencialmente respecto al eje de giro del rotor, pero manteniendo el centro de masas móviles ascendentes y descendentes estando equilibrados respecto del eje de giro del rotor.

Exposición de la invención

La máquina rotativa con dispositivo para aprovechar la gravedad y el procedimiento de acuerdo con la presente invención están basados en un principio de funcionamiento que responde a los siguientes conceptos básicos:

1) la fuerza motriz externa necesaria para hacer girar un rotor sobre el que están dispuestas una pluralidad de masa móviles en movimiento es substancialmente la misma que sería necesaria para hacer girar este rotor si las mismas masas fueran estacionarias respecto al rotor en posiciones equilibradas, siempre que, en el caso de las masas móviles, el centro de masas de las masas móviles que se encontrasen en el trayecto de media vuelta ascendente y el centro de masas de las masas móviles que se encontrasen en el trayecto de media vuelta descendente estuvieran aproximadamente equilibrados respecto al eje de giro del rotor, y

2) si los mencionados movimientos de las masas móviles manteniendo sus centros de masas en equilibrio estuvieran producidos por la gravedad al girar el rotor, tales movimientos podrían ser utilizados para generar trabajo mecánico substancialmente sin detraer energía de dicha fuerza motriz externa.

De acuerdo con estos conceptos básicos, la presente invención aporta una máquina rotativa con un dispositivo para aprovechar la gravedad comprendiendo un rotor dispuesto para girar alrededor de un eje de giro horizontal en una dirección de giro por la acción de una fuerza motriz externa, una pluralidad de grupos de masas móviles montados sobre unas respectivas estructuras de soporte móviles distribuidas en dicho rotor alrededor del mencionado eje de giro, y unos medios de generación de trabajo mecánico dispuestos entre cada estructura de soporte móvil y una estructura del rotor. Unos primeros medios de guía están dispuestos para guiar unos movimientos de cada una de dichas estructuras de soporte móviles respecto al rotor producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor, y unos segundos medios de guía están dispuestos para guiar diferentes movimientos de una o más de dichas masas móviles de cada grupo respecto a la correspondiente estructura de soporte móvil producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor. Unos medios de vinculación cinemática permiten utilizar dichos movimientos de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil producidos por efecto de la gravedad para efectuar otros movimientos de una o más de las masas móviles del mismo grupo o de otro grupo respecto a la estructura de soporte móvil en contra de la gravedad, estando unos terceros medios de guía dispuestos para guiar dichos movimientos de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil en contra de la gravedad.

La configuración y la disposición de dichos primeros, segundos y terceros medios de guía y dichos medios de vinculación cinemática es tal que el centro de masas conjunto de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta ascendente y el centro de masas conjunto de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta descendente están aproximadamente equilibrados respecto al eje de giro. Por consiguiente, los mencionados medios de generación de trabajo mecánico, los cuales están dispuestos entre cada estructura de soporte móvil y una estructura del rotor, pueden transformar los movimientos de las estructuras de soporte móvil respecto al rotor producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor en trabajo mecánico substancialmente sin detraer energía de la fuerza motriz externa.

De acuerdo con los conceptos básicos expuestos más arriba, la presente invención aporta asimismo un procedimiento para aprovechar la gravedad mediante una máquina rotativa. El procedimiento comprende los pasos de a) hacer girar un rotor alrededor de un eje de giro horizontal en una dirección de giro por la acción de una fuerza motriz externa, incluyendo dicho rotor una pluralidad de grupos de masas móviles montados sobre unas respectivas estructuras de soporte móviles distribuidas alrededor de dicho eje de giro; b) guiar unos movimientos de cada una de dichas estructuras de soporte móviles respecto al rotor producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor mediante unos primeros medios de guía; c) guiar diferentes movimientos de una o más de dichas masas móviles de cada grupo respecto a la correspondiente estructura de soporte móvil producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor mediante unos segundos medios de guía; d) utilizar dichos movimientos de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil producidos por efecto de la gravedad para efectuar otros movimientos de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil en contra de la gravedad mediante unos medios de vinculación cinemática; e) guiar dichos movimientos de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil en contra de la gravedad mediante unos terceros medios de guía, disponiendo dichos primeros, segundos y terceros medios de guía y medios de vinculación cinemática de manera que el centro de masas de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta ascendente y el centro de masas de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta descendente están aproximadamente equilibrados respecto al eje de giro, por lo que dicha fuerza motriz externa necesaria para hacer girar el rotor mientras las estructuras de soporte móviles y las masas móviles se mueven respecto al rotor por efecto de la gravedad es substancialmente la misma que la que sería necesaria para hacer girar el rotor si las mismas masas fueran estacionarias respecto al rotor en posiciones equilibradas; y f) transformar los movimientos de la estructura de soporte móvil respecto al rotor producidos por efecto de la gravedad en trabajo mecánico mediante unos medios de generación de trabajo mecánico dispuestos entre cada estructura de soporte móvil y una estructura del rotor.

La máquina y el procedimiento de la presente invención pueden ser llevados a la práctica de muchas...

1. Máquina rotativa con dispositivo para aprovechar la gravedad, comprendiendo:

un rotor (20) dispuesto para girar alrededor de un eje de giro (9) horizontal en una dirección de giro por la acción de una fuerza motriz externa;

una pluralidad de grupos de masas móviles montados sobre unas respectivas estructuras de soporte móviles (1) distribuidas alrededor de dicho eje de giro (9);

unos primeros medios de guía dispuestos en dicho rotor (20) y configurados para guiar unos movimientos de acercamiento de cada estructura de soporte móvil (1) a dicho eje de giro (9) durante un trayecto de media vuelta superior y de alejamiento de cada estructura de soporte móvil (1) del eje de giro (9) durante un trayecto de media vuelta inferior producidos por efecto de la gravedad;

unos segundos medios de guía dispuestos en cada estructura de soporte móvil (1) y configurados para guiar unos movimientos de atraso del correspondiente grupo de masas móviles respecto a una referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta ascendente y de adelanto del grupo de masas móviles respecto a dicha referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta descendente producidos por efecto de la gravedad;

unos medios de vinculación cinemática para utilizar dichos movimientos de atraso y adelanto de las masas móviles de cada grupo respecto a la correspondiente estructura de soporte móvil (1) producidos por efecto de la gravedad para impulsar unos movimientos de alejamiento y acercamiento de al menos una masa móvil de cada grupo de masas móviles respecto a al menos otra masa móvil del grupo de masas móviles producidos en contra de la gravedad;

unos terceros medios de guía dispuestos en cada estructura de soporte móvil (1) para guiar dichos movimientos de alejamiento y acercamiento mutuo de las masas móviles del grupo de masas móviles producidos en contra de la gravedad, donde dichos primeros, segundos y terceros medios de guía y dichos medios de vinculación cinemática están configurados de modo que el centro de masas de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta ascendente y el centro de masas de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta descendente están aproximadamente equilibrados respecto al eje de giro (9), de manera que dicha fuerza motriz externa necesaria para hacer girar el rotor (20) mientras las estructuras de soporte móviles (1) y las masas móviles se mueven respecto al rotor (20) por efecto de la gravedad es substancialmente la misma que sería necesaria para hacer girar el rotor (20) si las mismas masas fueran estacionarias respecto al rotor (20) en posiciones equilibradas; y

unos medios de generación de trabajo mecánico dispuestos entre cada estructura de soporte móvil (1) y una estructura del rotor (20) para transformar los movimientos de la estructura de soporte móvil (1) respecto al rotor (20) producidos por efecto de la gravedad en trabajo mecánico.

2. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque cada uno de los grupos de masas móviles comprende una pareja de masas móviles exterior e interior (3, 4) montada sobre cada estructura de soporte móvil (1).

3. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque dichos segundos medios de guía están dispuestos en cada estructura de soporte móvil (1) y configurados para guiar unos movimientos de atraso de la correspondiente pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4) respecto a una referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta ascendente y de adelanto de la pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4) respecto a dicha referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta descendente producidos por efecto de la gravedad sobre al menos la pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4).

4. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque los segundos medios de guía están configurados a propósito para que la posición radial de la masa móvil exterior (3) de cada pareja permanezca aproximadamente constante respecto a la correspondiente estructura de soporte móvil (1).

5. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque los terceros medios de guía están dispuestos en cada estructura de soporte móvil (1) para guiar unos movimientos de alejamiento y acercamiento de la masa móvil interior (4) respecto a la masa móvil exterior (3).

6. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque dichos medios de vinculación cinemática están dispuestos en cada estructura de soporte móvil (1) y conectados de manera que el movimiento de atraso la masa móvil exterior (3) producido por la gravedad ocasiona el movimiento de alejamiento de la masa móvil interior (4) de la masa móvil exterior (3) en contra de la gravedad y el movimiento de adelanto la masa móvil exterior (3) producido por la gravedad ocasiona el movimiento de acercamiento de la masa móvil interior (4) a la masa móvil exterior (3) en contra de la gravedad.

7. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque dicha estructura del rotor (20) comprende un núcleo (21) con una pluralidad de unidades de guía radial (2) unidas rígidamente a dicho núcleo (21) y distribuidas regularmente alrededor del mismo, donde cada una de las estructuras de soporte móviles (1) está montada de manera que puede deslizar libremente una distancia limitada a lo largo de una de las unidades de guía radiales (2), donde dichas unidades de guía radiales (2) constituyen los mencionados primeros medios de guía.

8. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 3, 4 ó 5, caracterizada porque en cada estructura de soporte móvil (1) está instalada una unidad de guía lineal basculante (5) que tiene un extremo más alejado del eje de giro (9) unido rígidamente a la masa móvil exterior (3) y un extremo más próximo al eje de giro (9) conectado a una base (10) de dicha estructura de soporte móvil (1) por medio de una articulación (12) respecto a un eje paralelo al eje de giro (9), de manera que dicha unidad de guía lineal basculante (5) junto con la masa móvil exterior (3) puede bascular un ángulo limitado alrededor de dicha articulación (12), y la masa móvil interior (4) está montada de manera que puede deslizar una distancia limitada a lo largo de la unidad de guía lineal basculante (5) y además bascular junto con la unidad de guía lineal basculante (5) y la masa móvil exterior (3) alrededor de la articulación (12), donde las articulaciones (12) y las unidades de guía lineal basculantes (5) constituyen los mencionados segundos y terceros medios de guía, respectivamente.

9. Máquina, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque los medios de vinculación cinemática comprenden al menos un primer cilindro hidráulico (6) sujeto por una parte a la masa móvil exterior (3) y por otra parte a un soporte de cabecera (8) fijado a la estructura de soporte móvil (1), al menos un segundo cilindro hidráulico (7) sujeto por una parte a la masa móvil interior (4) y por otra parte a la masa móvil exterior (3), y un dispositivo de conexión hidráulica interconectando dichos primer y segundo cilindros hidráulicos (6) y (7) de forma que el desplazamiento de uno ocasiona el desplazamiento del otro, y viceversa.

10. Máquina, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichos medios de generación de trabajo mecánico comprenden, para cada estructura de soporte móvil (1), al menos un tercer cilindro hidráulico (11) sujeto por una parte a la estructura de soporte móvil (1) y por otra parte al núcleo (21).

11. Procedimiento para aprovechar la gravedad mediante una máquina rotativa, que comprende los pasos de:

a) hacer girar un rotor (20) alrededor de un eje de giro (9) horizontal en una dirección de giro por la acción de una fuerza motriz externa, incluyendo dicho rotor (20) una pluralidad de grupos de masas móviles montados sobre unas respectivas estructuras de soporte móviles (1) distribuidas alrededor de dicho eje de giro (9);

b) guiar unos movimientos de acercamiento de cada estructura de soporte móvil (1) al eje de giro (9) durante un trayecto de media vuelta superior y de alejamiento de cada estructura de soporte móvil (1) del eje de giro (9) durante un trayecto de media vuelta inferior producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor (20) mediante unos primeros medios de guía;

c) guiar unos movimientos de atraso del correspondiente grupo de masas móviles respecto a una referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta ascendente y de adelanto del grupo de masas móviles respecto a dicha referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta descendente producidos por efecto de la gravedad al girar el rotor (20) mediante unos segundos medios de guía;

d) utilizar dichos movimientos de atraso y adelanto de una o más de las masas móviles de cada grupo respecto a la estructura de soporte móvil (1) producidos por efecto de la gravedad para impulsar unos movimientos de alejamiento y acercamiento de al menos una masa móvil de cada grupo de masas móviles respecto a al menos otra masa móvil del grupo de masas móviles producidos en contra de la gravedad mediante unos medios de vinculación cinemática;

e) guiar dichos movimientos de alejamiento y acercamiento mutuo de las masas móviles del grupo de masas móviles producidos en contra de la gravedad mediante unos terceros medios de guía, habiendo sido dispuestos dichos primeros, segundos y terceros medios de guía y medios de vinculación cinemática de manera que el centro de masas de las masas móviles que se encuentran en el trayecto de media vuelta ascendente y los que se encuentran en el trayecto de media vuelta descendente están aproximadamente equilibrados respecto al eje de giro (9), por lo que dicha fuerza motriz externa necesaria para hacer girar el rotor (20) mientras las estructuras de soporte móviles (1) y las masas móviles se mueven respecto al rotor (20) por efecto de la gravedad es substancialmente la misma que sería necesaria para hacer girar el rotor (20) si las mismas masas fueran estacionarias respecto al rotor (20) en posiciones equilibradas; y

f) transformar los movimientos de la estructura de soporte móvil (1) respecto al rotor (20) producidos por efecto de la gravedad en trabajo mecánico mediante unos medios de generación de trabajo mecánico dispuestos entre cada estructura de soporte móvil (1) y una estructura del rotor (20).

12. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque comprende utilizar una pareja de masas móviles exterior e interior (3, 4) montada sobre cada estructura de soporte móvil (1) para cada uno de los grupos de masas móviles.

13. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque comprende configurar dichos segundos medios de guía en cada estructura de soporte móvil (1) a propósito para guiar unos movimientos de atraso de la correspondiente pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4) respecto a una referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta ascendente y de adelanto de la pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4) respecto a dicha referencia fija del rotor (20) durante un trayecto de media vuelta descendente producidos por efecto de la gravedad sobre al menos la pareja de masas móviles interior y exterior (3, 4).

14. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque comprende configurar además los segundos medios de guía a propósito para que la posición radial de la masa móvil exterior (3) de cada pareja permanezca aproximadamente constante respecto a la correspondiente estructura de soporte móvil (1).

15. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque comprende configurar los terceros medios de guía en cada estructura de soporte móvil (1) a propósito para guiar unos movimientos de alejamiento y acercamiento de la masa móvil interior (4) a la masa móvil exterior (3).

16. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque comprende configurar y conectar dichos medios de vinculación cinemática en cada estructura de soporte móvil (1) a propósito para que el movimiento de atraso la masa móvil exterior (3) producido por la gravedad ocasione el movimiento de alejamiento de la masa móvil interior (4) de la masa móvil exterior (3) en contra de la gravedad y el movimiento de adelanto la masa móvil exterior (3) producido por la gravedad ocasione el movimiento de acercamiento de la masa móvil interior (4) a la masa móvil exterior (3) en contra de la gravedad.

17. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende utilizar cilindros hidráulicos conectados por un circuito hidráulico cerrado como los medios de vinculación cinemática.

18. Procedimiento, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque comprende utilizar cilindros hidráulicos como medios de generación de trabajo mecánico.