Dispositivo para recuperación de energía de presión.

Dispositivo para recuperación de energía que comprende:

una membrana (3) en polímero electroactivo;

un accionador (5) móvil en traslación según una primera dirección (F) no paralela al plano medio de lamembrana;

un órgano (7, 9) de conversión del movimiento del accionador en un movimiento de estiramiento de la membranasegún por lo menos una segunda dirección (D1) del plano medio de la membrana;

caracterizado porque comprende unos medios (31; 41) de polarización de la membrana que comprenden unelectreto.

Dispositivo para recuperacion de energia de presion.

Campo de la invencion La presente invencion se refiere a un dispositivo para la recuperacion de energia adaptado para convertir la energia mecanica de una fuerza de presion ejercida sobre un accionador en energia electrica.

Exposicion de la tecnica anterior

Se ha propuesto integrar unos dispositivos de recuperacion de energia en diversos objetos susceptibles de sufrir una fuerza de presion ejercida por un usuario, por ejemplo un interruptor con boton pulsador, una bascula para personas, un mando a distancia, un pedal de bicicleta, etc.

Los dispositivos para recuperacion de energia de presion habituales comprenden un accionador movil en traslacion bajo el efecto de la fuerza de presion ejercida por el usuario, y un convertidor piezoelectrico o electromagnetico para transformar la energia mecanica relacionada con el movimiento de traslacion del accionador en energia electrica. Se observara que se entiende en la presente memoria por accionador un organo de accionamiento a traves del cual la fuerza mecanica a explorar es transmitida al convertidor. Sin embargo, dichos sistemas pueden ser generalmente utilizados tambien como convertidores electromecanicos. En este caso, el dispositivo es alimentado con energia electrica, y convierte esta energia en energia mecanica, provocando el desplazamiento del accionador. Un inconveniente de estos dispositivos reside en el bajo rendimiento de los convertidores piezoelectricos o electromagneticos utilizados. A titulo de ejemplo, cuando se ejerce una fuerza de 10 N sobre un interruptor con boton pulsador adaptado para sufrir un desplazamiento de 3 mm, la cantidad de energia mecanica disponible es de 30 mJ. Los dispositivos actuales permiten proporcionar como mucho 0, 2 a 0, 5 mJ de energia electrica util, o sea un rendimiento inferior a 2%. Otro inconveniente de estos dispositivos reside en el numero de piezas relativamente importante necesario para su fabricacion. La solicitud internacional WO 01/65615 describe unos transductores que utilizan unas membranas en polimero electroactivo para convertir la energia mecanica en energia electrica.

Sumario Asi, un objetivo de un modo de realizacion de la presente invencion es prever un dispositivo para recuperacion de energia que evita la totalidad o parte de los inconvenientes de las soluciones existentes. Un objetivo de un modo de realizacion de la presente invencion es prever un dispositivo para recuperacion de energia de presion que presenta un mejor rendimiento que las soluciones existentes. Un objetivo de un modo de realizacion de la presente invencion es prever un dispositivo de este tipo adaptado para 45 ser integrado facilmente a cualquier tipo de objeto susceptible de sufrir una fuerza de presion exterior. Un objetivo de un modo de realizacion de la presente invencion es prever dicho dispositivo facilmente adaptable a cualquier tipo de objeto de uso corriente. Un objetivo de un modo de realizacion de la presente invencion es prever dicho dispositivo facil de realizar con pocas piezas. Asi, un modo de realizacion de la presente invencion preve un dispositivo para recuperacion de energia que comprende: una membrana en polimero electroactivo; un accionador movil en traslacion segun una primera 55 direccion no paralela al plano medio de la membrana; un organo de conversion del movimiento del accionador en un movimiento de estirado de la membrana segun por lo menos una segunda direccion del plano medio de la membrana; y unos medios de polarizacion de la membrana que comprenden un electreto. Segun un modo de realizacion de la presente invencion, el organo de conversion convierte ademas el movimiento del accionador en el movimiento de estiramiento de la membrana segun por lo menos una tercera direccion del plano medio de la membrana. Segun un modo de realizacion de la presente invencion, este organo comprende por lo menos dos primeros brazos rigidos, moviles en rotacion alrededor de un primer eje solidario al accionador y aproximadamente octogonal a las 65 primera y segunda direcciones, estando los dos primeros brazos unidos a la membrana respectivamente en dos puntos distintos de la segunda direccion.

Segun un modo de realizacion de la presente invencion, el organo de conversion comprende ademas por lo menos dos segundos brazos rigidos, moviles en rotacion alrededor de un segundo eje solidario al accionador y aproximadamente ortogonal a las primera y tercera direcciones, estando los dos segundos brazos fijados a la membrana respectivamente en dos puntos distintos de la tercera direccion.

Segun un modo de realizacion de la presente invencion, el dispositivo para recuperacion de energia comprende ademas unos medios de retorno hacia una posicion de reposo.

Segun un modo de realizacion de la presente invencion, el electreto esta posicionado bajo la membrana y forma una superficie que coincide aproximadamente, en vista por encima, con la membrana, y que presenta un relieve ondulado en unos planos ortogonales a la membrana.

Segun un modo de realizacion de la presente invencion, el electreto es de Teflon cargado.

Otro modo de realizacion de la presente invencion preve un interruptor con boton pulsador que integra un dispositivo para recuperacion de energia tal como el mencionado mas arriba.

Breve descripcion de los dibujos Estos asi como otros objetivos, caracteristicas y ventajas, seran expuestos en detalle en la descripcion siguiente de modos de realizacion particulares dada a titulo no limitativo en relacion con las figuras adjuntas, en las que:

la figura 1A es una vista en seccion que ilustra de manera esquematica y parcial un modo de realizacion de un dispositivo para recuperacion de energia de presion;

la figura 1B es una vista por encima esquematica y parcial del dispositivo de la figura 1A;

las figuras 2A y 2B son unas vistas en seccion que ilustran de manera esquematica el dispositivo para recuperacion de energia de las figuras 1A y 1B, respectivamente en unas primera y segunda posiciones de funcionamiento;

la figura 3 es una vista en seccion que ilustra de manera esquematica otro modo de realizacion de un dispositivo para recuperacion de energia de presion;

la figura 4A es una vista en perspectiva que representa de manera esquematica y parcial una variante de realizacion del dispositivo para recuperacion de energia de la figura 3;

la figura 4B es una vista en seccion esquematica y parcial del dispositivo de la figura 4A; y

la figura 5 es una vista en seccion que representa de manera esquematica y parcial una variante de realizacion del dispositivo para recuperacion de energia de las figuras 4A y 4B.

Descripcion detallada En aras de la claridad, los mismos elementos han sido designados por unas mismas referencias en las diferentes figuras y, ademas, las diversas figuras no estan dibujadas a escala.

Se propone en la presente memoria un dispositivo para recuperacion de energia adaptado para convertir una fuerza de presion en energia electrica, con la ayuda de la membrana en polimero electroactivo.

Se conocen unas membranas flexibles deformables que recurren a unos polimeros electroactivos, y mas particularmente a los polimeros dielectricos, capaces de trasformar una deformacion mecanica que las mismas sufren en una energia electrica. Tipicamente, una pelicula de polimero forma el dielectrico de un elemento capacitivo variable y esta intercalada entre dos electrodos flexibles.

En modo convertidor electromecanico, cuando se aplica una tension a la estructura asi formada (polimero + electrodos) , esta ultima se estira en el plano y se contrae segun su espesor. El modo convertidor mecanoºelectrico, el principio de conversion es un principio electroestatico o sea una variacion de la energia almacenada en el seno de una capacidad variable segun tres direcciones (plano y espesor) . Esta variacion de capacidad es inducida por un movimiento mecanico (vibraciones, fuerzas, etc.) . Los polimeros dielectricos son por tanto unos materiales pasivos que necesitan la realizacion de un ciclo energetico para convertir la energia mecanica en electricidad. El polimero se deforma y despues se carga. Una energia electrica inicial se almacena en la capacidad formada por el polimero dielectrico. Despues, el polimero se mueve mecanicamente, la capacidad varia de tal manera que la energia electrica almacenada se amplifique. Esta fase, denominada fase activa, se realiza generalmente con carga Q constante o con tension V constante. Despues, se retira la energia electrica del polimero y este ultimo encuentra de nuevo sus dimensiones de origen.

La energia electrica que resulta de ello puede ser tratada y conformada por un sistema apropiado para alimentar un dispositivo anexo o almacenada. Los ciclos electricos... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para recuperacion de energia que comprende:

una membrana (3) en polimero electroactivo;

un accionador (5) movil en traslacion segun una primera direccion (F) no paralela al plano medio de la membrana;

un organo ( º, 9) de conversion del movimiento del accionador en un movimiento de estiramiento de la membrana segun por lo menos una segunda direccion (D1) del plano medio de la membrana;

caracterizado porque comprende unos medios (31; 41) de polarizacion de la membrana que comprenden un electreto.

2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, en el que dicho organo convierte ademas el movimiento del accionador (5) en un movimiento de estiramiento de la membrana segun por lo menos una tercera direccion (D2) del plano medio de la membrana.

3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho organo comprende por lo menos dos primeros brazos rigidos (ºa, c) , moviles en rotacion alrededor de un primer eje solidario del accionador y aproximadamente ortogonal a las primera y segunda (D1) direcciones, estando los dos primeros brazos unidos a la membrana respectivamente en dos puntos distintos (9a, 9c) de la segunda direccion (D1) .

4. Dispositivo segun la reivindicacion 3, en su dependencia de la reivindicacion 2, en el que dicho organo comprende ademas por lo menos dos segundos brazos rigidos ( ºb, ºd) , moviles en rotacion alrededor de un segundo eje solidario al accionador y aproximadamente ortogonal a las primera y tercera (D2) direcciones, estando los dos segundos brazos fijados a la membrana respectivamente en dos puntos distintos (9b, 9d) de la tercera direccion (D2) .

5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende ademas unos medios de retorno (23) hacia una posicion de reposo.

6. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el electreto (31) esta posicionado bajo la

membrana (3) y forma una superficie que coincide aproximadamente, en vista por encima, con la membrana, y que presenta un relieve ondulado en unos planos ortogonales a la membrana.

º. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual el electreto (31; 41) es de Teflon cargado.

. ºnterruptor con boton pulsador que integra un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a .