ES1062446U - Aparato para obtencion de energia electrica desde el pendulo. - Google Patents

Abstract

1. Aparato para obtener energía eléctrica desde el péndulo, caracterizado por disponer de un regulador de tiempo formado por un torno y sus pesas (1), o un resorte, para mover el tren de engranajes (2), la rueda catalina y su áncora de escape (3), y mantener las oscilaciones de los brazos (6) del péndulo (7).

Description

Aparato para obtención de energía eléctrica desde el péndulo.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere al diseño y aprovechamiento de los mecanismos adecuados para obtener energía eléctrica, de las oscilaciones del péndulo.

Antecedentes de la invención

El péndulo es un cuerpo grave o pesado que puede oscilar suspendido de un punto por un hilo o una o varias varillas. Se conocen variedad de péndulos como el péndulo o péndula del reloj. El péndulo astronómico o sidéreo que se emplea en los observatorios para marcar el tiempo sidéreo. El balístico empleado en el ejercito para averiguar la velocidad de los proyectiles. El cicloidal, aquel en que la trayectoria del punto pesado es una cicloide. El cónico, que pendiente de un hilo describe un movimiento circular y traza la superficie de un cono de revolución. El eléctrico que es una esferita de sustancia muy ligera, como la médula de saúco, que colgada de un hilo de seda indica que un cuerpo está electrizado, si al aproximarlo a ella se desvía de su posición. El péndulo hidrométrico usado para calcular la velocidad de una corriente de agua. El péndulo reversible o de inversión, aquel en que el eje de oscilación y el de suspensión son recíprocos. El matemático es el imaginario que consta de un punto pesado pendiente de un hilo fijo en un centro de suspensión carente de todo roce. Los columpios usados para diversión y recreo, y las hamacas que suspendidas por sus extremos quedan pendientes en el aire y sirven de cama y columpio, también se les puede llamar péndulos.

Ninguno de estos péndulos tiene el uso, la utilidad, y las ventajas que obtenemos de nuestro aparato, para aprovechar las energías potencial-gravitatoria, y cinética de las oscilaciones de un péndulo y cambiarlas en energía eléctrica.

Descripción de la invención

En las centrales hidroeléctricas se aprovecha la energía potencial-gravitatoria del peso del agua retenida en un embalse y, moviéndola, hacerla energía cinética "Energía Hidráulica" con la turbina, que a su vez mueve, al rotor o eje del generador eléctrico, y la convierte en energía eléctrica y así obtenemos la Energía Hidroeléctrica.

El aire en reposo, (como todos los cuerpo sobre la superficie de la tierra) también tiene peso, es decir, energía potencial-gravitatoria, que al moverse y hacerse viento, se convierte en. energía cinética que llamamos "Energía Eólica". Esta energía cinética, recibida por las aspas del molino, se transmite al rotor del generador eléctrico y obtenemos energía eléctrica de la energía cinética del viento.

En nuestro invento también aprovechamos la enorme energía de la atracción de la Tierra sobre todos los cuerpos, que es la energía potencial-gravitatoria, es decir el peso. Con las oscilaciones del cuerpo pesado de un péndulo, (igual que generan las turbinas con el agua, energía hidráulica, y las aspas del molino con el aire, la energía eólica), generaremos, con las oscilaciones de un péndulo, la "Energía Pendular" y con esta energía pendular, aplicada al rotor de un generador eléctrico, obtendremos la energía eléctrica de la forma que luego veremos:

La estructura del aparato que presento consta de las siguientes partes:

1ª.- De un regulador de tiempo. Está compuesto por un torno con sus pesas que le dan la energía potencial aplicada, (como en un sistema de relojería), a mover un tren de engranajes que termina en rueda catalina y áncora de escape, que, a su vez, actúan en los brazos y el eje de suspensión del péndulo, de manera que impulsa, diente a diente, el movimiento pendular y lo mantiene marcando el ritmo de las oscilaciones del péndulo.

2ª.- Del péndulo. Está compuesto por un cuerpo pesado que pende de una o varias varillas o brazos que giran suspendidos de un eje horizontal, elevado a altura estudiada y conveniente y mantenido sujeto a un techo. El cuerpo pesado o base de péndulo, consta de dos cremalleras o planchas paralelas que tienen sus dientes equidistantes para engranar con los dientes de un piñón libre. La cremallera superior con los dientes hacia abajo, y la cremallera inferior con los dientes hacia arriba. La separación entre ellas es la adecuada a las dimensiones del piñón que se moverá entre ellas. Están unidas por los extremos. La cremallera inferior prolonga su base con el cuerpo macizo cuyo peso es el que da la fuerza al péndulo.

3ª.- De un piñón libre conductor. Que situamos, en el centro de gravedad del péndulo. Independiente. Solo torna contacto con las cremalleras del péndulo al pasar en sus oscilaciones. El piñón engrana con sus propios dientes en los dientes de las cremalleras en la forma que luego decimos. El eje del piñón está colocado en forma perpendicular a las oscilaciones del péndulo, para recibir en los dientes el empuje o las líneas de fuerza del péndulo. Los dientes del piñón son abatibles. Se mantienen levantados y salientes por un pequeño muelle o resorte, para que puedan engranar alternativamente en una de las cremalleras que le pasan por encima y por debajo con las oscilaciones del péndulo, como luego veremos.

En el núcleo o parte central del piñón está la abertura para recibir el eje del rotor del generador eléctrico, (sea alternador o dinamo), con el que encaja formando un bloque de giro.

4ª.- Un generador eléctrico. Adecuado o apropiado a las condiciones, dimensiones y capacidades del péndulo y al servicio que esperamos de él. El eje rotor del generador eléctrico penetra en el hueco del núcleo del piñón, para girar y recibir la energía pendular que le van transmitiendo el péndulo con sus oscilaciones y él piñón con sus vueltas.

Funcionamiento del aparato

Tenemos en la parte superior, un dispositivo regulador de tiempo como el conocido para funcionamiento de los relojes de pesas, que usaremos para mantener el movimiento de oscilación del péndulo y no acabe parándose. Consta de un torno del que penden los cables o cadenas con las pesas cuya energía potencial, su peso, hacen girar al torno, éste a la corona de engranaje de la 1ª rueda del tren; esta primera a la 2ª, la 2ª a la 3ª... hasta llegar a la rueda catalina de escape, situada en el eje de suspensión del péndulo, que recibe, alternativamente el impulso y la retención que le imprime el áncora de escape produciendo estos dos efectos:

1º Impulsando el movimiento oscilatorio del péndulo para que no se pare y

2º Fijando el ritmo de las oscilaciones, con el paso diente a diente, de forma regular y continua, mientras el tomo conserve la energía de las pesas, y funciona así:

Si tenemos al péndulo parado en su centro de gravedad, todo está quieto, toda la energía del aparato es potencial gravitatoria, su peso. Pero si damos un empujón al cuerpo pesado del péndulo, apartándolo de su centro de gravedad, cambiamos su energía potencial en energía cinética o de movimiento que permanecería indefinidamente moviéndose a no ser por los roces y oposición del aire. Pero para compensar estos roces y oposición, hemos aplicado a los brazos y eje de suspensión del péndulo la energía del regulador de tiempo, de forma que el péndulo no se parará mientras el regulador le comunique su energía, con sus pesas, el torno, el tren de engranajes, la catalina y áncora de escape.

Ya tenemos al péndulo oscilando en movimiento de balanceo o vaivén. Como las cremalleras tienen engranados sus dientes en los dientes del piñón, al moverse el péndulo, hace girar al piñón en una dirección, á la derecha, y es la cremallera superior la que mueve al piñón, en el sentido de las agujas del reloj, hasta que el péndulo llegue al punto de máxima altura. ¿Qué ha pasado con los dientes del piñón situados en la parte inferior al mismo tiempo? Que al ir el péndulo hacia la derecha solo engranan los dientes del piñón con la cremallera superior, y los dientes del piñón de la parte inferior son abatidos o rebajados suavemente por la cremallera inferior. Pero el péndulo no se para y ahora hace su movimiento hacia la izquierda con estos resultados: La cremallera inferior presenta sus dientes al piñón y éste recibe el empuje y las líneas de fuerza por debajo apoyando al giro del piñón en la misma dirección y sentido. Al mismo tiempo la cremallera superior va abatiendo los dientes del piñón por encima.... Así se aprovechan las oscilaciones del péndulo, y su energía pendular, mientras el péndulo reciba la energía del regulador de tiempo, y éste conserve su "cuerda".

En resumen, el movimiento oscilatorio del péndulo aplicado el piñón libre hace que éste gire siempre en el mismo sentido.

De la misma manera que en el caso de la energía hidráulica, el giro de la turbina aplicado al generador produce la energía hidroeléctrica, y en el caso de la energía eólica, el giro de las aspas del molino mueven el rotor del generador, también en nuestro caso, la energía pendular aplicada al giro del piñón libre y del generador eléctrico, ha de causar el mismo efecto: la energía eléctrica.

No se considera hacer más extensa la descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos, serán susceptibles de variación, siempre y cuando ello no suponga una alteración de la esencialidad del invento. Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se verán más fácilmente las innovaciones y ventajas del aparato objeto de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 Muestra una vista en perspectiva, con el regulador de tiempo y generador eléctrico.

La Figura 2 Muestra una vista en perspectiva del péndulo y cremalleras.

La Figura 3 Muestra una vista en perspectiva del piñón y su situación.

En dichas figuras las referencias corresponden a:

1.-

Torno y pesas del regulador de tiempo

2.-

Tren de engranajes con sus ruedas 1ª, 2ª,y 3ª

3.-

Ancora y rueda catalina de escape

4.-

Techo y brazos que soportan los ejes

5.-

(A) Eje de suspensión del péndulo (B) Eje de engranajes

6.-

Brazos o varillas del péndulo

7.-

Cuerpo pesado del péndulo

8.-

Cremalleras superior e inferior

9.-

Piñón libre de dientes abatibles

10.-

Flechas indicando las líneas de fuerza del péndulo

11.-

Hueco en el núcleo del piñón para recibir el eje del generador

12.-

Eje del generador eléctrico

13.-

Generador de energía eléctrica.

Realización preferida de la invención

En el regulador de tiempo, Figura 1, se señala el torno y sus pesas, con el número 1. La rueda dentada del torno engrana con la central de la 1ª rueda del tren de engranajes, nº 2-1ª, con estos efectos: Por ejemplo: Si la rueda dentada del torno tiene 100 dientes, y la central de la 1ª rueda de engranaje tiene diez dientes, cada vuelta que da el torno obliga a la 1ª rueda a dar 10 vueltas. Si esta 1ª rueda tiene en su periferia 100 dientes, al dar las diez vueltas se mueven 100 X 10 igual a 1000 dientes. En la 2ª rueda 2-2ª, moveremos 1000 X 10 = 10.000 dientes. En la 2-3ª se moverán 10.000 X 10 = 100.000 dientes, y en la rueda catalina nº 3 lo harán 100.000 X 10 = 1.000.000 de dientes, ...por cada vuelta del torno. Así establecemos un tiempo de permanencia en las oscilaciones del péndulo, Si cada oscilación del péndulo es de un segundo y se mueve un diente en la catalina y en el áncora de escape, cada vuelta del torno durará un millón de segundos, igual a 277 horas que son 11 días y medio. El trabajo para dar la "cuerda" o mantenimiento al regulador de tiempo es ...ínfimo, insignificante y consiste en subir la pesa que haya descendido hasta el suelo y subirla de nuevo cerca del torno.

Colgados de un techo, nº 4, bajan los soportes que aguantan y sostienen a los ejes de rotación del regulador de tiempo que son: el eje de suspensión del péndulo 5-(A), y el eje de engranajes 5-(B) Conviene proveer de rodamientos a los ejes de las ruedas para mejor funcionamiento y ahorrar energía en los roces.

El péndulo, cuyos brazos o varillas, Figura 2 y nº 6, giran suspendidos del eje de suspensión 5-(A), y accionan con su movimiento de vaivén el áncora de escape nº 3, que, en cada oscilación, con uno de sus extremos recibe y retiene un diente en la rueda catalina, al mismo tiempo que, con el otro extremo, suelta un diente de la misma rueda catalina. De esta forma el péndulo admite la energía de las pesas del torno diente a diente, y le permite seguir funcionando sin pararse y venciendo los obstáculos del roce del eje y la oposición del aire en su movimiento.

El cuerpo pesado nº 7, es el que proporciona la energía al péndulo, por lo que la potencia o fuerza motriz del aparato, está en relación directa con el peso del péndulo, a mayor peso del cuerpo, mayor capacidad de trabajo de la máquina.

Las cremalleras nº 8 se mantienen paralelas, con la separación adecuada al diámetro del piñón libre. Los dientes son equidistantes entre si y también a los dientes del piñón, nº 9, para engranar por la parte superior del piñón cuando la oscilación del péndulo va de izquierda a derecha y engranar por la parte inferior del piñón cuando el péndulo va de derecha a izquierda.

El piñón es libre, es decir que puede desengranarse, porque sus dientes son abatibles, cuando su sentido de giro es contrario al empuje de la cremallera y a sus líneas de fuerza, nº 10. El piñón tiene en su núcleo una abertura nº 11 para alojar al eje nº 12, del rotor del generador eléctrico, nº 13 y transmitirle la energía de rotación en el giro continuado y seguro del piñón.

Claims (2)

1. Aparato para obtener energía eléctrica desde el péndulo, caracterizado por disponer de un regulador de tiempo formado por un torno y sus pesas, (1) o un resorte, para mover el tren de engranajes, (2) la rueda catalina y su áncora de escape, 3, y mantener las oscilaciones de los brazos (6) del péndulo (7).

2. Aparato para obtener energía eléctrica desde el péndulo, según reivindicación anterior, caracterizado por utilizar la energía potencial-gravitatoria y cinética de las oscilaciones del péndulo (7) que es Energía Pendular, y disponer de un cuerpo pesado con una doble cremallera, (8) para, con sus dientes, engranar en los dientes de un piñón libre, (9) que girará siempre en el mismo sentido, y presenta, en su núcleo central, la abertura (11) para alojar el eje (12) de un generador eléctrico (13) que girando, transforma la Energía Pendular, que recibe de las oscilaciones del péndulo y del piñón libre, en Energía Eléctrica.