ES2225080T3 - Dispositivo para obtener energia electrica a partir de la energia cinetica de vehiculos. - Google Patents
Dispositivo para obtener energia electrica a partir de la energia cinetica de vehiculos.Info
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Abstract
Dispositivo para obtener energía eléctrica a partir de la energía cinética de vehículos, que comprende - al menos un recipiente de presión para un fluido que se puede disponer en una calzada, cuyo recipiente de presión (13, 22) presenta al menos una cámara de presión (89, 90, 91) que puede ser comprimida en dirección sustancialmente perpendicular a la calzada, - al menos un circuito de circulación para el fluido, siendo la cámara de presión (89, 90, 91) un componente del circuito de circulación del fluido, - al menos una unidad de turbina/generador (86, 85) dispuesta en el circuito de circulación del fluido y destinada a obtener energía eléctrica a partir del flujo del fluido, caracterizado porque el recipiente de presión está construido como un cajón alargado (13, 22) que se extiende en la dirección de la calzada y en cuyos lados delantero y trasero desembocan tuberías (33) para el circuito de circulación del fluido.
Description
Dispositivo para obtener energía eléctrica a
partir de la energía cinética de vehículos.
¡Energía eléctrica en las calles y
carreteras!.
En nuestro tiempo, aprovechamos muchas fuentes de
generación de energía eléctrica, pero pocas fuentes puras que no
trastornen la ecología del espacio vital. Por ejemplo:
Las fuentes eólicas. El paisaje está cubierto con
incalculables cantidades de centrales eléctricas eólicas; o bien con
colectores solares. Esto no causa buena impresión. Asimismo, la
construcción de centrales eléctricas hidráulicas representan una
injerencia importante en el espacio vital. En primer lugar está la
construcción de centrales atómicas y centrales de carbón.
El consumo mundial de energía aumenta. En la
perspectiva del consumo de 1994 la Agencia Internacional de la
Energía (IEA) estima el consumo de energía en los países
industrializados hasta el año 2010 con un aumento del 50%.
Igualmente, aumenta la emisión de materias contaminantes en el mismo
horizonte de tiempo. Yo veo la solución en el aprovechamiento de
las fuentes no tradicionales de energía eléctrica en la mayor
medida posible.
La solución propuesta que aquí presento concierne
al aprovechamiento de las calles y carreteras actuales. Estas están
siempre abarrotadas con muchos automóviles que representan un flujo
de energía desaprovechado.
Se conoce ya por la patente
US-A-4,409,489 un dispositivo para
obtener energía eléctrica a partir de la energía cinética de
vehículos, como el que se define en el preámbulo de la
reivindicación 1. Partiendo de esto, el cometido de la presente
invención puede verse en la mejora de este dispositivo conocido.
a) nulo daño de la presente naturaleza;
b) nula impurificación del espacio vital, de las
aguas freáticas superiores y de las aguas freáticas inferiores;
c) nula impurificación física y química por
elementos residuales, por ejemplo uranio o dióxido de carbono,
etc..
Otra ventaja es el aprovechamiento y la
contribución del transporte de automóviles al nuevo proceso
ecológico. En esto veo un gran futuro.
1) El espacio vital no es amenazado por
exhalaciones químicas.
2) Debido a su situación no se daña el terreno
circundante.
3) Ayuda con su energía sin un proceso
prolongado.
4) Conduce a mayor seguridad en el tráfico.
5) Debido a su principio, aprovecha una nueva
fuente de energía.
6) AKEK es económica.
7) Construcción sencilla.
8) El montaje es posible en centros urbanos, en
los pasos elevados de carreteras y ferrocarriles, en calles y
carreteras con gran pendiente.
9) AKEK utiliza cualquier coche 4x.
10) Principio económico y ecológico de
frenado.
11) Se pueden preparar automóviles de todo tipo
sin diferencia y sin variación.
Se basa en el mismo sistema que, por ejemplo, el
establecimiento de un jardín. Imaginémonos una manguera de goma, de
un metro de longitud, que está atornillada por un extremo a una
tubería de agua. Por el otro lado se encuentra al descubierto sobre
el suelo. Coloquemos la manguera sobre un grifo abierto de modo que
fluya agua por el otro extremo. Cerramos el grifo. Ya no fluye agua.
Pisamos entonces sobre la manguera y observamos el extremo libre. A
cada pisada se proyecta agua desde el extremo libre. Podemos repetir
esto siempre que haya agua en la
manguera.
manguera.
Sobre la base de este principio se han dibujado
las mangueras de presión (89+90+91).
La posición correcta de los paneles derecho e
izquierdo (13+22) desempeña el cometido principal e influye sobre
toda la potencia y duración de la AKEK. La central eléctrica se
construye sobre el principio de que toma de cada coche un cierto
porcentaje de la energía cinética que es igual a la relación directa
de su resistencia.
Para observar este principio y no actuar
negativamente, se tienen que observar las reglas siguientes:
1) Montaje: Montar solamente en los sitios en los
que tiene que reducirse la velocidad: a) por motivos de seguridad o
b) en otras regulaciones, por ejemplo la salida de autopistas,
carreteras principales, en los cruces de calles y carreteras,
delante de colegios, centros comerciales o centros urbanos, en donde
está prescrita la reducción de la velocidad, y en el centro de una
atmósfera de niebla espesa.
2) Sobre las calles y carreteras con planos
inclinados. Esto significa que los coches que vienen de arriba
tienen que reducir, por motivos de seguridad, su velocidad.
3) Montaje de la AKEK en otros pasos en los que
está prescrita la reducción de la velocidad.
Cada auto deberá circular por el carril óptimo
sobre los paneles en S R+L (derecho+izquierdo) (13+22). Tenemos que
identificar la calzada en la sección dada, por ejemplo por medio de
líneas visibles. Con este método limitamos el recorrido de los
automóviles sin que estos se desplacen hacia los lados.
La máxima carga se coloca prácticamente sobre
todo el perímetro circunferencial en los paneles en S derecho +
izquierdo (13+22), en donde se tiene que poder realizar el cambio
sencillo y fácil de los paneles para las reparaciones. Por este
motivo, se construyen los paneles para esta carga, concretamente en
forma de sencillas piezas que se fijan libremente una a otra, así
como en los vehículos de la cinta de
producción.
producción.
Tomemos en consideración que el coche se mueve
con la velocidad (v1) y tiene la energía cinética:
E_{k_{1}} =
\frac{1}{2}mv_{1}^{2}
Cuando el coche se mueve en contra de la
dirección de la velocidad (v1) y tiene la energía cinética con la
fuerza constante (F), panel en S R+L (13+22), su velocidad se
convierte en la velocidad (v2) y la energía cinética adquiere el
valor
E_{k_{2}} =
\frac{1}{2}mv_{2}^{2}
Los paneles en S R+L (13+22) ejercen entonces,
debido a la fuerza actuante (F), el trabajo mecánico, el cual
corresponde a la variación de la energía cinética:
E_{k_{2}} -
E_{k_{1}} = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} - \frac{1}{2}mv^{2}_{1} = \Delta
E_{k}
La variación de la energía cinética del coche AEK
es igual al trabajo mecánico (W) y a la fuerza actuante, siendo:
\Delta E_{k} =
W
Cuando tomamos en consideración también que las
ruedas del coche desarrollan al mismo tiempo el movimiento de
desplazamiento y la rotación, la energía cinética es:
E_{k} =
\frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}J \omega
^{2}
En la fase inicial las ruedas de cada coche pasan
primero sobre el recipiente de presión (96) que se rellena
constantemente con agua (como puede verse en las Figuras 1+2) y que
compensa la disminución de la cantidad de agua en la tubería de
presión. El coche entra con sus ruedas en el panel en S
derecho-izquierdo (13+22), sobre el cual está
montada la lámina de cubierta (88). Esta tiene la misión de reducir
la resistencia entre las ruedas del coche y la tubería de presión
(89+90+91) y protege al mismo tiempo contra daños desde el lado
exterior superior. (Véase la diferencia visible en las Figuras
5+6). En el interior de los paneles en S derecho + izquierdo
(13+22) está en toda su longitud la tubería de presión (89+90+91).
Debido a la influencia de la energía cinética y del peso del coche
que esta tubería transmite a las ruedas, éstas presionan el agua
hacia la tubería bajo una elevada presión.
La presión del agua fuera de la tubería de
presión (89+90+91) se transforma positivamente debido a su montaje
en forma de la letra S y también en las curvas semicirculares que se
unen en serie en toda la longitud de los tubos. Esto significa que
la energía cinética del coche actúa en la dirección directa de su
movimiento y viene proporcionada por su velocidad y el peso del
coche, que es más corto en relación con la longitud de la tubería
de presión (89+90+91). Esta tubería de presión está montada
fijamente con la inserción de panel (92), de modo que no puede
moverse lateralmente al pasar el coche.
La inserción de panel (92) sirve también como
cubierta de junta y de retención de la tubería de presión
(89+90+91). Los paneles en S derecho e izquierdo (13+22) tienen una
placa inferior (93) que tiene también una superficie lisa y protege
la tubería de presión (89+90+91) contra daños.
El agua así solicitada con presión es dejada
pasar paralelamente bajo una elevada presión, a través de una
válvula de una vía (43), hacia las mangueras de presión (33), las
cuales se extienden hacia fuera de los paneles en S derecho e
izquierdo (13+22). Las mangueras (33) están conectadas también a la
válvula central (53) y, además, al distribuidor (60), en donde se
pueden utilizar dos variantes básicas A + B.
Variante
A
Se trata de un de un distribuidor de doble vía en
dos capas que está en condiciones de
a) a una presión suficiente, hacer posible un
flujo libre de los líquidos hacia el generador, y
b) a baja presión, cerrar el flujo fluctuante del
líquido y abrir el flujo a través de la válvula (63) de la caldera
de presión y, adicionalmente, hacia la caldera de la presión
(83).
Esta caldera deja que pase agua al hidrogenerador
(85) hasta el límite de presión ajustado. La caldera de presión está
asegurada contra sobrepresión por medio de una válvula de seguridad
(58). Dado que se trata de una construcción en serie de los
recipientes, éstos tienen que construirse para una sobrepresión
suplementaria del flujo por minuto del generador.
Variante
B
Fuente de presión con un hidrogenerador que puede
utilizarse para tres presiones diferentes. La presión más alta se
ajusta en la válvula de presión del hidrogenerador, y las presiones
bajas se conmutan escalonadamente por medio de un distribuidor (60)
cuando disminuye la demanda de la caldera de presión (83) con la
válvula (63) de dicha caldera de presión.
La naturaleza de los distribuidores (60) es
diferente, y éstos se ajustan a la construcción, potencia y etapa de
la automatización. El agua se hace pasar por diferentes procesos a
alta presión. La última fase es la de que pasa agua por una tobera
(80) que multiplica su presión y la transforma en máxima. La
posición óptima de la tobera (80) ajusta la presión del agua con
efecto máximo sobre los alabes de la turbina (86) a la que se une
el hidrogenerador (85) y desde el cual se conduce la corriente
eléctrica por la línea (113) hasta el transformador (100).
Asimismo, se conduce el agua a través del filtro de paso (87), que
mantiene el líquido (agua) en buen estado de funcionamiento, de modo
que se asegura una buena actividad de toda la instalación. El
requisito básico impuesto al filtro (87) es que éste tenga una
pérdida de presión mínima del orden de décimas de MPa. El líquido
(agua) continúa por la bomba de agua (99), que hace que retorne el
agua a través de la instalación de purga de aire (98), y prosigue
también por la válvula central (53), que distribuye el agua hacia
las tuberías (33) en los paneles en S derecho e izquierdo y que
cierran el perímetro de la central eléctrica.
Los mecanismos hidráulicos y neumáticos son una
parte de construcción importante, y los valores de aprovechamiento
son expresamente incrementados por la unión con los sistemas de
conducción electrónicos, se transfieren a toda la instalación y
aumentan así la productividad y la fiabilidad de toda la central
eléctrica. La determinación de la acción es cuestión de
experimentos. Aparte de los parámetros fácilmente mensurables, como
presión, flujo, número de revoluciones y par, se tiene que conocer
siempre el valor del volumen geométrico. En el futuro, se podrá
utilizar también en el área de la central eléctrica un
hidrogenerador auxiliar destinado a las muy bajas y altas
presiones.
Otro factor importante con el que podemos influir
sobre la potencia de la central eléctrica, es la dependencia directa
respecto de las válvulas de entrada, las válvulas de cierre y de
reducción y las válvulas de paso; igualmente, en la dependencia
respecto de las válvulas hidráulicas y las válvulas de reducción,
cuya activación es mecánica o eléctrica, las cuales tenemos que
introducir en el volumen y así las centrales eléctricas se pueden
construir según las condiciones especiales.
Veo la ventaja en la mejora de la función de las
mangueras de presión, tal como se ha dibujado con B+C en la Figura
11. Estas son las mangueras principales de gran diámetro y mangueras
adicionales de menor diámetro utilizadas solamente como complemento.
En el caso de un tráfico débil, trabajan solamente los tubos de
presión débiles. En el caso de un tráfico mayor se conectan también
los demás tubos de presión. En el caso de tráfico máximo, actúan
finalmente todas las mangueras, paneles en S izquierdo + derecho: Al
disminuir el tráfico en la dirección contraria se desconectan
diferentes mangueras de presión con ayuda:
A) de la pieza delantera
B) del ordenador que trabaja en cuesta abajo
sobre el sensor óptico eléctrico. Este está montado sobre la
calzada.
Figura 1) Sobre la Figura se encuentran todas las
piezas de las cuales se compone en panel en S R+L (13+22). Los tubos
de presión (89+90+91) se han dibujado en la dirección
horizontal.
Figura 2) Vista general de partes principales de
la AKEK de las que ésta se compone.
Figura 3) Principio de la distribución de las
fuerzas de los automóviles F1 y F2. Actúan sobre dos clases de
mangueras de presión A+B y A+C diferentes en promedio. La superficie
dibujada en negro debajo de las ruedas del coche designa la acción
de la deformación de las mangueras de presión, que expulsan el agua
en la misma dirección al final del panel. T2 es una fuerza mecánica
del coche, que actúa en la misma dirección que el coche y que es
perpendicular a la fuerza del coche F1.
Figura 4) Designa la función de la lámina de
cubierta (88) sobre los paneles en S R+L (13+22). Es muy importante
para reducir la fuerza de resistencia Fv, que se ha dibujado
progresivamente sobre ella sin lámina de presión (88). Se pueden
ver aquí claramente los tubos de presión (89+90+91). Las flechas
indican la dirección del movimiento (flujo del agua) por fuera de
los paneles.
Figura 5) Principio sin lámina de cubierta
(88)
El movimiento rotativo de las ruedas del coche
sobre las mangueras de presión no aseguradas (89+9+91) provoca la
fuerza de resistencia Fv. Esta actúa como fuerza de frenado en
contra de la dirección del movimiento de cada rueda del coche. Así,
se provoca la deformación de las mangueras de presión cuando se
obtiene la presión de aire Fn. La magnitud de la fuerza de
resistencia Fv es proporcional a la magnitud de la fuerza de presión
Fn ligada con la velocidad del coche. Por tanto, son evidentes la
finalidad y el principio de la lámina de presión (88).
Figura 6) Principio de la lámina de presión
(88)
Designa la función de la lámina de presión sobre
los paneles en S R+L (13+22). Es muy importante para reducir la
fuerza de resistencia Fv, la cual prosigue sobre la sección más
larga (S). Está presente aquí la misma calidad de la función de las
mangueras de presión (89+90+91) con el objetivo de la pequeña fuerza
de resistencia Fv incluso a las altas velocidades del coche.
Figura 7) Principio AKEK
Designa el alojamiento y la función de la central
eléctrica, en donde la columna del coche (108) tiene que frenar ya
de una vez la fuerza mecánica F en una dirección común a la entrada
en el cruce. La línea negra con las flechas designa el objeto
(regulación del agua).
Figura 8) Designa el alojamiento y la actividad
de la AKEK sobre el plano del disco con la columna del coche, que se
traslada en una dirección hacia abajo de izquierda a derecha.
Desarrollan por separado la energía eléctrica en función de la
fuerza de presión F1 de cada coche.
Figura 9) Designa la posición de los paneles en S
R+L (13+22) en la sección transversal de la calzada, la cual está
dividida en dos partes A+B.
A) Puede verse el panel en S derecho (13) que se
ajusta en sus medidas universalmente a todos los tipos de vehículos
(turismos + camiones) que se asienten sobre los tubos de presión
(89+90+91). La parte delantera muestra la dirección del
desplazamiento por ambos lados de los vehículos.
B) Vista en sección transversal de los paneles en
S izquierdos (22) en los que están instalados nuevos tubos de
presión (X). Estos están distribuidos de modo que corresponden
completamente a todos los grupos (turismos, camiones). Las Figuras
A+B designan solamente el principio del funcionamiento AKEK.
Figura 10) La línea gruesa de la Figura ilustra
el principio del movimiento de la rueda del coche en la dirección de
la flecha. Pasa primero por el recipiente de presión (96), en donde
presiona el agua hacia las mangueras de presión (89) y las rebasa,
concretamente en las secciones F1 y F2. Esta pequeña sección es
plenamente suficiente para la conversión de la pequeña cantidad de
energía eléctrica. Se piensa así que cada coche tiene o puede
recorrer el 100% sobre el mismo carril desde el principio hasta el
final del panel en S derecho + izquierdo (13+22).
Figura 11) Designa las formas clásicas A, B, C, D
del alojamiento de los tubos de presión en los paneles en S (13+22).
Se han dibujado aquí las posibilidades de las diferentes formas de
configuraciones, pero también diferentes diámetros de los tubos de
presión. Cada uno de estos grupos tiene su potencia característica
específica. Así podemos diferenciar las diferentes clases de
calzadas con miras a la potencia máxima de la central eléctrica.
Figura 11D) El diámetro de los tubos de presión
en los paneles en S disminuye del lado de entrada al lado de salida,
de modo que resulta una amplificación de presión que puede
aprovecharse en el lado del generador.
La central, tal como puede verse en la Figura 1,
se basa en el principio del volumen cerrado sobre el sistema de los
paneles en S derecho + izquierdo (13+22) a partir de la posibilidad
de unir los paneles unos con otros en serie o en paralelo en la
longitud y cantidad deseadas. No limita el número y la construcción
de los coches y transforma la energía cinética de los coches que
marchan libremente en la energía eléctrica.
Preferiblemente, los paneles en S derecho +
izquierdo (13+22) están instalados sobre y en la misma línea
horizontalmente con la calzada en una direc-
ción.
ción.
Asimismo, en los paneles (13+22) están instalados
preferiblemente tubos de presión (89+90+91). A través de éstos se
presiona el agua a consecuencia de la energía cinética y el peso del
coche y esta agua es impulsada hacia el interior de los tubos en la
dirección de marcha del coche, que es más corto que los tubos de
presión (89+90+91).
Sobre la superficie de los paneles en S derecho +
izquierdo (13+22) puede estar fijada una lámina de cubierta (88) que
protege la tubería de presión (89+90+91). La lámina de cubierta (88)
está provista de una superficie antirresbalamiento (94) en su lado
exterior.
Para homogeneizar el flujo de agua puede estar
instalado delante de los paneles en S derecho + izquierdo (13+22) un
recipiente de presión (96) mediante el cual llega agua a los tubos
de presión (89+90+91) a través de válvulas de una vía (43).
Preferiblemente, está prevista una inserción de
panel que sirve de cubierta de junta y de sujeción de la tubería de
presión. Esta puede estar asegurada en la superficie inferior por
medio de una placa inferior y tiene preferiblemente también una
superficie lisa (95) en la dirección de la tubería de presión.
| 13 | Panel en S derecho |
| 22 | Panel en S izquierdo |
| 33 | Tuberías |
| 43 | Válvula de entrada |
| 53 | Válvula central |
| 58 | Válvula de seguridad |
| 62 | Tornillo de sujeción |
| 80 | Tobera |
| 85 | Hidrogenerador |
| 87 | Filtro |
| 89 | Tubería de presión derecha 4b |
| 91 | Tubería de presión izquierda |
| 93 | Placa inferior |
| 95 | Superficie lisa |
| 98 | Instalación de purga de aire |
| 100 | Transformador |
| 105 | La calle o carretera |
| 106 | Circulación de agua |
| 108 | El coche |
| 112 | La rueda del coche |
| 113 | Línea eléctrica |
| 60 | Distribuidor 0 |
| 63 | Válvula de la caldera de presión |
| 83 | Caldera de presión |
| 86 | Turbina |
| 88 | Lámina de cubierta |
| 90 | Tubería de presión central |
| 92 | Inserción de panel |
| 94 | Superficie antirresbalamiento |
| 96 | Recipiente de presión |
| 99 | Bomba de agua |
Claims (11)
1. Dispositivo para obtener energía eléctrica a
partir de la energía cinética de vehículos, que comprende
- al menos un recipiente de presión para un
fluido que se puede disponer en una calzada, cuyo recipiente de
presión (13, 22) presenta al menos una cámara de presión (89, 90,
91) que puede ser comprimida en dirección sustancialmente
perpendicular a la calzada,
- al menos un circuito de circulación para el
fluido, siendo la cámara de presión (89, 90, 91) un componente del
circuito de circulación del fluido,
- al menos una unidad de turbina/generador (86,
85) dispuesta en el circuito de circulación del fluido y destinada a
obtener energía eléctrica a partir del flujo del fluido,
caracterizado porque el recipiente de
presión está construido como un cajón alargado (13, 22) que se
extiende en la dirección de la calzada y en cuyos lados delantero y
trasero desembocan tuberías (33) para el circuito de circulación del
fluido.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el lado de cubierta (88) del recipiente
de presión (13, 22) forma la superficie de la calzada.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque la superficie del lado de cubierta (88)
está provista de una superficie antirresbalamiento (94).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque en el recipiente de presión
están formadas por tabiques unas cámaras de presión alargadas (89,
90, 91) que admiten un flujo de fluido en dirección sustancialmente
sólo paralela a la dirección longitudinal del recipiente de presión
(13, 22).
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el diámetro de las cámaras de presión
(89, 90, 91) disminuye del lado delantero al lado trasero del
recipiente de presión (13, 22).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque en el lado delantero del
recipiente de presión (13, 22) está formada una cámara distribuidora
(96).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque en el circuito de
circulación está dispuesta al menos una válvula de una vía
(43).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque en el circuito de
circulación está dispuesto un filtro (87).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque en el circuito de
circulación está dispuesto un acumulador de presión (83).
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque está prevista para la
fijación del recipiente de presión (13, 22) una placa (93) que
puede fijarse sobre el suelo de la calzada y que lleva una
inserción (92) cuya superficie (95) vuelta hacia las cámaras de
presión (89, 90, 91) es de construcción lisa.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque las cámaras de presión de
varios recipientes de presión pueden ser unidas en paralelo o en
serie.
Applications Claiming Priority (2)
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