ES2256198T3 - Convertidor de energia. - Google Patents

Abstract

Si, por ejemplo, se introduce un gas combustible en la cámara 4 de combustión por medio válvulas, al cerrarse las válvulas y quemarse el gas, se obtiene un aumento de la temperatura y de la presión del gas en la cámara de combustión. De esta manera, se ejerce una fuerza hacia la derecha sobre el pistón 3, transfiriéndose esta fuerza por medio de la biela 5 del pistón al inducido 11, y el pistón y el inducido se mueven hacia la derecha, induciendo de esta manera una corriente eléctrica en el

Description

Convertidor de energía.

La invención se refiere a un convertidor de energía que comprende una máquina de pistón libre con un cilindro, un pistón, un cuerpo conectado al pistón y un dispositivo elástico, que está dispuesto para ejercer una fuerza en la dirección longitudinal del cilindro contra el cuerpo y una fuerza de reacción correspondiente contra el cilindro.

Por el documento US 5 002 020 se conoce un convertidor de energía del tipo antes mencionado con un imán oscilante. En esta publicación se describen también dispositivos para controlar el motor, y también se pueden usar dispositivos adecuados de este tipo para controlar el motor de acuerdo con la descripción que figura en el presente más adelante.

Con el fin de crear una oscilación con una frecuencia determinada, el convertidor de energía conocido comprende un dispositivo de control de la frecuencia aparte, incrementando de esta manera la complejidad del dispositivo. Esto da lugar también a un incremento del precio del dispositivo y del coste de su mantenimiento además del riesgo de fallo durante la operación.

Además, por el documento GB 2 206 931 se sabe que un pistón de una bomba de vacío se puede hacer que oscile cuando un imán, denominado en adelante inducido, de un electromotor lineal, es operado por el campo eléctrico de un bobinado, denominado en adelante estátor, que es alimentado con corriente eléctrica de una red pública de electricidad. Con el fin de adaptar el electromotor a diferentes frecuencias de la corriente de alimentación, el inducido se conecta a una cámara cuya abertura por medio de la cual la cámara comunica con el aire ambiental, se puede variar de manera tal que se puede variar la frecuencia de la oscilación. El dispositivo ilustrado en el presente no es un generador, y el conjunto inducido/pistón no está dispuesto para la oscilación continuada durante una situación de funcionamiento en vacío de la bomba y la influencia del inducido por una fuerza, por ejemplo, a intervalos correspondientes a un cierto número de periodos, con el fin de compensar cualquier reducción en amplitud.

El objetivo de la invención es proveer un convertidor de energía del tipo conocido antes mencionado, que está afectado en un grado menor por los inconvenientes antes mencionados. Además, otro objetivo de la invención es proveer un convertidor de energía que se adapta a un motor de pistón libre para un generador eléctrico lineal de tal manera que se obtiene un grado de eficiencia excepcionalmente
alto.

Así pues, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un convertidor de energía que comprende

-

un cilindro con una pared lateral y una pared extrema que definen parcialmente una cámara de combustión, teniendo la pared lateral una abertura de la cámara de combustión con un borde de la abertura opuesto a la pared extrema,

-

un dispositivo para la introducción de un material explosivo o detonable y para la explosión o detonación del mismo en la cámara de combustión,

-

un pistón que tiene un primer extremo y un segundo extremo opuesto a aquel que da frente a la pared extrema.

-

un dispositivo para forzar el pistón hacia la pared extrema y que está adaptado para producir un movimiento de oscilación libre del pistón en una dirección longitudinal respecto del cilindro hacia la pared extrema y alejándose de la misma, y

-

un cuerpo que está conectado al pistón y adaptado para ser llevado en un movimiento oscilatorio libre en la dirección longitudinal por medio del pistón,

Caracterizado porque

el segundo extremo del pistón está adaptado para contactar con el borde de la abertura y con ello cerrar la cámara de combustión al final del movimiento del pistón hacia la pared extrema, y a una detonación del material y bajo la influencia de una onda de presión resultante de la misma desplazarse alejándose del borde de la abertura y desengancharse del cilindro con lo que la abertura de la cámara de combustión al comienzo del movimiento del pistón alejándose de la pared extrema, con lo que con este movimiento y abertura reduce la presión del gas de combustión en la cámara de de combustión hasta la presión del aire ambiental, produciéndose la detonación después de cada ciclo o después de varios ciclos durante la oscilación del pistón.

En las Reivindicaciones se presentarán otros aspectos que caracterizan el dispositivo de la invención.

Seguidamente, se va a describir la invención con más detalle haciendo referencia al dibujo que ilustra esquemáticamente las realizaciones del dispositivo de acuerdo con la invención.

Las figuras 1 - 5 ilustran una sección longitudinal a través de cinco respectivas realizaciones de un convertidor de energía de acuerdo con la invención.

Las figuras 6 - 8 ilustran una sección a través de una cámara de combustión de un dispositivo de acuerdo con la invención durante la introducción de un primer combustible, introducción de un segundo combustible y una detonación de los combustibles, respectivamente, estando descubierto parte del dispositivo.

La figura 9 ilustra una sección a través de una sexta realización de un dispositivo de acuerdo con la invención en el que se emplean cargas explosivas y muelles helicoidales para mover un inducido del dispositivo.

La figura 10 ilustra una sección longitudinal a través de una séptima realización de un dispositivo de acuerdo con la invención, en el que se emplean cuatro pares de imanes polarizados uniformemente para mover el inducido.

Los términos derecha e izquierda se debe entender que se refieren a la dirección hacia los bordes derecho e izquierdo, respectivamente, del dibujo como lo ve un lector. Los componentes que tienen funciones iguales en las diferentes realizaciones de las figures 1 - 5 se les ha asignado los mismos numerales de referencia añadiendo uno o más apóstrofos.

Como se puede ver en la figura 1 que ilustra la realización más sencilla, en un cilindro 2 de un alojamiento 1 está montado un pistón 3 que está dispuesto para moverse hacia atrás y hacia delante en el cilindro 2. El cilindro 2 y el pistón 3 son, preferiblemente, componentes de un motor de combustión interna con una cámara 4 de combustión que está definida por la parte 2 del cilindro y por el pistón 3. De manera normal, el motor puede comprender componentes tales como una válvula de entrada para la admisión de un gas combustible en el cilindro, y una válvula de salida para la liberación del gas de escape, sensores para establecer valores de los parámetros del movimiento del pistón donde estos valores se pueden suministrar a un ordenador para el control del motor, etc. y los componentes que no están ilustrados en las figuras.

Una biela 5 del pistón está conectada rígidamente por medio de uno de sus extremos con el pistón 3 y conectado rígidamente por medio de su otro extremo con una parte móvil, en adelante denominada inducido 11, de un generador 10 eléctrico lineal. Cerca del inducido 11, está conectado un estátor 12 al alojamiento 1, entendiéndose que el inducido 11 puede estar montado sobre cojinetes (no se muestran) que soportan el inducido 11 y permiten un movimiento lineal, preferiblemente, del inducido 11 atrás y adelante respecto del estátor 12, induciendo de esta manera una corriente eléctrica en el estátor 12, Esta corriente se puede conducir lejos del estátor 12 por medio de cables adecuados (no se muestran).

En la parte opuesta del inducido 11, entre el inducido 11 y el alojamiento 1 está montado un dispositivo elástico que comprende un elemento elástico tal como un muelle 15. Cuando la biela 5 del pistón no está ejerciendo fuerza alguna contra el inducido 11, el muelle intenta llevar el inducido 11 a una posición N neutra considerada en la dirección del movimiento del inducido y en relación con el estátor 12. Cuando el inducido está continuamente en reposo, está situado consecuentemente en esta posición N que está indicada por una línea de puntos y rayas en la figura 1. Si, por ejemplo, se introduce un gas combustible en la cámara 4 de combustión por medio válvulas, al cerrarse las válvulas y quemarse el gas, se obtiene un aumento de la temperatura y de la presión del gas en la cámara de combustión. De esta manera, se ejerce una fuerza hacia la derecha sobre el pistón 3, transfiriéndose esta fuerza por medio de la biela 5 del pistón al inducido 11, y el pistón y el inducido se mueven hacia la derecha, induciendo de esta manera una corriente eléctrica en el estátor 12. Al mismo tiempo el muelle 15 se comprime y su tensión aumenta gradualmente, con el resultado de ejercer el muelle una fuerza creciente correspondiente en la dirección hacia la izquierda. De esta manera, se ejerce también una fuerza de reacción por medio del estátor 12 hacia la izquierda sobre el inducido 11.

Después de una ventilación de la cámara de combustión abriendo las válvulas y cuando los gases de la combustión han dejado de ejercer fuerza compresiva sobre el pistón 3 y el inducido 11 ha llegado a su punto muerto exterior, el muelle 15 produce una aceleración del inducido 11 hacia la izquierda, con lo que se induce una corriente de nuevo en el estátor 12, mientras que al mismo tiempo el pistón 3 se mueve hacia dentro del cilindro 2. Una vez que el inducido ha pasado de esta manera la posición N neutral, se invierte la fuerza del muelle, extendiéndose a continuación el muelle 15.

Si las válvulas permanecen abiertas y sustancialmente solo el muelle afecta al movimiento del pistón y del inducido, el inducido se ve obligado a oscilar al uno y otro lado de la posición N neutral. Durante esta oscilación, con muy poco movimiento del inducido 11 más allá del estátor 12, se induce una corriente en el mismo y la amplitud del inducido se reduce gradualmente.

Cuando la amplitud del inducido se ha reducido hasta una extensión tal que cae por debajo de un valor mínimo predeterminado, se puede hacer que se produzca otra vez la combustión de gas en la cámara 4 de combustión, con el resultado de que se ejerce otra vez una fuerza sobre el inducido 11 con el fin de incrementar su amplitud hasta un valor deseado. Si solo se necesita una pequeña corriente del convertidor, no es necesario implementer la combustión en la cámara 4 de combustión por cada oscilación del inducido 11.

La oscilación antes mencionada tiene una frecuencia correspondiente a una frecuencia natural fn del dispositivo oscilante que es consecuencia de la acción del muelle 15, inducido 11, pistón 3 y biela 5 del pistón, y esta frecuencia fn es dependiente de la rigidez del muelle 15 y de la masa inerte total de los objetos que están oscilando.

Por consiguiente, con este convertidor de energía, es una cuestión muy simple obtener corriente eléctrica con una frecuencia fija concordante con la frecuencia natural.

La figura 2 ilustra una segunda realización de un convertidor de energía de acuerdo con la invención. En este caso está dispuesta una pared o saliente 20 entre el pistón 3'' y el inducido 11'', y entre el inducido 11'' y este saliente 20 está montado un muelle 21. En la parte opuesta del inducido 11'', entre él y el alojamiento 1 está montado un muelle 15''. El inducido 11'', el pistón 3'' y el muelle 15'' forman aquí el dispositivo oscilante.

La figura 3 ilustra una tercera realización de un convertidor de energía de acuerdo con la invención. En vez de estar la biela 5''' conectada rígidamente al inducido 11''', se provee con una placa 25 de contacto, estando dispuesto un muelle 26 entre la placa 25 de contacto y el inducido 11'''.

En este caso, la fuerza creada por el pistón 3''' se transfiere, consecuentemente, al inducido 11''' por medio del muelle 26.

El inducido 11''', el pistón 3''' y los muelles 26 y 15''' forman aquí el dispositivo oscilante.

La figura 4 ilustra una cuarta realización de un convertidor de energía de acuerdo con la invención. En la parte del alojamiento 1''' que hacia fuera del cilindro 2'''', está dispuesto un segundo cilindro 27 con un segundo pistón 28 que está conectado a una segunda biela 29 del pistón. Entre el inducido 11'''' y los cilindros 2'''' y 27, respectivamente, están dispuestas las paredes 30, 31. Ente estas paredes 30, 31 y el inducido 11'''' están dispuestos los respectivos muelles 32, 33 que se apoyan en las paredes y en el inducido.

Los pistones 3'''' y 28 están conectados rígidamente al inducido 11''' por medio de las bielas 5'''' y 35 de pistón, respectivamente. Por consiguiente, de acuerdo con los requisitos, se puede ejercer una fuerza sobre el inducido 11'''' bien de un solo pistón solamente o de ambos pistones.

La figura 5 ilustra una quinta realización de un convertidor de energía de acuerdo con la invención.

La diferencia entre los convertidores de energía ilustrados en la figura 4 y en la figura 5 es que los dos muelles 36, 37 del convertidor de energía de acuerdo con la figura 5 están montados entre el inducido 11''''' y los salientes 38, 39 de los extremos de las bielas de pistón que dan frente al inducido. De esta manera, los pistones 3''''' y 40 afectan al inducido 11''''' por medio de los muelles.

El dispositivo oscilante comprende los muelles 36, 37, las bielas de pistón y los pistones 2''''' y 40.

Cuando los pistones están conectados al inducido por medio de uno o dos muelles, los pistones se pueden asegurar en relación con el alojamiento, por ejemplo, apoyándose contra una parte de las partes superiores de los cilindros cuando el dispositivo oscilante está oscilando libremente y, por ejemplo, el gas de la combustión comprimido se puede llevar al interior de la cámara de combustión y quemarse cuando es necesario un movimiento de los pistones.

Si el inducido está soportado por el pistón (figura 1) y sólo está dispuesto uno de los pistones, la conexión entra la biela de pistón y el pistón tiene que ser rígida. Si el inducido tiene una guía o control aparte, la biela del pistón puede estar conectada al pistón por medio de un perno del pistón.

Aún cuando en las figures 4 y 5 están ilustrados dos cilindros y pistones que están montados a cada lado del inducido, se debe entender que se pueden montar al mismo lado del inducido. Asimismo, se pueden disponer más de dos cilindros y pistones dependiendo de los requisitos.

Se ilustró anteriormente que la energía suministrada al convertidor puede ser convertida en energía eléctrica si la relativamente pequeña cantidad de energía se da por supuesto que se consume en superar el rozamiento entre los componentes móviles y los fijos. Sin embargo, se puede apreciar que un convertidor de energía del tipo antes mencionado se puede usar como generador de gas para la producción de un gas de escape rico en energía, cuya energía puede ser explotada para otra conversión de energía. Por ejemplo, un generador de gas de acuerdo con las figuras 2 - 5 se puede controlar muy fácilmente, ya que puede tener lugar cualquier combustión y, por consiguiente, producción de gas de escape, por ejemplo, cada vez que el pistón está situado en su punto muerto superior, o se pueden realizar varias oscilaciones del pistón completas cada vez que se produce una combustión en la cámara de combustión.

Además, en lo que antecede se manifiesta que el dispositivo elástico se compone de muelles, pero se debe entender que se puede emplear cualquier dispositivo que provea una fuerza de retorno que trate de hacer retroceder el cuerpo a la posición N neutra cuando el cuerpo se aleja de ella. Por ejemplo, el estátor y el inducido pueden comprender dos pares de imanes interactuantes con la misma polaridad, entre los cuales se produce una fuerza que trata de separar los imanes entre sí y que es función de la inversa del valor de la distancia entre los imanes. Un par puede tratar de mover el inducido hacia la izquierda y el otro par puede tratar de mover el inducido hacia la derecha. Dichos imanes son especialmente convenientes si la frecuencia de la oscilación del inducido y del pistón es alta, como se evidenciará más adelante.

Además del rozamiento entre los componentes fijos y los móviles, el estátor del generador puede ejercer una resistencia al movimiento del inducido.

Introduciendo gas de la combustión en una cámara de combustión y produciendo un proceso de combustión en la misma similar al proceso de combustión de los motores de combustión interna tradicionales, la velocidad de combustión será como máximo de aproximadamente 10 m/s. Con lo que se obtiene un correspondiente crecimiento lento de la presión del gas en la cámara de combustión y de la fuerza ejercida de esta manera sobre el pistón. De esta manera, una proporción relativamente pequeña de la energía contenida en los gases de la combustión es convertida en energía cinética por el pistón, ya que, comparativamente, una gran proporción se convierte en calor que es extraído del motor. En un motor de combustión interna de este tipo, la presión de los gases de la combustión y la correspondiente fuera ejercida sobre el pistón se mantienen durante un periodo de tiempo relativamente largo, y si la energía de los gases de la combustión tiene que ser transferida totalmente al pistón, el pistón tiene que moverse en la misma dirección durante la transferencia de energía, es decir, en la dirección correspondiente a un incremento del volumen de la cámara de combustión, es decir, de alejamiento del pistón de la cámara combustión, se puede apreciar que si la frecuencia natural del dispositivo de pistón/inducido/muelle se elige demasiado alta, y si después de unas pocas oscilaciones de este dispositivo es necesario compensar una reducción de la amplitud de la oscilación implementando una combustión en la cámara de combustión, puede surgir una situación en la que durante la combustión el dispositivo se mueva hacia la cámara de combustión y contra la fuerza ejercida por los gases de la combustión sobre el pistón, lo que puede hacer que el pistón y el inducido sean frenados en vez de acelerados. El intervalo, en adelante denominado intervalo de transferencia, durante el cual la fuerza de los gases de la combustión puede ser transferida, y que es función de la frecuencia de oscilación natural del inducido, debe ser, consecuentemente, suficientemente prolongado, es decir, la frecuencia natural debe ser relativamente baja.

En generadores lineales con un dispositivo oscilante de de inducido/estátor y un estátor, la eficiencia, es decir, la proporción de energía eléctrica que es convertida en el generador, en relación con la energía cinética del inducido, es función de la frecuencia de la oscilación.

Con el fin de obtener una frecuencia de oscilación alta con un convertidor de energía de acuerdo con la invención, la frecuencia natural del dispositivo de pistón/inducido/muelle, en adelante frecuencia del inducido, debe ser, consecuentemente, alta.

Con una frecuencia del inducido alta se necesita una rápida transferencia de energía del combustible al inducido, ya que el intervalo de transferencia es pequeño. Por consiguiente, de acuerdo con la invención, en vez de la combustión relativamente lenta del combustible antes mencionada, se puede elegir una detonación o explosión del combustible en la cámara de combustión. De esta manera se obtienen una combustión muy rápida del combustible y una potencia muy grande. Por ejemplo, detonando un cartucho de dinamita de 10 mm de diámetro, se obtiene una potencia de 4 GW. A continuación se va a describir un dispositivo para la utilización de esta potencia en conexión con un generador lineal como el indicado anteriormente.

Las figures 6 - 8 ilustran una sección longitudinal esquemática a través de una realización de una cámara 50 de combustión de un motor de tres pistones del tipo antes mencionado.

La cámara 50 de combustión está definida por un cilindro 56, que comprende una pared 52 lateral cuya sección transversal es circular, una pared 54 extrema, y un pistón 58, que es móvil axialmente hacia, o alejándose de, el cilindro 56, es decir hacia la derecha o hacia la izquierda en las figures 6 - 8. El pistón 58 está conectado a un inducido del generador (no se muestra), como se mencionó anteriormente.

En el cilindro 56 existe una primera abertura 60. En la abertura del cilindro 56 hay un asiento 62 de válvula de una válvula 64, que se puede moer en la dirección de una doble flecha A, adelante o atrás respecto del asiento 62 de válvula de la manera conocida "per se". La válvula 64 se puede preparar para su movimiento muy rápido por medio de un dispositivo de tipo adecuado, por ejemplo, un solenoide 66. Alternativamente, la válvula se puede mover por medio del pistón, a través de un dispositivo, por ejemplo, un mecanismo.

En el cilindro 56 existe además una segunda abertura 70, en la que está dispuesta una tobera 72. Se debe entender, sin embargo, que en vez de una válvula 64 y una tobera 72, se puede disponer bien una válvula o una tobera en ambas aberturas 60, 70. En la cámara 50 de combustión se puede introducir un primer ingrediente del combustible gaseoso a través de la válvula 64, y a través de la tobera 72 se puede introducir un segundo ingrediente del combustible gaseoso.

Una parte 76 del extremo derecho del pistón 58 que tiene forma circular, que se extiende axialmente por un saliente periférico, tiene has una superficie 78 cilíndrica radialmente interna corta, y radialmente dentro de esta superficie 78 cilíndrica el pistón 58 puede tener una superficie 84 radialmente y
plana.

La pared 52 lateral tiene forma de trompeta y la parte 80 de su extremo izquierdo está dispuesta para ponerse en contacto sellante contra la superficie 78 del cilindro cuando el pistón 58 se sitúa en una posición en la que ha sido a una distancia máxima hacia la derecha, como se ilustra en la figura 6. Moviendo el pistón 58 una distancia corta hacia la izquierda, alejándolo de la posición ilustrada en las figuras 6 - 8, se forma una pequeña abertura entre el pistón 58 y el cilindro 56, lo que permite eliminar el material quemado de la cámara 50 de combustión, por ejemplo, de la manera que se va a describir en conexión con la figura 9.

Si es necesario realizar una combustión en la cámara de combustión cuando el pistón está en contacto sellante con la parte 80 del extreme izquierdo del cilindro, el primer paso es abrir la válvula 64. A continuación, se introduce en la cámara 50 de combustión una cantidad fija del primer ingrediente del combustible a través de una abertura entre la válvula 64 y su asiento 62, como está indicado por las flechas curvas de la figura 6. Seguidamente, como se ilustra en la figura 7, se cierra la válvula 64 y se introduce una pequeña cantidad del segundo ingrediente del combustible en la cámara 50 de combustión a través de la tobera 72. Los ingredientes del combustible pueden ser de un tipo que, cuando se mezclan, se inicia instantáneamente una potente reacción química, que, enseguida, da lugar a una detonación o explosión en la cámara de combustión, como se ilustra en la figura 8.

El frente de presión obtenido durante la detonación o explosión puede, típicamente, moverse a una velocidad de hasta 9 Km/s hacia el pistón 58. A causa de la forma curvada de la pared 52 lateral del cilindro, el frente de presión adquiere una forma que es aproximadamente paralela a la superficie 80 plana. Se puede apreciar que la forma de la pared puede ser diferente a la ilustrada aquí esquemáticamente. Por consiguiente, todas las partes del frente de presión golpean el pistón simultáneamente y la energía del frente de presión se transfiere al pistón en el transcurso de un tiempo muy breve. Se debe entender que el tiempo de duración de la transferencia de energía térmica del material quemado en la cámara de combustión a sus alrededores es muy breve y que una pérdida de energía térmica desde la cámara de combustión va a ser muy ligera. Dado que el movimiento del pistón se transfiere directamente al inducido, es decir, sin que el movimiento lineal del pistón sea convertido en movimiento rotatorio por medio de otros componentes del dispositivo, se obtiene una pérdida de energía muy pequeña por el rozamiento entre los componentes que se mueven unos respecto de los otros.

En la figura 9 se ilustra que en vez de de los dos ingredientes del combustible mencionados anteriormente, se pueden introducir cargas explosivas, por ejemplo un explosivo sólido, secuencialmente en la cámara de combustión.

Como se ilustra en esta figura, una cámara 100 de combustión está definida por un cilindro 102 y un pistón 104 que son sustancialmente similares en su forma a los ilustrados en las figuras 6 - 8. La única diferencia esencial es que en el cilindro 102, o más precisamente en su pared 106 posterior, está provista una cámara 108 cilíndrica que se extiende axialmente y que comunica con la cámara 100 de combustión por medio de una parte 110 estrechada, que forma de esta manera un reborde 112 de contacto que da frente a la derecha en la figura 9.

En el exterior del cilindro 102 está dispuesto un cuerpo 114 de empuje sustancialmente móvil axialmente, cuya parte del extremo izquierdo junto con un área contigua del pistón 104 y del cilindro 102 definen un compartimiento 116 a presión.

La parte del extremo izquierdo del cuerpo 114 de empuje está dispuesta para apoyarse en una pieza 132 deslizante que está dispuesta para deslizarse axialmente en un tubo o soporte 120 guía que está conectado con seguridad al cilindro 102. La pieza 132 deslizante está afectada por un dispositivo 122 elástico que trata de mover la pieza 132 deslizante y, de esta manera, el cuerpo 114 de empuje hacia la izquierda en la figura 9 respecto del tubo 120. En la extensión axial del cilindro 102, cerca de la pieza 132 deslizante, está provista una pieza 134 de ignición. En la pieza 132 deslizante está provisto un surco 136, que está abierto hacia la pieza 134 de ignición, y la pieza 134 de ignición tiene un pasador 138 que está dispuesto para proyectarse en el surco 136, y que es ligeramente más corto que el surco 136, considerado en la dirección axial.

En la parte inferior del tubo 120 guía, por ejemplo, está provista una abertura 124 y al tubo 120 guía está unido, cerca de la abertura, un cargador 126 que se extiende axialmente alejándose del tubo 120 guía.

La cámara 108 cilíndrica está dispuesta para recibir un cuerpo 128 explosivo cuya forma está adaptada para la cámara 108 cilíndrica, estando determinada la posición del cuerpo explosivo en la dirección axial por el apoyo de la parte de su extremo izquierdo contra el reborde 112 de contacto.

El cargador 126 está dispuesto para recibir una serie de cuerpos 130 explosivos, estando apilados estos en el cargador 126 uno al lado de otro, con lo que son forzados por un dispositivo de empuje (no se muestra) en la dirección hacia la abertura 124. De manera conocida, el explosivo del cuerpo explosivo y posiblemente los ingredientes explosivos antes mencionados pueden contener el oxígeno necesario para una explosión del material explosivo.

Además, la disposición del pistón 104, del inducido del generador y de los muelles que tratan de moverlos para crear una oscilación, es sustancialmente del tipo ilustrado en la figura 3.

A continuación se va a describir con más detalle un encendido y corrimiento sucesivos de los cuerpos explosivos en la cámara 108 cilíndrica, asumiendo que inicialmente está situado un cuerpo 126 explosivo en la cámara 108 cilíndrica y que una serie de cuerpos 130 explosivos están apilados en el cargador 126. También se asume que el pistón 104, la pieza 132 deslizante y la pieza 134 de ignición están situados inicialmente en la posición ilustrada en la figura 9.

El cuerpo 128 explosivo que está situado en la cámara 108 cilíndrica puede ser detonado, por ejemplo, por medio de energía eléctrica suministrada al cuerpo explosivo a través de un circuito de ignición eléctrico (no se muestra) o, por ejemplo, por la pieza 134 de ignición que se sujeta por medio de un aro 140, se mueve ligeramente hacia la derecha contra la fuerza ejercida por el muelle 122 y se libera, con lo cual, la pieza 134 de ignición se mueve en la dirección opuesta por la acción del muelle 122 y la energía cinética liberada por el impacto de la pieza de ignición contra el cuerpo 128 explosivo, produce la explosión del mismo.

Debido a la detonación, el frente de presión que se crea después de la explosión y que afecta al pistón 104, el pistón 104 se mueve muy rápidamente hacia la izquierda en la figura 9, recibiendo de esta manera una gran cantidad de energía cinética. Dado que el pistón se mueve alejándose del cilindro, se forma una abertura entre el cilindro y el pistón por medio del cual el residuo de la explosión que queda en la cámara 108 cilíndrica a una gran presión puede fluir hacia dentro del compartimiento 116 a presión, donde aplica presión sobre el cuerpo 114 de empuje durante un periodo breve, haciendo con ello que él y por lo tanto la pieza 132 deslizante se muevan hacia la derecha, con lo que el muelle 122 se comprime y se contrae. Cuando el extremo izquierdo del surco 136 de la pieza deslizante se apoya contra el pasador 138, la pieza 134 de ignición, que hasta ahora ha estado apoyada contra el extremo derecho de la cámara cilíndrica, también es arrastrada.

Cuando la pieza 132 deslizante y la pieza 134 de ignición se han alejado tanto axialmente que dejan de cubrir la abertura 124 del tubo 120 guía, el cuerpo 130 explosivo que está situado mas cerca del tubo 120 guía es empujado hacia él a través de la abertura 124. No obstante la fuerza incrementada del muelle 122, la pieza 132 deslizante y la pieza 134 de ignición se invertirán y se moverán hacia la izquierda aproximadamente en el momento en que el cuerpo explosivo está alineado axialmente con la cámara 108 cilíndrica, después de lo cual el cuerpo 130 es explosivo es empujado hacia dentro de la cámara 108 cilíndrica.

Durante este proceso, el pistón 104 también se ha invertido y ha retrocedido para renovar el apoyo contra el cilindro por la acción de los muelles que afectan al pistón y al inducido. De esta manera, el pasador 138 de la pieza de ignición se sitúa en la parte derecha del surco. Cuando el extreme izquierdo del cuerpo 130 explosivo se pone en contacto con el reborde 112 de contacto, el cuerpo 130 explosivo se detiene mientras que la pieza 134 de ignición es presionada con gran fuerza contra la parte extrema derecha del cuerpo explosivo, de esta manera se produce la explosión del cuerpo 130 explosivo en la cámara 108 cilíndrica y se repite el proceso antes mencionado.

En una segunda realización de la invención en la que un cuerpo explosivo situado en la cámara 108 cilíndrica se puede hacer detonar de acuerdo con otro criterio determinado por los parámetros del movimiento del pistón, se puede disponer de sensores (no se muestran) para medir estos parámetros de movimiento, tales como la posición axial del pistón, la amplitud, etc. Estos sensores (no se muestran) pueden estar dispuestos, por ejemplo, para transmitir señales a un ordenador (no se muestra) que calcula los valores de los parámetros y que, por ejemplo, está dispuesto para transmitir una señal de encendido eléctrica a la cámara 108 cilíndrica por medio de un circuito de ignición adecuado (no se muestra) para dar fuego al cuerpo explosivo que puede estar situado momentáneamente en la cámara 108 cilíndrica.

Cuando hay necesidad de suministrar energía al dispositivo de pistón/inducido, por ejemplo, a causa de una reducción excesiva de su amplitud, en un momento que ha sido determinado por el ordenador sobre la base de las señales recibidas de los sensores, se envía una señal de ignición al cuerpo 128 explosivo que está situado en la cámara 108 cilíndrica, lo que produce la explosión del cuerpo 128 explosivo. A continuación se sitúa una nueva carga explosiva dentro de la cámara 108 cilíndrica y se hace detonar de la manera antes descrita después del siguiente periodo de oscilación o de periodos múltiples.

En la figura 10 se ilustra otra realización de un convertidor de energía de acuerdo con la invención en el que los muelles que afectan al pistón y al inducido, y que están ilustrados en la figura 9, han sido sustituidos por cuatro pares de imanes 150 y 152, respectivamente, con la misma polaridad. Por este medio se pueden crear fuerzas enormes que pueden producir una inversión del movimiento del dispositivo de pistón/inducido durante su oscilación, previniendo de esta manera cualquier colisión entre componentes fijos y móviles.

En vez de separar la disposición de los cuerpos explosivos en un cargador, los cuerpos explosivos pueden estar dispuestos sobre una cinta accionada por medio de un dispositivo adecuado, por ejemplo, similar al usado para operar una ametralladora.

Claims (4)

1. Un convertidor de energía que comprende

-

un cilindro (56) con una pared (52) lateral y una pared (54) extrema que definen parcialmente una cámara de combustión, teniendo la pared lateral una abertura de la cámara de combustión con un borde de abertura opuesto a la pared extrema,

-

un dispositivo (72) para la introducción de un material explosivo o detonable y para la explosión o detonación del mismo en la cámara de combustión,

-

un pistón (3, 58) que tiene un primer extremo y un segundo extremo opuesto a aquel que da frente a la pared extrema,

-

un dispositivo (15) para forzar el pistón hacia la pared extrema y que está adaptado para producir un movimiento oscilante libre del pistón en una dirección longitudinal respecto del cilindro hacia la y alejándose de la pared extrema, y.

-

un cuerpo (11) que está conectado al pistón y adaptado para ser llevado a un movimiento oscilatorio libre en la dirección longitudinal por medio del pistón,

Caracterizado porque

el segundo extremo del pistón está adaptado para contactar con el borde de la abertura y, de esta manera, cerrar la cámara de combustión al final del movimiento del pistón hacia la pared extrema, y a una detonación del material y bajo la influencia de una onda de presión resultante de la misma moverse alejándose del borde de la abertura y desengancharse del cilindro abriendo de esta manera la cámara de combustión al comienzo del movimiento del pistón alejándose de la pared extrema, con lo que con este movimiento y abertura la presión del gas de la combustión en la cámara de combustión se reduce hasta la presión del aire ambiental, siendo producida la detonación después de cada ciclo o de varios ciclos durante la oscilación del pistón.

2. Un convertidor de energía de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo es un inducido de un generador (10) lineal eléctrico.

3. Un convertidor de energía de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el pistón está o bien conectado rígidamente al cuerpo o conectado al cuerpo por medio de un muelle.

4. Un convertidor de energía de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cámara de combustión es divergente hacia la abertura.