ES3045158A1 - Generador de energia electrica mediante movimiento pendular - Google Patents

Abstract

Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular que produce energía renovable a partir del uso de la gravedad y la inercia como fuente motriz, proporcionando energía de forma continua y disponible en cualquier lugar con un elevado rendimiento. El generador está formado por dos mecanismos de tipo cuadrilátero articulado, cuyos nodos fijos de articulación (31, 32) comparten dos ejes comunes (3, 21), consistiendo el balancín del cuadrilátero (9, 10) en una barra que se prolonga longitudinalmente hasta un segmento circular (12, 13) sobre el que se sitúa una masa solidaria (14, 15), situándose en el primer eje común (3) una rueda (16) cuyo movimiento rotatorio es provocado por un motor eléctrico (17), y al girar dicho primer eje (3), se produce la rotación del segundo eje común (21) a través del cual los segmentos circulares (12, 13) transmiten su movimiento de rotación al eje de un generador eléctrico (19, 20).

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular

[0005] Sector de la técnica

[0007] La presente invención se inscribe dentro del ámbito de los sistemas de producción de energías renovables, en concreto en el campo de los dispositivos gravitatorios e inerciales.

[0009] Antecedentes de la invención

[0011] La producción de energía mediante fuentes renovables ha ido adquiriendo con el tiempo una importancia cada vez mayor en la producción de energía global, siendo claves en la sostenibilidad del sistema energético y en la lucha contra el llamado cambio climático.

[0013] Existen diversos tipos de energía renovable, como la energía solar, la energía eólica; la energía hidroeléctrica, la energía geotérmica, la energía maremotriz, la energía undimotriz, la energía azul o potencia osmótica, así como la biomasa y el biogás.

[0015] Las formas más usadas, como son la solar, la eólica y la hidroeléctrica están fuertemente condicionadas por los aspectos geográficos, ambientales y meteorológicos, que condicionan su disponibilidad y su rendimiento.

[0017] Una forma de energía menos citada como forma de energía renovable de modo genérico es el uso de la gravedad terrestre. Si bien la energía hidroeléctrica se basa en el empleo de la energía potencial asociada al campo gravitatorio de la tierra, precisa de un entorno físico determinado, como son los saltos de agua, así como de grandes inversiones para su aprovechamiento. Al estar la gravedad terrestre presente en todo el globo de forma universal, podría pensarse en formas de aprovechamiento que no tuvieran los condicionantes anteriormente citados.

[0019] El empleo de la gravedad, así como de la inercia, a través del principio del péndulo, es conocido desde hace siglos, por ejemplo, por su uso en la maquinaria de relojes mecánicos. Sin embargo, su utilización a gran escala para la generación de energía no se ha producido hasta el momento presente, a pesar de que podrían proporcionar energía de forma continua y disponible en cualquier lugar.

[0021] Existen en la literatura técnica diversos diseños de generadores gravitacionales, en ocasiones empleando el concepto de péndulo, también asociados a otros tipos de energía renovable. En general, este tipo de dispositivos ha visto limitado su uso por su bajo rendimiento, su elevado coste de construcción y/o su elevada complejidad.

[0023] Es por todo ello, que se encuentra la necesidad en el mercado de la producción de energía eléctrica de dispositivos de energía renovable que, a partir del uso de la gravedad y la inercia como fuente motriz puedan proporcionar energía de forma continua y disponible en cualquier lugar con un rendimiento que haga su uso económicamente viable, con un bajo coste de producción y una baja complejidad.

[0025] Explicación de la invención

[0027] El objeto de la presente invención es la obtención de un generador eléctrico que produce energía renovable a partir del uso de la gravedad y la inercia como fuente motriz, proporcionando energía de forma continua y disponible en cualquier lugar con un elevado rendimiento, con un bajo coste de producción y una baja complejidad.

[0028] El generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención está formado, al menos, por dos mecanismos de tipo cuadrilátero articulado, uno de cuyos nodos fijos de articulación comparten un eje común, siendo en cada uno de los mecanismos la manivela, o segunda barra que proporciona movimiento al mecanismo, la que une dicho eje común y un segundo nodo o articulación.

[0030] En torno a dicho eje común pueden girar solidariamente dos masas excéntricas desfasadas 180° una respecto a la otra, estando dicha segunda articulación situada en el extremo de cada una de las dos masas excéntricas o en el lado diametral opuesto a dicho extremo.

[0032] En cada uno de los mecanismos, una tercera barra o biela une dicho segundo nodo con el extremo de la cuarta barra o balancín que recibe el movimiento, rotando en torno a un segundo eje común en el cuarto nodo o articulación del cuadrilátero. El balancín consiste en una barra que se prolonga longitudinalmente más allá de dicha articulación hasta un extremo en que se sitúa un segmento circular con centro en el citado segundo eje, sobre el que también se sitúa una masa solidaria con dicho segmento.

[0034] Los dos ejes comunes son horizontales y paralelos y están montados cada uno de ellos sobre un bastidor, estando fijados ambos bastidores a una bancada, siendo la distancia entre ambos ejes fija, de forma que constituye virtualmente la barra fija de los cuadriláteros articulados.

[0036] En el primer eje común se sitúa una rueda que rota de forma solidaria con las masas excéntricas. Un motor eléctrico provoca el movimiento rotatorio de dicha rueda a través de una transmisión mecánica amplificadora, pudiendo ser un piñón situado en el eje de dicho motor engranado tangencialmente con dicha rueda, que sería en este caso de tipo dentado. El motor puede ser de rotor exterior, de forma que dicho rotor está dentado periféricamente y engrana con la rueda a modo de piñón. Dicha transmisión entre el movimiento del eje del motor y la rueda puede también realizarse de otras formas, como puede ser una cadena, una correa o una transmisión magnética.

[0037] Al girar el primer eje común, se produce la rotación del segundo eje común a través del cual dichos segmentos circulares transmiten su movimiento de rotación el eje de rotación de un generador eléctrico cada uno.

[0039] Dicho movimiento de produce con un efecto pendular o de vaivén de forma continua en dos fases, rotando en una fase en dirección ascendente el segmento circular de uno de los mecanismos y su masa solidaria y en dirección descendente opuesta el segmento circular del otro mecanismo y su masa solidaria, siendo el movimiento de forma contraria en la segunda fase.

[0040] El movimiento de ascenso de la masa es provocado por el giro del primer eje gracias al motor eléctrico y el de descenso por el peso de la propia masa por efecto de la gravedad, al que también contribuye el ascenso de la otra masa, de forma que se produce una retroalimentación que aumenta el rendimiento del sistema produciendo más energía en el generador de la necesaria para accionar el motor.

[0042] El movimiento del primer eje común se ve impulsado por la inercia de las dos masas excéntricas, reduciendo el par necesario en el motor de accionamiento y aumentando adicionalmente el rendimiento del conjunto.

[0044] En cada cuadrilátero, la transmisión del movimiento del segmento circular al eje del generador puede realizarse a través de una cadena fijada a la biela que se desplaza arrastrada por el segmento circular y está engranada con un piñón en el eje de generador. También puede realizarse a través de un segmento de rueda dentada fijado sobre el segmento circular engranado con un piñón situado en el eje del generador.

[0045] Los dos generadores pueden tener un eje común, pudiendo existir una etapa de reducción adicional entre el segmento circular y el eje de los generadores.

[0046] A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones, la palabra «comprende» y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes, aditivos o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la invención y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

[0047] Breve descripción de los dibujos

[0048] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0049] La Figura 1 muestra una vista axonométrica de una realización preferente del generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención.

[0050] La Figura 2 muestra una vista lateral de una realización preferente del generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención.

[0051] La Figura 3 muestra una vista en alzado de una realización preferente del generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención.

[0052] Realización preferente de la invención

[0053] Empleando la numeración adoptada en las Figuras 1, 2 y 3 del presente documento para identificar los elementos del generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención, se procede a la descripción de dichos elementos para una realización preferente de la invención.

[0054] El generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular objeto de la presente invención está formado en una realización preferente, al menos, por dos mecanismos de tipo cuadrilátero articulado, uno de cuyos nodos fijos de articulación (31, 32) comparten un eje común (3), siendo en cada uno de los mecanismos la manivela (1,2), o segunda barra que proporciona movimiento al mecanismo, la que une dicho eje común (3) y un segundo nodo o articulación (4, 5).

[0055] En torno a dicho eje común (3) giran solidariamente dos masas excéntricas (6, 7) desfasadas 180° una respecto a la otra, estando dicha segunda articulación (4, 5) situada en una realización preferente en el lado diametral opuesto al extremo de cada una de las dos masas excéntricas (6, 7). Dichas segunda articulación (4, 5) puede estar situada en dicho extremo en otra realización preferente.

[0056] En cada uno de los mecanismos, una tercera barra o biela (8, 9) une dicho segundo nodo (4, 5) con el extremo articulado (24, 25). de la cuarta barra o balancín (10, 11) que recibe el movimiento, rotando en torno a un segundo eje común (21) en el cuarto nodo o articulación del cuadrilátero (26, 27). El balancín (10, 11) consiste en una barra que se prolonga longitudinalmente más allá de dicha articulación (26, 27) hasta un extremo en que se sitúa un segmento circular (12, 13) con centro en el citado segundo eje (21), sobre el que también se sitúa una masa solidaria (14, 15) con dicho segmento (12, 13).

[0058] Los dos ejes comunes (3, 21) son horizontales y paralelos y están montados cada uno de ellos sobre un bastidor (22, 23), estando fijados ambos bastidores (22, 23) a una bancada (28), siendo la distancia entre ambos ejes (3, 21) fija, de forma que constituye virtualmente la barra fija de los cuadriláteros articulados.

[0060] En el primer eje común (3) se sitúa una rueda (16) que rota de forma solidaria con las masas excéntricas (6, 7) en una realización preferente. Un motor eléctrico (17) provoca el movimiento rotatorio de dicha rueda (16) a través de una transmisión mecánica amplificadora, siendo en una realización preferente el motor (17) de rotor exterior y la rueda (16) dentada, de forma que dicho rotor (18) está dentado periféricamente y engrana con la rueda (16) a modo de piñón.

[0062] Al girar el primer eje común (3), se produce la rotación del segundo eje común (21) a través del cual los segmentos circulares (12, 13) transmiten su movimiento de rotación al eje de rotación de un generador eléctrico (19, 20) cada uno.

[0064] Dicho movimiento se produce con un efecto pendular o de vaivén de forma continua en dos fases, rotando en una fase en dirección ascendente el segmento circular (12) de uno de los mecanismos y su masa solidaria (14) y en dirección descendente opuesta el segmento circular (13) del otro mecanismo y su masa solidaria (15), siendo el movimiento de forma contraria en la segunda fase.

[0065] El movimiento de ascenso de la masa (14, 15) es provocado por el giro del primer eje (3) gracias al motor eléctrico (17) y el de descenso por el peso de la propia masa (14) por efecto de la gravedad, al que también contribuye el ascenso de la otra masa (15) de forma que se produce una retroalimentación que aumenta el rendimiento del sistema produciendo más energía en el generador (19, 20) de la necesaria para accionar el motor (17).

[0067] El movimiento del primer eje común (3) se ve impulsado por la inercia de las dos masas excéntricas (6, 7), reduciendo el par necesario en el motor (17) de accionamiento y aumentando adicionalmente el rendimiento del conjunto.

[0069] En cada cuadrilátero, la transmisión del movimiento del segmento circular (12, 13) al eje del generador (19, 20), se realiza en una realización preferente a través de una cadena (34, 35) fijada a la biela (8, 9) que se desplaza arrastrada por el segmento circular (12, 13) y está engranada con un piñón (29, 30) en el eje del generador (19, 20).

[0071] En una realización preferente los dos generadores (19, 20) tienen un eje común (33), pudiendo existir una etapa de reducción mecánica adicional entre el segmento circular (12, 13) y el eje (33) de los generadores (19, 20).

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendularcaracterizadopor que está formado, al menos, por dos mecanismos de tipo cuadrilátero articulado, uno de cuyos nodos fijos de articulación (31, 32) comparten un eje común (3), siendo en cada uno de los mecanismos la manivela (1, 2), o segunda barra que proporciona movimiento al mecanismo, la que une dicho eje común (3) y un segundo nodo o articulación (4, 5), uniendo en cada uno de los mecanismos una tercera barra o biela (8, 9) dicho segundo nodo (4, 5) con el extremo articulado (24, 25) de la cuarta barra o balancín (10, 11) que recibe el movimiento, rotando en torno a un segundo eje común (21) en el cuarto nodo o articulación del cuadrilátero (26, 27), siendo ambos ejes comunes (3, 21) horizontales y paralelos y la distancia entre ambos fija, y consistiendo el balancín (9, 10) en una barra que se prolonga longitudinalmente más allá de dicha articulación (26, 27) hasta un extremo en que se sitúa un segmento circular (12, 13) con centro en el citado segundo eje (21), sobre el que también se sitúa una masa solidaria (14, 15) con dicho segmento (12, 13), situándose en el primer eje común (3) una rueda (16) cuyo movimiento rotatorio es provocado por un motor eléctrico (17) a través de una transmisión mecánica amplificadora; al girar el primer eje común (3), se produce la rotación del segundo eje común (21) a través del cual los segmentos circulares (12, 13) transmiten su movimiento de rotación al eje de rotación de un generador eléctrico (19, 20) cada uno, produciéndose dicho movimiento con un efecto pendular o de vaivén de forma continua en dos fases, rotando en una fase en dirección ascendente el segmento circular (12) de uno de los mecanismos y su masa solidaria (14) y en dirección descendente opuesta el segmento circular (13) del otro mecanismo y su masa solidaria (15), siendo el movimiento de forma contraria en la segunda fase, estando provocado el movimiento de ascenso de la masa (14, 15) provocado por el giro del primer eje (3) gracias al motor eléctrico (17) y el de descenso por el peso de la propia masa (14) por efecto de la gravedad, al que también contribuye el ascenso de la otra masa (15), de forma que se produce una retroalimentación que aumenta el rendimiento del sistema produciendo más energía en el generador (19, 20) de la necesaria para accionar el motor (17).

2. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondeen torno al eje común (3) giran solidariamente dos masas excéntricas (6, 7) desfasadas 180° una respecto a la otra, estando la segunda articulación (4, 5) situada en el lado diametral opuesto cada una de las dos masas excéntricas (6, 7), de forma que el movimiento del primer eje común (3) se ve impulsado por la inercia de las dos masas excéntricas (6, 7), reduciendo el par necesario en el motor (17) de accionamiento y aumentando adicionalmente el rendimiento del conjunto.

3. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 2dondela segunda articulación (4, 5) está situada en el extremo de cada una de las dos masas excéntricas (6, 7).

4. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 2dondela segunda articulación (4, 5) está situada en el lado diametral opuesto al extremo de cada una de las dos masas excéntricas (6, 7).

5. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondela transmisión del movimiento del segmento circular (12, 13) al eje del generador eléctrico (19, 20) se realiza en cada cuadrilátero a través de una cadena (34, 35) fijada a la biela (8, 9) que se desplaza arrastrada por el segmento circular (12, 13) y está engranada con un piñón (29, 30) en el eje del generador (19, 20).

6. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondela transmisión del movimiento del segmento circular (12, 13) al eje del generador eléctrico (19, 20) se realiza en cada cuadrilátero a través de un segmento de rueda dentada fijado al segmento circular (12, 13) engranado con un piñón situado en el eje del generador (19, 20).

7. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondela transmisión mecánica amplificadora que transmite el movimiento del motor eléctrico (17) a la rueda (16) consiste en un piñón (18) situado en el eje de dicho motor (17) engranado tangencialmente con dicha rueda (16), que es en este caso de tipo dentado.

8. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondeel motor (17) es de rotor exterior y la transmisión mecánica amplificadora que transmite el movimiento del motor eléctrico (17) a la rueda (16) consiste en que dicho rotor (18) está dentado periféricamente y engrana con la rueda (16), también dentada, a modo de piñón.

9. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondela transmisión entre el movimiento del eje del motor (17) y la rueda (16) se realiza mediante una cadena o una correa.

10. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondela transmisión entre el movimiento del eje del motor (17) y la rueda (16) es una transmisión magnética.

11. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondelos dos generadores (19, 20) tienen un eje común (33).

12. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 11dondeexiste una etapa de reducción mecánica adicional entre el segmento circular (12, 13) y el eje (33) de los generadores (19, 20).

13. Generador de energía eléctrica mediante movimiento pendular según la reivindicación 1dondelos dos ejes comunes (3, 21) están montados cada uno de ellos sobre un bastidor (22, 23), estando unidos ambos bastidores (22, 23) mediante una bancada (28).