WO2014198341A1 - Device for generating energy using energy from impacts or vibrations - Google Patents

Device for generating energy using energy from impacts or vibrations Download PDF

Info

Publication number
WO2014198341A1
WO2014198341A1 PCT/EP2013/062421 EP2013062421W WO2014198341A1 WO 2014198341 A1 WO2014198341 A1 WO 2014198341A1 EP 2013062421 W EP2013062421 W EP 2013062421W WO 2014198341 A1 WO2014198341 A1 WO 2014198341A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
generator
electric motor
damper
energy
movement
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/062421
Other languages
French (fr)
Inventor
Laurent Villerouge
Original Assignee
Laurent Villerouge
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laurent Villerouge filed Critical Laurent Villerouge
Priority to PCT/EP2013/062421 priority Critical patent/WO2014198341A1/en
Publication of WO2014198341A1 publication Critical patent/WO2014198341A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/022Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1853Rotary generators driven by intermittent forces

Definitions

  • the object of the present invention is an electro-active device for the recovery of energy from shocks or vibrations.
  • the object of the present invention is to provide an autonomous power generation device coupled to a minimum storage member that is robust, long-lasting and inexpensive to install and maintain.
  • the invention relates to a device for producing energy, intended to be placed between a mobile or vibrating element and an inert element, said device comprising means for recovering part of the impact energy generated by shock or vibration of the movable element vis-à-vis the inert element, these means comprising an electric generator disposed between a first part and a second parts, movable relative to each other, said electrical generator comprising
  • the mechanical means for transforming the relative vertical movement of the two parts of the generator, into rotary movement of the rotor of said electric motor comprise a worm secured to the rotor of the electric motor, said worm being driven into rotation by the vertical displacement of a nut.
  • the device also comprises a helical spring disposed between the upper and lower parts of the generator.
  • the device comprises at least one damper adapted to serve for the suspension of the movable element vis-à-vis the inert element, said damper being of the type comprising a cylinder and a movable piston in the cylinder, a chamber being formed inside said cylinder, and an electromagnetic generator being disposed inside said chamber.
  • the invention aims in a second aspect a machine comprising an element rotated by an electric motor, and at least one device as exposed disposed between the rotated element, and an inert portion of said machine.
  • the invention also relates to a vehicle comprising at least one device as described. Presentation of figures
  • Figure 1 is a schematic view of the elements involved in the implementation of a device according to the present description, in the case of a washing machine with frontal opening,
  • FIGS. 2a and 2b two side views of an electromagnetic screw generator, complete, or showing the internal elements
  • FIGS. 3a to 3c detailed views of a model of an electromagnetic screw generator, in sectional view (FIG. 3a), in perspective view of a detail (FIG. 3b) and in full perspective view (FIG. 3c) ,
  • FIG. 4 a block diagram of an electrical assembly using the device of the invention
  • Figure 5 is a schematic view of the elements involved in the implementation of a device according to the present description, in the case of an upper opening washing machine.
  • a vibration energy recovery device is installed on a front-opening drum type washing machine 1 (see FIG. 1).
  • the washing machine 1 comprises, in a manner known per se, a rotary drum 2, disposed within a sealed housing 3.
  • the rotary drum 2 is driven by an electric motor 4, here disposed under the rotary drum 2.
  • the assembly formed by the rotary drum 2, its housing 3 and the electric motor 4 is suspended on four dampers 5, which are recovered on a frame 6 of the machine support and ground support.
  • each damper 5 comprises an electromagnetic screw ball generator (not shown in Figure 1).
  • the dampers are of the type comprising a cylinder and a piston movable in the cylinder.
  • a chamber is provided inside said cylinder, and an electromagnetic generator is disposed within the chamber.
  • an electromagnetic screw ball generator has in the upper part a flap 122, here secured to the frame of the rotary drum 2, having a flat portion and a rounded tip 121.
  • the base 123 of the electromagnetic screw generator 108 is secured, via the bottom of the damper 5, to the frame 6.
  • the flap 122 is freely movable along the vertical axis Z opposite the base 123.
  • a helical spring 124 comprising in the present nonlimiting example two to three turns, is disposed between the flange 122 and the base 123, as shown in Figures 2a, 2b, 3a, 3c.
  • This helical spring 124 is dimensioned such that the bearing force generated by the vibrations of the rotary drum 2, distributed on the electromagnetic screw generators 108 does not cause a movement bringing the flap 122 into abutment.
  • This coil spring 124 brings the flap 122 upwards in the rest position, after a compression of the coil spring 108 connected to a support on said flap.
  • a nut 125 Inside the flange 122 is disposed a nut 125 in which a worm 126 moves (see Figure 3a).
  • the nut 125 and the worm 126 are arranged along the vertical axis Z.
  • the worm 126 can not move vertically with respect to the base 123.
  • the worm 126 is secured against the mobile part of a ball bearing, whose fixed part is secured to the base 123 of the generator 108.
  • the nut 125 driven downward along the vertical axis Z, causes a rotation of the worm 126 around this vertical axis Z.
  • the worm 126 rotates the axis 129 of the rotor 127 of an electric motor.
  • This drive is achieved through a bearing and a coupling disposed between the worm 126 and the axis of the motor 129.
  • the stator 128 of this electric motor is secured to the base of the electromagnetic screw generator 108.
  • the operating principle of an electromagnetic screw generator 108 is as follows.
  • a vertical linear displacement of the flap 122 is transformed into rotary motion by the ball screw device 125, 126.
  • the worm 126 is secured to the shaft of the electric motor, thereby driving the rotor 127 in rotation.
  • the electric motor is used in generator operation. In this example, it supplies a battery 109.
  • the generator has a free axis to allow an endless rotation of the stator as long as there is movement between the upper part and the lower part of the generator, thus using a principle of spinning top and bottom bracket.
  • FIG. 4 illustrates a block diagram given here by way of non-limiting example, of a conversion electronics that can be used in association with a generator as described above.
  • a storage capacitor C1 visible in FIG. 10, is dimensioned to promote the efficiency of the system, ensuring a wide range of current conduction.
  • the battery charger 132 is a component dedicated to Lithium-ion type batteries and allows good management of the charge of the battery 109.
  • Two diodes D2 and D3 make it possible to improve the efficiency of the DC / DC boost 131 converter. Indeed, if the electronics is in charge, and that the BUS DC 1 is loaded by activations related to bearings on ball screw generators, the output current is provided directly by the BUS DC 2. The The output current of the battery charger 132 is then only dedicated to the charging of the battery 109.
  • the battery 109 only provides power if the voltage of the storage capacity
  • C1 is less than 0.9V, which limits the close charging and discharging cycles of the battery, and increases its life.
  • a diode Dp allows a current flow.
  • the recovered energy is used to heat the water entering the washing machine, or to participate in the power supply of the electric motor. This results in a decrease in the consumption of the machine to which these damper generator are associated.
  • the washing machine is of rotary drum type around a vertical axis (this is the case of a washing machine with an opening on the top).
  • the driving motor 4 it is customary for the driving motor 4 to be placed under the drum 2, in the axis of said drum.
  • the block comprising the rotary drum 2 and the electric motor 4 is suspended from four dampers 5 arranged, for example, in the corners of the support frame 6.
  • Each damper 5 here represented in the purely schematic but non-limiting form of a spring helical
  • an intermediate device for energy recovery is placed between the floor and a washing machine with or without energy recovery damper.
  • the intermediate device comprises an upper portion which supports a washing machine.
  • This upper part is suspended on a lower part by means of a set of dampers ball screw generators.
  • the lower part is adapted to be placed on the ground, and is optionally equipped with anti-slip systems, so as to maximize energy recovery.
  • a generator or a set of generators ball screw
  • the energy of the vibrations is transformed into electrical energy, and a damping effect is simultaneously obtained.
  • the stiffness of the helical spring is then adapted 1 / to the amplitude of the vibrations considered, this amplitude being previously determined, and 21 to the frequency of these vibrations.
  • the device as described is feasible low cost, with a view to carrying out large series of a system of energy recovery.
  • a ball screw generator is disposed in the upper part of a motor vehicle damper, so as to be biased with each movement of said damper. In this way, each shock or vibration related to the movement of the vehicle generates energy production, while contributing to the damping effect.
  • vehicles any type of land vehicle such as, auto, motorcycle, scooter, subway train wagon, tram, locomotive, bus, truck, aircraft landing gear.
  • the generator comes to power either the electric motors if they are hybrid or electric vehicles, or any other electrical device on board.
  • a generator may be disposed at the trunk of a vehicle between the opening part and the fixed part. In this configuration, the generator is driven by the helical spring during opening, and produces energy, for example to power a ceiling lamp or a light-emitting diode lamp illuminating said trunk. The principle of the generator can also be used when closing the doors or tailgates.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The device for producing energy, designed to be placed between a moving or vibrating element and an inert element, comprises means for recovering part of the impact energy generated by an impact or vibrations of the moving element with respect to the inert element. These means comprise an electrical generator positioned between a first part and a second part, which are movable relative to one another, the electrical generator comprising: - an upper part that is vertically movable relative to a lower part, one of those parts being rigidly connected to the stator of an electric motor, - mechanical means for converting the relative vertical movement between the two parts into a rotating movement of the rotor of said electric motor.

Description

DISPOSITIF DE GÉNÉRATION D'ÉNERGIE UTILISANT L'ÉNERGIE DE CHOCS  ENERGY GENERATING DEVICE USING SHOCK ENERGY
OU VIBRATIONS  OR VIBRATIONS
L'objet de la présente invention est un dispositif électro-actif pour la récupération d'énergie de chocs ou de vibrations. The object of the present invention is an electro-active device for the recovery of energy from shocks or vibrations.
Objectifs de l'invention Objectives of the invention
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif autonome de génération d'énergie couplé à un organe de stockage minimal qui soit robuste, d'une grande durée de vie et peu onéreux à installer et à maintenir.  The object of the present invention is to provide an autonomous power generation device coupled to a minimum storage member that is robust, long-lasting and inexpensive to install and maintain.
Exposé de l'invention Presentation of the invention
L'invention vise un dispositif de production d'énergie, destiné à être placé entre un élément mobile ou vibrant et un élément inerte, ledit dispositif comportant des moyens de récupérer une partie de l'énergie d'impact générée par un choc ou des vibrations de l'élément mobile vis-à-vis de l'élément inerte, ces moyens comportant un générateur électrique disposé entre une première pièce et une seconde pièces, mobiles l'une par rapport à l'autre, ledit générateur électrique comportant  The invention relates to a device for producing energy, intended to be placed between a mobile or vibrating element and an inert element, said device comprising means for recovering part of the impact energy generated by shock or vibration of the movable element vis-à-vis the inert element, these means comprising an electric generator disposed between a first part and a second parts, movable relative to each other, said electrical generator comprising
- une partie supérieure mobile verticalement par rapport à une partie inférieure, l'une de ces deux parties étant solidarisée au stator d'un moteur électrique,  an upper part vertically movable relative to a lower part, one of these two parts being secured to the stator of an electric motor,
- des moyens mécaniques de transformer le mouvement vertical relatif des deux parties en mouvement rotatif du rotor dudit moteur électrique.  mechanical means for transforming the relative vertical movement of the two parts into rotary movement of the rotor of said electric motor.
Selon une mise en œuvre préférée, les moyens mécaniques de transformer le mouvement vertical relatif des deux parties du générateur, en mouvement rotatif du rotor dudit moteur électrique, comprennent une vis sans fin solidarisée au rotor du moteur électrique, ladite vis sans fin étant entraînée en rotation par le déplacement vertical d'un écrou. According to a preferred embodiment, the mechanical means for transforming the relative vertical movement of the two parts of the generator, into rotary movement of the rotor of said electric motor, comprise a worm secured to the rotor of the electric motor, said worm being driven into rotation by the vertical displacement of a nut.
Selon une mise en œuvre particulière, le dispositif comporte également un ressort hélicoïdal disposé entre les parties supérieure et inférieure du générateur. According to a particular implementation, the device also comprises a helical spring disposed between the upper and lower parts of the generator.
Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif comporte au moins un amortisseur adapté à servir à la suspension de l'élément mobile vis-à-vis de l'élément inerte, ledit amortisseur étant du type comportant un cylindre et un piston mobile dans le cylindre, une chambre étant ménagée à l'intérieur dudit cylindre, et un générateur électromagnétique étant disposé à l'intérieur de ladite chambre. In a particular embodiment, the device comprises at least one damper adapted to serve for the suspension of the movable element vis-à-vis the inert element, said damper being of the type comprising a cylinder and a movable piston in the cylinder, a chamber being formed inside said cylinder, and an electromagnetic generator being disposed inside said chamber.
L'invention vise sous un second aspect une machine comportant un élément mû en rotation par un moteur électrique, et au moins un dispositif tel qu'exposé, disposé entre l'élément mû en rotation, et une partie inerte de ladite machine.  The invention aims in a second aspect a machine comprising an element rotated by an electric motor, and at least one device as exposed disposed between the rotated element, and an inert portion of said machine.
L'invention vise également un véhicule comportant au moins un dispositif tel qu'exposé. Présentation des figures The invention also relates to a vehicle comprising at least one device as described. Presentation of figures
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application.  The characteristics and advantages of the invention will be better appreciated thanks to the description which follows, description which sets out the characteristics of the invention through a non-limiting example of application.
La description s'appuie sur les figures annexées qui représentent :  The description is based on the appended figures which represent:
Figure 1 : une vue schématique des éléments impliqués dans la mise en œuvre d'un dispositif conforme à la présente description, dans le cas d'une machine à laver à ouverture frontale,  Figure 1 is a schematic view of the elements involved in the implementation of a device according to the present description, in the case of a washing machine with frontal opening,
Figures 2a et 2b : deux vues de côté d'un générateur électromagnétique à vis, complet, ou montrant les éléments internes,  FIGS. 2a and 2b: two side views of an electromagnetic screw generator, complete, or showing the internal elements,
Figures 3a à 3c : des vues de détails d'un modèle de générateur électromagnétique à vis, en vue en coupe (figure 3a), en vue en perspective d'un détail (figure 3b) et en vue en perspective complète (figure 3c),  FIGS. 3a to 3c: detailed views of a model of an electromagnetic screw generator, in sectional view (FIG. 3a), in perspective view of a detail (FIG. 3b) and in full perspective view (FIG. 3c) ,
Figure 4 : un schéma de principe d'un montage électrique utilisant le dispositif de l'invention,  FIG. 4: a block diagram of an electrical assembly using the device of the invention,
Figure 5 : une vue schématique des éléments impliqués dans la mise en œuvre d'un dispositif conforme à la présente description, dans le cas d'une machine à laver à ouverture supérieure.  Figure 5 is a schematic view of the elements involved in the implementation of a device according to the present description, in the case of an upper opening washing machine.
Description d'une mode de réalisation Description of an embodiment
Dans un premier mode de réalisation, donné ici à titre d'exemple non limitatif, un dispositif de récupération d'énergie des vibrations est installé sur une machine à laver le linge 1 de type à tambour à ouverture frontale (voir figure 1 ).  In a first embodiment, given here by way of non-limiting example, a vibration energy recovery device is installed on a front-opening drum type washing machine 1 (see FIG. 1).
Comme on le voit sur la figure, qui illustre une telle machine sans son capot extérieur et son électronique, la machine à laver 1 comporte de façon connue en soi un tambour rotatif 2, disposé au sein d'un logement étanche 3. Le tambour rotatif 2 est entraîné par un moteur électrique 4, ici disposé sous le tambour rotatif 2. L'ensemble formé par ce tambour rotatif 2, son logement 3 et le moteur électrique 4 est suspendu sur quatre amortisseurs 5, qui viennent se reprendre sur un châssis 6 de support de la machine, et d'appui au sol. As can be seen in the figure, which illustrates such a machine without its outer cover and its electronics, the washing machine 1 comprises, in a manner known per se, a rotary drum 2, disposed within a sealed housing 3. The rotary drum 2 is driven by an electric motor 4, here disposed under the rotary drum 2. The assembly formed by the rotary drum 2, its housing 3 and the electric motor 4 is suspended on four dampers 5, which are recovered on a frame 6 of the machine support and ground support.
Dans la présente mise en œuvre, chaque amortisseur 5 comporte un générateur électromagnétique à vis à bille (non illustré sur la figure 1 ).  In the present implementation, each damper 5 comprises an electromagnetic screw ball generator (not shown in Figure 1).
Dans le présent exemple, les amortisseurs sont du type comportant un cylindre et un piston mobile dans le cylindre. Une chambre est ménagée à l'intérieur dudit cylindre, et un générateur électromagnétique est disposé à l'intérieur de la chambre. Dans un exemple de réalisation, un générateur électromagnétique à vis à bille comporte en partie haute un toucheau 122, ici solidarisé au bâti du tambour rotatif 2, comportant une partie plane et un embout arrondi 121 . En partie basse, la base 123 du générateur électromagnétique à vis 108 est solidarisée, par l'intermédiaire du bas de l'amortisseur 5, au châssis 6. Le toucheau 122 est librement mobile selon l'axe vertical Z vis-à-vis de la base 123.  In the present example, the dampers are of the type comprising a cylinder and a piston movable in the cylinder. A chamber is provided inside said cylinder, and an electromagnetic generator is disposed within the chamber. In an exemplary embodiment, an electromagnetic screw ball generator has in the upper part a flap 122, here secured to the frame of the rotary drum 2, having a flat portion and a rounded tip 121. In the lower part, the base 123 of the electromagnetic screw generator 108 is secured, via the bottom of the damper 5, to the frame 6. The flap 122 is freely movable along the vertical axis Z opposite the base 123.
Un ressort hélicoïdal 124, comportant dans le présent exemple non limitatif deux à trois spires, est disposé entre le toucheau 122 et la base 123, ainsi qu'il est illustré sur les figures 2a, 2b, 3a, 3c. Ce ressort hélicoïdal 124 est dimensionné de telle sorte que la force d'appui générée par les vibrations du tambour rotatif 2, distribuée sur les générateurs électromagnétiques à vis 108 n'entraîne pas un déplacement amenant le toucheau 122 en butée.  A helical spring 124, comprising in the present nonlimiting example two to three turns, is disposed between the flange 122 and the base 123, as shown in Figures 2a, 2b, 3a, 3c. This helical spring 124 is dimensioned such that the bearing force generated by the vibrations of the rotary drum 2, distributed on the electromagnetic screw generators 108 does not cause a movement bringing the flap 122 into abutment.
Ce ressort hélicoïdal 124 ramène le toucheau 122 vers le haut en position de repos, après un écrasement du ressort hélicoïdal 108 lié à un appui sur ledit toucheau.  This coil spring 124 brings the flap 122 upwards in the rest position, after a compression of the coil spring 108 connected to a support on said flap.
A l'intérieur du toucheau 122 est disposé un écrou 125 dans lequel une vis sans fin 126 vient se mouvoir (voir figure 3a). L'écrou 125 et la vis sans fin 126 sont disposés selon l'axe vertical Z. La vis sans fin 126 ne peut se mouvoir verticalement vis-à-vis de la base 123. La vis sans fin 126 est par contre solidarisée à la partie mobile d'un roulement à bille, dont la partie fixe est solidarisée à la base 123 du générateur 108.  Inside the flange 122 is disposed a nut 125 in which a worm 126 moves (see Figure 3a). The nut 125 and the worm 126 are arranged along the vertical axis Z. The worm 126 can not move vertically with respect to the base 123. The worm 126 is secured against the mobile part of a ball bearing, whose fixed part is secured to the base 123 of the generator 108.
De ce fait, lors d'un mouvement vertical du toucheau 122, l'écrou 125, entraîné vers le bas selon l'axe vertical Z, provoque une rotation de la vis sans fin 126 autour de cet axe vertical Z. La vis sans fin 126 entraîne en rotation l'axe 129 du rotor 127 d'un moteur électrique. Cet entraînement est réalisé grâce à un roulement et un accouplement disposés entre la vis sans fin 126 et l'axe du moteur 129. En variante, il est possible d'intégrer directement un dispositif de vis sans fin dans l'engrenage du moteur afin de réduire la hauteur du générateur et supprimer l'accouplement. Therefore, during a vertical movement of the flap 122, the nut 125, driven downward along the vertical axis Z, causes a rotation of the worm 126 around this vertical axis Z. The worm 126 rotates the axis 129 of the rotor 127 of an electric motor. This drive is achieved through a bearing and a coupling disposed between the worm 126 and the axis of the motor 129. Alternatively, it is possible to directly integrate a worm gear in the motor gear to reduce the height of the generator and remove the coupling.
Le stator 128 de ce moteur électrique est solidarisé à la base du générateur électromagnétique à vis 108.  The stator 128 of this electric motor is secured to the base of the electromagnetic screw generator 108.
Le principe de fonctionnement d'un générateur électromagnétique à vis 108 est le suivant.  The operating principle of an electromagnetic screw generator 108 is as follows.
Un déplacement linéaire vertical du toucheau 122 est transformé en mouvement rotatif par le dispositif de vis à billes 125, 126. La vis sans fin 126 est solidarisée avec l'arbre du moteur électrique, entraînant ainsi le rotor 127 en rotation. Le moteur électrique est utilisé en fonctionnement générateur. Il alimente dans le présent exemple une batterie 109.  A vertical linear displacement of the flap 122 is transformed into rotary motion by the ball screw device 125, 126. The worm 126 is secured to the shaft of the electric motor, thereby driving the rotor 127 in rotation. The electric motor is used in generator operation. In this example, it supplies a battery 109.
Le générateur comporte un axe libre pour permettre une rotation sans fin du stator tant qu'il y a un mouvement entre la partie supérieure et la partie inférieure du générateur, utilisant ainsi un principe de toupie et de pédalier de vélo.  The generator has a free axis to allow an endless rotation of the stator as long as there is movement between the upper part and the lower part of the generator, thus using a principle of spinning top and bottom bracket.
Dans le cas d'un générateur intégré à un amortisseur, une réservation est faite au sein de l'amortisseur, pour loger le moteur électrique et la vis à bille est solidarisée avec la partie inférieure ou supérieure de l'amortisseur. A chaque mouvement de ce dernier, l'écrasement des composants intérieurs entraine la vis à bille qui elle même fait tourner le moteur, le dispositif comporte également un axe libre, de type de ce qui est utilisé sur les roues arrières de vélo de manière que lorsque l'amortisseur se détend (allongement), le moteur continu à tourner tel une toupie et entretient le mouvement, lui même entretenu par les chocs ou vibrations. La chaîne cinématique de ce générateur électromagnétique à vis 108 et les composants utilisés lui confèrent un très bon rendement énergétique. Le développement de ce générateur électromagnétique à vis 108 est basé sur l'utilisation de composants sur « étagère », en ce qui concerne les vis à billes 125, 126 et le moteur 127, 128.  In the case of a generator integrated in a damper, a reservation is made within the damper, to house the electric motor and the ball screw is secured to the lower or upper part of the damper. With each movement of the latter, the crushing of the internal components causes the ball screw which itself rotates the engine, the device also includes a free axis, type of what is used on the rear wheels of the bicycle so that when the damper relaxes (elongation), the motor continues to rotate like a router and maintains the movement, itself maintained by shock or vibration. The kinematic chain of this electromagnetic screw generator 108 and the components used give it a very good energy efficiency. The development of this electromagnetic screw generator 108 is based on the use of "shelf" components, with respect to the ball screws 125, 126 and the motor 127, 128.
La figure 4 illustre un schéma de principe donné ici à titre d'exemple non limitatif, d'une électronique de conversion utilisable en association avec un générateur tel que décrit plus haut. FIG. 4 illustrates a block diagram given here by way of non-limiting example, of a conversion electronics that can be used in association with a generator as described above.
Le principe de fonctionnement est le suivant :  The operating principle is as follows:
La tension de sortie d'un générateur électromagnétique à vis 108 est redressée par un pont double alternance 130. Une capacité de stockage C1 , visible sur la figure 10, est dimensionnée afin de favoriser le rendement du système, en garantissant une large plage de conduction du courant. The output voltage of an electromagnetic screw generator 108 is rectified by a full-wave bridge 130. A storage capacitor C1, visible in FIG. 10, is dimensioned to promote the efficiency of the system, ensuring a wide range of current conduction.
Un convertisseur de type DC/DC boost 131 connu en soi, d'une puissance de sortie moyenne de 3W et transitoire maximum de 5W, permet d'extraire l'énergie de la capacité de stockage C1 , à partir d'une tension de 0.9V (et jusqu'à 5V environ) vers un bus de stockage BUS DC 2 régulé à 5V.  A DC / DC boost converter 131 known per se, with an average output power of 3W and a maximum transient of 5W, makes it possible to extract the energy from the storage capacitor C1, starting from a voltage of 0.9. V (and up to about 5V) to a DC bus 2 regulated at 5V.
Le chargeur de batterie 132 est un composant dédié aux batteries de type Lithium-ion et permet une bonne gestion de la charge de la batterie 109.  The battery charger 132 is a component dedicated to Lithium-ion type batteries and allows good management of the charge of the battery 109.
Deux diodes D2 et D3 permettent d'améliorer le rendement du convertisseur DC/DC boost 131 . En effet, si l'électronique est en charge, et que le BUS DC 1 est chargé par des activations liées à des appuis sur des toucheaux de générateurs à vis à bille, le courant de sortie est fourni directement par le BUS DC 2. Le courant de sortie du chargeur de batterie 132 est alors uniquement dédié à la charge de la batterie 109.  Two diodes D2 and D3 make it possible to improve the efficiency of the DC / DC boost 131 converter. Indeed, if the electronics is in charge, and that the BUS DC 1 is loaded by activations related to bearings on ball screw generators, the output current is provided directly by the BUS DC 2. The The output current of the battery charger 132 is then only dedicated to the charging of the battery 109.
La batterie 109 ne fournit du courant que si la tension de la capacité de stockage The battery 109 only provides power if the voltage of the storage capacity
C1 est inférieure à 0.9V, ce qui limite les cycles de charge et de décharge rapprochées de la batterie, et augmente sa durée de vie. C1 is less than 0.9V, which limits the close charging and discharging cycles of the battery, and increases its life.
En cas de panne du système en circuit ouvert, ou de non charge de la batterie 9, une diode Dp permet un passage de courant.  In the event of a failure of the system in an open circuit, or of non-charging of the battery 9, a diode Dp allows a current flow.
Dans l'exemple de mise en œuvre décrit ici, l'énergie récupérée est utilisée pour chauffer l'eau entrée dans la machine à laver, ou pour participer à l'alimentation du moteur électrique. Il en résulte une baisse de la consommation de la machine à laquelle ces amortisseurs à générateur sont associés. In the implementation example described here, the recovered energy is used to heat the water entering the washing machine, or to participate in the power supply of the electric motor. This results in a decrease in the consumption of the machine to which these damper generator are associated.
Dans une variante de mise en œuvre, illustrée par la figure 5, la machine à laver est de type à tambour rotatif autour d'un axe vertical (c'est le cas de machine à laver à ouverture sur le dessus). Dans cette variante, il est usuel que le moteur d'entraînement 4 soit placé sous le tambour 2, dans l'axe dudit tambour. Le bloc comportant le tambour rotatif 2 et le moteur électrique 4 est suspendu à quatre amortisseurs 5 disposés, par exemple, dans les angles du châssis de support 6. Chaque amortisseur 5 (ici figuré sous la forme purement schématique mais non limitative d'un ressort hélicoïdal) comporte un générateur électromagnétique à vis à bille tel que décrit plus haut. Dans encore une autre mise en œuvre, un dispositif intermédiaire de récupération d'énergie est placé entre le sol et une machine à laver dotée ou non d'amortisseur récupérateurs d'énergie. Dans ce cas, le dispositif intermédiaire comporte une partie supérieure qui vient supporter une machine à laver. Cette partie supérieure est suspendue sur une partie inférieure par l'intermédiaire d'un ensemble d'amortisseurs à générateurs à vis à billes. La partie inférieure est adaptée à être posée sur le sol, et est éventuellement dotée de systèmes antidérapants, de manière à maximiser la récupération d'énergie. Plus généralement, un générateur (ou un ensemble de générateurs à vis à bille) est disposé entre une machine vibrante (machine industrielle, machine à laver etc.) et le sol ou une paroi verticale fixe. L'énergie des vibrations est transformée en énergie électrique, et un effet d'amortissement est simultanément obtenu. La raideur du ressort hélicoïdal est alors adaptée 1 / à l'amplitude des vibrations considérées, cette amplitude étant préalablement déterminée, et 21 à la fréquence de ces vibrations. In an implementation variant, illustrated in FIG. 5, the washing machine is of rotary drum type around a vertical axis (this is the case of a washing machine with an opening on the top). In this variant, it is customary for the driving motor 4 to be placed under the drum 2, in the axis of said drum. The block comprising the rotary drum 2 and the electric motor 4 is suspended from four dampers 5 arranged, for example, in the corners of the support frame 6. Each damper 5 (here represented in the purely schematic but non-limiting form of a spring helical) comprises an electromagnetic screw ball generator as described above. In yet another implementation, an intermediate device for energy recovery is placed between the floor and a washing machine with or without energy recovery damper. In this case, the intermediate device comprises an upper portion which supports a washing machine. This upper part is suspended on a lower part by means of a set of dampers ball screw generators. The lower part is adapted to be placed on the ground, and is optionally equipped with anti-slip systems, so as to maximize energy recovery. More generally, a generator (or a set of generators ball screw) is disposed between a vibrating machine (industrial machine, washing machine, etc.) and the ground or a fixed vertical wall. The energy of the vibrations is transformed into electrical energy, and a damping effect is simultaneously obtained. The stiffness of the helical spring is then adapted 1 / to the amplitude of the vibrations considered, this amplitude being previously determined, and 21 to the frequency of these vibrations.
Dans le cas d'une machine industrielle, le générateur vient apporter de l'énergie électrique à cette dernière.  In the case of an industrial machine, the generator comes to bring electrical energy to the latter.
Avantages Advantages
Le dispositif tel que décrit est réalisable faible coût, en vue de la réalisation grande série d'un système de récupération d'énergie.  The device as described is feasible low cost, with a view to carrying out large series of a system of energy recovery.
Variantes variants
Dans une variante de mise en œuvre, un générateur à vis à bille est disposé en partie haute d'un amortisseur de véhicule automobile, de manière à être sollicité à chaque mouvement dudit amortisseur. De cette manière, chaque choc ou vibration liée au mouvement du véhicule engendre une production d'énergie, tout en contribuant à l'effet d'amortissement.  In an alternative embodiment, a ball screw generator is disposed in the upper part of a motor vehicle damper, so as to be biased with each movement of said damper. In this way, each shock or vibration related to the movement of the vehicle generates energy production, while contributing to the damping effect.
On entend par véhicules, tout type de véhicule terrestre tels que, auto, moto, scooter, wagon de train de métro, de tramway, locomotive, bus, camion, train d'atterrissage d'avion.  We mean by vehicles, any type of land vehicle such as, auto, motorcycle, scooter, subway train wagon, tram, locomotive, bus, truck, aircraft landing gear.
L'impact sur le générateur s'opère à la remontée sur les amortisseurs, ou à la descente sur les cylinblocs, voir sur l'oscillation de ces derniers.  The impact on the generator takes place on the return to the shock absorbers, or the descent on the cylinder blocks, see the oscillation of the latter.
On peut également le disposer à l'extérieur. La tige incluse dans l'amortisseur sert alors à l'actionner. Dans une variante, l'oscillation du bras reliant le châssis aux amortisseurs entraine une rotation du moteur dans le cylinbloc. Pour les véhicules, le générateur vient alimenter soit les moteurs électriques si ce sont des véhicules hybrides ou électriques, soit tout autre appareil électrique embarqué. Dans un autre mode de mise en œuvre, un générateur peut être disposé au niveau du coffre d'un véhicule entre la partie ouvrante et la partie fixe. Dans cette configuration, le générateur est entraîné par le ressort hélicoïdal lors de l'ouverture, et produit de l'énergie, par exemple pour alimenter un plafonnier ou une lampe à diodes électroluminescentes éclairant ledit coffre. On peut également utiliser le principe du générateur lors de la fermeture des portières ou hayons. It can also be placed outdoors. The rod included in the damper then serves to actuate it. In a variant, the oscillation of the arm connecting the chassis to the dampers causes a rotation of the engine in the cylinder block. For vehicles, the generator comes to power either the electric motors if they are hybrid or electric vehicles, or any other electrical device on board. In another embodiment, a generator may be disposed at the trunk of a vehicle between the opening part and the fixed part. In this configuration, the generator is driven by the helical spring during opening, and produces energy, for example to power a ceiling lamp or a light-emitting diode lamp illuminating said trunk. The principle of the generator can also be used when closing the doors or tailgates.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de production d'énergie, destiné à être placé entre un élément mobile ou vibrant et un élément inerte, 1. A device for producing energy, intended to be placed between a mobile or vibrating element and an inert element,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins un amortisseur adapté à servir à la suspension de l'élément mobile vis-à-vis de l'élément inerte, ledit amortisseur étant du type comportant un cylindre et un piston mobile dans le cylindre, une chambre étant ménagée à l'intérieur dudit cylindre, ledit dispositif comportant des moyens de récupérer une partie de l'énergie d'impact générée par un choc ou des vibrations de l'élément mobile vis-à-vis de l'élément inerte, lesdits moyens étant formés d'un générateur électromagnétique disposé à l'intérieur de ladite chambre.  characterized in that it comprises at least one damper adapted to serve for the suspension of the movable element vis-à-vis the inert element, said damper being of the type comprising a cylinder and a piston movable in the cylinder, a chamber being provided inside said cylinder, said device comprising means for recovering part of the impact energy generated by an impact or vibration of the movable element with respect to the inert element, said means being formed of an electromagnetic generator disposed within said chamber.
ledit générateur électrique comportant :  said electric generator comprising:
- une partie supérieure mobile par rapport à une partie inférieure selon un axe dit vertical, l'une de ces deux parties étant solidarisée au stator d'un moteur électrique,  an upper part movable relative to a lower part along a so-called vertical axis, one of these two parts being secured to the stator of an electric motor,
- des moyens mécaniques de transformer le mouvement vertical relatif des deux parties en mouvement rotatif du rotor dudit moteur électrique  mechanical means of transforming the relative vertical movement of the two parts into rotary movement of the rotor of said electric motor
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens mécaniques de transformer le mouvement vertical relatif des deux parties du générateur (8), en mouvement rotatif du rotor dudit moteur électrique, comprennent une vis sans fin solidarisée au rotor du moteur électrique, ladite vis sans fin étant entraînée en rotation par le déplacement vertical d'un écrou, le dispositif comportant un axe libre, du type de ce qui est utilisé sur les roues arrières de vélo de manière que lorsque l'amortisseur se détend (allongement), le moteur électrique continue à tourner tel une toupie et entretient le mouvement, lui même entretenu par les chocs ou vibrations. 2. Device according to claim 1, characterized in that the mechanical means of transforming the relative vertical movement of the two parts of the generator (8) in rotary motion of the rotor of said electric motor comprises a worm secured to the rotor of the electric motor. said auger being rotated by the vertical displacement of a nut, the device having a free axis, of the type used on the rear wheels of the bicycle so that when the damper relaxes (elongation) , the electric motor continues to turn like a top and maintains the movement, itself maintained by shocks or vibrations.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte également un ressort hélicoïdal disposé entre les parties supérieure et inférieure du générateur (8), ce ressort hélicoïdal étant dimensionné de telle sorte que la force d'appui générée par les vibrations le la parte mobile, n'entraîne pas un déplacement amenant ladite partie mobile en butée. 3. Device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that it also comprises a coil spring disposed between the upper and lower parts of the generator (8), the coil spring being dimensioned so that the force of support generated by the vibrations the mobile part does not cause a displacement bringing said moving part in abutment.
4. Machine à laver du type comportant un tambour rotatif suspendu par un ensemble d'amortisseurs qui viennent se reprendre sur un châssis de support de la machine à laver, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 4. Washing machine of the type comprising a rotary drum suspended by a set of dampers which are recovered on a support frame of the washing machine, characterized in that it comprises at least one device according to any one of Claims 1 to 3.
5. Machine comportant un élément mû en rotation par un moteur électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, disposé entre l'élément mû en rotation, et une partie inerte de ladite machine. 5. Machine comprising an element rotated by an electric motor, characterized in that it comprises at least one device according to any one of claims 1 to 4, arranged between the rotated element, and an inert portion of said machine.
6. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de récupération d'énergie selon l'une des revendications 1 à 4. 6. Vehicle, characterized in that it comprises at least one energy recovery device according to one of claims 1 to 4.
7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de récupération d'énergie selon l'une des revendications 1 à 4, un générateur à vis à bille étant disposé en partie haute d'au moins un amortisseur dudit véhicule automobile, de manière à être sollicité à chaque mouvement dudit amortisseur. 7. Motor vehicle, characterized in that it comprises at least one energy recovery device according to one of claims 1 to 4, a ball screw generator being disposed in the upper part of at least one damper of said vehicle automobile, so as to be solicited for each movement of said damper.
8. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de récupération d'énergie selon la revendication 3, un générateur étant disposé au niveau d'un coffre à bagages dudit véhicule entre une partie ouvrante et une partie fixe, le générateur étant entraîné par le ressort hélicoïdal lors de l'ouverture, et produisant de l'énergie, par exemple pour alimenter un plafonnier ou une lampe à diodes électroluminescentes éclairant ledit coffre. 8. Motor vehicle, characterized in that it comprises at least one energy recovery device according to claim 3, a generator being disposed at a luggage compartment of said vehicle between an opening part and a fixed part, the generator being driven by the helical spring during opening, and producing energy, for example to supply a ceiling lamp or a light-emitting diode lamp illuminating said trunk.
PCT/EP2013/062421 2013-06-14 2013-06-14 Device for generating energy using energy from impacts or vibrations WO2014198341A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/062421 WO2014198341A1 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Device for generating energy using energy from impacts or vibrations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/062421 WO2014198341A1 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Device for generating energy using energy from impacts or vibrations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014198341A1 true WO2014198341A1 (en) 2014-12-18

Family

ID=48949119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/062421 WO2014198341A1 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Device for generating energy using energy from impacts or vibrations

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014198341A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10120102A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Bosch Gmbh Robert Active chassis with electric actuator and damper
US20060125325A1 (en) * 2003-12-12 2006-06-15 Gerald Beaulieu Linear generator apparatus
WO2007143998A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Linak A/S Actuator
US20100244457A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Bhat Nikhil Energy harvesting system
US20120086293A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Ramiro Casas Kinetic energy to electric power converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10120102A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Bosch Gmbh Robert Active chassis with electric actuator and damper
US20060125325A1 (en) * 2003-12-12 2006-06-15 Gerald Beaulieu Linear generator apparatus
WO2007143998A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Linak A/S Actuator
US20100244457A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Bhat Nikhil Energy harvesting system
US20120086293A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Ramiro Casas Kinetic energy to electric power converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150060172A1 (en) Drive system for a motor vehicle
US8827022B2 (en) Chassis assembly for an electrical powered vehicle
US20150042211A1 (en) System and method for generating electricity by an inflated moving wheel
US8089168B2 (en) Tire actuated generator for use on cars
WO2014203542A1 (en) Electric power generation device and shock absorber which generates electric power
FR2985108A1 (en) Energy production device for placed between movable element and vibrating or inert element of e.g. front opening washing machine, has mechanical unit for transforming vertical movement of parts of generator to rotary movement of rotor
WO2014198341A1 (en) Device for generating energy using energy from impacts or vibrations
EP3276200B1 (en) Hydraulic anti-vibration device
FR2986470A1 (en) Vehicle e.g. hybrid car, has rotatable shaft connected to driving unit of rotor or to rotor by non-return mechanism for authorizing swing drive of rotor according to one-way rotation movement
US20110181152A1 (en) System for using the air pressure acting on a vehicle in motion to produce energy
FR2903056A1 (en) COMPACT POWER SUPPLY DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH COOLING MEANS COMPRISING AN EXTERNAL COLD SOURCE
WO2019197762A1 (en) Apparatus for electrical networks, suitable for storing and releasing gravitational potential energy
CN111372842A (en) Self-power generation type electric bicycle
FR2971561A1 (en) Energy production device for use at e.g. sidewalk to supply energy to public lighting, has upper and lower parts connected by magnetized bar for sliding within induction coil when upper part moves relative to lower part
FR2964160A1 (en) Energy recovery device for producing electrical energy to e.g. electrical circuit in aircraft, has wing supporting unit connected to energy transformation unit, and profiled wing placed along flow of fluid
KR100206546B1 (en) Suspension system with energy generator for a vehicle
CN106115204A (en) A kind of pure electric automobile battery toter
CN206889195U (en) A kind of vibration-damping bicycle vehicle seat TRT
CN111396275A (en) Energy recovery power generation system of novel energy motor vehicle
WO2013124987A1 (en) Electricity generation device and electricity generation method
US7755238B2 (en) Power generator and power generating method
CN101239586A (en) Energy-saving electric generating apparatus for automobile and train
FR2868361A1 (en) Power generator for recharging batteries of e.g. truck, has rotor mounted on shaft to transform kinetic energy into mechanical energy when vehicle moves, and carrier frame fixed on connection board using threaded rods and self-locking nut
FR2880480A1 (en) Mechanical and electrical power generation system for motor vehicle, has changeover switch coupled to alternator-starter and battery positive terminal and to common point of on-off switch and negative terminal, in two respective positions
FR2942521A1 (en) Starter for vehicle, has clutch fixing unit non-rotatively fixed in housing, and external element with chamber whose external diameter side is press-fitted and fixed in hollow part

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13747358

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13747358

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1