BR112021016363A2 - Aparelho e método para produzir energia elétrica - Google Patents
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Abstract
aparelho e método para produzir energia elétrica. um primeiro e um segundo tipo de aparelho para produzir energia elétrica são descritos, bem como um primeiro e segundo tipo de métodos para produzir energia elétrica.
Description
[0001] A presente invenção se refere ao setor técnico de aparelhos e métodos para produzir energia elétrica, em particular aparelhos e métodos baseados na lei de Faraday-Neumann-Lenz. Esta lei se refere à indução eletromagnética e estabelece que quando o fluxo do campo magnético através da superfície delimitada por um circuito elétrico é variável ao longo do tempo, é gerada uma força eletromotriz induzida igual ao oposto da variação do tempo do fluxo.
[0002] São conhecidos aparelhos para produzir energia elétrica, os quais atuam métodos relativos para produzir energia elétrica, nos quais um ímã de um sistema de ímãs é colocado em movimento relativo em relação a uma ou mais bobinas, externamente às bobinas, gerando uma força eletromotriz induzida, mas esses dispositivos não apresentam um alto desempenho em termos de energia elétrica produzida no que diz respeito à energia elétrica gasta na movimentação do ímã ou do sistema de ímãs para produzir energia elétrica. O dínamo ilustra um exemplo desses aparelhos para produzir energia elétrica.
[0003] Resta, portanto, a necessidade de aumentar o desempenho do presente aparelho para a produção de energia elétrica, em particular para permitir o uso doméstico frutífero. Assim, surge a necessidade de produzir energia elétrica, em particular como alternativa às turbinas elétricas, também a nível doméstico.
[0004] O principal objetivo da presente invenção consiste em reduzir e/ou evitar as desvantagens acima citadas no que diz respeito aos aparelhos e métodos para a produção de energia elétrica de tipo conhecido.
[0005] Em particular, o principal objetivo da presente invenção é obter um alto desempenho energético.
[0006] Um outro objetivo da presente invenção consiste em fornecer um aparelho para produzir energia elétrica que apresenta alto desempenho e necessita de baixa energia de entrada.
[0007] Um outro objetivo da presente invenção é fornecer aparelhos e métodos para produzir energia elétrica que sejam de pequenas dimensões, simples e confiáveis e que tenham custos relativamente modestos em relação aos objetivos que devem ser alcançados, permitindo que praticamente todos os clientes potenciais produzam energia elétrica. Estes fins e objetivos são alcançados com os aparelhos e métodos de acordo com as reivindicações independentes, em particular com um primeiro tipo de modalidade do aparelho para produzir energia, de acordo com a reivindicação 1, com um primeiro tipo de modalidade do método para produzir energia de acordo com reivindicações 8, com um segundo tipo de modalidade do aparelho para produzir energia de acordo com a reivindicação 3, e com um segundo tipo de modalidade do método para produzir energia de acordo com a reivindicação
10.
[0008] De acordo com as primeiras modalidades e atuação, ao ativar o eixo de rotação em uma primeira direção e com uma velocidade de rotação relativa, uma rotação é causada, pelo menos parcial, do ímã secundário, cujos pólos estão apropriadamente dispostos em relação ao eixo de rotação longitudinal. Esta rotação gera simultaneamente uma força de repulsão magnética entre o ímã secundário em rotação e um primeiro ímã primário, uma força de atração entre o ímã secundário em rotação e um segundo ímã primário, seguindo o primeiro ímã primário. As forças geradas causam um movimento do elemento de suporte em relação à estrutura de suporte em uma segunda direção, oposta à primeira direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários e uma consequente força eletromotriz induzida em cada bobina de a pluralidade de bobinas.
[0009] Como os ímãs primários são fixados ao elemento de suporte, o primeiro e o segundo ímã primário não podem se mover de forma autônoma do ímã secundário em rotação. Portanto, a força de repulsão causa um movimento do elemento de suporte, que é solidamente restrito aos ímãs primários, em relação à estrutura de suporte em uma segunda direção, oposta à primeira direção de rotação do ímã secundário. Isso causa uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários e uma consequente força eletromotriz induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas. Por este motivo, diferentemente dos dispositivos para produzir energia em que os ímãs primários se movem diretamente, de acordo com a primeira modalidade e acionamento da invenção apenas o ímã secundário se move em rotação, que é pequeno e leve e, portanto, menos energia é necessária para movê-lo, e é o ímã secundário que causa o movimento da pluralidade de ímãs secundários que, por sua vez, geram uma força eletromotriz induzida nas bobinas elétricas (9). Consequentemente, em virtude da baixa quantidade de energia necessária para mover o ímã secundário em rotação, um melhor desempenho energético pode ser obtido em relação à técnica anterior.
[00010] Observe que um técnico no assunto que lê o presente pedido de patente é perfeitamente capaz de reproduzir a invenção, conforme definida nas reivindicações 1 e 8. Isso ocorre porque, com base na intensidade do campo magnético (ou seja, a densidade do fluxo magnético) dos ímãs primários, o arranjo dos ímãs primários ao longo da linha de anel fechado, a indução magnética do ímã secundário, o arranjo dos mesmos em relação à linha de anel fechado e ao arranjo do eixo de rotação relativo, o técnico no assunto pode calcular a velocidade de rotação do eixo de rotação, de modo que o elemento de suporte seja movido pela força de repulsão gerada pela rotação do ímã secundário em pelo menos um ímã primário. Obviamente, o técnico no assunto também é capaz de definir qualquer parâmetro ausente entre os seguintes: a intensidade do campo magnético dos ímãs primários, o arranjo dos ímãs primários ao longo da linha de anel fechado, a indução magnética do ímã secundário, o arranjo dos mesmos em relação à linha de anel fechado, o arranjo do eixo de rotação relativo e a velocidade de rotação do eixo de rotação, a fim de projetar e realizar um aparelho de produção do primeiro tipo de modalidade a partir dos parâmetros disponíveis restantes.
[00011] Em relação à segunda modalidade e acionamento da invenção, observe que a pluralidade dos ímãs primários cruza longitudinalmente cada bobina incluída e gera, em cada bobina, uma força eletromotriz induzida que é maior do que aquela que pode ser gerada nas mesmas condições no caso em que os ímãs foram movidos de fora das bobinas sem cruzá-los longitudinalmente. Portanto, neste caso, o aparelho e o método da invenção têm um desempenho melhor do que o que pode ser obtido com os métodos e aparelhos para produzir energia elétrica de tipo conhecido.
[00012] Será suficiente realizar uma manutenção periódica para evitar o desgaste excessivo das partes móveis para evitar uma deterioração no desempenho do aparelho de acordo com a invenção.
[00013] As características da invenção serão descritas a seguir em que algumas modalidades preferidas, mas não exclusivas, serão descritas com referência à atuação do método para produzir energia elétrica e modalidades e aparelhos para produzir energia elétrica de acordo com a invenção com referência às tabelas anexas de figuras, nas quais: as Figuras 1A, 1B e 1C são vistas esquemáticas de uma primeira modalidade do aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, respectivamente, frontal, lateral e de cima; as Figuras 2A, 2B e 2C são vistas esquemáticas de uma segunda modalidade do aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, respectivamente, frontal, lateral e de cima; as Figuras 3A, 3B e 3C são vistas esquemáticas de uma terceira modalidade do aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, respectivamente, frontal, lateral e de cima; a Figura 4A é uma vista esquemática de cima de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 4B é uma vista esquemática de cima de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 4C é uma vista esquemática de cima de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 5 é uma vista em perspectiva de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 6 é uma vista em perspectiva de cima de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 7 é uma vista lateral frontal do componente da Figura 6; a Figura 8 é uma vista em perspectiva superior de um outro componente de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 9 é uma vista em perspectiva de cima do componente da Figura 6 ao qual uma pluralidade de outros componentes de um aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção estão acoplados; a Figura 10 é uma vista em perspectiva de cima dos componentes da Figura 9, acoplados ao componente da Figura 8; a Figura 11 é uma vista de cima de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; a Figura 12 é uma vista lateral de alguns componentes de um aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção; e as Figuras 13A, 13B e 13C são vistas esquemáticas, respectivamente frontal, lateral e de cima, de uma quarta modalidade do aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção.
[00014] Em algumas Figuras, os “pólos magnéticos” indicados como “positivos” são marcados com um “+” e os pólos magnéticos indicados como “negativos” são marcados com um “-” (consulte as Figuras 4A a 4C).
[00015] Com referência às Figuras, o número de referência 1 indica um aparelho 1 para a produção de energia elétrica de acordo com a invenção.
[00016] Em um primeiro tipo relativo de modalidade (ver Figuras 1A-1C, 3A-3C, 2A-2C, 4A-4C e 5), compreende: - uma estrutura de suporte 15; - uma pluralidade de ímãs primários 17; - um elemento de suporte 16 ao qual cada ímã primário 17 da pluralidade de ímãs primários 17 é solidamente fixado, arranjado, um após o outro, ao longo de uma linha de anel fechado, de preferência em sequência, em que o elemento de suporte 16 está conectado à estrutura de suporte 15 com uma possibilidade de movimento, em relação à estrutura de suporte 15, de modo que quando o elemento de suporte 16 é movido, cada ímã primário 17 da pluralidade de ímãs primários 17 segue uma trajetória relativa coincidindo com a referida linha de anel fechado; - uma pluralidade de bobinas elétricas 19 fixadas à referida estrutura de suporte 15 e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela referida pluralidade de ímãs primários 17; - meios de rotação 20 fixados à estrutura de suporte 15, compreendendo um eixo de rotação 21, em que os meios de rotação 20 são ativáveis para girar o eixo de rotação 21 pelo menos parcialmente em torno do eixo de rotação longitudinal relativo com uma velocidade de rotação relativa em uma primeira direção relativa; - um ímã secundário 18 solidamente restrito ao referido eixo de rotação 21; em que os ímãs primários 17, o ímã secundário 18, o arranjo dos ímãs primários 17 e do ímã secundário 18, o arranjo dos pólos magnéticos relativos e a velocidade de rotação do eixo de rotação 21 estão predispostos de modo que, ao ativar o eixo de rotação 21 com a velocidade de rotação e em uma primeira direção relativa para girar pelo menos parcialmente o ímã secundário 18, uma força de repulsão magnética é gerada entre o ímã secundário 18 em rotação e um primeiro ímã primário 17 e de modo a gerar uma força de atração contemporânea entre o ímã secundário 18 em rotação e um segundo ímã primário 17 seguindo o primeiro ímã primário 17, de modo a causar um movimento do elemento de suporte 16 em relação à estrutura de suporte 15 em uma segunda direção, oposta à primeira direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17 e uma consequente força eletromotriz induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
[00017] Em uma modalidade preferida, os meios de rotação 20 são configurados para girar totalmente o eixo de rotação 21 em torno do eixo longitudinal relativo, vantajosamente várias vezes consecutivamente.
[00018] O aparelho 1 atua um primeiro tipo de modalidade de atuação do método para produzir energia elétrica da invenção, que compreende as seguintes etapas: - predispor um ímã secundário 18 tendo um eixo de rotação relativo; - predispor um elemento de suporte 16 ao qual uma pluralidade de ímãs primários 17 é fixada, colocada, uma após a outra, de preferência em sequência, ao longo de uma linha de anel fechado 44, pelo menos um dos ímãs primários 17 da pluralidade de ímãs primários 17 sendo arranjados no campo magnético do ímã secundário 18; - dispor uma pluralidade de bobinas elétricas 19 internamente do campo elétrico gerado pela pluralidade de ímãs primários 17; - pelo menos parcialmente ajustando em rotação o ímã secundário 18 com respeito ao eixo de rotação relativo em uma primeira direção, a fim de gerar uma força de repulsão magnética entre o ímã secundário 18 em rotação e pelo menos um dos ímãs primários 17, de modo a causar um movimento relativo do elemento de suporte 16 em relação à pluralidade de bobinas em uma segunda direção, oposta à primeira direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17 e uma força eletromotriz consequente induzida em cada bobina do pluralidade de bobinas.
[00019] No aparelho para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, o ímã secundário 18 é de preferência solidamente restrito ao eixo de rotação 21 com o pólo sul relativo disposto, em relação ao eixo de rotação, em um lado oposto ao pólo norte relativo. Isso porque, desta forma, um melhor desempenho pode ser obtido.
[00020] Da mesma forma, é preferível no primeiro tipo de realização do método que ele inclua o ímã secundário 18 com o eixo de rotação relativo interposto entre o pólo sul relativo e o pólo norte relativo.
[00021] De acordo com uma modalidade preferida, o imã secundário 18 é colocado em rotação total, vantajosamente muitas vezes consecutivas.
[00022] Por razões de construção, a linha de anel fechado 44 é vantajosamente circular ou oval, de preferência circular.
[00023] Alternativamente, o meio de rotação 20 pode compreender um motor elétrico relativo 20, de preferência alimentado por uma bateria 22. A bateria 22 é de preferência recarregável e também conectável a uma fonte de energia (não ilustrada) por meio de um fio elétrico relativo 51. De acordo com modalidades preferidas, a bateria 22 pode ser recarregada pelo menos parcialmente por pelo menos uma das bobinas elétricas incluídas no aparelho 1 por meio de um outro fio elétrico 53. Alternativamente, o meio de rotação 20 pode compreender um motor de combustão interna, um motor de combustão externa, uma célula de combustível, um motor hidráulico com engrenagem externa ou um motor molecular.
[00024] No primeiro tipo de modalidade, o eixo de rotação longitudinal é, de preferência, disposto perpendicularmente a um plano que passa pela linha do anel fechado.
[00025] A linha de anel fechado 44 é vantajosamente circular ou oval, de preferência circular. De preferência, o aparelho 1 para produzir energia elétrica tem, de preferência, uma configuração inicial relativa em que o eixo não é ativado e em que a linha de anel fechado 44 tem a porção de interação máxima relativa 2 (ver Figuras 4A a 4B) que está a uma distância mínima do ímã secundário 18 em relação às porções restantes relativas. Neste caso, o aparelho 1 tem de preferência uma configuração inicial relativa em que um imã primário 17 está disposto na parte 2 de interação máxima; preferencialmente com uma polaridade relativa oposta àquela do ímã secundário 18 (ver Figuras 4A a 4C). Em uma modalidade preferida, uma configuração inicial relativa do aparelho 1 para produzir energia, na porção de interação máxima 2, um ímã primário 17 é disposto com ambas as polaridades relativas opostas às polaridades do ímã secundário 18 (ver Figura 4A). Obviamente, os ímãs primários restantes 17 terão a mesma polaridade, quando dispostos na porção de interação máxima da linha de anel fechado.
[00026] Com referência às Figuras, ver as Figuras 4A a 4C, os ímãs primários 17 podem ser dispostos de tal maneira que uma linha que une as polaridades relativas seja tangencial à linha do anel fechado 44 (ver as Figuras 4A e 4C) ou perpendicular ao anel fechado linha 44 (consulte a Figura 4B). Todos os ímãs primários 17 são de preferência idênticos e têm a mesma intensidade de campo magnético.
[00027] A intensidade do campo magnético do ímã secundário 18 é vantajosamente igual à dos ímãs secundários. Nas modalidades preferidas da invenção, esta intensidade de campo magnético é de cerca de 1,3 a 1,7 Tesla. A intensidade é mais preferencialmente 1,4 a 1,6 Tesla.
[00028] Em um segundo tipo relativo de modalidade (ver Figuras 13A a 13C), o aparelho 1 para produzir energia elétrica de acordo com a invenção compreende:
- uma estrutura de suporte 15 - uma pluralidade de ímãs primários 17; - um elemento de suporte anular 16, que é em forma de anel fechado ao qual cada ímã primário 17 da pluralidade de ímãs primários 17 é solidamente fixado, arranjado, um após o outro, de preferência em sequência, ao longo de uma linha de anel fechado 44, em que o elemento de suporte 16 tem um eixo de rotação central relativo e está conectado à estrutura de suporte 15 com uma possibilidade de movimento relativo, em relação à estrutura de suporte 15, em rotação em torno do eixo de rotação relativo; - uma pluralidade de bobinas elétricas 19 fixadas à referida estrutura de suporte 15 e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17, em que cada bobina elétrica 19 da pluralidade de bobinas elétricas 19 compreende uma relativa pluralidade de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular 16; - meios de movimento 23 fixados à estrutura de suporte 15 e ativáveis para mover rotativamente o elemento de suporte anular 16 em torno do eixo de rotação relativo de modo que cada ímã primário 17 da pluralidade de ímãs primários 17 siga uma trajetória relativa coincidindo com a referida linha de anel fechado 44, gerando uma força eletromotriz correspondente induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
[00029] O meio de movimento 23 pode compreender um motor relativo 23, que pode ser elétrico 23, de preferência alimentado por bateria 22. Alternativamente, o meio de rotação 23 pode compreender um motor de combustão interna, um motor de combustão externa, uma célula de combustível, um motor hidráulico com engrenagem externa ou um motor molecular.
[00030] Os meios de movimento 23 compreendem de preferência um pino 24 ativado em rotação pelo motor e suportando uma extremidade distal acoplável a uma série de recessos internos presentes na superfície anular interna do suporte anular 16 no anel fechado a fim de mover o pino, por ajuste em rotação em torno de um eixo central relativo.
[00031] A bateria 22 é de preferência recarregável e também conectável a uma fonte de energia (não ilustrada) por meio de um fio elétrico relativo 51. De acordo com modalidades preferidas, a bateria 22 pode ser recarregada pelo menos parcialmente por pelo menos uma das bobinas elétricas incluídas no aparelho 1 por meio de um outro fio elétrico 53.
[00032] O segundo tipo de modalidade do aparelho 1 atua um segundo tipo de modalidade do método da invenção que compreende as seguintes etapas: - predispor uma pluralidade de ímãs primários 17 dispostos, um após o outro, de preferência em sequência, ao longo de um anel fechado; - predispor uma pluralidade de bobinas elétricas 19 fixadas à referida estrutura de suporte 15 e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17, cada bobina elétrica 19 da pluralidade de bobinas elétricas 19 compreendendo uma pluralidade relativa de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do anel fechado; - mover a pluralidade de ímãs primários 17 de tal forma que cada ímã primário 17 segue uma trajetória relativa que coincide com a linha de anel fechado 44, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17 e gerar uma força eletromotriz correspondente induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
[00033] É preferível que no primeiro tipo de modalidades relativas do aparelho 1 e no primeiro tipo de modalidade para acionamento do método da invenção, o elemento de suporte 16 seja um elemento de suporte anular 16 em uma forma de anel fechado e cada bobina elétrica 19 da pluralidade de bobinas elétricas compreende uma pluralidade relativa de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular 16. Deste modo, dados os mesmos imãs primários 17 e a disposição relativa dos mesmos, dados as mesmas bobinas e a disposição relativa das mesmas; dada a mesma velocidade de movimento do ímã secundário 18, uma maior força eletromotriz induzida e, portanto, é possível obter um maior desempenho energético do aparelho 1 de acordo com a invenção (ver Figuras 1A a 1C, 2A a 2C, 4A a 4C e 5). Neste caso, o caminho dos ímãs primários 17 está pelo menos parcialmente dentro das bobinas elétricas 19 e isso permite a produção de uma maior força eletromotriz induzida em relação ao caso em que o caminho dos ímãs primários 17 está inteiramente fora das bobinas. Portanto, o desempenho energético da primeira modalidade do aparelho 1 da invenção é ainda aumentado.
[00034] Por motivos de construção, o elemento de suporte anular 16 pode ser formado por uma ou mais peças fixadas entre si, por exemplo, por dois meios-anéis.
[00035] Obviamente, em ambos os primeiro e segundo tipos de modalidades do aparelho 1 da invenção, quando os enrolamentos das bobinas elétricas 19 circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular 16, e este é estacionário ou em movimento, não há contato entre o elemento de suporte anular 16 e/ou ímãs primários 17 e as bobinas.
[00036] Tanto no primeiro como no segundo tipo de modalidade do aparelho 1 para produzir energia eléctrica de acordo com a invenção, é preferível que o elemento de suporte 16 seja um elemento de suporte anular circular 16 que tem: um eixo de rotação relativo que é central; e uma superfície anular interna relativa 25 definindo uma ranhura anular interna 26 (ver Figura 5), que é coaxial ao elemento de suporte anular circular 16, em que o aparelho 1 compreende ainda: uma pluralidade de elementos rotativos 27, em que cada elemento rotativo 27 de a pluralidade de elementos rotativos é fixada ociosa à estrutura de suporte 15, em um eixo de rotação paralelo ao eixo de rotação do elemento de suporte anular circular 16 e é pelo menos parcialmente inserida na primeira ranhura anular interna 26 a fim de fixar a elemento de suporte anular 16 à estrutura de suporte 15, permitindo o movimento da mesma em relação à estrutura de suporte 15, em rotação em torno do eixo de rotação relativo quando o eixo de rotação 21 é ativado.
[00037] O elemento de suporte anular circular 16 é vantajosamente disposto verticalmente com liberdade para girar em relação a um eixo horizontal do mesmo e o eixo de rotação dos elementos rotativos 27 é horizontal.
[00038] Esta modalidade permite que os elementos rotativos 27 sejam rodas, rolos, esferas e rolamentos, de preferência, rodas.
[00039] Dois elementos rotativos 27 são vantajosamente incluídos, de preferência duas rodas, fixadas diametralmente ao elemento de suporte anular circular 16 com os eixos de rotação livres relativos ao longo de um plano horizontal. Desta forma, o atrito entre o elemento de suporte anular circular 16 e os elementos rotativos 27 é mínimo.
[00040] Neste caso, a estrutura de suporte compreende um primeiro braço fixo 13 disposto ao longo de um diâmetro, de preferência horizontal, do elemento de suporte anular circular 16 tendo duas extremidades longitudinais rotativamente restritas a um elemento rotativo diferente e um segundo braço fixo 14, perpendicular ao primeiro braço fixo 13 fixado distalmente ao centro do primeiro braço fixo 13.
[00041] De acordo com modalidades preferidas alternativas, tanto no primeiro como no segundo tipo de modalidade do aparelho 1 para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, o elemento de suporte anular 16, de preferência circular, é vertical e a estrutura de suporte 15 compreende: - um membro de suporte 5 (ver Figuras 6, 7) tendo uma superfície inferior relativa 6 disposta horizontalmente, uma superfície superior oposta à superfície inferior compreendendo: uma primeira e uma segunda parte lateral 8, de preferência horizontal, cada uma das quais compreendendo primeiros meios de fixação relativos 3; uma porção central relativa 7 que está interposta entre a primeira e a segunda porção lateral 8, que tem uma concavidade relativa voltada para cima e que é conformada como uma superfície interna circular de um semi-anel tendo uma pluralidade de ranhuras longitudinais internas 9 tendo um mesmo profundidade, em que cada bobina da pluralidade de bobinas é inserida em uma ranhura longitudinal interna diferente 9 da pluralidade de ranhuras longitudinais internas com os enrolamentos relativos substancialmente paralelos ao eixo de extensão 43 (ver Figura 6) da ranhura longitudinal interna relativa 9 (veja a Figura 9); - um elemento de bloqueio 10 (ver Figura 8) compreendendo uma primeira e uma segunda parte lateral relativa 11 que estão voltadas, respectivamente, para a primeira e a segunda parte lateral 8 da superfície superior do membro de suporte 5 e uma parte central inserida em cada bobina da pluralidade de bobinas, transversalmente aos enrolamentos relativos (ver Figura 10) e inferiormente do elemento de suporte anular 16; e - segundos meios de fixação 4 para fixar a primeira e a segunda porção lateral do elemento de bloqueio 10, respectivamente à primeira e à segunda porção lateral 8 da superfície superior do membro de suporte 5, a fim de bloquear cada bobina elétrica 19 da pluralidade de bobinas elétricas 19 para o primeiro membro de suporte 5, com os enrolamentos elétricos circundando uma seção transversal do elemento de suporte anular 16.
[00042] Por exemplo, o primeiro meio de fixação 3 pode compreender um orifício 3, de preferência roscado, e o segundo meio de fixação 4 pode compreender um furo passante vertical (não ilustrado) em cada porção lateral 11 do elemento de bloqueio e dois parafusos, cavilhas ou plugues (não ilustrado). Em uma modalidade preferencial, ilustrada nas Figuras 6 a 10, o segundo meio de fixação 4 pode, de preferência, estar em um único corpo com o elemento de bloqueio 10 e está disposto inferiormente no primeiro e na porção lateral 11 do mesmo e são engatáveis por acoplamento por atrito com o primeiros meios de fixação 3 que compreendem um furo passante 3 correspondente.
[00043] De acordo com outras modalidades preferenciais alternativas relativas, não ilustradas, tanto no primeiro como no segundo tipo de modalidade do aparelho 1 para produzir energia elétrica, de acordo com a invenção, o elemento de suporte anular 16 é um elemento de suporte anular circular 16 que está disposto horizontalmente e que tem: e um eixo de rotação relativo que é central e vertical; e uma superfície externa inferior relativa definindo uma ranhura anular inferior que é coaxial ao elemento de suporte anular circular 16, em que o aparelho 1 compreende ainda: pelo menos três elementos rotativos 27, em que cada elemento rotativo é fixado ocioso à estrutura de suporte 15, em um eixo de rotação relativa que é: horizontal e disposto ao longo de um raio do elemento de suporte anular circular 16, em que cada elemento rotativo da pluralidade de elementos rotativos 27 é pelo menos parcialmente inserido na ranhura anular inferior, a fim de conectar o elemento de suporte anular circular 16 para a estrutura de suporte 15 permitindo o movimento do mesmo em relação à estrutura de suporte 15, em rotação em torno do eixo de rotação relativo quando o eixo de rotação 21 é ativado.
[00044] Os elementos rotativos 27 são preferencialmente três e estão dispostos a uma distância radial de 120° um do outro, ou podem ser quatro e estão dispostos a uma distância radial de 90°. Estes elementos rotativos 27 podem compreender rodas, rolos, esferas e rolamentos e são, de preferência, rodas. Também nesta modalidade, o eixo de rotação do eixo é de preferência perpendicular ao elemento de suporte anular circular 16.
[00045] De acordo com ainda outras modalidades preferidas alternativas, tanto no primeiro quanto no segundo tipo de modalidade do aparelho 1 para produzir energia elétrica de acordo com a invenção, o elemento de suporte 16 é um elemento de suporte anular 16 que está disposto horizontalmente e que compreende um superfície anular interna relativa tendo uma pluralidade de recessos ou furos passantes dispostos, de preferência um após o outro, ao longo de uma linha de anel fechado relativa, em que o aparelho 1 compreende ainda uma pluralidade de rodas dentadas 30, em que cada roda dentada 30 da pluralidade de rodas dentadas 30 são fixas ociosas à estrutura de suporte 15, em um eixo de rotação vertical relativo, e estão pelo menos parcialmente engatadas com pelo menos um recesso 31 ou furo passante 31 da pluralidade de recessos ou furo passante, a fim de fixar o elemento de suporte anular 16 para a estrutura de suporte 15 permitindo o movimento da mesma em relação à estrutura de suporte 15 quando o eixo de rotação 21 é ativado (ver Figuras 2a a 2C e 11 a 12).
[00046] Nesta modalidade, o elemento de suporte anular 16, que pode ser circular ou oval, pode ser uma correia transportadora ou uma corrente transportadora constituída por um ou mais elos 33, 33' ligados entre si em sequência, ou seja, um elo para o outro (ver Figura 11), em que os ímãs primários 17 são fixados externamente, de preferência em um recesso 31 do elemento de suporte anular 16. Isso ocorre porque, nesta posição, os ímãs primários 17 estão menos sujeitos ao estresse mecânico durante o movimento do elemento de suporte anular 16. A Figura 11 ilustra uma vista de cima de uma primeira porção do elemento de suporte anular 16 sem ímãs primários 17 e em uma das rodas dentadas 30.
[00047] Por outro lado, a Figura 12 é uma vista lateral de uma segunda porção do elemento de suporte anular 16 da Figura 11, ao qual foi fixado um ímã primário 17 por meio de um suporte relativo 50.
[00048] Em modalidades preferidas, o elemento de suporte anular 16 pode ser constituído por uma corrente de transmissão para veículos.
[00049] O aparelho 1 para produzir energia da invenção compreende, de preferência, um revestimento que define um invólucro externo relativo com, no interior do invólucro, uma pressão inferior à pressão atmosférica. Desta forma, o atrito entre o elemento de suporte 16 e o ar é reduzido e o desempenho energético ainda mais aumentado.
[00050] O aparelho 1 para produzir energia compreende pelo menos 6 a 8 bobinas elétricas 19, de preferência feitas de um fio de cobre.
[00051] Puramente a título de exemplo, um aparelho 1 para produzir energia conforme ilustrado nas Figuras 1A a 1C e descrito nas reivindicações 1, 2 e 4 pode compreender um elemento de suporte anular circular 16 com um diâmetro de 30 cm, oito ímãs secundários de 1,4 a 1,5 Tesla arranjou um a uma distância de 6,54 cm do outro, um ímã primário 17 de 1,4 a 1,5 Tesla. Neste caso, o eixo de rotação 21 pode ser ativado com uma velocidade de rotação de cerca de 180 rpm, de modo que uma força de repulsão magnética seja gerada entre o ímã secundário 18 em rotação e pelo menos um dos primeiros ímãs primários 17 de modo a causar um movimento do elemento de suporte 16 em relação à estrutura de suporte 15 na segunda direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários 17 e uma consequente força eletromotriz induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
[00052] Entende-se que o acima foi descrito a título de exemplo e que as variantes técnico-funcionais são consideradas como abrangidas pelo escopo de proteção da invenção, conforme reivindicado a seguir.
Claims (11)
1. Aparelho para produzir energia elétrica, caracterizado por compreender: - uma estrutura de suporte (15); - uma pluralidade de ímãs primários (17); - um elemento de suporte (16) ao qual cada ímã primário (17) da pluralidade de ímãs primários (17) é solidamente fixado, arranjado, um após o outro, ao longo de uma linha de anel fechado, em que o elemento de suporte (16) é conectado ao estrutura de suporte (15) com uma possibilidade de movimento, em relação à estrutura de suporte (15), de modo que quando o elemento de suporte (16) é movido, cada ímã primário (17) da pluralidade de ímãs primários (17) segue um trajetória relativa coincidindo com a referida linha de anel fechado; - uma pluralidade de bobinas elétricas (19) fixadas à referida estrutura de suporte (15) e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela referida pluralidade de ímãs primários (17); - meios de rotação (20) fixados à estrutura de suporte (15), compreendendo um eixo de rotação (21), em que os meios de rotação (20) são ativáveis para girar o eixo de rotação (21) pelo menos parcialmente em torno do eixo de rotação longitudinal relativo com uma velocidade de rotação relativa em uma primeira direção relativa; - um ímã secundário (18) solidamente restrito ao referido eixo de rotação (21); em que os ímãs primários (17), o ímã secundário (18), o arranjo dos ímãs primários (17) e o ímã secundário (18), o arranjo dos pólos magnéticos relativos e a velocidade de rotação do eixo de rotação (21) são predispostos de modo que, ao ativar o eixo de rotação (21) com a velocidade de rotação e em uma primeira direção relativa para girar pelo menos parcialmente o ímã secundário (18), uma força de repulsão magnética é gerada entre o ímã secundário (18) em rotação e um primeiro ímã primário (17) e de modo a gerar uma força de atração contemporânea entre o ímã secundário (18) em rotação e um segundo ímã primário (17) seguindo o primeiro ímã primário (17) de modo a causar um movimento de o elemento de suporte (16) em relação à estrutura de suporte (15) em uma segunda direção, oposta à primeira direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários (17) e uma consequente força eletromotriz induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
2. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ímã secundário (18) ser solidamente restrito ao eixo de rotação (21) com o pólo sul relativo disposto, em relação ao eixo de rotação, em um lado oposto ao pólo norte relativo.
3. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo elemento de suporte (16) ser um elemento de suporte anular (16) tendo uma forma de anel fechado e cada bobina elétrica (19) da pluralidade de bobinas elétricas (19) compreende uma pluralidade relativa de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular (16).
4. Aparelho para produzir energia elétrica, caracterizado por compreender: - uma estrutura de suporte (15) - uma pluralidade de ímãs primários (17); - um elemento de suporte anular (16) que é em forma de anel fechado ao qual cada ímã primário (17) da pluralidade de ímãs primários (17) é solidamente fixado, arranjado, um após o outro, ao longo de uma linha de anel fechado (44), em que o elemento de suporte (16) tem um eixo de rotação central relativo e está conectado à estrutura de suporte (15) com uma possibilidade de movimento relativo, em relação à estrutura de suporte (15), em rotação em torno do eixo de rotação relativo; - uma pluralidade de bobinas elétricas (19) fixadas à referida estrutura de suporte (15) e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários (17), em que cada bobina elétrica (19) da pluralidade de bobinas elétricas (19) compreende uma relativa pluralidade de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular (16); - meios de movimento (23) fixados à estrutura de suporte (15) e ativáveis para mover rotativamente o elemento de suporte anular (16) em torno do eixo de rotação relativo de modo que cada ímã primário (17) da pluralidade de ímãs primários (17) siga uma trajetória relativa coincidindo com a referida linha de anel fechado (44) gerando uma força eletromotriz correspondente induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
5. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo elemento de suporte (16) ser um elemento de suporte circular circular (16) que tem: um eixo de rotação relativa que é central; e uma superfície anular interna relativa (25) definindo uma ranhura anular interna (26), que é coaxial ao elemento de suporte anular circular (16), em que o aparelho compreende ainda: uma pluralidade de elementos rotativos (27), em que cada elemento rotativo (27) da pluralidade de elementos rotativos é fixado ocioso à estrutura de suporte (15), em um eixo de rotação paralelo ao eixo de rotação do elemento de suporte anular circular (16), e é pelo menos parcialmente inserido no primeiro anel interno ranhura para fixar o elemento de suporte anular circular (16) à estrutura de suporte (15) permitindo o movimento do mesmo em relação à estrutura de suporte (15), em rotação em torno do eixo de rotação relativo quando o eixo de rotação (21) é ativado.
6. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 3, 4 ou 5, caracterizado pelo elemento de suporte anular (16) ser vertical e a estrutura de suporte (15) compreender: - um membro de suporte (5) tendo uma superfície inferior relativa (6) disposta horizontalmente, uma superfície superior (7), oposta à superfície inferior compreendendo: uma primeira e uma segunda porção lateral, cada uma das quais compreendendo primeiros meios de fixação relativos (3);
uma porção central relativa que é interposta entre a primeira e a segunda porção lateral, em que a porção central relativa tem uma concavidade relativa voltada para cima e que é conformada como uma superfície interna circular de um semi- anel tendo uma pluralidade de ranhuras longitudinais internas (9) tendo a mesma profundidade, em que cada bobina da pluralidade de bobinas é inserida em uma ranhura longitudinal interna diferente da pluralidade de ranhuras longitudinais internas com os enrolamentos relativos substancialmente paralelos ao eixo de extensão da ranhura longitudinal interna relativa (9); - um elemento de bloqueio que compreende: uma primeira e uma segunda parte lateral relativa que estão voltadas, respectivamente, para a primeira e a segunda parte lateral da superfície superior do membro de suporte (5); e uma porção central inserida em cada bobina da pluralidade de bobinas, transversalmente aos respectivos enrolamentos e inferiormente ao elemento de suporte anular (16); - segundos meios de fixação (4) para fixar a primeira e a segunda porção lateral do elemento de bloqueio, respectivamente à primeira e à segunda porção lateral da superfície superior do membro de suporte (5), a fim de bloquear cada bobina elétrica (19) da pluralidade de bobinas elétricas (19) para o primeiro membro de suporte (5), com os enrolamentos elétricos circundando uma seção transversal do elemento de suporte anular (16).
7. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo elemento de suporte anular (16) ser um elemento de suporte anular circular (16) que está disposto horizontalmente e que tem: e um eixo de rotação relativo que é central e vertical; e uma superfície externa inferior relativa definindo uma ranhura anular inferior que é coaxial ao elemento de suporte anular circular (16), em que o aparelho compreende ainda: pelo menos três elementos rotativos (27), em que cada elemento rotativo é fixado ocioso à estrutura de suporte (15), em um eixo de rotação relativa que é: horizontal e disposto ao longo de um raio do elemento de suporte anular circular (16), em que cada elemento rotativo da pluralidade de elementos rotativos (27)
é pelo menos parcialmente inserido na ranhura anular inferior para conectar o elemento de suporte anular circular (16) à estrutura de suporte (15) permitindo o movimento da mesma em relação à estrutura de suporte (15), em rotação em torno do eixo de rotação relativo quando o eixo de rotação (21) é ativado.
8. Aparelho para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo elemento de suporte (16) ser um elemento de suporte anular (16) que é disposto horizontalmente e que compreende uma superfície anular interna relativa tendo uma pluralidade de recessos ou furo passante dispostos, uma após a outra, ao longo de uma linha de anel fechado relativa, em que o aparelho compreende ainda uma pluralidade de rodas dentadas (30), em que cada roda dentada da pluralidade de rodas dentadas (30) é fixada ociosa à estrutura de suporte (15), em um eixo de rotação vertical relativo, e está pelo menos parcialmente engatado com pelo menos um recesso (31) ou furo passante (31) da pluralidade de recessos ou furo passante, a fim de fixar o elemento de suporte anular circular (16) para a estrutura de suporte (15) permitindo o movimento da mesma em relação à estrutura de suporte (15) quando o eixo de rotação (21) é ativado.
9. Método para produzir energia elétrica, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - predispor um ímã secundário (18) tendo um eixo de rotação relativo; - predispor um elemento de suporte (16) ao qual uma pluralidade de ímãs primários (17) colocados, um após o outro, ao longo de uma linha de anel fechado (44), pelo menos um dos ímãs primários (17) da pluralidade de ímãs primários (17) sendo disposto no campo magnético do ímã secundário (18); - dispor uma pluralidade de bobinas elétricas (19) internamente do campo elétrico gerado pela pluralidade de ímãs primários (17); - pelo menos parcialmente ajustando em rotação o ímã secundário (18) com respeito ao eixo de rotação relativo em uma primeira direção, a fim de gerar uma força de repulsão magnética entre o ímã secundário (18) em rotação e pelo menos um dos ímãs primários (17) de modo a causar um movimento relativo do elemento de suporte (16) em relação à pluralidade de bobinas em uma segunda direção, oposta à primeira direção, causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários (17) e uma força eletromotriz consequente induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
10. Método para produzir energia elétrica, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo elemento de suporte (16) ser um elemento de suporte anular (16) que é em forma de anel fechado e cada bobina elétrica (19) da pluralidade de bobinas elétricas (19) compreende uma pluralidade relativa de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do elemento de suporte anular (16).
11. Método para produzir energia elétrica, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - predispor uma pluralidade de ímãs primários (17) dispostos, um após o outro, ao longo de um anel fechado; - predispor uma pluralidade de bobinas elétricas (19) fixadas à referida estrutura de suporte (15) e dispostas internamente de um campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários (17), cada bobina elétrica (19) da pluralidade de bobinas elétricas (19) compreendendo uma pluralidade relativa de enrolamentos elétricos relativos que circundam uma seção transversal do anel fechado; e - mover a pluralidade de ímãs primários (17) de tal forma que cada ímã primário (17) segue uma trajetória relativa que coincide com a linha de anel fechado (44) causando uma variação do campo magnético gerado pela pluralidade de ímãs primários (17) e gerar uma força eletromotriz correspondente induzida em cada bobina da pluralidade de bobinas.
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