ES1071210U - Energy producer device (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo productor de energía.Energy producing device
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo productor de energía, el cual ha sido concebido y realizado para obtener un trabajo mecánico a partir de la generación de presión de un fluido al variar la temperatura de éste.The present invention, as expressed in the set forth in this specification, refers to a device energy producer, which has been conceived and realized to get a mechanical job from the pressure generation of a fluid by varying its temperature.
El objeto de la invención es aprovechar la presión generada por un fluido al sobrepasar éste su temperatura crítica, y conseguir el giro de un eje para mover, con el acoplamiento mecánico necesario, un motor eléctrico o cualquier otra máquina, partiendo como fuente de energía del calentamiento de un fluido de baja temperatura crítica.The object of the invention is to take advantage of the pressure generated by a fluid when it exceeds its temperature critical, and get the rotation of an axis to move, with the necessary mechanical coupling, an electric motor or any another machine, starting as a heating power source of a critical low temperature fluid.
Entre las propiedades que definen un fluido se encuentra la denominada temperatura crítica, la cual se caracteriza porque por encima de ella no puede existir el estado líquido, sino solamente puede existir el estado o fase gaseosa.Among the properties that define a fluid are find the so-called critical temperature, which is characterized because above it the liquid state cannot exist, but there can only be the gas state or phase.
Por tal motivo, si se dispone en un depósito lleno de un fluido líquido y se le hace sobrepasar su temperatura crítica a volumen constante, se produce el cambio de líquido a gas multiplicando la presión del fluido.For this reason, if available in a deposit filled with a liquid fluid and its temperature exceeded critical at constant volume, the change from liquid to gas occurs multiplying fluid pressure.
Por consiguiente, si se utiliza un fluido cuya temperatura crítica sea muy baja, como es el caso del CO_{2}, cuya temperatura crítica son 31,1ºC, con muy poco aumento de temperatura se puede obtener un incremento de presión elevado, pudiendo transformar dicho incremento de presión en trabajo.Therefore, if a fluid is used whose Critical temperature is very low, as is the case of CO2; whose critical temperature is 31.1 ° C, with very little increase in temperature a high pressure increase can be obtained, being able to transform said increase in pressure into work.
Ese sistema está contemplado en la Patente de Invención española nº 500786, en donde la presión se utilizaba para mover un motor hidráulico.This system is contemplated in the Patent of Spanish invention No. 500786, where the pressure was used to Move a hydraulic motor.
No obstante, el problema de dicho motor es que la potencia o el trabajo que pudiera realizar quedaba limitado a la tolerancia de los motores hidráulicos, es decir, a la presión que pudieran soportar dichos motores.However, the problem with this engine is that the power or work he could do was limited to the tolerance of hydraulic motors, that is, pressure that could withstand those engines.
El dispositivo objeto de la invención está previsto para mejorar las prestaciones y aprovechar de un modo óptimo la presión generada por un fluido en estado líquido al sobrepasar la temperatura crítica del mismo, a volumen constante.The device object of the invention is planned to improve performance and take advantage of a way optimal pressure generated by a fluid in liquid state at exceed its critical temperature, by volume constant.
El dispositivo en cuestión se constituye a partir de cilindro contenedor de un fluido en estado líquido de baja temperatura crítica, concretamente por debajo de los 100ºC, en cuyo interior se desplaza un émbolo capaz de impulsar el fluido hacia unos conductos establecidos en zonas sometidas a un calentamiento o hacia unos conductos situados en zonas sometidas a un enfriamiento, a través de respectivas válvulas para permitir el impulso hacia uno u otro de los conductos.The device in question is constituted to starting from a container cylinder of a fluid in a liquid state of low critical temperature, specifically below 100 ° C, inside which a piston capable of driving the fluid moves towards conduits established in areas subject to a heating or towards ducts located in areas subject to a cooling, through respective valves to allow the impulse towards one or the other of the ducts.
El cilindro contenedor del fluido en estado líquido está materializado en acero e incluye dos fondos de cobre, uno que corresponde al extremo considerado como la zona fría y otro que corresponde al extremo considerado como la zona caliente, cuyos dos fondos de cobre reciben lógicamente el calor y el frío.The fluid container cylinder in state liquid is materialized in steel and includes two copper bottoms, one that corresponds to the end considered as the cold zone and another which corresponds to the end considered as the hot zone, whose two copper bottoms logically receive heat and cold.
Sobre el interior del cilindro de acero referido y de los fondos del mismo arrancan dos tubos de cobre que quedan ligeramente separados entre sí en correspondencia con el centro, constituyendo ambos tubos de cobre la pared interior del propio cilindro.On the inside of the referred steel cylinder and from the bottoms of the same, two copper pipes that are left slightly separated from each other in correspondence with the center, both copper pipes constituting the inner wall of the own cylinder.
Por su parte, el émbolo desplazable y materializado en hierro macizo u otro material similar, tiene una longitud ligeramente superior a la mitad del cilindro y está recubierto de una capa aislante, antiadherente y fácilmente deslizante.For its part, the moveable plunger and materialized in solid iron or other similar material, it has a length slightly longer than half the cylinder and is Coated with an insulating layer, non-stick and easily slider
Por lo tanto, cuando el citado émbolo está situado en correspondencia con la parte caliente, el fluido estará en la parte fría, siendo ese fluido líquido. Ahora bien si ese émbolo se desplaza hacia la parte fría, el fluido es empujado para pasar por el conducto situado en la zona caliente multiplicando así la presión, todo ello de manera tal que cuando el émbolo vuelve a la parte caliente del cilindro de acero, el fluido que ha trabajado y el que había en el cilindro, volverán por el conducto de la zona fría a la parte fría del cilindro.Therefore, when said plunger is located in correspondence with the hot part, the fluid will be in the cold part, being that liquid fluid. Now if that piston moves towards the cold part, the fluid is pushed to pass through the duct located in the hot zone thus multiplying pressure, all in a way that when the plunger returns to the hot part of the steel cylinder, the fluid that has worked and the one in the cylinder, will return through the zone duct cold to the cold part of the cylinder.
Es decir, cuando el fluido es impulsado hacia los conductos calentados, se produce la gasificación de aquél, al superarse la temperatura crítica del mismo, con el correspondiente aumento de presión, aprovechándose ésta para su aplicación sobre una membrana elástica mediante la que se lleva a cabo, a través de la impulsión de aceite hidráulico, el desplazamiento de un pistón aprovechable para mover un sistema de tracción capaz de accionar en giro a un eje aprovechable para el funcionamiento de un motor eléctrico u otro aparato o máquina cuya fuerza de trabajo sea requerido en cualquier momento o de forma constante.That is, when the fluid is propelled towards the heated ducts, the gasification of that is produced, at exceed the critical temperature of the same, with the corresponding pressure increase, taking advantage of this for application on an elastic membrane by which it is carried out, through the hydraulic oil drive, the displacement of a piston usable to move a traction system capable of operating in rotation to a shaft that can be used for the operation of an engine electric or other device or machine whose work force is required at any time or constantly.
El sistema de tracción puede estar constituido, por ejemplo, mediante una cinta sinfín montada entre una pareja de poleas, de manera que en una de las poleas va montado un eje que es el que se hará girar. La correa está dotada de elementos de tope sobre los que secuencial y alternativamente ejercerá empuje el pistón accionado a partir de la respectiva membrana.The traction system may be constituted, for example, by an endless belt mounted between a pair of pulleys, so that on one of the pulleys a shaft is mounted which is The one that will spin. The belt is equipped with stop elements on which sequentially and alternately will push the piston driven from the respective membrane.
En el dispositivo o productor de energía se montarán al menos dos unidades productoras de energía como la referida, montándose por parejas para que los desplazamientos de los pistones sean alternativos, es decir que cuando uno emerge, el de la unidad contigua se retrae, para poder llevar a cabo el desplazamiento de la cinta sinfín y por lo tanto el giro del eje en el que estén montadas las poleas de las distintas parejas de unidades productoras de energía.In the device or power producer they will mount at least two energy producing units such as the referred, riding in pairs so that the displacements of the pistons are alternative, that is, when one emerges, the of the adjoining unit retracts, to be able to carry out the displacement of the endless belt and therefore the rotation of the shaft in that the pulleys of the different pairs of energy producing units.
De esta manera y a partir inicialmente de un fluido en estado líquido de baja temperatura crítica, con posibilidad de hacerlo pasar por un sistema de calentamiento y por un sistema de enfriamiento, se puede conseguir el giro de un eje sobre el que se puede acoplar un aparato eléctrico para su funcionamiento, utilizando unos medios hidráulicos y/o mecánicos simples, de bajo coste y mantenimiento en su conjunto, y de probada eficacia en su función.In this way and initially from a fluid in liquid state of low critical temperature, with possibility of passing it through a heating system and by a cooling system, you can get the rotation of an axis on which an electrical device can be attached for operation, using hydraulic and / or mechanical means simple, low cost and maintenance as a whole, and proven Efficiency in its function.
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, un juego de dibujos en base a los cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas del dispositivo productor de energía objeto de la invención.To complement the description that then it will be done and in order to help a better understanding of the features of the invention, accompanies the present specification, a set of drawings based on the which innovations and advantages will be more easily understood of the energy producing device object of the invention.
Figura 1.- Muestra una vista en sección de una de las unidades productoras de energía que participan en el dispositivo objeto de la invención.Figure 1.- Shows a sectional view of a of the energy producing units participating in the device object of the invention.
Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo de la invención, comprendiendo dos o más unidades productoras de energía.Figure 2.- Shows a perspective view of the device of the invention, comprising two or more units Energy producers.
Figura 3.- Muestra una vista en sección del cilindro contenedor del fluido de baja temperatura crítica, con el émbolo en su interior y su conexión con los conductos sometidos a enfriamiento y/o calentamiento.Figure 3.- Shows a sectional view of the critical low temperature fluid container cylinder, with the piston inside and its connection with the ducts subjected to cooling and / or heating.
Como se puede ver en las figuras referidas, el dispositivo de la invención comprende un cilindro (1) contenedor de un fluido de baja temperatura crítica, como puede ser CO_{2}, en cuyo cilindro (1) es desplazable axialmente en ambos sentidos un émbolo (2) cuyo diámetro se corresponderá con el diámetro de la pared interna del cilindro (1), siendo además de un material aislante, antiadherente y fácilmente deslizante.As you can see in the referred figures, the device of the invention comprises a cylinder (1) container of a critical low temperature fluid, such as CO2, in whose cylinder (1) is axially movable in both directions a piston (2) whose diameter will correspond to the diameter of the inner wall of the cylinder (1), being in addition to a material insulating, non-stick and easily sliding.
Como ya se ha dicho, el cilindro (1) es de acero y sus extremos o fondos (1') y (1'') corresponden a la parte fría y a la parte caliente, respectivamente, de manera que esos extremos o fondos (1') y (1'') reciben frío y calor respectivamente.As already said, the cylinder (1) is made of steel and its ends or bottoms (1 ') and (1' ') correspond to the cold part and to the hot part, respectively, so that those ends or bottoms (1 ') and (1' ') receive cold and heat respectively.
En el interior del cilindro (1) van dispuestos dos tubos de cobre (15) con una ligera separación (15') como se ve en el detalle ampliado de la figura 3ª, constituyendo esos tubos de cobre (15) la pared interna del propio cilindro (1).Inside the cylinder (1) are arranged two copper tubes (15) with a slight separation (15 ') as seen in the enlarged detail of figure 3, constituting those tubes of copper (15) the inner wall of the cylinder itself (1).
Por su parte, el émbolo (2), materializado en hierro macizo u otro material apropiado, presenta una longitud ligeramente superior a la mitad de la longitud del propio cilindro (1), estando dicho émbolo (2) dotado externamente de una envolvente o capa (2') que es de naturaleza aislante, antiadherente y de fácil deslizamiento para conseguir un óptimo desplazamiento de dicho émbolo (2) en el interior del cilindro (1) ó mejor dicho en el interior de los tubos (15) que forman la pared interior del propio cilindro (1).On the other hand, the piston (2), materialized in solid iron or other appropriate material, has a length slightly more than half the length of the cylinder itself (1), said plunger (2) being externally provided with an envelope or layer (2 ') that is insulating, non-stick and easy in nature sliding to achieve optimum displacement of said piston (2) inside the cylinder (1) or rather in the inside the tubes (15) that form the inner wall of the own cylinder (1).
En tales circunstancias, cuando el émbolo (2) está desplazado hacia el extremo o parte caliente (1''), el fluido ocupa el resto, es decir ocupa la zona fría y se encuentra en estado líquido, mientras que si el émbolo (2) se desplaza hacia la zona fría (1'), el fluido es empujado a través del conducto (4), discurriendo por la zona caliente y multiplicando su presión. Cuando el émbolo (2) se desplaza hacia la parte opuesta, es decir, hacia la zona caliente o extremo (1'') del cilindro (1), el fluido que ha trabajado y el que había en el cilindro volverán por el tubo de la zona fría (3) a la parte fría (1') del cilindro (1).In such circumstances, when the plunger (2) is displaced towards the end or hot part (1 ''), the fluid it occupies the rest, that is, it occupies the cold zone and is located in liquid state, while if the piston (2) moves towards the cold zone (1 '), the fluid is pushed through the duct (4), running through the hot zone and multiplying its pressure. When the plunger (2) moves towards the opposite part, that is, towards the hot zone or end (1 '') of the cylinder (1), the fluid who has worked and the one in the cylinder will return through the tube from the cold zone (3) to the cold part (1 ') of the cylinder (1).
Es decir, del cilindro 1 salen conductos (3) y (4), en los que se han previsto correspondientes válvulas (5), de manera que los conductos (3) discurren por la zona sometida a enfriamiento para licuar el fluido que sale del cilindro (1) y el fluido que viene de un cilindro (7) cuando se produce el desplazamiento correspondiente del émbolo (2), mientras que los conductos (4) discurren por una zona sometida a calentamiento para gasificar el fluido comentado, todo ello de manera tal que a través de otras válvulas (5) similares a las anteriormente referidas, los conductos (3) y (4) están relacionados con una membrana elástica (6) que cuando recibe la presión elevada tras la gasificación del fluido, lleva consigo la impulsión de aceite hidráulico, por ejemplo, establecido en el cilindro (7), conectado a través de un conducto (8), desplazando así a un pistón (9) que le hace emerger hacia el exterior del comentado cilindro (7), como consecuencia del empuje de la membrana (6) sobre el aceite que está contenido en el cilindro (7).That is, from the cylinder 1 outlets (3) and (4), in which corresponding valves (5), of so that the ducts (3) run through the area subject to cooling to liquefy the fluid leaving the cylinder (1) and the fluid that comes from a cylinder (7) when the corresponding displacement of the plunger (2), while the ducts (4) run through an area under heating to gasify the commented fluid, all in a way that through of other valves (5) similar to those referred to above, the ducts (3) and (4) are related to an elastic membrane (6) that when it receives the high pressure after gasification of the fluid, carries with it the hydraulic oil drive, by example, set in the cylinder (7), connected through a conduit (8), thus displacing a piston (9) that makes it emerge towards the outside of the commented cylinder (7), as a consequence of membrane thrust (6) over the oil that is contained in the cylinder (7).
El desplazamiento del émbolo (2) puede llevarse a cabo por cualquier sistema apropiado, al igual que la forma de calentamiento o enfriamiento de los tubos (3) y (4), ya que lo importante es que en cualquier caso lo que se consigue es la fuerza necesaria para conseguir una energía aplicable, a través del pistón (9), a un sistema de tracción capaz de accionar en giro a un eje (10).The piston displacement (2) can be carried carried out by any appropriate system, as well as the form of heating or cooling of the tubes (3) and (4), since important is that in any case what is achieved is strength necessary to achieve an applicable energy, through the piston (9), to a traction system capable of rotating a shaft (10)
El sistema de tracción está constituido por una correa (11) montada entre una pareja de poleas (12) y (13), siendo ésta última sobre la que está montado el eje de giro (10), estando la correa (11) dotada de topes 14 sobre los que incidirá el pistón (9), llevando a cabo en el desplazamiento de emergencia de éste el empuje y correspondiente desplazamiento de la correa (11), y por lo tanto el giro de las poleas (12) y (13) y con ello el giro del eje (10).The traction system consists of a belt (11) mounted between a pair of pulleys (12) and (13), being the latter on which the axis of rotation (10) is mounted, being the belt (11) provided with stops 14 on which the piston will impact (9), carrying out the emergency displacement of the latter thrust and corresponding belt displacement (11), and so both the rotation of the pulleys (12) and (13) and with it the rotation of the shaft (10)
En el dispositivo productor de energía según la invención, participarán una, dos o más parejas de unidades como la referida, de manera que los desplazamientos de emergencia y retraimiento de los pistones (9) de cada pareja de unidades será alternativo, debido a que en un caso la membrana (6) actuará impulsando el pistón (9) y en otro caso la membrana (6) hará que el fluido gas pase por el conducto frío (3) y se licúe pasando a la parte fría del cilindro (5).In the energy producing device according to the invention, one, two or more pairs of units such as the referred, so that emergency displacements and Retraction of the pistons (9) of each pair of units will be alternative, because in one case the membrane (6) will act by driving the piston (9) and otherwise the membrane (6) will cause the gas fluid passes through the cold duct (3) and liquefies by passing the cold part of the cylinder (5).
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