ES2231041A1 - Pendulum generator, has power transformers connected between pendulum and mobile armor support for converting mechanical energy of pendulum into electrical energy, where support is provided on floating element - Google Patents
Pendulum generator, has power transformers connected between pendulum and mobile armor support for converting mechanical energy of pendulum into electrical energy, where support is provided on floating elementInfo
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Abstract
Description
Generador pendular.Pendular generator
La presente invención se refiere a un generador pendular, es decir a un dispositivo que ha sido concebido para la producción de energía, concretamente de energía eléctrica, en base al aprovechamiento de la energía suministrada por un péndulo, cuando éste se ve sometido, de forma natural, a un movimiento pendular.The present invention relates to a generator pendular, that is to say a device that has been designed for energy production, specifically electric power, on the basis to harness the energy supplied by a pendulum, when This is naturally subjected to a pendular movement.
El objeto de la invención es pues la generación de energía eléctrica a expensas de energías naturales capaces de generar un movimiento pendular, hasta la fecha no aprovechadas, como por ejemplo la producida por las olas.The object of the invention is thus the generation of electrical energy at the expense of natural energies capable of generate a pendular movement, to date not used, as for example the one produced by the waves.
Existe en la actualidad y a nivel mundial un grave problema en la producción de energía eléctrica, debido a varios factores:There is currently and worldwide a serious problem in the production of electric power, due to various factors:
Por un lado la producida por recursos petrolíferos, limitados en un plazo determinado, originando las nocivas emisiones de CO_{2}, por otro la producida por energía nuclear, con los riesgos que comporta y finalmente las producidas por otros medios, energías renovables: Eólicas, solares o fotovoltaicas, biomasas, etc., todas ellas ayudan a la reducción del CO_{2}, aunque tienen cada una de ellas sus limitaciones, de producción eléctrica, de impacto ambiental o costos económicos.On the one hand, the one produced by resources oil companies, limited in a certain period, originating the harmful CO2 emissions, on the other the energy produced nuclear, with the risks involved and finally those produced by other means, renewable energy: wind, solar or photovoltaic, biomass, etc., all of them help to reduce the CO_ {2}, although they each have their limitations, of electrical production, environmental impact or economic costs.
El generador pendular que esta invención propone, resuelve el problema de emisión de CO_{2}, ya que como más adelante se comprobará no origina ningún tipo de contaminación al no existir combustión, ni reacciones químicas, puesto que su fundamento es totalmente mecánico.The pendular generator that this invention proposes, solves the problem of emission of CO_ {2}, since as more later it will be verified that it does not cause any type of contamination by not there is combustion or chemical reactions, since its foundation It is totally mechanical.
Al mismo tiempo en su funcionamiento no consume ninguna energía del mercado, por lo que la producción de energía eléctrica no tiene costo económico y dimensionándolo adecuadamente se pueden obtener altas potencias de energía eléctrica.At the same time in its operation does not consume no market power, so energy production Electric has no economic cost and dimensioning it properly high powers of electric power can be obtained.
Para ello y de forma concreta el generador que se preconiza se materializa en una estructura en la cual, en su parte superior se sitúa la sujeción de una masa pendular de grandes dimensiones y peso que le permite oscilar en cualquier dirección de los 360º o solamente en dos direcciones.To do this and specifically the generator that advocates materializes in a structure in which, in turn upper is the subjection of a pendular mass of large dimensions and weight that allows you to swing in any direction of 360º or only in two directions.
Este péndulo en sus oscilaciones constantes acciona varios transformadores de energía mecánica en eléctrica, situados convenientemente, de forma que al inclinarse y cargarse de energía parte de ellos, los restantes, cargados en la posición anterior, se encuentren desarrollando su energía, de tal forma que si se consigue que el péndulo esté continuamente en movimiento se obtenga energía eléctrica de forma permanente.This pendulum in its constant oscillations it drives several mechanical energy transformers into electrical, conveniently located, so that when you lean and load energy part of them, the remaining ones, loaded in position previous, they are developing their energy, so that if the pendulum is continuously moving, get electric power permanently.
Para imprimir este movimiento constante al péndulo y obtener así energía eléctrica constantemente se pueden emplear, entre otros, estos dos sistemas:To print this constant movement at pendulum and get electrical energy constantly you can employ, among others, these two systems:
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- Situando el generador sobre un buque, plataforma flotante, gabarra, etc. de forma tal que al producirse en cualquiera de estos cuerpos flotantes el balanceo debido al movimiento de la superficie del agua, al cambiar de posición el generador se provoca el movimiento pendular y la consiguiente producción de energía eléctrica. Para obtener un optimo rendimiento habrá que construir el flotador de acuerdo con el peso y dimensiones del generador consiguiendo así fácilmente unos balanceos amplios y no excesivamente rápidos como consecuencia de las condiciones de estabilidad del conjunto flotador/generador obtenidas fácilmente.Placing the generator on a ship, floating platform, barge, etc. from such that when produced in any of these floating bodies the balancing due to the movement of the surface of the water, when changing the position of the generator causes the pendular movement and the consequent production of electrical energy. To get a Optimum performance will have to build the float according to the weight and dimensions of the generator thus easily achieving wide and not too fast balances as a result of the stability conditions of the float / generator set easily obtained.
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- Para la utilización del generador en tierra firme, el generador se instalará sobre una base de forma especial, colocado el conjunto sobre una superficie horizontal. Para conseguir oscilar el conjunto en cualquier sentido, produciendo así el péndulo en sus desplazamientos la energía eléctrica como se ha expuesto anteriormente, se utilizarán puntos de apoyo para este objeto, puntos de apoyo exteriores e independientes o ajenos al generador.For use of the generator on land, the generator will be installed on a base of special form, placed the set on a surface horizontal. To swing the set in any way, thus producing the pendulum in its movements the energy electrical as stated above, points of support for this object, external and independent support points or outside the generator.
De acuerdo con una variante de realización práctica de la invención, al péndulo estarán unidos lateralmente una serie de cables, preferentemente en disposición equiangular, cables pasantes a través de poleas provistas a su vez de piñones susceptibles de engranar en el eje principal que acciona el generador propiamente dicho, encargado de convertir la energía mecánica en energía eléctrica.According to an embodiment variant practice of the invention, to the pendulum will be attached laterally a series of cables, preferably in equiangular arrangement, cables passers through pulleys provided with pinions liable to engage in the main shaft that drives the generator itself, responsible for converting energy Mechanical in electrical energy.
En este sentido los citados piñones pueden actuar además como embrague, de manera que se acoplarán al eje principal cuando el péndulo traccione de los cables correspondientes, mientras que en caso contrario se desacoplarán para evitar el movimiento de dichos piñones a expensas del eje principal, con la consecuente pérdida de energía que ello supondría.In this sense, the mentioned pinions can act also as a clutch, so that they will be coupled to the main shaft when the pendulum pulls the corresponding wires while otherwise they will be decoupled to prevent the movement of said pinions at the expense of the main shaft, with the consequent loss of energy that would entail.
De acuerdo con una tercera realización práctica de la invención, el péndulo estará dotado de un inductor, preferentemente de frente curvo-convexo, con radio de curvatura coincidente con la del brazo del péndulo, actuante sobre una superficie asimismo curvo-cóncava y con la misma curvatura, materializada en un inducido, de manera que estos elementos, inductor e inducido, generan una corriente eléctrica irregular que ha de ser rectificada posteriormente.According to a third practical embodiment of the invention, the pendulum will be provided with an inductor, preferably curved-convex front, with radius of curvature coinciding with that of the pendulum arm, acting on a surface also curved-concave and with the same curvature, materialized in an armature, so that these elements, inductor and induced, generate an electric current irregular to be rectified later.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where with character Illustrative and not limiting, the following has been represented:
La figura 1.- Muestra una representación esquemática en alzado lateral de un generador pendular realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, situado sobre un flotador.Figure 1.- Shows a representation side elevation schematic of a pendular generator made of according to the object of the present invention, located on a float.
La figura 2.- Muestra una representación esquemática en planta del conjunto representado en la figura anterior.Figure 2.- Shows a representation plan schematic of the assembly represented in the figure previous.
Las figuras 3 y 4.- Muestran representaciones respectivamente correspondientes a las figuras 1 y 2, en las que el péndulo aparece desfasado lateralmente con respecto al flotador, en base a la inclinación producida en este último.Figures 3 and 4.- Show representations respectively corresponding to figures 1 and 2, in which the pendulum appears laterally offset with respect to the float, in based on the inclination produced in the latter.
La figura 5.- Muestra una representación similar a la de la figura 1, pero correspondiente a un ejemplo de realización práctica en el que el generador se sitúa sobre una superficie horizontal.Figure 5.- Shows a similar representation to that of figure 1, but corresponding to an example of practical embodiment in which the generator is placed on a horizontal surface
La figura 6.- Muestra una representación similar a la de la figura anterior, pero en la que el generador aparece en posición inclinada.Figure 6.- Shows a similar representation to that of the previous figure, but in which the generator appears in inclined position.
La figura 7.- Muestra una representación esquemática de una variante de realización traccionador de la figura 1, en la que el péndulo transmite un movimiento mecánico a través de cables.Figure 7.- Shows a representation schematic of a variant of the traction embodiment of the figure 1, in which the pendulum transmits a mechanical movement through cables.
La figura 8.- Muestra una representación similar a la de la figura 7 pero con el péndulo en posición acusadamente descentrada con respecto al flotador.Figure 8.- Shows a similar representation to that of figure 7 but with the pendulum in a sharp position off-center with respect to the float.
Las figuras 9 y 10.- Muestran sendas vistas en alzado lateral, correspondientes a las representaciones en planta de las figuras 7 y 8.Figures 9 and 10.- They show paths seen in lateral elevation, corresponding to the representations in plan of Figures 7 and 8.
Las figuras 11 y 12.- Muestran, finalmente, una última variante de realización del generador, en la que el péndulo se materializa en un inductor.Figures 11 and 12.- Show, finally, a last variant of the generator, in which the pendulum It materializes in an inductor.
A la vista de las figuras referidas, y más concretamente las figuras 1 a 4, puede observarse como el generador que se preconiza está constituido a partir de un péndulo (1), preferentemente de configuración discoidal, sustentado mediante un brazo (2) de una estructura soporte (3) fijada a un flotador (4), pudiendo el péndulo (1) estar arriostrado mediante tirantes (2') que colaboran a mantener la horizontalidad del mismo frente a los efectos oscilatorios de la estructura (3) suministrados a la misma, a través del flotador (4), por efecto de la ondulación de las aguas marinas sobre las que se situé dicho flotador.In view of the referred figures, and more specifically figures 1 to 4, can be seen as the generator which is recommended is constituted from a pendulum (1), preferably of discoidal configuration, supported by a arm (2) of a support structure (3) fixed to a float (4), the pendulum (1) can be braced by braces (2 ') that collaborate to maintain its horizontality against oscillatory effects of the structure (3) supplied thereto, through the float (4), as a result of water ripple marinas on which said float was placed.
El péndulo (1) choca contra una pluralidad de brazos radiales (5), actuantes sobre respectivos transformadores de energía (6), de manera que cuando el péndulo (1) empuja sobre una serie de brazos (5), éstos entran en contacto con los correspondientes transformadores (6) que se cargan con la energía correspondiente al trabajo desarrollado por el péndulo (1) mediante sus movimientos, mientras que al cesar esta presión del péndulo, por cambio de posicionamiento debido a los movimientos a los que se ve sometida la estructura (3), se inicia la transformación de esta energía mecánica en energía eléctrica, a la vez que el péndulo (1) inicia la carga de energía mecánica en los transformadores (6) que ocupan la zona opuesta del generador.The pendulum (1) hits a plurality of radial arms (5), acting on respective transformers of energy (6), so that when the pendulum (1) pushes on a series of arms (5), these come into contact with the corresponding transformers (6) that are charged with energy corresponding to the work developed by the pendulum (1) by their movements, while at the end of this pendulum pressure, by change of positioning due to the movements that are seen submitted the structure (3), the transformation of this mechanical energy in electrical energy, as well as the pendulum (1) starts the mechanical energy load in the transformers (6) that occupy the opposite area of the generator.
Para conseguir mayor rendimiento energético del péndulo (1) en sus movimientos, el posicionamiento a los diferentes transformadores (6) será tal que siempre se encuentre alguno almacenando energía mecánica y otros descargando esta energía y transformándola en energía eléctrica.To achieve greater energy efficiency of pendulum (1) in its movements, positioning to different transformers (6) will be such that one is always found storing mechanical and other energy by discharging this energy and transforming it into electrical energy.
De esta manera se produce una producción de energía eléctrica constante.In this way a production of constant electrical energy
Por otro lado y para conseguir unos balances apropiados en intensidad y tiempo, en orden a obtener mayor rendimiento en cada caso, habrá que diseñar el flotador (4) con una configuración y peso adecuados para que, conjuntamente con el peso del resto del generador, se logre un cuerpo flotante con su centro de gravedad debidamente ubicado para alcanzar unos balanceos intensos y de la larga duración, consiguiendo así los movimientos convenientes al péndulo para obtener el óptimo rendimiento.On the other hand and to get some balances appropriate in intensity and time, in order to obtain greater performance in each case, the float (4) must be designed with a proper configuration and weight so that, together with the weight from the rest of the generator, a floating body with its center is achieved of gravity properly located to reach some balances intense and long-lasting, thus achieving movements convenient to the pendulum to obtain optimum performance.
Este posicionamiento del centro de gravedad es una operación normal y habitual que se lleva a cabo durante la explotación y manejo de todo tipo de buques: mercantes, pesqueros, de guerra, plataformas flotantes, yates, gabarras, etc. diariamente y en todo el mundo.This positioning of the center of gravity is a normal and usual operation that is carried out during the operation and handling of all types of ships: merchants, fisheries, of war, floating platforms, yachts, barges, etc. daily and all over the world.
Si los generadores quedan instalados para su explotación energética sobre cuerpos flotantes, lo más adecuado sería fondear estos flotadores en lugares como bocas de puertos, ensenadas resguardadas, etc. donde se vieran afectados por los balanceos originados por el estado de la superficie del agua, como olas, corrientes, otros factores, etc.If the generators are installed for energy exploitation on floating bodies, the most appropriate would be to anchor these floats in places like port mouths, sheltered coves, etc. where they would be affected by balances caused by the state of the water surface, such as waves, currents, other factors, etc.
Por este motivo los balances que se originan en estas condiciones, suelen ser en todas direcciones es decir en los 360º. En cualquier caso y debido al posicionamiento del péndulo (1) y de los transformadores de energía (6) todos los balanceos que sufra el flotador (4) y consiguientemente el generador producen continuamente la energía eléctrica de forma constante no siendo afectado su rendimiento por el cambio de orientación en los balanceos experimentados.For this reason the balances that originate in these conditions are usually in all directions that is to say in the 360º. In any case and due to the positioning of the pendulum (1) and of the energy transformers (6) all the balances that suffer the float (4) and consequently the generator produce continuously the electric power constantly not being affected its performance by the change of orientation in the experienced balances.
En las figuras 5 y 6 se ha representado un generador previsto para trabajar sobre una superficie horizontal (7), en cuyo caso la estructura cónica (3) del caso anterior es sustituida por una estructura (3') híbrida, con un sector superior cilíndrico, aunque también podría ser cónico, y un sector inferior semiesférico (8), que es el que realmente apoya sobre la superficie (7), de forma prácticamente puntual, estabilizándose la estructura (3') con la colaboración de cables (9) que relacionan dicha estructura con apoyos (10) operativamente establecidos sobre la superficie (7), que permiten la basculación lateral de dicha estructura (3'), como se observa en la figura 6. En este caso y como salta a la vista, tanto el péndulo (1) como los transformadores de energía (6), presentarán la misma estructuración que en el caso anterior, el de las figuras 1 a 4.In figures 5 and 6 a generator planned to work on a horizontal surface (7), in which case the conical structure (3) of the previous case is replaced by a hybrid structure (3 '), with a superior sector cylindrical, although it could also be conical, and a lower sector hemispherical (8), which is the one that really rests on the surface (7), practically on time, stabilizing the structure (3 ') with the collaboration of cables (9) that relate this structure with supports (10) operatively established on the surface (7), which allow lateral tilting of said structure (3 '), as seen in Figure 6. In this case and as the pendulum (1) as well as the transformers of energy (6), will present the same structuring as in the case above, that of figures 1 to 4.
En este caso la duración de intensidad de los balanceos, al ser provocados voluntariamente, serán los que se crean más convenientes para la optimización del rendimiento en la producción de energía eléctrica.In this case the duration of intensity of the balances, when provoked voluntarily, will be the ones that are created more convenient for performance optimization in the electric power production
En las figuras 7 a 10 se ha representado otra variante de realización para el generador, similar a la de las figuras 1 a 4 en cuanto a la existencia de una armadura cónica (3) sobre la que se establece el péndulo (1), y establecida a su vez sobre un flotador (4), variando en este caso los medios de transmisión de movimiento, que consisten en tres cables (11) fijados a 120º en la periferia del péndulo (1), que pasantes a través de respectivas poleas (12), confluyen hacia respectivas poleas (13), que rodean a un eje principal (14), conectado al generador propiamente dicho y al que acciona permanentemente, siendo cada polea (13) solidaria a un piñón (15) susceptible de engranar / desengranar con una corona dentada (16), a su vez solidarizada al eje principal (14), con la particularidad de que estos piñones (15) actúan además como embrague, de manera que cuando se produce una tracción sobre el cable (11) correspondiente, se produce paralelamente el embrague o enclavamiento entre los piñones (15) y (16), mientras que en el otro semiciclo de trabajo, es decir cuando se distiende el cable (11), el piñón (15) correspondiente se desembraga de la corona (16), es decir se independiza de la misma, para que el eje principal (14) no tenga que arrastrarlo, como se observa especialmente en el detalle ampliado de la figura (10).In Figures 7 to 10 another variant embodiment for the generator, similar to that of the Figures 1 to 4 regarding the existence of a conical armor (3) on which the pendulum (1) is established, and established in turn on a float (4), in this case varying the means of motion transmission, consisting of three fixed cables (11) at 120º on the periphery of the pendulum (1), which pass through respective pulleys (12), converge towards respective pulleys (13), surrounding a main shaft (14), connected to the generator proper and to which it acts permanently, each being pulley (13) integral with a pinion (15) capable of engaging / disengage with a toothed crown (16), in turn in solidarity with main shaft (14), with the particularity that these pinions (15) they also act as a clutch, so that when a pull on the corresponding cable (11), occurs in parallel the clutch or interlock between the pinions (15) and (16), while in the other working half-cycle, that is when the cable (11) is distended, the corresponding pinion (15) is disengagement of the crown (16), that is to say it becomes independent of it, so that the main axis (14) does not have to drag it, as Note especially in the enlarged detail of figure (10).
Finalmente y como muestran las figuras (11) y (12), cono una estructura (3) similar a la anterior y asociada igualmente a un flotador (4), el péndulo (1') puede materializarse en un inductor eléctrico (17), desplazable paralela y próximamente con respecto a un inducido (18) establecido en la propia estructura (3), ambos curvos, y con el mismo radio de curvatura, el correspondiente al brazo (2) del péndulo (1'), de manera que el desplazamiento relativo entre inductor e inducido (17) y (18) dará lugar a una corriente eléctrica irregular que ha de rectificarse.Finally and as shown in figures (11) and (12), with a structure (3) similar to the previous one and associated also to a float (4), the pendulum (1 ') can materialize in an electric inductor (17), movable parallel and soon with respect to an armature (18) established in the structure itself (3), both curved, and with the same radius of curvature, the corresponding to the arm (2) of the pendulum (1 '), so that the relative displacement between inductor and induced (17) and (18) will give place to an irregular electric current that has to rectify
Claims (5)
1ª y 2ª, caracterizado porque al péndulo (1) son solidarios lateralmente varios cables (11), equiangularmente distribuidos, que tras pasar sobre poleas (12) confluyen hacia un eje principal y motriz (14), provisto de al menos una corona dentada (16), sobre la que son susceptibles de enclavamiento piñones (15) coaxialmente solidarios a respectivas poleas (13) sobre las que actúan los citados cables (11).4. Pendular generator, according to claims
1st and 2nd, characterized in that several cables (11), laterally distributed, are joined laterally to the pendulum (1), which after passing on pulleys (12) converge towards a main and driving shaft (14), provided with at least one toothed crown ( 16), on which pinions (15) coaxially integral with respective pulleys (13) on which the said cables (11) act are susceptible to interlocking.
1ª y 2ª, caracterizado porque el péndulo (1) incorpora o se materializa en un inductor (17), desplazable relativamente con respecto a un inducido (18) establecido en la estructura (3) soporte de dicho péndulo.5. Pendular generator, according to claims
1st and 2nd, characterized in that the pendulum (1) incorporates or materializes in an inductor (17), which can be moved relatively with respect to an armature (18) established in the support structure (3) of said pendulum.
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