ES2257127B1 - Sistema mecanico de generacion de fuerza. - Google Patents

Abstract

Sistema Mecánico de Generación de Fuerza. Se trata de proporcionar un sistema autónomo ecológico (desde el punto de vista de la contaminación de todo tipo de gases o la conocida contaminación acústica) de generación de energía eléctrica o de fuerza. El objeto del invento es el aprovechamiento de la energía generada por un elemento giratorio, en la figura resumen señalado con el número 1, a modo de turbina propulsado por la caída controlada de un fluido, en un circuito cerrado e impulsado por una bomba. La fuerza generada por el elemento de giro principal mueve un conjunto de pequeños elementos de giro, que en su conjunto forma el sistema Mecánico de Generación de Fuerza, reseñado en la figura resumen con el número 2. Es por tanto, el principal objetivo de la invención proporcionar un sistema mecánico de generación de energía, de construcción sencilla y económica, de alto rendimiento y mínimo mantenimiento, que permitirá obtener energía eléctrica con un impacto medioambiental nulo y que es apto para su utilización, tanto en el entorno doméstico como en medios de automoción. Un objetivo más de la invención es proporcionar un sistema de generación de energía independiente que requiere, en todo caso, una acción mínima de mantenimiento energético por parte del usuario.

Description

Sistema mecánico de generación de fuerza.

Antecedentes de la invención

Resulta ampliamente conocida la búsqueda y la necesidad de hallar un sistema de generación de energía eléctrica capaz de funcionar eficientemente, tanto en términos de coste económico como ecológico, con una dependencia mínima de factores externos, y que permita la utilización de dicha energía eléctrica a todo tipo de maquinaria, elementos de automoción y de navegación, tanto para su uso en un entorno doméstico como industrial.

De hecho, en el mercado se comercializan una pluralidad de dispositivos cuya finalidad es proporcionar alimentación eléctrica, tanto para un uso doméstico como para una actividad empresarial, así como para hacer llegar la electricidad a lugares en los que no es posible la utilización directa de la red eléctrica; estos dispositivos, a su vez, intentan conseguir que el coste sea el menor posible. Sirvan de ejemplo los sistemas de acumulación que, debido al menor coste de la electricidad de la red de distribución normalizada en horario nocturno, acumulan energía eléctrica durante este periodo para luego utilizarla en horario diurno. Tenemos también los sistemas de generación basados en células fotovoltaicas solares, que complementan el suministro convencional. Otros ejemplos los encontramos en los grupos electrógenos que suministran energía allá donde la corriente eléctrica no puede llegar, o como medida de urgencia cuando el suministro eléctrico falla debido a una avería; en estos casos, el impacto acústico de los aparatos que realizan el suministro suele ser importante. En cuanto a la automoción, es conocido el desarrollo de elementos que funcionan a través de compresores de aire.

Ahora bien, en todos los sistemas alternativos citados (así como en otros conocidos no incluidos aquí) existe una dependencia de aportes externos de energía (dependen de la red de distribución normalizada, de determinados factores atmosféricos o de un efecto natural como el sol, que, por un lado, suponen un bajo rendimiento, puesto que se invierte en sofisticados equipos que rara vez consiguen una autonomía total (siguen siendo un mero complemento del suministro convencional), y, por otro lado, suponen un mínimo ahorro. Para mayor abundancia, con estos sistemas, o bien no consiguen beneficios ecológicos reseñables (se sigue utilizando la red eléctrica normalizada, por lo que no se minimiza el impacto medioambiental que ésta conlleva), o bien el coste de instalación es tan alto que resulta difícil amortizarlo a nivel doméstico (fundamentalmente los sistemas solares).

Con intención de paliar todos los inconvenientes reseñados, inherentes a los dispositivos actualmente utilizados, ha sido desarrollada la presente invención.

Objeto de la invención

Se trata de proporcionar un sistema autónomo y ecológico (evitando incluso la contaminación acústica), constituido por un elemento giratorio a modo de turbina, propulsado por la caída controlada de un fluido (preferentemente agua), en un circuito cerrado e impulsado por una bomba. El fluido y la bomba pueden ser sustituidos por un motor, que sería alimentado con la inercia del mismo elemento giratorio. Es importante reseñar que el fluido y la bomba pueden funcionar de manera alternativa con el motor, o de forma complementaria. El elemento giratorio está soportado sobre un eje, y su giro transmite la fuerza a un sistema mecánico de elementos de giro, necesarios y suficientes, que permitirán obtener la energía requerida no sólo para mover sino también para mantener en movimiento una unidad de producción de energía (alternador, generador, etc.).

El objetivo principal de la invención, como se puede apreciar, es proporcionar un sistema mecánico de generación de energía independiente, de construcción sencilla y económica, de alto rendimiento y mínimo mantenimiento, que permitirá obtener energía eléctrica con un impacto medioambiental nulo y que es apto para su utilización tanto en el entorno doméstico, como en el industrial, como en medios de automoción.

Breve descripción de los dibujos

Las cualidades y ventajas de la invención podrán ser fácilmente evidentes para cualquier técnico experto en la materia, con ayuda de la pormenorización que prosigue, y que ha sido realizada con relación a los dibujos que se acompañan, en los que se representa, con carácter eminentemente ilustrativo y en ningún caso limitativo, una perspectiva de una realización preferente del sistema mecánico de generación de fuerza objeto de la invención.

La figura 1 representa una perspectiva frontal de la parte trasera de la máquina construida con este sistema, en la que se ha instalado lo que denominamos "sistema de generación de fuerza". La figura 2 representa un lateral, en la que se ha instalado una alternativa para el sistema de generación de fuerza. La figura 3 representa la parte frontal de la máquina, en la cual se ha instalado lo que denominamos "sistema mecánico de transmisión y multiplicación de fuerza".

Realización preferente de la invención

El sistema mecánico de generación de fuerza objeto de esta solicitud, consta de un sistema de generación de fuerza (representado en las figuras 1 y 2), y de un sistema mecánico de transmisión y multiplicación de la fuerza generada al elemento productor de la energía (representado en la figura 3).

El sistema de generación de fuerza consta de un dispositivo (figuras 1 y 2) formado principalmente por un eje (1) que atraviesa la máquina de lado a lado (actúa como eje tanto para el sistema de generación de fuerza como para el sistema de transmisión y multiplicación de la fuerza). En dicho eje va insertado un elemento de giro o rueda motriz (2) propulsado por la caída controlada de un fluido previamente suministrado desde un depósito (3). Esta rueda motriz está soportada sobre radios con contrapesos (4a, 4b y 4c), y al girar acciona el sistema mecánico de transmisión y multiplicación de la fuerza (figura 3). Este dispositivo también contiene una bomba volumétrica (5) que impulsa el fluido desde el depósito, ya mencionado, causando la fuerza necesaria para accionar la rueda motriz (2). El fluido impulsado por la bomba va al elemento de giro principal (2), y éste lo devuelve al depósito para su posterior reutilización, formando así un circuito cerrado. Si la máquina requiere un uso continuo e ininterrumpido, se podrá instalar una segunda bomba volumétrica, que alternaríamos con la primera, quedando una de las bombas siempre en reposo. Una alternativa a la bomba volumétrica y al fluido estaría constituida por la instalación del sistema representado en la figura 2, que consta de un motor (13), de potencia variable en función de las necesidades energéticas concretas, y dos ruedas o elementos giratorios (14) de distinto tamaño: la pequeña unida al motor, y la grande unida al eje central (1), ambas unidas por un elemento de transmisión (15). El motor de este sistema recibe la inercia del elemento giratorio (2), que provoca que el esfuerzo realizado por el motor sea menor (prácticamente inexistente). Este sistema podría ser utilizado como alternativa al sistema antes descrito de la bomba y el fluido, o complementario al mismo, en función del uso y las necesidades concretas. Este sistema también lleva instalado un agente externo convencional -una pila o una batería- (7) que servirá de arranque inicial de la bomba o del motor.

Entre los medios eléctricos o electrónicos de generación, que incluyen un generador o un alternador (8), se podrá incluir un convertidor de corriente u otros medios adecuados para acomodar la tensión en función de las necesidades concretas. Estos medios son ampliamente conocidos en sí mismos, por lo que consideramos innecesario realizar una descripción detallada.

El elemento de giro principal o rueda motriz (2) está soportado sobre un eje central (1) que contiene unos cojinetes (9). El eje central, como ya hemos dicho, sale a la parte delantera de la máquina, en donde está instalado el sistema de transmisión de la fuerza, quedando conectado con el elemento de giro (2) (figura 3). El movimiento de giro impartido por la rueda motriz se consigue gracias al fluido que cae golpeando directamente sobre unas paletas (10) (figura 1) dispuestas exteriormente en la circunferencia de dicha rueda motriz. (Tener en cuenta lo dispuesto en relación con la sustitución o compaginación con un motor). El sistema también presenta un medio de canalización (11) (figura 1) que mantiene el fluido, por medio de la bomba volumétrica, en continua circulación una vez que el sistema es puesto en marcha. La fuerza o volumen del fluido es regulado por medio de una llave de paso (12) (figura 1), que permitirá pasar más o menos cantidad de fluido para facilitar el rendimiento exigido al generador o alternador, en aras de obtener la demanda de fuerza requerida.

El sistema mecánico de transmisión y multiplicación de fuerza (representado en la figura 3) consta de un número de elementos de giro conectados en serie. El primer elemento de giro (2), que va unido al eje principal (1) (sería equivalente al número 1 de la figura 1), será inferior al elemento 4, al que se conecta por medio de un elemento de transmisión de la fuerza (3). El par formado por los elementos 4 y 5 tendrá las mismas dimensiones. El conjunto se conecta con el elemento 6, que forma par con el elemento 7; el elemento 6 tendrá las mismas dimensiones que el 2, y el 7 tendrá las mismas dimensiones que los elementos 4 y 5. El elemento 7 se conecta con el elemento 8, que forma par con el 9, y este par (8 y 9), que deben guardar las mismas dimensiones que el par anterior. Este conjunto se repite un número determinado de veces hasta su conexión con el elemento 10, que forma par con el elemento 11, ambos de las mismas dimensiones que el elemento 2, y se conecta con el elemento 12, que forma par con el elemento 13, y ambos son de las mismas dimensiones que el par de los elementos 4 y 5. A partir de aquí, la serie descrita se repite una y otra vez (como se aprecia en la figura 3) hasta conseguir transmitirle al elemento generador el número necesario de vueltas para el continuo funcionamiento del mismo.

Una de las claves de la invención es la parte final, en la cual conectamos el sistema descrito en el párrafo anterior (la figura 3) con el elemento generador. Dotamos de fuerza al generador a través del par formado por los elementos 14 y 15 (de las mismas dimensiones que el elemento 2), que está conectado con el elemento 16 (de las mismas dimensiones que el elemento 4) y que va unido a un eje (17) que transmitirá la fuerza al generador o alternador (8) (figura 1).

Por todo lo visto, se aprecia que el sistema se basa en una multiplicación y desmultiplicación en serie destinada a transmitir la fuerza necesaria para mover un generador de energía (alternador, generador, etc.).

El sistema mecánico de generación de fuerza, en su conjunto, está instalado en un armazón o mueble (6) (figura 1), (16) (figura 2) y (18) (figura 3), con paredes laterales que limitan las dimensiones de la máquina, y aloja en su interior todos los sistemas descritos en los párrafos anteriores.

Claims (6)

1. Sistema mecánico de generación de fuerza que comprende

- Un sistema generador de fuerza formado por al menos una rueda motriz propulsada por la caída controlada de un fluido suministrado desde un depósito.

- Un sistema mecánico de transmisión y multiplicación de la fuerza proporcionada por el sistema generador.

- Medios generadores de electricidad unidos al sistema mecánico de transmisión y multiplicación.

- Medios de almacenamiento de energía para el arranque inicial del sistema.

2. Sistema mecánico de generación de fuerza según la reivindicación 1 caracterizado porque dispone de al menos una bomba volumétrica que impulsa el fluido desde un depósito almacén a la rueda motriz produciendo su impulsión.

3. Sistema mecánico de generación de fuerza según la reivindicación 1 caracterizado porque dispone de al menos un motor unidos al eje de unión entre el sistema generador de fuerza y el sistema mecánico de transmisión y multiplicación de fuerza.

4. Sistema mecánico de generación de fuerza según la reivindicación 3 caracterizado porque el o los motores se encuentran conectados con los medios de almacenamiento de energía para arranque inicial del sistema.

5. Sistema mecánico de generación de fuerza según la reivindicación 1 caracterizado porque la rueda motriz está soportada sobre radios con contrapesos.

6. Sistema mecánico de generación de fuerza según la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema mecánico de transmisión y multiplicación de la fuerza consta de un número variable de elementos de giro conectados en serie que multiplican la velocidad del eje de salida unido a los medios generadores de energía.