ES2343545T3 - Aparato giroscopico. - Google Patents

Abstract

Un método de T) generación de rotación en torno a un eje de salida (11), comprendiendo el método: A) montar un cuerpo (2) para que rote en torno a ejes primero (4), segundo (11) y tercero (16), estando orientado el primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) a un ángulo de inclinación (θ), el segundo eje (11) constituyendo el eje de salida (11) del motor (1), donde la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación (θ); B) rotar el cuerpo (2) en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación superior a un valor predeterminado; C) aplicar un par de fuerzas al cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de incremento del ángulo de inclinación (θ), cuando el primer eje (4) está a un ángulo de inclinación seleccionado (θ) con respecto al segundo eje (11), que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados; D) limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de reducir el ángulo de inclinación (θ) que ocurriría de otro modo como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación (θ) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados; para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11) para generar potencia motriz.

Description

Aparato giroscópico.

La presente invención se refiere a motores, y más en concreto a motores giratorios que pueden suministrar potencia motriz de salida en torno a un eje de salida, en respuesta a una potencia giratoria de entrada en torno a un eje diferen-
te.

Cuando se actúa sobre un cuerpo rotatorio mediante un par de fuerzas en torno a un eje perpendicular al eje de rotación, esto provoca que el propio eje de rotación rote en torno a otro eje que es perpendicular tanto al eje del par de fuerzas aplicado, como al eje de rotación. Este principio es bien conocido. El documento US 2002/145077 A1, que se considera como la técnica anterior más próxima al contenido de la reivindicación 1, describe un sistema para dirigir un objeto, por ejemplo un avión, una aeronave o una cámara. El sistema incluye un primer giroscopio con un primer rotor giratorio y un segundo giroscopio con un segundo rotor giratorio. Cada giroscopio tiene un motor que rota un primer cardán acoplado al rotor, y un freno que reduce la rotación de un segundo cardán acoplado al primer cardán. El primer giroscopio y el segundo giroscopio generan un par de fuerzas que se utiliza para dirigir el objeto. Si bien el documento US 2002/145077 A1 da a conocer las características T) y A) de la reivindicación 1, no da a conocer las características B), C) y D) de la reivindicación 1.

El documento US 2003/234318 A1 describe un aparato giroscópico asimétrico para producir impulso unidireccional sin tener que interactuar con una masa externa de gas, líquido o sólido. La técnica está basada en las transiciones controladas de una masa giratoria asimétrica entre dos estados de peso asimétricos, estables, que tienen como resultado un impulso neto unidireccional en el eje de giro. En una realización existente, un aparato con un cuerpo acoplado puede ser propulsado hacia arriba por una subida "deslizante" en un plano inclinado, contra la gravedad terrestre. En otra realización, múltiples pares de conjuntos giroscópicos asimétricos, sincronizados y en imagen especular, son combinados en un solo aparato y acoplados a un cuerpo con la capacidad de propulsarlo en cualquier dirección, incluyendo vencer por completo la gravedad sin interacción con masas de gas, líquido o sólido, o sin la utilización de propelentes. El documento US 2003/234318 A1 no da a conocer ninguna de las características T), A), B), C) y D) de la reivindicación 1.

Los inventores de la presente invención han encontrado que, cuando se obliga al propio eje de rotación del cuerpo (denominado a continuación el primer eje) a rotar en torno a (a) un segundo eje (denominado a continuación el eje de salida) que está dispuesto a un ángulo agudo con respecto al eje de rotación del cuerpo, y (b) un tercer eje (denominado a continuación el eje de inclinación) que es sustancialmente perpendicular a los ejes tanto primero como segundo, la aplicación de un par de fuerzas en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar el ángulo agudo, provoca que el primer eje rote en torno al eje de salida. Cuando la velocidad de rotación del cuerpo excede cierto valor crítico, este par de fuerzas aplicado da lugar a un par de fuerzas de reacción, de magnitud mayor que la del par de fuerzas aplicado, y el cual está asimismo dirigido en torno al eje de inclinación, pero en sentido opuesto. Este par de fuerzas de reacción provoca que el primer eje rote en torno al eje de inclinación, en el sentido de reducir el ángulo de inclinación. Sin embargo, sí está rotación en torno al eje de inclinación se limita, por ejemplo por medios mecánicos, entonces la velocidad de rotación del cuerpo en torno al eje de salida se incrementa, dando lugar por lo tanto a una fuente útil de potencia motriz. Se apreciará que, con un sistema semejante, los medios que se utilizan para limitar esta rotación no requieren una fuente de energía, lo que mejora la eficiencia del motor.

Para comprender estos fenómenos, es útil considerar la posición cuando se provoca que el cuerpo rote a diferentes velocidades. En la situación trivial en la que el cuerpo no rota en absoluto en torno al primer eje, la aplicación de un par de fuerzas en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar la magnitud del ángulo agudo, da lugar simplemente a una rotación correspondiente del primer eje en torno al eje de inclinación, en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación. Si se provoca que el cuerpo rote a una velocidad rotacional menor que el valor crítico, hay dos rotaciones resultantes del primer eje: no solo existe una rotación del primer eje en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación, tal como en el caso de un cuerpo estacionario, sino que existe además una rotación del primer eje en torno al eje de salida. A medida que la velocidad rotacional del cuerpo se incrementa, la velocidad de rotación del primer eje en torno al eje de inclinación disminuye, mientras que la velocidad de rotación del primer eje en torno al eje de salida se incrementa. Cuando la velocidad rotacional del cuerpo alcanza el valor crítico, prosigue la rotación del primer eje en torno al eje de salida, pero en este momento deja de existir rotación alguna del primer eje en torno al eje de inclinación. A velocidades rotacionales por encima de la velocidad crítica, de nuevo existen dos rotaciones del primer eje, es decir en torno tanto al eje de salida como al eje de inclinación, pero en este caso la rotación en torno al eje de inclinación es en el sentido de reducir el ángulo de inclinación. Solamente cuando la velocidad rotacional del cuerpo está por encima de la velocidad crítica, es capaz el motor de generar potencia motriz útil.

Puesto que debido a la inercia del cuerpo, existe un retardo entre el momento en que el par de fuerzas es aplicado y el momento en que éste da lugar a una velocidad de rotación deseada del primer eje en torno al eje de salida del motor, en algunas circunstancias es ventajoso reducir este retardo mediante proporcionar al cuerpo un par de fuerzas adicional, externo, en torno al eje de salida del motor, para así iniciar o acelerar esta rotación. Esto podría conseguirse, por ejemplo, rotando físicamente el eje de salida del motor, ya sea manualmente o por medio de un motor adi-
cional.

Se ha encontrado que el valor crítico de la velocidad rotacional del cuerpo varía en función del tamaño del cuerpo, de la densidad del material del cuerpo, del ángulo de inclinación, de la magnitud del par de fuerzas y de ciertas condiciones ambientales, como son la temperatura ambiente y la humedad.

Los presentes inventores han hallado experimentalmente que la potencia motriz de entrada suministrada al cuerpo para provocar que rote, se utiliza para generar potencia motriz de salida en forma de rotación del cuerpo en torno a este eje de salida con una eficiencia extremadamente elevada, y que un motor construido de acuerdo con este principio sería por lo tanto de especial utilidad.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se da a conocer un motor para generar rotación en torno a un eje de salida, comprendiendo el motor: un cuerpo montado para rotar en torno a ejes primero, segundo y tercero, estando orientado el primer eje con respecto al segundo eje a cierto ángulo de inclinación, el segundo eje constituyendo el eje de salida del motor, en el que la rotación del cuerpo en torno al tercer eje da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación; estando estructurado el motor para permitir que una fuente de potencia motriz sea conectada al cuerpo para provocar que éste rote en torno al primer eje con una velocidad rotacional superior a un valor predeterminado; medios para aplicar un par de fuerzas al cuerpo en torno al tercer eje, en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación cuando el primer eje está a un ángulo de inclinación seleccionado con respecto al segundo eje, que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados, y para generar de ese modo un par de fuerzas de reacción en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación; y medios para limitar la rotación del cuerpo en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación que si no se produciría como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación del primer eje con respecto al segundo eje sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados, para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo en torno al segundo eje con el fin de generar potencia motriz.

Los presentes inventores han hallado que, con una disposición semejante, la eficiencia del motor es extremadamente elevada. Además, el medio de aplicación del par de fuerzas actúa convenientemente como un conmutador que permite que se genere la potencia motriz de salida.

Tal como se ha mencionado anteriormente, puesto que el medio de limitación de la rotación no se mueve, puede estar constituido por un medio puramente mecánico que no requiera una fuente de energía, contribuyendo por lo tanto a la eficiencia elevada del motor.

El medio limitador está dispuesto para impedir cualquier rotación del cuerpo en torno al tercer eje en el sentido de reducir el ángulo de inclinación.

Puede conectarse una fuente de potencia motriz al cuerpo para así provocar que éste rote en torno al primer eje, a una velocidad rotacional superior al valor predeterminado. Alternativamente, la rotación podría generarse manualmente.

El motor comprende preferentemente medios de retroalimentación para transmitir potencia motriz desde el movimiento del cuerpo en torno al segundo eje, a la fuente de potencia motriz. De este modo, es posible retroalimentar al motor por lo menos una parte de la potencia de salida. El medio de retroalimentación está dispuesto preferentemente para transmitir potencia motriz suficiente a la fuente de potencia motriz, para superar las pérdidas de energía que surgen de la fricción debida a la rotación del cuerpo en torno al primer eje en régimen estacionario.

Preferentemente, se proporciona medios para controlar la fuente de potencia motriz de modo que el cuerpo rote en torno al primer eje a dicha velocidad rotacional por encima del valor predeterminado.

Se ha encontrado que existe un ángulo de inclinación óptimo que depende de varios factores, incluidos el par de fuerzas requerido del motor y la velocidad de rotación del motor. De este modo, cuando el ángulo de inclinación está próximo a 0 grados, el par de fuerzas de salida del motor está en un mínimo pero la velocidad rotacional del motor está en un máximo. A la inversa, cuando el ángulo de inclinación está próximo a 90 grados, el par de fuerzas de salida está en un máximo, pero la velocidad de rotación está en un mínimo. Puesto que la potencia de salida del motor es el producto del par de fuerzas de salida y la velocidad rotacional de salida, se tiene que, para maximizar la potencia de salida, será necesario seleccionar un ángulo de inclinación para el cual se maximice el producto del par de fuerzas de salida y la velocidad rotacional de salida.

De este modo, preferentemente el motor comprende además medios para ajustar el ángulo de inclinación. En este caso, puede disponerse medios para seleccionar una velocidad de salida deseada y/o un par de fuerzas de salida deseado del motor, y ajustar correspondientemente el ángulo de inclinación.

Se prefiere que el medio de aplicación del par de fuerzas esté dispuesto para aplicar el par de fuerzas cuando el ángulo de inclinación seleccionado está dentro del rango de 10 grados a 80 grados.

También se prefiere que el medio de limitación esté dispuesto para limitar la rotación del cuerpo en torno al tercer eje, de manera que el ángulo de inclinación del primer eje con respecto al segundo eje sea mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

Los medios para aplicar un par de fuerzas pueden comprender un resorte, o alternativamente uno más de entre: un ariete hidráulico; un ariete neumático; y un ariete electromagnético.

Los medios para aplicar un par de fuerzas pueden servir, adicionalmente, como medio de limitación. Alternativamente, el medio de limitación puede comprender un tope separado.

Preferentemente se disponen medios para controlar la magnitud del par de fuerzas aplicado por el medio de aplicación del par de fuerzas.

En una primera realización, los ejes primero y segundo se cortan, y uno o ambos de los ejes primero y segundo pasan preferentemente a través, sustancialmente, del centro de masas del cuerpo.

En una segunda realización alternativa, los ejes primero y segundo no se cortan, en cuyo caso el ángulo de inclinación está definido como el ángulo agudo entre los ejes primero y segundo vistos a lo largo de la dirección de la línea más corta que une los ejes primero y segundo. Una forma alternativa de expresar esta relación geométrica es considerar un punto del primer eje, y considerar una línea imaginaria que pasa a través de este punto y que es paralela al segundo eje. El ángulo de inclinación se define entonces como el ángulo agudo con el que el primer eje corta esta línea imaginaria.

Preferentemente, el cuerpo tiene simetría cilíndrica en torno al primer eje y puede comprender un cilindro con el motor como el reivindicado en la reivindicación 11, en donde el cuerpo comprende un cilindro cuyo grosor se estrecha desde un valor máximo próximo al primer eje hasta un valor mínimo en su circunferencia.

Preferentemente, el cuerpo está fabricado de un material con módulo de elasticidad elevado, que esté preferentemente por encima de 100 GPa.

El material del cuerpo se selecciona de manera que su densidad sea apropiada para la potencia motriz de salida requerida por el motor. Por lo tanto, si se requiere una potencia motriz de salida elevada puede utilizarse un material de alta densidad, tal como el acero. Sin embargo puede ser difícil, y por lo tanto costoso, moldear el acero a un perfil deseado, y por lo tanto para requisitos de potencia de salida baja pueden utilizarse alternativamente materiales termoplásticos.

Con un motor semejante, es posible que puedan surgir vibraciones no deseables a partir de fuerzas no equilibradas en el interior del motor, como resultado de (a) la ausencia de simetría de los componentes del motor en torno al eje de salida, y (b) la componente del par de fuerzas de reacción dirigida perpendicularmente al eje de salida. Este problema podría solucionarse fijando rígidamente el motor al suelo. Alternativa o adicionalmente, podría montarse una o más masas de contrapeso para que roten en torno al eje de salida con el fin de compensar esto por lo menos en parte, reduciendo la ausencia de simetría y dando lugar a una fuerza centrípeta que equilibre el par de fuerzas de reacción. Otra opción, que podría utilizarse por si misma o conjuntamente con una o ambas de las soluciones anteriores, sería proporcionar una serie de motores que puedan montarse conjuntamente y hacerse funcionar sustancialmente a la misma frecuencia pero en fases diferentes respectivamente. En este caso, cualesquiera de dichas vibraciones se minimizan si las fases de los motores son equidistantes. Por lo tanto, para un sistema de cuatro motores las fases serían de 0 grados, 90 grados, 180 grados y 270 grados.

De este modo, la presente invención se extiende a un conjunto de motores del tipo anterior, en combinación con medios para provocar que cada uno de los motores rote sustancialmente a la misma frecuencia de rotación pero con ángulos de fase respectivos diferentes, y con medios para combinar la potencia motriz de salida de los motores.

En tal caso, el número preferido de motores es de cuatro, y los motores pueden disponerse ventajosamente en una matriz de 2 x 2.

La invención se extiende a un vehículo impulsado por un motor tal como el definido anteriormente, como es un vehículo de carretera, una aeronave o un vehículo flotante.

La invención se extiende además a un generador de electricidad que comprende un motor como el definido anteriormente.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se da a conocer un método para generar rotación en torno a un eje de salida, comprendiendo el método: montar un cuerpo para la rotación en torno a ejes primero, segundo y tercero, estando orientado el primer eje con respecto al segundo eje a cierto ángulo de inclinación, el segundo eje constituyendo el eje de salida del motor, en el que la rotación del cuerpo en torno al tercer eje da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación; rotar el cuerpo en torno al primer eje a una velocidad de rotación superior a un valor predeterminado; aplicar un par de fuerzas al cuerpo en torno al tercer eje en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación, cuando el primer eje está a un ángulo de inclinación seleccionado con respecto al segundo eje, que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados, para generar de ese modo un par de fuerzas de reacción en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación; y limitar la rotación del cuerpo en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación que si no se produciría como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación del primer eje con respecto al segundo eje sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados; para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo en torno al segundo eje con el objeto de generar potencia motriz.

Preferentemente, el método comprende además ajustar el ángulo de inclinación en función de la velocidad de rotación deseada del eje de salida del motor. En este caso, pueden seleccionarse la velocidad de salida deseada y/o el par de fuerzas de salida deseado, y ajustarse correspondientemente el ángulo de inclinación.

Preferentemente, el método comprende además utilizar parte de la potencia motriz generada, para llevar a cabo la etapa de rotar el cuerpo en torno al primer eje. En este caso, la potencia de salida así utilizada es suficiente preferentemente para superar las pérdidas de energía surgidas de la fricción debida a la rotación del cuerpo en torno al primer eje.

La presente invención se extiende a un método de fabricación de un vehículo impulsado mediante un método como el definido anteriormente. El vehículo puede ser de la forma de un vehículo de carretera, una aeronave o un vehículo flotante.

La invención se extiende a un método de obtención de un suministro de agua pura a partir de la atmósfera, mediante enfriar una superficie expuesta a la atmósfera, utilizando una bomba de condensador impulsada mediante un método como el definido anteriormente.

La invención se extiende además a un método de eliminación de polución de la atmósfera, provocando el bombeo de aire de la atmósfera a través de un filtro, utilizando una bomba impulsada por un método como el definido anteriormente.

La invención se extiende además a un método de generación de electricidad que utiliza un método como el definido anteriormente. Esto podría conseguirse acoplando la rotación de salida del motor a una dínamo.

A continuación se describirá una realización preferida, no limitativa, de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 ilustra una vista esquemática de un motor de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la figura 2 es un diagrama que ilustra la orientación relativa de los ejes de rotación de componentes del motor de la figura 1; y

la figura 3 es un diagrama que ilustra la dirección en la que se aplica el par de fuerzas para generar la potencia motriz de salida del motor de la figura 1.

Haciendo referencia a la figura 1, un motor 1 comprende un cuerpo en forma de rueda cilíndrica maciza 2 que está montado coaxialmente en un eje de rotación 3 para rotar con éste en torno a un primer eje 4. El eje de rotación 3 está montado en el interior de un mecanismo basculante interno 5 mediante cojinetes internos 6. El mecanismo basculante interno 5 está montado en el interior de un mecanismo basculante externo 7 para una rotación limitada en torno a un eje, denominado a continuación el eje de inclinación, por medio de cojinetes externos 8 y, a su vez, el segundo mecanismo basculante 7 está montado en el interior de un armazón 9 mediante cojinetes 10 de armazón, de manera que puede rotar en relación con el armazón 9, en torno a un segundo eje 11 que constituye el eje de salida del motor 1.

Se provoca que el eje de rotación 3 de la rueda 2 rote en torno al primer eje 4 por medio de un motor eléctrico 12 u otra fuente de potencia motriz de entrada. El motor eléctrico 12 puede estar impulsado por una batería. El eje de rotación 3 está montado a un ángulo de inclinación \theta que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados. Esto puede verse más claramente en la figura 2. La rueda 2 está montada de manera que el primer eje 4 y el segundo eje 11 se cruzan en el centro de masas de la rueda 2. En la figura 2 se señala un plano 13 para ilustrar con mayor claridad la posición de la rueda 2 en el espacio, y se muestra un cubo 14 exclusivamente para ilustrar la orientación relativa de los ejes.

Un ariete hidráulico 15 sirve para aplicar un par de fuerzas al eje de rotación 3, y por lo tanto también a la rueda 2 en torno a un tercer eje 16, definido como el eje de inclinación, que es perpendicular tanto al primer eje 4 como al segundo eje 11 y está dirigido en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación \theta.

Esto da lugar a una rotación del primer eje 4 en torno al segundo eje 11, de salida, del motor 1.

El ariete hidráulico 15 sirve además para impedir que el ángulo de inclinación \theta del primer eje 4 rote en sentido opuesto al del par de fuerzas aplicado.

Durante el funcionamiento del motor 1, primero se provoca que la rueda 2 rote en torno al primer eje 4 hasta que excede en una velocidad de rotación critica predeterminada. A continuación el ariete hidráulico 15 es activado para aplicar un par de fuerzas a la rueda 2 indirectamente, a través de los cojinetes interiores 6 y del eje de rotación 3, en torno al eje de inclinación 16 y en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación \theta. Esto da lugar a una rotación del primer eje 4 en torno al eje de salida 11. Sin embargo, en virtud de la rotación de la rueda 2 por encima de la velocidad de rotación critica en torno al primer eje 4, se genera un par de fuerzas de reacción que tiene un componente también en torno al eje de inclinación 16 pero en sentido opuesto, es decir de disminución del ángulo de inclinación \theta. Este par de fuerzas de reacción provoca que el primer eje 4 rote adicionalmente en torno al eje de inclinación 16, en el sentido de reducir el ángulo de inclinación \theta. Sin embargo, este momento se impide posteriormente mediante el ariete hidráulico 15, que actúa como un tope. Como resultado, se incrementa la velocidad de rotación de la rueda 2, del eje de rotación 3, del primer mecanismo basculante 5 y del segundo mecanismo basculante 7 en torno al eje de salida 11. En esta etapa, puede aplicarse una carga a la salida del motor 1.

El funcionamiento del ariete hidráulico 15 está controlado por una unidad de control 17 a la que se suministran señales de posición procedentes de un detector (no mostrado) que está montado en el ariete hidráulico 15. Las señales de control generadas por la unidad de control 17 en respuesta a las señales de oposición, afectan a la presión hidráulica en el ariete hidráulico 15 con el objeto de provocar que el mecanismo basculante interior 5 rote con respecto al mecanismo basculante exterior 7 al ángulo de inclinación \theta deseado.

La unidad de control 17 proporciona señales de control para controlar la velocidad de rotación de la rueda 2, el ángulo de inclinación \theta y la magnitud del par de fuerzas aplicado. Tal como se ha indicado anteriormente, el ángulo de inclinación \theta se controla por medio del ariete hidráulico 15. Controlando estos parámetros, es posible controlar la velocidad de rotación de salida del motor 1.

Un mecanismo de retroalimentación en la forma de una correa 18, un alternador 19, un arnés eléctrico 20 y la unidad de control 17, sirve para suministrar de vuelta al motor eléctrico 12 una parte de la potencia motriz de salida procedente del motor 1.

La orientación del eje de inclinación en torno al cual es aplicado el par de fuerzas y el sentido del par de fuerzas se ilustran en la figura 3, en la que puede verse que la rueda 2 rota en torno al primer eje 4 que está a un ángulo de inclinación \theta con respecto al segundo eje 11, de salida. El par de fuerzas aplicado por el ariete hidráulico 15 se aplica en la dirección indicada por las flechas con el número 21, y el par de fuerzas de reacción resultante se presenta en la dirección indicada por la flecha con el número 22.

Aunque en la realización preferida el primer eje 4 y el segundo eje 11 se cruzan en el centro de masas de la rueda 2, se contemplan realizaciones alternativas en las que los ejes primero y segundo no se cruzan, en cuyo caso pueden pasar cualquiera, o por supuesto ninguno, de los ejes primero y segundo a través del centro de masas de la rueda.

Se apreciará que, aunque el motor de la realización preferida se ilustra con su eje de salida horizontal, el motor funcionaría con su eje de salida en cualquier orientación deseada.

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Referencias citadas en la descripción

La lista de referencias citadas por el solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción

\bullet US 2002 145 077 A1 [0002] [0002]

\bullet US 2003 234 318 A1 [0003] [0003]

Claims (51)

1. Un método de

T)

generación de rotación en torno a un eje de salida (11), comprendiendo el método:

A)

montar un cuerpo (2) para que rote en torno a ejes primero (4), segundo (11) y tercero (16), estando orientado el primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) a un ángulo de inclinación (\theta), el segundo eje (11) constituyendo el eje de salida (11) del motor (1), donde la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación (\theta);

B)

rotar el cuerpo (2) en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación superior a un valor predeterminado;

C)

aplicar un par de fuerzas al cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de incremento del ángulo de inclinación (\theta), cuando el primer eje (4) está a un ángulo de inclinación seleccionado (\theta) con respecto al segundo eje (11), que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados;

D)

limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de reducir el ángulo de inclinación (\theta) que ocurriría de otro modo como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación (\theta) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados; para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11) para generar potencia motriz.

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2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, que proporciona además un par de fuerzas adicional, externo, al cuerpo (2) en torno al eje de salida (11) del motor (1) para impedir un retardo temporal.

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, que comprende además controlar la fuente de potencia motriz (12) para provocar que el cuerpo (2) rote en torno al primer eje (4) a dicha velocidad de rotación superior al valor predeterminado.

4. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que el ángulo de inclinación seleccionado (\theta) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

5. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además controlar la magnitud del par de fuerzas aplicado.

6. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) está limitada de manera que el ángulo de inclinación (\theta) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además ajustar el ángulo de inclinación (\theta).

8. Un método como el reivindicado en la reivindicación 7, que comprende además la etapa de seleccionar una velocidad de salida deseada del motor (1) y ajustar el ángulo de inclinación (\theta) en función de la velocidad de salida seleccionada.

9. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además la etapa de seleccionar un par de fuerzas de salida deseado del motor (1), y ajustar el ángulo de inclinación (\theta) en función del par de fuerzas de salida seleccionado.

10. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la etapa de limitación comprende impedir cualquier rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de disminución del ángulo de inclinación (\theta).

11. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además utilizar parte de la potencia motriz generada para llevar a cabo la etapa de rotar el cuerpo (2) en torno al primer eje (4) en régimen estacionario.

12. Un método como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que la cantidad de potencia motriz utilizada es suficiente para superar las pérdidas de energía que surgen de la fricción debida a la rotación del cuerpo (2) en torno al primer eje (4).

13. Un método de fabricación de un vehículo impulsado por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo es de la forma de un vehículo de carretera.

15. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo comprende una aeronave.

16. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo comprende un vehículo flotante.

17. Un método de obtención de un suministro de agua pura a partir de la atmósfera, mediante una superficie que está expuesta la atmósfera, utilizando una bomba de condensador impulsada por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

18. Un método de eliminación de polución de la atmósfera, mediante provocar el bombeo de aire desde la atmósfera a través de un filtro, utilizando una bomba que está impulsada por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

19. Un método de generación de electricidad utilizando un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

20. Un motor (1)

t)

para la generación de rotación en torno a un eje de salida (11), comprendiendo el motor (1):

a)

un cuerpo (2) montado para rotar en torno a ejes primero (4), segundo (11) y tercero (16), estando orientado el primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) a un ángulo de inclinación (\theta), el segundo eje (11) constituyendo el eje de salida (11) del motor (1), en el que la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación (\theta);

b)

estando estructurado el motor (1) para permitir que una fuente de potencia motriz (12) sea conectada al cuerpo (2) para provocar que éste rote en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación superior a un valor predeterminado;

c)

medios (15) para aplicar un par de fuerzas al cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación (\theta), cuando el primer eje (4) está a un ángulo de inclinación seleccionado (\theta) con respecto al segundo eje (11), que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados;

d)

medios (15) para limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de reducir el ángulo de inclinación (\theta) que ocurriría de otro modo como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación (\theta) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados; para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11) para generar potencia motriz.

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21. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 20, que comprende además dicha fuente de potencia motriz (12) que está conectada al cuerpo (2) para provocar que éste rote en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación por encima del valor predeterminado.

22. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 21, que comprende además medios de retroalimentación (17, 18, 19, 20) para transmitir a la fuente de potencia motriz, potencia motriz a partir del movimiento del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11).

23. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 22, en el que el medio de retroalimentación (17, 18, 19, 20) está dispuesto para transmitir a la fuente de potencia motriz (12) potencia motriz suficiente para superar las pérdidas de energía que se producen a partir de la fricción debida a la rotación del cuerpo (2) en torno al primer eje (4) en régimen estacionario.

24. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, que comprende además medios para controlar la fuente de potencia motriz (12) con el objeto de provocar que el cuerpo (2) rote en torno al primer eje (4) a dicha velocidad de rotación superior al valor predeterminado.

25. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, en el que el medio (15) de aplicación del par de fuerzas está dispuesto para aplicar el par de fuerzas al cuerpo (2) cuando el ángulo de inclinación seleccionado (\theta) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

26. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, que comprende además medios para controlar la magnitud del par de fuerzas aplicado por el medio (15) de aplicación del par de fuerzas.

27. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el que el medio de limitación (15) está dispuesto para limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16), de manera que el ángulo de inclinación (\theta) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

28. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 al 27, que comprende además medios para ajustar el ángulo de inclinación (\theta).

29. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 25, que comprende además medios para seleccionar una velocidad de salida deseada del motor (1) y provocar que el medio de ajuste, ajuste el ángulo de inclinación (\theta) en función de la velocidad de salida seleccionada.

30. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 28 o la reivindicación 29, que comprende además medios para seleccionar un par de fuerzas de salida deseado del motor (1), y ajustar el ángulo de inclinación (\theta) en función del par de fuerzas de salida seleccionado.

31. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 30, en el que los medios para la aplicación de un par de fuerzas (15) comprenden un resorte.

32. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 30, en el que los medios para la aplicación de un par de fuerzas (15) comprenden uno o más de entre: un ariete hidráulico; un ariete neumático; y un ariete electromagnético.

33. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 al 32, en el que el medio de limitación (15) está dispuesto para impedir cualquier rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación (\theta).

34. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 33, en el que el medio de aplicación de un par de fuerzas (15) sirve adicionalmente como un medio de limitación (15).

35. Un motor como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 33, en el que el medio de limitación (15) comprende un tope.

36. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 35, en el que los ejes primero (4) y segundo (11) se cortan.

37. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 36, en el que el primer eje (4) pasa sustancialmente a través del centro de masas del cuerpo (2).

38. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37, en el que el segundo eje (11) pasa sustancialmente a través del centro de masas del cuerpo (2).

39. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 35, en el que los ejes primero (4) y segundo (11) no se cortan y el ángulo de inclinación (\theta) está definido como el ángulo agudo entre los ejes primero (4) y segundo (11) vistos a lo largo de la dirección de la línea más corta que une los ejes primero (4) y segundo
(11).

40. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 39, en el que el cuerpo (2) es simétrico cilíndricamente en torno al primer eje (4).

41. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 40, en el que el cuerpo (2) comprende un cilindro cuyo grosor se reduce desde un valor máximo próximo al primer eje, hasta un valor mínimo en su circunferencia.

42. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 41, en el que el cuerpo (2) está fabricado de un material con un módulo de elasticidad de elevado.

43. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 42, en el que el módulo de elasticidad es superior a 100 GPa.

44. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 43, que comprende además medios para montar el motor (1) en el suelo.

45. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 44, que comprende además una o más masas de contrapeso montadas para rotar en torno al segundo eje (11).

46. Un conjunto de motores, cada uno de los cuales comprende un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 45, en combinación con medios para provocar que cada uno de los motores rote sustancialmente a la misma velocidad de rotación, pero en respectivos ángulos de fase diferentes, y medios para combinar la potencia motriz de salida de los motores.

47. Un vehículo impulsado por un motor (1) o un conjunto de motores, según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 46.

48. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de un vehículo de carretera.

49. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de una aeronave.

50. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de un vehículo flotante.

51. Un generador de electricidad que comprende un motor (1) o un conjunto de motores, según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 46.