ES2388552A1 - Generador de corriente eléctrica por movimiento e inducción por medio de imanes permanentes. - Google Patents

Abstract

Generador de- corriente eléctrica por movimiento e inducción por medio de imanes permanentes que comprende un rotor (fig. 1, A) que contiene una cantidad variable de imanes permanentes (fig. 1, B), los cuales son repelidos por otros imanes permanentes (fig. 1, C) alojados en un sistema que se introduce dentro del rotor (fig. 1, D) haciendo que este gire, produciendo una variación de flujo magnético en uno o varios inducidos (fig. 1, E) generándose corriente eléctrica la cual es procesada para su uso y/o almacenaje.El objetivo de la presente invención es proporcionar una fuente de energía portable, de máxima duración y al más bajo coste económico y ambiental.Las aplicaciones son muy variadas, como, por poner algunos ejemplos, la recarga de las baterías de un automóvil eléctrico, la integración en dispositivos electrónicos, o la alimentación eléctrica de una o varias habitaciones, solucionando algunos importantes problemas energéticos actuales y futuros.

Description

GENERADOR DE CORRIENTE ELÉCTRICA POR MOVIMIENTO E INDUCCIÓN

POR MEDIO DE IMANES PERMANENTES

Sector de la técnica

5

La presente invención se encuadra en el sector de las energías limpias y renovables, más concretamente en los relativos a motores magnéticos que utilizan imanes permanentes y a la generación de energía por inducción magnética.

Estado de la técnica

1 O

Actualmente existen en el mundo variados diseños de motores magnéticos que generan movimiento por medio de imanes permanentes ubicados estratégicamente, de manera que por la atracción o repulsión de unos con otros provoquen por ejemplo una rotación, pudiendo ser esta luego convertida en electricidad por medio de otros dispositivos externos.

Es mucho más conocido el uso de alternadores y dinamos capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica.

15

Si bien hasta ahora se había logrado generar energía con estos dos sistemas, ambos son dependientes o de una energía mecánica en el caso de los alternadores y dinamos, o de una resistencia añadida por la adición de un alternador o dinamo externo en el caso de los motores magnéticos.

La presente invención no solo soluciona estas limitaciones, si no que las armoniza, consiguiendo un sistema compacto que aprovecha la energía que reside dentro del mismo mecanismo que acciona su motor magnético.

20

Hasta ahora el mecanismo habitual de los motores magnéticos de imanes permanentes ha consistido en un rotor, el cual contenía en su radio exterior una serie de imanes situados de forma que estos eran repelidos por otros imanes situados en un mecanismo alrededor del rotor provocando que este girase, generando una energía mecánica en el eje de dicho rotor.

25

La presente invención utiliza en parte un sistema similar, pero en este caso los imanes del rotor son repelidos por los de un mecanismo que se sitúa en su radio interior.

Con este sistema se evita el uso de otros dispositivos externos para generar corriente eléctrica de este movimiento, pues gracias a su diseño, el flujo magnético variable generado por los imanes del rotor, es captado por uno o varios inducidos, por ejemplo, unas bobinas, que lo transforman en corriente eléctrica.

30

Este sistema tiene la ventaja añadida, gracias a su relativa sencillez de fabricación, de permitir la construcción de sistemas grandes y potentes, de tamaño medio, o pequeños y ligeros, pudiendo estos últimos integrarse por ejemplo en aparatos electrónicos.

Descripción de la invención

35

La presente invención se refiere a un sistema capaz de generar corriente eléctrica utilizando un sistema de movimiento por medio de imanes permanentes unido a un sistema que transforma el flujo magnético variable, producido por el movimiento de una parte de estos imanes, en corriente eléctrica por medio de uno o varios inducidos.

Este sistema comprende un rotor, preferiblemente con forma de tubo, de tamaño variable, que está vinculado a una estructura, la cual le permite girar sobre sí mismo, incluyendo el mencionado rotor

5 1O

una cantidad variable de imanes permanentes, ubicados de forma que se permita que toda o la mayor parte de uno de los polos magnéticos de cada imán sea orientado hacia el radio exterior del rotor, y toda o la otra mayor parte del otro polo la oriente hacia radio interior. Cerca de este rotor estarían situados uno o varios inducidos encargados de transformar en corriente eléctrica el flujo magnético variable que los imanes del rotor producen al ser girado este gracias a un sistema preferiblemente de forma cilíndrica que se introduce o está introducido en el radio interior del rotor y que contiene una serie de imanes permanentes situados de tal forma que repelen los polos de los imanes que están orientados hacia el radio interior en el rotor provocando que este gire, creando así el flujo magnético variable antes mencionado. Este flujo magnético variable es recogido por el o los varios inducidos antes mencionados que lo transforman en corriente eléctrica, la cual es procesada para su uso o/y almacenaje.

Breve descripción de los dibujos

15

En los dibujos adjuntos se ilustra, a modo de ejemplos NO LIMITA TI VOS, dos formas de realización preferidas para la presente invención, que más adelante se explican en detalle. Estos ejemplos corresponden a dos diferentes tamaños, y servirán en gran medida para comprender mejor esta invención, para simplificar esta descripción, me referiré a la presente invención con el nombre de "generador".

Los dibujos que serán utilizados, cuyos tamaños de sus partes son variables son los siguientes:

Figura 1: Generador de tamaño mediano montado y parado.

Figura 2: Generador de tamaño mediano montado y en funcionamiento.

Figura 3: Despiece del generador mediano para la explicación de cada una de sus partes.

20

Figura 4: Vista superior de la posición de los imanes del generador mediano en la fila superior.

Figura 5: Vista superior de la posición de los imanes del generador mediano en la fila inferior.

Figura 6: Vista frontal de la posición de los imanes del generador mediano del sistema interior y del rotor.

25

Figura 7: Vista frontal de la posición de los inducidos del generador mediano (en este caso bobinas).

Figura 8: Generador de tamaño pequeño montado y parado

Figura 9: Generador de tamaño pequeño montado y en funcionamiento

Figura 10: Despiece del generador pequeño para la explicación de cada una de sus partes.

Figura 11: Detalles del rotor del generador pequeño

30

Estos dibujos pueden contener referencias dentro de los mismos para las que se utilizarán caracteres alfabéticos primero y numéricos después, de modo que para referirse por ejemplo al dibujo completo de la figura 3 se utilizará el termino (Fig. 3), para referirse a la referencia (8) dentro de la misma se utilizará el termino (Fig. 3, 8) y para referirse a la referencia (82) se utilizaría el termino (Fig. 3, 82)

35

Descripción de dos posibles formas de realización

A continuación con la ayuda de los dibujos se detallan a modo de ejemplos NO LIMITA TI VOS, dos posibles formas de realización para la presente invención.

POSIBLE FORMA DE REALIZACIÓN 1 (TAMAÑO MEDIANO)

El aspecto que tendría una vez montada esta forma de realización, de unos 36 cm de diámetro, sería el siguiente, en parado (Fig. 1) y en funcionamiento (Fig. 2), y estaría compuesta por las siguientes partes que se detallan a continuación.

5 1O

Base de la estructura (Fig. 3, A) de aluminio, centrado sobre esta iría atornillado, soldado o se elaboraría de una sola pieza junto con la base de la estructura, un soporte (Fig. 3, A2) con forma de tubo fabricado en el mismo material. Dentro de este soporte iría enc~ado de forma fija el final de un eje de forma cilíndrica (Fig. 3, B), fabricado en aluminio u otro material no ferromagnético de mayor dureza. Dentro de este eje se introduciría un rotor con forma de tubo (Fig. 3, C) fabricado en aluminio o plástico resistente y ligero, Este rotor estaría fabricado de una sola pieza o iría soldado junto a una base en el fondo (Fig. 3, C2), del mismo material, con un orificio en el centro de esta base que dejase espacio suficiente para que pasase el eje (Fig. 3, B) y para integrar entre este y la base un sistema de rodamientos (Fig. 3, C3) que facilitase al máximo el giro del rotor sobre el eje a la vez que impidiera el desplazamiento del rotor en sentido vertical.

15 20 25

El rotor llevaría en su interior, alrededor de su superficie circular, dos filas de imanes permanentes de forma cilíndrica, en este caso 18 imanes por fila de 1 ,5 cm de diámetro por 1,5 cm de altura, en los cuales los polos se diferenciarían entre la base superior y la inferior, estos imanes estarían cubiertos en toda su superficie circular por un material diamagnético que impidiese lo más posible su acción en esta superficie, y dejase libres las bases superior e inferior. Estos imanes irían colocados en 2 filas, de igual cantidad de imanes cada una, la fila superior (Fig. 3, C4) y la fila inferior (Fig. 3, C5). Los imanes de la fila superior irían colocados orientando su polo sur hacia el radio exterior del rotor en un ángulo de 45 grados (Fig. 4, A), y abarcarían todo el perímetro del rotor en posiciones equidistantes entre sí. Los imanes de la fila inferior (Fig. 5, A) irían colocados de la misma forma que los de la fila superior, pero estos orientarían su polo norte hacia el radio exterior del rotor y estarían intercalados con los imanes de la fila superior (Fig. 6, A).

30

Estos imanes se colocarían dentro de unos orificios realizados a tal efecto en el rotor y serian fuertemente sujetos dentro de estos, junto con su recubrimiento diamagnético, por ejemplo pegados o atornillados, en este último caso es muy recomendable que el agujero se realice antes de la magnetización del imán, y que los tomillos sean de un material que no afecte, o lo haga lo menos posible, al comportamiento de los imanes, y que a su vez sea ligero y resistente.

35

Otra fonna de sujeción de estos imanes sería por medio de unas piezas del mismo material que el rotor, atornilladas de fonna que atrapasen el imán dentro del rotor dejando salir solo una parte del imán y cerrando la otra parte haciendo esto en ambos polos del mismo (Fig. 6, B), la parte del imán que quedara fuera del rotor en su radio exterior, podría ser despojada de su protector diamagnético para mejorar la inducción a las bobinas que se explicará más adelante.

40

Para que el rotor gire se construirá un sistema (Fig. 3, D) compuesto de un material de las mismas características que el del rotor. Este sistema tendrá forma cilíndrica y será atravesado por tres agujeros uno en el centro (Fig. 3, D2) por el cual pasará el eje, y dos a los lados de este (Fig. 3, 03) en los cuales se fijarán dos barrotes de una pequeña estructura (Fig.3, E) que servirán para evitar el giro de este sistema y para subir y bajar el mismo, esto se explica más adelante.

45

El sistema en su superficie circular contendría también una serie de imanes pennanentes de las mismas características que los del rotor, que también estarían cubiertos en toda su superficie circular por un material diamagnético. Estos imanes irían colocados en 2 filas, la fila superior (Fig. 3, 04) y la fila inferior (Fig. 3, 05), cada una de estas filas, en este caso, tendría la misma cantidad de imanes que las del rotor. Los imanes de la fila superior irían colocados orientando su polo norte hacia el radio exterior del

sistema en un ángulo de 45 grados (Fig. 4, B), y abarcarían todo el perímetro del sistema en posiciones equidistantes entre sí. Los imanes de la fila inferior (Fig. 5, B) irían colocados de la misma forma que los de la fila superior pero estos orientarían su polo sur hacia el radio exterior del sistema y esta vez no estarían intercalados con los imanes de la fila superior (Fig. 6, C).

5 1O

Para introducir el sistema en del rotor, y para sacarlo del mismo, se construirá una pequeña estructura (Fig. 3, E) en aluminio o el mismo material que el eje, con dos barras que serán fijadas dentro de los 2 orificios del sistema creados a tal efecto (Fig. 3, 03) por medio de unos topes (Fig. 3, E2). En el otro extremo de estas barras se fijara un tirador (Fig. 3, E3) que unirá las mismas. Esta pequeña estructura servirá para subir y bajar el sistema, impedir que este gire, a la vez que unirlo a la estructura del mismo y posibilitar que baje hasta el punto exacto en el que alinee sus imanes correctamente con los imanes del rotor, de modo que coincidan las filas superior e inferior de los imanes del rotor y del sistema de forma horizontal, haciendo que los imanes del rotor sean repelidos por los del sistema y por consiguiente provocando que gire el rotor.

15

Esta pequeña estructura seria incorporada a la parte superior de la estructura construida en aluminio (Fig. 3, F) por medio de unos agujeros realizados en la misma para tal efecto (Fig. 3, F2). Esta estructura llevaría unos pestillos (Fig. 3, F3) que servirían para bloquear la pequeña estructura en los puntos de funcionamiento y parado, impidiendo que el sistema suba o baje en cada punto.

20

La parte superior de la estructura, que iría atornillada o soldada a la base de la estructura, contaría también con un refuerzo (Fig. 3, F4), soldado, atornillado o fabricado de una sola pieza con la parte superior de la estructura, que servirá para evitar en lo posible la torsión de la pequeña estructura y para aportar más estabilidad al conjunto. Centrado bajo este refuerzo, soldado, atornillado o fabricado de una sola pieza con la parte superior de la estructura y/o el refuerzo, se colocará el soporte superior del eje (Fig. 3, F5), de las mismas características que el soporte de la base (Fig. 3, A2), en donde se fijará la parte superior del eje.

25 30

Para captar la inducción producida por los imanes en el exterior del rotor se colocarán unas bobinas (Fig. 3, G), estas bobinas serán sujetas a la parte superior de la estructura por medio de un soporte de forma circular construido en aluminio (Fig. 3, G2) y serán colocadas a una altura que las haga coincidir en su parte superior con los imanes del rotor de la fila superior, y en su parte inferior con los de la fila inferior, teniendo en cuenta que estas se ubicarán giradas para hacer coincidir simultáneamente con un polo sur de la fila superior y otro norte de la fila inferior (Fig. 7, A), la cantidad de estas será la misma que el total de los imanes del rotor, y estas serán conectadas en serie en dos grupos, pares e impares que serán tratadas independientemente. Para que el flujo magnético variable producido por los imanes del rotor atraviese mejor las bobinas, estas contendrán un núcleo sólido (Fig. 7, B).

35

Una vez que las bobinas sean inducidas, la corriente eléctrica producida en las bobinas pares (Fig. 3, H) y en las bobinas impares (Fig. 3, H2) será procesada para su uso y/o almacenaje.

POSIBLE FORMA DE REALIZACIÓN 2 (TAMAÑO PEQUEÑO)

El aspecto que tendría una vez montada esta forma de realización, de unos 7 cm de diámetro, sería el siguiente, en parado (Fig. 8) y en funcionamiento (Fig. 9). Su fabricación sería muy similar al de tamaño mediano, cambiando solo algunas partes, que se indican a continuación.

40

El soporte del eje en la base (Fig. 1 O, A) atraparía el eje (Fig. 1 O, B) permitiéndole su giro pero no su desplazamiento vertical. El eje que esta vez iría integrado en la base del rotor, estaría sujeto solamente a este soporte.

El rotor (Fig. 1 O, 82) estaría construido de una sola pieza con la base y el eje (Fig. 11)

El sistema interior (Fig. 1 O, C) llevaría un solo orificio central por el que pasaría el eje del rotor, con un poco de holgura, permitiendo que este gire sin resistencia.

5

Sobre este sistema interior iría fuertemente sujeta una pieza (Fig. 1 O, D). Esta pieza iría a su vez fuertemente sujeta a la tapa (Fig. 1 O, E) y serviría para impedir que al bajar esta tapa, la misma rozara con el rotor.

La tapa sería del mismo tamaño que la base y tendría unos agujeros (Fig. 1 O, E2) para que quedase dentro de unas guías sujetas a la base (Fig. 1 O, F), entre dos topes de cada una (Fig. 1 O, F2), de modo que al bajar la tapa, el sistema entre dentro del rotor y lo haga girar, y al subir esta salga.

1 O

Sobre la tapa iría un seguro (Fig. 10, G) que al girarse en sentido horizontal una vez bajada la tapa, entraría en unas muescas realizadas en las guías a tal efecto impidiendo el movimiento vertical del sistema.

Las bobinas (Fig. 1 O, H) estarían sujetas a las guías (Fig. 1 O, F) igual que en el ejemplo anterior estaban sujetas a la parte superior de la estructura.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   5

   l. Generador de corriente eléctrica por movimiento e inducción por medio de imanes permanentes, que comprende un rotor (Fig. 1, A) que contiene una cantidad variable de imanes permanentes (Fig. 1, B), los cuales son repelidos por otra cantidad variable de imanes permanentes (Fig. 1, C) alojados en un sistema que se introduce o está introducido en el radio interior del rotor (Fig. 1, D) haciendo que este gire, produciendo un flujo magnético variable en uno o varios inducidos (Fig. 1, E) generándose corriente eléctrica que es procesada para su uso o/y almacenaje.

   1O

   2. Generador según reivindicación 1 caracterizado porque está integrado en una maquina, aparato eléctrico o electrónico o en alguna o algunas de sus partes a los que suministra toda o parte de la energía para su funcionamiento o/y el de alguna o algunas de sus partes.

2. 3. Generador según reivindicación 1 caracterizado porque está integrado en un vehículo o en alguna o algunas de sus partes al que suministra toda o parte de la energía para su funcionamiento o/y el de alguna o algunas de sus partes.

   15

   4. Generador según reivindicación 1 caracterizado porque está integrado en una vivienda o recinto o en alguna o algunas de sus partes a los que suministra toda o parte de la energía eléctrica o/y el de alguna o algunas de sus partes.

   20

   5. Generador según reivindicaciones anteriores caracterizado porque se contiene imanes en cualquier parte del rotor (Fig. 1, A) que no necesariamente son repelidos por los imanes del sistema que se introduce o está introducido en el radio interior del rotor (Fig. 1, D), utilizando estos imanes solos o en conjunto con los que son repelidos por los del sistema mencionado, para producir un flujo magnético varible en uno o varios inducidos (Fig. 1, E).