ES2544998B1 - Sistema generador de energía eléctrica - Google Patents

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ES2544998B1 ES201231468A ES201231468A ES2544998B1 ES 2544998 B1 ES2544998 B1 ES 2544998B1 ES 201231468 A ES201231468 A ES 201231468A ES 201231468 A ES201231468 A ES 201231468A ES 2544998 B1 ES2544998 B1 ES 2544998B1
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
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Abstract

El sistema generador de energía eléctrica, objeto de la presente descripción, comprende un dispositivo motriz acoplado con un primer generador eléctrico para su accionamiento, dicho primer generador eléctrico está asociado con unos primeros medios de accionamiento para accionar cuatro o más segundos generadores eléctricos, dichos segundos generadores eléctricos están asociados con unos segundos medios de accionamiento para accionar cuatro o más terceros generadores eléctricos. En una primera realización preferente los primeros medios de accionamiento comprenden un mecanismo biela — manivela unido al núcleo del primer generador y a un cable, un polipasto, cuatro o más pesos unidos a cuatro o más sistemas biela - manivela, cada uno de ellos unido al núcleo de cada uno de los segundos generadores eléctricos.

Description

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DESCRIPCION
Sistema generador de ene^a electrica
Objeto de la invencion
La presente invencion se enmarca dentro del sector de la tecnica de la generacion de energfa electrica que tiene como fuente de energfa cualquiera de las conocidas actualmente, y que ademas utiliza la fuerza de la gravedad para aumentar el rendimiento del sistema generador.
Antecedentes de la invencion
La generacion de energfa electrica en la actualidad se lleva a cabo bien por celulas fotovoltaicas que transforman la energfa de la radiacion solar en electricidad o bien por alternadores que son movidos por diversos tipos de sistemas motrices como, entre otros, turbinas de vapor o de gas, motores de combustion interna, aerogeneradores, etc..
Las celulas fotovoltaicas, cuya fuente de energfa es renovable, es un sistema de generacion limpio y ecologico pero debido a su elevado coste y bajo rendimiento su explotacion depende de las subvenciones y de las ayudas publicas por lo que la produccion de energfa electrica fotovoltaica es marginal.
El medio de produccion predominante son los alternadores o generadores electricos que son movidos por diferentes tipos de dispositivos motrices. Los dispositivos motrices pueden ser, por ejemplo, turbinas hidraulicas, de vapor o de gas, motores de combustion interna o aerogeneradores. Estos dispositivos motrices utilizan como fuente de energfa los combustibles derivados del petroleo, el gas natural, la energfa hidraulica, la energfa eolica o la energfa nuclear por citar algunos ejemplos.
El rendimiento de los sistemas anteriores es muy reducido debido a las perdidas mecanicas, termicas inherentes al funcionamiento de este tipo de maquinaria.
Se han propuesto multitud de soluciones para incrementar el rendimiento de los sistemas generadores de energfa electrica, Por ejemplo, en los sistemas generadores de energfa electrica mediante una turbina de vapor acoplada a un alternador o generador electrico en los cuales el vapor de agua es generado por una caldera cuya fuente de energfa puede ser carbon o combustibles derivados del petroleo, algunas de las mejoras que se han propuesto son el precalentamiento del vapor, la utilizacion del vapor de salida de la turbina de alta presion como vapor de alimentacion de turbinas de media y baja presion, entre otras.
Todas las mejoras propuestas se dirigen a un mejor aprovechamiento de la energfa que mueve el sistema motriz del alternador.
La presente invencion propone un sistema generador de energfa electrica que puede utilizar cualquier sistema motriz para mover un primer generador o alternador y diversos dispositivos que aprovechan el movimiento del primer generador incrementando el rendimiento el sistema generador de energfa electrica
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Descripcion de la invencion
El sistema generador de ene^a electrica, objeto de la presente descripcion, comprende un dispositivo motriz acoplado con un primer generador electrico para su accionamiento, dicho primer generador electrico esta asociado con unos primeros medios de accionamiento para accionar unos segundos generadores electricos, dichos segundos generadores electricos estan asociados con unos segundos medios de accionamiento para accionar unos terceros generadores electricos.
En una primera realizacion preferente los primeros medios de accionamiento comprenden unos primeros mecanismos biela-manivela unidos al nucleo del primer generador electrico y a unos cables metalicos, un primer polipasto, un segundo polipasto, unas masas unidas a unos segundos mecanismos biela-manivela, cada uno de ellos unido al nucleo de cada uno de los segundos generadores electricos.
En una segunda realizacion preferente el peso total de las masas arriba citadas es igual a la suma del peso de los mecanismos biela manivela mas el peso de unas jaulas sobre la que estan situados los segundos y terceros generadores electricos, unas poleas independientes y los polipastos. Preferentemente, cada uno de estos polipastos comprende cuatro poleas, siendo dos de ellas poleas fijas y otras dos de ellas poleas moviles.
En una tercera realizacion preferente los segundos medios de accionamiento comprenden unos segundos mecanismos biela-manivela unidos al nucleo de cada uno de los segundos generadores electricos y por su otro extremo a un cable metalico que a traves de unas poleas independientes esta unido por su otro extremo a unos terceros mecanismos biela-manivela unidos a cada uno de los terceros generadores electricos.
En una cuarta realizacion preferente el eje de las poleas de cada uno de los polipastos tiene acoplada una polea hidraulica, independiente de las poleas fijas y moviles arriba citadas, y que comprende seis cilindros hidraulicos desfasados 60 grados entre su
En otra realizacion preferente los primeros, segundo y terceros generadores electricos comprenden un nucleo de material ferromagnetico, unas bobinas situadas perpendicularmente a la superficie cilmdrica del nucleo, y unos imanes cilmdricos situados cada uno de ellos en el interior de las bobinas.
Descripcion de los dibujos
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caractensticas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1: Esquema del sistema generador de energfa electrica.
Realizacion preferente de la invencion
A la vista de la figura resenada puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invencion, el sistema generador de energfa electrica objeto de la presente descripcion comprende:
- un dispositivo motriz, que en la presente realizacion es un motor electrico (20), acoplado mecanicamente a un primer generador electrico (1) y al que transmite un movimiento giratorio,
- dicho primer generador electrico (1) tiene acoplados unos primeros mecanismos biela-manivela (7, 8) que transforman el movimiento giratorio del primer generador electrico (1) en un movimiento lineal,
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ver figura 1,
- un primer polipasto (2) y un segundo polipasto (3), cada uno de ellos con dos poleas fijas (21), dos poleas moviles (22) y unas masas (9, 10, 11, 12),
- unos segundos generadores electricos (13) y unos terceros generadores electricos (14), donde cada uno de ellos tiene acoplados sendos mecanismos biela-manivela (24, 25) que transforman el movimiento lineal en un movimiento giratorio, haciendo producir ene^a electrica a partir de dichos generadores electricos (13, 14),
- una primera jaula (4) y una segunda jaula (5),
- unos cables metalicos (6) que unen los diversos elementos de la invencion, y
- una serie de poleas fijas independientes (23) configuradas para soportar el peso de los segundos y terceros generadores electricos (13, 14) y de la primera y segunda jaulas (4, 5), y guiar a los cables metalicos (6).
El motor electrico (20) esta conectado mecanicamente al primer generador electrico (1) haciendolo girar. Al nucleo de este primer generador electrico (1) se acoplan dos primeros mecanismos biela-manivela (7, 8) que transforman el movimiento giratorio del nucleo en un movimiento lineal que transmiten a los cables metalicos (6) haciendo subir y bajar las poleas moviles (22) de los polipastos (2, 3).
El primer polipasto (2), cuyas poleas moviles (22) esta unidas solidariamente a la primera jaula (4) y a la cual este primer polipasto (2) hace subir y bajar, esta conectado mediante cables metalicos (6) guiados por las poleas fijas (21), que estan unidos por uno de sus extremos a sus poleas moviles (22) y por el otro de sus extremos a unas primeras masas (9, 10). Cada una de estas primeras masas (9, 10) esta unida a uno de los segundos mecanismos biela-manivela (24) que estan acoplados a los segundos generadores electricos (13). Asf, cada uno de los segundos generadores electricos (13) del primer polipasto (2) tiene acoplados mecanicamente un par de segundos mecanismos biela-manivela (24) que estan unidos a la primera jaula (4).
El segundo polipasto (3) tiene solidariamente unidas a sus poleas moviles (22) unas segundas masas (11, 12) centrales. Estas dos masas (11, 12) centrales estan unidas mediante cables metalicos (6) guiados por las poleas fijas (21) a uno de los segundos mecanismos biela-manivela (24) acoplados a los respectivos segundos generadores (13) y a la segunda jaula (5).
Los terceros generadores (14) estan acoplados mediante unos terceros mecanismos biela-manivela (25) a la primera y a la segunda jaulas (4, 5).
Se puede observar en la figura 1 como el movimiento lineal, de subida y bajada, de los cables metalicos (6), las poleas moviles (22) y las jaulas (4, 5) es transformado mediante mecanismos biela manivela (7, 8, 24, 25) en un movimiento rotativo que mueve los segundos y terceros generadores electricos (13, 14) generando asf energfa electrica.
El primer polipasto (2) tiene sus primeras masas (9, 10) situadas a derecha e izquierda de dicho primer polipasto (2), tal como muestra la figura 1, donde dichas primeras masas (9, 10) tienen un peso total igual a la suma del peso de la primera jaula (4), mas el peso de los terceros mecanismos biela-manivela (25) de los terceros generadores electricos (14) que estan acoplados a dicha primera jaula (4), mas el peso de los segundos mecanismos biela-manivela (24) de dicha primera jaula (4) para mover los segundos generadores electricos (13).
Por su parte, en el segundo polipasto (3), las segundas masas (11, 12) centrales tienen un peso total igual a la
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suma del peso de la segunda jaula (5), mas el peso de los segundos mecanismos biela manivela (24) unidos a dicha segunda jaula (5) para mover los segundos generadores electricos (13).
En definitiva, se trata de un sistema de balanzas, donde los pesos totales del primer y el segundo polipasto (2, 3) se van equilibrando de forma continua, mediante el movimiento de los segundos y terceros mecanismos biela manivela (24, 25), de modo que el peso de la mitad superior del sistema de la figura 1, es igual al peso de la mitad inferior.
Ademas, se ha previsto que el eje de las poleas (21, 22) de cada uno de los polipastos (2, 3) tenga acoplada una polea hidraulica (100), independiente de dichas poleas (21, 22), y que en la presente realizacion comprende seis cilindros hidraulicos (110) desfasados 60 grados entre sf, tal y como se representada en la figura 2. Ademas, dicha polea hidraulica (100) comprende un par de pesos (114) a derecha e izquierda de la misma, encargados de hacer girar media vuelta a la polea hidraulica (100), unos impulsores (115) asociados a cada uno de los cilindros hidraulicos (100), y un cubo (130) lleno de aceite hidraulico del cual parten sendos conductos (120) o gomas flexibles para la entrada y/o salida (E/S) del aceite, consiguiendo asf la transformacion de la presion hidraulica obtenida en un movimiento de rotacion de un motor hidraulico (140), maximizando aun mas si cabe la generacion de energfa electrica.
Mas en particular, el sistema mostrado en la figura 1 puede simplificarse reconociendolo como uno compuesto por dos sub-sistemas principales, en adelante un primer subsistema y un segundo subsistema.
El primer subsistema esta compuesto por una polea fija giratoria (31) cuya funcion consiste en cambiar la direccion de la fuerza proveniente del primer mecanismo biela manivela superior (7) acoplado al primer generador electrico (1). Esta fuerza posteriormente es dirigida hacia la primera polea fija (21) del primer polipasto (2), este ultimo encargado de ejercer una accion multiplicadora de la fuerza entrante. Dicho primer polipasto (2) esta compuesto por cuatro poleas, siendo dos de ellas poleas fijas (21) y otras dos de ellas poleas moviles (22).
El eje que une a los poleas moviles (22) del primer polipasto (2) esta conectado a una serie de poleas independientes (23), tanto a izquierda como a derecha, cuyas funciones son la division de la fuerza entrante, su cambio de direccion y el accionamiento unas primeras masas (9, 10), igualmente localizadas tanto a izquierda como a derecha del primer polipasto (2). Dichas primeras masas (9, 10) accionan a su vez unos segundos mecanismos biela-manivela (24) acoplados a unos segundos generadores electricos (13).
Ademas, el eje que une a las poleas moviles (22) del primer polipasto (2) esta conectado ngidamente por su otro extremo a una primera jaula (4) metalica que a su vez acciona unos terceros mecanismos biela-manivela (25). Estos terceros mecanismos biela-manivela (25) transmiten la fuerza resultante a unos terceros generadores electricos (14), los cuales representan el mecanismo de transformacion de la energfa mecanica en energfa electrica cuyo principio de funcionamiento se basa en la Ley de Induccion Electromagnetica de Faraday. Al girar dichos terceros generadores electricos (14) se produce un campo magnetico variable que induce una corriente en las bobinas circundantes a cada uno de ellos. Se interpreta que, en condiciones ideales de funcionamiento del sistema, el primer subsistema es responsable de 180° de giro de los terceros generadores electricos (14), de forma similar al de un mecanismo piston-biela-manivela.
El segundo subsistema esta compuesto por otra polea fija giratoria (32) cuya funcion consiste analogamente en cambiar la direccion de la fuerza proveniente del primer mecanismo biela manivela inferior (8) acoplado al primer generador electrico (1). Esta fuerza posteriormente es dirigida hacia la primera polea fija (21) del segundo polipasto (3), encargado de ejercer una accion multiplicadora de la fuerza entrante. Por su parte, el segundo polipasto (3) esta compuesto por otras cuatro poleas, siendo nuevamente dos de ellas poleas fijas (21) y otras dos de ellas poleas moviles (22). El eje que une a las poleas moviles (22) esta conectado a unas segundas masas (11, 12) centrales, y estas a una serie de poleas independientes (23), tanto a izquierda como
a derecha, cuyas funciones son la division de la fuerza entrante, su cambio de direccion y el accionamiento de unos segundos mecanismos biela-manivela (24), acoplados a su vez a unos segundos generadores electricos (13) e igualmente localizados tanto a izquierda como a derecha del segundo polipasto (3).
Cuando estos segundos mecanismos biela-manivela (24) del segundo polipasto (3) son accionados hacia 5 arriba, la segunda jaula (5) es impulsada en la misma direccion. Esta segunda jaula (5), al igual que la primera jaula (4), esta unida por medio de unos terceros mecanismos biela-manivela (25) a los terceros generadores electricos (14). Aqrn tambien se interpreta que, en condiciones ideales de funcionamiento del sistema, el segundo subsistema es responsable de 180° de giro de los terceros generadores electricos (14), de forma similar que en un mecanismo piston-biela-manivela. De esta forma, entre el primer y segundo subsistemas se 10 consigue un giro completo de los segundos y terceros generadores electricos (13, 14), esto es, 360°. El resultado final es un giro ideal de 360° de los generadores electricos (13, 14) de energfa en el sentido de las manecillas del reloj y la produccion de electricidad mediante la Ley de Induccion Electromagnetica de Faraday.

Claims (8)

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    40
    ES 2 544 998 A1
    REIVINDICACIONES
    1. Sistema generador de energfa electrica caracterizado porque comprende un dispositivo motriz acoplado con un primer generador electrico (1) para su accionamiento, dicho primer generador electrico (1) esta asociado con unos primeros medios de accionamiento para accionar unos segundos generadores electricos (13), dichos segundos generadores electricos (13) estan asociados con unos segundos medios de accionamiento para accionar unos terceros generadores electricos (14).
  2. 2. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 1 caracterizado porque los primeros medios de accionamiento comprenden unos primeros mecanismos biela - manivela (7, 8) unidos al nucleo del primer generador electrico (1) y a unos cables metalicos (6), un primer polipasto (2), un segundo polipasto (3), unas masas (9, 10, 11, 12) unidas a unos segundos mecanismos biela - manivela (24), cada uno de ellos unido al nucleo de cada uno de los segundos generadores electricos (13).
  3. 3. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 2 caracterizado porque el peso total de las masas (9, 10, 11, 12) es igual a la suma del peso de los mecanismos biela - manivela (24, 25) mas el peso de unas jaulas (4, 5) sobre la que estan situados los segundos y terceros generadores electricos (13, 14), unas poleas fijas independientes (23) y los polipastos (2, 3).
  4. 4. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 1 caracterizado porque los segundos medios de accionamiento comprenden unos segundos mecanismos biela - manivela (24) unidos al nucleo de cada uno de los segundos generadores electricos (13) y por su otro extremo a un cable metalico (6) que a traves de unas poleas independientes (23) esta unido por su otro extremo a unos terceros mecanismos biela - manivela (25) unidos a cada uno de los terceros generadores electricos (14).
  5. 5. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 2, caracterizado porque los polipastos (2, 3) comprenden cuatro poleas, siendo dos de ellas poleas fijas (21) y otras dos de ellas poleas moviles (22).
  6. 6. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 5 caracterizado porque el eje de las poleas (21,22) de cada uno de los polipastos (2, 3) tiene acoplada una polea hidraulica (100), independiente de dichas poleas (21, 22), y que comprende seis cilindros hidraulicos (110) desfasados 60 grados entre sf.
  7. 7. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 1 caracterizado porque el primer, generador electrico (1), asf como los segundos y terceros generadores electricos (13, 14) comprenden un nucleo de material ferromagnetico, unas bobinas situadas perpendicularmente a la superficie cilmdrica del nucleo, y unos imanes cilmdricos situados cada uno de ellos en el interior de las bobinas.
  8. 8. Sistema generador de energfa electrica segun reivindicacion 6 caracterizado porque la polea hidraulica (100) comprende un par de pesos (114) a derecha e izquierda de la misma, encargados de hacer girar media vuelta a la polea hidraulica (100), unos impulsores (115) asociados a cada uno de los cilindros hidraulicos (100), y un cubo (130) lleno de aceite hidraulico del cual parten sendos conductos (120) o gomas flexibles para la entrada y/o salida (E/S) de dicho aceite hidraulico.
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