ES2577407T3 - Generador eléctrico - Google Patents
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Abstract
Generador eléctrico de tipo portátil que comprende una placa calentable y unos medios de refrigeración entre los que se dispone al menos una placa termoeléctrica donde se recoge la corriente eléctrica generada entre la placa calentable y los medios de refrigeración cuando la placa se encuentra a una temperatura superior a la de los medios de refrigeración, estableciéndose en consecuencia una diferencia de potencial.
Description
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Generador electrico DESCRIPCION
Objeto de la invencion
La presente invencion se refiere a un generador electrico que permite llevar a cabo la aplicacion del efecto Seebeck a fuentes de energfa calonfica a pequena escala obteniendo una tension de salida que se puede emplear en alimentar dispositivos electronicos de uso portatil de manera sencilla e intuitiva o fuentes lummicas en zonas donde no es posible su conexion a la red electrica.
El objeto de la invencion consiste en un generador electrico de tipo portatil que comprende una placa calentable y unos medios de refrigeracion entre los que se dispone al menos una placa termoelectrica donde se recoge la corriente electrica generada entre la placa calentable y los medios de refrigeracion cuando la placa se encuentra a una temperatura superior a la de los medios de refrigeracion, estableciendose en consecuencia una diferencia de potencial.
Antecedentes de la invencion
Se conocen en el estado de la tecnica los fenomenos asociados a la generacion de electricidad mediante la aplicacion de calor a la union de dos materiales diferentes. Si se unen por ambos extremos dos alambres de distinto material y una de las uniones se mantiene a una temperatura superior a la otra surge una diferencia de tension que hace fluir una corriente electrica entre las uniones caliente y fna. Este es el conocido efecto Seebeck.
Este efecto es de aplicacion en grandes instalaciones que aprovechan una gran energfa calonfica residual para obtener una diferencia de tension que se emplea para alimentar diferentes dispositivos.
Los dispositivos de la tecnica anterior como los conocidos a partir de los documentos US 3 082 276 y US 2010/0083946 permiten llevar a cabo la aplicacion de este efecto en fuentes de energfa calonfica a pequena escala, obteniendo una tension de salida que puede usarse para alimentar dispositivos electronicos portatiles de manera simple e intuitiva o fuentes lummicas en areas donde la conexion con la red electrica es imposible.
Descripcion de la invencion
La presente invencion se refiere a un generador electrico segun la reivindicacion 1 que comprende una placa calentable que transmite el calor a unos medios de refrigeracion, y al menos una placa termoelectrica dispuesta entre la placa calentable y los medios de refrigeracion donde se produce una fuerza electromotriz que genera una corriente electrica cuando la placa, ubicada en una fuente calonfica externa, se encuentra a una temperatura superior a la de los medios de refrigeracion, comprendiendo unos medios aislantes que rodean la al menos una placa termoelectrica y dispuestos entre la placa calentable y los medios de refrigeracion, en el que la placa termoelectrica comprende cableado en cuyo extremo libre se ubica un terminal de salida de potencial electrico para la salida de potencial electrico generado en dicha placa, saliendo dicho cableado del generador atravesando los medios de refrigeracion sin exponerse a la fuente externa de calor, caracterizado por que sobre la placa calentable se dispone una placa superior que conforma la base inferior de un recipiente donde se disponen los medios de refrigeracion, comprendiendo dicho recipiente una tapa de cierre del recipiente determinando un espacio cerrado para almacenar el cableado cuando el generador no esta en uso.
Dichos medios aislantes son preferiblemente una columna de aire o elemento que soporta temperaturas de hasta 1500 °C, tal como placas ceramicas de manera que afslan el calor de la placa calentable e impiden que el calor llegue a los medios de refrigeracion para evitar el sobrecalentamiento de dichos medios de refrigeracion.
Cuando los medios aislantes son aire, la placa calentable presenta un grosor mayor frente a otras construcciones objeto de la presente invencion, de manera que la mayor disipacion del calor se hace en dicha placa calentable y se evita que la placa termoelectrica alcance temperaturas superiores a 400 °C.
Los medios de refrigeracion pueden ser diferentes, preferiblemente un lfquido para lo cual el generador presenta un recipiente cuya base es una placa superior situada sobre la placa o placas termoelectricas; un ventilador, alimentado por la corriente electrica generada por el propio generador; o una placa conductora.
Para su funcionamiento y generacion de energfa electrica, el generador se dispone sobre una fuente externa de calor que incide sobre la placa calentable que en combinacion con los medios de refrigeracion provocan debido a la diferencia de temperatura que la placa o placas termoelectricas produzcan una fuerza electromotriz que genera la corriente electrica. En el caso de que los medios refrigerantes sean lfquidos, preferiblemente agua, es necesario que el recipiente mantenga un nivel mmimo de lfquido para posibilitar la diferencia de temperatura y evitar que la placa o
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placas termoelectricas se quemen. Por lo tanto, en este supuesto y teniendo en cuenta que el Ifquido se evapora debido al calentamiento del mismo, es necesario para mantener el nivel mmimo de Kquido, proveer al generador de medios de alimentacion de Uquido, que pueden ser automaticos o manuales.
El dispositivo puede presentar un mango que soporta la placa calentable y la placa termoelectrica y comprende ademas un terminal de salida del potencial electrico generado en la placa termoelectrica conectado con dicha placa mediante un cableado que discurre por el interior del mango.
Alternativamente, el cableado de la placa o placas termoelectricas, en lugar de salir al exterior a traves del citado mango, atraviesa la placa superior, pasando por el recipiente destinado a contener los medios de refrigeracion. El cableado esta debidamente aislado y las conexiones son estancas para evitar el contacto con los medios de refrigeracion que preferiblemente son agua. En el extremo de dicho cableado se dispone un terminal de salida del potencial electrico generado en la placa o placas termoelectricas. Dicho terminal puede ser de tipo mechero, o reductor de tension para USB o cualquier otro terminal conocido. Al pasar el cableado por el recipiente que contiene el medio refrigerante, se evita el contacto de dicho cableado con la fuente externa de calor sobre la que se apoya la placa calentable del generador y a la vez se evita el sobrecalentamiento del cable al encontrarse refrigerado por el medio refrigerante.
Como se ha mencionado, los medios de refrigeracion tambien pueden consistir en un ventilador conectado a la placa o placas termoelectricas del generador y dispuesto sobre la placa o placas termoelectricas. Esta construccion tambien comprende un cableado para la salida, a traves de un mango, del potencial electrico restante no empleado por el ventilador.
En otra construccion alternativa, el recipiente conformado sobre la placa superior presenta al menos un orificio para la entrada o salida de los medios de refrigeracion, en concreto medios lfquidos, y preferiblemente agua. Sobre dicho orificio es posible conectar una manguera para la circulacion del lfquido. Preferiblemente, el recipiente presenta dos orificios, uno de entrada y otro de salida, posibilitando de esta manera la recirculacion del lfquido y permitiendo por tanto diferentes aplicaciones utilizando el lfquido recirculado contenido en el recipiente. Combinando el generador con una bomba es posible recircular el agua, extrayendo el agua caliente para ser empleada como calefaccion en un radiador e impulsandola de nuevo hacia el recipiente una vez atravesado el mismo para que vuelva a ser calentada y mantener el circuito cerrado. Mediante esta construccion se consigue no solamente energfa electrica sino tambien una fuente de agua caliente.
Por otro lado, el generador electrico puede comprender una placa separadora dispuesta en el lado de la placa calentable opuesto al lado en que estan dispuestas las placas termoelectricas y que permite aislar parcialmente la placa calentable de una fuente de calor para que dicha placa calentable no supere una temperatura predeterminada.
El generador electrico puede comprender tambien unos medios de control de la temperatura que emiten una senal acustica o afslan la placa calentable de la fuente de energfa calonfica cuando dicha placa calentable alcanza una temperatura predeterminada.
Estos dispositivos son de especial utilizacion en lugares donde no existe suministro electrico o este es de baja fiabilidad, principalmente localizaciones remotas en pafses subdesarrollados o en desarrollo, y en los que un dispositivo como los de la presente invencion permitira la obtencion de energfa electrica suficiente para funciones de iluminacion, carga de pequenos dispositivos electricos (moviles, batenas, ipads, ipods, etc.) o incluso para calentamiento de agua con fines incluso de calefaccion.
Descripcion de los dibujos
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caractensticas de la invencion, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de figuras en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
la figura 1 muestra una vista en seccion en alzado de un primer ejemplo de realizacion del generador electrico de la presente invencion.
La figura 2 muestra una vista en alzado parcialmente seccionado de un segundo ejemplo de realizacion del generador electrico de la presente invencion.
La figura 3 muestra una vista en planta del generador electrico de la figura 2.
La figura 4 muestra una vista en seccion AA de las figuras 2 y 3.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva explosionada del generador electrico de la Figura 2.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva explosionada de un tercer ejemplo de realizacion del generador electrico de la presente invencion.
La figura 7 muestra una vista en seccion de un cuarto ejemplo de realizacion de la invencion de un generador
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refrigerado con Ifquido.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva de la figura 7.
La figura 9 muestra una vista en planta del ejemplo de las figuras 7 y 8 en las que se ve el generador abierto.
La figura 10 muestra una vista en seccion de un quinto ejemplo de realizacion de la invencion de un generador refrigerado con lfquido.
La figura 11 muestra una vista en perspectiva del ejemplo de la figura 9.
Las figuras 12a y 12b muestran una vista en planta y una seccion de la placa calentable empleada en el ejemplo de realizacion de las figuras 10 y 11.
Realizaciones preferentes de la invencion
A la vista de los dibujos, se describen a continuacion diferentes realizaciones preferentes de generadores electricos de la presente invencion que comprenden una placa calentable (7) circular y unos medios de refrigeracion (10, 26) entre los que se dispone al menos una placa termoelectrica (15), y si son mas de una se encuentran dispuestas en serie, donde se recoge la corriente electrica generada entre la placa calentable (7) y los medios de refrigeracion (10, 26) cuando la placa calentable (7) se encuentra a una temperatura superior a la de los medios de refrigeracion (10, 26) debido al contacto con una fuente de calor, estableciendose en consecuencia una diferencia de potencial.
En un primer ejemplo de realizacion, la placa calentable (7) circular presenta una pared perimetral (16) y un resalte central (20) entre los que se define un hueco donde se disponen unos medios aislantes (8) que son un disco de papel o placa igmfuga de fibra de ceramica, que soporta temperaturas de hasta 1500 °C. En esta forma de realizacion, el generador presenta cuatro placas termoelectricas (15) dispuestas en serie.
Los medios aislantes (8) afslan el calor innecesario de la placa calentable (7) para evitar que sobrecaliente una placa superior (21) que conforma la base de un recipiente (22) donde van dispuestos los medios de refrigeracion, que en este ejemplo de realizacion son agua (26) dispuesta en el interior de dicho recipiente (22). De igual manera, los medios aislantes (8) afslan los cables de las placas termoelectricas (15) tanto electrica como termicamente. Sobre dichas placas termoelectricas (15) se encuentra dispuesta una capa (23) de silicona o resina termoconductora.
Sobre la pared perimetral (16) de la placa calentable (7) esta dispuesto un anillo o junta deformable (24) de material igmfugo de manera que la altura de la placa calentable (7) mas la altura del anillo deformable (24) en la zona de la pared perimetral (16) es la misma que la altura de la placa calentable (7) mas la altura de las placas termoelectricas (15) mas la altura de la capa (23) de silicona o resina termoconductora en la zona del resalte central (20).
Bajo la placa calentable (7) se encuentra dispuesta una placa separadora (9) que evita la fundicion de la placa calentable (7) circular en caso de que la fuente de calor este a una elevada temperatura. El generador electrico comprende ademas unos medios de control de la temperatura que comprenden unas varillas bimetalicas (17) unidas por uno de sus extremos a la placa separadora (9) y por el otro a la placa calentable (7) circular que afslan la placa calentable (7) circular de una fuente de energfa calonfica cuando se sobrepasa una predeterminada temperatura, en este caso 100 °C.
El recipiente (22) comprende un mango (27) con un orificio (28) para el paso de los cables de conexion de las placas termoelectricas (15), mango en cuyo extremo se encuentra acoplado un terminal (29) de salida de potencial electrico tipo mechero de 12 V.
En un segundo ejemplo de realizacion mostrado en las Figuras 2 a 5, la placa calentable (7) circular presenta una pared perimetral (16) que define un hueco donde se disponen unos medios aislantes (8) que son un disco de papel o placa igmfuga de fibra de ceramica, que soporta temperaturas de hasta 1500 °C, y las placas termoelectricas (15), que estan dispuestas en un orificio (25) central de los medios aislantes (8). De esta manera, los medios aislantes (8) se encuentran dispuestos entre las placas termoelectricas (15) y la pared perimetral (16) en la direccion radial.
Los medios aislantes (8) afslan el calor innecesario de la placa calentable (7) para evitar que sobrecaliente los elementos que van dispuestos sobre ella y que se describiran a continuacion y afslan los cables de las placas termoelectricas (15) tanto electrica como termicamente. Sobre las placas termoelectricas (15) esta dispuesta una capa (no mostrada en las Figuras 2 a 5) de silicona o resina termoconductora.
Sobre el conjunto formado por la placa calentable (7) circular, los medios aislantes (8) y las placas termoelectricas (15) esta dispuesto un disipador (2) de aluminio de superficie inferior pulida en espejo y con aletas en rejilla para evacuar el calor que proviene de la placa calentable (7). A traves del disipador (2) pasan los cables de las placas termoelectricas (15).
Sobre el disipador (2) se encuentran dispuestos unos medios de refrigeracion que en este ejemplo de realizacion preferente son un ventilador (10) que esta conectado al cableado de las placas termoelectricas (15) y que funciona a la misma tension que se obtiene del terminal de salida de potencial, que son 12 V y a una corriente de 0, 2 A y que
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se activa cuando la corriente generada al empezar a calentar el generador alcance los 2,2 V. Las conexiones a los cables de las placas termoelectricas (15) estan dispuestas sobre las aletas del disipador (2) (no mostradas) y a los lados del ventilador. El generador electrico comprende un voltfmetro digital alimentado por la propia corriente obtenida por las placas termoelectricas (15). Este ejemplo puede presentar un mango (3) para la salida del cableado o por el contrario no presentarlo, de manera que toda la potencia generada por el generador se destina a la alimentacion del ventilador, de manera que el dispositivo se convierte en un difusor de aire caliente al poder situarse sobre fuentes de calor y limitarse a distribuir el calor por la estancia donde se emplee.
La capa calentable (7) circular se atornilla al disipador (2) a traves de unos primeros tornillos (11) dispuestos en unos orificios tanto de la capa calentable (7) como de los medios aislantes (8) como del disipador (2).
Debajo de la placa calentable (7) circular se dispone una placa separadora (9) que evita la fundicion de la placa calentable (7) circular en caso de que la fuente de calor este a una elevada temperatura.
El generador electrico comprende ademas unos medios de control de la temperatura que comprenden un zumbador (no mostrado) conectado a un termostato (no mostrado) que emite una senal acustica cuando dicha placa calentable (7) alcanza una temperatura predeterminada o bien unas varillas bimetalicas (no mostradas en las Figuras 2 a 5) unidas por uno de sus extremos a la placa separadora (9) y por el otro a la placa calentable (7) circular que afslan la placa calentable (7) circular de una fuente de energfa calonfica cuando se sobrepasa una predeterminada temperatura, en este caso 100 °C.
Sobre el disipador (2) y recubriendo el ventilador se encuentra dispuesta una tapa (1) de chapa o aluminio con orificios con dimensiones adecuadas para la toma de aire por parte del ventilador y a la vez para impedir la entrada accidental de objetos extranos y especialmente dedos humanos. La tapa (1) se une al ventilador y al disipador (2) a traves de unos segundos tornillos (12) y unos distanciadores (6).
Sobre el centro de la tapa (1) se encuentra dispuesto un casquillo de bombilla (no mostrado) para la iluminacion de una bombilla cuando se comienza a generar corriente, un LED posicional, o cualquier fuente de iluminacion presencial, testigo, o de potencia. Asimismo, el generador dispone de un interruptor por si se quiere interrumpir esta fuente y obtener mayor carga de la toma de 12 V.
La corriente electrica se extrae de las placas termoelectricas (15) por medio de los cables conductores que se conectan a un terminal (29) de salida de potencial electrico tipo mechero de 12 V (no mostrado) dispuesto en un mango unido a la tapa (1). El mango comprende un cuerpo principal (3), una estructura (5) de union del mango a la tapa (1) y una tapeta de cierre (4) que fija la estructura (5) de union del mango a la tapa (1), al cuerpo principal (3). Esta fijacion se lleva a cabo mediante unos terceros tornillos (13). La estructura (5) de union del mango a la tapa (1) se une a dicha tapa (1) por medio de unos cuartos tornillos (14).
El cuerpo principal (3) del mango comprende un orificio (18) para el paso de los cables de conexion que emergen a traves de un orificio perimetral (19) de la tapa (1) y que estan conectados a un terminal (29) de salida de potencial tipo mechero de 12 V.
De esta manera la toma de corriente para un usuario esta alejada de la placa calentable (7), lo que permite la conexion de alargadores de 12 V, reductores de tension para USB e inversores de corriente a 220 V.
El generador electrico de este segundo ejemplo de realizacion preferente proporciona 20 V y 2 A en vacfo y 12 V y 1,6 A en regimen de carga, lo que permite iluminar una bombilla de neon de bajo consumo de 15 W (igual a 75 W de incandescencia) o una de 10 W y, al mismo tiempo que la bombilla, un cargador de batenas, un cargador de telefonos moviles, u otros dispositivos electronicos como ipods o ipads. Al mismo tiempo, puede iluminar hasta 5 bombillas LED de 3 W (igual a 75 W de incandescencia cada una) o bien cualquier aparato que se alimente de una toma USB.
En un tercer ejemplo de realizacion mostrado en la Figura 6, la placa calentable (7) circular presenta una pared perimetral (16) que define un hueco con el resalte central (20) en el que se situa la placa termoelectrica (15), hueco en el que se disponen unos medios aislantes (8) que son un disco de papel o placa igmfuga de fibra de ceramica, que soporta temperaturas de hasta 1500 °C, y las placas termoelectricas (15), que estan dispuestas en un orificio (25) central de los medios aislantes (8). De esta manera, los medios aislantes (8) se encuentran dispuestos entre las placas termoelectricas (15) y la pared perimetral (16) en la direccion radial. Sobre los medios aislantes (8) y las placas termoelectricas (15) se encuentra dispuesta una placa conductora (30) que actua como medios de refrigeracion.
Los cables de las placas termoelectricas (15) se pueden conectar a un terminal (29) de salida de potencial electrico de tipo mechero de 12 V o reductor de tension para USB dispuesto en una funda flexible protectora (31) igmfuga.
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En un cuarto ejemplo de realizacion, mostrado en las figuras 7 a 9, el generador electrico (100) comprende una placa calentable (7) circular con una pared perimetral (16) sobre la que se dispone una placa termoelectricas(15), preferiblemente unida a la superficie superior de la placa calentable (7) mediante un adhesivo para facilitar su montaje, y actuando preferiblemente el aire como medio aislante (8) entre la placa termoelectrica (15) y la pared perimetral (16). Es posible emplear tambien dos placas termoelectricas conectadas en serie, para lo cual se emplean elementos aislantes e igmfugos en la conexion de los cables entre placas (15) para evitar el contacto de dicho cableado con el material del generador. El medio aislante puede ser tambien, como en casos anteriores, una placa ceramica o un gas adecuado. Sobre la placa termoelectrica (15), y apoyada sobre la pared perimetral (16), se situa la placa superior (21) que representa la base inferior del recipiente (22) en el que se introducen los medios de refrigeracion (26) del generador (100), preferiblemente agua. Entre la placa superior (21) y la pared perimetral (16) se dispone un anillo o junta (24) igmfuga y deformable. El recipiente (22) queda sujeto a la placa calentable (7) mediante unos tornillos (55) que atraviesan la placa calentable (7) hasta la placa superior (21) que es la base inferior del recipiente (22). Dicho recipiente comprende en su base superior, opuesta a la placa superior (21) o base inferior del recipiente (22), un asa (41) que permite transportar el generador (100). Asimismo, comprende una tapa (40) que se dispone sobre dicha base superior del recipiente (22). La placa calentable (7) se une a la placa superior (21) preferiblemente mediante tornillos (55).
Dicha placa o placas termoelectricas (15) se encuentran, tras el montaje del dispositivo, en contacto directo con la superficie superior de la placa calentable (7) y con la superficie inferior de la placa superior (21), presionadas entre ellas, estando dichas superficies de contacto de la placa calentable (7) y de la placa superior (21) pulidas en espejo.
El cableado o cables que salen de la placa termoelectrica (15) discurren entre la placa calentable (7) y la placa superior (21). Dicha placa superior (21) presenta un orificio roscado (46) que conecta con un conducto o funda (43) flexible, aislante y estanca que se enrosca al orificio roscado (46) de la placa superior (21). El acoplamiento entre el conducto (43) y el orificio roscado (46) de la placa es estanco. El cableado de la placa termoelectrica (15) sale del interior del generador (100) por el interior del conducto (43) conectandose a un terminal (29) de salida de potencial electrico de tipo mechero de 12 V o reductor de tension para USB. Cuando el generador (100) no esta en uso, es posible almacenar el conducto o funda (43) en el interior del recipiente (22) y cerrar el mismo con la tapa (40), que preferiblemente va roscada sobre el recipiente (22).
Por lo tanto, la electricidad generada se extrae del generador (100) atravesando los medios de refrigeracion (26) impidiendo la exposicion del cableado a la fuente de calor sobre la que se dispone el generador (100) y evitando asf un sobrecalentamiento de dicho cableado. Como se ha mencionado, dicha funda (43) es estanca e igmfuga y comprende juntas de estanquidad en los extremos.
El generador (100) de esta realizacion presenta todos sus componentes preferiblemente fabricados en aluminio, siendo dichas piezas anodizadas con el fin de proteger el material de la oxidacion. El espesor de la placa superior (21), que es la placa fna del dispositivo presenta un espesor preferiblemente de entre 7 y 10 mm y la placa calentable (7) un espesor de entre 8 y 12 mm. Estos espesores, unidos al material, permiten que los medios aislantes (8) empleados sean aire en lugar de otros elementos, ya que una placa de este espesor permite una mejor y mayor disipacion del calor evitando que la temperatura de la placa termoelectrica supere los 400 °C, temperatura lfmite de uso.
El generador objeto de este ejemplo presenta como ventajas frente a las demas construcciones un menor peso, de aproximadamente 535 gramos al no incluir componentes tales como el disipador o el ventilador, mas compacto debido a su menor tamano, mas robusto debido a la inexistencia de componentes moviles que evitan reparaciones y toda la potencia generada se destina a ser utilizada por elementos externos y no a la alimentacion de componentes propios, tales como el ventilador.
Un generador (100) como el descrito en este ultimo ejemplo de realizacion preferiblemente presenta, una vez montados los diferentes componentes, una altura de 48 mm y un diametro de 100 mm. La tapa (40) presenta una altura de 8 mm. Las placas termoelectricas (15) empleadas tienen unas dimensiones de 40 mm x 40 mm.
En un quinto y ultimo ejemplo de realizacion de la presente invencion, las figuras 10 a 12, el generador (200) comprende, al igual que en el ejemplo anterior, una placa calentable (7) circular con una pared perimetral (16), disponiendo dicha placa (7) tres resaltes (20) en su superficie superior para aumentar la distancia entre las placas termoelectricas (15) respecto de la fuente de calor, ya que sobre cada resalte (20) se dispone una placa termoelectrica (15) preferiblemente unida con un adhesivo para facilitar su montaje, actuando el aire como medio aislante (8) entre las placas termoelectricas (15) y la pared perimetral (16). El medio aislante (8), al igual que en el caso anterior, puede ser una placa ceramica. Dichas placas termoelectricas (15) estan conectadas en serie y en sus puntos de conexion estan recubiertas por un material aislante e igmfugo que impide el contacto de los cables con el material del generador (200).
Sobre las placas termoelectricas (15) y apoyada sobre la pared perimetral (16) se situa la placa superior (45) que
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representa la base inferior del recipiente en el que se introducen los medios de refrigeracion (26) del generador (200), preferiblemente agua. Entre dicha pared perimetral (16) y la placa superior (45) se dispone un anillo o junta (24) igmfuga y deformable. Dicho recipiente puede conformase en una unica pieza o estar conformado, como se ha mostrado en las figuras, por una pared cilmdrica (44) enroscada a la placa superior (45) que representa la base inferior del recipiente. Bajo la placa calentable (7) se puede disponer una placa separadora (9), de acero inoxidable, que evita la fundicion de la placa calentable (7) circular en caso de que la fuente de calor este a una elevada temperature. Aunque esta placa separadora (9) no es estrictamente necesaria y dependera de las condiciones de uso del generador (200), permite alargar la vida util de la placa calentable (7) fabricada en aluminio que con el calor y el oxfgeno se deteriora.
La placa calentable (7) se une a la placa superior (45) preferiblemente mediante tornillos (54), y si el generador (200) presenta una placa separadora (9), esta se une a la placa calentable (7) preferiblemente tambien mediante tornillos (53).
Al igual que en los ejemplos anteriores, y como se ha detallado en el ejemplo anterior, las placas termoelectricas (15) van en contacto directo con y bajo presion entre la superficie superior de la placa calentable (7) y la superficie inferior de la placa superior (45), estando estas dos superficies pulidas en espejo.
El recipiente (45, 44) queda sujeto a la placa calentable (7) mediante unos tornillos (54) que atraviesan la placa calentable (7) hasta la placa superior (45) base del recipiente. La placa separadora (9) queda sujeta a la placa calentable (7) mediante tornillos (54).
Dicho recipiente comprende en su base superior, opuesta a la placa superior (45) o base inferior del recipiente, un asa (41) que permite transportar el generador (100). Asimismo, este comprende proximo a dicha base superior dos orificios (51, 52), aunque podna ser unicamente uno. Dichos orificios (51, 52) permiten la conexion de mangueras para lograr la extraccion del agua calentada evitando la evaporacion de la misma. Mediante dicha recirculacion se aprovecha dicha agua caliente, de manera que por ejemplo se puede recircular al recipiente tras pasar por un radiador, en cuyo caso la pared del recipiente dispondna de dos orificios (51, 52), uno para la salida y otro para la entrada del agua, o unicamente se extrae para aprovechar el agua caliente, por ejemplo, para el lavado. En este ultimo caso unicamente sena necesario un orificio, por lo que la pared del recipiente (44) puede tener un unico orificio o bien taponar uno de los dos si tiene dos orificios.
El cableado o cables que salen de las placas termoelectricas (15) discurren entre la placa calentable (7) y la placa superior (44). Dicha placa superior (21) presenta un orificio roscado (47) que conecta con un conducto flexible (42) que se enrosca al orificio roscado (47) de la placa superior (44). Dicho conducto flexible (42) conduce en su interior el cableado que proviene de las placas termoelectricas (15) estando dicho cableado preferiblemente introducido en una funda estanca e igmfuga. En los extremos del conducto se disponen juntas de estanquidad. El acoplamiento entre el conducto (42) y el orificio roscado (47) de la placa (44) es estanco. El cableado de las placas termoelectricas (15) dispuestas en serie sale del interior del generador (200) por el interior del conducto (42) conectandose a un terminal (29) de salida de potencial electrico de tipo mechero de 12 V o reductor de tension para USB.
Por lo tanto, la electricidad generada se extrae del generador (200) atravesando los medios de refrigeracion (26) impidiendo la exposicion del cableado a la fuente de calor sobre la que se dispone el generador (200) y evitando asf un sobrecalentamiento de dicho cableado.
Al igual que en el ejemplo anterior, el generador (200) de esta realizacion presenta todos sus componentes preferiblemente fabricados en aluminio, a excepcion de la placa separadora (9) de acero inoxidable, siendo dichas piezas anodizadas con el fin de proteger el material de la oxidacion. El espesor de la placa superior (21), que es la placa fria del dispositivo, presenta un espesor preferiblemente de entre 7 y 10 mm y la placa calentable (7), o placa caliente, un espesor de entre 8 y 12 mm. Estos espesores, unidos al material, permiten que los medios aislantes (8) empleados sean preferiblemente aire en lugar de otros elementos, ya que una placa de este espesor permite una mejor y mayor disipacion del calor evitando que la temperatura de la placa termoelectrica supere los 400 °C, temperatura lfmite de uso. Asimismo, es posible emplear como medios aislantes (8) una placa ceramica, si las condiciones lo precisan.
Mediante el generador (200) de este ultimo ejemplo de realizacion, es posible aprovechar el agua calentada de los medios de refrigeracion (26), asf como obtener energfa electrica.
Las ventajas de este generador (200) frente a los anteriormente descritos son que permite una mayor autonoirna, una mayor robustez al carecer de componentes moviles evitando reparaciones, el reciclado del agua de refrigeracion, uso del agua como calefaccion y destinar toda la potencia generada para su uso.
Un generador (200) como el descrito en este ultimo ejemplo de realizacion, preferiblemente presenta, una vez montados los diferentes componentes, una altura de 160 mm y un diametro de 130 mm. Las placas termoelectricas
(15) empleadas tienen unas dimensiones de 40 mm x 40 mm.
En general, los dos ultimos generadores (100, 200) presentan como ventaja frente a los anteriormente descritos la inexistencia de componentes moviles lo que facilita su mantenimiento y alarga su duracion al reducirse los posibles 5 fallos tanto de montaje como de uso ya que preferentemente los generadores objetos de la invencion estan ideados para su uso en lugares remotos con pocos recursos energeticos y sin medios para la reparacion de los generadores. Por lo tanto, estos ultimos generadores son mas compactos y resistentes como se puede deducir de la explicacion anterior.
10 En cualquier caso, y a partir de los diferentes ejemplos, se podnan combinar y aplicar caractensticas de los mismos entre diferentes generadores con el fin de llevar a cabo aplicaciones concretas en funcion de diferentes necesidades. Por ejemplo, se puede disponer en cualquiera de los generadores un termostato o dispositivo de control de la temperatura asociado a un dispositivo que emita una senal acustica o luminosa.
15 Conviene destacar que en los generadores que empleen agua como elemento de refrigeracion, sera necesario asegurar que en el recipiente siempre existe un nivel mmimo de agua, de manera que se garantiza el funcionamiento del generador, y a su vez se evita que las placas termoelectricas se quemen o danen. Para asegurar dicho suministro de agua se pueden emplear diferentes medios, por ejemplo manuales, de manera que alguien se encargue de mantener el nivel del agua, o bien autonomos, tales como disponer un contenedor con agua sobre el
20 generador y regular el suministro de agua desde dicho contenedor.
Claims (12)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Un generador electrico que comprende una placa calentable (7) que transmite calor a unos medios de refrigeracion (10, 26, 30), y al menos una placa termoelectrica (15) dispuesta entre la placa calentable (7) y los medios de refrigeracion (10, 26, 30) donde se produce una fuerza electromotriz que genera una corriente electrica cuando la placa (7) calentable, situada sobre una fuente externa de calor, se encuentra a una temperatura superior a la de los medios de refrigeracion (10, 26, 30), comprendiendo unos medios aislantes (8) que rodean la al menos una placa termoelectrica (15) y se encuentran dispuestos entre la placa calentable (7) y los medios de refrigeracion (10, 26, 30), en el que la placa termoelectrica (15) comprende un cableado en cuyo extremo libre se situa un terminal (29) de salida del potencial electrico generado en dicha placa (15), saliendo dicho cableado del generador atravesando los medios de refrigeracion (26) sin exponerse a la fuente externa de calor, caracterizado por que sobre la placa calentable (7) se dispone una placa superior (21, 45) que conforma la base inferior de un recipiente (22, 44) donde se disponen los medios de refrigeracion (26), comprendiendo dicho recipiente (22, 44) una tapa de cierre (40) del recipiente (22, 44) determinando un espacio cerrado para almacenar el cableado cuando el generador no esta en uso.
- 2. Generador segun reivindicacion 1, caracterizado por que la placa calentable (7) presenta una pared perimetral (16) que define un hueco entre dicha pared y la placa termoelectrica (15) donde estan dispuestos los medios aislantes (8).
- 3. El generador segun reivindicacion 2 caracterizado por que la placa calentable (7) comprende al menos un resalte central (20) sobre el que se dispone la placa termoelectrica (15).
- 4. El generador, segun reivindicacion 1, caracterizado por que los medios aislantes (8) son aire que rodea la al menos una placa termoelectrica.
- 5. El generador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios de refrigeracion son agua (26).
- 6. El generador, segun reivindicacion 1 caracterizado por que los medios de refrigeracion son una placa conductora (30) dispuesta sobre los medios aislantes (8) y las placas termoelectricas (15).
- 7. El generador segun reivindicacion 1, caracterizado por que comprende una capa (23) de silicona o resina termoconductora dispuesta sobre la placa termoelectrica (15).
- 8. El generador segun reivindicacion 2, caracterizado por que comprende un anillo deformable (24) de material igmfugo dispuesto sobre la pared perimetral (16) de la placa calentable (7).
- 9. El generador segun reivindicaciones 2 y 8, caracterizado por que entre la placa calentable (7) y la placa superior (21, 45) se dispone el anillo deformable (24), los medios aislantes (8) y la capa (23) de silicona o resina termoconductora.
- 10. El generador segun reivindicacion 1, caracterizado por que comprende un disipador (2) de aluminio de superficie inferior pulida en espejo y con aletas en rejilla dispuesto sobre el conjunto formado por la placa calentable (7), los medios aislantes (8) y las placas termoelectricas (15) para evacuar el calor que proviene de la placa calentable (7).
- 11. El generador segun reivindicacion 1, caracterizado por que los medios de refrigeracion son un ventilador (10) conectado al cableado de las placas termoelectricas (15) que funciona a la misma tension que se obtiene del terminal (29) de salida de potencial.
- 12. El generador, segun reivindicacion 1, caracterizado por que la pared del recipiente (44) comprende al menos un orificio (51, 52) para la salida o entrada de los medios de refrigeracion (26).
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