ES2610202B1 - Mecanismo para aprovechamiento de energía mecánica - Google Patents

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Abstract

Mecanismo (1) para aprovechamiento de energía mecánica, que comprende:#- un resorte (2) de torsión,#- un motor (3) para carga/arrollado del resorte (2) de torsión conectado a un primer extremo (21) de dicho resorte (2) de torsión,#- un primer eje (20) de carga/descarga del resorte (2) de torsión conectado al primer extremo (21) de dicho resorte (2) y al motor (3),#- un recuperador (5) de energía intercalado entre el segundo extremo (22) del resorte (2) de torsión y el motor (3) de carga/arrollado,#- unos embragues (4) intercalados entre el primer eje (20) de carga/descarga y el motor (3), y entre el recuperador (5) y el motor (3), y#- un controlador (6) de funcionamiento asociado a elementos auxiliares (60) y a los embragues (4).

Description

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MECANISMO PARA APROVECHAMIENTO DE ENERGIA MECANICA
DESCRIPCION SECTOR DE LATECNICA
La presente invention se encuadra en al campo tecnico de la generation y recuperation de energla en forma principalmente mecanica.
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un mecanismo para aprovechamiento de energla mecanica en un eje en rotation, utilizable por ejemplo para producir energla electrica a traves de un generador.
Puede aplicar a energla electrica y termica para edificios, y al transporte aereo, naval, y terrestre.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En la actualidad se conocen diferentes maquinas y mecanismos para aprovechamiento de energla mecanica en un eje. El mas conocido serla un motor o generador electrico, capaz de suministrar energla a un eje, o tomar energla de dicho eje para generar electricidad. Igualmente los motores termicos pertenecen a esta categorla.
Se han disenado diversos sistemas para aprovechar sobrantes residuales de energla para, recuperando la misma, reintroducirla en la alimentation. El ejemplo mas conocido podrlan ser los vehlculos hlbridos o electricos, que recuperan energla en los descensos acumulandola en acumuladores electricos, para luego recuperarla en momentos donde se requiera. Otro ejemplo serlan las centrales hidroelectricas de bombeo.
El problema de estos sistemas conocidos es que requieren la implementation de acumuladores electricos para el almacenamiento de la energla recuperada, los cuales tienen costes elevados, peso igualmente elevado, as! como grandes volumenes que ocupan espacio. Igualmente
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pueden ser peligrosos por los acidos contenidos en los mismos, o por su contacto directo con el aire en caso de deterioro de sus envolventes (caso de las baterlas LIPO).
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El mecanismo de la invencion se constituye en un conjunto de elementos principalmente mecanicos que permiten el aprovechamiento y recuperation de energla, eliminando la necesidad de implementation de acumuladores electricos.
De acuerdo con la invencion, el mecanismo comprende:
-un resorte de torsion,
-un motor para carga/arrollado del resorte de torsion conectado a un primer extremo de dicho resorte de torsion,
-un primer eje de carga/descarga del resorte de torsion conectado al primer extremo de dicho resorte y al motor,
-un recuperador de energla intercalado entre el segundo extremo del resorte de torsion y el motor de carga/arrollado,
-unos embragues intercalados entre el primer eje de carga/descarga y el motor, y entre el recuperador y el motor, y
-un controlador de funcionamiento asociado al motor, a elementos auxiliares (encoders, finales de carrera, etc) y a los embragues para controlar, al menos, la entrega de potencia, marcha y paro del motor para cargar el resorte, y el accionamiento de los embragues para solidarizar el primer eje de carga al motor durante la carga del resorte y su liberation durante su descarga, y el acoplamiento del recuperador al motor.
De esta forma el resorte de torsion acumula energla que luego libera en el momento que esta completamente cargado idealmente, recuperando los excedentes de su propia energla sobrante a traves del recuperador.
El ciclo de funcionamiento tan solo requiere del arranque por parte del motor (por ejemplo un pequeno motor electrico) para arrollar el resorte.
Al acabar arrollamiento del resorte la lamina sobre el tambor, el controlador detiene el giro de enrolle, ya sea parando el motor o desembragandolo, quedando listo el resorte para su desenrolle automatico y transmision de impulso en sentido contrario al inicial de arrollamiento.
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El primer eje de carga gira impulsado por el resorte en su desenrolle automatico, provocando a su vez una aceleracion angular en el segundo extremo del resorte, parte de cuya energla llega al recuperador, ahorrando energla para recarga del resorte en el motor, reiniciandose el ciclo.
La potencia angular transmitida en el primer eje se recoge a su salida mediante una transmision o cualquier otro mecanismo, lo que produce una energla de rotation facilmente convertible en termica o electrica o mediante por ejemplo el acoplamiento de un generador.
Lo interesante de la invention es que recupera energla mecanica de salida provocada por la reaction espontanea del resorte de torsion.
Una lamina (4) metalica (enrollada sobre un tambor); la configuration geometrica de dicha lamina de por ejemplo acero sera por ejemplo 2 cm de ancho, por 3,5 mm de espesor y por 2,5 metros de longitud en un enrolle de aproximadamente 5 o 6 vueltas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra un diagrama conceptual del mecanismo de la invencion.
Las figuras 2 y 3 muestran sendos detalles en vista lateral del resorte de torsion en position cargada en su tambor, y cuando se descarga y su segundo extremo golpea el impulsor de percusion respectivamente.
DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PRACTICA DE LA INVENCION
El mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica de la invencion comprende (ver
fig 1):
-un resorte (2) de torsion,
-un motor (3) para carga/arrollado del resorte (2) de torsion conectado a un primer extremo (21) de dicho resorte (2) de torsion (ver fig 2 y 3),
-un primer eje (20) de carga/descarga del resorte (2) de torsion conectado al primer extremo (21) de dicho resorte (2) y al motor (3),
-un recuperador (5) de energla intercalado entre el segundo extremo (22) del resorte (2) de torsion y el motor (3) de carga/arrollado,
-unos embragues (4) intercalados entre el primer eje (20) de carga/descarga y el motor (3), y
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entre el recuperador (5) y el motor (3), y
-un controlador (6) de funcionamiento asociado al motor (3), elementos auxiliares (60) y a los embragues (4) para controlar, al menos, la entrega de potencia, marcha y paro del motor (3) para cargar el resorte (2), y el accionamiento de los embragues (4) para solidarizar el primer eje (20) de carga al motor (3) durante la carga del resorte (2) y su liberation durante su descarga, y el acoplamiento del recuperador (5) al motor (3). Dichos elementos auxiliares (60) comprenden por ejemplo un encoder para controlar en funcion de las vueltas del primer eje (20) el estado de arrollamiento del resorte (2) como se ve en la figura 1.
Idealmente el resorte (2) de torsion comprende un fleje (ver figs 2 y 3) arrollable en espiral, cuyo primer extremo (21) se encuentra fijado al eje (20) de carga/descarga y cuyo segundo extremo (22) se encuentra conducido por unas gulas (7). Esta configuration de fleje resulta muy economica y ampliamente difundida en el mercado, mientras que la disposition de las gulas (7) minimiza los rozamientos. Dicho fleje se encuentra idealmente materializado en acero, y por ejemplo puede tener 2 centlmetros de ancho, por 3,5 millmetros de espesor y 2,5 metros de longitud, para un arrollamiento de aproximadamente 5 o 6 vueltas. Las gulas (7) se encuentran preferentemente dispuestas en position sensiblemente vertical ya que de esta forma se aprovecha mejor la energla potencial del segundo extremo (22) del fleje. Ademas se ha previsto que el mecanismo (1) disponga idealmente de un tambor (8) de arrollamiento del fleje, que coopere en mantener un arrollamiento compacto y conducido, encontrandose por tanto fijado el primer extremo (21) del fleje a dicho tambor (8) y este al primer eje (20) de forma que el acoplamiento entre dicho primer extremo (21) y dicho primer eje (20) es indirecta.
Por su parte, el recuperador (5) de energla comprende un impulsor de percusion (accionado por impacto) conectado al motor (3), y que se encuentra dispuesto en el extremo inferior de las gulas (7). Dicho impulsor de percusion comprende idealmente una leva (50) excentrica cuya extension (51) o brazo excentrico comprende una zona de percusion (52) donde impactara el segundo extremo (22) del fleje al desenrollarse como se ve en la figura 3, y cuyo arbol (53) se encuentra conectado (directa o indirectamente) a un segundo eje (31) perteneciente al motor (3), de tal forma que la energla procedente del impacto se transmite al motor (3), preferentemente intercalando en dicho arbol (53) un volante de inercia, no representado.
En cuanto a los embragues (4) son de tipo idealmente electromagnetico, para facilitar su accionamiento por el controlador (6).
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Descrita suficientemente la naturaleza de la invencion, asl como la manera de realizarse en la practica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica caracterizado porque comprende:
    -un resorte (2) de torsion,
    -un motor (3) para carga/arrollado del resorte (2) de torsion conectado a un primer extremo (21) de dicho resorte (2) de torsion,
    -un primer eje (20) de carga/descarga del resorte (2) de torsion conectado al primer extremo
    (21) de dicho resorte (2) y al motor (3),
    -un recuperador (5) de energla intercalado entre el segundo extremo (22) del resorte (2) de torsion y el motor (3) de carga/arrollado,
    -unos embragues (4) intercalados entre el primer eje (20) de carga/descarga y el motor (3), y entre el recuperador (5) y el motor (3), y
    -un controlador (6) de funcionamiento asociado al motor (3), a elementos auxiliares (60) y a los embragues (4) para controlar, al menos, la entrega de potencia, marcha y paro del motor (3) para cargar el resorte (2), y el accionamiento de los embragues (4) para solidarizar el primer eje (20) de carga al motor (3) durante la carga del resorte (2), su liberation durante su descarga, y el acoplamiento del recuperador (5) al motor (3).
  2. 2. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun reivindicacion 1
    caracterizado porque el resorte (2) de torsion comprende un fleje arrollable en espiral cuyo primer extremo (21) se encuentra fijado al eje (20) de carga/descarga, y cuyo segundo extremo
    (22) se encuentra conducido por unas gulas (7).
  3. 3. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun reivindicacion 2
    caracterizado porque el fleje se encuentra materializado en acero.
  4. 4. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun reivindicacion 2 o 3 caracterizado porque el fleje tiene 2 cm de ancho, por 3,5 mm de espesor y por 2,5 metros de longitud.
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  5. 5. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado porque las gulas (7) se encuentran dispuestas en position sensiblemente vertical.
  6. 6. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 caracterizado porque comprende un tambor (8) de arrollamiento del fleje.
  7. 7. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6 caracterizado porque el recuperador (5) de energla comprende un impulsor de percusion conectado al motor (3), y que se encuentra dispuesto en el extremo inferior de las gulas (7).
  8. 8. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun revindication 7 caracterizado porque el impulsor de percusion comprende una leva (50) excentrica cuya extension (51) comprende una zona de percusion (52) del segundo extremo (22) del fleje, y cuyo arbol (53) se encuentra conectado a un segundo eje (31) perteneciente al motor (3).
  9. 9. -Mecanismo (1) para aprovechamiento de energla mecanica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los embragues (4) comprenden embragues de tipo electromagnetico.
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