ES2731373A1 - Motor magnético de rotor alternativo - Google Patents

Abstract

Motor magnético de rotor alternativo de imanes permanentes (2) y (7) que aprovecha las fuerzas de atracción y repulsión que aparecen entre los imanes del rotor (2) y los del estator (7) para hacer girar un cigüeñal (5) y aprovechar el movimiento de éste para aplicarlo en cualquier tipo de máquina o vehículo que precise de energía mecánica.

Description

D E S C R I P C I Ó N

MOTOR MAGNÉTICO DE ROTOR ALTERNATIVO DE IMANES PERMANENTES

SECTOR DE LA TÉCNICA

El sector de la técnica al que pertenece el invento es a las energías limpias aplicadas a todas las máquinas que requieran de un motor para funcionar, como el transporte, la industria, las herramientas, ...

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En lo que se refiere a la aplicación práctica del invento, existen multitud de motores con principio de funcionamiento magnético, los cuales están formados por un rotor y un estator, siendo el rotor el que se mueve debido a las fuerzas de repulsión que aparecen entre los campos magnéticos generados en el estator y el rotor.

La gran mayoría de estos motores, cuentan con electroimanes para generar los campos magnéticos necesarios para generar las fuerzas de repulsión y atracción y por lo tanto tienen un consumo eléctrico.

Aunque se han probado motores con imanes permanentes, estos nos han sido lo suficientemente eficientes, debido a los problemas que han surgido por corrientes parásitas inducidas, corrientes de Foucault y problemas de interacción entre los propios imanes del motor.

Según los experimentos que hemos realizados concluimos que cuando acercamos dos imanes por sus polo iguales se repelen, si los acercamos por sus polos opuestos se atraerán con la misma fuerza que antes se repelían. Así mismo, si estos mismo imanes cuando se encuentran unidos por sus polos opuestos, podríamos separarlos girando uno de ellos sobre su eje, utilizando una fuerza que sería igual a la fuerza que los atrae con la particularidad de que cuando hayamos girado 180°, los imanes estarán en la posición de repulsión, provocando la separación de estos. Cuando continuemos con los 180° restantes del giro, esta vez no será necesario ningún esfuerzo puesto que los imanes estarán lo suficientemente distantes como para que sus campos magnéticos no se interfieran y volverán a situarse en la posición inicial de atracción completando así un ciclo natural muy interesante, al cual hemos llamado ciclo magnético (FIG.3).

Podemos aprovechar este ciclo magnético para impulsar un motor que aprovecharía el balance positivo de fuerzas que aparecen en dicho ciclo, puesto que la diferencia de fuerzas que existe entre la fuerza necesaria para el giro de uno de los imanes y las dos fuerzas (de repulsión en la carrera de bajada del pistón y de atracción en la carrera de subida) es positiva.

.EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El motor de nuestra invención trata de resolver todos los problemas encontrados con anterioridad y de esa forma dar lugar a un motor limpio, eficiente y económico.

Según los principios anteriormente citados, se podrían aplicar a distintos tipos de motores que tendrían como principal novedad el aprovechamiento del balance positivo de las fuerzas generadas.

El invento consiste en un motor de rotor alternativo, similar a un motor de explosión de combustión interna. El invento consta de un rotor (1) formado por varios imanes permanentes (2) alojados en sus correspondientes cilindros (3) a modo de pistón. Los imanes se deben quedar dentro del cilindro de tal manera que les permita el desplazamiento con total libertad pero sin holguras excesivas. No es necesario que queden tan ajustados como los pistones de un motor de explosión pues no hay que realizar ningún tipo de compresión en su interior. Con el fin de evitar cualquier tipo de sobrepresión en los cilindros (3), el bloque motor (0) se va a dotar de unos orificios y conductos que les permita equilibrar dichas presiones generadas por el movimiento del imán (2).

El bloque motor (0) se fabricará en material no conductor, preferiblemente de origen plástico con el objeto de evitar las corrientes parásitas que se inducen cuando se produce el desplazamiento de un imán por el interior de un material conductor. Así mismo, la separación entre los cilindros (3) del bloque motor (0) debe ser la necesaria como para que los imanes del rotor (2) no se interfieran entre ellos.

La distribución de los cilindros (3) del bloque motor (0) puede ser lineal FIG 1(un número de cilindros en línea), o circular FIG 2(como un motor en “V” pero repartidos a lo largo de toda la circunferencia).

Con el fin de minimizar la fricción entre los imanes del rotor (2) y los cilindros (3), el motor va a tener un cárter (13) provisto de lubricante que se esparcirá por salpiqueteo al entrar en contacto con el cigüeñal (5).

Cada uno de estos imanes (2) está conectado a una biela (4) y ésta a su vez está acoplada a un cigüeñal (5). El cigüeñal (5) deberá tener tantos codos como cilindros (3) tenga el motor. Los codos del cigüeñal (5) deberán estar equiangulados, es decir, si el motor tiene cuatro cilindros (3), los codos del cigüeñal (5) deben estar decalados 90° uno del otro. En el caso de que el motor tenga 3 cilindros (3), el ángulo de decalado será de 120° y así con cualquier número de cilindros (3) que se desee poner.

En el caso de que la distribución sea circular, todas las bielas (4) estarán conectadas a un único codo del cigüeñal (5) FIG 2.

Por otro lado el estator (6) del motor está compuesto por imanes permanentes (7) del mismo tipo que los imanes alojados en los cilindros (3). Los imanes del estator (7) estarán sujetos por un árbol (8) colocado en el mismo eje de revolución del cilindro (3) y que permitirá el giro de los imanes del estator (7) sobre su eje.

Hay que aclarar que las separación entre los imanes (2) y (7) tanto del rotor (1) como del estator (6) deben tener una separación lateral suficiente como para que sus campos magnéticos no interfieran unos con otros.

El funcionamiento del motor se producirá debido a las fuerzas de atracción y repulsión que aparecerán entre los imanes (2) y (7) del rotor (1) y del estator (6), de tal forma que cuando el imán del rotor (2) se encuentre en su punto superior, los polos magnéticos enfrentados serán del mismo tipo y aparecerá una fuerza de repulsión provocando la bajada del pistón. Una vez el imán del rotor (2) alcance su punto más bajo, el imán del estator (7), a través de un sistema de engranajes girará y cambiará su polaridad, con lo que aparecerá una fuerza de atracción entre ambos imanes (2) y (7), produciéndose así la subida del pistón y completando el ciclo.

Hay que matizar, que los polos de los imanes (2) y (7) se van a colocar en un plano horizontal, tanto en el rotor (1) como en el estator (6), tal y como se refleja en el plano de conjunto (Fig. 1).

Igualmente, también hay que reflejar que cuando el imán del rotor (2) se encuentra en su punto más bajo, el giro del imán del estator (7) se produce sin resistencia alguna.

La sincronización entre el giro de los imanes del estator (7) y el giro del cigüeñal (5) se realiza a través de una transmisión de ruedas dentadas (9) y correa (10) colocadas entre el cigüeñal (5) y el árbol (11) que sustenta el sistema de engranajes troncocónicos (12) para provocar el giro de los imanes del estator (7).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las características del invento se acompañan una serie de figuras como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista frontal del motor con distribución lineal de cilindros.

Figura 2.- Muestra una vista frontal del motor con distribución circular de cilindros.

Figura 3.- Muestra una ilustración de la evolución del ciclo magnético.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Como se puede ver en las figuras referidas, el motor magnético de la invención está formado por un bloque motor (0), un cigüeñal (5), varios pistones formados por imanes permanentes (2), un estator (6) compuesto por imanes permanentes (7), un cárter (13) y un sistema de transmisión para hacer girar los imanes del estator (7).

La realización preferente del motor, será colocando los 4 cilindros en línea en el bloque motor (0), separados entre sí una distancia suficiente como para que no interfieran entre ellos.

Los imanes (2) y (7) utilizados deberán tener forma de prisma de base rectangular. La sección transversal de los “cilindros” (3) debe tener la misma forma que los imanes del rotor (2) para evitar que éstos giren sobre su propio eje, permitiendo solo el desplazamiento longitudinal.

Todos los elementos componentes el motor salvo los propios imanes permanentes (2) y (7) se deben fabricar en un material no conductor de la electricidad, preferentemente de material plástico con buena resistencia mecánica y bajo coeficiente de rozamiento.

La sincronización entre la subida y bajada de los imanes del rotor (2) y el giro de los imanes del estator (7), se realizará con dos engranajes (9) unidos por una correa dentada (10) situados uno en un extremo del cigüeñal (5) y otro en el extremo del árbol (11) del estator (6) y que hace girar varios engranajes troncocónicos (12). Estos últimos están en contacto con los correspondientes engranajes troncocónicos (12) colocados en el eje que sujeta a cada uno de los imanes del estator (7).

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Motor magnético de rotor alternativo formado por un bloque motor (0), un cigüeñal (5), varios pistones formados por imanes permanentes (2) unidos al cigüeñal (5) por sus respectivas bielas (4) que les permite realizar un movimiento de subida y bajada por el interior de sus respectivos cilindros (3) haciendo girar al cigüeñal (5). Así mismo consta de un estator (6) que aloja en sus correspondientes cavidades varios imanes permanentes (7) sujetos por un extremo de un árbol (8) colocado en el mismo eje de revolución del cilindro (3) y que permitirá el giro de los imanes del estator (7) sobre su eje. El giro de los imanes del estator (7), se producirá gracias a una transmisión por correa (10) y ruedas dentadas (9) que transmite el movimiento desde el cigüeñal (5) hasta el árbol (11) que sustenta varios engranajes troncocónicos (12) y que transmiten el movimiento a los árboles (8) que sujetan los imanes permanentes del estator (7) caracterizado por que todos los materiales que lo componen salvo los propios imanes del rotor (2) y del estator (7) están fabricados con material no metálico, preferentemente de origen plástico, con bajo coeficiente de rozamiento y buenas propiedades mecánicas.

2. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que todos los imanes (2) y (7) que lo componen son permanentes.

3. Motor magnético de rotor alternativo según reivindicación 1 caracterizado por que los imanes permanentes (2) y (7) tanto los de los pistones como los del estator (6) están colocados con la polaridad en un plano horizontal según figura 3.

4. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que el giro del cigüeñal (5) se transmite a los imanes del estator (7) a través de una correa dentada (10), dos ruedas dentadas (9) y varios engranajes troncocónicos (12) montados en sus respectivos árboles (8) y (11).

5. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que los cilindros (3) tendrán una sección de tal forma que impida el giro de los imanes del rotor (2) sobre su propio eje, aunque es recomendable que sean de sección rectangular.

6. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que la distribución de los imanes (2) y (7) y cilindros (3) puede tener una disposición tanto en línea (figura 1) como circular (figura 2).

7. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que puede tener cualquier numero de pistones.

8. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado por que el giro de los imanes del estator (7) provoca la atracción o repulsión hacia los imanes del rotor (2), haciendo que estos suban o bajen y que a su vez cuando estos suben y bajan hacen girar los imanes del estator (7) mediante el giro del cigüeñal (5), la transmisión de ruedas dentadas (9), la correa (10) y los arboles (8) y (11) y los engranajes troncocónicos (12), completando así el ciclo (ciclo magnético).

9. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado porque es de carácter modular, mediante el que es posible construir motores más complejos y potentes módulos.

10. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado porque está previsto para su aplicación en la automoción, suministro de electricidad, carga de baterías, ... El eje del rotor (1) podrá estar conectado a un alternador mediante su correspondiente transmisión.

11. Motor magnético de rotor alternativo según la reivindicación 1 caracterizado porque se podría construir motores mixtos que combinarían el modelo de cilindros en línea con el de distribución circular.