IT201900005404A1 - Motore a propulsione magnetica - Google Patents

Description

MOTORE A PROPULSIONE MAGNETICA

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a un motore magnetico, particolarmente adatto all'uso in un generatore di corrente elettrica, anche se non esclusivamente destinato a tale uso.

Sin dal XVIII secolo sono noti i motori, a partire dalla scoperta del motore a vapore, responsabile della prima rivoluzione industriale. Altri motori sono poi subentrati nel tempo, quali i motori a combustione interna (a scoppio o diesel), i motori elettrici e altri. I motori elettrici sono di diverso tipo, tra cui a corrente continua o a corrente alternata, oppure sincroni e asincroni, con o senza spazzole.

Recentemente, sono stati riportati diversi motori di tipo magnetico, atti a creare un ciclo fra energia cinetica e potenziale (magnetica), atte a trasformarsi l'una nell'altra, ottenendo in tal modo la rotazione del motore. Tali motori, però, contrariamente a quanto riferito in alcuni materiali pubblicitari, per il principio della conservazione dell'energia, sono destinati prima o poi a fermarsi. Il mantenimento in rotazione continua dei motori porta così a un arresto relativamente rapido dei motori stessi, che possono essere sfruttati solo per tempi molto brevi, tanto da renderli generalmente non adatti a un vero e proprio uso industriale. I magneti permanenti, se usati per attrarre e muovere materiali ferromagnetici, tendono a smagnetizzarsi nel tempo e possono essere rigenerati solo immettendoli in un campo magnetico per un certo tempo.

Uno degli usi più comuni dei motori di qualsiasi tipo è nella generazione di energia elettrica: il motore muove una bobina che, tagliando le linee di campo di un magnete permanente o di un elettromagnete, trasforma l'energia cinetica connessa col movimento in energia elettrica, che può essere utilizzata direttamente o accumulata per usi futuri, per esempio in una pila o in un accumulatore.

Sarebbe interessante poter trovare il modo di applicare i motori magnetici ai generatori di corrente, almeno per situazioni nelle quali vi sia carenza di fonti energetiche a disposizione o difficoltà di reperimento di carburanti.

Problema alla base dell’invenzione è di proporre una struttura di motore magnetico, che superi gli inconvenienti menzionati e che consenta un funzionamento per tempi ragionevolmente lunghi, prima di arrivare a una smagnetizzazione completa dei magneti che lo fanno funzionare. Questo scopo viene raggiunto attraverso un motore magnetico, atto a generare un moto rotativo, comprendente un elemento circolare e una serie di magneti permanenti, atti ad attrarre elementi mobili rispetto a detti magneti e in grado di trasmettere movimento all'elemento circolare, caratterizzato da ciò che a detti magneti permanenti sono associati elementi, atti a bloccare il flusso magnetico generato da detti magneti permanenti e atti a muoversi, per impegno e disimpegno con elementi sporgenti dal fondo di detto elemento circolare, tale impegno e disimpegno venendo provocato dal movimento rotativo generato dal motore stesso. Le rivendicazioni subordinate descrivono caratteristiche preferenziali dell’invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risultano comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di forme di esecuzione preferite, date a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrate nei disegni allegati, nei quali:

fig. 1 è una vista in sezione di un motore magnetico, secondo una forma d'esecuzione preferita della presente invenzione; e

fig. 2 è una vista in sezione di un motore magnetico, come in fig. 1, ma visto dalla faccia opposta.

La forma d'esecuzione illustrata nei disegni presenta un corpo rotante 1; esso può consistere in un anello, in un tubo, in una ruota, in ogni caso sporgente da un piano 1A circolare, cui esso è solidale. Queste forme assicurano una buona rotazione del corpo rotante 1.

Il corpo rotante 1 può comprendere sulla propria parete interna un dispositivo 2 di trasmissione del movimento, che può consistere, per esempio, in una catena, in una cinghia o in una cremagliera, cui si accoppiano un certo numero -quattro nella figura, ma il numero è puramente di esempio e non limitativo- di ruote libere 3A-3D, unidirezionali. Il fatto che le ruote libere 3A-3D siano unidirezionali, intrinseco nelle ruote libere, assicura che esse non possano opporsi al moto del motore magnetico secondo la presente invenzione. Le ruote libere 3A-3D sono portate da bracci, rispettivamente 4A-4D, disposti a croce nell'esempio illustrato (ma si possono prevedere diversi numeri di bracci ed essi possono essere disposti diversamente). Detti bracci 4A-4D sono in grado di ruotare o di oscillare attorno al centro del piano 1A. Preferibilmente, i bracci 4A-4D sono in materiale atto a resistere alle sollecitazioni imposte. Tra due di detti bracci, leggermente al disotto, sono previsti bracci 5A-5D, fissi alla rotazione, che portano rispettivi magneti permanenti, 6A-6D. I bracci 5A-5D sono normalmente in numero uguale a quello dei bracci 4A-4D. A ciascun magnete permanente 6A-6D è associato un rispettivo elemento di riscontro, 7A-7D, in materiale ferromagnetico. Detti elementi di riscontro 7A-7D, vengono attratti dai rispettivi magneti permanenti 6A-6D, quando questi esercitano il loro campo magnetico.

I magneti permanenti 6A-6D presentano su una propria superficie o su una superficie di un eventuale loro supporto delle leve 8A-8D che sono atte ad attivare e a disattivare il campo magnetico da essi generato. Per chiarezza: in generale, i magneti permanenti 6A-6D sono fissati ai rispettivi bracci 5A-5D, mentre gli elementi di riscontro 7A-7D sono mobili, in quanto fissati sui bracci mobili 4A-4D e si avvicinano, rispetto agli stessi bracci 5A-5D e magneti 6A-6D, grazie all'attrazione del campo magnetico generato dai rispettivi magneti permanenti 6A-6D nella fase di disimpegno delle leve 8A-8D mediante i perni 10, collocati sul corpo rotante 1, per mezzo di molle di richiamo 9A-9D, atte a riportare i bracci 4A-4D alla posizione originaria. Tuttavia, si potrebbe considerare anche la configurazione opposta, in cui è il magnete a muoversi.

Il fondo del piano 1A porta una serie di perni 10, in materiale non ferromagnetico, posti in posizione atta a entrare periodicamente a contatto nella rotazione con un'estremità di ciascuna delle leve 8A-8D, impegnandole in successione l'una dopo l'altra. Anziché di perni 10, si potrebbe analogamente trattare di spine, camme, piatti. Molle di richiamo 11A-11D sono atte ad agire sulle rispettive leve 8A-8D in fase di disimpegno delle stesse dai perni 10, per riattivare a scatto il campo magnetico dei magneti permanenti 6A-6D e quindi riportare, attraverso la forza magnetica, gli elementi di riscontro 7A-7D a contatto con detti magneti permanenti 6A-6D. I bracci 4A-4D e i bracci 5A-5D si dipartono preferibilmente da un comune centro 12, coincidente in genere col centro del piano 1A.

Si descrive ora il funzionamento del motore magnetico secondo la forma d'esecuzione illustrata.

In questa forma d'esecuzione, i bracci 5A-5D sono, come si è già visto, fissi alla rotazione, mentre il corpo rotante 1 e i bracci 4A-4D sono in grado di ruotare attorno al proprio asse. La rotazione avviene nel senso della freccia F. Il motore non può partire da solo, è necessario dare un avvio iniziale. L'avvio iniziale può essere dato in qualsiasi modo noto. Per motori di dimensioni relativamente piccole, dunque piuttosto leggeri, si può spingere a mano il corpo rotante 1 nella direzione della freccia F. In caso di dimensioni troppo grandi per l'avviamento a spinta, lo si può avviare con accoppiamento a un uguale motore più piccolo, oppure può essere avviato da un classico motore di avviamento.

La rotazione impartita al corpo rotante 1, fa sì che anche il piano 1A a esso fissato entri in rotazione, facendo ruotare anche i perni 10 nella direzione della freccia F. Questa rotazione fa sì che quattro perni 10 arrivino a contatto in maniera sequenziale ciascuno di ciascuna delle leve 8A-8D, impegnandole e quindi disattivando il campo magnetico dei magneti 6A-6D. I riscontri 7A-7D, per azione delle molle 9A-9D che agiscono sui bracci 4A-4D cui i riscontri 7A-7D sono fissati, si allontanano quindi dai magneti 6A-6D. La rotazione del piano 1A fa sì che i perni 10 escano dall'impegno con le leve 8A-8D, che vengono riportate bruscamente alla posizione originaria dalle relative molle di richiamo 11A-11D. Si riattiva così il campo magnetico e quindi i riscontri 7A-7D si riavvicinano bruscamente ai rispettivi magneti permanenti 6A-6D. Le relative ruote libere 3A-3D ricevono quindi l'impulso a ruotare per il brusco avvicinamento dei bracci 4A-4D ai bracci fissi 5A-5D e continuano a ruotare per inerzia nella stessa direzione, senza opporsi al moto del corpo rotante 1. Il movimento dei bracci 4A-4D fa sì che le relative ruote libere 3A-3D ruotino, mettendo così in moto il dispositivo 2 di trasmissione del movimento, che trasmette il movimento al corpo rotante 1 e, di conseguenza, al piano 1A.

Le molle di richiamo 9A-9D riportano quindi, nella fase di disimpegno delle leve 8A-8D, i bracci 4A-4D nella posizione originale rispetto ai bracci 5A-5D, cosicché il movimento di detti bracci 4A-4D sia, almeno a regime, di oscillazione; l'unidirezionalità delle ruote libere 3A-3D fa sì che questo rapido movimento non abbia alcun effetto sul dispositivo 2 di trasmissione del moto e, dunque, sulla rotazione -che può continuare- del corpo rotante 1 e del piano 1A.

La rotazione fa sì che perni 10 successivi giungano a contatto con le leve 8A-8D, disattivando di nuovo il campo magnetico e quindi allontanando di nuovo i riscontri 7A-7D dai magneti 6A-6D per effetto delle molle 9A-9D. Una volta che i perni 10 disimpegnano le leve 8A-8D, le molle 11A-11D riportano bruscamente in posizione le rispettive leve 8A-8D, riattivando il campo magnetico dei magneti permanenti 6A-6D. Questi richiamano quindi bruscamente i relativi riscontri 7A-7D, ciò che dà un nuovo forte impulso ai bracci 4A-4D e, come visto prima, alle ruote libere 3A-3D, continuando e mantenendo così il processo di movimentazione del corpo rotante 1. I perni 10 sono vantaggiosamente sfasati di uno o più parti, a seconda della coppia da creare. Per modificare la coppia, si può variare il numero di leve e magneti, affiancandoli gli uni agli altri e accoppiandoli a incastro. Anche la modifica della posizione dei magneti lungo la leva o la distanza fra i perni 10 variano la coppia e la velocità di rotazione. La rotazione del corpo rotante 1 viene mantenuta per inerzia, favorita dalla presenza delle ruote libere 3A-3D, ciascuna in impegno con il dispositivo 2 di trasmissione del movimento e viene continuamente sollecitata dall'attivazione sequenziale e brusca a opera dei perni 10.

La leva 8A-8D ruota grazie al fatto che la molla 11A-11D, una volta che perda un perno 10, rientra a scatto, attivando bruscamente il magnete 6A-6D corrispondente e quindi attraverso il relativo elemento di riscontro 7A-7D che, attraverso il braccio 4A-4D, mette in rotazione le ruote libere 3A-3D.

Si può anche ipotizzare che il corpo 1 sia fisso e che sia rotante il complesso dei bracci 4A-4D e dei bracci 5A-5D, seppure in modo fra loro sfasato. In questo caso, non si avvia il corpo fisso 1, che è per l'appunto fisso, ma i due complessi dei bracci 4A-4D e 5A-5D. Anche in questo caso, i bracci 4A-4D e 5A-5D vengono messi in rotazione nella direzione della freccia P. L'avviamento può avvenire esercitando una spinta nella direzione della freccia P su uno dei bracci 4A-4D o 5A-5D o direttamente sul centro 12. Per esempio, si potrebbe prevedere di inserire una manovella sul centro 12 e di farla ruotare. Oppure, si potrebbe spingere manualmente su uno dei bracci. Oppure, si potrebbe prevedere un motorino a pedali, elettrico o termico, o anche l'accoppiamento con un altro motore di questo tipo, più piccolo per dare l'avviamento, in modo noto. Anche in questo caso, non sarebbe necessario un forte abbrivio e, anzi, l'energia richiesta per l'avviamento è ancora meno di quella richiesta per la prima forma d'esecuzione -dato il peso minore delle parti da muovere-. Il funzionamento è del tutto analogo.

In ogni caso, una piccola quantità di energia, come quella di una spinta manuale, è sufficiente ad avviare il motore, non essendo così necessario avere una fonte energetica esterna importante. Questo fatto rende il motore adatto anche a funzionare in zone dove non vi sia approvvigionamento elettrico; anzi, collegando il motore a un generatore, il motore secondo la presente invenzione può essere utilizzato per generare energia elettrica lontano dalla rete, così da poter essere utilizzato persino per applicazioni in situazioni precarie e/o provvisorie. Per esempio, potrebbe essere usato per generare energia elettrica o moto in condizioni di emergenza, come in occasione degli interventi della Protezione Civile in caso di terremoti, inondazioni, incendi, frane, valanghe e simili. In realtà, il motore secondo la presente invenzione può essere usato in maniera molto semplice per qualsiasi circostanza e può servire addirittura per uso domestico.

L'alternanza del funzionamento dei magneti e il relativo moto a piccoli impulsi, in modo simile a quanto avviene a una bicicletta in falso piano, cui si diano piccoli colpi di pedale per mantenerla in moto, fa sì che i magneti permanenti 6A-6D si smagnetizzino molto più lentamente di quanto avveniva finora nei motori magnetici che si era tentato di realizzare, col risultato che essi debbano essere sottoposti a magnetizzazione solo dopo tempi di lavoro relativamente lunghi: la combinazione delle ruote libere con i magneti fa sì che il tempo in cui i campi magnetici sono attivi siano molto più brevi di quelli in cui il motore si muove per inerzia, senza per questo rendere irregolare la marcia del motore.

Il costo per la produzione di energia e per la manutenzione del motore è, secondo la presente invenzione, molto basso. Inoltre, i materiali coi quali l'invenzione è realizzata sono riciclabili completamente. Si ha, inoltre, un livello di inquinamento acustico molto più basso di quello che si ha coi motori generalmente usati per la produzione di energia elettrica.

Ovviamente, il motore secondo la presente invenzione può essere utilizzato per operazioni diverse dalla produzione di energia elettrica, come il funzionamento di pozzi, di betoniere, di gru, di macchine utensili, di pompe e di altri utensili, per esempio in condizioni di mancanza di altra fonte energetica o di difficoltà di approvvigionamento di carburanti.

Il motore secondo la presente invenzione può, eventualmente, essere dotato di elementi frenanti, di per sé noti, per bloccarne il funzionamento quando non sia più necessario e si voglia arrestarlo prima della completa smagnetizzazione dei magneti permanenti 6A-6D.

La descrizione è stata fatta prevedendo che i componenti dell'elemento rotante siano i bracci 4A-4D; naturalmente, qualsiasi altro componente aggiuntivo può essere adatto. Si potrebbero prevedere, per esempio, apposite placche in materiale ferromagnetico, disposte sul piano 1A.

L'elemento circolare può essere fisso o rotante, come si è visto nella descrizione precedente.

S’intende comunque che l’invenzione non deve considerarsi limitata alle particolari disposizioni illustrate sopra, che costituiscono soltanto forme di esecuzione esemplificative di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall’ambito di protezione dell’invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni che seguono.

ELENCO CARATTERI DI RIFERIMENTO

1 Corpo rotante

1A Piano del corpo rotante (di 1)

2 Dispositivo di trasmissione del movimento 3A-3D Ruote libere

4A-4D Bracci (di 3A-3D)

5A-5D Bracci (di 3A-3D)

6A-6D Magneti permanenti

7A-7D Elementi di riscontro (di 6A-6D)

8A-8D Leve (di 6A-6D)

9A-9D Molle di richiamo (di 4A-4D)

10 Perni (di 1A o di 11A)

11A-11D Molle di richiamo (di 8A-8D)

12 Centro (di 1A)

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Motore magnetico, atto a generare un moto rotativo, comprendente un elemento circolare (1, 1A) e una serie di magneti permanenti (6A-6D), atti ad attrarre elementi mobili (7A-7D) rispetto a detti magneti (6A-6D) e in grado di trasmettere movimento all'elemento circolare (1, 1A), caratterizzato da ciò che a detti magneti permanenti (6A-6D) sono associati elementi (8A-8D), atti a bloccare il flusso magnetico generato da detti magneti permanenti (6A-6D) e atti a muoversi, per impegno e disimpegno con elementi (10) sporgenti dal fondo (1A) di detto elemento circolare (1), tale impegno e disimpegno venendo provocato dal movimento rotativo generato dal motore stesso.
2. 2) Motore magnetico come rivendicato nella rivendicazione 1), caratterizzato da ciò che detti elementi mobili rispetto a detti magneti permanenti (6A-6D) sono bracci (4A-4D) che portano elementi di riscontro (7A-7D) in materiale ferromagnetico, atti a ruotare imperniati su un centro (12) solidale all'elemento circolare (1).
3. 3) Motore magnetico come rivendicato in 1) o in 2), caratterizzato da ciò che i magneti permanenti (6A-6D) presentano su una propria superficie delle leve (8A-8D) che sono atte ad attivare e a disattivare il campo magnetico dei magneti permanenti (6A-6D), che quindi attraggono gli elementi di riscontro (7A-7D) rispetto al relativo magnete permanente (6A-6D).
4. 4) Motore magnetico come in 3), caratterizzato da ciò che molle di richiamo (11A-11D) sono atte ad agire sulle rispettive leve (8A-8D) per riportarle a scatto nella posizione originaria, in modo da riattivare bruscamente il campo magnetico e quindi da riportare i magneti permanenti (6A-6D) a contatto con detti elementi di riscontro (7A-7D).
5. 5) Motore magnetico come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che detto elemento circolare è un corpo rotante (1), che può consistere in un anello, in un tubo, in una ruota, in ogni caso sporgenti da un piano (1A).
6. 6) Motore magnetico come rivendicato nella rivendicazione 5), caratterizzato da ciò che detto corpo rotante (1) comprende, sulla propria parete interna, un dispositivo (2) di trasmissione del movimento, che consiste in uno a scelta fra una catena, una cinghia o una cremagliera, cui si accoppiano ruote libere (3A-3D), portate dai bracci (4A-4D).
7. 7) Motore magnetico come rivendicato nella rivendicazione 6), caratterizzato da ciò che tra due di detti bracci (4A-4D) sono previsti bracci (5A-5D) fissi alla rotazione, che portano rispettivi magneti permanenti (6A-6D), a ciascun magnete permanente (6A-6D) essendo associato un rispettivo elemento di riscontro (7A-7D).
8. 8) Motore magnetico come in una qualsiasi delle rivendicazioni 1) a 4), caratterizzato da ciò che detto elemento circolare (1) è un corpo fisso, comprendente una parete cilindrica e un piano di base (11A).
9. 9) Motore magnetico come rivendicato nella rivendicazione 8), caratterizzato da ciò che il corpo fisso (1) comprende sulla propria parete interna un dispositivo (2) di trasmissione del movimento, che consiste in uno a scelta fra una catena, una cinghia o una cremagliera, cui si accoppiano ruote libere (3A-3D), portate da bracci, (rispettivamente 4A-4D) atti a ruotare intorno al centro (12).
10. 10) Motore magnetico come rivendicato nella rivendicazione 9), caratterizzato da ciò che tra due di detti bracci (4A-4D) sono previsti bracci (5A-5D), mobili rispetto ai relativi bracci (4A-4D), che portano rispettivi magneti permanenti (6A-6D), a ciascun magnete permanente (6A-6D) essendo associato un rispettivo elemento di riscontro (7A-7D).
11. 11) Motore magnetico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che detto avvicinamento di detti elementi di riscontro (7A-7D) rispetto a detti magneti permanenti (6A-6D) avviene con un forte impulso.