MX2012014331A - Sistema de conversion de energia cinetica rotacional. - Google Patents

Abstract

Un sistema de conversión de energía para convertir entre una forma de energía de entrada seleccionada de una energía mecánica y energía eléctrica, y una energía de salida seleccionada de una energía mecánica y energía eléctrica utilizando un componente magnético linealmente desplazado que interactúa con un componente magnético orbitalmente desplazado.

Description

SISTEMA DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA ROTACIONAL CAMPO DE LA INVENCION Esta divulgación generalmente se refiere a sistemas de conversión de energía con la capacidad para ingresar ya sea energía mecánica y/o energía eléctrica y emitir energía eléctrica y/o mecánica. En particular, el sistema de conversión de energía está adaptado para convertir una forma de energía de entrada seleccionada de entre una energía mecánica y energía eléctrica, en una energía de salida seleccionada de entre una energía mecánica y energía eléctrica utilizando un componente magnético orbitante y un componente magnético reciprocante, donde la energía mecánica del componente magnético orbitante está asociada con un fluido en movimiento.

SUMARIO DE LA INVENCION Se proporciona un sistema de conversión de energía cinética rotacional para convertir entre energía cinética y energía eléctrica, en donde un componente magnético orbitante interactúa cíclicamente con un componente magnético reciprocante, tal como un pistón magnético, para transferir energía entre los mismos.

Un sistema ejemplar comprende un pistón magnético reciprocante a lo largo de un primer eje, tal como un primer eje longitudinal, con relación a un armazón longitudinal, y un imán de accionamiento que órbita alrededor de un segundo eje longitudinal, para moverse cíclicamente hacia y lejos del pistón magnético. En particular, el pistón magnético puede estar asociado con un armazón longitudinal fijo que define el primer eje longitudinal y el imán de accionamiento puede estar asociado con un armazón rotatorio que define y rota alrededor del segundo eje longitudinal. La interacción del pistón magnético y el imán de accionamiento se puede utilizar para trasladar entre energía cinética reciprocante asociada con el movimiento del pistón y energía cinética rotacional asociada con el movimiento del armazón rotatorio y el imán de accionamiento .

El primer y segundo ejes longitudinales pueden estar acomodados perpendiculares uno a otro. El primer y segundo ejes longitudinales pueden no cruzarse. El imán de accionamiento puede ser desplazado axialmente con relación al segundo eje longitudinal desde el pistón magnético de manera que la trayectoria orbital del imán de accionamiento evita que el imán de accionamiento toque el pistón magnético y cíclicamente lleva al imán de accionamiento cerca y lejos del pistón magnético.

Alternativamente, el primer eje longitudinal puede ser coplano con la trayectoria orbital del imán de accionamiento con el pistón magnético ubicado radialmente hacia fuera de la trayectoria orbital.

Dos o más pistones magnéticos pueden estar colocados circunferencialmente alrededor del segundo eje longitudinal para interactuar cíclicamente con el imán de accionamiento en diferentes posiciones angulares del imán de accionamiento en su trayectoria orbital alrededor del segundo eje longitudinal. Se pueden proporcionar dos imanes de accionamiento que tengan trayectorias orbitales en diferentes ubicaciones junto con el segundo eje longitudinal, tal como para poner cíclicamente los imanes de accionamiento en interacción magnética con lados opuestos del pistón magnético. Se pueden proporcionar dos pistones magnéticos en lados opuestos de la trayectoria orbital de un imán de accionamiento para interactuar cíclicamente con ambos imanes de accionamiento. De manera similar, se puede proporcionar una pluralidad de pistones magnéticos e imanes de accionamiento en diversas ubicaciones alrededor y a lo largo del segundo eje longitudinal para crear un dispositivo de conversión de energía cinética rotacional de múltiples etapas .

El pistón magnético puede estar asociado con un armazón longitudinal y restringido por el armazón longitudinal para reciprocar a lo largo del primer eje longitudinal. En particular, el armazón longitudinal puede ser una cámara que encierre el pistón magnético, definiendo el primer eje longitudinal, y restringiendo el pistón magnético para que no se desplace lejos del primer eje longitudinal. Alternativamente, el armazón longitudinal puede ser un árbol que defina el primer eje longitudinal y el pistón magnético puede estar colocado alrededor del árbol restringido por el árbol para que no se desplace lejos del eje longitudinal. Adicional o alternativamente, el pistón magnético puede estar restringido para reciprocar a lo largo del primer eje longitudinal por uno o más imanes colocados en posiciones fijas con relación al armazón longitudinal. El pistón magnético puede estar asociado con un devanado o bobina colocada alrededor del primer eje longitudinal para convertir la energía entre la energía cinética con el movimiento del pistón magnético y energía eléctrica asociada con la corriente que fluye a través del devanado o bobina. El armazón longitudinal puede incluir una carcasa que encierre componentes asociados con el pistón magnético.

El imán . de accionamiento puede estar unido a un armazón rotatorio alrededor del segundo eje longitudinal. El armazón puede utilizar aspas, una hélice o cualquier variante basada en superficie aerodinámica utilizando un eje de rotación horizontal o vertical, una rueda de agua, un ventilador, una bomba rotatoria o un compresor rotatorio o cualquier otro dispositivo rotacional con la capacidad para convertir entre la energía cinética de un fluido en movimiento y la energía cinética rotacional de un armazón rotatorio. Alternativamente, el armazón puede estar asociado con un dispositivo de conversión de energía cinética rotacional tal como un motor o generador eléctrico rotatorio, una bomba rotatoria, o un compresor rotatorio.

El imán de accionamiento puede ser polarizado tangencialmente con relación a su trayectoria orbital alrededor del segundo eje longitudinal para presentar un primer polo al pistón magnético a medida que se aproxima al pistón magnético y un segundo polo al pistón magnético a medida que retrocede del pistón magnético. El pistón magnético puede tener un componente de polarización radial con relación al primer eje longitudinal para presentar sustancialmente el mismo polo magnético al imán de accionamiento a medida que el imán de accionamiento se aproxima al pistón magnético y a medida que se aleja del pistón magnético.

El pistón magnético puede tener un componente de polarización axial con relación al primer eje longitudinal para interactuar con los imanes del extremo axial en posiciones fijas en extremos opuestos de la trayectoria longitudinal del pistón magnético para limitar el movimiento del pistón magnético y para actuar a fin de restablecer el pistón magnético en el centro de su trayectoria longitudinal.

En una configuración ejemplar, uno o más dispositivos de conversión de energía cinética rotacional son colocados en proximidad con uno o más dispositivos de conversión de energía cinética lineal con los campos magnéticos alineados de manera que la polaridad del imán de accionamiento es la misma que la polaridad de la cara opuesta del pistón a medida que el imán de accionamiento rota hacia el pistón. A medida que los imanes de accionamiento rotan hacia el pistón, el campo magnético de accionamiento interactúa con el campo magnético del pistón móvil para empujar el pistón hacia un imán de extremo fijo. Después que el imán de accionamiento pasa por el pistón, los campos axiales opuestos del imán de extremo fijo y el pistón interactúan, y el pistón es acelerado por el imán de extremo fijo en la dirección opuesta. Al mismo tiempo que el pistón está siendo acelerado por el imán de accionamiento en una dirección determinada, el pistón se aproxima a un imán de extremo el cual ejerce cada vez más una fuerza sobre el pistón para alentar el pistón y finalmente invertir su dirección de movimiento. Este proceso se repite continuamente, teniendo como resultado una oscilación del pistón dentro de un devanado que genera energía eléctrica. El pistón se puede desplazar a múltiplos de la frecuencia magnética de accionamiento.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Algunas configuraciones del dispositivo de conversión de energía se describirán ahora, a manera de ejemplo solamente y sin renuncia de otras configuraciones, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de conversión de energía cinética rotacional ej emplar ; La figura 2 es una vista en sección parcial de un sistema de conversión de energía cinética rotacional tomado a lo largo de la línea de sección 2-2 de la figura 1; La figura 3 es una vista en secciones agrandada a través de un pistón complejo del dispositivo de conversión de energía cinética lineal de la figura 2; La figura 4 es una vista en sección lateral de un dispositivo de conversión de energía cinética lineal ejemplar que se puede emplear con el sistema de conversión de energía cinética rotacional de las figuras 1 y 2 ; La figura 5 es una vista de extremo en secciones de un dispositivo de conversión de energía cinética lineal tomado a lo largo de la línea de sección 5-5 de la figura 3 ; La figura 6 es una vista en despiece del dispositivo de conversión de energía cinética lineal de las figuras 4 y 5; La figura 7 es una representación esquemática de un sistema de conversión de energía cinética rotacional ejemplar alternativo ; La figura 8 es una vista en secciones del sistema de conversión de energía cinética rotacional de la figura 7 tomada a lo largo de la línea de sección 8-8 de la misma; La figura 9 es una vista en despiece de un dispositivo de conversión de energía cinética lineal ejemplar que puede ser empleado con el sistema de conversión de energía cinética rotacional de las figuras 7 y 8; La figura 10 es una vista en perspectiva esquemática de un sistema de conversión de energía cinética rotacional ejemplar alternativo incluyendo un dispositivo de conversión de energía cinética lineal acomodado entre dos ventiladores impulsados por fluido tipo paleta; La figura 11 es una vista en elevación frontal del sistema de conversión de energía cinética rotacional de la figura 10 que ilustra ubicaciones alternativas para imanes de accionamiento e ilustra el dispositivo de conversión de energía cinética lineal en la sección; La figura 12 es una vista en secciones a través de un ventilador impulsado por fluido ejemplar tomado a lo largo de la línea de sección 12-12 de la figura 11; La figura 13 es una vista en elevación frontal de un sistema de conversión de energía cinética rotacional alternativo que tiene un ventilador impulsado por fluido acomodado coplano con un dispositivo de conversión de energía cinética lineal; La figura 14 es una vista en perspectiva de otro sistema de conversión de energía cinética rotacional alternativo incluyendo un ventilador estilo aspa con seis copas y dos dispositivos de conversión de energía cinética lineal ; La figura 15 es una vista plana inferior del sistema de conversión de energía cinética rotacional de la figura 14; La figura 16 es una vista en elevación frontal de todavía otro sistema de conversión de energía cinética rotacional alternativo incluyendo un ventilador estilo álabe con seis paletas y tres dispositivos de conversión de energía cinética lineal; Las figuras 17, 18 y 19 son vistas esquemáticas de otros sistemas de conversión de energía cinética rotacional incluyendo múltiples componentes del dispositivo de conversión de energía cinética rotacional y múltiples dispositivos de conversión de energía cinética lineal; y La figura 20 es una vista esquemática de un sistema de conversión de energía cinética rotacional que emplea un sistema de engranaje para impulsar el dispositivo de conversión de energía cinética lineal a velocidades incrementadas .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Haciendo ahora referencia a los dibujos, se muestran a detalle los dispositivos de conversión de energía ejemplares. Aunque los dibujos representan configuraciones alternativas de los dispositivos de conversión de energía, los dibujos no necesariamente están a escala y algunas características pueden ser exageradas para proporcionar una mejor ilustración y explicación de una configuración. Las configuraciones aquí establecidas no pretenden ser exhaustivas o de otra manera limitar el dispositivo a las formas precisas divulgadas en la siguiente descripción detallada .

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2 que de manera esquemática ilustran un sistema de conversión de energía cinética rotacional generalizado 10, se describirá el arreglo general de los componentes mecánicos, magnéticos y electromagnéticos del sistema de conversión de energía 10. En particular, las figuras 1 y 2 proporcionan una representación esquemática del sistema de conversión de energía cinética rotacional ejemplar 10 que tiene un dispositivo de conversión de energía cinética lineal ejemplar 100 y un dispositivo de conversión de energía cinética rotacional ejemplar 200. Los dispositivos de conversión de energía cinética rotacional y cinética alternativa ejemplares se ilustran en otras figuras y se describen más adelante aquí.

Continuando con referencia a las figuras 1 y 2, el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100 tiene un armazón fijo 104, que define un primer eje longitudinal 108 (ver figura 1) . Un pistón magnético complejo 110 queda restringido por medios mecánicos y/o magnéticos, para ser reciprocante a lo largo del primer eje longitudinal 108 alrededor de la posición central en la cual se ilustra. El armazón fijo 104 puede incluir una carcasa 112 rodeando el pistón 110, así como imanes de extremo axial 114 (ver figura 2) y/o imanes laterales radiales 116 (ver figura 2) con la capacidad para interactuar con el pistón 110, tal como se describirá aquí más adelante, para colocar el pistón 110 dentro de la carcasa 112. Detalles de configuración adicionales y configuraciones alternativas para el armazón fijo 104 se describirán aquí más adelante. El armazón fijo 104 puede ser proporcionado con una bobina o devanado toroidal 120 con la capacidad para interactuar con el pistón magnético complejo 110 para generar una corriente eléctrica en el devanado en respuesta a la oscilación del pistón magnético a lo largo del primer eje longitudinal 108.

El dispositivo de conversión de energía cinética rotacional 200 tiene un armazón rotatorio 204 montado, por ejemplo a un fuste 202 que define un segundo eje longitudinal 208 (ver figura 2) alrededor del cual el armazón rotatorio 204 queda restringido para rotar. El armazón rotatorio 204 puede ser energizado por energía de hidrólisis, de viento o solar. La energía de hidrólisis puede ser explotada utilizando una corriente de río o la acción del oleaje de lagos y océanos, tal como utilizando los sistemas ilustrados en las figuras 10 a 13 y que se describen aquí más adelante. La energía de viento puede ser explotada utilizando un diseño de "jaula de ardilla", hélices o alabes, o copas, tal como se ilustra de manera diversa en las figuras 14 a 16 y que se describe más adelante. La energía solar puede ser utilizada como un suministro de energía complementaria como un respaldo, para energizar los sistemas de control, o para operar selectivamente devanados adicionales opcionales cuando el viento es menor que óptimo, tal como se describe aquí más adelante .

El armazón rotatorio 204 puede incluir una o más ruedas 206, tal como se muestra en la figura 2, las cuales se extienden a ubicaciones adyacentes al dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100. Uno o más imanes de accionamiento 210 están fijos a porciones del armazón rotatorio 204 lejos del segundo eje longitudinal 208, y definen trayectorias orbitales circulares 212 (ver figura 1) alrededor del eje longitudinal 208 cuando el armazón rotatorio 204 es rotado alrededor del mismo. Tal como se muestra en la figura 2, el armazón rotatorio 204 puede ser proporcionado con dos imanes de accionamiento 210, uno colocado generalmente en cada lado del dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100 para acoplar lados opuestos del mismo. Al proporcionar imanes de accionamiento opuestos 210 se proporciona una fuerza equilibrada en el pistón 110 y, por lo tanto, se reduce la fricción potencial entre el pistón 110 y los componentes del armazón fijo 104. Imanes de accionamiento adicionales pueden ser proporcionados en diferentes posiciones angulares alrededor del segundo eje longitudinal para también interactuar selectivamente con el pistón 110. Se apreciará que los componentes pueden ser escalados dimensionalmente y en fuerza magnética y peso para proporcionar una reciprocación u oscilación suave del pistón 110 para el rango esperado de velocidades rotacionales del armazón rotatorio 204. La frecuencia de oscilación del pistón 110 puede ser la misma o mayor que la frecuencia rotacional del imán 210 o imanes.

El armazón rotatorio 204 puede ser rotado por un fluido en movimiento, tal como aire o agua, a través del uso de aspas, o dispositivos similares, que se describen más adelante, con el fin de capturar la energía cinética del fluido en movimiento. Además se apreciará que el armazón fijo 104 puede ser fijo en posición con relación al segundo eje longitudinal 208 y el armazón rotatorio 204 a través de cualquier medio conveniente. La estructura de soporte para los dispositivos 100 y 200 se ha omitido de las figuras 1 y 2 para proporcionar una visibilidad más clara de los componentes de estos dispositivos. En uso, a medida que rota el armazón rotatorio 204, los imanes de accionamiento 210 orbitan el segundo eje longitudinal 208 dentro y fuera del rango del pistón magnético complejo 110 para interactuar cíclicamente con el pistón magnético complejo y ocasionar la oscilación del pistón 110 con relación al armazón fijo 104. Esta oscilación del pistón 110 genera una corriente en el devanado toroidal 120, permitiendo así que el sistema de conversión de energía cinética rotacional 10 convierta la energía cinética de un fluido en movimiento en energía cinética rotacional del armazón rotatorio 204, después en energía cinética lineal del pistón 110 y finalmente en energía eléctrica en la forma de corriente eléctrica a través del devanado toroidal 120.

La eficiencia de la conversión de la energía cinética del fluido en movimiento en energía eléctrica dependerá de la eficiencia de la transferencia de energía desde una etapa a la siguiente etapa en el sistema de conversión de energía cinética rotacional 10. Esto puede ser avanzado eligiendo los materiales de peso ligero apropiados para todos los componentes, así como escalando los componentes magnéticos y eligiendo sus orientaciones polares relativas para optimizar la operación eficiente del sistema 10. Por lo tanto, se tiene contemplado que todos los imanes utilizados en el sistema de conversión de energía 10 puedan ser imanes de tierra rara, tal como imanes de neodimio para proporcionar la fuerza deseada combinada con un bajo peso.

Por lo tanto, se tiene contemplado que el pistón magnético complejo 110 sea fabricado o seleccionado para tener un componente magnético axial y un componente magnético radial . El componente magnético axial puede interactuar con los imanes de extremo axial 114 para limitar el movimiento del pistón 110 y para acelerar el pistón 110 para que regrese a su posición central en el armazón fijo 104, mientras que el componente magnético radial puede interactuar con el devanado toroidal 120 para generar corriente eléctrica. El componente magnético axial también es utilizado para interactuar con los imanes de accionamiento 210. El componente magnético radial también puede interactuar con los imanes laterales radiales 116 para ayudar a colocar el pistón y reducir la fricción. Por lo tanto, tal como se muestra en la figura 1, el pistón magnético complejo 110 puede ser fabricado o seleccionado para presentar de manera efectiva polos axiales de polaridad idéntica a las caras respectivas presentadas por los imanes de extremo axial 114, asi como para presentar de manera efectiva polos radiales de polaridad idéntica a aquélla presentada por los imanes laterales radiales 116. Además, los imanes de accionamiento 210 pueden ser seleccionados y orientados, tal como se muestra en la figura 1, para presentar de manera efectiva una cara de polaridad idéntica al componente magnético radial del pistón 110 a medida que los imanes de accionamiento se aproximan al pistón y para presentar de manera efectiva una cara de polaridad idéntica al componente magnético radial del pistón 110 a medida que los imanes de accionamiento pasan y se alejan del pistón a lo largo de sus trayectorias orbitales. De manera más particular, a medida que el imán de accionamiento 210 se mueve hacia el pistón 110, las caras de interacción del pistón 110 y el imán de accionamiento 210 se repelen entre sí, ocasionando que el imán de accionamiento 210 imparta una fuerza sobre el pistón 110 moviéndolo hacia un imán de extremo. Cuando el imán de accionamiento 210 pasa el pistón 110, las caras opuestas del pistón 110 y el imán de accionamiento 210 comienzan a interactuar y el pistón 110 es empujado en la dirección opuesta. Los imanes de extremo 114 también actúan sobre el pistón para alentar y eventualmente revertir su dirección de movimiento.

Se apreciará que polaridades opuestas pueden ser sustituidas por polaridades idénticas en las configuraciones antes descritas para muchas aplicaciones de manera que el imán 210 atrae el pistón 110 y lo acelera hacia el imán de extremo axial, siempre y cuando cada una de las polaridades sean seleccionadas de forma que las fuerzas se equilibren para producir la acción deseada del pistón 110.

Este diseño magnético complejo para el pistón magnético complejo 110 puede ser proporcionado por ejemplo, construyendo el pistón de dos imanes concéntricamente colocados, uno siendo magnetizado axialmente y uno siendo magnetizado radialmente, para proporcionar un campo complejo. Esto alternativamente puede ser proporcionado como se muestra en la figura 3, construyendo el pistón magnético complejo 110 a partir de una pluralidad de segmentos magnéticos 122a- 122h fabricados individualmente y después encerrados en un anillo 124, tal como se muestra, o sujetados juntos por medio de un material de epoxi . El anillo 124 puede estar comprendido de aluminio y tener una pared cilindrica exterior 132 y al menos una pared anular 134 para acoplamiento de las secciones magnéticas. La pared anular 134 puede tener una abertura centralmente ubicada 136 para uso en el montaje del imán complejo 110 a otros componentes, tal como un fuste, cuando se requiere para algunas aplicaciones.

El pistón magnético complejo 110 puede ser un imán de anillo de neodimio radial del tipo vendido por Engineered Concepts, 1836 Canyon Road, Vestavia Hills, AL 35216, propiedad de George Mizzell en Birmingham, Alabama, y ofrecido para venta bajo el nombre SuperMagnetMan, por ejemplo, como número de parte RR0060N, RR0090N o RR0100S. Los solicitantes han determinado experimentalmente que dichos imanes tienen la propiedad de tener un componente magnético axial para presentar de manera efectiva un polo norte en una cara 126 y un polo sur en una cara opuesta que no se muestra, al mismo tiempo que también tiene un componente radial que presenta un primer polo, tal como un polo norte en la primera cara curva 128, y un polo opuesto, tal como un polo sur, en una segunda superficie de cara curva 130.

Por ejemplo, un pistón complejo aceptable 110 ha sido fabricado utilizando ocho segmentos de imán diamétricos grado N42 separados. Para algunas aplicaciones, puede ser conveniente un pistón complejo más débil hecho de segmentos magnéticos diamétricos grado N40 o grado N32, debido a que es más fácil de ensamblar utilizando segmentos de imán más débiles. Se ha sugerido experimentalmente que se pueden maximizar dichas variables tal como la fuerza de Gauss, fuerza y longitud del campo magnético del pistón 110, así como la velocidad (oscilaciones) del imán radial. 'La adición de un segundo imán radial también parece ser experimentalmente útil. No obstante, a partir de experimentos a la fecha, pareciera que las variables más importantes para maximizar son la fuerza de Gauss y la fuerza magnética radial y, por lo tanto, un pistón hecho de un imán grado N52 puede ser deseable.

Detalles y alternativas adicionales para un dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100' se muestran en las figuras 4 a 6. El armazón fijo 104 del dispositivo 100' incluye un tubo o carcasa interior 140 formada de un material no conductor conveniente, tal como plástico, soportando un devanado toroidal 120 (ver figuras 4 y 5) alrededor del mismo y un par de imanes de extremo axial 114 (ver figuras 4 y 6) en cada extremo de la carcasa interior 140.

Se debiera observar que se puede emplear un segundo devanado, el cual cuando es selectivamente energizado, temporalmente desestabiliza el equilibrio de las fuerzas que actúan sobre el pistón 110 a fin de iniciar o ayudar en la oscilación del pistón 110. Se apreciará que la oscilación del pistón 110 adicional o alternativamente puede ser iniciada o asistida por la acción mecánica ocasionando que el pistón 110 se mueva con relación a los otros componentes magnéticos. Alternativamente, se puede proporcionar una pluralidad de devanados toroidales 120. Se puede proporcionar uno o más devanados toroidales pasivos para crear una corriente de salida como una función del movimiento del pistón. Uno o más devanados toroidales activos pueden ser proporcionados para crear un campo magnético opuesto al campo magnético del pistón. El devanado toroidal pasivo 120 es significativamente más grande que el devanado toroidal activo. Un devanado pasivo puede ser operado por energía solar cuando el viento es menor que óptimo. La energía creada por el pistón que interactúa con el devanado toroidal pasivo puede ser transferida a, y almacenada en un dispositivo eléctrico tal como una batería o capacitor. El devanado toroidal activo, que no se muestra, puede utilizar la energía eléctrica previamente creada por los imanes del pistón en movimiento interactuando con el devanado toroidal pasivo.

La carcasa interior 140 define un canal 144 para el pistón 110. El devanado toroidal 120 puede estar dimensionado tal como se muestra para extenderse solo parcialmente hacia los extremos de la carcasa interior 140 para proporcionar un espacio de más del grosor del pistón 110 de manera que el campo se rompe a medida que el pistón se aproxima a los imanes de extremo 114, ocasionando un pico eléctrico en la corriente generada en el devanado toroidal 120.

El armazón fijo 104 además puede incluir una carcasa exterior 142 que encierra la carcasa interior 140, el devanado toroidal 120 y los imanes de extremo 114. La carcasa exterior 142 puede incluir una pared cilindrica 148 cerrada en cada extremo por una pared 150 (ver figura 4) para formar un encerramiento para los componentes magnéticos del dispositivo de conversión de energía cinética 100'. Los imanes de extremo axial 114 pueden ser fijados a, o topar con las paredes 150. Se debiera observar que en las figuras 4-6, el pistón 110 se muestra separado de la carcasa interior 140 para evitar la pérdida de energía para fricción entre componentes. Sin embargo, el pistón 110 puede ser proporcionado con un diámetro lo suficientemente grande con relación al diámetro interior del devanado toroidal 120 para restringir el flujo de aire entre los lados del pistón 110. Para evitar que la acumulación de presión de aire en cualquier lado del pistón 110 inhiba el movimiento del pistón 120, la carcasa 112 puede ser proporcionada con las aberturas 146 (ver figuras 4 y 6) permitiendo el flujo de aire a los lados respectivos del pistón 110. Las aberturas 146 también pueden proporcionar cierto enfriamiento de los componentes internos del dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100' .

Tal como se muestra en la figura 4, los cables 154 (ver figura 4) para tomar energía del devanado toroidal 120 se extienden a través de las aberturas 156 en la pared cilindrica 148 a una carga eléctrica 160, tal como un dispositivo energizado externo, una rejilla de energía, o un dispositivo de almacenamiento de energía. Los cables 162 para conectar el devanado toroidal 120 a una fuente de energía 164, selectivamente operados por un interruptor 166, activados automáticamente, tal como mediante un microprocesador, o activados manualmente, pueden ser proporcionados cuando se desea introducir un desequilibrio magnético temporal al pistón 110 para iniciar la oscilación del pistón para aplicaciones donde se requiere el cebado. El microprocesador puede ser operado por energía solar cuando el viento es menor que óptimo. Alternativamente, los cables 154 y 162 pueden ser reemplazados por un sistema de transmisión de energía inalámbrica.

El dispositivo de conversión de energía lineal 100' puede estar configurado para proporcionar ya sea una salida de corriente alterna o corriente directa. La carga eléctrica 160 puede ser uno o más dispositivos eléctricos con la capacidad para consumir la energía, uno o más dispositivos de almacenamiento utilizados para almacenar energía para uso posterior, o un sistema de distribución de energía. Dispositivos de almacenamiento ejemplares para la carga eléctrica 160 incluyen baterías, circuitos compensadores, capacitores, y otros dispositivos con la capacidad para almacenar energía utilizando sistemas de almacenamiento eléctricos, químicos, térmicos o mecánicos. Los dispositivos eléctricos ejemplares para la carga eléctrica 160 incluyen motores eléctricos, celdas de combustible, dispositivos de conversión de hidrólisis, dispositivos de carga de batería, luces y elementos de calentamiento. La carga eléctrica del sistema de distribución de energía ejemplar 160 incluye un panel de disyuntor residencial, o una rejilla de energía eléctrica. La carga eléctrica 160 también puede incluir un dispositivo de conversión de energía eléctrica intermedia o dispositivos con la capacidad para convertir la energía en una forma utilizable por la carga eléctrica 160 tal como un inversor .

Aunque la fuente de energía 164 y la carga eléctrica 160 se ilustran esquemáticamente como independientes del dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100', cualquiera o ambos pueden estar integrados con un dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100' o conectados con el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100' en alguna manera. En particular, uno o ambos pueden ser alternativamente fijados a la carcasa exterior 142 o montados dentro de un compartimiento formado en la carcasa exterior 142. Además, aunque la fuente de energía 164 y la carga eléctrica 160 se ilustran de manera esquemática como estando tangencialmente ubicados con relación al primer eje longitudinal 108, cualquiera o ambos puede estar convenientemente ubicado a lo largo del eje longitudinal 108 para algunas implementaciones . De esta manera, por ejemplo, aunque no se ilustra, la carcasa exterior 142 se puede extender más allá de uno de los imanes de extremo 114 para proporcionar un compartimiento para el almacenamiento de una fuente de energía 164 o carga eléctrica 160 tal como baterías, un radio o una luz. Adicional o alternativamente, una cubierta removible, que no se muestra, puede ser proporcionada en un extremo de la carcasa exterior 142 con un compartimiento o característica de unión para una fuente de energía o una carga eléctrica o para el reemplazo de sus componentes. El radio o la luz pueden ser operados en energía solar, baterías o energía de una rejilla de energía cuando el viento es menor que óptimo.

La carcasa exterior 142 puede ser proporcionada con patas apropiadas o puntos de montaje para montar selectivamente el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100' en una estructura estacionaria, tal como una torre para una rueda rotatoria basada en superficie aerodinámica .

Se debiera observar que el dispositivo de conversión de energía lineal ejemplar 100' no incluye una fuente magnética radial tal como los imanes laterales radiales 116 mostrados en las figuras 1 y 2, ya que su uso es opcional dependiendo de la aplicación.

Haciendo referencia ahora a las figuras 7 a 9, se ilustra otro dispositivo de conversión de energía cinética lineal ejemplar 100". El dispositivo 100" es similar al dispositivo 100' excepto tal como se describe a continuación. En el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100", el pistón magnético complejo 110" está colocado fuera de un devanado toroidal 120" y un par de imanes de extremo axial en forma de anillo 114" (ver figura 7 y 9) es proporcionado para actuar sobre el pistón magnético complejo 110" .

Habiendo descrito anteriormente ejemplos alternativos del dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100, ahora se pone atención en las figuras 10 a 16 que ilustran ejemplos alternativos del dispositivo de conversión de energía cinética rotacional 200.

Un primer dispositivo de conversión de energía cinética rotacional ejemplar 200' es ilustrado en las figuras 10 a 12 utilizando una rueda rotatoria 220 para convertir la energía cinética de agua que fluye en energía cinética rotacional. En particular, la rueda rotatoria 220 tiene dos paredes en forma de disco separadas 222 montadas a un árbol 224 y una pluralidad de superficies que resisten el fluido, tal como paletas, aspas o alabes 226 extendiéndose entre las paredes 222 radialmente desde el árbol 224. Cuando la rueda rotatoria 220 está parcialmente sumergida en agua en movimiento, el agua actuará sobre las alabes 226 para ocasionar la rotación de la rueda de agua. Los imanes de accionamiento 228a pueden estar montados a la cara de cada alabe. Alternativamente, los imanes de accionamiento 228b (ver figuras 11 y 12) pueden estar montados a una cara de una de las paredes 222. Un dispositivo de energía cinética lineal 100 puede ser montado en una posición fija adyacente a una de las paredes 222. Tal como se muestra en la figura 11, a medida que gira la rueda de agua 220, los imanes de accionamiento 228a y 228b interactúan con el pistón 110 en el dispositivo de energía cinética lineal 100 en la manera descrita previamente para generar energía eléctrica. Tal como se muestra, el dispositivo de energía cinética lineal 100 puede estar montado entre dos ruedas de agua adyacentes 220 y recibir energía de ambas ruedas.

Un dispositivo de conversión de energía cinética rotacional ejemplar alternativo 200" se ilustra en la figura 13. El dispositivo 200" es similar al dispositivo 200" excepto tal como se describe a continuación. En particular, el dispositivo de conversión de energía cinética 200" tiene una rueda rotatoria 220 diseñada para interactuar con un dispositivo de energía cinética lineal 100 colocado en el mismo plano que la rueda rotatoria. En este caso, entonces, los imanes de accionamiento 228c pueden estar ubicados en los bordes de las alabes 226. Una rueda rotatoria adicional, que no se muestra, puede ser proporcionada coplana con la rueda rotatoria ilustrada en el otro lado del dispositivo de energía cinética lineal 100. El viento también puede impulsar esta rueda rotatoria.

Otro dispositivo de conversión de energía cinética rotacional ejemplar alternativo 200''' se ilustra en las figuras 14 y 15. El dispositivo 200''' comprende un poste 232, montado a su vez al dispositivo de resistencia al fluido 238, y unido, por ejemplo, a un edificio 234. El dispositivo tiene un armazón rotatorio 23 rotatoriamente montado al poste 232. El dispositivo 200''' tiene una pluralidad de alabes, por ejemplo, copas 238, montadas en los extremos de los brazos 240 extendiéndose radialmente desde el poste 232. Un par de dispositivos de energía cinética lineal 100 están montados de manera fija al poste 232 adyacente al armazón rotatorio 236 en ubicaciones radiales opuestas alrededor del poste. Tal como se muestra en la figura 15, una pluralidad de imanes de accionamiento 242 están montados a los brazos 240 de manera a barrer cíclicamente a través del dispositivo de energía cinética lineal 100 y así interactuar con el pistón 110 en el dispositivo de energía cinética lineal 100 en la manera descrita previamente para generar energía eléctrica.

Otro dispositivo de conversión de energía cinética rotacional ejemplar alternativo 200"" se ilustra en la figura 16. EL dispositivo 200"" comprende una aspa de resistencia al viento 250 montada a un árbol 252 que se extiende generalmente perpendicular desde un poste vertical 254, el cual puede estar montado a su vez al suelo.

El dispositivo 200"" tiene una pluralidad de alabes o aspas 256 montadas en los extremos de los brazos 258 extendiéndose radialmente desde el árbol 252. Tal como se muestra en la figura 16, los brazos 258 pueden ser varillas cilindricas. Alternativamente, los brazos 258 pueden tener una forma para capturar una porción del viento, tal como teniendo una forma de hélices o alabes de turbina o cualquier configuración de superficie aerodinámica. Tres dispositivos de energía cinética lineal 100 están montados de manera fija al poste 254 en ubicaciones separadas curvas alrededor del árbol 252. Una pluralidad de imanes de accionamiento 260 están montados a los brazos 258 para barrer cíclicamente mediante el dispositivo de energía cinética lineal 100 y así interactuar con el pistón 110 en el dispositivo de energía cinética lineal 100 en la manera previamente descrita para generar energía eléctrica.

Haciendo ahora referencia a las figuras 17 y 18, se ilustran los sistemas de conversión de energía cinética rotacional alternativos 10', 10'' y 10''', respectivamente, donde múltiples dispositivos de conversión de energía cinética lineal 100 y dispositivos de conversión de energía cinética rotacional 200 son utilizados para capturar la energía de un fluido en movimiento.

En los sistemas de conversión de energía cinética rotacional 10' y 10", mostrados en las figuras 17 y 18, respectivamente, los dispositivos de energía cinética lineal 100 y los dispositivos de energía cinética rotacional 200 son alternados de manera que los dispositivos lineales obtienen energía de dos dispositivos rotacionales adyacentes y los dispositivos rotacionales proporcionan energía a dos dispositivos lineales adyacentes. En el sistema de conversión de energía cinética rotacional 10', los dispositivos rotacionales son coaxiales, mientras que en el sistema de conversión de energía cinética rotacional 10", los dispositivos rotacionales tienen el eje paralelo y los dispositivos lineales son copíanos con los dispositivos rotacionales. La elección entre estas orientaciones puede depender de la naturaleza y dirección del flujo de fluido y la geometría del espacio disponible para el montaje del sis ema .

En sistemas de conversión de energía cinética rotacionales 10''', como se muestra en la figura 19, cada dispositivo de energía cinética lineal 100 está colocado entre un par de dispositivos de energía cinética rotacionales 200, pero comprende un subsistema independientemente rotatorio alrededor de un árbol 280.

Por lo tanto, se apreciará que un sistema de conversión de energía puede estar configurado como una sola etapa, como se muestra en las figuras 1 a 16, múltiples etapas independientes, como se muestra en las figuras 17 y 19, o como múltiples etapas acopladas, como se muestra en la figura 18. Cuando se construye con múltiples etapas, las etapas individuales pueden compartir componentes, tal como carcasas exterior o interior o dispositivos eléctricos. Múltiples dispositivos de conversión de energía lineal de una o más etapas pueden estar conectados eléctrica o mecánicamente en paralelo o en serie o funcionar de manera independiente.

Se entenderá que la descripción anterior está destinada a ser ilustrativa y no restrictiva. Muchas configuraciones y aplicaciones diferentes a los ejemplos proporcionados serían aparentes para aquellos expertos en la técnica al momento de leer la descripción anterior.

Por ejemplo, aunque en las estructuras ejemplares antes descritas, el dispositivo de conversión de energía cinética rotacional 200 recibió energía desde un fluido en movimiento y el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100 recibió esa energía y la convirtió en energía eléctrica, los componentes del sistema de conversión de energía cinética rotacional 100 pueden ser modificados para proporcionar una categoría alternativa de entradas o salidas de energía para cualquiera de los dispositivos 100 y 200. Por ejemplo, el dispositivo de energía cinética lineal 100 podría ser energizado, de manera que el devanado toroidal 120 impulsa un pistón 110 para interactuar con los imanes de accionamiento en un armazón rotatorio a fin de impulsar un ventilador. Los dispositivos de conversión de energía 100 y 200 pueden ser utilizados alternativamente como un generador, un motor, una bomba, un compresor, un motor, o un transformador de energía eléctrica.

El movimiento relativo entre el pistón 110 y el devanado toroidal 120 puede ser causado por cualquier acción mecánica tal como una entrada de viento, hidrólisis (oleaje, corriente o energía de caída vertical) , o mecánica desde objetos en movimiento u oscilantes. Alternativamente, el dispositivo de conversión de energía puede transmitir potencia a un dispositivo o dispositivos con la capacidad de utilizar la salida eléctrica del toroide sin utilizar almacenamiento intermedio. Estos dispositivos incluyen, pero no están limitados a, motores eléctricos, celdas de combustible, dispositivos de conversión de hidrólisis, dispositivos de carga de batería, luces y elementos de calentamiento. Alternativamente, el pistón puede ser directamente desplazado por un fluido que actúa directamente sobre una cara del pistón, tal como aire o agua en movimiento, un combustible que se expande contra una cara del pistón, o un fluido que se expande o contrae en respuesta a un cambio de temperatura.

Se apreciará que el dispositivo de almacenamiento de energía antes descrito puede estar actuando en conjunto con y proporcionando una entrada, ya sea primaria o secundaria, a un sistema individualmente circuiteado tal como un panel de fusibles de casa residencial alimentados por una rejilla de energía comercial o a una rejilla de hidrólisis, nuclear, viento, solar, oleaje o cualquier otro tipo de rejilla de generación de energía eléctrica tal como se utiliza para consumo de energía pública y/o privada. El dispositivo puede ser una entidad singular o múltiples entidades combinadas como unidades en serie, paralelas o independientemente para proporcionar una salida incrementada. El dispositivo puede tener la capacidad para actuar en conjunto con un dispositivo eléctrico que tenga la capacidad de calcular y regular la energía de entrada al toroide activo de manera que se mantenga el movimiento del pistón. El dispositivo puede, actuando en conjunto con un dispositivo eléctrico con la capacidad para calcular y regular la energía de entrada al devanado toroidal activo, por ejemplo, un módulo de control electrónico con la capacidad para ser programado, leyendo señales de entrada y generando señales de salida con base en las señales de entrada de manera que el movimiento del pistón es desacelerado, detenido y revertido con energía de entrada mínima al devanado toroidal activo.

Se pueden proporcionar algoritmos de control con la capacidad para derivar la desaceleración y aceleración del pistón y calcular la energía toroidal requerida necesaria para acelerar el pistón a su velocidad requerida y generar una corriente y señal de entrada de voltaje para el devanado toroidal activo. El algoritmo de manera mínima requeriría señales de entrada consistentes del desplazamiento del pistón a tres diferentes posiciones, por ejemplo, utilizando sensores de efecto Hall, cada posición detectada está pasando el punto de desplazamiento medio del pistón a lo largo del eje longitudinal hacia un imán horizontal, calculando el tiempo entre los tres impulsos para derivar la velocidad y desaceleración para dos periodos de tiempo, calculando la tasa de desaceleración como una función de la posición del pistón, calculando el punto en el cual se detendrá el pistón, determinando la fuerza necesaria para acelerar el pistón a la velocidad inicial deseada, calculando la fuerza de devanado toroidal requerida, generando una señal de comando actual (para un voltaje fijo) y midiendo la aceleración a medida que el pistón se desplaza en la dirección opuesta a lo largo de su eje longitudinal y ajustando el nivel de potencia toroidal para mantener la velocidad objetivo del pistón requerida al medir el tiempo requerido para hacer el recorrido entre los tres puntos.

El dispositivo de conversión de energía puede estar adaptado para, en conjunto con los algoritmos de control, reducir al mínimo la energía de entrada en el devanado toroidal activo. El algoritmo de control puede mantener la siguiente relación: Ftin>Fp-FMh donde Ftin es la fuerza de devanado toroidal activa en una dirección opuesta a aquélla de la fuerza del pistón 110 proporcionada al voltaje de entrada y corriente, Fp es la fuerza del pistón, y F h es la fuerza del imán horizontal opuesta a la fuerza del pistón Fp de manera que un pistón que se desplaza a lo largo de su eje longitudinal es desacelerado a medida que se aproxima a un imán horizontal, se detiene instantáneamente y después es acelerado por el devanado toroidal 120, a una tasa predeterminada, empíricamente desarrollada por la fuerza aplicada Ftin, actuando en conjunto con la fuerza repelente de los imanes de extremo.

Actuando en conjunto con un imán de extremo, el eje longitudinal de este dispositivo, incluyendo estos imanes, puede estar orientado de 0-90 grados con relación a un plano horizontal, desplazado una distancia finita desde el punto medio vertical cuyos campos de fuerza primaria están orientados 90 grados de los imanes radiales, dichos imanes ubicados de manera que sus campos interactúan con los imanes radiales a los largo del eje vertical de los imanes radiales, en aquellas aplicaciones donde se proporciona un imán radial. Este imán o imanes pueden estar colocados ya sea internos a los imanes radiales estacionarios (tal como se ilustra) o externos a los imanes radiales estacionarios, es decir, el imán tiene un diámetro interior más grande que el diámetro exterior del imán radial estacionario utilizando una configuración de imán tipo anillo.

En la presente divulgación, un sistema de conversión de energía cinética rotacional ejemplar ha sido descrito teniendo un dispositivo de conversión de energía cinética lineal con un pistón magnético oscilatorio rodeado por un devanado toroidal que es proporcionado en una ubicación fija (desviado del eje de rotación de una rueda rotatoria que tiene un imán de accionamiento radialmente colocado de manera que, a medida que la rueda es impulsada de manera rotatoria por un fluido en movimiento, el imán cíclicamente pasa por el pistón y ocasiona que el pistón oscile, induciendo así una corriente en el devanado. La rueda puede ser, por ejemplo, una rueda rotatoria o aspas rotatorias impulsadas por agua o aire en movimiento. En otro sistema ejemplar, un par de ruedas está colocado en lados opuestos del dispositivo de conversión de energía cinética lineal, cada uno proporcionado con un imán de accionamiento o múltiples imanes para proporcionar un equilibrio de fuerzas magnéticas en el pistón a medida que rotan las ruedas. En otro sistema ejemplar todavía, se proporciona una pluralidad de imanes de accionamiento angularmente separados en una o más ruedas. En otro sistema ejemplar todavía, una pluralidad de dispositivos de conversión de energía cinética lineal están montados de manera fija en posiciones angularmente separadas con relación a una o más ruedas rotatorias para proporcionar una potencia equilibrada extraída contra la rueda o ruedas rotatorias.

De manera importante, el sistema puede ser operado de manera eficiente a escalas más pequeñas que las turbinas de viento tradicionales, volviéndolas una opción de energía importante para propietarios de casa y pequeños negocios. Además, el sistema se puede escalar para instalaciones más grandes, por ejemplo, haciendo dispositivos de energía cinética rotacional y lineal más grandes, acoplando múltiples etapas de los dispositivos cinéticos a un solo dispositivo rotacional impulsado por viento o agua, o poniendo múltiples unidades, cada una con un sistema de conversión de energía cinética en un solo poste o fuste.

Se apreciará que cada dispositivo de conversión de energía cinética lineal antes descrito tendrá un rango de velocidad óptima inherente a su diseño. Se tiene contemplado que un sistema de energía cinética rotacional pueda ser sintonizable para responder a diferentes velocidades de fluido en movimiento. Por ejemplo, el armazón rotatorio 200 que rota directamente mediante el fluido en movimiento puede estar conectado, a través de un sistema de engranaje 290 tal como una transmisión de velocidad continuamente variable, tal como se muestra en la figura 20, a un armazón o rueda secundaria 292 que rota a una velocidad óptima para la operación del dispositivo de conversión de energía cinética lineal. Los imanes de accionamiento 294 pueden estar montados a la rueda secundaria 292 de manera que el dispositivo de conversión de energía cinética lineal 100 experimenta una oscilación a una velocidad deseada. Alternativamente, las álabes pueden ser rotatorias para presentar un área de superficie más o menos efectiva para el viento a medida que cambia la velocidad del viento. De manera similar, el número y arreglo de dispositivos de conversión de energía cinética lineal asociados con una rueda de agua o molino de viento puede variar, por ejemplo, proporcionando un mecanismo para mover los dispositivos de energía cinética lineal hacia o lejos de la región del imán de accionamiento. Alternativamente, el árbol o polo que sostiene las unidades puede ser proporcionado con un sistema de regulación de velocidad, tal como un sistema de embrague o frenado para limitar su velocidad rotacional. Dichos sistemas de movimiento de embrague, giro de alabe, engranaje y/o dispositivo pueden ser automatizados e impulsados por un microprocesador y pueden estar programados ya sea para optimizar la eficiencia del sistema o para elevar al máximo la salida de potencia, dependiendo de las necesidades del propietario. El microprocesador puede ser operado a través de energía solar cuando el viento es menos que óptimo.

Alternativamente, el sistema puede estar diseñado para auto ajustarse a las condiciones del viento cambiantes. Por ejemplo, las copas o paletas pueden estar diseñadas para doblarse en respuesta a un cambio de las condiciones del viento para proporcionar una respuesta no lineal a incrementos en la velocidad del viento para reducir el efecto de las ráfagas de viento o viento excesivo. Como un ejemplo, las copas pueden mirar hacia abajo 1 a 3 o 5 grados o las superficies aerodinámicas de hélice pueden estar diseñadas para crear un ligero levantamiento de manera que cuando atrapan el viento y comienzan a girar, éstas subirán ligeramente, disminuyendo la fricción en el fondo pero no creando suficiente levantamiento de manera que se vuele. Las álabes alternativamente pueden ser diseñadas a diversos ángulos, de manera que la turbina inferior está a 1/2 grado, la siguiente a 1 grado, por arriba de eso 1.5 grados o 2 grados, etcétera de manera que, a medida que giran, cada álabe se separa de las álabes de arriba y debajo disminuyendo la fricción y disminuyendo el desgaste mientras se incrementa la velocidad.

Características mostradas o descritas en asociación con una configuración pueden ser agregadas o utilizadas alternativamente en otra configuración, incluyendo configuraciones descritas o ilustradas en la solicitud de patente provisional y la solicitud de patente del tratado de cooperación de patentes referidas anteriormente en la referencia cruzada a las solicitudes relacionadas. El alcance del dispositivo debiera ser determinado, no con referencia a la descripción anterior, sino más bien debiera ser determinado con referencia a las reivindicaciones anexas, junto con el pleno alcance de equivalentes a los cuales tienen derecho dichas reivindicaciones. Se anticipa y pretende que ocurrirán futuros desarrollos en las técnicas aquí analizadas, y que los sistemas y métodos divulgados serán incorporados en dichas configuraciones futuras. En suma, se debiera entender que el dispositivo tiene la capacidad para modificación y variación y queda limitado solamente por las siguientes reivindicaciones.

Todos los términos están destinados a recibir sus construcciones razonables más amplias y sus significados ordinarios tal como lo podrán entender aquellos expertos en la técnica a menos que aquí se haga una indicación explícita a lo contrario. En particular, el uso de los artículos del singular tales como "un" y "el", debieran ser leídos para recitar uno o más de los elementos indicados a menos que una reivindicación recite una limitación explícita a lo contrario.

Claims (23)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. - Un sistema de conversión de energía cinética rotacional para convertir entre energía cinética y energía eléctrica, el sistema de conversión de energía cinética rotacional comprende: un pistón magnético desplazable a lo largo de un primer eje longitudinal; un devanado colocado alrededor del primer eje longitudinal; y un imán de accionamiento desplazable en una trayectoria orbital alrededor de un segundo eje longitudinal para interactuar cíclicamente con el pistón magnético de manera que dicho imán de accionamiento periódicamente ejerce una fuerza sobre el pistón del imán para oscilar el pistón magnético a lo largo del primer eje longitudinal para inducir una corriente eléctrica y voltaje en el devanado, creando así energía eléctrica.

2. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende una pluralidad de dichos imanes de accionamiento, cada uno impartiendo cíclicamente una fuerza magnética sobre dicho pistón para contribuir a la oscilación de dicho pistón magnético.

3. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un par de dichos imanes de accionamiento orbitan alrededor de dicho segundo eje longitudinal en lados opuestos del pistón magnético para ejercer una fuerza equilibrada sobre el pistón magnético.

4. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer y segundo ejes longitudinales son perpendiculares y no se cruzan.

5. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende un sistema de engranaje acoplado al armazón rotatorio y un armazón secundario unido al sistema de engranaje, el imán de accionamiento se fija al armazón secundario.

6. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el pistón está ubicado radialmente hacia fuera de la trayectoria orbital del imán de accionamiento .

7. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el pistón magnético está ubicado en un plano adyacente al plano de la trayectoria orbital del imán de accionamiento.

8. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende una pluralidad de dichos pistones magnéticos, cada uno colocado en una posición angular diferente alrededor del segundo eje longitudinal.

9. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende : un dispositivo de conversión de energía cinética rotacional que comprende un armazón rotatorio impulsado por un fluido en movimiento para rotar alrededor del segundo eje longitudinal; el imán de accionamiento está fijo al armazón rotatorio; y un dispositivo de conversión de energía cinética lineal que comprende un armazón fijo que restringe el pistón magnético para oscilar a lo largo del primer eje longitudinal, el pistón magnético está contenido en el armazón fijo.

10. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el armazón rotatorio comprende un árbol colocado a lo largo del segundo eje longitudinal y una álabe unida al árbol y extendiéndose radialmente desde ahí, de manera que el armazón rotatorio puede ser impulsado rotatoriamente por la acción de un fluido en movimiento sobre la alabe.

11. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 10, carac erizado porque el armazón rotatorio comprende una rueda rotatoria fija con superficies que ofrecen resistencia al fluido en movimiento e impartiendo torsión para girar el armazón rotatorio utilizando superficies seleccionadas de entre un álabe, una copa, un aspa, una hélice, una superficie aerodinámica o cualquier variación o combinación de estas superficies.

12. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el armazón rotatorio comprende una pluralidad de superficies de resistencia al fluido.

13. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el imán de accionamiento está fijo a una superficie de resistencia al fluido.

14. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el armazón rotatorio además comprende al menos una rueda unida al árbol, la superficie de resistencia al fluido extendiéndose desde la rueda.

15. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el armazón fijo comprende una carcasa que encierra el devanado y el pistón magnético.

16. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el armazón fijo comprende un par de imanes de extremo colocados a lo largo del primer eje longitudinal adaptado para ejercer una fuerza magnética sobre el pistón magnético para limitar el desplazamiento del pistón magnético durante oscilaciones y para acelerar el pistón en la dirección opuesta.

17. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el pistón magnético comprende un componente magnético axial y un componente magnético radial .

18. - Un sistema de conversión de energía cinética rotacional para convertir entre energía cinética y energía eléctrica, el sistema de conversión de energía cinética rotacional comprende: un armazón fijo que tiene una carcasa, un pistón magnético contenido en el armazón rotatorio y que se puede desplazar a lo largo de un primer eje longitudinal, y un devanado colocado dentro de la carcasa alrededor del primer eje longitudinal; un armazón rotatorio impulsado por un fluido en movimiento para rotar alrededor de un segundo eje longitudinal perpendicular a y que no se cruza con el primer eje longitudinal; el armazón rotatorio tiene una superficie de resistencia al fluido extendiéndose radialmente desde el segundo eje longitudinal y que se puede acoplar con un fluido en movimiento para impartir energía cinética rotacional al armazón rotatorio, y un imán de accionamiento fijo en la ubicación radial para definir una trayectoria orbital alrededor de un segundo eje longitudinal a medida que rota el armazón rotatorio, el imán de accionamiento colocado para interactuar cíclicamente con el pistón magnético de manera que dicho imán de accionamiento periódicamente ejerce una fuerza sobre el pistón de imán para oscilar el pistón magnético a lo largo del primer eje longitudinal a fin de inducir una corriente eléctrica en el devanado.

19.- El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 18, que además comprende una pluralidad de dichos imanes de accionamiento, cada uno impartiendo cíclicamente una fuerza magnética sobre dicho pistón para contribuir a la oscilación de dicho pistón magnético.

20.- El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 18, que además comprende una pluralidad de dichos armazones rotatorios, cada uno colocado en una posición angular diferente alrededor del segundo eje longitudinal.

21. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 18, que además comprende un par de dichos armazones rotatorios, uno colocado en cada lado del armazón fijo.

22. - El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el armazón rotatorio comprende una rueda rotatoria fija con superficies que ofrecen resistencia al fluido en movimiento e impartiendo torsión para girar el armazón rotatorio utilizando superficies seleccionadas de entre un alabe, una copa, un aspa, una hélice, una superficie aerodinámica o cualquier variación o combinación de estas superficies.

23.- El sistema de conversión de energía cinética rotacional de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el armazón fijo además comprende un par de imanes de extremo colocados a lo largo del primer eje longitudinal adaptado para ejercer una fuerza magnética sobre el pistón magnético para limitar el desplazamiento del pistón magnético durante oscilaciones y para acelerar el pistón en la dirección opuesta.