PT107115B

PT107115B - DEVICE FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY

Info

Publication number: PT107115B
Application number: PT107115A
Authority: PT
Inventors: José Lidio Hipoteca Barros Da Rocha; Vasco Alberto Varela Pinto Martins Ferreira; Manuel José Lopes De Campos Costa
Original assignee: Ambisig Ambiente E Sist S De Informação Geográfica Lda; Mota Engil Engenharia E Construção S A
Priority date: 2013-08-11
Filing date: 2013-08-11
Publication date: 2015-08-14
Also published as: PT107115A

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UM DISPOSITIVO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA A PARTIR DA ENERGIA CINÉTICA DO COMBOIO ATRAVÉS DE UM SISTEMA MECÂNICO ACCIONADO PELA PASSAGEM DO COMBOIO SOBRE O DISPOSITIVO. A ENERGIA ELÉCTRICA ASSIM GERADA SERÁ SUFICIENTE PARA ALIMENTAR SISTEMAS DE SEGURANÇA E SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIOS POSSIBILITANDO DESTA FORMA A SUA INSTALAÇÃO EM LOCAIS ONDE NÃO EXISTA REDE ELÉCTRICA.The present invention relates to a device for the generation of electrical energy from the kinetic energy of the train through a mechanical system driven by the passage of the train over the device. THE GENERATED ELECTRIC ENERGY WILL BE SUFFICIENT TO FEED RAIL SYSTEMS AND SAFETY AND POSSIBILITATING THEIR INSTALLATION IN PLACES WHERE THERE IS NO ELECTRICITY.

Description

Gerador de energia eléctrica para ferroviasRail Power Generator

A presente invenção refere-se a um dispositivo para geração de energia elétrica a partir da energia cinética do comboio através de um sistema mecânico acionado pela passagem do comboio sobre o dispositivo. A energia elétrica assim gerada será suficiente para alimentar sistemas de segurança e sinalização ferroviários, possibilitando desta forma a sua instalação em locais onde não exista rede elétrica.The present invention relates to a device for generating electrical energy from the kinetic energy of the train through a mechanical system driven by the passage of the train over the device. The electricity generated in this way will be sufficient to supply rail safety and signaling systems, thus enabling its installation in places where there is no electrical network.

O dispositivo gera energia elétrica a partir da energia cinética do comboio através de um sistema mecânico acionado pela passagem do comboio sobre o dispositivo. O dispositivo é fixado à base do carril (1). Este sistema é constituído por um rodízio de contacto com o verdugo da roda (2), que à passagem do comboio sofre um movimento linear descendente imposto pelo verdugo da roda. Este movimento linear do rodízio é transformado em movimento rotacional alternado pelo conversor de movimento que tem por base uma biela e uma manivela (4). A força aplicada no rodízio pela passagem da roda é limitada pelo limitador de binário por atrito (6). A energia do movimento rotacional imposto em regime impulsivo é armazenada na roda de inércia (8). A conversão do movimento linear de compressão do rodízio num movimento de rotação unidirecional da roda de inércia é implementado por um conjunto de rodas livres e engrenagens (7). Depois da passagem da roda do comboio pelo dispositivo, a energia rotacional da roda de inércia é convertida em energia elétrica pelo alternador (9). Para que a energia elétrica gerada pelo dispositivo possa ser armazenada numa bateria (12), é utilizado um módulo eletrónico constituído por um ultracondensador (10) e um conversor DC/DC (11). Este módulo permite armazenar instantaneamente no ultracondensador, a energia elétrica produzida à passagem das várias rodas de um comboio, e efetuar posteriormente a sua transferência de uma forma mais lenta para uma bateria.The device generates electrical energy from the kinetic energy of the train through a mechanical system driven by the train passing over the device. The device is fixed to the rail base (1). This system consists of a caster of contact with the wheel flange (2), which on passing the train undergoes a linear downward movement imposed by the wheel flange. This linear movement of the caster is transformed into alternating rotational motion by the motion converter based on a connecting rod and a crank (4). The force applied to the caster by passing the wheel is limited by the frictional torque limiter (6). The energy of impulsive rotational motion is stored in the inertia wheel (8). The conversion of the linear compression movement of the caster into a one-way rotation motion of the inertia wheel is implemented by a set of freewheels and gears (7). After the train wheel passes through the device, the rotational energy of the inertia wheel is converted into electrical energy by the alternator (9). In order for the electrical energy generated by the device to be stored in a battery (12), an electronic module consisting of an ultra-capacitor (10) and a DC / DC converter (11) is used. This module allows you to instantly store in the ultra-condenser the electrical energy produced by passing several wheels of a train, and then transfer them more slowly to a battery.

De forma a aumentar o rendimento, o sistema transforma parte da energia associada ao movimento do verdugo da roda do comboio na sua passagem sobre este dispositivo, em energia elástica de deformação de uma mola (5). A energia elástica de deformação da mola é transformada em energia cinética angular de uma roda de inércia durante a recuperação da sua deformação e após a passagem da roda do comboio. O movimento de recuperação é limitado por um conjunto de batentes elásticos (3) que amortecem o impacto no fim da extensão da mola. Este movimento é transformado em movimento rotacional alternado pelo conversor de movimento que tem por base uma biela e uma manivela (4). A força gerada pela mola é limitada pelo limitador de binário por atrito (6). A energia do movimento rotacional imposto em regime impulsivo é armazenada na roda de inércia (8). A conversão do movimento linear de descompressão da mola num movimento de rotação unidirecional da roda de inércia é implementado por um conjunto de rodas livres e engrenagens (7). Seguidamente, a energia rotacional da roda de inércia é convertida em energia elétrica pelo alternador (9). Para que a energia elétrica gerada pelo dispositivo possa ser armazenada numa bateria (12), é utilizado um módulo eletrónico constituído por um ultracondensador (10) e um conversor DC/DC (11). Este módulo permite armazenar instantaneamente no ultracondensador a energia elétrica produzida à passagem das várias rodas de um comboio, e efetuar posteriormente a sua transferência de uma forma mais lenta para uma bateria.In order to increase performance, the system transforms part of the energy associated with the movement of the train wheel flange in its passage over this device into spring-creeping elastic energy (5). The elastic strain energy of the spring is transformed into angular kinetic energy of an inertia wheel during recovery of its deformation and after the passing of the train wheel. The recovery movement is limited by a set of elastic stops (3) that cushion the impact at the end of the spring extension. This movement is transformed into alternating rotational motion by the motion converter based on a connecting rod and a crank (4). The force generated by the spring is limited by the frictional torque limiter (6). The energy of impulsive rotational motion is stored in the inertia wheel (8). The conversion of the linear decompression movement of the spring to a one-way rotation motion of the inertia wheel is implemented by a set of freewheels and gears (7). Thereafter, the rotational energy of the inertia wheel is converted into electrical energy by the alternator (9). In order for the electrical energy generated by the device to be stored in a battery (12), an electronic module consisting of an ultra-capacitor (10) and a DC / DC converter (11) is used. This module allows you to instantly store in the ultra-condenser the electrical energy produced by passing the various wheels of a train, and then transfer them more slowly to a battery.

Lisboa, 7 de agosto de 2015Lisbon, 7th August 2015

Claims

1- Device for the generation of electric energy from the kinetic energy of the train, characterized by a mechanical system, which transforms the linear movement of the train wheel flange to the passage over the device (2), in rotation movement through the connecting rod mechanism. crank (4) and which is transmitted to an electric alternator (9) via a freewheel system (7) associated with a spring (5) which is pressed during the passage of the train wheel over the device and during In its recovery phase, it transforms the elastic energy of deformation into rotational motion which is also transmitted to the alternator and an inertia wheel (8) interleaved between the mechanical system of transformation of linear motion into rotational motion, which allows temporary storage under the kinetic form of rotation energy the energy that is transmitted to the device on an impulsive basis by passing the train wheel.

Apparatus for generating electric energy according to the preceding claim, characterized in that it has the ability to store instantaneously, in an electronic module consisting of an ultra-capacitor (10), the electrical energy generated by the rotation of the alternator, associated with a high amperage and produced in a short time.

Power generation device according to any one of the preceding claims, characterized in that it has an electronics module (11) associated with a battery (12) constituting an autonomous power source system.