Dispositivo transformador de energía

La presente invención se refiere a un dispositivo convertidor de energía que transforma energía cinética, suministrada por una fuente de energía de funcionamiento irregular como un aerogenerador, en energía térmica para almacenamiento.

Estado de la técnica

En el estado de la técnica son conocidos disposiciones que transforman energía cinética, procedente de aerogeneradores, en energía térmica para producir energía eléctrica mediante un generador de energía eléctrica.

Sumario

La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante un dispositivo transformador de energía cinética en energía térmica tal como es definido en las reivindicaciones.

El dispositivo transformador comprende un eje de rotación configurado para acoplase mecánicamente por el extremo distal del eje de rotación a una fuente de energía de funcionamiento irregular, y por el extremo próxima! de! eje de rotación a un cilindro anular interior dispuesto en el interior de un cilindro concéntrico hueco estático; el cilindro anular y el cilindro concéntrico están adaptados para ser dispuestos dentro de un recipiente cerrado estanco; el recipiente cerrado está configurado para ser rellenado con un fluido primario en fase líquida que ocupa todos los espacios libres existentes entre el recipiente, cilindro concéntrico y cilindro anular, de manera que la energía cinética de giro del cilindro anular interior se transforma en energía calórica, o calor, a través de la fricción interna del fluido primario distribuido entre la superficie interior del cilindro concéntrico y la superficie exterior del cilindro anular.

El recipiente cerrado está aislado exteriormente para evitar fugas de calor.

El fluido primario, en fase líquida con un punto de ebullición elevado igual y/o superior al punto de ebullición del agua, está adaptado para recibir una sustancia añadida para modificar las propiedades termofísicas tai como punto de fusión o ebullición aumentando la capacidad de absorción del calor generado por el dentro del fluido primario en fase líquida. El fluido primario puede ser del tipo agua, aceite, aceite mineral, aceite vegetal, elementos químicos en fase líquida tal como sodio, potasio o similares.

El cilindro anular interior es concéntrico al cilindro concéntrico hueco estático de manera que ambos cilindros están dispuestos en forma de una disposición rotor-estator.

Una pluralidad de primeras nervaduras están adaptadas para ser distribuidas uniformemente sobre la superficie exterior del cilindro anular, en posición paralela al eje de rotación, en posición distinta a paralela al eje de rotación tal como inclinada, según una hélice de revolución o similar.

Una pluralidad de segundas nervaduras están adaptadas para ser distribuidas uniformemente sobre la superficie interior del cilindro concéntrico, en posición paralela al eje de rotación, en posición distinta a paralela al eje de rotación tai como inclinada, según una hélice de revolución o similar.

El número de primeras nervaduras pueden ser igual o distinta al número de segundas nervaduras.

Breve descripción de las figuras

Una explicación más detallada se da en la descripción que sigue y que se basa en las figuras adjuntas:

La figura 1 muestra en una vista en alzado una sección del dispositivo transformador de energía cinética en energía térmica.

Descripción

En relación con la figura 1 que muestra un dispositivo transformador de energía cinética en energía térmica; comprendiendo un eje 5 de rotación que se acopla mecánicamente, por el extremo distal del mismo eje 5 de rotación, a una fuente de energía de funcionamiento irregular tal como un aerogenerador, y por el extremo próxima! del mismo eje 5 de rotación, a un cilindro anular 3 interior dispuesto en el interior de un cilindro concéntrico 2 hueco estático.

Un recipiente 1 cerrado estanco aloja en su interior el cilindro anular 3 y el cilindro concéntrico 2 y, además, el recipiente 1 cerrado esta rellenado con un fluido primario, de manera que la energía cinética de giro del cilindro anular 3 interior se transforma en energía calórica por la fricción interna del fluido primario distribuido entre la superficie interior del cilindro concéntrico 2 y la superficie exterior del cilindro anular 3. El cilindro anular 3 tiene distribuidas uniformemente por la superficie exterior una pluralidad de primeras nervaduras. Análogamente, el cilindro concéntrico 2 tiene distribuidas uniformemente por la superficie interior una pluralidad de segundas nervaduras.

Las primeras nervaduras están dispuestas en posición paralela al eje de rotación, en posición distinta a paralela ai eje de rotación tal como inclinada, según una hélice de revolución o similar.

Similarmente, las segundas nervaduras están dispuestas en, en posición paralela al eje de rotación, en posición distinta a paralela ai eje de rotación tai como inclinada, según una hélice de revolución o similar.

El número de primeras nervaduras puede ser igual o distinto del número de segundas nervaduras de manera que durante la rotación del cilindro anular 3 en el interior del cilindro concéntrico 2 no existe contacto físico entre las primeras y segundas nervaduras.

El cilindro anular 3 interior es concéntrico al cilindro concéntrico 2 hueco estático de manera que ambos cilindros 2, 3 están dispuestos en forma de una disposición rotor- estator.

El recipiente 1 cerrado estanco está aislado exteriormente para evitar fugas de calor generado dentro del fluido primario por el movimiento de rotación del cilindro anular 3.

Cuando el cilindro anular 3 rota en el interior del cilindro concéntrico 2, el fluido primario 4 existente entre ambas caras enfrentadas de los dos cilindros 2, 3 se produce unas turbulencias que generan una disipación viscosa de la energía cinética procedente del eje 5, transformándose en energía térmica, por lo que se incrementa la temperatura del fluido primario 4, mientras gira el cilindro interior 3. El resultado es que el fluido primario 5 se va calentando de forma global por convección en su propio seno, a partir de la zona de turbulencias en la interfaz entre de ambos cilindros 2,3.

Consecuentemente, el fluido primario en fase líquida ocupa todos los espacios libres existentes dentro del recipiente 1 cerrado, entre el cilindro concéntrico 2 y el cilindro anular 3.

El fluido primario en fase líquida tiene un punto de ebullición igual y/o superior al punto de ebullición al del agua. El fluido primario en fase líquida está adaptado para recibir una sustancia añadida que modifica las propiedades termofísicas del mismo fluido primario tal como punto de fusión o ebullición aumentando la capacidad de absorción del calor generado por el dentro del fluido primario en fase líquida.

El fluido primario en fase líquida puede ser del tipo agua, aceite, aceite mineral, aceite vegetal, elementos químicos en fase líquida tai como sodio, potasio o similares.

La elevación de la temperatura del fluido primario 4 puede ser transferida a un dispositivo intercambiador de calor exterior ai recipiente 1 cerrado; transfiriendo calor del fluido primario 4 a un fluido secundario del dispositivo intercambiador, con el objeto de generar agua caliente sanitaria y/o calefacción, o también como foco caliente para activación de un motor Stirling, o una turbina mediante un ciclo Brayton. Para ello se hace circular el fluido primario 4 desde el recipiente 1 cerrado hacia el dispositivo intercambiador por medio de un circuito hidráulico donde entrega entalpia desde el fluido primario más caliene hacia el fluido secundario más frío retornando después, el fluido primario enfriado al recipiente 1 cerrado para ser de nuevo calentado.

La fuente de energía de funcionamiento irregular puede ser del tipo aerogenerador, molino hidáulico, de tracción animal o mecánica. El eje de rotación 5 puede estar dispuesto de manera horizontal o vertical.