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Title:
ELECTRICITY GENERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/028528
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electricity generator (1) comprising movable magnets (2), induction coils (3), a fixed magnet (4) having first poles (40, 41), and a reinforcing magnet (5) of the fixed magnet (4), wherein the movable magnets (2) are opposedly arranged on either side of the fixed magnet (4) and move from a rest position (100) distanced from the fixed magnet (4) to a near position (102) close to the fixed magnet (4), thus defining a linear excursion area (101) in which the moveable magnets (2) pass though the coils (3). The generator also comprises an immobilising element (6) for immobilising at least one of the moveable magnets (2), wherein the coils (3) are used to generate electricity induced by the movement of the movable magnets (2) therein. Lastly, the generator further comprises springs (7) for returning to the rest position (100), which are attached to the movable magnets (2).

Inventors:
VILLANUEVA SERRANO ERNESTO (ES)
Application Number:
PCT/ES2023/070445
Publication Date:
February 08, 2024
Filing Date:
July 12, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VILLANUEVA SERRANO ERNESTO (ES)
International Classes:
H02K53/00; H02N11/00
Foreign References:
US3879622A1975-04-22
CN103983371A2014-08-13
CN2657274Y2004-11-17
Attorney, Agent or Firm:
LOPEZ CAMBA, Maria Emilia (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 .-Generador (1 ) de electricidad, del tipo que comprenden ¡manes móviles (2) respecto al seno de bobinas (3) inducidas; caracterizado por que comprende:

-un imán fijo (4),

-un imán de refuerzo (5) del imán fijo (4),

-los ¡manes móviles (2), que se encuentran dispuestos periféricamente respecto al imán fijo (4), con su polo contrario respectivo orientado hacia el polo correspondiente del imán fijo (4), y que comprenden una posición de reposo (100) alejada del imán fijo (4) y una zona de excursión (101 ) lineal que abarca desde la posición de reposo (100) a una posición de proximidad (102) al imán fijo (4),

-un elemento inmovilizador (6) de, al menos, uno de los ¡manes móviles (2) en su posición de proximidad (102) al imán fijo (4),

-las bobinas (3) inducidas, que se encuentran ubicadas en la zona de excursión (101 ) de los ¡manes móviles (2) y dispuestas transversalmente al movimiento de los ¡manes móviles (2), y

-unos resortes (7) recuperadores de la posición de reposo (100), fijados a los ¡manes móviles (2).

2. -Generador (1 ) de electricidad según reivindicación 1 , donde el imán fijo (4) y los ¡manes móviles (2) son permanentes.

3,-Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el imán de refuerzo (5) comprende un imán permanente rotativo con polos laterales (50, 51 ) respecto a su eje de giro (53); siendo el imán fijo (4) hueco con sus polos (40, 41 ) dispuestos lateralmente y encontrándose el imán de refuerzo (5) dispuesto en el hueco (44) interior del imán fijo (4); encontrándose los primeros polos (40, 41 ) del imán fijo dispuestos lateralmente respecto al eje de giro (53) del imán de refuerzo (5).

4. -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el imán de refuerzo (5) comprende un electroimán alimentado por una fuente de alimentación (55).

5,-Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el imán fijo (4) comprende un electroimán suministrado con una intensidad de alimentación menor; y el imán de refuerzo comprende el mismo electroimán del imán fijo (4), pero suministrado con una intensidad de alimentación mayor.

6,-Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos topes (8) delimitadores de la posición de proximidad (102) al imán fijo (4).

7, -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento inmovilizador (6) comprende un retenedor asociado a un sincronizador (60) de actuación.

8,-Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los resortes (7) recuperadores se encuentran dispuestos por la parte de cada imán móvil (2) opuesta al imán fijo (4).

REIVINDICACIONES MODIFICADAS recibidas por la oficina Internacional el 28 November 2023 (28.11.2023)

1. -Generador (1 ) de electricidad, del tipo que comprenden ¡manes móviles (2) respecto al seno de bobinas (3) inducidas; caracterizado por que comprende:

-un imán fijo (4), con unos primeros polos (40, 41 ) que se encuentran orientados hacia zonas diferentes,

-un imán de refuerzo (5) del imán fijo (4), que está dispuesto en un hueco (44) interior del imán fijo (4),

-los ¡manes móviles (2), que se encuentran dispuestos periféricamente respecto al imán fijo (4) de manera que sus polos quedan enfrentados a los primeros polos (40,41 ) del imán fijo (4), con su polo contrario respectivo orientado hacia el polo correspondiente del imán fijo (4), y que comprenden una posición de reposo (100) alejada del imán fijo (4) y una zona de excursión (101 ) lineal que abarca desde la posición de reposo (100) a una posición de proximidad (102) al imán fijo (4),

-un elemento inmovilizador (6) de, al menos, uno de los ¡manes móviles (2) en su posición de proximidad (102) al imán fijo (4), está asociado a un sincronizador de actuación,

-las bobinas (3) inducidas, que se encuentran ubicadas en la zona de excursión (101 ) de los ¡manes móviles (2) y dispuestas transversalmente al movimiento de los ¡manes móviles (2), y

-unos resortes (7) recuperadores de la posición de reposo (100), fijados a los ¡manes móviles (2),

- unos topes (8) delimitadores de la posición de proximidad (102) al imán fijo (4).

Donde el imán de refuerzo (5) comprende un imán permanente rotativo con polos laterales (50, 51 ) respecto a su eje de giro (53); siendo el imán fijo (4) hueco con sus polos (40, 41 ) dispuestos lateralmente y encontrándose el imán de refuerzo (5) dispuesto en el hueco (44) interior del imán fijo (4); encontrándose los primeros polos (40, 41 ) del imán fijo dispuestos lateralmente respecto al eje de giro (53) del imán de refuerzo (5),

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HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19)

2. -Generador (1 ) de electricidad según reivindicación 1 , donde el imán fijo (4) y los ¡manes móviles (2) son permanentes.

3. -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el imán de refuerzo (5) comprende un electroimán alimentado por una fuente de alimentación (55).

4. -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el imán fijo (4) comprende un electroimán suministrado con una intensidad de alimentación menor; y el imán de refuerzo comprende el mismo electroimán del imán fijo (4), pero suministrado con una intensidad de alimentación mayor.

5. -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento inmovilizador (6) comprende un retenedor asociado a un sincronizador (60) de actuación.

6. -Generador (1 ) de electricidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los resortes (7) recuperadores se encuentran dispuestos por la parte de cada imán móvil (2) opuesta al imán fijo (4).

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19)

Description:
GENERADOR DE ELECTRICIDAD

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un generador de electricidad, que aprovecha las deformaciones de las líneas de fuerza que se dan entre ¡manes próximos y la fuerza de recuperación lineal de unos resortes para optimizar la generación de energía.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen diversos generadores de electricidad, que comprenden ¡manes móviles respecto al seno de bobinas inducidas ya que es conocido que, en una espira o bobinado cerrado en el cual varía el flujo magnético, se induce una fuerza electromotriz proporcional a la variación temporal del flujo.

Esto es aprovechado por diversas máquinas eléctricas, normalmente rotativas, ya sean síncronas o asincronas, siendo conocidos los generadores rotativos.

Sin embargo, el balance de potencias siempre resulta en una pérdida de energía entre la energía mecánica que se suministra al movimiento del generador y la energía eléctrica efectiva obtenida, fruto de diversas pérdidas: rozamientos, calor, entrehierro.. Estas pérdidas vienen a ser minimizadas mediante el generador de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El generador de electricidad de la invención es del tipo que comprenden ¡manes móviles respecto al seno de bobinas inducidas, y de acuerdo con la invención comprende:

-un imán fijo, con unos primeros polos que se encuentran orientados hacia zonas diferentes, -un imán de refuerzo del imán fijo,

-los ¡manes móviles, que se encuentran dispuestos periféricamente respecto al imán fijo, con su polo contrario respectivo (el opuesto al del imán fijo orientado al imán móvil concreto) orientado hacia el polo correspondiente del imán fijo, y que además comprenden una posición de reposo alejada del imán fijo y una zona de excursión lineal que abarca desde la posición de reposo a una posición de proximidad al imán fijo,

-un elemento inmovilizador de, al menos, uno de los ¡manes móviles en su posición de proximidad al imán fijo,

-las bobinas inducidas, que se encuentran ubicadas en la zona de excursión de los ¡manes móviles y dispuestas transversalmente al movimiento de los ¡manes móviles, para generar electricidad inducida por el movimiento lineal de vaivén de los ¡manes móviles en su seno, y

-unos resortes recuperadores de la posición de reposo, fijados a los ¡manes móviles.

El movimiento de aproximación y separación de los ¡manes móviles al imán fijo, por la acción del imán de refuerzo, en el seno de las bobinas inducidas, es el responsable de la generación eléctrica, con una desincronización del movimiento de retomo de los ¡manes móviles por la acción del elemento inmovilizador que deforma las líneas de fuerza y permite el retomo de uno de los ¡manes móviles a la posición de reposo con mayor energía cinética, y con mejor rendimiento.

Por tanto, se obtienen dos ventajas:

- por un lado, se produce una deformación en el campo magnético del imán fijo cuando queda inmovilizado uno de los ¡manes móviles y cesa la actuación del imán de refuerzo, de forma que sus líneas de fuerza son atraídas con mayor afinidad por el imán móvil inmovilizado, “secuestrando las mismas” y alejándolas del otro imán móvil que al quedar libre y cesar la acción del imán de refuerzo, retoma con mayor velocidad a su posición de reposo por la acción lineal del resorte recuperador, y se obtiene un plus de generación en la bobina inducida correspondiente que compensa otras pérdidas, mientras que el otro imán móvil al ser liberado retoma a la posición de reposo por la acción de su resorte y genera también electricidad. -por otro lado, al ser un generador no rotativo, donde los movimientos de los ¡manes móviles se encuentran gobernados por el magnetismo y por resortes, se minimizan o eliminan las pérdidas por rozamiento, y

Esto es, las deformaciones de las líneas de campo magnético del imán fijo, causadas por ciclos de atracción y repulsión, generan un plus de energía aprovechable para transformar en electricidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las figuras 1 a 9 muestran sendas vistas del generador de la invención en sucesivas fases de su ciclo de funcionamiento.

La figura 10 muestra un detalle de una vahante de realización del imán fijo y de su imán de refuerzo.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PRÁCTICA DE LA INVENCIÓN

El generador (1 ) de electricidad de la invención es del tipo que comprenden ¡manes móviles (2) respecto al seno de bobinas (3) inducidas, y de acuerdo con la invención comprende:

-un imán fijo (4), con unos primeros polos (40, 41 ) que se encuentran orientados hacia zonas diferentes,

-un imán de refuerzo (5) del imán fijo (4),

-los ¡manes móviles (2), que se encuentran dispuestos periféricamente respecto al imán fijo (4), con su polo contrario respectivo orientado hacia el polo correspondiente del imán fijo (4), y que comprenden una posición de reposo (100) alejada del imán fijo (4) y una zona de excursión (101 ) lineal que abarca desde la posición de reposo (100) a una posición de proximidad (102) al imán fijo (4),

-un elemento inmovilizador (6) de, al menos, uno de los ¡manes móviles (2) en su posición de proximidad (102) al imán fijo (4), -las bobinas (3) inducidas, que se encuentran ubicadas en la zona de excursión (101 ) de los ¡manes móviles (2) y dispuestas transversalmente al movimiento de los ¡manes móviles (2), para generar electricidad inducida por el movimiento de los ¡manes móviles en su seno, y

-unos resortes (7) recuperadores de la posición de reposo (100), fijados a los ¡manes móviles (2).

En la variante preferente de la invención, el imán fijo (4) y los ¡manes móviles (2) son permanentes, aunque también podrían ser electroimanes, si bien esto aumenta las pérdidas.

Una vahante de realización para el imán de refuerzo (5), mostrada en sección transversal en la figura 10, comprende que el imán de refuerzo comprenda un imán permanente rotativo (por la acción de un motor, no representado, por ejemplo) con polos laterales (50, 51 ) respecto a su eje de giro (53), siendo además, el imán fijo (4) hueco, con sus polos (40, 41 ) dispuestos lateralmente; y encontrándose el imán de refuerzo (5) dispuesto en el hueco (44) interior del imán fijo (4); encontrándose los primeros polos (40, 41 ) del imán fijo dispuestos lateralmente respecto al eje de giro (53) del imán de refuerzo (5). Esto ocasiona fases de coincidencia entre los polos del mismo signo del imán fijo (4) y del imán de refuerzo, donde efectivamente se produce el refuerzo magnético necesario para atraer a los ¡manes móviles 5 (2), y fases contrarias donde se anula este efecto, incluso totalmente, lo que favorece el retomo de los ¡manes móviles (2) una vez liberados.

En otra vahante de la invención, mostrada en las figs., 1 a 6, el imán de refuerzo (5) comprende un electroimán alimentado por una fuente de alimentación (55). Opcionalmente, también el imán fijo (4) puede comprender un electroimán suministrado con una intensidad de alimentación menor, y el imán de refuerzo comprender el mismo electroimán del imán fijo (4), pero suministrado con una intensidad de alimentación mayor. Esta variante no se representa en las figuras.

Además, se ha previsto la disposición de unos topes (8) delimitadores de la posición de proximidad (102) al imán fijo (4), delimitando la posición óptima donde se obtenga el mejor rendimiento, ya que una aproximación excesiva al imán fijo podría dificultar o ralentizar el retomo a las posiciones de reposo de los ¡manes móviles (2).

En este ejemplo preferente, el elemento inmovilizador (6) comprende un retenedor asociado a un sincronizador (60) de actuación (un microprocesador u un mecanismo accionado por el movimiento del otro imán móvil), que en cualquier caso tendrán un consumo energético mínimo.

Además, se prefiere que los resortes (7) recuperadores se encuentren dispuestos por la parte de cada imán móvil (2) opuesta al imán fijo (4), para no interferir con los campos magnéticos entre imán fijo e ¡manes móviles.

La generación de energía mediante este generador (1 ) de electricidad de ¡manes móviles (2) respecto al seno de bobinas (3) inducidas comprendería:

-disponer, respecto de un imán fijo (4), unos ¡manes móviles (2) enfrentados a los polos (40, 41 ) del imán fijo (4) con sus polos contrarios, y que se encuentran en una posición de reposo (100) alejada del imán fijo por la acción de unos resortes (7), como se ve en fig. 1 , donde se muestran además el primer campo magnético (400) del imán fijo (4) y los segundos campos magnéticos (200) de los ¡manes móviles (2),

-reforzar la atracción de los ¡manes móviles (2) al imán fijo (4) por medio de un imán de refuerzo (5) del imán fijo (4), donde el imán de refuerzo (5) aumenta las líneas de fuerza de los polos (40, 41 ) del imán fijo (4) para generar un movimiento de aproximación de los ¡manes móviles (2) desde su posición de reposo (100) donde están en equilibrio por la acción de los resortes (7) frente al campo magnético inicial del imán fijo, como se ve en fig. 2, donde aparece el tercer campo magnético (500) resultante del primer campo magnético (400) del imán fijo (4) sumado a la acción del imán de refuerzo (5),

-recuperar energía eléctrica del movimiento de los ¡manes móviles (2) hacia el imán fijo (4) al ser atraídos por el tercer campo magnético (500), hacia una posición de proximidad (102) al imán fijo (4) discurriendo los ¡manes móviles (2) por una zona de excursión (101 ) que pasa por el seno de sendas bobinas (3) inducidas, como se ve en la fig. 3, -bloquear uno de los ¡manes móviles (2) en su posición de proximidad (102) al imán fijo (4) por la acción de un elemento inmovilizador (6), como se ve en la fig. 4, -desactivar el imán de refuerzo (5) para provocar el retorno del imán móvil (2) no bloqueado a la posición de reposo por la acción del resorte (7) correspondiente, pasando por el seno de su bobina (3) inducida a mayor velocidad de retomo y con mayor generación de electricidad inducida en la bobina (3) inducida correspondiente, al quedar las líneas de fuerza del primer campo magnético (400) deformadas o “secuestradas “con debilitamiento por la posición más próxima del imán móvil (2) contrario retenido por el elemento inmovilizador (6), como se ve en la fig. 5, y en la fig.

6 donde el imán móvil liberado pasa a través de su bobina (3) a mayor velocidad y ya no existe el tercer campo magnético (500) al desactivarse el imán de refuerzo (5), sino solamente el primer campo magnético (400) desviado o secuestrado hacia el imán móvil (2) bloqueado,

-liberar el elemento inmovilizador (6) una vez que el primer imán móvil (2) ha alcanzado la posición de reposo (100), generando en la bobina (3) inducida del segundo imán móvil (2) la energía correspondiente a la recuperación efectuada por el resorte (7) correspondiente, como se ve en las figs. 7 y 8, y -reiniciar el ciclo, retornando a la posición inicial, como se ve en la fig. 9.

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.