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Title:
FLYWHEEL ENERGY STORAGE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/107934
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a motor system comprising a flywheel disposed inside a chamber that is subjected to vacuum conditions, said flywheel being provided with a set of permanent magnets. The system also comprises: an element for driving the flywheel, which is rotatably mounted outside of the chamber and provided with a first set of permanent magnets that can cause the flywheel to rotate by means of magnetic coupling with magnets of the flywheel; an electric motor for the actuation of the driving element; an element driven by the flywheel, which is rotatably mounted outside of the chamber and provided with a second set of permanent magnets that can cause the driven element to rotate by means of magnetic coupling with magnets of the flywheel, delivering harnessable mechanical energy; and means for powering the electric motor, supplied with an electric current generated by the rotational movement of the driving element and/or the driven element. In one embodiment, the mechanical energy is harnessed by an electric generator which is actuated by the driven element and can be connected to a charge.

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Inventors:
ROCA MONCADA JULIO (ES)
Application Number:
PCT/ES2014/070991
Publication Date:
July 07, 2016
Filing Date:
December 29, 2014
Export Citation:
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Assignee:
MERIT BUSINESS S L (ES)
International Classes:
H02K53/00; H02K7/02; H02K49/10
Domestic Patent References:
WO2008076972A22008-06-26
Foreign References:
US5384521A1995-01-24
EP1626190A22006-02-15
US6710489B12004-03-23
US20140062423A12014-03-06
US6710489B12004-03-23
Other References:
ANGRIST S W: "PERPETUAL MOTION MACHINES", SCIENTIFIC AMERICAN, SCIENTIFIC AMERICAN INC., NEW YORK, NY, US, vol. 218, no. 1, 1 January 1968 (1968-01-01), pages 114 - 122, XP002036811, ISSN: 0036-8733
ZOLETA J C ED - INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS: "TRIAC ALTERNATOR FLYWHEEL MOTOR (TAF-13): AN ALTERNATIVE SOURCE OF ENERGY", AEROSPACE POWER SYSTEMS. BOSTON, AUG. 4 - 9, 1991; [PROCEEDINGS OF THE INTERSOCIETY ENERGY CONVERSION ENGINEERING CONFERENCE], NEW YORK, IEEE, US, vol. 4, 4 August 1991 (1991-08-04), pages 358 - 363, XP000312831, ISBN: 978-0-89448-163-5
Attorney, Agent or Firm:
SUGRAÑES MOLINE, Pedro (ES)
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Claims:
R E I V I N D I C A C I O N E S

1 .- Un sistema (1 , 100) motor que comprende un volante de inercia (2) que se apoya con capacidad de rotación alrededor de un eje (3) imaginario dentro de una cámara (4) sometida a condiciones de vacío, caracterizado porque dicho volante de inercia (2) está provisto de un set de imanes (5) permanentes; comprendiendo además el sistema

- un elemento de conducción (6) del volante de inercia, montado giratorio en torno al mismo eje (3) imaginario y dispuesto a un lado del volante de inercia (2), fuera de la cámara (4) pero adyacente a la misma, provisto de un primer juego de imanes (7) permanentes adecuados para provocar el giro del volante de inercia (2) por acople magnético con imanes del set de imanes (5) del volante de inercia;

- un motor (8) eléctrico para el accionamiento del elemento de conducción (6) a través de una correspondiente transmisión mecánica multiplicadora (9);

- un elemento conducido (10) por el volante de inercia (2), montado giratorio en torno al mismo eje (3) imaginario y dispuesto al otro lado del volante de inercia (2), fuera de la cámara (4) pero adyacente a la misma, provisto de un segundo juego de imanes (1 1 ) permanentes adecuado para promover el giro del elemento conducido, por acople magnético con imanes del set de imanes del volante de inercia, que entrega una potencia mecánica aprovechable; y

- unos medios de alimentación (14) del motor (8) eléctrico que al menos en parte se abastecen por una corriente eléctrica generada a partir del movimiento de giro del elemento de conducción (6) o del elemento conducido (10). 2.- Un sistema (100) según la reivindicación 1 , caracterizado porque por los medios de alimentación (14) del motor (8) eléctrico comprenden un dispositivo ventilador (34), solidario de o accionado por el elemento de conducción (6) o por el elemento conducido (10), y una serie de rotores eólicos (35), acoplados a respectivos generadores eléctricos auxiliares (36), propulsados por la corriente de aire generada por el dispositivo ventilador (34).

3.- Un sistema (100) según la reivindicación anterior, caracterizado porque el dispositivo ventilador (34) comprende un ventilador axial (37), giratorio en torno al eje (3) imaginario, y porque los rotores eólicos (35) están colocados adyacentes al ventilador axial (37), en una distribución satelital alrededor del eje imaginario (3).

4.- Un sistema (100) según la reivindicación anterior, caracterizado porque los rotores eólicos (35) están cubiertos por respectivas tapas (38) provistas de al menos un canal difusor (39) cuya sección transversal es decreciente en el sentido del flujo del aire, para aumentar la presión del aire de propulsión de dichos rotores eólicos (35). 5.- Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un generador eléctrico (12), accionado por el elemento conducido (10) a través de una correspondiente transmisión mecánica (13). 6.- Un sistema (1 , 100) según la reivindicación anterior, caracterizado los medios de alimentación (14) están preparados para establecer conexión eléctrica entre el generador eléctrico (12) y el motor (8).

7. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las 2 a 6 anteriores, caracterizado porque los medios de alimentación (14) comprenden un acumulador

(40) de electricidad, conectable al motor (8) y abastecido por

- al menos uno de los generadores eléctricos auxiliares (36); o

- en su caso, por el generador eléctrico (12); o

- una combinación de ambos.

8. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el set de imanes (5) del volante de inercia (2) comprende un primer conjunto de imanes (5a), colocado en la cara (2a) del volante de inercia enfrentada al elemento conducido (10); y un segundo conjunto de imanes (5b), colocado en la cara (2b) del volante de inercia enfrentada al elemento de conducción (6), estando los imanes del primer y segundo conjuntos simétricamente dispuestos respecto de un plano de simetría (17) transversal al eje (3) imaginario.

9. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la distribución del set de imanes (5) del volante de inercia (2) y del primer y segundo juego de imanes (7, 1 1 ) de los elementos de conducción y conducido (6, 10), respectivamente, es coincidente, de tal forma que todos los imanes de los citados primer y segundo juegos de imanes (7, 1 1 ) son susceptibles de quedar en la proyección axial de los imanes del set de imanes (5) del volante de inercia (2).

10. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara (4) está delimitada por un fondo (18), una cubierta (19) y una pared lateral (20), estando dotados el fondo (18) y la cubierta (19) en sus caras internas (18a, 19a) de sendos bujes interiores (21 , 22) que proporcionan soporte radial para el volante de inercia (2) y restringen mecánicamente su desplazamiento axial.

1 1. - Un sistema (1 , 100) según la reivindicación anterior, caracterizado porque los bujes (21 , 22) están formados en sendos rehundidos (23, 24) del fondo (18) y la cubierta (19), respectivamente, y están equipados con cojinetes mecánicos (25, 26).

12. - Un sistema (1 ) según las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque el fondo (18) y la cubierta (19) están dotadas exteriormente de sendos bujes exteriores (27, 28) que proporcionan soporte radial para los ejes de giro (29, 30) de los elementos conducido y de conducción (6) y que cooperan en la restricción mecánica de su desplazamiento axial.

13. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el volante inercia (2) es simétrico respecto de un plano de simetría (17) normal al eje (3) imaginario y comprende una parte central (31 ), de forma general discoidal, y varios brazos (32) que nacen de la parte central y se extienden radialmente en cuyos extremos están soportados el set de imanes (5) permanentes, siendo el número de brazos N>2 y equidistantes angularmente.

14.- Un sistema (1 , 100) según la reivindicación anterior, caracterizado porque cada brazo (32) está dotado en su extremo de un soporte (33) preparado para portar dos series (5a, 5b) de imanes dispuestos en alineación, de los que los imanes de una serie (5b) están orientados hacia el elemento de conducción (6) y los imanes de la otra serie (5a) están orientados hacia el elemento conducido (10).

15. - Un sistema (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque la pared lateral (20) es de forma general cilindrica tubular y porque el fondo (18) y la cubierta (19) son partes originalmente separadas de la pared lateral, que están aplicadas de forma firme y estanca en las embocaduras inferior y superior (20a, 20b), respectivamente, de la pared lateral (20).

16. - Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje (3) imaginario es un eje vertical. 17.- Un sistema (1 , 100) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a

16, caracterizado porque la transmisión mecánica (13) es una transmisión mecánica reductora.

Description:
D E S C R I P C I O N "Un sistema motor" Sector técnico de la invención

La invención se refiere a un sistema motor que incorpora un elemento conducido que entrega potencia mecánica aprovechable y cuyo movimiento es promovido, en condiciones nominales de operación, por un motor eléctrico que se abastece de energía eléctrica generada por el propio sistema.

Antecedentes de la invención

Recientemente se han dado a conocer propuestas alternativas a las baterías electro-químicas para el almacenamiento y suministro de corriente eléctrica, por ejemplo a un edificio de viviendas o a aparatos eléctricos, basadas en la acumulación de energía en un volante de inercia.

Ejemplos de tales propuestas se describen en el documento de patente US 6710489, los cuales se basan en almacenar energía en un volante giratorio que se apoya en un sistema de baja fricción dentro de una cámara. Dicha cámara está generalmente bajo condiciones de vacío para reducir las pérdidas por resistencia aerodinámica del volante de inercia.

En estas propuestas, se emplea un mismo grupo motor / generador que acelera el volante de inercia y lo desacelera para la recuperación de energía cuando es requerido. Una unidad electrónica de potencia gobierna el funcionamiento del grupo motor / generador para que éste funcione en modo motor o en modo generador.

Estas propuestas están preparadas para suplir instantáneamente interrupciones de energía, o, alternativamente, para gestionar los picos de carga.

Constructivamente, estas propuestas no son demasiado satisfactorias debido a su complejidad. En las variantes descritas en US 6710489 el grupo motor / generador empleado consiste en imanes acoplados al eje de giro del volante que interaccionan magnéticamente con un estator que envuelve dicho eje de giro. El grupo motor / generador debe estar en consecuencia también dentro de la cámara en la que está alojado el volante de inercia, lo que aumenta significativamente su tamaño además de que dificulta en exceso el ensamblaje de todos los componentes del sistema. Con carácter añadido, en US 6710489 únicamente se prevé que el volante de inercia sea flotante, es decir que emplea tecnología de levitación magnética en combinación, en algunos casos, con rodamientos mecánicos. En cualquier caso, como es conocido los rodamientos magnéticos pasivos (RMPs) utilizan imanes permanentes y por lo tanto no requieren de potencia eléctrica, pero son difíciles de diseñar y las técnicas que utilizan materiales diamagnéticos se encuentran poco desarrolladas. En cuanto a los rodamientos magnéticos activos (RMAs), emplean electroimanes que requieren del suministro continuo de potencia eléctrica y un sistema de control activo para mantener estable a la carga lo que significa tener un consumo de energía permanente en el sistema que no va destinado a la carga.

Además de lo anterior, los rodamientos magnéticos por lo general requieren de un rodamiento de auxilio, emergencia o back-up en caso de falla del sistema de potencia o del sistema de control.

También es importante destacar que el empleo de un mismo grupo motor / generador no permite al sistema acelerar o contribuir al giro del volante de inercia desde el exterior a la vez que actúa el generador, es decir a la vez que el sistema produce energía eléctrica.

Es un objetivo de la invención dar a conocer una propuesta alternativa a los sistemas generadores conocidos que emplean un volante de inercia.

También es un objetivo de la invención un sistema motor, cuya potencia entregada sea adecuada para accionar un generador eléctrico, que solvente las dificultades constructivas y de operación de los sistemas conocidos.

Otro objetivo es un sistema motor con una mayor fiabilidad, una vida más larga, más bajo o ningún mantenimiento, capacidad de potencia más alta y respeto al medio ambiente.

También es un objetivo de la invención un sistema motor preparado para ejercer de fuente de energía eléctrica de forma permanente o casi permanente, que no esté únicamente preparado para asumir la carga de la instalación de forma meramente temporal o sólo para suplir instantáneamente interrupciones de energía o para gestionar los picos de carga.

Explicación de la invención

El sistema motor de la invención comprende un volante de inercia que se apoya con capacidad de rotación alrededor de un eje imaginario dentro de una cámara sometida a condiciones de vacío.

En esencia, este sistema se caracteriza porque el volante de inercia está provisto de un set de imanes permanentes y porque dicho sistema comprende además un elemento de conducción del volante de inercia, montado giratorio en torno al mismo eje imaginario y dispuesto a un lado del volante de inercia, fuera de la cámara pero adyacente a la misma, provisto de un primer juego de imanes permanentes adecuados para provocar el giro del volante de inercia por acople magnético con imanes del set de imanes del volante de inercia; un motor eléctrico para el accionamiento del elemento de conducción a través de una correspondiente transmisión mecánica multiplicadora; un elemento conducido por el volante de inercia, montado giratorio en torno al mismo eje imaginario y dispuesto al otro lado del volante de inercia, fuera de la cámara pero adyacente a la misma, provisto de un segundo juego de imanes permanentes adecuado para promover el giro del elemento conducido, por acople magnético con imanes del set de imanes del volante de inercia, que entrega una potencia mecánica aprovechable;; y unos medios de alimentación del motor eléctrico abastecidos al menos en parte con una corriente eléctrica generada a partir del movimiento de giro del elemento de conducción o del elemento conducido.

Ventajosamente, el volante de inercia monta una matriz de imanes, que giran con el volante de inercia, dispuestos en atracción axial con los imanes de un elemento conductor giratorio y con los de un elemento conducido también giratorio, de forma que la transmisión entre estos componentes giratorios se realiza sin contacto físico o acople mecánico entre ellos, lo que favorece el balance energético del sistema. Tal es así, que en condiciones nominales de funcionamiento, el sistema está preparado para que una fracción de la energía eléctrica empleada para alimentar el motor eléctrico sea generada a partir del giro del elemento de conducción y/o conducido del propio sistema motor.

En el contexto de la presente invención, cuando se refiere a energía eléctrica generada a partir del giro del elemento conducido y/o de conducción se incluye energía eléctrica generada tanto directa como indirectamente a partir del giro de estos componentes. Eso es, se incluye por ejemplo energía eléctrica generada por un generador eléctrico acoplado con el elemento conducido, vía una transmisión mecánica elegida; pero también la energía eléctrica generada a partir de un fenómeno físico que se desencadena a partir del movimiento de uno cualquiera del elemento de conducción y/o conducido, como se ejemplifica más adelante.

En una variante de la invención, el sistema motor comprende un generador eléctrico accionado por el elemento conducido a través de una correspondiente transmisión mecánica, siendo la transmisión mecánica que vincula el elemento conducido y el generador eléctrico preferiblemente una transmisión mecánica reductora.

La multiplicación y la reducción de la velocidad angular conseguida mediante las transmisiones mecánicas reductora y multiplicadora permiten que el volante de inercia sea capaz de almacenar mayor energía cinética y que, por lo tanto, tenga más capacidad para contrarrestar las fluctuaciones de velocidad del conjunto del sistema. En una variante de la invención, los medios de alimentación del motor eléctrico comprenden un dispositivo ventilador, solidario de o accionado por el elemento de conducción, y una serie de rotores eólicos, acoplados a respectivos generadores eléctricos auxiliares, propulsados por la corriente de aire generada por el dispositivo ventilador. En esta variante, los medios de alimentación se abastecen pues a partir de una corriente eléctrica obtenida del aprovechamiento del viento que genera el giro del elemento de conducción.

Según una forma de realización, el dispositivo ventilador comprende un ventilador axial, giratorio en torno al eje imaginario, y los rotores eólicos están colocados adyacentes al ventilador axial, en una distribución satelital alrededor del eje imaginario.

En una forma de realización, los rotores eólicos están cubiertos por respectivas tapas provistas de al menos un canal difusor cuya sección transversal es decreciente en el sentido del flujo del aire, para aumentar la presión del aire de propulsión de dichos rotores eólicos.

La invención contempla que alternativa o simultáneamente los medios de alimentación estén también eléctricamente conectados, en su caso, al generador eléctrico. Por lo tanto, en una variante de la invención los medios de alimentación están preparados para establecer conexión eléctrica entre el generador eléctrico y el motor. En cualquier caso, la invención prevé que los medios de alimentación comprendan al menos un acumulador de electricidad, conectable al motor y abastecido por al menos uno de los generadores eléctricos auxiliares y/o el generador eléctrico. Una vez que se ha puesto en marcha el sistema motor y funciona a régimen nominal, el sistema se autoalimenta por el potencial generador en la salida del generador eléctrico o en los generadores auxiliares.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, en una variante constructiva el set de imanes del volante de inercia comprende un primer conjunto de imanes, colocado en la cara del volante de inercia enfrentada al elemento conducido; y un segundo conjunto de imanes, colocado en la cara del volante de inercia enfrentada al elemento de conducción, estando los imanes del primer y segundo conjuntos simétricamente dispuestos respecto de un plano de simetría transversal al eje. En una forma preferida, la distribución del set de imanes del volante de inercia y del primer y segundo juego de imanes de los elementos de conducción y conducido, respectivamente, es coincidente, de tal forma que todos los imanes de los citados primer y segundo juegos de imanes son susceptibles de quedar en la proyección axial de los imanes del set de imanes del volante de inercia.

Según otra característica de una forma de realización, la cámara está delimitada por un fondo, una cubierta y una pared lateral, estando dotados el fondo y la cubierta en sus caras internas de sendos bujes interiores que proporcionan soporte para el volante de inercia y restringen mecánicamente su desplazamiento axial y radial.

En una variante, los bujes están formados en sendos rehundidos del fondo y la cubierta, respectivamente, y están equipados con cojinetes mecánicos.

En una variante, el fondo y la cubierta de la cámara están dotados exteriormente de sendos bujes exteriores que proporcionan soporte radial para los ejes de giro de los elementos conducido y de conducción y que cooperan en la restricción mecánica de su desplazamiento axial.

Preferiblemente, el volante de inercia es simétrico respecto de un plano de simetría normal al eje imaginario y comprende una parte central, de forma general discoidal, y varios brazos que nacen de la parte central y se extienden radialmente en cuyos extremos están soportados el set de imanes permanentes, siendo el número de brazos N>1 y equidistantes angularmente.

En una variante, cada brazo está dotado en su extremo de un soporte preparado para portar dos series de imanes dispuestos en alineación, de los que los imanes de una serie están enfrentados al elemento de conducción y los imanes de la otra serie están enfrentados al elemento conducido.

Para garantizar el sello estanco de la cámara, se prevé que la pared lateral sea de forma general cilindrica tubular y que el fondo y la cubierta sean partes originalmente separadas de la pared lateral, que están aplicadas de forma firme y estanca en las embocaduras inferior y superior, respectivamente, de la pared lateral. En una realización preferida, el eje imaginario es un eje vertical.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 , es una vista parcial esquemática en perspectiva de un sistema motor según la invención;

La Fig. 2, es una vista esquemática lateral del sistema motor según la Fig.

1 ;

La Fig. 3, es una vista en sección de la cámara y del volante de inercia del sistema motor de las Figs. 1 y 2;

La Fig. 4, es una vista esquemática y en perspectiva de la cubierta y la pared lateral de la cámara del sistema motor;

La Fig. 5, es una vista esquemática en planta de un volante de inercia de un sistema motor de acuerdo con la invención;

Las Figs. 6a y 6b, son sendas vistas según el plano de corte BB de la Fig. 5 de dos formas de realización para un volante de inercia de un sistema motor según la invención;

La Fig. 7, es una vista parcial esquemática en perspectiva de otro sistema motor según la invención;

La Fig. 8, es una vista parcialmente seccionada del dispositivo ventilador del sistema motor de la Fig. 7;

La Fig. 9, es una vista en planta de una tapa de un rotor eólico del sistema motor según la Fig. 7;

La Fig. 10, es una vista en sección longitudinal de un rotor eólico del sistema motor según la Fig. 7;

La Fig. 1 1 , es una vista en perspectiva del juego de palas del rotor eólico de la Fig. 10;

La Fig. 12, es una vista lateral del sistema motor de la Fig. 7; y

La Fig. 13, es un esquema eléctrico aplicable al sistema de la Fig. 7, en concreto para implementar los medios de alimentación del motor eléctrico. Descripción detallada de una forma de realización

Las Figs. 1 y 2 muestran de forma esquemática un sistema 1 motor de acuerdo con una variante de la invención. El sistema 1 motor representado a título de ejemplo comprende un motor

8 eléctrico (ver Fig. 2) asincrono de corriente continua, monofásico, de 1.5 kW preparado para transmitir a un eje de salida 8a una velocidad de 1 .500 rpm.

El eje de salida 8a está mecánicamente acoplado a través de la transmisión mecánica multiplicadora 9 a un elemento de conducción 6, giratorio en torno a un eje 3 imaginario, orientado vertical. Esta transmisión mecánica multiplicadora 9 transmite al eje de giro 30, del que es solidario el citado elemento de conducción 6, una velocidad de giro que dobla la del eje de salida 8a del motor 8 eléctrico, consiguiendo pues que el elemento de conducción 6 gire a una velocidad angular notablemente superior que el eje de salida 8a del motor 8.

La transmisión multiplicadora 9 puede ser por ejemplo por engranajes o por poleas, o de otro tipo que se seleccionará en función de la relación multiplicadora que se desee aplicar, que puede venir condicionada por la potencia y/o velocidad de giro del motor 8 en cada caso.

En el sistema 1 de ejemplo, el citado elemento de conducción 6 está provisto de un primer juego de imanes 7 permanentes, representados esquemáticamente en la Fig. 2, orientados hacia arriba, cuya función es la promover, por acople magnético, el giro de un volante de inercia 2, tal y como se explica más adelante.

Este volante de inercia 2, de acero en el ejemplo, se apoya con capacidad de rotación alrededor del mismo eje imaginario 3 dentro de la cámara 4 sometida a condiciones de vacío. La invención contempla no obstante que la cámara 4 encierre una atmósfera de baja resistencia como alternativa para la reducción de la resistencia aerodinámica del volante de inercia 2, tal como atmósferas de Helio en lugar del vacío, aunque darían lugar de forma indeseada a una mayor pérdida de arrastre. En cualquier caso, el volante de inercia 2 está provisto de un set de imanes 5 permanentes cuya disposición es correspondiente con el primer juego de imanes 7 del elemento de conducción 6, de forma que el giro de este elemento de conducción 6 provoca el giro del volante de inercia 2 por acople magnético entre imanes del set de imanes 5 del volante de inercia 2 y el citado primer juego de imanes 7 del elemento de conducción 6. En la Fig. 2, se muestra como el elemento de conducción 6 está separado de la cámara 4, aunque está dispuesto en la inmediación de la citada cámara 4, justo por debajo de la misma, de forma que imanes del set de imanes 5 del citado volante de inercia 2 se someten a la influencia del primer juego de imanes 7 del elemento de conducción 6.

El sistema 1 comprende un elemento conducido 10, que de forma análoga al elemento de conducción 6 está también montado giratorio en torno al eje 3 imaginario.

Este elemento conducido 10 está provisto de un segundo juego de imanes 1 1 permanentes, representados esquemáticamente en la Fig. 2, cuya disposición es correspondiente con imanes del set de imanes 5 del volante de inercia y que en consecuencia se ven sometidos a la influencia de éstos, de forma que el giro del volante de inercia 2 promueve el giro del elemento conducido 10 por acople magnético entre imanes del set de imanes 5 del volante de inercia 2 y el segundo juego de imanes 1 1 del elemento conducido 10. En la Fig. 2, se muestra como el elemento conducido 10 está separado de la cámara 4, aunque está dispuesto en la inmediación de la citada cámara 4, justo por encima de la misma, de forma que el primer juego de imanes 1 1 del elemento conducido 10 se somete a la influencia de imanes del set de imanes 5 del volante de inercia 2.

En el sistema 1 de ejemplo, la potencia mecánica entregada por el elemento conducido 10 se aprovecha para la generación de energía eléctrica por acople mecánico entre el citado elemento conducido 10 y un generador de eléctrico 12.

En efecto, el elemento de conducción 10 es solidario de un eje de giro 29 acoplado mecánicamente a un generador eléctrico 12 a través de la transmisión mecánica reductora 13, cuyo propósito en el ejemplo es el de transmitir al eje de entrada 12a del generador eléctrico 12 una velocidad de giro que se corresponde al valor de la mitad de la del eje de giro 29 del elemento conducido 10. La invención contempla seleccionar el tipo y la relación de transmisión que aplica en este caso la transmisión mecánica 13 reductora en función de las prestaciones del sistema o de la carga.

La Fig. 3 ilustra una solución constructiva de interés para el conjunto de la cámara 4 y el volante de inercia 2.

En este ejemplo, la cámara 4 está delimitada por un fondo 18, una cubierta 19 y una pared lateral 20, preferentemente de material Aluminio. La invención contempla además que la superficie interior de la cámara 4 esté dotada de un recubrimiento en negro, para capturar la energía calorífica irradiada por el roce mecánico entre las partes móviles del conjunto, energía calorífica que será evacuada por conducción al exterior gracias a las propiedades conductoras del Aluminio. Se trata pues de dotar a la cámara 4 de una buena capacidad para disipar al exterior el calor generado en su interior.

La Fig. 3 muestra también que el fondo 18 y la cubierta 19 están dotados en sus caras internas 18a, 19a de sendos rehundidos 24, 23 que determinan respectivos bujes interiores 22, 21 que proporcionan soporte radial para el volante de inercia 2 y restringen mecánicamente su desplazamiento axial. En el ejemplo, el volante de inercia 2 comprende sendas prolongaciones axiales 2c a cada lado que apoyan en los bujes interiores 22 y 21 . Estas prolongaciones 2c pueden estar formadas de una sola pieza con el cuerpo del volante de inercia 2 o pueden ser partes originalmente separadas del cuerpo del volante de inercia 2 que se han solidarizado al mismo.

En el ejemplo de la Fig. 3, los bujes interiores 21 , 22 están equipados con cojinetes mecánicos 25, tales como cojinetes de bolas o con rodamientos de rodillos cónicos. Estos cojinetes pueden ser lubricados con grasa, aceite o más preferiblemente con un lubricante seco tal como disulfuro de molibdeno para evitar la contaminación del vacío en la cámara 4

La Fig. 3 también muestra que el fondo 18 y la cubierta 19 están dotadas exteriormente de sendos rehundidos axialmente alineados con los rehundidos 24, 23 interiores que determinan sendos bujes exteriores 27, 28 que proporcionan soporte radial para los ejes de giro 29, 30 de los elementos conducido 10 y de conducción 6 y que cooperan en la restricción mecánica de su desplazamiento axial. Análogamente a los bujes 21 , 22, los bujes exteriores 27, 28 están equipados con cojinetes mecánicos.

En la Fig. 4 se ha ilustrado un detalle del acople entre la cubierta 19 y la pared lateral 20 de la cámara 4. En concreto la Fig. 4 muestra que en la embocadura de la pared lateral 20 está formado un asiento 20a o ranura destinados a recibir una junta, tal como una junta tórica 20b (ver Fig. 3), que coopera para garantizar el cierre en forma estanca de la cubierta 19 a la pared lateral 20. Aunque no venga representado, la embocadura inferior 20b de la pared lateral 20 está también provista de los mismos medios para garantizar el acople en forma estanca del fondo 18.

La Fig. 5 muestra en planta un volante de inercia 2 según una forma de realización como la que se muestra en la Fig. 3. En este ejemplo el volante inercia 2, que es simétrico respecto de un plano de simetría 17 normal al eje 3 imaginario (ver Fig. 3), comprende una parte central 31 de forma general discoidal y tres brazos 32 que nacen de la parte central 31 y que se extienden radialmente, siendo estos brazos 32 equidistantes angularmente, luego dispuestos a 120° entre sí.

Cada brazo 32 está dotado en su extremo de un soporte 33 preparado para portar varios imanes 5, alineados en el ejemplo.

Las Figs. 6a y 6b muestran dos alternativas para este volante de inercia 2. En concreto, en el ejemplo de la Fig. 6a el volante de inercia 2 comprende un primer conjunto 5a de imanes y un segundo conjunto 5b de imanes, estando los imanes del primer conjunto 5a orientados hacia arriba para arrastrar el elemento conducido 10 y los imanes del segundo conjunto 5b orientados hacia abajo para someterse a la influencia del elemento de conducción 6. Constructivamente, cada soporte 33 está provisto en el ejemplo de cinco cavidades en cada una de sus caras superior e inferior para el ensamble de correspondientes imanes.

En el ejemplo de la Fig. 6b, el volante de inercia 2 comprende un set de imanes 5 cada uno de los cuales asoma por las caras superior e inferior del soporte 33 asociado del volante de inercia 2, estando destinados los extremos que asoman por la cara superior para arrastrar el elemento conducido 10 y los extremos que asoman por la cara inferior para someterse a la influencia del elemento de conducción 6. Constructivamente, cada soporte 33 está provisto en el ejemplo de orificios pasantes para el ensamble de correspondientes imanes 5, en el ejemplo en número de cinco imanes. En cualquier caso, en el sistema 1 de ejemplo la distribución del set de imanes 5 del volante de inercia 2 y del primer y segundo juego de imanes 7, 1 1 de los elementos de conducción y conducido 6, 10, respectivamente, es coincidente, de tal forma que todos los imanes de los citados primer y segundo juegos de imanes 7, 1 1 son susceptibles de quedar en la proyección axial de los imanes del set de imanes 5 del volante de inercia 2.

En la variante ilustrada a título de ejemplo, los imanes del primer y segundo juegos 7 y 1 1 así como los imanes 5 del volante de inercia en cualquiera de sus dos versiones mostradas en las Figs. 6a o 6b, presentan en planta forma circular. La superficie de contacto de los imanes es de 20 mm de diámetro y hay un total de sesenta en la versión de la Fig. 6a: quince en el elemento de conducción 6; treinta entre los que forman el grupo inferior y superior 6a y 6b del volante de inercia; y quince en el elemento conducido 10. En una forma de realización los imanes permanentes se seleccionan de material neodimio. Tal y como muestran la Figs. 1 y 2, en el ejemplo tanto el elemento conducido 10 como el elemento de conducción 6 presentan, de forma análoga al volante de inercia 2, una parte central y tres brazos que se extienden radialmente desde esta parte central y en cuyos extremos se soportan los correspondientes imanes. En planta, la forma de los elementos de conducción y conducido 6 y 10 será coincidente con la del volante de inercia 2.

Las Fig. 7 y 12 muestran sendas vistas parcial en perspectiva y lateral completa de un sistema 100 motor de acuerdo con otra forma de realización de la invención.

En esencia, este sistema 100 se diferenciaría del sistema 1 en que los medios de alimentación 14 del motor eléctrico 8 (no mostrados en la Fig. 7) comprenden un dispositivo ventilador 34, solidario del elemento de conducción 6, y una serie de rotores eólicos 35, acoplados a respectivos generadores eléctricos auxiliares 36, que son propulsados por la corriente de aire generada por el dispositivo ventilador 34. En concreto, en el sistema 100 de ejemplo el dispositivo ventilador 34 comprende, como ilustra la Fig. 8, un ventilador axial 37, giratorio en torno al eje 3 y siete rotores eólicos 35 que están colocados adyacentes al ventilador axial 37, en una distribución satelital alrededor del eje 3, que reciben el flujo o la corriente de aire impulsado por el ventilador axial 37. En este ejemplo se emplearían micro- rotores eléctricos cada uno acoplado a un generador eléctrico auxiliar 36 con una potencia de salida de 600 W.

Con el propósito de aumentar la presión del aire, y con ello mejorar la eficiencia de producción de energía eléctrica, tal y como muestra la Fig. 9, los rotores eólicos 35 están cubiertos por respectivas tapas 38 provistas en el ejemplo de un canal difusor 39 cuya sección transversal es decreciente en el sentido del flujo del aire, para aumentar así la presión del aire de propulsión de dichos rotores eólicos 35. Alternativamente, se prevé disponer de una tapa o cubierta común para los rotores eólicos, provista de una pluralidad de canales difusores en número y ubicación acorde con el de los rotores eólicos.

El sistema 100 es particularmente apto para incorporar un acumulador 40 de electricidad, con una o un conjunto de baterías eléctricas, conectable al motor 8 mediante un inversor 44 para suministrar por ejemplo la energía eléctrica necesaria al motor 8 para la maniobra de arranque del sistema 100, como muestra la Fig. 13.

En un ejemplo de puesta en práctica, la energía eléctrica generada por dos de los generadores eléctricos auxiliares 36 se emplearía para la recarga del acumulador 40. El equipo eléctrico utilizado a tal efecto podría emplear sendos rectificadores 41 y un regulador de carga 42.

Por otro lado, la energía eléctrica generada por los cinco generadores eléctricos auxiliares 36 restantes se emplearía para alimentar directamente al motor 8 eléctrico. El equipo eléctrico utilizado a tal efecto podría emplear sendos rectificadores 41 , un inversor- convertidor 43 y un variador de frecuencia 45, todo ello como se ilustra de forma esquemática en la Fig. 13. El esquema de la citada Fig. 13 puede ser de aplicación para el sistema

100 que emplea un motor 8 que en condiciones nominales transmite al eje de salida 8a una velocidad de 1 .500 rpm a una potencia de 1.500 W.

El acumulador 40 consistiría en una batería de 12V y capacidad de 220 Ah que procuraría el arranque del sistema 100, es decir la aceleración del volante de inercia 2 por mediación del elemento de conducción 6. A tal efecto, se incorpora al sistema 100 el inversor 44 y un variador de frecuencia que integra un convertidor de fase preparado para hacer la conversión de continua a trifásica 220 V para alimentar el motor 8 durante la maniobra de arranque durante la cual el motor precisará una potencia aproximada de 1.600 W.

Finalizada la maniobra de arranque, girando el motor a 1.500 rpm el elemento conducido 6 gira a 3.000 rpm y a su vez el volante de inercia 2 girará a la misma velocidad. En estas condiciones, los generadores eléctricos auxiliares 36 asociados a los rotores eólicos 35 generarán una corriente eléctrica trifásica de 12V, pudiendo suministrar una potencia de 600 W, que será empleada para alimentar el acumulador 40 y el motor 8, como muestra la Fig. 13. Con carácter simultáneo, el generador eléctrico 12 acoplado al elemento conducido 10, a través de la correspondiente transmisión mecánica reductora 13, generará una potencia eléctrica de aproximadamente 5.700 W a total disposición de una o varias cargas o al menos parcialmente también a disposición del motor 8 eléctrico si la demanda de energía queda por debajo de un umbral predeterminado.