ES1071210U - Dispositivo productor de energia. - Google Patents

Abstract

1. Dispositivo productor de energía, que estando previsto para conseguir una energía de salida aprovechable para el accionamiento de un motor eléctrico o cualquier otro tipo de máquina, se caracteriza porque se constituye a partir de una unidad productora de energía que comprende un cilindro (1) contenedor de un fluido de baja temperatura crítica y un émbolo (2) desplazable, capaz de impulsar el fluido hacia unos conductos (3) sometidos a un enfriamiento para licuar el fluido o hacia unos conductos (4) sometidos a un calentamiento para gasificar dicho fluido; habiéndose previsto que los conductos (3) y (4) estén, a través de sus salidas, asociados a una membrana elástica (6), a través de la cual es desplazado un pistón (9) de accionamiento de un sistema de tracción que está asociado a un eje de giro (10) susceptible de recibir el acoplamiento de un motor eléctrico o aparato similar para su funcionamiento. 2. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro (1) es de acero y presenta sus fondos o extremos materializados en cobre, como partes fría (1'''') y caliente (1''''''''), respectivamente; habiéndose previsto en el interior de dicho cilindro (1) una pareja de tubos de cobre (15) con una leve separación entre ellos, determinando la pared interna por la que es deslizante el émbolo (2) que es de hierro macizo o material similar, de ligera mayor longitud que la mitad del propio cilindro y dotado externamente de una capa aislante (2'''') de naturaleza antiadherente y fácilmente deslizante. 3. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comprende, al menos, una pareja de unidades productoras de energía, con desplazamiento alternativo de emergencia y retraimiento de los correspondientes pistones (9) de accionamiento del sistema de tracción. 4. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el fluido utilizado en los cilindros (1) es de baja temperaturacrítica, inferior a 100°C. 5. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 4, caracterizado porque el fluido utilizado en los cilindros (1) es preferentemente CO{sub,2}. 6. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los conductos (3) y (4) establecidos en una zona de enfriamiento y una zona de calentamiento, así como los tramos de conducto dirigidos hacia la membrana elástica, incorporan respectivas válvulas de apertura y cierre (5). 7. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de tracción para el giro del eje (10) de accionamiento de un aparato eléctrico similar, está constituido por correas sinfín (11) montadas entre poleas (12-13), siendo dichas correas (11) portadoras de topes (14) para empuje secuencial y alternativo de los pistones (9) accionables a partir de las membranas elásticas (6); estando el conjunto de poleas (13) montado en el eje (10) cuyo giro lleva consigo elfuncionamiento del aparato eléctrico o similar acoplable al mismo.

Description

Dispositivo productor de energía.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo productor de energía, el cual ha sido concebido y realizado para obtener un trabajo mecánico a partir de la generación de presión de un fluido al variar la temperatura de éste.

El objeto de la invención es aprovechar la presión generada por un fluido al sobrepasar éste su temperatura crítica, y conseguir el giro de un eje para mover, con el acoplamiento mecánico necesario, un motor eléctrico o cualquier otra máquina, partiendo como fuente de energía del calentamiento de un fluido de baja temperatura crítica.

Antecedentes de la invención

Entre las propiedades que definen un fluido se encuentra la denominada temperatura crítica, la cual se caracteriza porque por encima de ella no puede existir el estado líquido, sino solamente puede existir el estado o fase gaseosa.

Por tal motivo, si se dispone en un depósito lleno de un fluido líquido y se le hace sobrepasar su temperatura crítica a volumen constante, se produce el cambio de líquido a gas multiplicando la presión del fluido.

Por consiguiente, si se utiliza un fluido cuya temperatura crítica sea muy baja, como es el caso del CO_{2}, cuya temperatura crítica son 31,1ºC, con muy poco aumento de temperatura se puede obtener un incremento de presión elevado, pudiendo transformar dicho incremento de presión en trabajo.

Ese sistema está contemplado en la Patente de Invención española nº 500786, en donde la presión se utilizaba para mover un motor hidráulico.

No obstante, el problema de dicho motor es que la potencia o el trabajo que pudiera realizar quedaba limitado a la tolerancia de los motores hidráulicos, es decir, a la presión que pudieran soportar dichos motores.

Descripción de la invención

El dispositivo objeto de la invención está previsto para mejorar las prestaciones y aprovechar de un modo óptimo la presión generada por un fluido en estado líquido al sobrepasar la temperatura crítica del mismo, a volumen constante.

El dispositivo en cuestión se constituye a partir de cilindro contenedor de un fluido en estado líquido de baja temperatura crítica, concretamente por debajo de los 100ºC, en cuyo interior se desplaza un émbolo capaz de impulsar el fluido hacia unos conductos establecidos en zonas sometidas a un calentamiento o hacia unos conductos situados en zonas sometidas a un enfriamiento, a través de respectivas válvulas para permitir el impulso hacia uno u otro de los conductos.

El cilindro contenedor del fluido en estado líquido está materializado en acero e incluye dos fondos de cobre, uno que corresponde al extremo considerado como la zona fría y otro que corresponde al extremo considerado como la zona caliente, cuyos dos fondos de cobre reciben lógicamente el calor y el frío.

Sobre el interior del cilindro de acero referido y de los fondos del mismo arrancan dos tubos de cobre que quedan ligeramente separados entre sí en correspondencia con el centro, constituyendo ambos tubos de cobre la pared interior del propio cilindro.

Por su parte, el émbolo desplazable y materializado en hierro macizo u otro material similar, tiene una longitud ligeramente superior a la mitad del cilindro y está recubierto de una capa aislante, antiadherente y fácilmente deslizante.

Por lo tanto, cuando el citado émbolo está situado en correspondencia con la parte caliente, el fluido estará en la parte fría, siendo ese fluido líquido. Ahora bien si ese émbolo se desplaza hacia la parte fría, el fluido es empujado para pasar por el conducto situado en la zona caliente multiplicando así la presión, todo ello de manera tal que cuando el émbolo vuelve a la parte caliente del cilindro de acero, el fluido que ha trabajado y el que había en el cilindro, volverán por el conducto de la zona fría a la parte fría del cilindro.

Es decir, cuando el fluido es impulsado hacia los conductos calentados, se produce la gasificación de aquél, al superarse la temperatura crítica del mismo, con el correspondiente aumento de presión, aprovechándose ésta para su aplicación sobre una membrana elástica mediante la que se lleva a cabo, a través de la impulsión de aceite hidráulico, el desplazamiento de un pistón aprovechable para mover un sistema de tracción capaz de accionar en giro a un eje aprovechable para el funcionamiento de un motor eléctrico u otro aparato o máquina cuya fuerza de trabajo sea requerido en cualquier momento o de forma constante.

El sistema de tracción puede estar constituido, por ejemplo, mediante una cinta sinfín montada entre una pareja de poleas, de manera que en una de las poleas va montado un eje que es el que se hará girar. La correa está dotada de elementos de tope sobre los que secuencial y alternativamente ejercerá empuje el pistón accionado a partir de la respectiva membrana.

En el dispositivo o productor de energía se montarán al menos dos unidades productoras de energía como la referida, montándose por parejas para que los desplazamientos de los pistones sean alternativos, es decir que cuando uno emerge, el de la unidad contigua se retrae, para poder llevar a cabo el desplazamiento de la cinta sinfín y por lo tanto el giro del eje en el que estén montadas las poleas de las distintas parejas de unidades productoras de energía.

De esta manera y a partir inicialmente de un fluido en estado líquido de baja temperatura crítica, con posibilidad de hacerlo pasar por un sistema de calentamiento y por un sistema de enfriamiento, se puede conseguir el giro de un eje sobre el que se puede acoplar un aparato eléctrico para su funcionamiento, utilizando unos medios hidráulicos y/o mecánicos simples, de bajo coste y mantenimiento en su conjunto, y de probada eficacia en su función.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, un juego de dibujos en base a los cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas del dispositivo productor de energía objeto de la invención.

Figura 1.- Muestra una vista en sección de una de las unidades productoras de energía que participan en el dispositivo objeto de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo de la invención, comprendiendo dos o más unidades productoras de energía.

Figura 3.- Muestra una vista en sección del cilindro contenedor del fluido de baja temperatura crítica, con el émbolo en su interior y su conexión con los conductos sometidos a enfriamiento y/o calentamiento.

Realización preferente de la invención

Como se puede ver en las figuras referidas, el dispositivo de la invención comprende un cilindro (1) contenedor de un fluido de baja temperatura crítica, como puede ser CO_{2}, en cuyo cilindro (1) es desplazable axialmente en ambos sentidos un émbolo (2) cuyo diámetro se corresponderá con el diámetro de la pared interna del cilindro (1), siendo además de un material aislante, antiadherente y fácilmente deslizante.

Como ya se ha dicho, el cilindro (1) es de acero y sus extremos o fondos (1') y (1'') corresponden a la parte fría y a la parte caliente, respectivamente, de manera que esos extremos o fondos (1') y (1'') reciben frío y calor respectivamente.

En el interior del cilindro (1) van dispuestos dos tubos de cobre (15) con una ligera separación (15') como se ve en el detalle ampliado de la figura 3ª, constituyendo esos tubos de cobre (15) la pared interna del propio cilindro (1).

Por su parte, el émbolo (2), materializado en hierro macizo u otro material apropiado, presenta una longitud ligeramente superior a la mitad de la longitud del propio cilindro (1), estando dicho émbolo (2) dotado externamente de una envolvente o capa (2') que es de naturaleza aislante, antiadherente y de fácil deslizamiento para conseguir un óptimo desplazamiento de dicho émbolo (2) en el interior del cilindro (1) ó mejor dicho en el interior de los tubos (15) que forman la pared interior del propio cilindro (1).

En tales circunstancias, cuando el émbolo (2) está desplazado hacia el extremo o parte caliente (1''), el fluido ocupa el resto, es decir ocupa la zona fría y se encuentra en estado líquido, mientras que si el émbolo (2) se desplaza hacia la zona fría (1'), el fluido es empujado a través del conducto (4), discurriendo por la zona caliente y multiplicando su presión. Cuando el émbolo (2) se desplaza hacia la parte opuesta, es decir, hacia la zona caliente o extremo (1'') del cilindro (1), el fluido que ha trabajado y el que había en el cilindro volverán por el tubo de la zona fría (3) a la parte fría (1') del cilindro (1).

Es decir, del cilindro 1 salen conductos (3) y (4), en los que se han previsto correspondientes válvulas (5), de manera que los conductos (3) discurren por la zona sometida a enfriamiento para licuar el fluido que sale del cilindro (1) y el fluido que viene de un cilindro (7) cuando se produce el desplazamiento correspondiente del émbolo (2), mientras que los conductos (4) discurren por una zona sometida a calentamiento para gasificar el fluido comentado, todo ello de manera tal que a través de otras válvulas (5) similares a las anteriormente referidas, los conductos (3) y (4) están relacionados con una membrana elástica (6) que cuando recibe la presión elevada tras la gasificación del fluido, lleva consigo la impulsión de aceite hidráulico, por ejemplo, establecido en el cilindro (7), conectado a través de un conducto (8), desplazando así a un pistón (9) que le hace emerger hacia el exterior del comentado cilindro (7), como consecuencia del empuje de la membrana (6) sobre el aceite que está contenido en el cilindro (7).

El desplazamiento del émbolo (2) puede llevarse a cabo por cualquier sistema apropiado, al igual que la forma de calentamiento o enfriamiento de los tubos (3) y (4), ya que lo importante es que en cualquier caso lo que se consigue es la fuerza necesaria para conseguir una energía aplicable, a través del pistón (9), a un sistema de tracción capaz de accionar en giro a un eje (10).

El sistema de tracción está constituido por una correa (11) montada entre una pareja de poleas (12) y (13), siendo ésta última sobre la que está montado el eje de giro (10), estando la correa (11) dotada de topes 14 sobre los que incidirá el pistón (9), llevando a cabo en el desplazamiento de emergencia de éste el empuje y correspondiente desplazamiento de la correa (11), y por lo tanto el giro de las poleas (12) y (13) y con ello el giro del eje (10).

En el dispositivo productor de energía según la invención, participarán una, dos o más parejas de unidades como la referida, de manera que los desplazamientos de emergencia y retraimiento de los pistones (9) de cada pareja de unidades será alternativo, debido a que en un caso la membrana (6) actuará impulsando el pistón (9) y en otro caso la membrana (6) hará que el fluido gas pase por el conducto frío (3) y se licúe pasando a la parte fría del cilindro (5).

Claims (7)

1. Dispositivo productor de energía, que estando previsto para conseguir una energía de salida aprovechable para el accionamiento de un motor eléctrico o cualquier otro tipo de máquina, se caracteriza porque se constituye a partir de una unidad productora de energía que comprende un cilindro (1) contenedor de un fluido de baja temperatura crítica y un émbolo (2) desplazable, capaz de impulsar el fluido hacia unos conductos (3) sometidos a un enfriamiento para licuar el fluido o hacia unos conductos (4) sometidos a un calentamiento para gasificar dicho fluido; habiéndose previsto que los conductos (3) y (4) estén, a través de sus salidas, asociados a una membrana elástica (6), a través de la cual es desplazado un pistón (9) de accionamiento de un sistema de tracción que está asociado a un eje de giro (10) susceptible de recibir el acoplamiento de un motor eléctrico o aparato similar para su funcionamiento.

2. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro (1) es de acero y presenta sus fondos o extremos materializados en cobre, como partes fría (1') y caliente (1''), respectivamente; habiéndose previsto en el interior de dicho cilindro (1) una pareja de tubos de cobre (15) con una leve separación entre ellos, determinando la pared interna por la que es deslizante el émbolo (2) que es de hierro macizo o material similar, de ligera mayor longitud que la mitad del propio cilindro y dotado externamente de una capa aislante (2') de naturaleza antiadherente y fácilmente deslizante.

3. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comprende, al menos, una pareja de unidades productoras de energía, con desplazamiento alternativo de emergencia y retraimiento de los correspondientes pistones (9) de accionamiento del sistema de tracción.

4. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el fluido utilizado en los cilindros (1) es de baja temperatura crítica, inferior a 100ºC.

5. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 4, caracterizado porque el fluido utilizado en los cilindros (1) es preferentemente CO_{2}.

6. Dispositivo productor de energía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los conductos (3) y (4) establecidos en una zona de enfriamiento y una zona de calentamiento, así como los tramos de conducto dirigidos hacia la membrana elástica, incorporan respectivas válvulas de apertura y cierre (5).

7. Dispositivo productor de energía, según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de tracción para el giro del eje (10) de accionamiento de un aparato eléctrico similar, está constituido por correas sinfín (11) montadas entre poleas (12-13), siendo dichas correas (11) portadoras de topes (14) para empuje secuencial y alternativo de los pistones (9) accionables a partir de las membranas elásticas (6); estando el conjunto de poleas (13) montado en el eje (10) cuyo giro lleva consigo el funcionamiento del aparato eléctrico o similar acoplable al mismo.