MX2010002024A - Micro generador de energia electrica, acoplado magneticamente. - Google Patents
Micro generador de energia electrica, acoplado magneticamente.Info
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Abstract
La presente invención se relaciona con un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, donde el motor neumático es propulsado mediante la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., diseñado para ser intrínsicamente seguro, con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional, para ser usado en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión", Clasificados como Clase 1, División 2, Grupo A, B C y D, de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU, y que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido. AI respecto, es importante mencionar que: La presión asociada al fluido propulsor puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2 La implementación del acoplamiento magnético garantiza que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico; y El fluido utilizado como medio propulsor no se consume, es regresado a su proceso original, proporcionando un proceso sustentable e intrínsicamente seguro.
Description
MICRO GENERADOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA,
ACOPLADO MAG NÉTICAMENTE
DESCRIPCIÓN
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, para ser usado en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión", Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU (NEC, por sus siglas en inglés National Electrical Code), y que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En las diferentes industrias existe la necesidad de obtener energía alternativa: neumática, eléctrica, mecánica, térmica, etc.; pero la mayoría de ellas no se ha aplicado a industrias de alto riesgo.
En Instalaciones remotas, consideradas de alto riesgo, existe la necesidad de energía eléctrica, la cual se satisface normalmente mediante sistemas fotovoltaicos, generadores de combustión o Micro Turbinas con acoplamiento Mecánico; teniendo como posibles sitios de aplicación Instalaciones costa fuera, trampa de diablos,
patines de medición, corredores de ductos, pozos petroleros en áreas remotas, entre otros.
A continuación se describen algunos inconvenientes tecnológicos de los principales sistemas de generación de energía eléctrica alternativos empleados:
Sistemas Fotovoltaicos:
1. Requiere de grandes áreas de generación instantánea,
2. Su eficiencia depende del tiempo de radiación solar de lo cual estará en función del meridiano en que se encuentre,
3. Necesidad de mantenimiento preventivo debido a su exposición directa al medio ambiente, y
4. Susceptibles a robos en instalaciones remotas o áreas no tripuladas.
Generadores por Combustión:
1. Producto no ecológico debido al consumo de carburantes,
2. Mayor riesgo de explosión debido a la posibilidad de generación de chispa por estar asociada la parte de propulsión con la parte de generación,
3. Costo elevado de Mantenimiento,
4. Supervisión constante para recarga de combustible y revisión del generador, y
5. Costo elevado del combustible utilizado.
Micro Turbinas:
1. El gas propulsor se mezcla con la turbina y el sistema eléctrico, incrementando el riesgo de corrosión e ignición al devanado eléctrico,
2. No se adaptan a las variantes de campo, se requieren presiones y flujos específicos para las condiciones de diseño,
3. Trabaja a altas revoluciones arriba de 9,000 rpm, generando mayor desgaste entre las piezas en movimiento, y
4. Se requiere de un flujo de gas considerable para poder llevar la turbina a tan altas revoluciones, lo que significa un consumo mayor de gas.
Con finalidad de evitar y superar los inconvenientes tecnológicos de los sistemas de generación de energía eléctrica alternativos mencionados, la presente invención proporciona un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, donde el motor neumático es propulsado mediante la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., diseñado para ser intrínsicamente seguro y que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido.
Es decir, el Micro Generador de la presente invención utiliza la presión asociada a un fluido como medio propulsor, donde el motor neumático mueve al generador eléctrico mediante la fuerza derivada de la presión a través de un acoplamiento magnético, sustituyendo a una flecha acoplada mecánicamente.
La implementación del acoplamiento magnético en el Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención, garantiza que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico.
Ahora bien, respecto a los motores y generadores eléctricos, es conocido que son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor.
Principios del Generador Eléctrico (devanado y estator)
Son plenamente conocidas las múltiples realizaciones de generadores de energía eléctrica y motores eléctricos, todos ellos basados en el principio de inducción de Faraday y la Ley de Lenz. En todas estas máquinas eléctricas se distinguen un
circuito inductor que genera un campo magnético que induce en otro circuito una fuerza electromotriz, y la práctica habitual de los inducidos es que los mismos estén constituidos por un devanado dispuesto en el interior de una carcasa cilindrica hueca, de material ferro magnético llamados estator que quedan alojados en ranuras dispuestas al efecto, mientras que el circuito inductor está dispuesto en un rotor cilindrico que interacciona con el estator y al que se le suministra la energía necesaria para generar el campo inductor.
En la mayoría de los generadores el circuito inductor consiste en un devanado cuyas bobinas están alojadas en ranuras o dispuestos en brazos que actúan como expansiones polares con un devanado en cada brazo, la alimentación del devanado inductor se realiza por medio de una corriente continua que genera un campo magnético, en ambos casos al hacerlo girar por medio de una fuerza mecánica exterior, el flujo magnético de dicho rotor atraviesa las bobinas del inducido del estator de una forma secuencial, generando así una senoide de fuerza electromotriz inducida.
En los motores la forma de funcionamiento es la misma pero a la inversa de los generadores, el campo fijo sigue en el rotor excitándose mediante corriente continua y las bobinas de la armadura del estator están divididas en varias partes y están alimentadas con una corriente alterna exterior. La variación de las ondas de la corriente en la armadura provoca una reacción magnética variable con los polos de devanados del campo fijo, y hace que dicho campo gire a una velocidad constante arrastrando mecánicamente al eje, la velocidad se determina por la frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente alterna.
Los generadores de combustión constan de un motor eléctrico y un generador conectado mecánicamente de manera que el motor hace girar al generador. El motor suministra así la energía mecánica que el generador transforma en energía eléctrica. Tanto el motor como el generador suelen estar montados sobre la misma base y pueden moverse e instalarse como una sola unidad.
La Figura 1 muestra un Generador de energía eléctrica tradicional, donde el motor se mueve por electricidad (Entrada), moviendo a su vez al generador para producir electricidad (Salida), mediante una flecha acoplada mecánicamente.
Es importante recalcar que los Generadores de energía eléctrica descritos, al emplear un acoplamiento mecánico, donde la parte eléctrica se encuentra expuesta ya sea al medio ambiente o al gas propulsor, presentan riesgo de generación de chispa eléctrica, incrementando el peligro para las instalaciones donde existe presencia de gases corrosivos, tóxicos y/o explosivos.
La presente invención se relaciona con un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente:
• sustituyendo el acoplamiento mecánico por el magnético, lo que nos permite separar herméticamente la parte propulsora de la generadora, garantizando que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico;
• proporcionando una alternativa sobre los métodos de generación de energía eléctrica, en forma ecológica y segura; y
• obteniendo la energía necesaria para la operación de equipos de bajo consumo de energía, tales como: sistemas SCADA, luces de situación, alarmas audibles, equipos de automatización, intercomunicación, voceo y sistemas de seguridad física, entre otros.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, que usa como propulsor la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., donde dicha presión puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2, regresando
el fluido a su proceso original, y proporcionando un proceso sustentable e intrínsicamente seguro en nuestro proceso de Micro Generación de energía eléctrica.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un Micro Generador de energía eléctrica:
• con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, que de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC, por sus siglas en inglés International Electrotechnical Commission), específicamente se refiere a:
0 protección contra polvo fino: ninguna penetración de polvo y protección completa de los contactos; y
0 protección contra la intrusión perjudicial de agua a 1 m de Inmersión: no tendrá grandes efectos de daño cuantitativo para el equipo su inmersión en agua en condiciones definidas de presión y tiempo (a 1 m de sumersión);
· para ser usado en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión" Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, que de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU (NEC, por sus siglas en inglés National Electrical Code), específicamente se refiere a:
0 gas o vapor en condiciones anormales o lugares peligrosos, fuera de las operaciones normales de una planta: acetileno, hidrógeno y otros materiales con características similares, sustancias inflamables más comunes, como el butano, gasolina, gas natural y propano.
Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un Micro Generador de energía eléctrica, que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido.
Los anteriores y otros objetos más de la presente invención se establecerán con mayor claridad y detalle en los siguientes capítulos.
BREVE DESCRI PC IÓN DE LOS DI BUJOS DE LA I NVENCIÓN
La Figura 1 muestra un Generador de energía eléctrica tradicional.
La Figura 2 muestra una perspectiva general de la integración de las piezas del Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención.
La Figura 3 muestra una perspectiva del ensamblado de las piezas que integran el motor neumático.
La Figura 4 muestra al motor neumático debidamente ensamblado.
La Figura 5 muestra en forma ampliada el acoplamiento magnético del generador eléctrico.
La Figura 6 muestra en forma ampliada al generador eléctrico.
La Figura 7 muestra un corte transversal del acoplamiento magnético del generador eléctrico.
La Figura 8 muestra el generador eléctrico ensamblado casi en su totalidad, para una mejor perspectiva del mismo.
La Figura 9 muestra al Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención debidamente ensamblado.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, que usa como propulsor la presión asociada a un fluido; diseñado para ser ¡ntrínsicamente seguro; con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional; para ser usado en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión" Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU; y que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido.
La presente invención proporciona un Micro Generador de energía eléctrica, con acoplamiento magnético entre el motor neumático y el generador eléctrico, donde el motor neumático es propulsado mediante la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., donde dicha presión puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2; diseñado para ser ¡ntrínsicamente seguro; con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67; para ser usado en lugares peligrosos Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D; es decir, el Micro Generador de la presente invención utiliza la presión asociada a un fluido como medio propulsor, donde el motor neumático mueve al generador eléctrico mediante un acoplamiento magnético, sustituyendo a una flecha acoplada mecánicamente; la implementación de este acoplamiento garantiza que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico. Al respecto, es importante mencionar que el fluido es regresado a su proceso original, originando un proceso sustentable e ¡ntrínsicamente seguro en nuestro proceso de Micro Generación.
El Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención, de acuerdo a la Figura 2, está formado en su exterior por la combinación de dos elementos aislados entre sí, el motor neumático y el generador eléctrico.
La Figura 2 muestra una perspectiva general de la integración de las piezas del Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención, donde se observa que: • El motor neumático consiste en un compartimiento (3) que alberga al sistema neumático integrado por el rotor, los alabes, la flecha interna magnética, los magnetos internos (2) y por la tapa del compartimiento del motor neumático (1). · El generador eléctrico comprende al generador eléctrico como tal (7) y el acoplamiento magnético exterior (5), que se encuentran alojados dentro del compartimiento (6), y por las tapas frontal (4) y posterior (8) para complementar el aislamiento del sistema eléctrico con el medio ambiente.
La Figura 3 muestra una perspectiva del ensamblado de las piezas que integran el motor neumático, donde se aprecia que para hacer girar al motor neumático es necesario introducir una presión asociada a un fluido por la toma de entrada ubicada en la parte superior del compartimiento del motor neumático (3a), la cual comprende una salida (3b); así mismo, se puede apreciar al rotor (2a), los alabes (2b), la flecha (2c), los magnetos internos y baleros (2d), la cámara que aloja los magnetos internos y baleros (3c) y la tapa del motor neumático (1).
La Figura 4 muestra al motor neumático debidamente ensamblado.
La Figuras 5 y 6 muestran en forma ampliada el acoplamiento magnético del generador eléctrico (acoplamiento magnético exterior) y el generador eléctrico, respectivamente.
La Figura 7 muestra un corte transversal del acoplamiento magnético exterior, donde se aprecian los bujes magnéticos (BM), el tubo separador (TS) y el copie hembra (CH) del generador eléctrico.
La Figura 8 muestra al generador eléctrico ensamblado casi en su totalidad, para una mejor perspectiva del mismo. En dicha Figura se aprecia que solo falta por ensamblar la tapa frontal (4) del generador eléctrico y el motor neumático.
El Micro Generador eléctrico de la presente invención funciona de la siguiente manera:
El motor neumático (Figura 3) comprende un sistema neumático (2) que se encuentra dentro del compartimiento (3), que al ser llenado con presión asociada a un fluido por la entrada (3a) funciona como una cámara que lo aisla completamente del sistema eléctrico y solo le permite estar acoplado magnéticamente al generador eléctrico (3c y 5), dicho sistema consiste en hacer funcionar el motor neumático con cualquier fluido (3a) tal como: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, CO2, etc., provocando que el rotor (2a) y los alabes (2b) giren de forma excéntrica moviendo la flecha (2c), la cual a su vez se encuentra acoplada con los magnetos internos (imanes de alta capacidad, 2d), alojados dentro de la cámara (3c); alrededor de esta cámara se encuentra el acoplamiento magnético del generador eléctrico (5), una serie de imanes de alta capacidad (Figura 7) en forma de anillos que a su vez forman un campo magnético alrededor de esta cámara, traspasándola y acoplándose magnéticamente a la flecha magnética (2c) y magnetos internos alojados en la cámara (3c) del motor neumático; lo anterior implica que al moverse la flecha magnética en el interior de la cámara del motor neumático se mueve el acoplamiento magnético interior y exterior que acoplado al generador eléctrico lo hace mover a la misma velocidad.
En términos generales, el generador eléctrico (7) se mueve por medio del acoplamiento magnético entre los imanes acoplados a la flecha del motor neumático y alojados en la cámara (3c) y el acoplamiento magnético exterior (5) que se encuentra unido al generador eléctrico, de tal forma que cuando gira la flecha impulsada por el motor neumático también gira el acoplamiento magnético; de esta forma el generador eléctrico opera en una carcasa presurizada con un gas inerte,
preferentemente nitrógeno, para obtener un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, y para ser usado en lugares peligrosos Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D.
El Micro Generador eléctrico de la presente invención trabaja con una flecha magnética que se encuentra en una cámara totalmente cerrada que soporta presiones tan bajas como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2 y rota sobre unos baleros, preferentemente de cerámica para evitar la corrosión provocada por algunos gases.
De acuerdo a lo señalado, el Micro Generador eléctrico de la presente invención proporciona las siguientes características en su operación:
1. Funciona por propulsión y no por combustión;
2. Usa como propulsor la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., donde dicha presión puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2;
3. La parte que es impulsada por el fluido, mueve al generador mediante un acoplamiento magnético en lugar de hacerlo con una flecha acoplada mecánicamente;
4. Emplea como medio impulsor cualquier tipo de fluido no importando lo corrosivo que este sea, venenoso, húmedo ó si contiene residuos líquidos ó partículas, siempre y cuando no excedan el 0.001 % del volumen de la cámara de propulsión, tales como: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, CO2, etc., sin quemarlo, por lo que no se consume el fluido empleado, solo se utiliza para la propulsión y se regresa l proceso original;
5. Es intrínsicamente seguro;
6. Presenta un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, que de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC, por sus siglas en inglés International Electrotechnical Commission), específicamente se refiere a:
a. protección contra polvo fino: ninguna penetración de polvo y protección completa de los contactos; y
b. protección contra la intrusión perjudicial de agua a 1 m de Inmersión: no tendrá grandes efectos de daño cuantitativo para el equipo su inmersión en agua en condiciones definidas de presión y tiempo (a 1 m de sumersión);
7. Opera en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión" Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, que de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU (NEC, por sus siglas en inglés National Electrical Code), específicamente se refiere a:
c. gas o vapor en condiciones anormales o lugares peligrosos, fuera de las operaciones normales de una planta: acetileno, hidrógeno y otros materiales con características similares, sustancias inflamables más comunes, como el butano, gasolina, gas natural y propano;
8. Tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido;
9. Soporta presiones de ruptura hasta por lo menos de 1 ,000 Kg/cm2;
10. Soporta temperaturas de operación en la cámara de presión y propulsión de hasta por lo menos 300 °C; y
11. Produce por lo menos 500 watts de energía a 24 volts de corriente directa.
Cabe mencionar que no existe en el mercado un equipo que cumpla con todas las características de operación señaladas y que solucione el problema planteado de generación de energía eléctrica con la misma seguridad, ecología y sin consumo del fluido que lo impulsa, como lo realiza el Micro Generador eléctrico de la presente invención, además de ser un sistema mas eficiente que requiere de mucho menos espacio para operar.
A continuación se hace referencia de algunas pruebas prácticas a las que fue sometido el Micro Generador eléctrico de la presente invención, que sirven como soporte para tener un mejor entendimiento del mismo, sin que esto limite su alcance.
Pruebas
El Micro Generador de energía eléctrica de la presente invención fue sometido a diversas pruebas de operación, las cuales fueron solicitadas por la Compañía R.B. TEC MEXICO, S.A. DE C.V., y supervisadas por la Compañía Certificadora Bureau Veritas Mexicana, S.A. de C.V., atestiguando el Protocolo de Pruebas "OSAT" efectuadas el 15 de Enero de 2010, y que para efectos de la presente invención se presenta como Documento Comprobatorio de Divulgación Previa.
Al respecto es importante señalar que en dicho Protocolo de Pruebas el equipo de la presente invención se identifico como "MICRO-GENERADOR DE ENERGIA ELECTRICA CON TECNOLOGIA DE ACOPLAMIENTO MAGNETICO, PROPULSADO POR GAS, MARCA AMC GENERATION".
En dicho documento se establece que:
• El Micro Generador eléctrico de corriente directa fue diseñado para las instalaciones remotas donde exista un flujo de gas amargo, gas dulce, nitrógeno ó cualquier otro tipo de gas y que se tenga la necesidad de energía eléctrica para la alimentación de equipo eléctrico ó electrónico. (Ej. Sistema de Seguridad, Sistema SCADA, equipos de Control, Medición y/o Automatización, etc.).
• Condiciones importantes que debe cumplir un Micro Generador Eléctrico en las instalaciones donde se encuentren flujos de algún gas que se pueda utilizar como propulsor y la necesidad de alimentar equipo eléctrico o electrónico:
1. Tener la seguridad de que al utilizar el Micro Generador no se alteran los valores de la presión en el proceso productivo, tanto como en la línea de carga como en la de descarga.
2. Que la cámara donde se aloja el sistema de rotación soporte al menos 60 Kg/cm2 de presión.
3. Que generen al menos 20 amperes de corriente con 24 volts Corriente Directa.
4. Que el Micro Generador sea capaz de producir una salida de voltaje utilizable que oscile entre los 22 y 26 Volts Corriente Directa.
Para ello se realizó la Instalación del Sistema Micro Generador en el Paquete de Regulación a gas Combustible en la Batería Cárdenas Norte, perteneciente al Activo Integral Bellota-Jujo, de la Subdirección Región Sur de Pemex Exploración y Producción, para la realización de las pruebas operativas, interconectándose a un sistema de Seguridad Física por medio de un Circuito cerrado de Televisión, PLC's, Sensor de Temperatura y Estaciones de Trabajo de Monitoreo los cuales demandan carga de Energía y Consumo Instantáneo.
Mediante estos equipos se evalúo la Operatividad del Sistema de Micro Generación y confiabilidad con las que se cumplieron los puntos anteriores.
Claims (8)
1. Un Micro Generador de energía eléctrica, caracterizado por estar integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente: • El motor neumático comprende un compartimiento (3) que alberga al sistema neumático integrado por el rotor, los alabes, la flecha interna magnética, los magnetos internos y baleros (2) y por la tapa del compartimiento del motor neumático (1); • El generador eléctrico comprende al generador eléctrico como tal (7) y el acoplamiento magnético exterior (5), que se encuentran alojados dentro del compartimiento (6), y por las tapas frontal (4) y posterior (8) para complementar el aislamiento del sistema eléctrico con el medio ambiente; y el cual consiste en hacer funcionar el motor neumático usando como propulsor la presión asociada a un fluido (3a), provocando que el rotor (2a) y los alabes (2b) giren de forma excéntrica moviendo la flecha interna magnética (2c); la cual, al encontrarse acoplada tanto con los magnetos internos (2d) del motor neumático, como con el acoplamiento magnético exterior del generador eléctrico (5), mueve al generador eléctrico a la misma velocidad.
2. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con la cláusula 1 , caracterizado porque los baleros (2d) del motor neumático (Figura 3) preferentemente son de cerámica.
3. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 y 2, caracterizado porque la presión asociada al fluido propulsor puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2.
4. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 a 3, caracterizado porque el motor neumático (Figura 3) al ser llenado con un fluido a presión (3a) funciona como una cámara que lo aisla completamente del sistema eléctrico y solo le permite estar acoplado magnéticamente al generador eléctrico (3c y 5), garantizando que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico.
5. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 a 4, caracterizado porque como medio impulsor emplea cualquier tipo de fluido: corrosivo, venenoso, húmedo, etc., conteniendo residuos líquidos ó partículas que no excedan el 0.001 % del volumen de la cámara de propulsión.
6. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 a 5, caracterizado porque los fluidos preferentemente utilizados son: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno y C02.
7. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 a 6, caracterizado porque el fluido utilizado como medio propulsor no se consume, pudiéndose regresar a su proceso original.
8. Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, de conformidad con las cláusulas 1 a 7, caracterizado porque el generador eléctrico, completamente aislado del motor neumático, opera en una carcasa presurizada con un gas inerte, con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC, por sus siglas en inglés International Electrotechnical Commission), para ser usado en lugares peligrosos Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU (NEC, por sus siglas en inglés National Electrical Code). Un Micro Generador de energía eléctrica, acoplado magnéticamente, dé conformidad con las cláusulas 1 a 8, caracterizado porque como gas inerte, para la presurización de la carcasa del generador eléctrico, emplea preferentemente nitrógeno. RESU MEN DE LA I NVENCIÓN La presente invención se relaciona con un Micro Generador de energía eléctrica, integrado por un motor neumático y un generador eléctrico acoplados magnéticamente, donde el motor neumático es propulsado mediante la presión asociada a un fluido: aire, gas natural, gas amargo, nitrógeno, etc., diseñado para ser intrínsicamente seguro, con un índice de protección contra la intrusión de objetos sólidos o polvo, contactos accidentales o agua IP 67, de acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional, para ser usado en lugares peligrosos "donde el fuego o explosión puede existir debido a los gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables o en suspensión", Clasificados como Clase I, División 2, Grupo A, B C y D, de acuerdo al Código Eléctrico Nacional de EEUU, y que tiene como principal campo de aplicación instalaciones remotas que carezcan de energía eléctrica, pero que dispongan de presión asociada a un fluido. Al respecto, es importante mencionar que: • La presión asociada al fluido propulsor puede ser tan baja como 5 Kg/cm2 y tan alta como de hasta por lo menos 700 Kg/cm2; • La implementación del acoplamiento magnético garantiza que no exista posibilidad alguna de que el fluido usado como medio propulsor, las alta presiones asociadas a dicho fluido, el motor neumático y ninguna de las piezas que lo integran, tengan contacto y/o penetren al espacio del generador eléctrico; y • El fluido utilizado como medio propulsor no se consume, es regresado a su proceso original, proporcionando un proceso sustentable e intrínsicamente seguro.
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