Este motor de empuje hidrostático requiere una provisión de entre 30 y 40 % del trabajo que realiza (excepto en el caso que se comenta al final o cascada). Para el efecto usa la fuerza de empuje hidrostático para sostener un pistón, un peso o contrarrestar una fuerza. El pistón (en caso de usar pistón) se eleva porqué el nivel de agua sube y el pistón desciende porqué el nivel de agua baja. El artificio está dado porqué como el contenedor es estrecho se requiere de un volumen pequeño para que suba el nivel y este volumen representa un peso muy inferior al que desplaza el pistón. El motor consta de los siguientes elementos:
1.- tubo contenedor o envase.- que contiene en su interior agua que provee la fuerza de empuje
2.- tubo flotador.- que sirve de base al pistón o peso o contrarresta la fuerza
3.- Bandeja superior de agua (o de cualquier otro fluido)
4.- Bandeja inferior de agua ( o de cualquier otro fluido)
5.- Pistón o peso o base que contrarresta la fuerza.
6.- Orificio de entrada del agua
7.- Orificio de salida del agua
8.- Rebose
9.- guías
10.- válvulas y llaves
Los elementos 6, 7 y 8 se encuentran dispuestos en el tubo contenedor o envase. Frente al orificio de entrada del agua se encuentra el rebose. El orificio de salida del agua se encuentra mucho más abajo que el de entrada y la distancia entre ambos determina la carrera del pistón. Esta descripción no es limitativa en ningún caso. Puede proveerse de múltiples orificios de entrada y de salida y reboses y usarse o aplicar mangueras de conexión que garanticen un suministro rápido de agua y también un desague rápido de la misma.
Se entiende que la bandeja superior de agua suministra el agua que ingresa por el (los) orificio (s) de entrada y que las mangueras de conexión suplementarias van de la bandeja al tubo contenedor. Inversamente se debe entender que las mangueras de conexión suplementarias conectan el (los) orificio (s) de salida y rebose (s) con la bandeja inferior.
El elemento Pistón o Peso o base que contrarresta la fuerza deberá ser en lo posible de Acero de preferencia inoxidable. La razón es simple: el acero tiene una densidad de 7,8 y ocupa poco espacio.
Esta descripción tampoco es limitativa y pueden usarse toda clase de materiales, toda vez que el motor puede ser usado con provisión de energía externa, en cuyo caso y por no reunir las mayores exigencias técnicas (construcción rústica), los materiales serán los que hubiere a mano, luego pues, se reduce la eficiencia (además es prescindible) y en consecuencia el empuje efectivo es también menor.
El tubo contenedor necesariamente tiene un mayor diámetro que el tubo flotador, porqué de otro modo el tubo flotador chocará contra el tubo contenedor. Para tal efecto existen las guías que evitan que esto suceda. Las guías son anillos o fracciones de anillos por donde discurre el tubo flotador y son tantas como necesarias.
Las válvulas en principio son dos y serán accionadas alternativamente por el tubo flotador (o el pistón o peso o base ) cuando este ascienda o descienda, sin embargo podrán ser tantas como necesarias o podrán ser simples llaves de paso accionadas, jaladas o empujadas por varillas o cuerdas o como determine el constructor.
Modo de funcionamiento: El líquido que proviene de la bandeja superior ingresa al tubo contenedor porqué abre (on) 6 y cierra (off) 7 y eleva el nivel de modo que el tubo flotador asciende su carrera (h) cuando esto sucede, el tubo flotador acciona (cierra (off) 6 y abre (on) 7 ) el tubo flotador baja en consecuencia y reinicia el ciclo.
Como el diámetro del tubo contenedor es ligeramente superior al diámetro del tubo flotador, se requiere una cantidad de líquido (área del tubo contenedor x altura) mínima para elevar el nivel del líquido.
Potencia del motor.- La potencia del motor está determinada por la cantidad de kilos de peso que desplace. Para maximizar la potencia el volumen del tubo flotador debe ser máximo y en consecuencia el volumen que desplaza. Como ejemplo podemos citar: Un tubo de 10 pulgadas de diámetro y de 100 centímetros de largo contenido en un envase de 12 pulgadas de diámetro y de mucha mayor longitud. En este caso tenemos (12.7 x 12.7 x 3.1416 x 100 cm.) un volumen de 50.67 litros o 50.67 kilos de fuerza de empuje lo que significa que este tubo flotador soporta fácilmente 40 kilos de peso o fuerza sin hundirse. Para elevar este peso digamos unos 20 centímetros de altura se requiere un volumen de ( 15.24 x 15.24 x 3.1416 x 20 cm.) 14.6 litros o 14.6 kilos. En consecuencia se requiere un trabajo de 14,6 kilos por 20 centímetros para hacer subir 40 kilos 20 centímetros de altura. lo que representa 36.5 % Tenemos un sobrante de 63.5% para usar una bomba eléctrica y elevar el líquido la altura necesaria o podríamos usar alguna fibra para hacer que el líquido ascienda por capilaridad. En el caso de recipientes mayores como ser un tubo flotador (cilindro) de 30 pulgadas de diámetro y 100 centímetros de altura, éste desplaza 456.04 litros y requiere el tubo contenedor de 32 pulgadas de diámetro de 103.77 litros para elevarlo 20 centímetros. En este caso el ratio es 22,75% o poco más. Este tipo de mecanismos pueden ser usados aprovisionados por grandes embalses, embalses de marea alta.
El dibujo que aparece a continuación es puramente ilustrativo, no está hecho a escala y solo tiene como objetivo esbozar una idea general. Se recomienda usar acero para construir el motor, porqué el acero provee de dureza, resistencia y durabilidad. Para favorecer la lubricación en lugar de agua se puede usar cualquier líquido aceitoso, aunque en estos casos la fuerza de empuje será distinta. Este motor cuyo funcionamiento se puede comprobar fácilmente (una botella plástica dentro de un balde con agua, agregue un peso a la botella que flota y se hundirá ligeramente, luego agregue agua y la botella con el peso ascenderá, retire agua y la botella descenderá.) puede accionar un mecanismo de pedal similar al de las máquinas de afilar cuchillos de pedal y generar electricidad. Recomiendo usar electricidad de 12 voltios, porqué los elementos necesarios son baratos y se encuentran en todas partes. Por supuesto cuando se construye el aparato siempre una porción del tubo flotador excederá el nivel máximo del agua.
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Consideraciones finales.- Para los cálculos de volumen no se ha considerado el espesor de las paredes del tubo flotador. Para efectos de peso se entiende que un litro de agua pesa un kilo. Una vez que se construye el aparato, si existiera alguna discrepancia de posición del tubo flotador respecto de los orificios o válvulas esto se corrige del siguiente modo: si el tubo flotador esta debajo del nivel de (7) agregue agua a (1) si es al revés retire agua, si hecho ésto existe diferencia respecto del nivel de (6) agregue lastre o retire peso si es posible. Si a pesar de ésto subsiste la discrepancia es preciso cambiar el tubo flotador, el contenedor o ambos.
No se ha precisado porcentajes de energía porqué estos difieren en función del tipo de mecanismos usados y de los dinamos o generadores y cables, transformadores o baterías a emplearse incluyendo el tipo de motores que accionen cuya eficiencia no puedo conocer. Sin embargo los márgenes sobrantes exceden el 60% suficiente para compensar la mayoría de las pérdidas. En algunos casos será necesario usar de un cigueñal y la acción coordinada de por lo menos dos aparatos.
Para propósitos prácticos recomiendo que el tubo flotador empuje el extremo de una palanca cuyo peso lo hunde. Cuando el tubo flotador asciende, el otro extremo donde se produce la generación de energía baja y luego sucede lo inverso. Esto nos permite adaptar el funcionamiento del motor a cualquier tipo de sistema generador de energía, porqué por ensayo y error podemos modificar la potencia del motor o simplemente agregando o retirando lastre del extremo de la palanca que hunde al tubo flotador o en caso de no ser posible ésto agregar lastre al otro extremo aunque esto signifique obtener un menor rendimiento.
Caso de instalación en cascada.- Esto sucede cuando motores de la misma potencia son instalados en cascada (sucesivos niveles hacia abajo) de modo que el agua o fluido que debería ir hacia la bandeja inferior va en realidad hacia la bandeja superior del siguiente motor más abajo o directamente hacia el tubo contenedor del mismo y así sucesivamente.
Jorge Egúsquiza Loayza
Lima - Perú, diciembre 02 de 2013
jorge_egusquiza@hotmail.com
IR A MOTOR DE EMPUJE NKN
9 comentarios:
He recibido un comentario referido a que como existe una fuerza de empuje entonces el peso del pistón disminuye. Esta confusión se debe a que suelen presentarse problemas de suma de vectores. En realidad el peso es un vector cuya dirección es el centro del planeta, lo mismo que el peso del agua y el peso del recipiente que la contiene. Por supuesto que los incrédulos pueden efectuar el siguiente experimento: patear el objeto que flota para verificar si tiene peso o no. El peso aparente no es otra cosa que la resistencia que oponen todos los líquidos a ser invadidos por materia menos densa.
Si de lo que se trata es de aprovechar la energía potencial del agua ¿Qué ventaja tiene eso con respecto a las turbinas que se vienen utilizando desde hace siglos en molinos de grano, ferrerías y centrales hidráulicas?
Si de lo que se trata es de aprovechar la energía potencial de un pequeño salto de agua en un arroyo desde donde elevar el agua al depósito de una casa sobre una colina, sin necesidad de electricidad u otro tipo de energía ¿Qué tiene de malo la bomba por efecto ariete, existente también desde el siglo XVIII?
Si se trata de mantenerse activo, inventando, construyendo,....; entonces no está mal. El aeromodelismo es también una actividad interesante.
Este motor funciona ahí donde no funcionan los otros. Esa es la ventaja
Gracias por publicar mi comentario.
Que el "motor" funcione o no, solo depende de una cosa: que le sea suministrada la energía necesaria.
Entiendo que el aquí descrito (aunque la explicación es algo farragosa o poco clara) depende de una entrada de agua (u otro fluido) y de una salida de agua (u otro fluido). Lo que implica la existencia de una cantidad de fluido por encima de él y de espacio libre por debajo, que permita la caída o desaguado (u otro fluido)
Éso, básicamente, es lo que se llama un "salto de agua" en el que se aprovecha la energía potencial del agua, debida a su posición o la energía cinética del agua, cuando se la pone a circular desde el nivel alto hasta el nivel bajo.
Precisamente, los ejemplos que he mencionado basan su funcionamiento en eso mismo.
A no ser que el "motor" que aquí se ha descrito, sin utilizar fuentes externas de energía, pueda, no ya hacer subir el agua (u otro fluido) de un nivel inferior a otro mas alto, sino símplemente conseguir un desplazamiento horizontal del agua; estaríamos ante un objeto sumergido o flotando sobre el agua (u otro fluido), perfectamente estático o inanimado.
No sé se habré entendido bien la explicación del funcionamiento aquí expresada; pero de una cosa estoy seguro; cualquier "motor" precisa de un aporte de energía para que pueda ofrecer un trabajo. La energía puede proceder de la diferencia de altura del agua. Pero no me diga nadie que su motor trabaja sin energía ni que su movimiento es perpetuo, porque eso es imposible.
Conviene revisar un poco esa teoría. Quizás el invento tuviera alguna aplicación si se formula correctamente (aunque ese tipo de máquinas ya existen desde hace mucho como es caso el de la bomba de ariete ). Tal y como está formulado ahora, no cumpliría con lo que se anuncia y sería un fraude.
¡Vaya. Ya no se publican más comentarios!
"Este motor funciona donde otros no funcionan"
Pero ¿cuál es la razón? ¿dónde una bomba de efecto ariete no funciona y ese "motor" de pistón flotador sí? ¿Estás seguro de que funciona? La bomba de ariete lo viene haciendo desde hace un par de siglos y es capaz de elevar agua a decenas de metros de altura. Habrá cientos de miles de ellas trabajando por todo el mundo. ¿Cuantos de esos "motores" de tu descripción están en marcha. Con qué rendimiento. Cuáles son sus características?
En invento es tan práctico que merece la pena que amplíes un poco tu descripción. Hasta ahora, nada superaba a una bomba de ariete y la fuerza hidráulica que mana del desnivel de un arroyo o bajada de aguas. El tuyo, también depende del desnivel para obtener la energía. Pero, ¿verdaderamente supera en efecacia al ariete?
Repito mi pregunta. ¿Ese motor está funcionando en alguna aplicación; responde su rendimiento a lo descrito?
Gracias.
Como Usted podrá ver, estamos en Marzo de 2015. Desde esa fecha 2013 hasta ahora he publicado unos nuevos trabajos y en los próximos días publicaré uno mas con su correspondiente video. Le ruego espere y visualice. Mi último trabajo se denomina vasos comunicantes en este mismo blog y es un pequeño artículo que trata a los vasos comunicantes como un sistema dinámico. Todos los comentarios se publican.
si se propone que el agua ascienda nuevamente por capilaridad, ese sería el motor, pero hay que desarrollar la idea.
también podría subir por efecto del viento, por evaporación y condensación, etc.
parece más una batería que un motor. la energía viene de afuera.
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