СООРУЖЕНИЕ Российский патент 1997 года по МПК E04H15/20 

Изобретение относится к области строительства энергоактивных зданий и сооружений, использующих возобновляемые источники энергии.

Известны различные большепролетные сооружения, содержащие мягкую оболочку (пневматическую, тентовую или гидравлическую), для устранения вибрации поверхности которых применяют капроновые фалы, канаты (см. 1. Г. Рюле Пространственные покрытия, т.2, М, СИ, 1974, с.182-183, рис. 3.20-3.21; 2. В. В. Ермолов Воздухоопорные здания и сооружения, М, СИ, 1980, с.64-67, рис. 2.7-2.8)
Общим недостатком такого способа устранения вибрации поверхности мягкой оболочки является перетирание материала самой оболочки.

Прототипом изобретения является сооружение по патенту США N 3769763, E 04 B 1/345, 1973, содержащее мягкую оболочку и виброгасители в виде усиливающих полос, концы которых соединены с землей.

Недостатками прототипа являются:
отсутствие реакции усиливающих полос на изменения наружной температуры;
ветер является дополнительной нагрузкой для мягкой оболочки сооружения и никак не используется,
для устойчивости сооружения необходима подача извне воздуха, т.е. затрата энергии.

Техническая задача заключается в создании такого сооружения, в котором энергия ветра и суточные колебания температуры наружного воздуха используются для выработки электрической энергии, необходимой для поддержания формы самого сооружения, для освещения, а также для других целей.

Указанная задача решается таким образом в сооружении, содержащем мягкую оболочку и виброгасители из усиливающих полос, соединяющих концы полос с землей, полосы виброгасителя выполнены из пьезопленки, а элементы, соединяющие концы полос с землей, термочувствительными из сплава с эффектом обратимой памяти формы с настройкой на различные температуры срабатывания. Усиливающие полосы выполнены многослойными, а элементы, соединяющие концы полос с землей, из сплава с эффектом обратимой памяти формы закреплены на обоих концах каждого слоя пьезопленки. Полосы усиливающих элементов могут быть выполнены из поливинилиденфторида.

Усиливающие полосы выполняют многослойными для увеличения съема тока. Термочувствительные элементы настраивают на различные температуры срабатывания (примерно от -40 до +40^o с интервалом 0,5-1^o), при этом при одной температуре термоэлемент сокращается (на которую настроен), а при другой заданной температуре удлиняется. Применение термочувствительного элемента из сплава с эффектом обратимой памяти формы ("ЭОПФ") позволяет при изменении наружной температуры воздуха сокращать длину пьезопленки, которая в этот момент дает электрический ток. Пьезопленка, удлиняясь и сокращаясь во время порывов ветра и колебаний мягкой оболочки, также производит электроэнергию. Съем тока осуществляют с помощью металлических контактов, напыленных заранее на пьезопленку.

Таким образом виброгаситель из пьезопленки, уложенной сверху мягкой оболочки, дважды выделяет электроэнергию: изменяя длину во время порывов ветра и от изменения температуры.

Конструкция сооружения представлена в чертежах, где на фиг.1 изображена мягкая оболочка с виброгасителем; на фиг.2 нижние концы виброгасителя с термочувствительными элементами из сплава "ЭОПФ"; на фиг.3 разрез этих нижних концов виброгасителя.

На чертеже обозначены: 1 мягкая оболочка с уложенным на ней виброгасителем 2, выполненным из пьезопленки, например из поливинилиденфторида; 3 концевое обрамление пьезопленки из электроизоляционной мягкой пластмассы с кольцами для крепления термочувствительных элементов из "ЭОПФ" 4; 5 основание (бетонное, деревянное или металлическое), также снабженное кольцами для закрепления элементов 4.

Для получения переменного или постоянного тока необходимо снабдить мягкую оболочку электрическими конструкциями, например, по кн. С.Г. Калашникова "Электричество", М. Наука, 1964, с. 520, рис. 443, с.385, рис.328, с.510-511, рис. 430, 432.

Сооружение, содержащее мягкую оболочку с виброгасителем источником электрического тока, работает следующим образом.

После окончания монтажа мягкой оболочки 1 на нее сверху укладывают виброгаситель, выполненный из пьезопленки 2, краевого зажима 3 термочувствительных элементов 4 из сплава с "ЭОПФ". Термочувствительные элементы 4 притягивают к жесткому основанию 5.

При порывах ветра пьезопленка 2 то натягивается, сокращаясь, то удлиняется и, поляризуясь, дает электрический ток. При отсутствии ветра, но при изменениях наружной температуры, вступают в работу термочувствительные элементы из сплава "ЭОПФ" 4, которые, сокращаясь, сами натягивают (сокращают) пьезопленку, в результате пьезопленка дает дополнительный электрический ток.

Изобретение относится к области строительства энергоактивных зданий и сооружений, использующих возобновляемые источники энергии. Предлагается сооружение в виде мягкой оболочки с виброгасителем 2. При этом виброгаситель 2 выполнен из пьезопленки с обрамлением 3, к которому приклеплены термочувствительные элементы 4 из сплава с эффектом обратимой памяти формы. Другой конец термочувствительных элементов 4 прикреплен к основанию 5.

Виброгаситель из пьезопленки 2 сокращает свою длину и дает электрический ток как от порывов ветра, так и от изменений температуры наружного воздуха. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Сооружение, содержащее мягкую оболочку и виброгасители из усиливающих полос, соединяющих концы полос с землей, отличающееся тем, что полосы виброгасителя выполнены из пьезопленки, а элементы, соединяющие концы полос с землей, термочувствительными из сплава с эффектом обратимой памяти формы с настройкой на различные температуры срабатывания. 2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что усиливающие полосы выполнены многослойными, а элементы, соединяющие концы полос с землей, из сплава с эффектом обратимой памяти формы закреплены на обоих концах каждого слоя пьезопленки. 2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что полосы усиливающих элементов выполнены из поливинилиденфторидной пленки.