ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ Российский патент 2005 года по МПК F03G3/00 F03G7/08 

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии движения транспортного средства в электрическую энергию.

Известно устройство для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в кинетическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с ним шкив, кинематически связанный с генератором, снабженным маховиком /см. журнал "Наука и жизнь", 1979, №9, с.112 [1]/.

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность преобразования, а также ограниченные функциональные возможности, так как устройство используется только в режимах и на участках торможения транспортного средства, причем только в зонах его контактирования со шкивом.

Известно также устройство для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий о ним шкив, кинематически связанный с генератором, соединенным с маховиком, а также установленную вдоль кузова транспортного средства подпружиненную ленту для взаимодействия со шкивом /см. а.с.СССР №1013635, кл. F 03 G 7/08, B 61 H 9/06, 1960 [2]/.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и значительная сложность практического осуществления и эксплуатации. Это объясняется возможностью использования устройства только в режимах и на участках торможения транспортного средства, необходимостью установления на транспортных средствах специальных подпружиненных лент, а также обеспечения условий взаимодействия этих лент со шкивом в процессе движения транспортного средства.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является преобразователь энергии, содержащий кинематически связанные между собой грузовой механизм, уравновешивающий механизм и вал потребителя энергии, при этом грузовой механизм выполнен в виде платформ, упруго установленных на проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси, а уравновешивающий механизм - в виде механизма возврата, размещенного по бокам за пределами проезжей части дороги /см. а.с. СССР №2160849, кл. F 03 G 3/0, 1999 [3]/, и принятый за прототип.

Недостатками данного устройства-прототипа являются значительная сложность и громоздкость конструкции, низкая надежность вследствие значительного числа механизмов и узлов, соединенных кинематическими связями, а также ограниченная область применения. Последнее объясняется необходимостью наличия специального углубления под полотном дороги для размещения силового механизма, получением на выходе преобразователя не непосредственно электрического сигнала, а вращение вала потребителя энергии.

Сущность изобретения заключается в создании преобразователя энергии, позволяющего преобразовывать энергию движения автотранспорта непосредственно в электрическую энергию за счет использования силы тяжести наезжающего на упругое устройство автотранспорта для создания в этом устройстве периодического изменения ферромагнитных параметров с включением данного устройства в замкнутую магнитную цепь с источником постоянного магнитного поля и приемником электрического сигнала.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение ее надежности и расширение областей применения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном преобразователе энергии, содержащем упругоустановленную на проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси платформу, особенность заключается в том, что выходящий за пределы проезжей части дороги край платформы оперт на внешнюю радиальную поверхность упругой кольцевой камеры, жестко закрепленной осевым отверстием на ферромагнитном сердечнике и размещенной в зазоре магнитопровода с постоянным магнитом и катушкой, при этом камера заполнена воздухом и частично ферромагнитной жидкостью и разделена на отсеки сплошными радиальными перегородками с установленными в них гидравлическими дросселями с шариковым клапаном, имеющими направления пропускания жидкости, совпадающие с направлением обхода камеры в одну из сторон.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображено предлагаемое устройство при взгляде на дорогу сбоку.

Преобразователь энергии содержит упругоустановленную на одной из сторон проезжей части дороги 1 перпендикулярно ее продольной оси платформу 2.

При этом платформа 2 размещена в прямоугольном углублении 3 дороги 1, одна поперечная сторона платформы 2 закреплена шарнирно, а другая - с помощью упругодеформируемого элемента 4 так, что при наезде на платформу 2 автотранспорта 5 платформа 2 опускается заподлицо с полотном дороги 1. Кроме того, для установки предлагаемого устройства использован участок дороги 1, приподнятый над уровнем близлежащей поверхности земли 6 /насыпной участок дороги, дамба и т.п./, при этом край платформы 2 выходит за пределы проезжей части догоги 1 и оперт на внешнюю радиальную поверхность упругой кольцевой камеры 7, жестко надетой своим осевым отверстием на ферромагнитный сердечник 8 круглого сечения, закрепленный в боковой вертикальной поверхности 9 дорожной насыпи. Камера 7 с сердечником 8 размещены в воздушном зазоре 10 магнитопровода 11, снабженного стержневым постоянным магнитом 12 и надетой на магнитопровод 11 катушкой 13. Магнитная система 11-13 размещена в корпусе /на чертеже не показан/, закрепленном также на поверхности 9. Камера 7 заполнена воздухом и частично ферромагнитной жидкостью 14 и разделена на отсеки внутренними сплошными радиальными перегородками 15 с установленными в них гидравлическими дросселями 16 с шаровым клапаном, состоящим из отверстия в перегородке 15 и подпружиненного шарика, при этом дроссели имеют направления пропускания жидкости 14, совпадающие с направлением обхода кольцевой камеры 7 в одну из сторон.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При наезде автотранспорта 5 на платформу 2 последняя, упруго проседая вниз, деформирует верхнюю часть упругой камеры 7, при этом воздух, оказывая давление на ферромагнитную жидкость 14, заставляет последнюю давить на оболочку камеры 7 и радиальные перегородки 15. При этом гидравлические дроссели 16 пропускают жидкость 14 в нижние отсеки камеры 7 только в одном направлении - выбранном направлении обхода камеры /на чертеже это направление по часовой стрелке/.Таким образом, при наезде автотранспорта 5 и сжатии верхней части камеры 7 жидкость 14, переходя в нижние отсеки в направлении по часовой стрелке по правой на чертеже стороне камеры 7, раздувает нижнюю часть камеры 7, создавая в этой части избыточное давление. При проезде автотранспорта 5 камера 7 распремляется и под действием избыточного давления жидкость 14 идет обратно вверх опять по часовой стрелке, но по левой на чертеже стороне камеры 7. Естественно, что при постоянном наезде и съезде проезжающих машин происходит однонаправленная циркуляция ферромагнитной жидкости 14 по камере 7. Так как жидкость 14 находится в воздушном зазоре 10, образованном ферромагнитным сердечником 8 и магнитопроводом 11, то такая циркуляция обуславливает периодическое сопротивление магнитного сопротивления магнитной цепи, соответственно с этим - изменение потока магнитной индукции, замыкающегося через магнитопровод 11 и пронизывающего катушку 13, и как следствие, наведение в катушке 13 э.д.с. индукции, подаваемой непосредственно на потребитель электрической энергии.

Таким образом, в предлагаемом устройстве энергия проезжающего транспорта на входе непосредственно превращается в электрическую энергию на выходе.

Очевидно, что предложенное устройстве характеризуется сравнительной простотой конструкции, отсутствием сложных узлов, кинематических связей, предельно просто в регулировке и эксплуатации, элементы устройства не критичны к вариациям конструктивно-технологических параметров. Эти факторы определяют и повышенную надежность устройства. Устройство имеет широкую область применения, может быть установлено практически на большей части участков дороги без каких-либо существенных преобразований полотна дороги, позволяет получить на выходе не вращение вала потребителя, требующее дополнительных генераторов, а непосредственно электрический сигнал.

Преобразователь предназначен для преобразования кинетической анергии движения транспортного сродства в электрическую энергию. Устройство содержит упруго установленную на проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси платформу, при этом выходящий за пределы проезжей части дороги край платформы оперт на внешнюю радиальную поверхность упругой кольцевой камеры, жестко закрепленной осевым отверстием на ферромагнитном сердечнике и размещенной в зазоре магнитопровода с постоянным магнитом и катушкой. При этом камера заполнена воздухом и частично ферромагнитной жидкостью и разделена на отсеки сплошными радиальными перегородками с установленными в них гидравлическими дросселями с шариковым клапаном, имеющими направления пропускания жидкости, совпадающие с направлением обхода камеры в одну из сторон. Конструкция преобразователя позволяет упростить устройство и повысить надежность работы. 1 ил.

Преобразователь энергии, содержащий упругоустановленную на проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси платформу, отличающийся тем, что выходящий за пределы проезжей части дороги край платформы оперт на внешнюю радиальную поверхность упругой кольцевой камеры, жестко закрепленной осевым отверстием на ферромагнитном сердечнике и размещенной в зазоре магнитопровода с постоянным магнитом и катушкой, при этом камера заполнена воздухом и частично ферромагнитной жидкостью и разделена на отсеки сплошными радиальными перегородками с установленными в них гидравлическими дросселями с шариковым клапаном, имеющими направления пропускания жидкости, совпадающие с направлением обхода камеры в одну из сторон.