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 и, в частности, при наезде автотранспорта на "лежащего полицейского" - выступ на дорожном полотне для снижения скорости движения.

Известно устройство для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в электрическую 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, в зонах контактирования со шкивом.

Известно также устройство для преобразования кинетической энергии транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с 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, В 61 Н 9/06, 1980 [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 установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклоненных в противоположные стороны поверхностей, кинематически связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал (см. а.с. СССР №2160849, кл. F 03 G 3/00, 1999 [3]), принятый за прототип.

Недостатками данного устройства - прототипа являются значительная сложность и громоздкость конструкции, низкая надежность вследствие значительного числа механизмов и узлов, соединенных упругими и кинематическими связями, а также сравнительно ограниченные функциональные возможности вследствие получения на выходе механизма преобразования не непосредственно электрического сигнала, а вращение вала потребителя энергии, работоспособности устройства только на дорогах с редким движением вследствие необходимости времени для возвращения устройства после прохождения автотранспорта в исходное состояние.

Сущность изобретения заключается в создании преобразователя энергии движения автотранспорта непосредственно в электрическую энергию при наездах автотранспорта на "лежащего полицейского" - выступ на дорожном полотне, использующего силу тяжести проезжающего автотранспорта и его кинетическую энергию для формирования гидравлического потока ферромагнитной жидкости переменной интенсивности, циркулирующего по замкнутым кольцевым камерам, включаемым в магнитную цепь и обуславливающим индуктирование ЭДС в приемниках сигнала.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и расширение функциональных возможностей.

Указанный технический результат ври осуществлении изобретения достигается тем, что в известном преобразователе энергии, содержащем установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал, особенность заключается в том, что наклонная поверхность, служащая для въезда автотранспорта на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги поверхности по сквозному отверстию вблизи вершины клина и вблизи его основания, наклонная поверхность, служащая для съезда автотранспорта с выступа, выполнена сплошной и упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита с кольцевым магнитопроводом, надетыми на него катушками и рабочим зазором, в котором размещены центральные части трубок, концы каждой из которых соединены с отверстиями одной из камер.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, вид сбоку с разрезом; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (вид на проезжую часть дороги).

Преобразователь энергии содержит установленный по всей ширине проезжей части дороги 1 (прямая полоса 2 и встречная 3) перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги 1, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении 4 под полотном дороги 1 механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта 5 в выходной сигнал, при этом на каждой из полос 2, 3 дороги 1 наклонная поверхность 6, служащая для въезда автотранспорта 5 на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер 7 в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью 8 и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги 1 поверхности по сквозному отверстию 9, 10 соответственно вблизи вершины клина 7 и вблизи его основания, наклонная поверхность 11, служащая для съезда автотранспорта 5 с выступа, выполнена сплошной упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита 12 с кольцевым магнитопроводом 13, надетыми на него катушками 14 и рабочим зазором 15, в котором размещены центральные части трубок 16, концы каждой из которых соединены с отверстиями 9, 10 одной из камер 7 с помощью переходных втулок 17. Для установки камер 7 на полотне дороги 1 над углублением 4 предусмотрена специальная плита 18, укрепленная в основании 19 дорожного полотна и снабженная специальными отверстиями для прохождения трубок 16 с втулками 17.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При наезде автомобиля 5 на упругую поверхность 6 какой-либо камеры 7 со стороны вершины клина последняя начинает постепенно деформироваться по всей своей ширине (ширина камеры 7 примерно равна ширине колеса), при этом ферромагнитная жидкость 8 начинает плавно выдавливаться к основанию камеры (клина) 7, давление в основании клина 7 резко повышается, и жидкость 8 начинает под давлением поступать через отверстие 10 в основании камеры 7 в соответствующую трубку 16. Заметим, что примерно так происходит процесс выдавливания зубной пасты из тюбика при сдавливании нижнего конца тюбика и плавном смещении сдавливающей силы к вершине тюбика. Под давлением ферромагнитная жидкость 8 проходит через центральную часть соответствующей трубки 16, помещенную в воздушный зазор 15 магнитопровода 13. При этом происходит изменение магнитного сопротивления магнитной цепи, и в катушках 14 наводится ЭДС индукции. Жидкость 8, проходя дальше по той же трубке 16 под давлением, опять через отверстие 9 поступает в тот же клин (камеру) 7, но уже вблизи его вершины - колесо автомобиля 5 в этот момент уже сдавливает данную камеру 7 ближе к ее основанию, поэтому в вершине клина 7, на которой жидкость 8 до этого ушла, образуется зона пониженного давления. В результате этого периодически за счет наезда проезжающих автомобилей, причем, передними и задними колесами, на каждый из резервуаров 7, происходит процесс постоянной циркуляции ферромагнитной жидкости 8 по замкнутому циклу: отверстие 9 - резервуар 7 - отверстие 10 - трубка 16 в магнитопроводе 13 - опять отверстие 9 и т.д. Так как через рабочий зазор 15 магнитопровода 13 проходит система трубок 16 от всех камер 7, установленных на прямой 2 и встречной 3 полосах дороги 1, поток ферромагнитной жидкости 8 через зазор 15 все время меняется, магнитное сопротивление магнитной цепи также постоянно изменяется, и в катушках 14 все время при наличии проезжающего автотранспорта наводится ЭДС индукции, являющаяся выходным сигналом преобразователя энергии. Естественно, при наличии значительного числа камер 7 используется и несколько магнитных систем, устанавливаемых в углублении 4 под дорожным полотном. При проезде через камеры 7 автомобиль 5 съезжает с выступа по упругой сплошной наклонной поверхности 11, выполненной из сплошного слоя резины. Данная поверхность необходима для плавного съезда автомобиля 5 с основания клина камеры 7, а главное - для предотвращения удара наезжающего автомобиля о камеру 7 в ее высокой части в зоне основания клина в случае возможного несанкционированного переезда автомобиля с прямой полосы дороги на встречную и наоборот в случае, например, нарушения правил, сбоев в управлении, аварий и т.п.

Очевидно, что предлагаемое устройство просто в конструкции, надежно, обладает широкими функциональными возможностями и может служить для эффективного преобразования энергии силы тяжести и кинетической энергии движущегося автотранспорта в электрическую энергию практически при любой интенсивности движения автотранспорта. Устройство не требует времени на восстановление, и, наоборот, эффективность преобразования повышается при увеличении интенсивности движения автотранспорта. Устройство предельно универсально и, в частности, при незначительном изменении получаемый здесь исток движущейся под давлением жидкости можно использовать не для получения электрической энергии, а, например, в гидравлических системах обогрева, охлаждения, перекачки жидкостей и т.п.

Устройство предназначено для преобразования энергии движения автотранспорта при его наезде на "лежащего полицейского" на полотне дороги. Преобразователь содержит установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал. При этом наклонная поверхность, служащая для въезда автотранспорта на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью и имеющих в нижней поверхности по сквозному отверстию вблизи вершины и основания клина. Наклонная поверхность, служащая для съезда автотранспорта с выступа, выполнена сплошной и упругой. Механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита с кольцевым магнитопроводом, надетыми на него катушками и рабочим зазором, в котором размещены центральные части трубок, концы каждой из которых соединены с отверстиями одной из камер. Преобразователь имеет простую конструкцию и обеспечивает надежную работу. 2 ил.

Преобразователь энергии, содержащий установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал, отличающийся тем, что наклонная поверхность, служащая для въезда автотранспорта на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги поверхности по сквозному отверстию вблизи вершины клина и вблизи его основания, наклонная поверхность, служащая для съезда автотранспорта с выступа, выполнена сплошной и упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита с кольцевым магнитопроводом, надетыми на него катушками и рабочим зазором, в котором размещены центральные части трубок, концы каждой из которых соединены с отверстиями одной из камер.