ПОРТАТИВНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2010 года по МПК H02K35/02 

Изобретение относится к электромагнитомеханическим линейным генераторам с ручным приводом, применяемым в качестве автономных источников тока в быту и в походных условиях.

Известен линейный электрогенератор карманных размеров, магнитный сердечник которого инерционно перемещается внутри обмотки генератора при встряхивании корпуса последнего, при этом в катушке наводится электрический ток /Генератор в кармане. - Изобретатель и рационализатор, 2006, №1/.

Масса сердечника такого генератора составляет лишь часть всей его массы и энергия пользователя тратится больше на тряску корпуса генератора, а главное, на колебание самой, имеющей значительную массу, руки пользователя, чем на колесное взаимное перемещение сердечника и катушки. Резкие и заметные движения, сопровождающие встряхивания генератора, не всегда и не в любой обстановке удобны для пользователя из-за привлечения внимания посторонних, а между тем, возможность использования генератора между делом, на ходу, в свободные промежутки времени /например, для подзарядки аккумуляторов/ весьма желательна для портативного электрогенератора. Кроме того, габариты генератора хоть и являются карманными, но он занимает в стандартном кармане основное место и неудобен для совместного ношения с мобильным телефоном /актуальным потребителей его энергии/, документами, записными книжками и подобной конфигурации вещами.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание мощного и эргономичного, удобного для использования в широком диапазоне бытовых условий линейного электромагнитомеханического генератора.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности весьма значительных для карманного генератора значений магнитного потока для сечений магнитопроводов катушек или магнитопровода катушки, что способствует его мощности; возможность приведения генератора в действие без особо заметных размашистых движений, привлекающих к пользователю внимание посторонних людей; компактность генератора и удобство его ношения в кармане рядом с вещами плоской конфигурации, например записной книжкой, мобильным телефоном, а также удобство агрегатирования с последним.

Упомянутая задача решается в портативном линейном электрогенераторе, содержащем одну или несколько катушек обмотки с магнитопроводами и подвижно установленные относительно них замыкающие эти магнитопроводы постоянные магниты, тем, что он выполнен из двух плоских, форматом своим в записную книжку, наложенных друг на друга и взаимно подвижных сдвигающихся частей, одна из которых содержит упомянутые одну или несколько катушек обмотки, оси которых практически перпендикулярны плоскости наложения частей, а вторая - постоянный магнит или магниты, замыкающие магнитопроводы этих катушек

Содержащая постоянный магнит или магниты часть генератора в частных вариантах его выполнения может содержать также элементы его магнитопровода /магниты являются полюсными/. В многокатушечных многополюсных вариантах выполнения устройства замыкающие магнитопроводы катушек магниты могут выполняться в виде единого /цельнотельного/ многоколесного постоянного магнита.

Смещающиеся /линейный сдвиг или/и осевое смещение/ части генератора, в частных вариантах его выполнения, могут устанавливаться как свободно, сцепляясь лишь силой магнитного притяжения, так и с помощью известных соединений или сочленений, обеспечивающих свободу скользящего сдвига частей или/и скользящего поворота их, например, профильных направляющих элементов и осей.

Наиболее подходящими, отвечающими назначению генератора /в частности, удобностью для ношения/ являются его размеры, возможность которых обеспечена для него конструктивно: толщина - 1-2 см, высота и длина - порядка 10 см /стандартный карман на одежде/.

Определяющей особенностью генератора является достижение возможности исключительно больших, практически предельных для заданных его габаритов, площадей сечений магнитопроводов его обмоток /в плоскости наложения двух его частей, которая максимальна у генератора/, чем обеспечены как зависимая от сечения магнитопроводов максимальная мощность генератора, так и возможность работать вполсилы, на ходу, в стесненных условиях, пальцами одной руки /необходимое минимальное напряжение генератор способен давать и в таком режиме/.

Генератор приводится в действие посредством смещений двух его частей, со скольжением между собой - линейных возвратно-поступательных или с вращением /в последнем случае направление вращения может быть постоянным/. Движения могут напоминать процесс потирания рук. Возможна работа пальцами одной руки или рукой при закреплении одной из частей генератора.

В одном из вариантов генератора он, имеющий катушки обмотки больше чем одну, снабжен устанавливающейся и убирающейся, по желанию, осью, посредством которой в одной из возможных трансформаций генератора две его части сочленяются между собой, что позволяет изменять вид смещения частей с линейно-поступательного на вращательное, и наоборот. Вращение частей не требует от пользователя совершения резких, заметных со стороны и, возможно, кого-либо беспокоящих движений /например, соседей в общественном транспорте/. Предпочтительным является четное число катушек и симметричное расположение, среди них, оси, убираемость которой обеспечена каким-либо известным в технике способом. Направляющие элементы для режима поступательного смещения частей или отсутствуют, или выполнены убираемыми.

Во втором варианте выполнения генератора, в котором последний имеет несколько катушек обмотки, он снабжен переключателем /размещенным в части генератора, содержащей эти катушки/, позволяющим преобразовывать соединение хотя бы части этих катушек из последовательного в параллельное, и обратно, что обеспечивает согласование выходных параметров генератора /в частности, напряжения/ с нагрузкой и особенно существенно при эксплуатации его в двух режимах: максимальной производительности и режиме работы вполсилы, между делом, например, одной рукой на ходу, В последнем случае уместнее последовательное включение катушек, при котором гарантированно обеспечивается минимально необходимое напряжение, например, при подзарядке аккумулятора. Необходимого типа переключатели-коммутаторы известны.

В третьем варианте генератора последний снабжен средствами электрического соединения и механического скрепления с типовыми мобильными телефонами как наиболее актуальным видом нагрузки. Средства электрической коммутации для данной области техники известны. Средства механического скрепления /агрегатирования/ охарактеризованы на функциональном уровне, возможны, например, магнитные устройства и т.п.

В четвертом варианте генератора средство его механического скрепления с мобильными телефонами представляет собой один или несколько липких элементов. Липкие элементы /довольно малочувствительные к форме скрепляемых ими предметов/ в технике известны.

В пятом варианте генератора он, для согласования формы тока с возможными требованиями нагрузки, снабжен выпрямителем, например полупроводниковым диодом, или выпрямительным мостом из таких диодов.

В шестом варианте генератора он, для удобства его эксплуатации, снабжен запасающими электроэнергию элементами или компонентами. Используются аккумуляторы, ионисторы, конденсаторы.

В седьмом варианте генератора последний содержит один или несколько электроосветительных элементов в качестве актуального вида его нагрузки. Применяются полупроводниковые светодиоды, лампы накаливания, газоразрядные лампы.

В восьмом варианте генератора его части, для удобства захвата и удержания их пользователем, содержат один или несколько признаков из ряда включающего углубления для пальцев, шероховатое покрытие внешних своих сторон /улучшающее сцепление их с пальцами/, вытяжные или откидные /например, шарнирные/ ручки.

В девятом варианте генератора для удобства ношения и захвата во время работы он снабжен ремешком или шнурком, концы которого соединяют две его подвижные части. Ремень или шнур наматываются на руку пользователя, исключая случайное падение генератора, и, в варианте чисто магнитной связи частей, утраты одной из них. Устройство следует носить на шее и вешать на стену.

Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 дан продольный разрез одной из частей генератора, а на фиг.2 - вид генератора в собранном состоянии сбоку.

Электрогенератор /фиг.1 и 2/ состоит из двух плоских, форматом с записную книжку, частей 1 и 2, одна из которых /1/ содержит четыре катушки обмотки 3 /фиг.1, стрелкой показана одна этих катушек/, оси витков которых перпендикулярны плоскости наложения частей, и их магнитопроводы, состоящие из стальных сердечников 4 катушек /стрелкой показан один из них/, и неглубокой, пропорциями портсигарной, стальной коробки 5, у которой открыта одна сторона и в которую помещены сами эти катушки. Вместе с катушками в плоской стальной коробке помещены выпрямитель 6, представляющий собой диодный мост, аккумуляторная батарея 7 с подключенным к ней через выключатель 8 осветительным светодиодом 9 и переключатель 10, в одном из положений которого обмотки катушек включены последовательно, а в другом запараллелены по две. В одной из сторон коробки установлены контактные выводы 11 генератора, позволяющие подключать к нему нагрузку. Коробка залита твердым компаундом, внешняя сторона которого хорошо выровнена. В центре между катушками в компаунде имеется нарезное отверстие и ввинчена ось 12, которая при довинчивании может выходить за поверхность заливки и входить в предусмотренное для этого отверстие части 2 /фиг.2/ генератора, которая представляет собой плоский многополюсный /восемь полюсов - запас числа полюсов сделан с учетом линейного сдвига частей/ постоянный магнит, наложенный на часть 1, подобный ей в плоской проекции и замыкающий магнитопроводы катушек. На внешней стороне магнитная часть имеет выемки 13 для пальцев. Внешние поверхности обоих частей генератора имеют шероховатое покрытие для лучшего сцепления с пальцами. Части соединены шнуром 14, длина которого позволяет носить генератор на шее. Часть 1 имеет на своей плоской стороне монтируемый /съемный, привинчивающийся/ липкий элемент 15, позволяющий скреплять генератор с мобильным телефоном.

Генератор приводится в действие посредством либо поступательно-возвратных сдвигов его частей между собой, либо при довинчивании убирающейся оси за плоскость наложения частей вращательных периодических сдвигов частей или вращения. При малой энергичности смещения частей катушки генератора с помощью переключателя включаются последовательно, что увеличивает напряжение выхода и используется при работе в стесненных условиях, на ходу, одной рукой. Шнур, наматываясь на руку, препятствует выпадению генератора из нее и разрознению частей.

Устройство относится к легкой промышленности. Техническим результатом является увеличение мощности, компактности и уменьшение объема. Устройство состоит из двух плоских, наложенных друг на друга частей, одна из которых содержит катушки обмоток, оси витков которых перпендикулярны плоскости наложения частей, и магнитопроводы катушек, а другая - замыкающие их постоянные магниты. В процессе генерации производят поступательно-возвратные или вращающие смещения частей электрогенератора между собой, что из-за изменения магнитного потока через магнитопроводы катушек вызывает в катушках ток. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Портативный линейный электрогенератор, содержащий одну или несколько катушек обмоток с магнитопроводами и подвижно установленные относительно них замыкающие эти магнитопроводы постоянные магниты, отличающийся тем, что он выполнен в виде двух плоских, наложенных друг на друга с возможностью смещения и сдвига частей, одна из которых содержит упомянутые катушки обмотки, оси витков которых практически перпендикулярны плоскости наложения частей, и их магнитопроводы, а вторая - постоянный магнит или магниты, замыкающие эти магнитопроводы.

2. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что он, имеющий катушек обмоток больше чем одну, снабжен устанавливающейся и убирающейся осью, посредством которой в одной из трансформаций электрогенератора две его взаимно подвижные части сочленены между собой.

3. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что он, имеющий катушек обмоток большей, чем одну, снабжен переключателем, позволяющим преобразовывать соединение хотя бы части этих катушек из последовательного в параллельное и обратно.

4. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен средствами электрического соединения и механического скрепления с типовыми мобильными телефонами.

5. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что средством механического скрепления являются один или несколько липких элементов.

6. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что снабжен выпрямителем.

7. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что содержит запасающие электроэнергию элементы или компоненты.

8. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что снабжен одним или несколькими электроосветительными элементами.

9. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что его части имеют один или несколько признаков из ряда, включающего углубления для пальцев, шероховатое покрытие внешних своих сторон, вытяжные или откидные ручки.

10. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ремешком или шнурком, концы которого соединяют две взаимно подвижные части электрогенератора.