ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F21L4/00 H05B37/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использована в портативных энергосберегающих устройствах с непрерывной подзарядкой аккумуляторных батарей низковольтного питания в процессе работы в различных областях деятельности, в том числе для личного, бытового, подсобного и коммунального хозяйства, для промышленного, военного, медицинского использования, а также в местах отдаленных от внешних электросетей (в лесу, на рыбалке и т.п.), в походных условиях.

Известно портативное устройство освещения в виде электрического фонаря, содержащего корпус, светоизлучающий прибор (светодиод), коммутационный элемент, аккумуляторы и работающее от внешней сети устройство зарядки аккумуляторов, причем его источниками питания являются два последовательно соединенных в батарею на три вольта типоразмера «A», «AA», «AAA» гальванических элемента (см. заявку на изобретение №2010103878, МПК F21S 9/00, публ. 10.08.2011 г.).

Недостатком таких устройств является малый ограниченный срок работы, связанный с использованием ресурса батареек и необходимостью их замены, а значит - необходимостью изготовления и доставки к месту работы. Запас батареек нецелесообразно держать в связи с истечением их срока годности, вызванным необратимыми химическими процессами в батарейках. Другой недостаток заключается в необходимости устройства зарядки его аккумуляторов, работающего от внешней сети.

Наиболее близким к предлагаемому является портативное энергосберегающее устройство освещения, содержащее корпус, светоизлучающий прибор в виде лампы, балластный элемент, первый и второй коммутационные элементы, аккумуляторы, балластный элемент и резистор, подключенный одним выводом к выводу балластного элемента и выводу аккумуляторной батареи, а другим выводом к выводу второго коммутационного элемента (см. патент США №4962347, МПК H02J 7/04, публ. 09.10.2011 г. - прототип).

Длительность непрерывной работы известного устройства не более 4 часов в местах, удаленных от внешней электросети. Аккумуляторы необходимо периодически вынимать, подзаряжать, используя электрическую энергию, полученную при работе электростанций.

Технический результат изобретения заключается в создании универсального мобильного компактного портативного энергосберегающего устройства освещения с высоким временем (не менее 8 часов) непрерывной его работы без замены аккумуляторов и подзарядки от внешней электросети при минимальных трудозатратах на его изготовление.

Технический результат достигается тем, что в портативное устройство освещения, содержащее светоизлучающий прибор, соединенный одним выводом с первым выводом выключателя, источник низковольтного питания и резистор, подключенный одним выводом к первому выводу источника низковольтного питания, введены металлический элемент, первый и второй диоды, причем анод первого диода и катод второго диода объединены и соединены с металлическим элементом, катод первого диода подключен ко вторым выводам соответственно выключателя и источника низковольтного питания, анод второго диода подключен к первому выводу источника низковольтного питания, а резистор вторым выводом соединен со вторым выводом светоизлучающего прибора.

Предпочтительно иметь металлический элемент произвольной формы, в том числе в виде пластины, корпуса устройства освещения или его части.

Предпочтительно металлический элемент выполнить из жести с площадью поверхности не менее 20 сантиметров квадратных.

Целесообразно светоизлучающий прибор выполнить с по меньшей мере одним светоизлучающим диодом, анод и катод которого являются соответственно первым и вторым выводом указанного прибора.

Предпочтительно источник низковольтного питания выполнить с по меньшей мере одной аккумуляторной батареей, отрицательный и положительный выводы которой являются соответственно первым и вторым выводами указанного источника.

Сущность изобретения в обеспечении возможности подзарядки аккумуляторов источника низковольтного питания, питающих светоизлучающий прибор, энергией, полученной в результате выпрямления электрических колебаний, возникших в результате теплового движения частиц металлического элемента в портативном устройстве освещения.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена схема предлагаемого портативного устройства освещения.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 - металлический элемент;

2 - светоизлучающий прибор;

3 - выключатель;

4 - источник низковольтного питания (на аккумуляторах);

5 - резистор;

6 - первый диод;

7 - второй диод.

Портативное энергосберегающее устройство освещения содержит металлический элемент 1, светоизлучающий прибор 2, соединенный одним выводом с первым выводом выключателя 3, источник 4 низковольтного питания, резистор 5, подключенный одним выводом к первому выводу источника 4 низковольтного питания, первый и второй диоды 6, 7. Анод первого диода 6 и катод второго диода 7 объединены и соединены с металлическим элементом 1. Катод первого диода 6 подключен ко вторым выводам соответственно выключателя 3 и источника 4 низковольтного питания. Анод второго диода 7 подключен к первому выводу источника 4 низковольтного питания, а резистор 5 вторым выводом соединен со вторым выводом светоизлучающего прибора 2. В качестве первого и второго диодов 6, 7 можно использовать выпрямительные диоды или высокочастотных диоды.

Предпочтительно металлический элемент 1 выполнить из жести с площадью поверхности не менее 20 сантиметров квадратных.

Светоизлучающий прибор 2 включает по меньшей мере один светоизлучающий диод, анод и катод которого являются соответственно первым и вторым выводом указанного прибора 2.

Источник 4 низковольтного питания представляет собой одну или несколько аккумуляторных батарей. Отрицательный и положительный выводы аккумуляторной батареи являются соответственно первым и вторым выводами указанного источника 4 питания. Металлический элемент 1 может иметь произвольную форму, в том числе в виде пластины (как показано на фиг.1), корпуса портативного устройства освещения или его части (на фиг. не показаны).

В качестве аккумуляторов целесообразно использовать пальчиковые аккумуляторы фирмы Cameliobn с суммарным напряжением 4,4 вольта (4 штуки). В качестве источника энергии для подзарядки источника 4 низковольтного питания используется металлический элемент 1, изготовленный, в частности, в виде пластины из кровельной жести площадью не менее 20 см² и толщиной 0,9 мм.

Во всех предметах, проводящих ток при температуре, значительно отличающейся от абсолютного нуля, существуют электромагнитные колебания, шумы. Если эти колебания выпрямить, то полученной энергии оказывается достаточно для подзарядки аккумуляторов и работы от этих аккумуляторов многообразных средств освещения - от карманных фонариков до светильников освещения и др. Причем такие шумы существуют в проводниках везде (в отдаленных поселках, на чердаках, в подвалах и пещерах и т.п.), что позволяет подзаряжать аккумуляторы и иметь электрическое освещение в местах, куда доставка топлива затруднительна или нецелесообразна. В результате можно подзаряжать аккумуляторы независимо от наличия топлива и электроснабжения.

Портативное энергосберегающее устройство (фиг.1) освещения работают следующим. Аккумуляторные батареи источника 4 низковольтного питания располагают последовательно. Электрическая энергия от указанного источника 4 проводится к светоизлучающему прибору 2 (например, в виде светодиода) через механизм выключателя 3, расположенного между источником 4 низковольтного питания и светоизлучающим прибором 2. Светоизлучающий прибор 2 светит, получая энергию от источника 4 низковольтного питания. Предлагаемое устройство способно непрерывно светить (неярко) за счет энергии как от барьерной разности потенциалов первого и второго диодов 6, 7 (существующей в любых диодах), так и за счет получения электрической энергии от выпрямления колебаний тепловых шумов металлического элемента 1, в частности из жести. Тепловые шумы существуют в любых проводниках, в том числе любом металле. Реально энергия накапливается в компактных аккумуляторах фирмы Camelion.

Предлагаемое устройство позволяет подзаряжать источник 4 низковольтного питания (на аккумуляторах) от энергии тепловых шумов, существующих в металлическом элементе 1. По мере разряда аккумуляторов яркость светильника снижается, но светит он очень долго. Восстанавливается яркость до прежнего уровня при выключении портативного устройства освещения и подзарядке аккумуляторов.

Изготовленные опытные образцы предлагаемого устройства способны непрерывно осветить прихожую. Портативное энергосберегающее устройство, в конструкции которого использован один светодиод, рассчитанный на напряжение питания три вольта, может работать всю ночь, поскольку потребляет мало энергии от аккумуляторов, подзаряжаемых от энергии шумов. В нем аккумуляторы подзаряжаются непосредственно от энергии тепловых шумов проводника - металлического элемента 1, где угодно, когда угодно и долго (до трех лет).

Область применения предлагаемых портативных устройств - любые маломощные потребители, что позволяет широко применять их, например, в переносных портативных энергосберегающих светильниках, ночниках, карманных фонарях, индикаторах, сигнализаторах, устройствах подсветки одежды, игрушек, брелков, украшений, компьютеров, мини-парников, аквариумов, непрерывно работающем световом оборудовании аэродромов, гаражей, стоянок, подъездов, коридоров, рекламных вывесок, указателей, пешеходных переходов, салонов транспортных средств. Важная область их применения - зоны, где крайне нежелательны любые отключения электропитания, которые могут привести к гибели людей. К таким зонам можно отнести зоны светового оборудования аэродромов, где кратковременное отключение освещения может привести к гибели экипажей и пассажиров летательных аппаратов, зоны аварийного освещения в медицинских учреждения, в том числе роддомах, хирургических отделениях и др.

Предлагаемое портативное энергосберегающее устройство освещения отличается универсальностью, мобильностью, компактностью, простотой в изготовлении и не нуждаются в привязке к конкретной точке местности, в солнечном свете или разности температур.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в портативных энергосберегающих устройствах с непрерывной подзарядкой аккумуляторных батарей для промышленного, военного, медицинского использования, а также в местах, отдаленных от внешних электросетей (в лесу, на рыбалке и т.п.), в походных условиях. Технический результат: создание универсального мобильного портативного долговечного энергосберегающего устройства освещения с высоким временем (не менее 8 часов) непрерывной его работы. Устройство освещения содержит металлический элемент 1, светоизлучающий прибор 2, выключатель 3, источник 4 низковольтного питания (на аккумуляторах), резистор 5, первый и второй диоды 6, 7. Анод первого диода 6 и катод второго диода 7 объединены и соединены с металлическим элементом 1. Предпочтительно металлический элемент 1 выполнить из жести с площадью поверхности не менее 20 сантиметров квадратных. Подзарядка аккумуляторов источника 4 низковольтного питания, питающих светоизлучающий прибор 2, осуществляется энергией, полученной в результате выпрямления электрических колебаний, возникших в результате теплового движения частиц металлического элемента 1. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Портативное устройство освещения, содержащее светоизлучающий прибор, соединенный одним выводом с первым выводом выключателя, источник низковольтного питания и резистор, подключенный одним выводом к первому выводу источника низковольтного питания, отличающееся тем, что введены металлический элемент, первый и второй диоды, причем анод первого диода и катод второго диода объединены и соединены с металлическим элементом, катод первого диода подключен ко вторым выводам соответственно выключателя и источника низковольтного питания, анод второго диода подключен к первому выводу источника низковольтного питания, а резистор вторым выводом соединен со вторым выводом светоизлучающего прибора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлический элемент имеет произвольную форму, в том числе в виде пластины, корпуса или его части.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что металлический элемент выполнен из жести с площадью поверхности не менее 20 см².

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающий прибор содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод, анод и катод которого являются соответственно первым и вторым выводом указанного прибора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник низковольтного питания представляет собой по меньшей мере одну аккумуляторную батарею, отрицательный и положительный выводы которой являются соответственно первым и вторым выводами указанного источника.