RO127602A2 - Reţea de cristale piezoelectrice integrate într-o anvelopă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o reţea de cristale piezoelectrice integrate într-o anvelopă, destinată producerii de energie electică în timpul rulării anvelopei pe carosabil, şi la un mod de utilizare a acesteia. Reţeaua conform invenţiei este constituită din nişte cristale (1) piezoelectrice, amplasate pe tubulatura (2) anvelopei, după îndepărtarea suprafeţei de rulare uzate acoperirea acestora, prin reşapare, cu o nouă suprafaţă (3) de rulare. Modul de utilizare a reţelei conform invenţiei constă în captarea curentului electric produs de deformarea acelor cristale (1) care ajung, prin rotaţie, în contact cu suprafaţa (3) de rulare, şi transferarea acestuia către bateriile sau acumulatorii din interiorul vehiculului, prin intermediul unui element (4) fixat de jantă prin intermediul unor prezoane amplasate în nişte locaşuri (5), curentul electric produs fiind condus, prin intermediul cablurilor de tensiune (9 şi 10), spre un element (6) fixat de alt element (4), printr-un rulment poziţionat într-un locaş (7) ce este asigurat cu o siguranţă poziţionată într-un locaş (8), etanşarea dintre elemente (4 şi 6) făcându-se cu ajutorul unui semering (11) de rotaţie poziţionat între acestea.

Description

O rețea de cristale piezoelectrice este introdusa intr-una sau mai multe roti a unui vehicul, cristalele din aceasta rețea sund deformate rând pe rând de greutatea vehiculului ce apasa pe ele in momentul in care acestea ajung sa fie situate, prin rotatie, pe suprafața de contact intre roata si suprafața de rulare. La fiecare deformare a cristalelor, curentul electric produs de acestea este transferat către vehicul. Acesta putând fi stocat sau consumat.

Piezoelectricitatea apare numai în anumite materiale izolatoare si se manifesta prin apariția sarcinilor electrice pe suprafețele unui monocristal care este deformat mecanic. Prin aplicarea tensiunii mecanice, se produce o separare a centrelor de greutate a sarcinilor electrice, negative si pozitive, ceea ce da naștere unui dipol electric, caracterizat printr-un moment electric dipolar.

Deci efectul piezoelectric direct consta din producerea curentului electric prin deformare si este determinat de distribuirea asimetrica a sarcinilor electrice (nu exista centru de simetrie). Tensiunea electrica, generata prin efect piezoelectric direct, este direct proporționala cu tensiunea mecanica aplicata si reciproc .

Precizarea domeniului de aplicare a invenției

Invenția se refera la o metoda de transformare a energie mecanice, pierdute in timpul deplasării unui vehicul electric, in energie electrica ce ulterior va fi folosita la propulsarea lui sau va fi stocata in baterii si/sau condensatoare ce vor folosi pentru alimentarea altor consumatori diferiți fata de cei ai vehiculului.

«2 Ο 1 Ο - ο ' τ _{5 4} _ β -12’ 2010

Precizarea scopului invenției

Scopul invenție este transformarea energiei mecanice produsa de un vehicul aflat in mișcare in energie electrica.

Un alt obiectiv este folosirea curentului electric obtinut pentru alimentarea sistemului electric si/sau a consumatoarelor si/sau conservarea in totalitate/partiala in baterie/baterii si/sau condensatoare.

Expunerea invenției

Problema pe care o rezolva invenția este de a transforma energia mecanica a unui vehicul aflat in mișcare in energie elecrtica. Aceasta transformare este posibila datorita unui sistem de cristale piezoelectrice ce este introdus in roata unui vehicul. In momentul in care roata intra in contact cu suprafața de rulare, sistemul de cristale piezoelectrice de pe acea suprafața se va deforma. Deformarea se va aplica fiecărui cristal piezoelectric ce se va afla pe acea suprafața, deformare ce duce la producerea de curent electric, un curent electric de mica intensitate la nivel de cristal.

Toate aceste cristale piezoelectrice formează o rețea piezoelectrica. Curentul generat de aceasta rețea este transmis către baterii si/sau condensatoare si/sau consumatori. Acest transfer se face posibil cu ajutorul unui sistem de transimetre a curentului elecrtric atașat de roata.

Prezentarea avantajelor rezultate din aplicarea invenției

Invenția prezintă următoarele avantaje:

a. transformarea energiei mecanice in curent electric

b. creșterea autonoimieie de deplasare a vehiculelor electrice

c. posibilitatea stocării energiei electrice in baterii si/sau condensatoare pentru o folosire ulterioara in alt scop decât alimentarea vehiculului

d. este prietenoasa cu mediul, întrucât nu e necesara o tehnologie poluanta si costisitoare pentru producerea curentului.

(\-2 D 1 Ο - Ο 1 3 5 4 - 1 6 -12- 2010

Prezentarea unui exemplu de realizare a invenției.

O metoda de montare a rețelei de cristale piezoelectrice (1, figura 1) in interiorul unei roti este introducerea rețelei de cristale intre tubulatura unei anvelope ( 2, figura 1) si stratul profilat din cauciuc al anvelopei (3, figura 1).

In acest caz, pentru a obține costuri cat mai mici pentru producerea de anvelopele piezoelectrice, vom folosi anvelope resapate. Rețeaua de cristale piezoelectrice va fi aplicata peste tubulatura anvelopei iar ulterior se va continua procesul de resapare.

Forma cristalelor va fi cea disc, cu diamterul de 20mm si o grosimea de 1.3 mm. Dispunearea cristalelor in rețea se face din 2 in 2 ( figura2), fiecare cristal va fi circumscris unui patrat cu laturile de 20mm. Cristalele avand o astfel de dispunere pe suprafața tubulaturii, putem calcula astfel număr de cristale ce încap pe suprafața tubulaturii. (Dt*TT*l)/8 = număr de cristale

Dt - diametrul exterior al tubulaturii anvelopei

I - latimea tubulaturii anvelopei.

Suprafața de contact dintre anvelopa si suprafața de rulare in acest caz este de aprozimativ 160cm², iar la un total de 4 anvelope vom avea 640cm². Pe aceasta suprafața este distribuita toata masa vehiculului, masa estimata este de 800 kg.

Astfel rezulta o presiune aproximativa de 12.27N/cm², sub aceasta presiune un cristal piezoelectric dezvolta 0.02w.

De aici deducem ca la o rotatie completa a unei anvelope sub presiune constanta de 12.27N/cm² putem genera “n” [W] : n = număr de cristale *0.02 [W]

Pentru parcurgerea distantei de 1000 de metri este necesar ca o anvelopa sa faca “r” rotatii: r =1000/(Da*K)

Da - diametrul exterior al anvelopei

Rezulta ca după parcurgerea distantei de 1000 de metri, rețeaua de cristale piezoelectrice dintr-o anvelopa generează o putere de n*r [WJ.

Puterea generata de reteau de cristale a unei anvelope este transferata către vehicul prin intermediul subasamblului (1, figura 3), care este atașat de roata printr-un sistem de fixare(2, figura3). Celalat subasamblu (3 , figura3) se rotește in raport cu roata cu ajutorul unui ^*2010-01354-1 6 -12- 2010 rulment (4, figura3) ce este asigurat intr-una din parti cu o siguranța ce intra in canal (5, figura3). Firele prin care curentul electric este transferat vehiculului( 6 si 7 , figura3) vor face legătură intre cele doua subasamble cu ajutorul unor perii colectoare(8, figura3).

Curentul electric astfel transferat poate fi consumat sau stocat in baterie/baterii si/sau condensator/ condensatoare.

Claims (7)

1. REVENDICĂRI

   1. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal piezoelectric ce produce energie electrica
2. 2. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal piezoelectric ce transfera energia electrica direct vehiculului.
3. 3. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal pezoelectric ce stochează energia electrica produsa in baterie/baterii si/sau condensator/condensatoare.
4. 4. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal pezoelectric ce alimentează cel puțin un consumator.
5. 5. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal pezoelectric ce alimentează (4) sau stochează energia electrica produsa(3).
6. 6. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal pezoelectric care actioneaza ca o baterie tampon.
7. 7. Anvelopa prevăzută cu cel puțin un cristal pezoelectric este integrat in anvelopa