RU113234U1 - Буй проблесковый - Google Patents
Буй проблесковый Download PDFInfo
- Publication number
- RU113234U1 RU113234U1 RU2011119659/11U RU2011119659U RU113234U1 RU 113234 U1 RU113234 U1 RU 113234U1 RU 2011119659/11 U RU2011119659/11 U RU 2011119659/11U RU 2011119659 U RU2011119659 U RU 2011119659U RU 113234 U1 RU113234 U1 RU 113234U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- photocell
- energy storage
- output
- storage device
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Audible And Visible Signals (AREA)
Abstract
Буй проблесковый, содержащий плавучее средство, надводная часть которого несет навигационный знак, накопитель электроэнергии (аккумулятор или гальваническая батарея) и светоизлучающий элемент, соединенный гальванически с накопителем электроэнергии, отличающийся тем, что в него введены преобразователь механической энергии в электрическую, включающий корпус, выполненный в виде полого цилиндра, на внешней поверхности которого размещена обмотка катушки индуктивности, а внутри - постоянный магнит, размещенный по легкоходовой возвратно-поступательной посадке, и эластичные упоры, размещенные в торцах корпуса, выпрямитель, соединенный входами с выходами преобразователя механической энергии в электрическую (с обмоткой катушки индуктивности), а выходами - с накопителем электроэнергии (аккумулятором), фотоэлемент, соединенный входом с одним электродом аккумулятора, генератор прямоугольных импульсов, соединенный по цепи питания через фотоэлемент с накопителем электроэнергии (аккумулятором), ключ, соединенный силовым входом с выходом фотоэлемента, входом управления с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выходом со светоизлучающим элементом.
Description
«Буй проблесковый» относится к средствам использования возобновляемых источников энергии, а, в частности, к преобразователям энергии волнения моря в электрическую энергию, и может найти применение для электропитания нагрузок, функционирующих в автономном режиме, в т.ч. буйковых автоматических радиометеорологических станций и/или ограничителей фарватеров.
Известен «пьезооптический проблесковый извещатель», содержащий преобразователь механической энергии в электрическую на базе пьезоэлектрического элемента и светоизлучающий элемент, в нем преобразователь механической энергии в электрическую включает корпус, эластичный элемент с двумя состояниями равновесия, одно из которых устойчиво, а другое неустойчиво, соединенный одним концом жестко с корпусом, боек, установленный на свободном конце эластичного элемента соосно с пьезоэлектрическим элементом и на фиксированном удалении от него, и толкатель, установленный на фиксированном расстоянии, от свободного конца эластичного элемента подпружинено по легкоходовой возвратно-поступательной посадке, а в качестве светоизлучающего элемента использован твердотельный элемент, выполненный на базе униполярного светодиода или двух однополярных светодиодов, соединенных между собой встречно-параллельно, или газоразрядный источник света, причем упомянутый светоизлучающий элемент гальванически соединен с пьезоэлектрическим элементом. [1]. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом полезной модели.
Существенные недостатки известного устройства - значительные аппаратная избыточность, габаритно-весовые характеристики, низкий коэффициент полезного действия и, как следствие, ограниченная надежность в работе.
Известна, как более близкая к предмету предлагаемой полезной модели, «установка конверсии волнения моря в электроэнергию», содержащая плавучее средство и противовес, плавучее средство которой выполнено из двух и более элементов с положительной плавучестью, расположенных на поверхности моря и соединенных между собой механически подвижно, в которых вмонтированы пьезоэлектрические преобразователи, устройства преобразования колебательных движении сопряженных элементов плавучего средства в импульсные силовые воздействия, соединенные механически с одной стороны с сопряженными элементами плавучего средства, а с другой стороны - с одноименными пьезоэлектрическими преобразователями, выпрямители тока, соединенные электрически входами с пьезоэлектрическими преобразователями, и накопитель электрической энергии, соединенный электрически с выходами выпрямителей [2]. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом полезной модели.
Ее недостатки - ограниченность коэффициента преобразования энергии, что объяснимо низким коэффициентом преобразования пьезоэлектрических преобразователей, конструктивная сложность и, как следствие, ограниченная надежность в работе..
Задача полезной модели - повышение коэффициента полезного действия и надежности в работе, а так же упрощение конструкции преобразователя энергии волн моря в электроэнергию.
Технический результат предлагаемой полезной модели «буй проблесковый» достигается тем, что волнение моря последовательно преобразуется в возвратно-поступательные перемещения постоянного магнита вдоль осевой катушки индуктивности, генерировании электродвижущей силы, которая выпрямителем преобразуется в однополярные импульсы электроэнергии, ее накоплении для использования в дальнейшем по назначению. Для чего «буй проблесковый», содержит плавучее средство, надводная часть которого несет навигационный знак, накопитель электроэнергии (аккумулятор) и светоизлучающий элемент, преобразователь механической энергии в электрическую, включающий корпус, выполненный в виде полого цилиндра, на внешней поверхности которого размещена обмотка катушки индуктивности, а внутри - постоянный магнит, размещенный по легко ходовой возвратно-поступательной посадке, и эластичные упоры, размещенные в торцах корпуса, выпрямитель, соединенный входами с выходами преобразователя механической энергии в электрическую (с обмоткой катушки индуктивности), а выходами с накопителем электроэнергии (аккумулятором), фотоэлемент, соединенный входом с одним электродом накопителя электроэнергии (аккумулятора), генератор прямоугольных импульсов, соединенный по цепи питания с выходом фотоэлемента, ключ, соединенный силовым входом с выходом фотоэлемента, входом управления с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выходом со светоизлучающим элементом.
Схема устройства преобразователя энергии волн моря буя в электрическую энергию приведена на фиг.1, а принципиальная электрическая схема его преобразователя энергии волн моря в оптические импульсы проблескового буя - на фиг.2.
«Буй проблесковый», содержит плавучее средство (графически не показано), надводная часть которого несет навигационный знак и потребитель электроэнергии, и энергоустановку, включающую преобразователь механической энергии в электрическую (фиг.1), включающий корпус 1, выполненный в виде полого цилиндра, на внешней поверхности которого размещена обмотка катушки 2 индуктивности, а внутри - постоянный магнит 3, размещенный по легко ходовой возвратно-поступательной посадке с обеспечением минимального сопротивления трения, и эластичные упоры 4, размещенные в торцах корпуса, а также, выпрямитель 5, соединенный входами гальванически с выходами преобразователя механической энергии в электрическую (с обмоткой 2 катушки индуктивности), накопитель 6 электроэнергии (аккумулятор), соединенный униполярно с выходами выпрямителя 5, фотоэлемент 7, соединенный входом с одним электродом накопителя 6 электроэнергии (аккумулятора), генератор 8 прямоугольных импульсов, соединенный по цепи питания с выходом фотоэлемента 7, ключ 9, соединенный силовым входом с выходом фотоэлемента 7, а входом управления с выходом генератора 8 прямоугольных импульсов, и светоизлучающий элемент 10, соединенный входом с выходом ключа 9. С целью повышения мощности и коэффициента полезного действия преобразователя механической энергии в электрическую целесообразно размеры L1 корпуса 1 (свободного хода магнита), L2 катушки 2 индуктивности и L3 магнита 3 (вдоль осевой корпуса) выбирать исходя из следующих соотношений L1>L2+2L3
«Буй проблесковый» работает следующим образом.
При волнении поверхности моря плавучее средство (буй) совершает колебания относительно горизонтальной плоскости. При этом изменяется на противоположный угол наклона к горизонту корпуса 1 преобразователя механической энергии в электрическую, а магнит 3, под действием поля гравитации, смещается вдоль осевой катушки 2, от одного упора до другого. Возвратно-поступательные движения магнита 3 наводят в катушке 2 импульсы переменной электродвижущей силы ξ, амплитуда которых пропорциональна ξ=-ΔФ/Δt, где Ф=ВScosα, здесь α - угол наклона магнитного поля к поверхности витка катушки; a L=4kπµSN2/l, где µ - магнитная проницаемость, N - число витков катушки индуктивности, l - длина намотки катушки, a k=f(l/d) - коэффициент, зависящий от отношения длины l намотки к диаметру катушки (закон Ленца) [3]. Выходные двухполярные импульсы катушки 2 переменного напряжения (э.д.с.) выпрямителем 5 преобразуются в однополярные импульсы электроэнергии, которая накапливается в накопителе 6 (в аккумуляторе). Энергия накопителя 6 (аккумулятора) поступает на вход фотоэлемента 7. Фотоэлемент 7 облучается естественным свечением окружающей среды (солнца, неба), при этом освещенный фотоэлемент 7 имеет сопротивление близкое к бесконечности (R7≈∞ Ом), а затемненный - близкое к нулю (R7≈0 Ом). Т.о., в светлое время суток R7≈∞ Ом, а в темное - R7≈0 Ом. Тогда, в светлое время суток, вход и выход генератора 8 прямоугольных импульсов, входы ключа 9 и светоизлучающий элемент 10 обесточены, отключены фотоэлементом 7 от накопителя 6 (аккумулятора). В темное время суток генератор 8 и силовой вход ключа 9 по питанию через фотоэлемент 7 соединены с накопителем 6 (с аккумулятором), на выходе генератора 8 генерируются прямоугольные импульсы заданной (схемотехнически параметрами генератора 8) частоты и продолжительности, которыми периодически открывается ключ 9, а светоизлучающий элемент 10 генерирует импульсы света.
«Буй проблесковый» применим для навигационных целей по зауженным фарватерам, предупреждения об ограничении района судоходства, а также в научно-исследовательских (метеорологических буйковых станциях в открытом океане) целях. При эксплуатации на объекте морского базирования, его энергоустановка, за счет последовательно во времени генерируемых импульсов тока накапливает электрическую энергию, достаточную для информирования потребителя, например, метеорологической информацией о метеорологическом состоянии района пребывания буйковой автоматической метеорологической станции, об опасности района плавания в точке установки буя, или о перемещении плавучего автономного научно-исследовательского объекта (о координатах пребывания, динамике, направлении и скорости перемещения его носителя).
Преимущества использования предлагаемой энергоустановки на буе состоят в том, что она работоспособна в автономном режиме неограниченно по времени суток и года, проста по применению, реализуема на современной элементной базе в произвольных условиях ее производства, надежна и долговечна в эксплуатации, не нуждаются в обслуживании до физического износа, обладает невысокой себестоимостью и повышенным коэффициентом полезного действия. Реально КПД индукционного преобразователя в 3÷4 раза выше, чем КПД пьезоэлектрического преобразователя.
Источники информации:
Источники информации:
1. Скубилин М.Д. Пьезооптический проблесковый извещатель. // Патент RU 2281618, H04R 17/10, бюл. №22, 10.08.2006.
2. Скубилин М.Д., Спиридонов О.Б., Финаев В.И. Установка конверсии волнения моря в электроэнергию. // Патент RU 90849, F03B 13/14, бюл. №2, 20.01.2010.
3. Кошкин Н.И., Шишкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М: Наука, 1974. - 256 с. (с.158).
Claims (1)
- Буй проблесковый, содержащий плавучее средство, надводная часть которого несет навигационный знак, накопитель электроэнергии (аккумулятор или гальваническая батарея) и светоизлучающий элемент, соединенный гальванически с накопителем электроэнергии, отличающийся тем, что в него введены преобразователь механической энергии в электрическую, включающий корпус, выполненный в виде полого цилиндра, на внешней поверхности которого размещена обмотка катушки индуктивности, а внутри - постоянный магнит, размещенный по легкоходовой возвратно-поступательной посадке, и эластичные упоры, размещенные в торцах корпуса, выпрямитель, соединенный входами с выходами преобразователя механической энергии в электрическую (с обмоткой катушки индуктивности), а выходами - с накопителем электроэнергии (аккумулятором), фотоэлемент, соединенный входом с одним электродом аккумулятора, генератор прямоугольных импульсов, соединенный по цепи питания через фотоэлемент с накопителем электроэнергии (аккумулятором), ключ, соединенный силовым входом с выходом фотоэлемента, входом управления с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выходом со светоизлучающим элементом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119659/11U RU113234U1 (ru) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Буй проблесковый |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119659/11U RU113234U1 (ru) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Буй проблесковый |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU113234U1 true RU113234U1 (ru) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011119659/11U RU113234U1 (ru) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Буй проблесковый |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU113234U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489301C1 (ru) * | 2012-04-06 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Микротурбинные технологии" (ООО "НТЦ "МТТ") | Навигационный буй (варианты) |
RU168301U1 (ru) * | 2016-08-23 | 2017-01-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Оптический извещатель |
RU2672830C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2018-11-19 | Владимир Васильевич Чернявец | Навигационный буй с комплексной энергоустановкой |
-
2011
- 2011-05-16 RU RU2011119659/11U patent/RU113234U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489301C1 (ru) * | 2012-04-06 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Микротурбинные технологии" (ООО "НТЦ "МТТ") | Навигационный буй (варианты) |
RU168301U1 (ru) * | 2016-08-23 | 2017-01-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Оптический извещатель |
RU2672830C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2018-11-19 | Владимир Васильевич Чернявец | Навигационный буй с комплексной энергоустановкой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3546473A (en) | Oceanographic generator | |
EP2171264B1 (en) | Floating mechanical structure to produce directly electricity by means of the swinging of a magnetic pendulum caused by sea wave motion | |
KR101236277B1 (ko) | 자가발전형 발광부자 | |
CN107288808B (zh) | 一种波浪能和太阳能互补的漂流浮标自供电装置 | |
KR20100091860A (ko) | 파력가동 및 태양전지 병행식 자가발전등부표 | |
RU2617607C1 (ru) | Навигационный буй с комплексной энергоустановкой | |
KR101410052B1 (ko) | 진동 압전모듈을 이용한 반영구적인 발광부표 | |
RU113234U1 (ru) | Буй проблесковый | |
RU131094U1 (ru) | Устройство автономного сигнального освещения ветроэнергетической установки на основе пьезоэлектрического генератора | |
KR101048881B1 (ko) | 파력 발전 장치 | |
KR101274952B1 (ko) | 발광부표 | |
KR101801768B1 (ko) | 자가발전 엘이디 발광 표시기 | |
KR20100066030A (ko) | 자가 발전형 유도 부표 | |
JP2014111911A (ja) | 発光素子を備えた積層型発電体及びその発電装置 | |
KR100970473B1 (ko) | 파랑을 이용한 해양 시설물의 전원공급시스템 | |
JPH02230969A (ja) | 波力発電方法と波力発電式ブイ | |
Faria et al. | Optimization of an electromagnetic generator for underwater energy harvester | |
RU2297710C2 (ru) | Устройство для преобразования энергии ветра в электричество и беспроводного освещения объекта | |
CN209195586U (zh) | 一种船舶浮筒发电装置 | |
CN201907640U (zh) | 救生圈 | |
Li et al. | An electromagnetic-piezoelectric-triboelectric hybridized energy harvester towards blue energy | |
RU2728887C1 (ru) | Буй для долговременных океанографических станций | |
RU151384U1 (ru) | Волноэнергетическая установка | |
RU113711U1 (ru) | Спасательный жилет | |
CN209727100U (zh) | 一种利用波浪能供电的海洋电磁浮标 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120517 |