RU2553968C1

RU2553968C1 - Inertial generator

Info

Publication number: RU2553968C1
Application number: RU2013159344/07A
Authority: RU
Inventors: Владислав Валерьевич Каменский; Сергей Викторович Соколов
Original assignee: Владислав Валерьевич Каменский; Сергей Викторович Соколов
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-06-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device consists of interconnected vessels with the liquid 1, floats 2i, i = 1, …, 2, connectors 3i, i = 1, …, 2, converters of mechanical energy into electric one 4i, i = 1, …, 2.

EFFECT: solution of the problem of simplification and increase of production efficiency of electric energy for low-power self-contained units installed on moving objects.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием, размещаемых на движущихся объектах.The invention relates to the field of electric energy production and can be used in devices with self-powered, placed on moving objects.

Известны различные индукционные генераторы [Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. 4.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. Л.: «Энергия», 1972. - 543 с.; 4.2. Машины переменного тока. Л.: «Энергия», 1973. - 648 с.], состоящие из постоянного магнита и электрического контура, с выхода которого снимается электрическая энергия.Various induction generators are known [MP Kostenko, L. Piotrovsky. Electric cars. 4.1. DC machines. Transformers L .: "Energy", 1972. - 543 p .; 4.2. AC machines. L .: "Energy", 1973. - 648 S.], consisting of a permanent magnet and an electrical circuit, the output of which is removed electrical energy.

Недостатком таких устройств являются сложность и необходимость затрат механической энергии на перемещение магнита с целью создания изменяющегося магнитного поля и выработки электрической энергии.The disadvantage of such devices is the complexity and need for the cost of mechanical energy to move the magnet in order to create a changing magnetic field and generate electrical energy.

Известна наплавная приливно-отливная электростанция [Патент №2441172, Россия, 2012. Устройство, использующее энергию морских волн / Леон Мате, Стольберг Мангус, Савин Андрей]. Наплавная приливно-отливная электростанция содержит наплавные вертикальные цилиндрические оболочки (1), генераторы, водозаборные и отводные трубы (20), систему тросов (8) и якорей (9). Оболочки (1) установлены с зазором между смежными оболочками по продольной линии, перпендикулярной к направлению прилива (4). В средней части наплавных оболочек (1) с обеих сторон крепятся тросы (8), соединенные с якорями (9). В наплавной вертикальной цилиндрической оболочке (1) концентрически размещены водоприемная (10) и сухая (11) камеры. Водоприемная камера (10) разделена перегородкой (12) на секции. В каждой секции размещены выходные патрубки (13), перфорированный распределитель потока (14), центральный перфорированный стояк (16), входной патрубок (19) отводной трубы (20). Недостатком устройства является невозможность его непосредственного использования на транспортных средствах без дополнительных изменений, в частности, отсутствует возможность стационарного крепления системы тросов и якорей. При размещении устройства на автомобильном и железнодорожном транспорте отсутствует возможность соприкосновения с внешней жидкостью, движение которой используется в данной конструкции.Known floating tidal power station [Patent No. 2441172, Russia, 2012. A device using the energy of sea waves / Leon Mate, Stolberg Mangus, Savin Andrey]. A floating tidal power station contains vertical vertical cylindrical shells (1), generators, water intake and branch pipes (20), a cable system (8) and anchors (9). Shells (1) are installed with a gap between adjacent shells along a longitudinal line perpendicular to the direction of the tide (4). In the middle part of the cladding shells (1), cables (8) are attached on both sides, connected to the anchors (9). The inlet vertical cylindrical shell (1) concentrically placed the water intake (10) and dry (11) chambers. The water intake chamber (10) is divided by a partition (12) into sections. In each section, outlet pipes (13), a perforated flow distributor (14), a central perforated riser (16), an inlet pipe (19) of the outlet pipe (20) are placed. The disadvantage of this device is the impossibility of its direct use on vehicles without additional changes, in particular, there is no possibility of stationary mounting of the cable system and anchors. When placing the device on automobile and railway transport, there is no possibility of contact with the external fluid, the movement of which is used in this design.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство, использующее энергию морских волн, содержащее плавучее тело, соединенное посредством гибкого соединительного средства с преобразователем, совершающим возвратно-поступательное перемещение в линейном генераторе, плавучее тело приспособлено для плавания на море, а статор генератора приспособлен для постановки на якорь на морском дне, направляющее устройство установлено на входе соединительного средства в кожух генератора и содержит пустотелый корпус, имеющий нижнее и верхнее отверстия [Патент №2478828, Россия, 2012. Устройство, использующее энергию морских волн / Леон Мате, Стольберг Мангус, Савин Андрей]. Недостатком данного устройства является невозможность его непосредственного использования на транспортных средствах без дополнительных изменений, в частности статор генератора не может быть установлен на якорь, также отсутствует возможность соприкосновения с внешней жидкостью, движение которой используется в данном устройстве.The closest in technical execution to the proposed device is a device that uses the energy of sea waves, containing a floating body connected via a flexible connecting means to a transducer that reciprocates in a linear generator, the floating body is adapted to sail at sea, and the generator stator is adapted to anchoring on the seabed, a guiding device is installed at the entrance of the connecting means into the generator casing and contains hollows th case with lower and upper holes [Patent No. 2478828, Russia, 2012. A device using the energy of sea waves / Leon Mate, Stolberg Mangus, Savin Andrey]. The disadvantage of this device is the impossibility of its direct use on vehicles without additional changes, in particular, the generator stator cannot be anchored, and there is no possibility of contact with the external fluid, the movement of which is used in this device.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи упрощения и повышения эффективности производства электрической энергии для маломощных автономных устройств, установленных на движущихся объектах.The claimed invention is aimed at solving the problem of simplifying and increasing the efficiency of electric energy production for low-power autonomous devices installed on moving objects.

Поставленная задача возникает при разработке и создании автономных приемо-передающих устройств, спутниковых трекеров и пр.The problem arises during the development and creation of autonomous transceivers, satellite trackers, etc.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, расположенное на движущемся объекте, введены сообщающиеся сосуды с жидкостью, два соединителя, два преобразователя механической энергии в электрическую, два поплавка, расположенных в левом и правом сообщающихся сосудах, над которыми расположены соединенные с поплавками через соединители преобразователи механической энергии, выходы которых объединены и подключены к выходу устройства.The essence of the invention lies in the fact that communicating vessels with liquid, two connectors, two converters of mechanical energy into electric, two floats located in the left and right communicating vessels, over which are connected to the floats through the connectors, are introduced into the device located on the moving object, mechanical energy converters, the outputs of which are combined and connected to the output of the device.

Функциональная схема устройства представлена на фиг. 1, где для наглядности изложения введена система координат OXY, связанная с устройством.A functional diagram of the device is shown in FIG. 1, where, for clarity of presentation, the OXY coordinate system associated with the device is introduced.

Устройство состоит из сообщающихся сосудов с жидкостью 1, поплавков 2_i, i=1,…, 2, соединителей 3_i, i=1,…, 2, преобразователей механической энергии в электрическую 4_i, i=1,…, 2.The device consists of communicating vessels with liquid 1, floats 2 _i, i = 1, ..., 2, connectors 3 _i , i = 1, ..., 2, converters of mechanical energy into electrical energy 4 _i , i = 1, ..., 2.

Поплавки 2_i, i=1,…, 2 расположены в левом и правом сообщающихся сосудах на поверхности жидкости. Преобразователи механической энергии в электрическую 4_i, i=1,…, 2 расположены над сообщающимися сосудами и соединены с поплавками через соединители 3_i, i=1,…, 2. Преобразователь механической энергии в электрическую 4_i, i=1,…, 2 может быть выполнен, например, в виде магнита, жестко связанного с соединителем и свободно перемещающегося внутри индукционной катушки.The floats 2 _i , i = 1, ..., 2 are located in the left and right communicating vessels on the surface of the liquid. Converters of mechanical energy into electric 4 _i , i = 1, ..., 2 are located above the communicating vessels and connected to the floats through connectors 3 _i , i = 1, ..., 2. The converter of mechanical energy into electric 4 _i , i = 1, ..., 2 can be made, for example, in the form of a magnet rigidly connected to the connector and freely moving inside the induction coil.

В исходном положении (при отсутствии ускорения) жидкость в сообщающихся сосудах равномерно распределена по двум сосудам. Движение жидкости и перемещение поплавков, а соответственно и выработка электрической энергии, отсутствуют.In the initial position (in the absence of acceleration), the fluid in the communicating vessels is evenly distributed over the two vessels. The movement of fluid and the movement of the floats, and accordingly the generation of electrical energy, are absent.

Устройство располагается на движущемся объекте и жестко связано с ним таким образом, что ось ОХ устройства совпадает с направлением движения объекта.The device is located on a moving object and is rigidly connected with it in such a way that the axis OX of the device coincides with the direction of movement of the object.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При наличии ускорения движущегося объекта в отрицательном направлении оси ОХ жидкость в сообщающихся сосудах 1 под действием силы инерции F_и1 (F_и = -mW, где m - масса жидкости, W - проекция кажущегося ускорения на ось ОХ) начинает перемещаться из левого сосуда в правый. В результате уровень жидкости в правом сосуде начинает повышаться (в левом - понижаться). Поплавок 2₂ под действием архимедовой силы (F_a=ρgV, где ρ - плотность жидкости, g - постоянный коэффициент, V - объем жидкости) перемещается вверх (поплавок 2₁ - вниз) и через соединитель 3₂ приводит в действие преобразователь механической энергии в электрическую 4₂ (одновременно поплавок 2₁ через соединитель 3₁ приводит в действие преобразователь механической энергии в электрическую 4₁): в устройстве происходит выработка электрической энергии. Изменение уровней жидкости, перемещение поплавков 2₁, 2₂ и выработка электрической энергии продолжаются до достижения максимального значения уровня жидкости в правом сосуде. Затем поплавки 2₁, 2₂ останавливаются и выработка электрической энергии прекращается.In the presence of acceleration of a moving object in the negative direction of the OX axis, the fluid in communicating vessels 1 under the action of the inertia force F _{and 1} (F _and = -mW, where m is the mass of the liquid, W is the projection of the apparent acceleration on the OX axis) begins to move from the left vessel to the right . As a result, the fluid level in the right vessel begins to increase (in the left - to decrease). The float 2 ₂ under the action of the Archimedean force (F _a = ρgV, where ρ is the density of the liquid, g is the constant coefficient, V is the volume of the liquid) moves up (the float 2 ₁ - down) and through the connector 3 ₂ drives the mechanical energy converter electrical 4 ₂ (at the same time the float 2 ₁ through the connector 3 ₁ drives the converter of mechanical energy into electrical 4 ₁ ): the device generates electrical energy. The change in liquid levels, the movement of the floats 2 ₁ , 2 ₂ and the generation of electrical energy continue until the maximum value of the liquid level in the right vessel is reached. Then the floats 2 ₁ , 2 ₂ stop and the generation of electrical energy stops.

При уменьшении кажущегося ускорения жидкость под действием силы тяжести F_T2 из правого сосуда начинает перемещаться в левый сосуд. В результате уровень жидкости в правом сосуде начинает уменьшаться (в левом - увеличиваться). Поплавок 2₂ под действием силы тяжести начинает опускаться и через соединитель 3₂ воздействует на преобразователь механической энергии в электрическую 4₂ (одновременно поднимающийся поплавок 2₁ через соединитель 3₁ приводит в действие преобразователь механической энергии в электрическую 4₁): в устройстве вновь происходит выработка электрической энергии. При равенстве уровней жидкости в сообщающихся сосудах 1 поплавки 2₁, 2₂ останавливаются и выработка электрической энергии прекращается.With a decrease in apparent acceleration, the fluid begins to move into the left vessel under the action of gravity F _T2 from the right vessel. As a result, the fluid level in the right vessel begins to decrease (in the left - to increase). The float 2 ₂ under the influence of gravity begins to fall and through the connector 3 ₂ acts on the converter of mechanical energy into electric 4 ₂ (at the same time the rising float 2 ₁ through connector 3 ₁ drives the converter of mechanical energy into electrical 4 ₁ ): the device again generates electrical energy. If the liquid levels in the communicating vessels 1 are equal, the floats 2 ₁ , 2 ₂ stop and the generation of electrical energy stops.

При наличии ускорения объекта в положительном направлении оси ОХ выработка электрической энергии происходит аналогично вышеизложенному.In the presence of acceleration of the object in the positive direction of the OX axis, the generation of electrical energy occurs similarly to the above.

Таким образом, при ускорении или замедлении объекта на выходе устройства будет возникать напряжение, которое можно использовать для автономного питания маломощных электрических устройств.Thus, when accelerating or decelerating an object, a voltage will appear at the output of the device, which can be used to autonomously power low-power electrical devices.

Простота данного инерционного генератора и его автономность делают его весьма перспективным при использовании в автономных устройствах обработки информации или приемо-передающих устройствах.The simplicity of this inertial generator and its autonomy make it very promising when used in stand-alone information processing devices or transceiver devices.

Claims

An inertial generator containing a converter of mechanical energy into electrical energy, characterized in that communicating vessels with liquid, two connectors, a second converter of mechanical energy into electrical energy, two floats located in the left and right communicating vessels, above which are connected to the floats through connectors converters of mechanical energy, the outputs of which are combined and connected to the output of the device.