Энергетическая установка

Энергетическая установка относится к энергетике и её действие основано на преобразовании механической энергии проезжающего по ней автотранспорта в электрическую энергию. Энергетическая установка включает дорожное полотно, проезжую часть, шарнирно закрепленный на ней шток, реверсивный преобразователь возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала генератора и аккумуляторные батареи. Проезжая часть снабжена ребрами жесткости и выполнена из гибкого, предварительно выгнутого материала (например, из металлического листа длиной 8-12 м и выгибом 0,2 м). Один конец проезжей части шарнирно закреплен, а другой конец свободно опирается на ролик. Оба указанных конца находятся на уровне дорожного полотна. При прохождении по проезжей части автотранспорта она выпрямляется и опирается на упоры-ограничители с демпферами. Эти упоры препятствуют опусканию проезжей части ниже уровня дорожного полотна. Изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии при одновременном снижении аварийности автотранспорта, загазованности и уровня шума на улице, повышении пропускной способности автотранспорта, а также обеспечить плавный наезд и съезд с энергетической установки. 1 ил.

 

Энергетическая установка относится к энергетике и её действие основано на преобразовании механической энергии проезжающего по ней автотранспорта в электрическую энергию.

Известен карманный электродинамический фонарик «Hydrus», преобразующий механическую энергию в электрическую энергию http://www.promart.ru/grid/picture/k/skuck6518.html). Фонарик включает в себя корпус, внутри которого помещен механизм преобразования возвратно-поступательного движения подпружиненного рычага (приводится в действие вручную) во вращательное движение связанного с ним вала динамо. В результате вращения динамо вырабатывается электроэнергия, которая подается на осветительный прибор. Недостатки электродинамического фонарика заключаются в том, что электрическая энергия вырабатывается не в реверсивном режиме, т.е. только при нажатии рычага. При отпускании рычага пружина возвращает рычаг в исходное состояние без вращения динамо. Кроме того, электродинамический фонарик маломощен.

Известна также установка, преобразующая механическую энергию проезжающего по ней автотранспорта в электрическую энергию (журнал «Мир дорог», 30.10.2007 г.). Механизм преобразования энергии установки связан с «лежачим полицейским», т.е. с искусственной дорожной неровностью (ИДН), вынуждающей водителя транспортного средства снизить скорость на отдельных участках дороги. Проезжая часть установки выполнена в виде широкой педали, механически связанной с реверсивным преобразователем возвратно-поступательного движения педали во вращательное движение вала генератора, соединенного с аккумуляторными батареями. Мощность такой установки составляет порядка 5-50 кВт с каждой проезжающей по ней машины, т.е. вполне достаточна для обеспечения энергией дорожных фонарей и знаков. Недостаток установки заключатся в том, что она безопасна и эффективна только при малых скоростях движения автотранспорта. Связано это с тем, что соотношение высоты ИДН к ее ширине (имеется в виду размер по оси дороги) составляет порядка 0.1-0.2, т.е автотранспорт «подпрыгивает» на ИДН и при больших скоростях движения (например, на трассе) возможно возникновение аварийной ситуации и поломка подвески. В местах, где установлены ИДН, наблюдается резкое повышение уровня шума, загазованности, снижается пропускная способность улиц. Кроме того, ИДН при наезде колес автотранспорта «проваливается», образуя на стыке педали с дорожным полотном дополнительные неровности.

Предлагаемое техническое решение направлено на выработку электроэнергии при одновременном снижении аварийности автотранспорта, загазованности и уровня шума на улице, повышение пропускной способности автотранспорта, а также на обеспечение плавного наезда и съезда с энергетической установки.

Технический результат достигается за счет уменьшения соотношения высоты ИДН к ее ширине, а конкретно - за счет увеличения ширины ИДН. Уровень шума, загазованность и плавность наезда и съезда снижаются за счет гибкой конструкции проезжей части энергетической установки, концы которой всегда находятся на уровне дорожного полотна.

Устройство энергетической установки приведено на чертеже, где 1 - проезжая часть, выполненная из гибкого материала (например, из предварительно выгнутого на 5-10 см стального листа длиной 800-1200 см). Величина выгиба и длина проезжей части определяются экспериментальным путем. Проезжая часть с одного конца закреплена на оси 2 к подпору 3 подвала 4, а на другом конце снабжена роликом 5. Нижняя плоскость проезжей части снабжена ребрами жесткости 6 и кронштейном 7, шарнирно соединенным со штоком 8. Шток снабжен упругим элементом 9, возвращающим проезжую часть в исходное (выгнутое) положение после снятия с нее нагрузки. Шток связан с реверсивным преобразователем 10 возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала генератора 11. Генератор электрически связан с аккумуляторной батареей 12, предназначенной для хранения энергии в период, когда движение автотранспорта отсутствует. В подвале установлены упоры-ограничители 13, предназначенные для ограничения прогиба проезжей части ниже уровня дорожного полотна. Упоры-ограничители снабжены демпферами 14, снижающими шум от удара нижней плоскости проезжей части энергетической установки с упорами-ограничителями. 15 - дорожное полотно. 16 - натягивающее устройство, предотвращающее подъем конца проезжей части с роликом под воздействием силы упругого элемента 9. В качестве натягивающего устройства можно применить гибкий трос, снабженный талрепом. Ролик катится по подпятнику 17.

Энергетическое устройство работает следующим образом:

При въезде автотранспорта с дорожного полотна 15 на проезжую часть 1 последняя под воздействием веса автотранспорта прогибается и своей нижней плоскостью ложится на демпферы 14 упоров-ограничителей 13. При этом проезжая часть удлиняется (вытягивается в длину) и принимает горизонтальное положение, а ролик 5 катится по пластине 17. Шток 8 опускается вниз, упругий элемент 9 сжимается и приводит в действие реверсивный преобразователь 10, который вращает вал генератора 11. Генератор подзаряжает аккумуляторную батарею 12. Энергия с аккумуляторной батареи подается на преобразователь постоянного тока в переменный (например, преобразует 12 вольт постоянного напряжения в 220 вольт переменного напряжения) и поступает на исполнительное устройство (на освещение дороги, дорожных знаков, подогрев дорожного полотна и т.д.). При съезде автотранспорта с энергетической установки последняя, под воздействием упругих сил предварительно выгнутой проезжей части и силы сжатия упругого элемента 9 (например, пружины), выгибается вверх. Вместе с ним поднимается вверх шток. При этом повторно вырабатывается энергия. Следует обратить внимание на то, что при прогибе и возвращении проезжей части в исходное положение концы проезжей части всегда находятся на уровне дорожного полотна. При этом соотношение высоты ИДН к ее ширине снижается до величины 0.06-0.04, что способствует плавному проезду транспорта, не снижая скорости.

Энергетическая установка, включающая дорожное полотно, проезжую часть, шарнирно соединенную с подпружиненным штоком, реверсивный преобразователь возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение вала генератора, аккумуляторные батареи, размещенные в подвале под проезжей частью, отличающаяся тем, что проезжая часть снабжена ребрами жесткости и выполнена из предварительно выгнутого гибкого материала, концы которой находятся на уровне дорожного полотна, причем один конец проезжей части шарнирно закреплен с подпором подвала, а другой конец снабжен натягивающим устройством и роликом, опирающимся на подпятник, а в подвале установлены упоры-ограничители с демпферами.