Пристрій для отримання електричної енергії

Реферат: UA 83812 U UA 83812 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана в пристроях для отримання електричної енергії від збуджувачів зовнішніх коливань і/або тиску, зокрема при русі залізничного транспорту. Відома ідея отримання електричної енергії, яка розроблена ізраїльськими вченими і розміщена за посиланням http://www.youtube.com/watch?v=CfnyJ0_XarI. Проте дана ідея самого пристрою отримання електричної енергії потребує довершення та конкретного технічного рішення. Відомий конденсатор із зарядовим пристроєм, що містить корпус, в якому розташовані пакети пластин різнойменної полярності, які вставлені один в одному і розділені шаром сегнетоелектрика. Конденсатор виконаний у вигляді декількох секцій, кожна з яких має в нижній торцевій частині зарядову пластину, яка відокремлена від інших пластин шаром такого ж сегнетоелектрика, причому всі зарядові пластини сполучені між собою провідником і підключені до додаткового виводу. Зарядова пластина в цьому пристрої виконана з металу [Заявка RU №95106327, МПК6 H01G 4/12, опубл. 1997.02.20]. Проте даний пристрій потребує додаткового зовнішнього джерела живлення для постійної підзарядки зарядових пластин, має значну вагу за рахунок масивності металевих зарядових пластин, а також нестабільність вольт-амперних характеристик при використанні, що звужує межі його використання. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є пристрій для отримання електричної енергії, який включає корпус з пакетом пластин, дві з яких металеві з виведеними назовні провідниками та між якими розміщено п'єзоелектрик, при цьому як п'єзоелектрик використовують сегнетоелектрик, обладнаний зарядовою пластиною, яка відокремлена від інших шаром сегнетоелектрика, і зарядова пластина виконана з біполярного електрика, наприклад з політетрафторетилену, поліетилентерефталату, полікарбонату, титанату кальцію, скла, ситалів, а як сегнетоелектрик використовують стабілізований монокристалічний сегнетоелектрик, наприклад, титанат барію, полівініліденфторид, тригліцинсульфат, сегнетсіль, дигідрофосфат калію, ніобат літію, фторберилат амонію, при цьому пакет пластин містить мінімально один елемент, який складається з одного електрета та двох металевих пластин, при цьому усі шари щільно примикають один до одного та розміщені у наступній послідовності: металева пластина-сегнетоелектрик-електрет-сегнетоелектрик-металева пластина, а при наявності в пакеті більше, ніж одного елемента вони чергуються таким чином, що кожний наступний елемент розташовується відносно попереднього, прилягаючи однойменними зарядами металевих пластин [Пристрій для отримання електричної енергії, патент України на корисну модель № 34582, H01J 45/00, H01J 1/20, Бюл. № 15, 2008 p.]. Хоча даний пристрій дає можливість отримувати електричну енергію за рахунок збудження внутрішньої енергії речовини, яка використовується, протягом тривалого часу, виготовлення даного пристрою є надто складним і дорогим, через використання дорогих елементів, що задіяні в пристрої. В основу корисної моделі поставлено задачу створити портативний пристрій для отримання електричної енергії шляхом конструктивних змін і використання новітніх п'єзоелектричних матеріалів в конструкції пристрою, забезпечити можливість отримання електричної енергії, з можливістю її акумулювання і подальшого використання, за рахунок збудження внутрішньої енергії речовини елементів пристрою з використанням як збуджувачів сторонніх зовнішніх коливань і/або тиску, як приклад руху залізничного транспорту. Задача корисної моделі вирішується тим, що в пропонованому пристрої для отримання електричної енергії, який включає корпус з пакетом пластин, дві з яких металеві з виведеними назовні провідниками та між якими розміщено п'єзоелектрик з зарядовою пластиною, згідно з корисною моделлю, корпус виконаний у вигляді портативного контейнера, сформованого з пакета металевих і діелектричних пластин, в якому між двома металевими пластинами з виведеними назовні провідниками розміщено основну зарядову пластину, виготовлену з поліетилену і споряджену щонайменше чотирма чарунками, в яких розміщено щонайменше чотири однакові за площею і об'ємом п'єзоелектричні кристали кварцу, наділені властивістю індукувати різницю потенціалів під дією зовнішніх збуджувачів коливань і/або тиску через посередництво металічних пластин, при цьому кількість чарунок відповідає кількості п'єзоелектричних кристалів кварцу, захищених зверху і знизу діелектричними пластинами з гуми, і додатково пакет пластин в контейнері залитий гарячим поліетиленом. Конструктивне вирішення корпуса пристрою у вигляді портативного контейнера, дозволяє компактно сформувати пакет металевих і діелектричних пластин в ньому, при цьому розміщення між двома металевими пластинами з виведеними назовні провідниками основної зарядової пластини, виготовленої з поліетилену і спорядженої щонайменше чотирма 1 UA 83812 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 чарунками, в яких розміщено щонайменше чотири однакові за площею і об'ємом п'єзоелектричні кристали кварцу, наділені властивістю індукувати різницю потенціалів під дією зовнішніх збуджувачів коливань і/або тиску через посередництво металічних пластин. Конструктивне вирішення зарядної пластини чарунковою конструкцією, коли кількість чарунок відповідає кількості п'єзоелектричних кристалів кварцу, забезпечує можливість збільшувати потужність пристрою збільшенням п'єзоелектричних елементів збудження внутрішньої енергії. Одночасно, розміщення п'єзоелектричних кристалів кварцу в комірках запобігає руйнуванню кристалів при надто великому тиску на загальну площу, а захист елементів зверху і знизу діелектричними пластинами з гуми, і додатковий захист пакета пластин в контейнері залиттям гарячим поліетиленом забезпечує надійність пристрою і його стійкість проти впливу навколишнього середовища (гігроскопічність, температурний режим тощо). Отже, за рахунок такого комплексного вирішення поставленої задачі корисної моделі, сукупністю відомих і пропонованих суттєвих ознак та їх причинно-наслідковим зв'язком, отримуємо технічний результат, за якого при дії на п'єзоелектричні кристали кварцу зовнішніх коливань і/або тиску, за рахунок збудження в них внутрішньої енергії індукується різниця потенціалів, яку через посередництво металевих пластин з провідниками перетворюють у постійний струм, акумулюють і використовують за призначенням, тобто отримано технічний результат, достатній для виконання поставленої задачі корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На фіг. 1 наведено Пристрій для отримання електричної енергії, в розрізі; на Фіг. 2 Пристрій для отримання електричної енергії, приклад використання. Пристрій для отримання електричної енергії складається з корпусу 1, у вигляді портативного контейнера, як приклад розміром 170×134×16 мм, сформованого із пакета металевих 2, як приклад виготовлених із стального листа товщиною 2,0 мм, розміром 160×130 мм, і діелектричних (гумових і поліетиленової) 5 пластин, виготовлених як приклад із гумового листа товщиною 4,0 мм, розміром 160×130 мм і поліетилену такого ж розміру. При цьому між двома 2 металевими пластинами 2 з виведеними назовні провідниками, поперечним перерізом 2,5 мм (на кресл. не показано), розміщено діелектричну пластину із поліетилену, з чарунками 3, розміром 70×60 мм. В чарунках розміщено, як приклад, чотири однакових за площею і об'ємом п'єзоелектричні кристали кварцу 4, розміром 70×60×4 мм. Поверх металевих пластин (2) розміщено захисні діелектричні пластини із гуми 5. Пакет пластин в корпусі 5 додатково залитий гарячим поліетиленом (на кресл. не показано). Пропонований пристрій для отримання електричної енергії працює так. Як приклад, пропоновану конструкцію пристрою для використання в залізничному транспорті, встановлюють між конструкцією скріплення СКД65-Б та рейкою (Фіг. 2). При русі поїзда під дією його ваги у п'єзоелектричних кристалах кварцу 4 індукується різниця потенціалів, яку через металеві пластини 2 з виведеними провідниками можна перетворювати у постійний електричний струм, акумулювати збуджену електричну енергію у спеціальних акумуляторах, розташованих біля переїздів, та використовувати, як приклад, для звукової, візуальної сигналізації при русі поїзда, чи на інші потреби, в залежності від інтенсивності руху поїздів та величини навантаження на рейки колії. Використання пропонованого пристрою отримання електричної енергії забезпечує отримання електричної енергії, з можливістю її акумулювання і подальшого використання, за рахунок збудження внутрішньої енергії речовини п'єзоелектриків пристрою з використанням як збуджувачів сторонніх зовнішніх коливань і/або тиску, як приклад, руху залізничного транспорту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Пристрій для отримання електричної енергії, який включає корпус з пакетом пластин, дві з яких металеві з виведеними назовні провідниками та між якими розміщено п'єзоелектрик з зарядовою пластиною, який відрізняється тим, що корпус пристрою виконаний у вигляді портативного контейнера, сформованого з пакета металевих і діелектричних пластин, в якому між двома металевими пластинами з виведеними назовні провідниками розміщено основну зарядову пластину, виготовлену з поліетилену і споряджену щонайменше чотирма чарунками, в яких розміщено щонайменше чотири однакові за площею і об'ємом п'єзоелектричні кристали кварцу, наділені властивістю індукувати різницю потенціалів під дією зовнішніх збуджувачів коливань і/або тиску через посередництво металічних пластин, при цьому кількість чарунок відповідає кількості п'єзоелектричних кристалів кварцу, захищених зверху і знизу діелектричними пластинами з гуми, і додатково пакет пластин в контейнері залитий гарячим поліетиленом. 2 UA 83812 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3