Шляхове покриття

1. Шляхове покриття, яке містить пристрій для прийняття тиску ваги рухомого транспортного засобу, пристрій для передачі механічної енергії тиску, зв’язаний з пристроєм для накопичення енергії, виконаним у вигляді маховика, який, в свою чергу, зв’язаний з пристроєм для вироблення електричного струму, виконаним у вигляді електричного генератора постійного струму, і акум улятор електричної енергії, яке відрізняється тим, що пристрій для прийняття тиску ваги рухомого транспортного засобу або ваги людей, що переміщуються, виконаний у вигляді еластичного порожнистого покриття будь-якої протяжності, ширини, конфігурації і жорсткості, розділеного всередині еластичними перегородками на вузькі внутрішні повітряні камери, кожна з яких забезпечена одним впускним повітряним клапаном і набором випускних клапанів, розміщених в нижній частині покриття і зв’язаних з повітроводом, який зв'язує всі вузькі повітряні ка A 2 (19) 1 3 71448 4 і індивідуальних, джерел енергії і створення всіляавтомобіля. Відмінною особливістю даної енергеких засобів, для витягання енергії і перетворення її тичної системи є те, що привод обертання вказав інші види енергії. ного електричного генератора виконаний у вигляді Так, наприклад, хорватський інженер Івіка Саколеса з гумовою покришкою, закріпленим на конрік (Ivica Saric) перетворив свої черевики в мобільсольній балці, що спирається на дорожнє покритну електростанцію. Він розробив черевики з вбутя. Це колесо пов'язане зі шківом генератора за дованим в них електрогенератором, що виробляє допомогою ремінної передачі. При рушенні автопід час ходьби електричний струм, який викорисмобіля, це привідне колесо, спираючись об шлятовується для обігріву власника взуття. Черевики хове покриття, обертається і, таким чином, привогенерують досить енергії для портативного нагрівдить в дію додатковий електричний генератор ника, «вшитого» в спеціальну куртку. При цьому (див. патент США №5921334 з класу В60L9/00 зовні цей комплект нічим не відрізняється від звиопублікований 13.07.99р.). чайного одягу і взуття (htth://www.ananova.com. Цьому те хнічному рішенню властиві наступні Вхід в сайт: дата 10 лютого 2004 року, час 12:25). недоліки. Для стабільної роботи цієї енергетичної Цьому оригінальному винаходу властиві, щосистеми, шляхове покриття повинне бути без вад, найменше, три істотних недоліки. По-перше, це в іншому випадку, колесо буде підскакувати, отже, досить малопотужне джерело енергії, по-друге, швидкість його обертання буде змінюватися ривдля реалізації цього технічного рішення потрібне ками, що відіб'ється в гіршу сторону на роботу використання спеціального одягу й взуття, і, поелектрогенератора, зокрема, може привести до третє, на фоні малої потужності джерела енергії, його поломки. Крім того, швидкість обертання роускладнення технології виготовлення такого одягу тора генератора повністю залежить від швидкості і взуття і оснащення їх спеціальними засобами для рушення автомобіля. При високій швидкості геневироблення і перетворення енергію ходьби в елератор може «згоріти», а при низькій - спостерігактричну енергію, навряд чи можна вважати еконоється недостатнє вироблення електроенергії. мічно виправданим. Зазначимо й загальні нестачі цих двох автоІнакше підійшов до розробки засобу індивідуамобільних енергетичних систем. По-перше, трансльного енергопостачання американський винахідпортні засоби і так забезпечені генераторами еленик Чарльз Трипплет (Charles G. Triplett). Він зроктричного струму, що приводяться в дію бив «взуття» не для людини, а для автомобіля, що працюючим двигуном автомобіля, по-друге, їх родозволило йому збільшити потужність джерела бота направлена на індивідуальне додаткове енеенергії. Згідно з його винаходом, гумова покришка ргопостачання автомобілів, і, по-третє, вони не колеса автомобіля виконана подвійною: з внутрімають можливості енергію, що виробляється нишнім і зовнішнім контурами, між якими в покришці ми, передавати для використання іншими споживстановлений ряд п'єзоелектричних малогабаритвачами, оскільки ці системи не обладнані відповіних перетворювачів механічної енергії їх стиснендними для цього засобами, тобто соціальна ня в електричну. При рушенні автомобіля, його користь для суспільства від них не велика. колеса обертаються і п'єзоелектричні перетворюДля того щоб додаткову енергію направити на вачі навперемінно стискуються під дією ваги автоблаго інших споживачів, наприклад, пішоходів, мобіля, коли вони виявляються знизу (звернені до необхідно, щоб джерело енергії розташовувалося дорожнього покриття), і виробляють електричний не в автомобілі, а в шляховому покритті. У цьому струм, який нагромаджується в акумуляторі автовипадку практично не виникає проблем з передамобіля (див. патент США №4504761 з класу чею енергії від джерела до споживача, а сама Н05І41/08, опублікований 12.03.85р.). енергія може бути використана для будь-яких ціОсновним недоліком цього технічного рішення лей, наприклад, для освітлення вулиць в темний є складність виготовлення покришки, яка зумовлечас діб, освітлення дорожніх знаків і покажчиків, на необхідністю не тільки виготовлення подвійного підігрівання дороги і тротуарів в зимовий період контуру, але і розміщення між ними набору п'єзодля розтоплення льоду і снігу, то що. електричних перетворювачів, використанням маЗ цієї точки зору, найбільш близьким за своєю лонадійних і ковзаючих електроконтактів, які швисуттю і ефекту, що досягається та приймається за дко зносяться, для передачі електричного струму прототип, є шляхове покриття, яке містить привід колеса, що обертається, до акумулятора автострій для прийняття тиску ваги рухомого транспормобіля. Крім того, у разі проколу покришки, внаслітного засобу, виконаний у вигляді похилої повородок падіння в ній тиску повітря, п'єзоелектричні тної платформи, шарнірно прикріпленої до дороги, перетворювачі руйнуються внаслідок неприпустипід якою в дорозі виконане поглиблення для розмого їх стиснення ободом колеса. У цьому випадку міщення в ньому пристрою для передачі механічджерело енергії (п'єзоелектричні перетворювачі) ної енергії платформи, що повертається, який вивідновленню не підлягають. З урахуванням високої конано у вигляді вертикальної підпружньої вартості таких автомобільних покришок, їх масове гвинтової або зубчастої рейки, пов'язаної за допозастосування економічно не виправдане. могою зубчастої передачі з пристроєм для накопиВідомий також вантажний автомобільчення енергії, виконаним у вигляді маховика, який, рефрижератор для перевезення швидкопсувних в свою чергу, пов'язаний з пристроєм для виробхарчових продуктів, який оснащений додатковим лення електричного струму, виконаним у вигляді електричним генератором, встановленим під раелектричного генератора постійного струму. Це мою автомобіля, в задній його частині, і призначешляхове покриття працює таким чином. У істотноним для забезпечення роботи холодильного агрему стані поворотна платформа розташовується під гату, що охолоджує теплоізольований фургон кутом до дороги. Рухомий транспортний засіб наї 5 71448 6 жджає колесами на поворотну платформу, яка, допомогою неможливо витягувати додаткову енерповертаючись в горизонтальне положення відносгію від рухомих пішо ходів. но шарнірів її кріплення, займає горизонтальне І останнє, відоме шляхове покриття виключає положення. При повороті платформи, вона натисможливість рушення транспортного засобу заднім кає на вертикальну підпружню гвинтову або підходом або у зустрічному напрямі. Це погано, адже пружню зубчасту рейку. Остання при цьому опуснесприятливі або аварійні ситуації на дорозі мокається вниз і приводить до обертання зубчасту жуть змушувати водія звертатися саме до таких передачу, примушуючи обертатися пристрій для дій. Цей недолік зумовлений тим, що один край накопичення енергії. Пристрій для накопичення поворотної платформи підведений над дорогою і енергії, що обертається, викликає обертання генеперешкоджає наїзду на неї. ратора постійного струму, який виробляє електриУ основу винаходу поставлено задачу підвичний струм, що використовується для різних пощення зручності і безпеки експлуатації, розширентреб. При необхідності вироблений електричний ня області використання, технічних можливостей і струм може зберігатися в акумуляторі (див. патент ремонтопридатності, а також збільшення кількості США №4239975 з класу N02Р9/04, опублікований енергії, що виробляється, за рахунок зміни конс16.12.80р.). трукції пристрою для прийняття тиску ваги рухомоОсновним недоліком відомого шляхового пого транспортного засобу шля хом виконання його у криття є те, що його пристрій для прийняття тиску вигляді еластичного порожнистого покриття будьваги рухомого транспортного засобу, виконано у якої протяжності, ширини і жорсткості, та пов'язавигляді похилої поворотної платформи. З цієї приного з накопичувачем і перетворювачем енергії чини дорога міняє локально нахил, тобто виникає рухомих транспортних засобів і людей, що перелокальна перешкода, що змушує знижувати швидміщуються, в інші види енергії. кість рушення транспортного засобу для попереРішення поставленої задачі досягається тим, дження можливої поломки автомобіля внаслідок що у відомому шляховому покритті, яке містить ударних навантажень, що мають місце при наїзді пристрій для прийняття тиску ваги р ухомого на поворотну платформу. транспортного засобу, пристрій для передачі меДругим суттєвим недоліком відомого шляховоханічної енергії, пов'язаний з пристроєм для накого покриття є те, що всі вузли, які призначені для пичення енергії, виконаним у вигляді маховика, перетворення і отримання електричної енергії, який, в свою чергу, пов'язаний з пристроєм для розташовуються безпосередньо під дорогою. При вироблення електричного струму, виконаним у ремонті, заміні або профілактичному огляді цих вигляді електричного генератора постійного струвузлів необхідно зупиняти рух транспортних засому і акумулятор електричної енергії, пристрій для бів, що створює певні незручності для водіїв. прийняття тиску ваги рухомого транспортного заЩе одним суттєвим недоліком відомого шлясобу або ваги людей, що переміщуються, виконахового покриття є те, що воно розміщується локаний у вигляді еластичного порожнистого покриття льно, тобто тільки на окремих дільницях дороги, будь-якої протяжності, ширини, конфігурації і жороскільки на великій протяжності дороги його встасткості, розділеного всередині еластичними переновлювати недоцільно по економічних міркувангородками на вузькі внутрішні повітряні камери, нях: адже під кожною платформою необхідно кожна з яких забезпечена одним впускним повітвстановлювати всі вузли для передачі, перетворяним клапаном і набором випускних клапанів, рення і вироблення електричної енергії. Отже, вірозміщених в нижній частині покриття і пов'язаних доме шляхове покриття не може використовувати з повітроводом, зв'язуючим всі вузькі повітряні енергію ваги транспортних засобів на всьому шлякамери між собою і який примикає до накопичуваху його р ухання. ча стислого повітря, встановленому в будь-якому Наступним суттєвим недоліком відомого шлязручному місці і виконаному у вигляді повітряної хового покриття є обмеженість його технічних моємності, оснащеної соплом з регульованим клапажливостей. Цей недолік зумовлений наступним. ном тиску для виходу стислого повітря з ємності, Для того щоб втримувати вагу великовантажного причому сопло оснащено регульованим клапаном автомобіля, поворотна платформа повинна бути тиску і запірною арматурою, а також, пристрій для виконана могутньої і забезпечена досить жорсткинакопичення енергії забезпечений крильчаткою ми зворотними пружинами. У іншому випадку, веабо іншим вітроприймальним пристроєм будь-якої ликовантажний автомобіль просто «продавит» відомої конструкції, встановленим на його осі обесвоєю вагою поворотну платформу, що приведе ртання і розташованого проти згаданого сопла, до поломки всієї енергетичної системи. Але могутпри цьому нижня і верхня поверхні еластичного ню поворотну платформу не зможе розвернути в порожнистого покриття мають різну жорсткість. горизонтальну площину легкий, наприклад, легкоВерхня поверхня еластичного порожнистого вий автомобіль або мотоцикл. Тому відоме шляпокриття може також бути виконана у вигляді окхове покриття не можна встановлювати на дороремих незалежних один від др угого еластичних гах загального користування, тобто призначених елементів, примикаючих безпосередньо до ниждля одночасного рушення будь-яких транспортних ньої поверхні. У цьому випадку шляхове покриття засобів. доцільно використовува ти в приміщеннях для поІ ще про одну суттєву нестачу відомого шляпередження його забруднення. хове покриття - про обмеженість області застосуІнший варіант виконання еластичного порожвання; його неможливо використати на тротуарах, нистого покриття полягає в тому, що в його вузьсходових маршах то що, оскільки виникають певні ких внутрішніх повітряних камерах додатково рознезручності для пішоходів, а це означає, що з його 7 71448 8 міщені п'єзоелектричні елементи для збільшення 10, який пов'язано з повітроводом 11. Повітровід сумарної кількості енергії, що виробляється. 11 зв'язує всі вузькі повітряні камери 4 між собою і Використання у якості шляхового покриття примикає до накопичувача стислого повітря 12, вказаного еластичного порожнистого покриття встановленому в будь-якому зручному місці і визнімає будь-які обмеження до ваги і швидкості руконаному, наприклад, у вигляді ємності, оснащеної шення транспортних засобів, може також розтасоплом 13 з регульованим клапаном тиску 14 і шовуватися на тротуарах, сходових маршах, на запірною арматурою, наприклад, ручним вентилем підлозі в коридорах, кімнатах і інших приміщеннях (на схемі не показаний з-за загальновідомості). будівель, тобто скрізь, де переміщаються люди Сопло 13 призначено для подання стислого і/або транспортні засоби. повітря з накопичувача стислого повітря 12 (ємноРозміри і конфігурація еластичного порожниссті). Струмінь стислого повітря з сопла 13 податого покриття не обмежені: воно може бути скомється на крильчатку 15 (або на будь-який інший пановано в будь-яку форму з окремих фрагментів вітроприймальний пристрій відомої конструкції), або, навпаки, вирізано з нескінченної заготівлі (з встановлену на осі обертання пристрою для накорулону). пичення енергії 16, виконаному, наприклад, у виВикористання такого пристрою для прийняття гляді маховика. Пристрій для накопичення енергії ваги транспортних засобів і людей, завдяки тому, 16 (маховик) пов'язаний за допомогою зубчастої що накопичувачі і перетворювачі енергії розташопередачі 17 (або іншої будь-якої передачі, напривані за межами дороги, не вимагає виконання в клад, ремінної або фрикційної) з пристроєм для останній яких не будь поглиблень. вироблення електричного струму 18, виконаного, Сутність винаходу пояснюється ілюстративнаприклад, у вигляді електричного генератора ним матеріалом, на якому зображене наступне: постійного струму або будь-якого іншого перетвофіг.1 - еластичне порожнисте покриття, подовжній рювача енергії обертання в електричну енергію. переріз; фіг.2 - еластичне порожнисте покриття, Електричний струм від пристрою для його виробпоперечний переріз; фіг.3 - схематичне зображенлення 18 подається або споживачеві безпосередня запропонованого дорожнього покриття з вузланьо, або нагромаджується в акумуляторі 19. ми накопичення і перетворення механічної енергії Подальша сутність винаходу пояснюється співаги людей і транспортних засобів, що рухаються, льно з принципом експлуатації запропонованого в інші види енергії; фіг.4 - варіант виконання еласшляхового покриття. тичного порожнистого покриття у вигляді окремих Еластичне порожнисте покриття укладається і незалежних один від другого еластичних елемензакріплюється на проїзній частині дороги, або на тів, примикаючих безпосередньо до нижньої поветротуарі, або на іншій поверхні, по якій можуть рхні. Пунктирними лініями на фіг.1 і 2 показане переміщатися транспортні засоби або люди, наколесо транспортного засобу, а стрілками на фіг.2 приклад, на підлозі в приміщеннях, на сходових показаний напрям рушення повітря. маршах в під'їздах багатоповерхови х приміщень, Запропоноване шляхове покриття містить підземних і інших пішо хідних переходах тощо. пристрій для прийняття тиску ваги р ухомого При цьому цілісність дороги або тротуару не транспортного засобу або ваги людей, що переміпорушується, оскільки всі вузли для накопичення, щаються, яке виконаний у вигляді еластичного перетворення і передачі енергії можуть бути встапорожнистого покриття будь-якої протяжності, шиновлені в будь-якому зручному місці за межами рини, конфігурації і жорсткості. Еластичне порождороги, тротуар у. нисте покриття має суцільні верхню поверхню 1 і Рухомий по запропонованому шляховому понижню поверхню 2, причому жорсткість нижньої криттю транспортний засіб своїми колесами почеповерхні 2 (опорної) має значно більшу жорсткість, ргово наїжджає на повітряні камери 4. При цьому, ніж верхня поверхня 1. Верхня 1 і нижня 2 поверхпід дією ваги транспортного засобу, повітряні кані еластичного порожнистого покриття розташовамери 4 стискуються. Таке стиснення повітряних ні на деякій відстані один від одного і пов'язані між камер 4 можливе завдяки тому, що порожнисте собою еластичними вертикальними перегородкапокриття виконане з еластичного матеріалу. При ми 3, які розділяють внутрішню порожнину покритстисненні повітряної камери 4, повітря, яке знахотя на вузькі внутрішні повітряні камери 4. Вздовж дилося в ній, через випускні клапани 6 потрапляє в кожної повітряної камери 4, в нижній поверхні 2 є канал 7 і, далі, через випускний клапан 10, потраряд отворів 5, в яких встановлені випускні клапани пляє у повітровід 11. 6 мембранного або ніпельного типу, або будьПовітровід 11 примикає до накопичувача стисякого іншого відомого типу. Ці отвори 5 пов'язані з лого повітря 12, який виконаний у вигляді герметиканалом 7, який розташовано під повітряною качної повітряної ємності 9. В міру просування мерою 4 в нижній поверхні 2 еластичного порожтранспортного засобу, його колеса почергово нистого покриття. впливають своєю вагою на повітряні камери 4 Всередині кожної повітряної камери 4 можуть еластичного порожнистого покриття. Це приводить бути додатково розміщені п'єзоелектричні елемендо поступового накопичення повітря в герметичній ти 8 будь-якої відомої конструкції для збільшення повітряній ємності. У останній збирається повітря, сумарної кількості енергії, що виробляється. тиск якого поступово зростає. При досягненні певУ кожній повітряній камері 4, наприклад на тоного тиску, стисле повітря, через випускний клапан рці, встановлено по одному впускному клапану 9, тиску 14 і сопло 13, поступає на крильчатку 15, аналогічного мембранного, або ніпельного типу, спричиняючи її обертання. Оскільки крильчатка 15 або будь-якого іншого відомого типу. Кожна повітпов'язана з віссю накопичувача енергії 16 (насаряна камера 4 забезпечена випускним клапаном джена на його вісь), виконаного у вигляді махови 9 71448 10 ка, останній починає також обертатися. Накопичурухаються, для вироблення електричного або інвач енергії 16, що обертається, через зубчасту шого виду енергії, наприклад, енергії стислого попередачу 17 приводить в дію пристрій для виробвітря, що використовується для різних потреб. лення електричного струму 18 - електричний генеЖодне з відомих шляхових покриттів не може воратор постійного струму. Електричний струм від лодіти відміченими властивостями, оскільки їх пристрою для його вироблення 18 подається або розміри обмежені, вони вимагають безпосередспоживачеві безпосередньо, або нагромаджується нього розміщення під дорогою і працюють за в акумуляторі 19. принципом механічного приводу в дію важільної Після того як колесо рухомого транспортного системи, безпосередньо пов'язаної з електричнизасобу звільняє повітряні камери 4, останні, завдями генераторами. ки еластичності матеріалу покриття, повертаються До технічних переваг запропонованого технічу істотній стан. При цьому впускний клапан 9 відного рішення, в порівнянні з прототипом, можна кривається і порожнина повітряної камери 4 заповіднести наступне: внюється новою порцією повітря. - розширення області використання за рахунок При рушенні наступного транспортного засобу, того, що його можна розташовувати не тільки на цикл вироблення і накопичення енергії повторюдорогах для транспортних засобів, але й на тротується в описаній вище послідовності. арах, сходових маршах, в приміщеннях і на вулиці, Теж саме відбувається і при рушенні людини. тобто на будь-яких горизонтальних або похилих Вона ногами почергово стискає повітряні камери 4, поверхнях, по яких можуть переміщатися транспоприводячи в дію всю систему в аналогічному портні засоби і люди; рядку. - можливість безперешкодного рушення Оскільки в кожній повітряній камері 4 встановтранспортних засобів в будь-якому напрямі, оскілений набір п'єзоелектричних елементів 8, то при льки рівень дорожнього покриття співпадає з постисненні повітряної камери 4, вони приводяться в верхнею дороги і не має будь-яких виступів або дію і виробляють електричний струм, який постуінших перешкод над його загальною поверхнею; пає і нагромаджується в акумуляторі 19. Спільна - розширення функціональних можливостей за робота пневмосистеми і п'єзоелектричних елеменрахунок того, що шля хове покриття використовутів 8 збільшує можливості вироблення електроється не тільки як засіб для отримання додаткової енергії запропонованим шляховим покриттям. енергії, але і як засіб підвищення безпеки рушення Запропоноване шляхове покриття має й інші за рахунок виключення заметів транспортних запереваги, не пов'язані з виробленням додатковою собів і обмерзання поверхні покриття; енергією, а саме. Оскільки воно виконане еласти- простота монтажу шля хового покриття: дочним і має можливість прогинатися під дією ваги статньо розмістити на дорозі еластичне порожнистранспортного засобу, то, природно, воно забезте покриття і в будь-якому зручному місці розтапечує максимальне зчеплення коліс рухомого шувати всі вузли, пов'язані з накопиченням, транспортного засобу з дорогою. Отже, ризик заперетворенням, зберіганням і передачею енергії; мету транспортного засобу, особливо на поворо- висока ремонтопридатність за рахунок того, тах, практично виключається. Крім того, завдяки що всі вузли шляхо вого покриття не знаходяться в саме тому, що верхня поверхня 1 локально прогизоні рушення транспортних засобів, що не обменається, на ній неможливе утворення суцільної жує пропускну спроможність дороги; льодової кірки в зимовий період: лід постійно буде - підвищення потужності енергетичної системи руйнува тися колесами рухомих транспортних заза рахунок можливості одночасного використання собів. Тобто, такі поняття як «обмерзання дороги» для вироблення електричного струму енергії стисабо «склізкопад», «ожеледиця», для запропоновалого повітря і енергії п'єзоелектричних елементів; ного шляхового покриття не існують. - розширення технічних можливостей за рахуІстотна відмінність об'єкта винаходу, що заявнок того, що для еластичного порожнистого поляється від раніше відомих, полягає в тому, що криття вага рухомого транспортного засобу не має шляхове покриття виконане з набору еластичних значення; повітряних камер 4, оснащених системою впускних - можливість використання локально або по 9 і випускних 7 і 10 клапанів і об'єднаних в єдину всій протяжності дороги за рахунок того, що для пневмосистему за допомогою повітроводу 11, що еластичного порожнистого покриття відсутні обпримикає до герметичної ємності для повітря 12, меження по довжині, ширині і його конфігурації. оснащеної соплом 13, що спричиняє обертання До соціальних переваг технічного рішення, що крильчатки 15 струменем витікаючого з нього стипропонується, в порівнянні з прототипом, можна слого повітря і, відповідно, приводячи в дію наковіднести підвищення безпеки дорожнього руху і пичувач енергії 16, виконаний у вигляді маховика, і той факт, що споживачі отримали додаткове джеелектричний генератор 18. Істотною відмінністю рело електричної енергії для різних потреб. також є і розміщення в порожнистих камерах 4 Економічний ефект від впровадження винахоп'єзоелектричних елементів 8 для додаткового ду, в порівнянні з використанням прототипу, отриотримання електричного струму. Вказані відмінномують за рахунок зниження вартості шляхового сті, в сукупності, дозволяють використати енергію покриття. ваги транспортного засобу або ваги людей, що 11 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 71448 Підписне 12 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601