Спосіб одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках з одночасним покращенням автодорожнього екологічного стану

Реферат: Спосіб одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках з одночасним покращенням автодорожнього екологічного стану, в якому силу тиску ліфтів під час спуску перетворюють в силу стискання гальмівних обмежувачів руху, а як гальмівні обмежувачі руху використовують повітряні компресори, після стискання яких стисненим повітрям заповнюють повітряну ємкість, що здатна приводити в робочий режим вітроелектричну станцію. Для кожного почергового заповнення повітряних компресорів стисненим повітрям після чергового спрацювання гальмівних обмежувачів спуску ліфтів використовують забруднене повітря навколишнього середовища на міських автодорожніх трасах. UA 98882 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В МІСЬКИХ БАГАТОПОВЕРХОВИХ БУДИНКАХ З ОДНОЧАСНИМ ПОКРАЩЕННЯМ АВТОДОРОЖНЬОГО ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ UA 98882 U UA 98882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до галузі енергетики та може бути використана при проектуванні нетрадиційних джерел електроенергії - міських електростанцій, що здатні виробляти та накопичувати енергію, яка може бути використана для додаткового термінового живлення важливих об'єктів у разі виникнення аварійної ситуації, наприклад, короткочасного припинення електроживлення міста, та одночасно покращувати екологічний стан на автодорожніх трасах міста. Відомий цілий ряд нетрадиційних способів одержання додаткової електричної енергії для її постійного використання або часткового її використання у разі виникнення аварійної ситуації. В одному з відомих способів одержання електричної енергії (див. патент України № 62105 A, kh. F03D 1/04, 2003 p.) енергію сили тиску коліс автотранспортних засобів на дорожню смугу при посередництві розсувної платформи та зубчатої рейки перетворюють в енергію обертового руху зубчатого колеса, що приводить в обертовий рух маховик та ротор генератора вихідної напруги, на статорі якого формується вихідна напруга. Недоліками відомого способу одержання електричної енергії є складність при проектуванні, складність при експлуатації, неможливість одержання електричної енергії достатньої потужності, а також неможливість одночасно покращувати екологічний стан на автодорожніх трасах. В другому з відомих нетрадиційних способів одержання електричної енергії (см. международный промышленный журнал МТТ //Мир техники и технологий. "The World of Techics and Techologies", "Создание городских дорожных станций и железнодорожных электростанций один из этапов развития альтернативной энергетики", № 8 "93" август 2009) електричну енергію одержують за допомогою коліс, які під час руху автотранспорту здійснюють тиск на рухомі "лежачі поліцейські". В даному способі електрична енергія може накопичуватись, зберігатись і використовуватись для забезпечення потреб міст та селищ, особливо в аварійних ситуаціях. Недоліками даного способу одержання електричної енергії залишаються складність його виконання, неможливість одержання електричної енергії достатньої потужності та неможливість покращувати екологічний стан на автодорожніх трасах міста. З відомих способів одержання електричної енергії найбільш близьким за технічною суттю й прийнятим за прототип (див. патент України на корисну модель № 91909, Кл. F03D 9/02, 2014 p.) є способі одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках з одночасним покращенням автодорожнього екологічного стану, в якому силу тиску ліфтів під час спуску перетворюють в силу стискання гальмівних обмежувачів руху, а як гальмівні обмежувачі руху використовують повітряні компресори, після стискання яких стисненим повітрям заповнюють повітряну ємкість, що здатна приводити в робочий режим вітроелектричну станцію. У відомому способі одержання електричної енергії електрична енергія може бути сформована шляхом забезпечення обертового руху ротора спеціального генератора вихідної напруги за допомогою сили стискання гальмівних обмежувачів руху. Крім цього відомий спосіб одержання електричної енергії може одночасно забезпечувати можливість заповнення на відповідний час стисненим повітрям повітряну ємкість, яка здатна запасати енергію стисненого повітря на необхідний період для забезпечення можливості у разі виникнення аварійної ситуації на деякий час продовжити живлення електричною енергією дуже важливих об'єктів міст за рахунок приведення в робочий режим вітроелектричну станцію. Суттєвими недоліками відомого способу одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках при посередництві руху ліфтів є неможливість забезпечувати одержання електричної енергії достатньо великої потужності та неможливість одночасного покращення екологічного стану на автодорогах міста, вздовж яких розташовані багатоповерхові будинки. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках при посередництві руху ліфтів, який дозволяє без особливих ускладнень забезпечувати можливість одержання електричної енергії достатньо великої потужності, забезпечувати можливість запасати енергію на відповідний час для продовження термінового живлення електричною енергією дуже важливих об'єктів міста у разі виникнення аварійної ситуації, а також одночасно покращувати екологічний стан на автодорогах міста, вздовж яких розташовані указані багатоповерхові будинки. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках з одночасним покращенням автодорожнього екологічного стану, в якому силу тиску ліфтів під час спуску перетворюють в силу стискання гальмівних обмежувачів руху, а як гальмівні обмежувачі руху використовують повітряні компресори, після стискання яких стисненим повітрям заповнюють повітряну ємкість, що здатна приводити в робочий режим вітроелектричну станцію, для кожного почергового заповнення повітряних компресорів 1 UA 98882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стисненим повітрям після чергового спрацювання гальмівних обмежувачів спуску ліфтів використовують забруднене повітря навколишнього середовища на міських автодорожніх трасах. При спуску пасажирського або вантажного ліфтів на першому поверсі під тиском їх ваги спрацьовують повітряні компресори, стисненим повітрям заповнюється повітряна ємкість, і, при необхідності, може бути забезпечений режим нормальної роботи вітроелектричної станції, яка здатна формувати вкрай необхідну альтернативну електричну енергію, при піднятті пасажирського або вантажного ліфтів повітряні компресори заповнюються забрудненим повітрям навколишнього середовища міських автодорожніх трас, при цьому покращується екологічний стан на автодорогах міста. Проведений аналіз науково - технічної та патентної літератури не виявив аналогічних технічних рішень. На Фіг. 1 та Фіг. 2 показаний один з варіантів структурної побудови електростанції для одержання електричної енергії з одночасним покращенням навколишнього середовища на міських автодорожніх трасах, що пояснює суть запропонованого способу одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках при посередництві руху ліфтів та пониження вмісту в повітряному середовищі шкідливих вихлопних газів автодорожніх транспортних засобів. Приведена структурна схема складається з багатоповерхового будинку 1, пасажирського або вантажного ліфтів 2, повітряних компресорів 3 з рухомими верхніми частинами 4, вхідними 5 та вихідними 6 клапанами, повітропроводу 7, повітряної ємкості 8 з вхідним 9 та вихідним 10 клапанами, вітроелектричної станції 11, що складається з вітрового колеса 12 та електрогенератора вихідної напруги, який включає ротор 13 та статор 14, а також автодорожньої траси 15, автотранспортних засобів 16, всмоктувача забрудненого повітря 17, повітропроводу 18 забрудненого повітря з вихідними автодорожніми клапанами 19. Багатоповерхові будинки 1 (Фіг. 1) споряджені пасажирськими, а також вантажними ліфтами 2, які призначені для перевезення людей та вантажів з першого поверху на верхні поверхи та з верхніх поверхів на перший, в кінці першого поверху ліфтових шахт розташовані повітряні компресори 3, які частково виконують функцію гальмівних обмежувачів руху. Повітряні компресори 3 мають рухомі верхні частини 4 для стискання заповненого повітря під час спуску пасажирського або вантажного ліфтів 2 на перший поверх, а також вхідні клапани 5 для заповнення повітрям об'єм повітряних компресорів 3 після підняття кабін ліфтів 2 та вихідні 6 клапани для витиску стисненого повітря компресорів 3 для заповнення ним повітряну ємкість 8 через повітропровід 7 та вхідний клапан 9. Крім цього повітряна ємкість 8 має зв'язок з вітровим колесом 12 вітроелектричної станції 11 через вихідний клапан 10. В свою чергу вітрове колесо 12 вітроелектричної станції 11 жорстко закріплено на осі ротора 13 електрогенератора, а статор 14 при цьому формує необхідну величину вихідної напруги U вих. Багатоповерхові будинки 1 (Фіг. 2) споруджені вздовж великих вуличних магістралей міст (автодорожніх трасі 5), по яких рухаються автотранспортні засоби 16. Вздовж всього краю автодорожньої траси 15 розташовані всмоктувачі забрудненого повітря 17, які через повітропровід 18 забрудненого повітря мають зв'язок з вихідними автодорожніми клапанами 19, а далі з вхідними клапанами 5 (Фіг. 1) для заповнення повітрям об'єм повітряних компресорів 3 після підняття кабін ліфтів 2. Суть запропонованого способу одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках при посередництві руху ліфтів полягає в наступному. В ті періоди, коли ліфти 2 знаходяться не на першому поверсі повітряні компресори 3 заповнені повітрям через вхідний клапан 5, вхідні 5 та вихідні 6 клапани при цьому знаходяться в закритому стані. При спуску, коли ліфти 2 опускаються до першого поверху, вони своєю масою здійснюють тиск на рухомі верхні частини 4 повітряних компресорів 3. Під дією ваги і тиску ліфтів 2 збільшується тиск повітря в повітряних компресорах 3, повітряні компресори 3 спрацьовують, і повітряна ємкість 8 заповнюється стисненим повітрям через вихідні витискні клапани 6 стисненого повітря компресорів 3, повітропровід 7 та вхідні клапани 9. Оскільки всі багатоповерхові будинки споруджені десятками пасажирських та вантажних ліфтів, то за одну добу здійснюється 100, 200 і більше спрацьовувань повітряних компресорів 3. При цьому величина тиску повітря в повітряній ємкості 8 може досягти достатньої величини для забезпечення нормальної роботи вітроелектричної станції 11 на протязі деякого відрізку часу. Для цього відкривається вихідний клапан 10 і під дією направленої струї стиснутого повітря вітрове колесо 12 вітроелектричної станції 11 починає працювати в обертовому русі, починає також свій робочий обертовий рух ротор 13 електрогенератора, а на електричних обмотках та виводах статора 14 електрогенератора при цьому формується необхідна величина вихідної напруги U вих. При цьому вхідні клапани 5 для заповнення повітрям об'єм повітряних компресорів 3 після підняття кабін 2 UA 98882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ліфтів 2 та вихідні автодорожні клапани 19, які через повітропровід 18 забрудненого повітря та всмоктувачі забрудненого повітря 17 мають зв'язок з автодорожньою трасою 15, по якій постійно рухаються автотранспортні засоби 16, знаходяться в закритому стані. При необхідності запропонована електростанція одного багатоповерхового будинку може складатись з декількох повітряних ємкостей та декількох вітроелектричних станцій. В такому випадку у разі виникнення аварійної ситуації для додаткового термінового живлення важливих об'єктів міста може бути задіяна частина вітроелектричних станцій. Після спрацювання повітряних компресорів 3 та заповнення стисненим повітрям повітряних ємкостей 8 тиск повітря в повітряних компресорах 3 має нульове значення. У разі підняття ліфтів 2 с першого поверху на верхні поверхи відкриваються вхідні клапани 5 повітряних компресорів 3 багатоповерхових будинків 1 (Фіг. 1) та вихідні автодорожні клапанами 19 (Фіг. 2), і через всмоктувач забрудненого повітря 17, повітропровід 18 забрудненого повітря, а також вихідні автодорожні клапани 19 (Фіг. 2) та вхідні клапани 5 повітряних компресорів 3 багатоповерхових будинків 1 (Фіг. 1) повітряні компресори 3 заповнюються забрудненим повітрям навколишнього середовища міських автодорожніх трасі 5, по яких рухаються автотранспортні засоби 16. Таким чином під час кожного підняття ліфтів 2 с першого поверху на верхні поверхи відбувається постійний процес відбору забрудненого повітря з автодорожніх трас 15, що забезпечує пониження вмісту в повітряному середовищі шкідливих вихлопних газів легкових та вантажних автодорожніх транспортних засобів 16 і таким чином покращується екологічний стан на автодорогах міста. Під час кожного спуску ліфтів 2 з верхніх поверхів на перший відбувається постійний процес спрацьовування повітряних компресорів 3 і подальше заповнення повітрям повітряних ємкостей 8 та одночасне постійне підвищення величини тиску повітря повітряних ємкостей 8 для забезпечення при необхідності нормальної роботи вітроелектричної станції 11. Процеси підняття та спуску ліфтів 2 постійно повторюються. Оскільки вздовж великих вуличних автодорожніх трас 15 міст, по яких рухаються автотранспортні засоби 16 (Фіг. 2) споруджено достатньо багато (150-200) багатоповерхових будинків і, які містять десятки пасажирських та вантажних ліфтів, а за одну добу здійснюється біля 200 і більше спрацьовувань повітряних компресорів 3 одного будинку, запропонований спосіб одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках при посередництві руху ліфтів, дозволяє забезпечувати можливість формувати електричну енергію значно більш великої потужності, та забезпечувати можливість запасати більш потужну величину енергії стиснутого повітря на відповідно довгий час, так як за одну добу здійснюється набагато більша кількість спрацьовувань повітряних компресорів 3 [біля (40000-50000)] та одночасно покращувати екологічний стан на автодорогах міста. Таким чином, створений нетрадиційний спосіб одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках за допомогою руху ліфтів, який дозволяє без особливих ускладнень забезпечувати можливість одержання електричної енергії достатньо великої потужності, одночасно забезпечувати можливість запасати значну величину енергію стиснутого повітря на достатньо довгий час для при необхідності термінового запуску вітроелектричної станції та продовження живлення електричною енергією дуже важливих об'єктів міста у разі виникнення аварійної ситуації, а також одночасно покращувати екологічний стан на автодорогах міста. При достатньо великих вуличних автодорожніх трасах 15 та достатньо великої кількості багатоповерхових будинків і для забезпечення необхідної ефективності запропонованої корисної моделі повинна бути передбачена досить велика кількість всмоктувачів забрудненого повітря 17, необхідна кількість повітряних ємкостей 8 з економічно вигідним та зручним їх розташуванням вздовж вуличних автодорожніх трас 15, а також достатня кількість вітроелектричних станцій. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб одержання електричної енергії в міських багатоповерхових будинках з одночасним покращенням автодорожнього екологічного стану, в якому силу тиску ліфтів під час спуску перетворюють в силу стискання гальмівних обмежувачів руху, а як гальмівні обмежувачі руху використовують повітряні компресори, після стискання яких стисненим повітрям заповнюють повітряну ємкість, що здатна приводити в робочий режим вітроелектричну станцію, який відрізняється тим, що для кожного почергового заповнення повітряних компресорів стисненим повітрям після чергового спрацювання гальмівних обмежувачів спуску ліфтів використовують забруднене повітря навколишнього середовища на міських автодорожніх трасах. 3 UA 98882 U 4 UA 98882 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5