Устройство рекуперации энергии колебаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ЯО(111 14 08 СЮ 403 6 7 08 ГОСУДАРСТВЕННЫ ИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ЭНЕР" 4316872/25-0613.10,8730.05.89. Бюл.20В. А. Васильев(54) УСТРОЙСТВО РЕКУПЕРАЦИ ГИИ КОЛЕБАНИЙ(57) Изобретение относится к устройстам, работающим за счет энергии возобновляемых и нетрадиционных источников, и может быть использовано для рекуперации колебаний динамического напора .волн, ветра и колебаний участков дорожного полотна и при прохождении транспорта за счет преобразования колебаний во вращение маховика (М), установленного на упругом подвесе,2Изобретение обеспечивает повьппение эффективности рекуперации энергии путем синхронизации крутильных колебаний М и его подвеса с колебаниями внешнего усилия. Устройство содержит установленное на основании 1 колесо (К) 2, подвижную вдоль оси К 2 энерговоспринимающую пластину (П) 3 и М, расположенный между П 3 и К 2 соосно с последним. М связан с П 3 и К 2 упругим подвесом в виде гибких связей 5, эксцентрично соединенных с М и К 2. Устройство снабжено соединенными с К 2 тормозом и механизмом скручивания связей 5 подвеса с приводом 7. Низкочастотные колебания П 3 преобразуются в крутильные колебания М, при этом скорость вращения М способна достигать скорости звука. Вращение М используется для генерирования электроэнергии или перекачивания текучих сред. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.30 Изобретение относится к энергетике а именно к устройствам, работающим за счет энергии возобновляемых и нетрадиционных источников, и может быть использовано для рекуперации энергии колебаний динамического напора волн, ветра и колебаний участков дорожного полотна при прохождении транспорта за счет преобразования колебаний во вращение маховика, установленного на упругом подвесе.Целью изобретения является повышение эффективности рекуперации энергии путем синхронизации крутильных колебаний маховика и его подвеса с колебаниями внешнего усилия.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - узел соединения гибких связей подвеса с энерговоспринимающей пластиной; на фиг. 3 - маховик с кожухом, осевой разрез; на фиг. 4 - колесо с механизмом скручивания связей подвеса, приводом и тормозом; на фиг. 5 - энерго- воспринимающая пластина в виде участка дорожного транспортного полотна. Устройство содержит установленное на основании 1 с возможностью вращения колесо 2, подвижную вдоль оси колеса 2 энерговоспринимающую пластину 3 и маховик 4, расположенный между пластиной 3 и колесом 2 соосно с последним. Маховик 4 связан с пластиной 3 и колесом 2 упругим подвесом в виде гибких связей 5, эксцентрично соединенных с маховиком 4 и колесом 2, Устройство снабжено соединенными с колесом 2 механизмом 6 скручивания связей 5 подвеса с приводом 7, подключенным к внеш нему источнику энергии в виде источника 8 электропитания, и тормозом 9. Маховик 4 размещен в кожухе 10, связанном с основанием 1 фиксирующими растяжками 11. Пластина 3 соединена с гибкими связями 5 подвеса маховика 4 посредством роликов 12 и может быть подпружинена пружиной 13 (фиг, 5).На маховике 4 (фиг. 3) установлены постоянные магниты 14 возбуждения, например, из редкоземельных металлов, а на кожухе 10 закреплены магнитоиндукционные катушки 15 с сердечниками, а также двухполупериодный выпрямитель 16 тока.В случае использования устройства в качестве насоса или вентилятора на кожухе могут быть установлены гибкие подводящие и отводящие патрубки с клапанами, а на маховике - лопасти для перекачивания текучей среды (не показано),В примере выполнения устройства для использования энергии порывов ветра пластина 3 выполнена упругой, ее ось 17 установлена в подшипнике 18 и имеет стабилизатор 19 для ориентировки пластины 3 поперек направления ветра, а ролики 12 установлены на втулке 20, одетой на ось 17. 5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 Гибкие связи 5 соединены с маховиком 4 при помощи продетых через отверстия в его ступице тяг 21 и узлов 22 крепления. Для обеспечения одинакового натяжения свя. зей 5 тяги 21 могут свободно перемещаться в отверстиях ступицы маховика 4 вдоль его оси. Маховик 4 установлен в кожухе 1 О при помощи подшипников 23. Выпрямитель 16 тока соединен кабелем 24 с внешней нагрузкой (не показано),Устройство содержит также датчик 25 натяжения гибких связей 5 с двумя неподвижными электроконтактами 26 и 27 и подпружиненным подвижным электроконтактом 28, подключенным к источнику 8 электропитания, Неподвижный электроконтакт 26 максимального натяжения связей 5 подключен к электромагнитному тормозу 9, а неподвижный электроконтакт 27 минимального натяжения связей 5 - к электромагнитному пускателю 29 привода 7 механизма 6 скручивания связей 5, Электрические провода датчика 25 пропущены сквозь осевое отверстие колеса 2.В примере выполнения пластины 3 в виде участка дорожного транспортного полотна (фиг. 5) пластина 3 соединена с основанием 1 посредством шарнира 30 и связана с роликами 12 при помощи рычажного механизма 31,Устройство работает следующим образом. При запуске подается электрическое питание в цепь привода 7 механизма 6 скручивания связей 5 подвеса маховика 4, и механизм 6 осуществляет предварительную закрутку связей 5 и маховика 4. Впоследствии колебания пластины 3 под действием волн, порывов ветра (фиг. 1) или под действием веса проходящего транспорта (фиг, 5) вызывают периодическое натяжение связей 5 упругого подвеса маховика 4 и генерируют крутильные колебания маховика 4 на упругом подвесе в виде связей 5, При этом подвижный электроконтакт 28 датчика 25 в зависимости от натяжения связей 5 замыкает то электроконтакт 26 максимального натяжения, то электроконтакт 27 минимального натяжения, включая соответственно то тормоз 9, то привод 7 механизма закрутки связей 5. Этим обеспечивается подстройка частоты крутильных колебаний маховика 4 к частоте колебаний внешнего усилия, воспринимаемого пластиной 3, в результате чего достигается повышение эффективности рекуперации энергии колебаний.Энергия низкочастотных колебаний внешнего усилия преобразуется в энергию быстрого вращения маховика 4 с периодическим изменением направления этого вращения, при этом максимальная скорость вращения маховика достигает скорости звука, При вращении маховика 4 расположенные на нем магниты 14 индуцируют в катушках 15 переменный электрический ток, который после1483084веса с колебаниями внешнего усилия, воспринимаемого пластиной, устройство дополнительно снабжено соединенными с колесом механизмом скручивания связей подвеса с5 приводом подключенным к внешнему источ 1нику энергии, и тормозом.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что оно дополнительно снабжено кожухом, в котором размещен маховик, кожух связан с основанием дополнительно установленны 10 ми фиксирующими растяжками, а пластина подпружинена и соединена с гибкими связями подвеса посредством дополнительно установленных роликов. Формула изобретения 20 Фиг,У его выпрямления выпрямителем 16 подается по кабелю 24 внешней нагрузке. Большая скорость вращения маховика 4 обеспечивает высокоэффективное генерирование электрического тока. В случае установки на маховике 4 лопастей для перемещения текучей среды, а на кожухе - патрубков с клапанами (не показано), вращение маховика 4 используется для перекачивания газа или жидкости. 1. Устройство рекупераци энергии колебаний, содержащее установленное на основании с возможностью вращения колесо, подвижную энерговоспринимающую пластину и маховик, расположенный между пластиной и колесом, причем маховик связан с пластиной и колесом упругим подвесом в виде гибких связей, эксцентрично соединенных с маховиком и колесом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности рекуперации энергии путем синхронизации крутильных колебаний маховика и его под 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеесятем, что оно дополнительно снабжено установленными на маховике постоянными магнитами возбуждения и закрепленными . на кожухе магнитоиндукционными катушками с сердечниками, а также выпрямителем тока.20 4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеесятем, что оно дополнительно снабжено установленными на кожухе подводящими и отводящими гибкими патрубками с клапанами и установленными на маховике лопастями.1483084 Фцг ю г льЛ.Терес ренко бретени Раушск Патент арственного ком 3035, Москв но.издательский Производстве Редактор Т. ЛаЗа каз 2797/28НИИПИ Госуд Составит Техред И. В Тираж 415 итета по из а, Ж - 35,комбинатаревКорректор О. КравцоваПодписноем и открытиям при ГКНТ СССРя н аб., д. 4/5г. Ужгород, ул. Гагарина, 01