ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в портативных энергосберегающих устройствах с непрерывной подзарядкой аккумуляторных батарей низковольтного питания в процессе работы в различных областях деятельности, в том числе для личного, бытового, подсобного и коммунального хозяйства, для промышленного, военного, медицинского использования, а также в местах отдаленных от внешних электросетей (в лесу, на рыбалке и т.п.), в походных условиях.
Известно портативное устройство освещения в виде электрического фонаря, содержащего корпус, светоизлучающий прибор (светодиод), коммутационный элемент, аккумуляторы и работающее от внешней сети устройство зарядки аккумуляторов, причем его источниками питания являются два последовательно соединенных в батарею на три вольта типоразмера «А», «АА», «ААА» гальванических элемента (см. заявку на изобретение №2010103878, МПК F21S 9/00, публ. 10.08.2011 г.).
Недостатком таких устройств является малый ограниченный срок работы, связанный с использованием ресурса батареек и необходимостью их замены, а значит - необходимостью изготовления и доставки к месту работы. Запас батареек держать нецелесообразно в связи с истечением их срока годности, вызванным необратимыми химическими процессами в батарейках. Другой недостаток заключается в необходимости устройства зарядки его аккумуляторов, работающего от внешней сети.
Наиболее близким к предлагаемому является портативное энергосберегающее устройство освещения, содержащее корпус, светоизлучающий прибор в виде лампы, балластный элемент, первый и второй коммутационные элементы, аккумуляторы, балластный элемент и резистор, подключенный одним выводом к выводу балластного элемента и выводу аккумуляторной батареи, а другим выводом к выводу второго коммутационного элемента (см. патент США №4962347, МПК H02J 7/04, публ. 09.10.2011 г. - прототип).
Длительность непрерывной работы известного устройства не более 4 часов в местах, удаленных от внешней электросети. Аккумуляторы необходимо периодически вынимать, подзаряжать, используя электрическую энергию, полученную при работе электростанций.
Технический результат полезной модели заключается в создании универсального мобильного компактного портативного энергосберегающего устройства освещения с высоким временем (не менее 8 часов) непрерывной его работы без замены аккумуляторов и подзарядки от внешней электросети при минимальных трудозатратах на его изготовление.
Технический результат достигается тем, что в портативное устройство освещения, содержащее светоизлучающий прибор, соединенный одним выводом с первым выводом выключателя, множество источников низковольтного питания и резистор, подключенный одним выводом к первому выводу первого низковольтного источника питания из указанного множества, введено множество металлических элементов по числу источников низковольтного питания, для каждого источника низковольтного питания введена соответствующая пара диодов, причем анод первого диода и катод второго диода каждой пары объединены и соединены с соответствующим металлическим элементом, аноды вторых диодов каждой пары подключен к первым выводам соответствующих источников низковольтного питания, катоды первых диодов каждой пары подключены ко вторым выводам источников низковольтного питания, а резистор и выключатель вторыми выводами соединены со вторыми выводами соответственно светоизлучающего прибора и последнего низковольтного источника питания из указанного множества.
Предпочтительно каждый металлический элемент выполнить из жести с площадью поверхности не менее 20 сантиметров квадратных.
Предпочтительно иметь каждый металлический элемент произвольной формы, в том числе в виде пластины, корпуса устройства освещения или его части.
Целесообразно светоизлучающий прибор выполнить с по меньшей мере одним светоизлучающим диодом, анод и катод которого являются соответственно первым и вторым выводом указанного прибора.
Предпочтительно каждый источник низковольтного питания выполнить с по меньшей мере одной аккумуляторной батареей, отрицательный и положительный выводы которой являются соответственно первым и вторым выводами указанного источника.
Сущность полезной модели в обеспечении возможности подзарядки аккумуляторов низковольтного питания, питающих светоизлучающий прибор, энергией, полученной в результате выпрямления электрических колебаний, возникших в результате теплового движения частиц в металлических элементах портативного устройства освещения.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого портативного устройства освещения.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1 - металлический элемент;
2 - светоизлучающий прибор;
3 - выключатель;
4 - источник низковольтного питания (в виде аккумуляторной батареи или батарейки);
5 - резистор;
6 - первый диод;
7 - второй диод.
Портативное энергосберегающее устройство освещения содержит множество металлических элементов 1. светоизлучающий прибор 2, соединенный одним выводом с первым выводом выключателя 3, множество источников 4 низковольтного питания, резистор 5, подключенный одним выводом к первому выводу первого источника 4 низковольтного питания из указанного множества, множество пар диодов, состоящих из первого и второго диодов 6, 7. Анод первого диода 6 и катод второго диода 7 каждой пары объединены и соединены с соответствующим металлическим элементом 1. Аноды вторых диодов 7 каждой пары подключены к первым выводам соответствующих источников 4 низковольтного питания. Катоды первых диодов 6 каждой пары подключен ко вторым выводам соответствующих источников 4 низковольтного питания, а резистор 5 и выключатель вторыми выводами соединены со вторыми выводами соответственно светоизлучающего прибора 2 и последнего низковольтного источника питания из указанного множества. В качестве первого и второго диодов 6,7 каждой пары можно использовать выпрямительные диоды или высокочастотных диоды.
Каждый металлический элемент 1 выполнен из жести с площадью поверхности не менее 20 сантиметров квадратных и имеет произвольную форму, в том числе в виде пластины (как показано на фиг. 1), корпуса портативного устройства освещения или части корпуса (на фиг. не показаны). Множество металлических элементов 1 должны быть расположены таким образом, чтобы исключить взаимное экранирование.
Светоизлучающий прибор 2 включает по меньшей мере один светоизлучающий диод, анод и катод которого являются соответственно первым и вторым выводом указанного прибора 2.
Каждый источник 4 низковольтного питания представляет собой одну или несколько аккумуляторных батарей. Отрицательный и положительный выводы по меньшей мере одной аккумуляторной батареи являются соответственно первым и вторым выводами указанного источника 4 питания.
В качестве аккумуляторов целесообразно использовать пальчиковые аккумуляторы фирмы Cameliobn с суммарным напряжением 4,4 вольта (4 штуки). В качестве источника энергии для подзарядки каждого источника 4 низковольтного питания используется соответствующий металлический элемент 1, изготовленный, например, в виде пластины из кровельной жести толщиной 0,9 миллиметров с площадью поверхности не менее 20 квадратных сантиметров.
Во всех предметах, проводящих ток, при температуре, значительно отличающейся от абсолютного нуля, существуют электромагнитные колебания, шумы. Если эти колебания выпрямить, то полученной энергии оказывается достаточно для подзарядки аккумуляторов и работы от этих аккумуляторов многообразных средств освещения - от карманных фонариков до светильников освещения и др. Причем такие шумы существуют в проводниках везде (в отдаленных поселках, на чердаках, в подвалах и пещерах и т.п.), что позволяет подзаряжать аккумуляторы и иметь электрическое освещение в местах, куда доставка топлива затруднительна или нецелесообразна. В результате, можно подзаряжать аккумуляторы независимо от наличия топлива и электроснабжения.
Портативное энергосберегающее устройство (фиг. 1) освещения работают следующим. Электрическая энергия от каждого источника 4 проводится к светоизлучающему прибору 2 (например, в виде светодиода) через механизм выключателя 3. Светоизлучающий прибор 2 светит, получая энергию от множества источников 4 низковольтного питания. Предлагаемое устройство способно непрерывно светить (неярко) за счет энергии как от барьерной разности потенциалов первого и второго диодов 6, 7 (существующей в любых диодах) каждой пары диодов, так и за счет получения электрической энергии от выпрямления колебаний тепловых шумов каждого металлического элемента 1, в частности из жести. Тепловые шумы существуют в любых проводниках, в том числе, любом металле. Реально энергия накапливается в компактных аккумуляторах фирмы Camelion.
Предлагаемое устройство позволяет подзаряжать каждый источник 4 низковольтного питания (на аккумуляторах) от энергии шумов, существующих в каждом металлическом элементе 1. По мере разряда аккумуляторов яркость светильника снижается, но светит он очень долго. Восстанавливается яркость до прежнего уровня при выключении портативного устройства освещения и подзарядке аккумуляторов.
Изготовленные опытные образцы предлагаемого устройства способны непрерывно осветить прихожую. Портативное энергосберегающее устройство, в конструкции которого использован один светодиод, рассчитанный на напряжение питания 3 вольта, может работать всю ночь, поскольку потребляет мало энергии от аккумуляторов, подзаряжаемых от энергии тепловых шумов. В нем аккумуляторы подзаряжаются непосредственно от энергии тепловых шумов проводников (металлических элементов 1, 2), где угодно, когда угодно и долго (до 3 лет).
Область применения предлагаемых портативных устройств - любые маломощные потребители, что позволит широко применять их, например, в переносных портативных энергосберегающих светильниках, ночниках, карманных фонарях, индикаторах, сигнализаторах, устройствах подсветки одежды, игрушек, брелков, украшений, компьютеров, мини-парников, аквариумов, непрерывно работающем световом оборудовании аэродромов, гаражей, стоянок, подъездов, коридоров, рекламных вывесок, указателей, пешеходных переходов, салонов транспортных средств. Важная область их применения - зоны, где крайне нежелательны любые отключения электропитания, которые могут привести к гибели людей. К таким зонам можно отнести зоны светового оборудования аэродромов, где кратковременное отключение освещения может привести к гибели экипажей и пассажиров летательных аппаратов, зоны аварийного освещения в медицинских учреждения, в том числе роддомах, хирургических отделениях и др.
Предлагаемое портативное энергосберегающее устройство освещения отличается универсальностью, мобильностью, компактностью, простотой в изготовлении и не нуждаются в привязке к конкретной точке местности, в солнечном свете или разности температур.