УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТПУГИВАНИЯ ПТИЦ С ПОМОЩЬЮ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
DEVICE FOR SCARING BIRDS USING SOUND VIBRATIONS

Данное изобретение относится к устройству для отпугивания птиц за счет воздействия на зону пространства звуковыми колебаниями в ультразвуковом, соответственно, близком к ультразвуковому диапазоне, содержащему по меньшей мере один резонатор для излучения звуковых колебаний, при этом резонатор установлен с возможностью вращения в держателе.
Применение ультразвуковых волн для отпугивания мелких грызунов, таких как крысы и мыши, уже известно из СН-А 440821. В данной заявке чувствительный диапазон задан еще очень широко, а именно, между 15 и 100 кГц. В течение многих лет проводились исследования и, в частности, проводились также работы с помощью звуковых колебаний в ультразвуковом, соответственно, в близком к ультразвуковому диапазоне, с целью отпугивания птиц, соответственно, удаления их из зоны пространства. Согласно DE-А-2708298 исходили из того, что для этого в одном приборе требуется несколько резонаторов, которые работают на различных резонансных частотах, при этом эти сигналы накладываются друг на друга и модулируются. В частности, исходили из того, что тем самым можно предотвращать эффект привыкания. В этом устройстве для отпугивания птиц в одной так называемой вращающейся башне были расположены друг над другом по меньшей мере два звуковых резонатора с одинаковым направлением излучения, так чтобы обеспечивалось перекрытие зоны пространства вокруг вращающейся башни с возможно более плоским излучением при возможно большем радиусе действия. Такие устройства использовались, в частности, в сельском хозяйстве. Радиус действия определяется, с одной стороны, интенсивностью звука, однако, с другой стороны, на эту зону действия оказывают влияние также окружающие условия. К ним относится, в частности, географическая структура, растительность в зоне воздействия ультразвуком, а также, в частности, имеющиеся движения воздушных масс.
Однако большие затраты на устройства окупается лишь при популяции птиц, которая не характеризуется постоянной сменой больших и малых видов. Это приводит к большим затратам на управление и перекрытию больших частотных диапазонов, так что возникают «паузы», в течение которых могут проникнуть не затронутые виды птиц.
В более поздней заявке тот же заявитель уточнил свои ранние представления и исследования. При этом им было установлено, что практически все птицы реагируют на частоты в диапазоне между около 20 и 26 кГц. Дополнительно к этому им было установлено, что модуляция звуковых колебаний действует на оперение птиц. В настоящее время исходят из того, что восприятие низкочастотных колебаний с помощью оперения является предупредительной системой для птиц относительно возможного нападения с воздуха. Высокочастотные звуковые колебания приводят к колебаниям кости черепа, так что птица, которая проникает в такое пространство, на которое осуществляют воздействие ультразвуком, тотчас реагирует на это в полете и изменяет направление полета. Практически все предлагаемые в настоящее время на рынке устройства для отпугивания птиц работают по этим принципам.
Кроме того, в ЕР-В-0037109 раскрыто устройство для отпугивания птиц и мелких грызунов посредством воздействия по меньшей мере на одну зону пространства первым звуковым колебанием, при этом это первое звуковое колебание модулировано по меньшей мере одним вторым, низкочастотным звуковым колебанием, при этом устройство содержит резонатор для излучения звуковых колебаний, который установлен и приводится в действие с возможностью вращения вокруг осей, расположенных под углом относительно друг друга. В частности, низкочастотная составляющая должна восприниматься с помощью оперения как помеха.
Предпочтительно, пространство, на которое осуществляют воздействие ультразвуком, должно экранироваться по возможности сплошным образом с помощью вращающегося устройства. Однако на зданиях экранируемое пространство все же конструктивно ограничено.
С 70-х годов эти устройства используются больше всего в городах для защиты зданий, с целью защиты фасадов зданий от птичьего помета. Фасады зданий часто имеют резко выраженную сложную структуру, и экранирующее воздействие ультразвуком на такой фасад является относительно сложным. Для защиты таких фасадов, например, исторических зданий, таких как церкви, вокзалы, замки и подобное, необходимо несколько таких устройств. Чисто плоское излучение, которое еще было возможно с помощью устройств, согласно DE-А-2708298, больше не является достаточным. Соответственно, это устройство было выполнено согласно представляющему в данном случае интерес ближайшему уровню техники, ЕР-0037109. В данной заявке единственный резонатор вращается, с одной стороны, вокруг горизонтальной оси, которая удерживается в вилочном держателе, в то время как сам вилочный держатель вращается вокруг вертикальной оси. Эти устройства используются уже более 20 лет, и их техническое обслуживание является относительно беспроблемным, однако время от времени необходимо заменять приводные ремни, чистить и смазывать устройства. В зависимости от места установки предполагаемый интервал проверки составляет примерно 3-5 лет.
Наряду со сложными структурами фасадов другой проблемой является подвод энергии к местам установки устройств. В частности, на исторических зданиях стараются устанавливать как можно меньше и как можно более незаметно такие устройства, чтобы не оказывать влияния на внешний вид и прокладывать как можно меньше кабелей. За счет, с одной стороны, вращающегося вокруг оси х резонатора и, с другой стороны, вращающегося вокруг оси y резонатора, можно полностью защищать зону пространства перед фасадом. За счет этого предотвращается уже подлет птиц. Однако проблемой является то, что вращение ни вокруг горизонтальной оси, ни вокруг вертикальной оси не должно иметь слишком высокую скорость, поскольку в противном случае происходит очень сильное искажение звука, и он теряет свое действие. Другими словами, было установлено, что при более высокой скорости вращения хотя и улучшается экранирование пространства звуком, так что птицы почти не проникают в облучаемое звуком пространство, однако за счет этого уменьшается зона действия. Таким образом, хотя за счет повышенной скорости вращения предотвращается даже кратковременное проникновение птиц на защищаемый таким образом фасад или даже подлет в ближнюю зону, однако, с другой стороны, более отдаленные зоны защищены неэффективно. В соответствии с этим, требуется увеличение плотности размещения устройств на фасаде, что приводит к повышению стоимости, нарушениям эстетики фасадов, находящихся под защитой как памятники, и дополнительно к этому, более высокая скорость вращения значительно сокращает интервал проверки. Более быстро вращающиеся устройства необходимо проверять частично каждые 1-2 года. Поэтому задачей данного изобретения является создание устройства для отпугивания птиц, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, которое сохраняет повышенное экранирование пространства при одновременном увеличении зоны действия и дополнительно удлиняет интервалы обслуживания.
Эта задача решена, согласно данному изобретению, тем, что устройство имеет корпус, в котором расположен по меньшей мере один резонатор с равномерным распределением в направлении вращения по периметру, при этом корпус установлен на невращающейся оси, в которой расположены электродвигатель и редуктор, и причем выходной вал редуктора воздействует на корпус и приводит его во вращательное движение, при этом питание резонаторов и электродвигателя осуществляется через невращающуюся ось.
За счет корпуса можно располагать несколько резонаторов с распределением по периметру в направлении вращения, так что требуется существенно меньшая скорость вращения и одновременно можно сохранять быструю последовательность воздействия звуком.
За счет расположения привода в самом корпусе, этот привод защищен наилучшим образом и почти не подвергается влияниям окружающей среды. За счет меньшей скорости вращения отдельных резонаторов уменьшаются искажения сигнала, и тем самым увеличивается эффективная зона действия. За счет увеличения зоны действия требуется меньше устройств на фасаде, что экономит средства, однако, прежде всего, предпочтительно с точки зрения эстетики.
Также, в частности, должны отпугиваться птицы различной величины, такие как воробьи или голуби, с одной стороны, и вороны, чайки или гуси, с другой стороны, и при небольших затратах должно обеспечиваться отпугивание видов птиц различной величины на возможно большем пространстве, предпочтительно у и/или на зданиях или других постройках.
За счет управления по меньшей мере одним ультразвуковым резонатором через кольцевую шину или линию шины, обеспечивается, с одной стороны, программирование резонатора через эту линию и, с другой стороны, уменьшаются затраты на управление, поскольку собственно блок управления резонатора расположен в самом корпусе, и в программированном состоянии осуществляется лишь подача энергии снаружи по линии. Это обеспечивает возможность расположения примерно 50-100 резонаторов на дистанции до 1000 м. Резонаторы выполнены гибко и по отдельности, а также с возможностью автоматического управления. Это обеспечивает до 60% более высокую эффективность устройства, поскольку резонаторы могут работать за счет соответствующего программирования одновременно или на измененяемых интервалах друг от друга, предпочтительно с возможностью поворота в одном и/или двух измерениях.
Резонатор образует собственный модуль.
В качестве другого преимущества обеспечивается возможность простой температурной адаптации, поскольку иначе излучаемые частоты изменяются в зависимости от температуры (например, более низкие температуры требуют повышенного подвода энергии для предотвращения падения частоты).
Используемые до настоящего времени устройства требуют постоянного, внешнего и центрального управления резонаторами, и/или резонаторы могут работать во времени лишь последовательно, что дополнительно ограничивает дистанцирование от блока управления примерно на 100 м.
В зависимости от предполагаемого вида птиц, можно управлять различными резонаторами с помощью лишь одного блока управления. Можно оказывать влияние на виды птиц различной величины в специальных местах, например, на маленьких птиц на карнизах окон и на больших птиц - на крышах или скульптурах.
Вместо модуляции частоты резонаторов, как в уровне техники, программируются и применяются (в зависимости от величины птиц) постоянные частоты. Дополнительно можно использовать эмпирические значения, полученные в результате наблюдения.
Предпочтительно, диапазон частот составляет 20-26 кГц. При этом известно, что требуемая частота обратно пропорциональна величине птиц.
Другие предпочтительные варианты выполнения устройства, согласно изобретению, раскрываются в других зависимых пунктах формулы изобретения, и их значение и принцип действия поясняются ниже на основании предпочтительного примера выполнения предмета изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - продольный разрез устройства, согласно изобретению, по центральной горизонтальной оси; и
фиг.2 - другой вертикальный разрез того же примера выполнения предмета изобретения перпендикулярно горизонтальной оси вращения по линии А-А на фиг.1;
фиг.2а - резонатор;
фиг.3 - предпочтительный вариант выполнения устройства, на виде сбоку; и
фиг.4а - то же устройство, в изометрической проекции;
фиг.4b - устройство с гуськом и резонатором;
фиг.5 - расположение, согласно изобретению, устройств.
Общая конструкция устройства согласно изобретению, для отпугивания птиц за счет воздействия на зону пространства звуковыми колебаниями в ультразвуковом, соответственно, близком к ультразвуковому диапазоне показана наиболее отчетливо на фиг.3 и 4. Устройство обозначено в целом позицией 1. Оно содержит корпус 2, в котором расположено несколько резонаторов 3, а также вилочный держатель, в котором удерживается корпус 2. Этот вилочный держатель 10, или гусек 10', может быть сам установлен также с возможностью вращения и/или поворота, так что резонаторы можно одновременно вращать вокруг двух проходящих перпендикулярно друг другу осей. Однако лишь для экранирования фасада может быть также достаточным вращение вокруг горизонтальной оси, которая удерживается в вилочном держателе или гуське. При этом горизонтальная ось означает не абсолютно горизонтальную ось, а лишь относительное положение. При этом в зависимости от монтажа так называемая горизонтальная ось может принимать любое другое положение. При монтаже устройства, например, на фасаде таким образом, что удерживающая ось 11, на которой удерживается вилочный держатель 10, проходит перпендикулярно фасаду, вилочный держатель 10 может вращаться в плоскости, параллельной фасаду, и горизонтальная ось в этом случае может вращаться в также параллельной ему плоскости. Корпус 2 всегда вращается вокруг этой горизонтальной оси hA.
Корпус 2 имеет по существу форму многостороннего цилиндра, при этом количество сторон цилиндра равно количеству резонаторов 3. В данном примере корпус 2 снабжен практически тремя боковыми поверхностями, и лишь зона между продольными боковыми кромками срезана с целью, с одной стороны, уменьшения объема и, с другой стороны, уменьшения веса и увеличения поверхности для возможного отвода определенного тепла посредством по возможности большей поверхности. Таким образом, в то время как наружная поверхность корпуса 2 имеет в данном случае три боковые поверхности, между этими боковыми поверхностями 20 имеются угловые канавки 21. В боковых поверхностях 20 фрезерованы цилиндрические углубления 22. В этих цилиндрических углублениях 22 расположены и удерживаются эластично и с уплотнением резонаторы 3. Цилиндрические углубления 22 имеют внутреннее основное углубление 23, предназначенное для размещения в нем электрической схемы возбуждения, которая, однако, здесь не изображена. Эта схема возбуждения воздействует на кварц 30 для стабилизации колебаний, который свои колебания передает на мембрану 31. Мембрана 31 передает эти колебания в свою очередь на колебательную пластину 32, которая с помощью колец 33 круглого сечения установлена с возможностью перемещения в расширенной зоне цилиндрического углубления 22.
Корпус 22 имеет цилиндрическое внутреннее пространство 24. Это цилиндрическое внутреннее пространство 24 с обеих сторон закрыто привинченными крышками 25. Винты 26 служат для крепления этих крышек 25 на корпусе 2.
В соответствии с функцией, боковые поверхности 20 корпуса 2 называются в последующем поверхностями излучения, а цилиндрические углубления 22 - резонаторами.
В круглой крышке 25 по центру выполнено круглое отверстие, в котором с помощью шарикоподшипника 41 в крышке 25 установлен наружный опорный фланец 40. Этот опорный фланец 40 имеет полую цапфу 42, в которую ввинчен полый винт 43. Этот полый винт 43 служит для удерживания с силовым замыканием устройства 1 в вилочном держателе 10. В наружный опорный фланец 40 в показанном примере выполнения ввинчены три распорных болта 44, которые на противоположных сторонах соединены с внутренним опорным фланцем. Между наружным опорным фланцем 40 и внутренним опорным фланцем 45, а также между распорными болтами остается тем самым своего рода пространство, имеющее форму клетки, и в этом пространстве расположены друг за другом электродвигатель 6 и редуктор 7t, а именно, понижающий редуктор. Таким образом, оба опорных фланца 40 и 45, а также распорные болты 44 образуют первую часть разделенной на две части невращающейся оси. Эта первая часть невращающейся оси обозначена позицией 4'. В то время как вращающийся корпус 2 опирается у наружного фланца на шарикоподшипник, внутренний фланец 45 установлен с удерживанием по центру в пластине подшипника скольжения. Эта пластина подшипника скольжения имеет цилиндрическое углубление, величина которого с небольшим зазором соответствует величине внутреннего опорного фланца 45. Пластина 46 подшипника скольжения неподвижно соединена с корпусом 2. Пластина 46 подшипника скольжения имеет полую цапфу 47, и выходной вал редуктора 6 входит в эту полую цапфу 47 и соединен неподвижно с этой полой цапфой 47 с помощью фиксирующего винта и тем самым приводит в движение пластину 46 подшипника скольжения, которая соединена по периферии с корпусом 2 с помощью винтов. Для этого корпус 2 имеет направленную радиально внутрь окружную кольцевую стенку 27. Эта кольцевая стенка 27 соединена в виде единого целого с корпусом 2.
Электродвигатель 6 снабжается электроэнергией через электрические провода 60. Эти электрические провода 60 могут без проблем проходить через полый винт 43 и наружный опорный фланец 40, соответственно, его полую цапфу 42 непосредственно к электродвигателю.
На противоположной стороне имеется такая же крышка 25, которая также имеет центральное отверстие, и в этом центральном отверстии удерживается горшкообразная втулка, которая в свою очередь установлена с помощью шарикоподшипника с возможностью вращения относительно крышки и тем самым относительно корпуса 2. Горшкообразная втулка 48 имеет на открытом конце окружной борт 49. На этом окружном борте 49 изолированно закреплено электрическое контактное кольцо 61, ориентированное внутрь корпуса. К этому контактному кольцу 61 приложено напряжение, которое в свою очередь подводится снаружи внутрь с помощью питающих проводов 60 через соответствующий полый винт 43. Токосъемник 62 неподвижно соединен с вращающимся корпусом 2, так что токосъемник 62 скользит по электрическому контактному кольцу 61. От токосъемника 62 электрические провода ведут к электронной схеме, которая возбуждает кварц 30 для стабилизации колебаний.
Все цилиндрическое внутреннее пространство 24 разделено с помощью пластины 46 подшипника скольжения и окружной кольцевой стенки 27 на два пространства, при этом первое пространство называется пространством привода, в котором находится уже указанная первая часть невращающейся разделенной на две части оси, в то время как второе пространство называется пространством подачи питания, в котором находится вторая часть разделенной на две части невращающейся оси 4' с контактным кольцом и токосъемником. Из пространства подачи питания в пространство 22 резонатора ведет отверстие 28.
За счет этого необычного выполнения устройства, согласно изобретению, для отпугивания птиц за счет воздействия на пространство звуковыми колебаниями в ультразвуковом, соответственно, близком к ультразвуковому диапазоне, достигаются существенные преимущества. За счет нескольких резонаторов, которые расположены друг за другом в направлении вращения, при одинаковой скорости вращения соответствующая зона пространства в три раза чаще подвергается воздействию ультразвука. За счет этого достигается, что птицы уже при подлете к зданию изменяют направление полета, а не кратковременно садятся на здание, чтобы снова улететь. При работе с одним единственным резонатором конструктивные затраты были бы значительно меньше, однако следовало бы увеличивать скорость вращения. Однако это приводит к большему износу изнашиваемых частей и, как показали практические испытания, за счет этого уменьшается радиус действия на одну треть. Следовательно, для экранирования одинаковой поверхности фасада необходимо устанавливать в девять раз больше устройств с соответствующими затратами на прокладку проводов. Эта проблема затрат на прокладку проводов одновременно уменьшается за счет того, что не все устройства, как раньше, снабжаются соответствующими сигналами из одного блока управления, а собственно схема возбуждения расположена непосредственно в пространстве резонатора. Это легко осуществимо с помощью обычных в настоящее время интегральных схем, предлагаемых на рынке по низким ценам. Таким образом, благодаря изобретению, создано более эффективное устройство, которое имеет более длительный срок службы, больший радиус действия и тем самым является более экономичным в работе.
Выше преимущественно указывалось применение устройства, согласно изобретению, для воздействия звуком на фасады зданий. Это является одним из наиболее частых применений. Однако такие устройства применяются также для отпугивания чаек от яхт или других судов. Экономящиеся за счет этого расходы на уборку значительны.
Кроме того, такие устройства можно, естественно, применять в аграрной области, например, в виноградниках или на вишневых плантациях. В противоположность обычным сеткам, в этом случае птицы не повреждаются, а также не создается неудобства для жителей, как это происходит при применении так называемых пушек для отпугивания птиц. Наконец, с помощью таких устройств можно также лучше защищать зоны аэропортов с целью максимальной защиты от столкновения самолетов с птицами.
В выбранном примере система содержит три ультразвуковых резонатора 3', которые расположены с возможностью поворота в двух измерениях в различных местах здания (карнизы, зона крыши). Эти ультразвуковые резонаторы 3' соединены через линию 64 шины с управляющим блоком 65 и друг с другом. Исходя из понимания того, что определенные части здания предпочтительно посещаются видами птиц «определенной» величины, ультразвуковые резонаторы 3' запрограммированы на частоты, воздействующие на них эффективно. За счет этого предотвращается излучение широкого диапазона частот с не эффективными частотами, так что отпугиваются соответствующие виды птиц. Управляющий блок 65 предназначен также для выполнения зависящих от температуры настроек по частоте (так, например, частота 22,5 кГц при температуре 18ºС падает до примерно 20 кГц при температуре -20ºС), с целью обеспечения возможности излучения эффективных частот при всех погодных условиях.
Перечень ссылочных позиций
1 Устройство
2 Корпус
3 Резонаторы
3' Ультразвуковой резонатор
4 Невращающаяся ось
5 Электродвигатель
6 Редуктор
10 Вилочный держатель
10' Гусек
11 Ось держателя
20 Боковые поверхности или поверхности излучения
21 Угловые канавки
22 Цилиндрические углубления, соответственно, резонаторное пространство
23 Основное углубление
24 Цилиндрическое внутреннее пространство
25 Привинченная крышка
26 Винты
27 Кольцевая стенка
28 Отверстие
30 кварц для стабилизации колебаний
31 Мембрана
32 Колебательная пластина
33 Кольцо круглого сечения
40 Наружный опорный фланец
41 Шарикоподшипник
42 Полая цапфа
43 Полый винт
44 Распорный болт
45 Внутренний опорный фланец
46 Пластина подшипника скольжения
47 Полая цапфа
48 Горшкообразная втулка
49 Окружной борт
60 Питающие провода
61 Контактное кольцо
62 Токосъемник
63 Питающие провода для резонаторов
64 Линия шины
65 Управляющий блок.