FI116811B - Lineaarinen sähköenergiageneraattori - Google Patents

Description

Lineaarinen sähköenergiageneraattori. - Linear elenergigenerator.

Keksintö koskee polttomoottorikäyttöisten sähköenergiageneraattoreider tarkemmin sanottuna generaattoreita, joissa mekaaninen energia polttor 5 edestakaisin liikkuvista männistä muutetaan ilman kampiakselia sähkövir tomagneettien avulla, jotka magneetit ovat kiinteästi yhteydessä mainitti tien kanssa ja liikkuvat kiinteiden käämien suhteen niiden suhteen jaksoi ten, kun liike tapahtuu magneettikentässä, joka on linkitetty mainittuihin teihin.

10 Tämän tyyppinen generaattori soveltuu sähkövirran tuottamiseen, jota v daan sen jälkeen käyttää joko suoraan esimerkiksi valaistukseen tai iämr tai epäsuorasti sähkömoottoreita varten, joita moottoreita voidaan käytti sissä siirtymisissä maalla tai vedessä tai ilmassa tai muissa sovellutuksiss 15

Generaattoria käytettäessä kuitenkin vaaditaan hyvää suorituskykyä, mit hoon ja säätöön yhdessä minimaalisen ympäristön saastutuksen ja melui Tämän tyyppisten generaattoreiden jo tunnetuilla esimerkeillä on merkit! 20 tuksia, mitä tulee edellä mainittuihin vaatimuksiin. Merkittävän esimerkin : neraattori, joka on esitetty patenttihakemuksessa GB 2 219 671A. Myös i *** « raattorissa sähköenergian tuottaminen aikaansaadaan magneettien edes ♦ ;\\ liikkeen avulla kiinteiden käämien suhteen magneeteilla, jotka ovat Uikku teästi yhteydessä ilman kampiakselia olevan polttomoottorin mäntien kar ! 25 mitä tulee osien järjestelyyn ja niiden rakenteeseen, se poikkeaa oleellise * * · kuvatusta: magneetit oskilloivat liikkuessaan kiinteän pisteen suhteen, jo « · * lisesti järjestelmän poikittaisessa keskitasossa, johon järjestelmään kuulu : ja lisäksi voidaan käyttää myös kiinteitä käämejä vaihdellen sähköenergii miseksi, jota energiaa voidaan käyttää generaattorin ulkopuolella tai sähl * * ♦ ·· I | , - . . . p p t p » |Pp| * , „ . , , Mp 2 vat vastakkaiseen suuntaan, ja jossa generaattorissa käynnistys ja järjes tö voidaan suorittaa yksinkertaisesti modifioimalla polttoaineen määrää |

Laitteen yleinen säätö GB-patentissa on kuitenkin sekä polttomoottorin c 5 elektromagneettiselta osalta erittäin monimutkainen ja kallis aikaansaadi syötetyn ilman paine ja määrä, polttoaineen määrä ja karakteristiset om jotka korreloivat käämeissä olevaan virtaan (impedanssi, resistanssi, suu on säädettävä elektronisesti jakso jaksolta.

10 Esimerkiksi syötetyn ilman määrän säätö, joka bensiinimoottorin tapauki kalibroitava likimain stökiömetrisesti sekä kaksi tahti- että nelitahtimoottc suorittaa riippumatta yllä mainituista sähköisistä arvoista vaikuttamalla t tulon ja ilman tulon sulkuventtiileihin. Kyseessä olevat sähköiset arvot tn keen säätää puolestaan jakso jaksolta juuri kuvattujen alkusäädön vaiku 15 kaisesti. Tämä merkitsee, että kunnollinen tietokonelaitteisto on oltava k suuren määrän tietoja tallentamiseksi ja interpoloimiseksi, mikä tekee lai kalliiksi että herkäksi.

Sähköenergian määrät ja eri jaksoilla muodostettu jännite, joka suuresti 20 magneettisen oskilloinnin taajuudesta, eivät ole suoranaisesti tai automa . . verrannollisia moottorin tuottaman mekaanisen energian määrään paisui * * : muuttuessa. Tämä merkitsee yleisesti huomattavan akku patterin käyttär • « \ y lataavan polttomoottoriosan ja sähkömoottorien välillä, joita sitten käyte * * * patterien avulla.

« * # 25 ^ 4 ’···* Polttomoottorin toiminnallinen rakenne, lukuunottamatta kampiakselin p< : on oleellisesti tavanomainen ja siten tavoitteena on aikaansaada hyvä ke tysuhde maksimoimalla energia per jakso, jotta aikaansaadaan vaadittav 4 · : lämpötilat ja paineet.

·*· : : 3

Erään samanlaisen esimerkin lineaarisesta generaattorista muodostaa Ja moottori, jossa samalla kun puristuksessa olevan männän "paluun" ohjat ran avulla aiheuttaa vähäisemmän ongelman, on mukana muut edellä m kohdat sekä se tosiasia, että jotta ei edelleen lisättäisi häviöitä, jotka jo i 5 ta, tuoretta ilmaa jaksoa varten syötetään sylinteriin akustisen resonansi joka voidaan aikaansaada ainoastaan rajoitetun jaksotaajuusalueen sisäl aiheuttaa tämän tyyppiselle moottorille sen, että se on käynnistettävä p€ sähköisesti ja sen jälkeen käytettävä suuressa määrin kiinteää, erittäin k ristussuhdetta suuruudeltaan 26 : 1, mikä merkitsee, että se on todella s 10 vissa käyttöön käytettäessä naftaa polttoaineena ja se soveltuu käyttöön korkeille kiinteille nopeuksille, jolloin osa lämmöstä täytyy jäähdyttä mä Ile jne.

Oheisen keksinnön keksijä päätyi siihen lopputulokseen, että jotta samar 15 voitaisiin ratkaista saasteongelmat, suunnitteluvaikeudet, tarve käyttää * tettäviä akku pattereita, heikko säätökyky ja alhainen tehokkuus, tarvitaa toria, jossa sähkömagneettinen osa ja polttomoottoriosa yhdessä muodo toiminnallisen yksikön, luonnollisesti täysin integroituna toisiinsa siten, et laisilla männäniskuilla aikaansaisi polttomoottoriosan avulla tuotetun mel 20 energian määrän, joka vastaa täsmälleen sitä energian määrää, jonka el· neettinen osa absorboi sähkövirran tuottamiseksi kullakin iskulla johtuen * φ * : namiikan laista, kaasujen palamisesta ja elektromagnetismista.

• · • ·· « · • · « *·*·* Perustuen tähän konseptiin, käyttäen yhtä tai useampaa esipalamiskamn 25 naisten sylintereiden lisäksi, aikaansaatiin erittäin yksinkertainen yksikkö, ohjata elektronisesti, primäärisesti ohjaamalla ainoastaan yhden jakson e • * * : vaa polttoaineen määrää ja männän tai mäntien puristuksen loppukohtac tämä saavutettiin, kuten myöhemmin yksityiskohtaisesti selostetaan, erit • * : la termodynaamisissa jaksoissa käytettävillä maksimi-, keskimääräisillä ja * * 30 lämpötiloilla (noin puolet polttomoottorin tavallisista arvoista), ia siten ol< 4 1

Edellä esitetyn pohjalta keksijä laati tämän patenttihakemuksen, joka ko tenttivaatimuksen 1 mukaista lineaarista polttomoottorikäyttöistä sähkö* giageneraattoria.

5 Aiemmin mainitut edut tulevat ilmeisiksi seuraavasta generaattorin yksit ta kuvauksesta, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviollista pitkittäisleikkausta keksinnön mukaisen gen kaksitahtisesta yksittäissylinterisestä rakenne-esimerkistä.

10

Kuvio 2 esittää pitkittäistä kaaviollista leikkausta toisenlaisesta rakentei on kaksi toisiaan vasten olevaa mäntää ja yksi yhteinen pala mi

Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista generaattoria varus 15 neljällä männällä pareittain integroituna kahteen palamiskamm

Kuvio 4 esittää pitkittäisleikkausta magneettien ja kiinteiden käämien o rakennejärjestelystä.

20 Kuvio 5 esittää bensiinin palamisnopeutta seoksen ilma/bensiini-painos funktiona.

• » · « · *

··· I

·· : '** Kuvio 6 esittää pitkittäisleikkausta esimerkkikonstruktiosta varustettuni • · *V.; yksittäisellä sylinterillä ja ylimääräisillä männillä huuhtelua varb 25 #···

Kuvio 7 esittää keksinnön mukaisen generaattorin polttomoottorin kokc • · · v : tysuhdetta.

: Kuvio 8 esittää ominaiskulutuskäyrää.

30

Λ A A

5 etenee, mutta kasvaa, kun mainitun männän 4 puristusisku etenee. Mut tiot ovat kuitenkin mahdollisia, joissa osat on asennettu siten, että tapat päinvastainen, ts. joissa keskinäinen liityntäpinta magneettien 3 ja kääm kasvaa, kun paisuntaisku etenee, ja kääntäen.

5

Generaattoriin kuuluu sylinteri 5, jossa mäntä 4 liikkuu (kuvio 1) ja jolloii identtistä magneettien 3 järjestelmää on jäljestetty symmetrisesti sylintt suhteen kiinteästi yhteydessä sen kanssa haarukan 4' avulla. Nämä mag uppoavat männän 4 suorittamien puristus- ja paisuntaiskujen yhteydess; 10 kiinteiden käämien 2 muodostamaan järjestelmään, jotka samoin ovat id symmetrisiä, jolloin uppoaminen vaihtelee suuruudeltaan riippuen mainit pituudesta.

Kun puristusisku etenee, keskinäinen liityntäpinta magneettien 3 ja vaste 15 mien 2 välillä kasvaa, kuten todettiin, ja kääntäen vähenee paisuntaiskui Männän 4 liike aikaansaadaan toiseen suuntaan puristetun kaasun ja pol palamisen aikaansaaman paisunnan avulla ja toiseen suuntaan järjesteln joka järjestelmä on suunniteltu palauttamaan mekaaninen energia, esim 20 useampi vääntöjousi tai muu järjestelmä, mukaan lukien tunnetun tyypp magneettiset järjestelmät, jotka käyttävät sähköenergiaa mekaanisen en ··! : lauttamiseksi mäntään, jollaisia käytetään jo tunnetuissa ja edellä viitatu i raattoreissa, vaikkakin viimeksi mainittu järjestelmä on monimutkaisemp • « « ♦ * \*.· pi.

25

Polttoaine syötetään injektorisuuttimen 14 kautta, sumutetaan siten, etti • * * v : tuu, likimain stökiömetrisesti, ainakin osaan ilmasta, joka sijaitsee esipali ossa 10, joka kammio on oleellisesti kartiomainen muodoltaan ja jossa o * · :,· · joka avautuu kohti sylinteriä 5.

O 30

V

6

Katsottaessa samaa kuviota 1, jossa esitetty generaattori 1 kaksitahtimc on ei-aktiivisessa asennossa, on helppo kuvata sen toimintaa: käynnistäi kaikki mitä tarvitaan on, että kunnolla sumutettua polttoainetta ruiskutei määrätty määrä palamiskammioon 10 ja, ainoastaan käynnistämisiäksoe 5 linteriin 5, ja aikaansaadaan kipinä elektrodien 13 välillä, jotka sijaitseva esipalamiskammion 10 muodostavan kartion pohjaa 10'.

Ilma/polttoaineseoksen "räjähdys" työntää mäntä/magneettiyksikön koh jousia 7, puristaen ne kokoon, minkä jälkeen nämä jouset laajenevat uu 10 lauttaen saman määrän "absorboitua" kineettistä energiaa siten, että mc taa loppuun annetun paluupaisuntaiskun.

Tämän paisuntavaiheen aste riippuu männän 4 hankkimasta kineettisest mainitun alkuperäisen "räjähdyksen” jälkeen, josta vähennetään energia 15 jotka muuttuvat sähköenergiaksi käämeissä 2 molempiin suuntiin tapaht radoilla, samoin kuin erilaiset häviöt.

Männän 4 kineettisen energian jäännös muuttuu tämän jälkeen määräty paisuntavaiheeksi.

20 Tämän puristusprosessin lopussa esipalamiskammion 10 sisäpuolella ole1 • i « · tiheys ja siten sen massa on kasvanut määrässä, joka vastaa saavutetta 5 *’* tusarvoa, ja tämän jälkeen stökiömetristä määrää vastaava tai hieman si • » v määrä bensiiniä ruiskutetaan injektorisuuttimen 14 avulla, minkä jälkeen 25 toaine sytytetään elektrodeilla 13. Jos sähkömagneettinen järjestelmä or tu ja rakennettu keksinnön mukaisesti, ts. siten, että tälle puristusiskulle • ·* : vai le männän nopeuskäyrälle, joka kasvaa puristuksen kanssa ilmeisistä ta syistä johtuen, mainitun sähkömagneettisen järjestelmän absorboima « · u\ ; nen energia sähköenergian tuottamiseksi männän 4 eteenpäin ja taaksei ··· : 1 30 tuvan iskun vhtpvrlpssä nn täcmällppn vhtä suuri kuin nalpmkvaihppn pit 7

Ruiskuttamalla sama määrä polttoainetta rajoittamattomassa määrässä; kaansaadaan siten generaattorin toiminta vakiotiiaolosuhteissa.

Jakson aikana tuotetun sähköenergian lisäämiseksi tarvitsee ainoastaan 5 naita määrätyllä määrällä, esipalamiskammioon 10 ruiskutetun polttoain

Palamisen aikaansaama energian kasvu verrattuna viimeiseen jaksoon v olosuhteissa jakautuu tuotetun sähköenergian määrän lisäyksen ja puris lisäyksen välille, mikä vakiinnutetaan uudelle arvolle, joka jälleen on riipj 10 männän 4 ottamasta uudesta asennosta puristuksen lopussa, ja polttoai joka on sopiva suuremmalle ilmamassalle, joka on esipalamiskammiossa sen jälkeen ruiskuttaa uusiin olosuhteisiin mukautumiseksi, ja tila pysyy uusissa olosuhteissa edellyttäen, että saadaan jälleen varmistus edellä k että tällä uudella puristusiskulla ja männän 4 suhteellisella nopeuskäyräl 15 magneettisen järjestelmän absorboima energia (ts. jakson aikana muodi köenergian määrä jaettuna sähkömagneettisella tehokkuudella) on täsm kuin uusissa olosuhteissa palamisen avulla syötetyn energian uusi arvo. hidastukseen ja männän iskun pienenemiseen, vaikkakin tässä tapaukse nin määrää per isku tulee vähentää kasvattamisen sijasta.

20

Keksijä suosittelee lisäämään ilman syöttämistä esipalamiskammioon 10, * · :.! : olosuhteissa, noin 20 % verrattuna täsmälliseen stökiömetriseen arvoon : *·· ma/bensiini painosuhteeseen noin 12,2.

• » • · · * · · • · » 25 Näissä olosuhteissa männän 4 nopea kiihdytys ja hidastus voidaan saavi mällä tai vähentämällä polttoaineen määrää, kuten selostettiin, jopa 14 * *·]'· 2 na edelliseen jaksoon säilyttämällä seosolosuhteet esipalamiskammion 1 kaikkina aikoina, jotta mahdollistetaan palaminen nopeudella, joka on m :ef: man lähellä optimia (kts. kuvio 5) ja säilytetään jakson muodon ja sen te 30 naamisen tehokkuuden suhteelliset edut. Jos esipalamiskammiossa 10 ki 4j 8 lassa kaikissa toimintaolosuhteissa. Ohjeena prototyyppi kokeessa, jossa ristussuhde p = 8,5, tälle puristukselle vakiotilassa saatiin maksimi jaks noin 756°C (1029 K) ja purkauslämpötila noin 164°C (437 K) arvolla (K.

5 Alan insinöörillä ei ole vaikeutta ennakoida, että palamisesta aiheutuva t aineiden (NOX, CO) määrä on käytännöllisesti nolla näissä olosuhteissa.

Kuvatut palamistapahtumat, jotka tehdään mahdolliseksi käyttämällä esi kammioita 10, mahdollistavat myös vaihdella energiaa per jakso, pitämä 10 tusisku samana, tai kääntäen, ilman mitään muuta säätöä ja, kuten tode negatiivisia vaikutuksia, jos generaattoriin liitetty käyttölaite ei muodosti pistä kiinteää kuormaa, missä tapauksessa toiminnan säätö on rajattu ec tuun, vaan kuorman, joka voi vaihdella erityisominaisuuksien mukaisesti, merkiksi sähkömoottorit tai magneettiset kyllästysilmiöt. Tässä tapaukse 15 proseduuria voidaan seurata, tai polttoaineen määrä per jakso puristuks< vaihdella pitämällä isku samana, tai kääntäen, sopeuttaa eteneminen ku< kaikkina aikoina, kun esimerkiksi hetkellinen pysäytysvääntömomentti pc peasti moottorin vääntömomentista ja kuorma vaihtelee sen seurauksen energian määrään, joka tuotetaan generaattorilla yhden jakson aikana.

20

On alan insinöörien tehtävä määrittää erilaiset karakteriset toi m intä käyrä i.i i ja generaattorin osien geometriset mitat, sekä kuormitustyyppiin liittyvät : ’** samoin kuin syötettävän polttoaineen määrän prosentuaalinen lisäys tai * * nen erilaisissa toimintatilanteissa edullisimman tilan aikaansaamiseksi ke 25 mukaisella generaattorilla sitä käytettäessä, kun puristusisku kasvaa, joll käämien päissä kasvaa pitkin vastaavanlaisia käyriä tasolla, joka on suur ·· : ensimmäinen. Tämä pätee myös energian määrään per jakso yksinkertai tapauksessa, jossa kuorma on puhtaasti ohmista. On selvää, että yllä mc * raattorista saatava yksivaihevirta voidaan tasasuunnata diodeilla tai mod : 30 muulla tavoin kävttäen konvertteria. riiDDuen kävttäiän vaatimuksista, ia 9 Ί sen paikka ja syötetään tämä tieto keskusyksikölle (ei esitetty), joka sää jakson aikana ruiskutussuuttimella 14 syötetyn polttoaineen määrän tarl· en männän 4 saavuttamasta asemasta edellisen jakson aikana, kuten to ja/tai kuormasta riippuen lisätä tai vähentää vaatimusten mukaan, milloi 5 antamalla lisäys- tai vähennyskäsky, esimerkiksi muuttamalla kaasupolki tai lineaariasentoa tai muuta komponenttia, joka täyttää saman tehtävär

Havaitaan, että noin 35 hv moottorille, joka on konstruoitu mainitunlaisil reillä ja käyttäen polttoaineen määrän vaihtelua per jakso vastaten edell 10 14 %, aikaansaadaan muutos minimitehosta maksimitehoon alle 2 sekur

Jos polttoaineen tulo kuitenkin katkaistaan täysin, männät pysähtyvät er "jäännösinertiaiskun" jälkeen asentoon, jossa sylinterissä 5 olevan kaasu vastus on yhtä suuri ja vastakkainen liikkuvien magneettien 3 ja toisten 15 jen osien tai myös sellaisten, jotka ovat ainoastaan ferromagneettisia, ja liitetty kiinteään käämijärjestelmään 2, välillä vaikuttavan vetovoiman su

Viimeksi mainittuja osia ei ole esitetty piirustuksissa, koska ne voivat vai kittävästi muodoltaan ja järjestelyltään riippuen suunnittelijan toiveista, 20 asiantuntijan ei ole vaikeata määrittää niiden mittoja ja paikkoja.

φ * : Lienee syytä toistaa, että generaattorin oikean toiminnan varmistamisek ** : *·· torin absorboiman mekaanisen energian määrien välisen suhteen (ekviv; • * dostetun sähköenergian määrien kanssa jaettuna vastaavilla sähkömagn * 25 tehosuhteilla) toimimaan kahdella eri puristusvaiheella polttomoottorissa * oleellisesti sama kuin suhde kahden vastaavan puristussuhteen välillä ke ·· v * moottorin kahden ulostulon välisellä suhteella suhteessa näihin puristuss i#f: Ottakaamme numeerinen esimerkki: Oletetaan, että kahdella männän er 30 siten vastaavien maaneettien} saadaan omistussuhteet 8.5f: ΙΉθ 3.6f: 1 10 kahdessa eri suhteellisessa jaksossa, ts. yhden paisuntavaiheen ja yhder vaiheen aikana vastaten mainittuja puristussuhteita, on 8,5/3,6*0,46/0,3

Ts. magneettien kuluttama mekaaninen energia yhden jakson liikkeen ai 5 ten puristussuhdetta 8,5 tulee olla 3,6 kertaa suurempi kuin puristussuhi vastaava kulutus.

Rämä merkitsee, että kaksi eri polttoainemäärää, jotka voidaan sekoittai stökiömetrisesti kahden eri ilmamassan kanssa, jotka ovat esipalamiskan 10 mainittujen puristussuhteiden yhteydessä antavat täsmälleen saman mä, giaa, nettoulostulon, magneettien liikuttamiseksi sähköenergiaa tuotetta

Jos kuorma käämien välillä on puhtaasti ohmista, tämä voidaan aikaansc tään fysikaalisesti mitoittamalla ja muotoilemalla magneetit ja käämit, ki 15 on selostettu, joten tämä ilmiö esiintyy automaattisesti kullakin puristus^ Muuten polttoaineen määrää per jakso ja/tai kuormaan liittyviä sähköisiä voidaan muuttaa, kuten aiemmin on esitetty.

Generaattorin varsinaisen toiminnallisen osan sisäinen hyötysuhde määri 20 jälkeen varsinaisesti tuotetun sähköisen energian määrän polttomoottori! tusvaiheilla.

• · • · · • · · * · t · : “·· Edellä mainittu voidaan aikaansaada fysikaalisesti, esimerkiksi lisäämällä • *

\v määrää käämeissä 2 joko lineaarisella tavalla tai seuraten muita sopivia I

25 neettien 3 tunkeutumisen suunnassa (kts. nuoli kuviossa 4), suunnite!ler s.·,: tien 3 muoto vastaavasti ja/tai muuttaen sähköisiä arvoja suhteessa kuoi » · » * * » • · · »

Alan ammattimiehelle on käytettävissä kuitenkin myös muita järjestelmiä jj*: lukien useiden magneettien käyttö oleellisesti suuntaissärmiön muodossc 30 käämeillä (kuvio 4) järjestettynä ja mitoitettuna siten, että muodostettu : 11 välttämättä tarvitse toteuttaa: Suunnittelija voi myös päättää käyttää m; jotka ovat muodoltaan suuntaissärmiöitä, muuttaen ilman tilavuuden os sekoitettu esipalamiskammioon ja/tai käytetyn polttoaineen määrää sen siten, että moottorin tuottama energiamäärä kullakin nopeudella on sarr 5 neraattorin käyttämä energia sähköenergian muodostamisessa.

Tämä on erityisen helppoa, jos otettu kuorma on puhtaasti ohmista ja v; ta (kuvio 4).

10 Palamistyyppi, joka aikaansaadaan edellä selostetunlaisella esipalamiska tai sopivimmin kahdella esipalamiskammiolla, jotka on sijoitettu suoraan ja toisiaan kohti 110 (kts. kuvio 9), on enemmän samanlainen polttimell; tavan kanssa kuin polttomoottorilla aikaansaatavan tavallisen palamisen kuten todettiin, antaa erittäin alhaiset lämpötilat sylinterin sisällä, mikä v 15 pen runsauden kanssa palamisen täydentämiseksi suuressa määrin taka tuotteiden, kuten CO, HC ja NOX, puuttumisen.

Kuvioissa 1, 2 ja 6 esitetyt esipalamiskammiot ovat muodoltaan kartiom; rustetut ainoastaan yhdellä, kärkeen järjestetyllä ruiskutussuuttimella IA 20 joskus saattaa olla hyödyllistä käyttää esipalamiskammioita, jotka ovat e likimain lieriömäisiä tai katkaistun kartion muotoisia varustettuna ruiskut \Xl la 111, joka on järjestetty ennalta määrättyyn asemaan kohtisuorasti esi kammion akseliin nähden (kuvio 9). Jos sylinteri 9 on liitetty sopivien kai : V: la mainittua sylinteriä 9 kohti olevaa pohjaa vastapäätä olevaan suljettui ·:· 25 113, on mahdollista saturoida vaaditussa määrin ainoastaan osa esipalar : ossa olevasta ilman kokonaismäärästä.

• φ · • ♦ ·

Toista ruiskutussuutinta 14, joka on sovitettu mainittuun suljettuun pohj • ·*· voidaan käyttää pelkästään käynnistämistä varten. Tällä järjestelyllä ja e ··· * .·**. 30 kammioilla on mahdollista tävdellisesti eliminoida kaikki Dalamattomat hi 4 12 Tähän saakka selostettu menetelmä käsittelee tapauksia, joissa polttom syötetään polttoaineita, joilla on alhainen sytytystänipötila, esim. bensiir tai kaasumaisia polttoaineita, mutta dieselöljyä tai vastaavia polttoaineit myös käyttää; tätä varten järjestetään kaksi ruiskutussuutinta yhteen yf< 5 esipalamiskammioon (kuten kuviossa 9), jolloin ensimmäinen ruiskuttaa bensiiniä sopivasti ajoitettuna ainoastaan moottorin käynnistysvaiheen a sopiva puristussuhde on saavutettu dieselöljyn itsesytytystä varten, jota sen jälkeen suihkutetaan toisen suuttimen avulla. Tätä ratkaisua voidaai suuritehoisten staattisten generaattoreiden yhteydessä, jolloin suuri uloi 10 olla tärkeämpää kuin päästöongelma (jota voidaan rajoittaa kierrättämäl uudelleen pakokaasut, kuten edellä on selostettu).

Tämän tyyppisen toiminnan avulla voidaan jälleen ylläpitää erittäin aihai la verrattuna vastaaviin tavanomaista tyyppiä oleviin moottoreihin.

15

On jo mainittu, kuinka mäntä/magneettiyksikköä voidaan kannattaa lii kk esimerkiksi kahden tai useamman vierintäkitkaholkin 15 avulla, jotka hoi pitkin ohjaintankoja 16 (kuvio 1) tai vastaavia laitteita kitkan minimoimia sä tapauksessa ei ole mitään tarvetta järjestää liikkuvien osien voitelua j 20 tiaisista lämpötiloista. Myöskään mitään jäähdytysjärjestelmää ei tarvita . . asiassa tarkoituksenmukaista eristää polttomoottori siten, että sen toimii • ♦ « : adiabaattista.

« ·« ♦ » • · · '· Y Koska polttomoottori on kaksitahtista tyyppiä, tarvitsee ilmaa syöttää ku ··» 25 la sylinterin tai sylintereiden täyttämiseksi ja huuhtelemiseksi. Yksi keksi; tama ratkaisu on aikaansaada tämä ylimääräisen, kuviossa 6 esitetyn hu : nän 19 avulla, joka liikkuessaan on kiinteästi yhteydessä moottorin mänr sa ja joka männän puristusiskun aikana vetää ilmaa sisään sylinteriin 20, · : sitä yksitieventtiilin 21 avulla, kun taas yllä mainitun männän 4 paisunta> iit kana CP» nnrictaa tätä ilmaa ciihpn caalrlra In mnoc tninon v/Ucitim/anttiili Ί 13 Tällä järjestelmällä voidaan ongelmitta aikaansaada huuhtelutehokkuude jotka lähestyvät arvoa 0,90, ja mikä on vielä tärkeämpää, nämä arvot o\ sesti vakioita kaikilla puristusvaiheilla ja siten kaikilla polttoainemäärillä [ 5 Sama tulos voidaan saavuttaa kuviossa 9 olevalla lisä männällä 19', joka yhteydessä männän 6 kanssa ja käyttää moottorin mainitun sylinterin 9 säsylinterinä 20' kaksitahtimoottoreista hyvin tunnetun menetelmän mul säisesti huuhtelemalla.

10 Tämä ratkaisu on esitetty kuviossa 9 vastakkaisten mäntien tapauksessa edellä on selostettu.

Koska moottorin männän 4, 6 tehollinen paisuntaisku on yhtä suuri aino.

terin 5, 9 vastaavan pituuden kanssa, kun taas lisämännän 19, 19' puriö 15 yhtä suuri kuin tämän pituuden ja jousien puristusiskun summa, voidaar luvaiheessa valita halkaisija lisämännälle 19, 19' suuremmaksi, samaksi 1 maksi kuin moottorin mäntä riippuen, tarvitaanko täydellistä tai ainoasta valmiskaasujen huuhtelua tietyllä nopeusalueella. Esimerkiksi yllä mainit tyypissä, jossa on lisämäntä 19, kuvio 6, jonka halkaisija on sama kuin r 20 männällä 4, täydellinen huuhtelu tapahtuu siihen saakka, kunnes päästä . , tusiskuun, joka vastaa puristussuhdetta 3,5 : 1, ja osittainen huuhtelu vi * * * ll: : määrällä ilmaa vähäisemmillä iskuilla, kunnes saavutetaan huuhtelu, jok; • · \ 50 % sylinterin tilavuudesta puristussuhteella, joka vastaa pienintä käyt* * * * 1,6 : 1. Palamiskaasujen osittainen uudelleenkierrätys alhaisemmilla puri *·· ···· 25 la palvelee enenevässä määrin viimeksi mainitun pienetessä sitä, että läi siten palamisen kesto pysyvät riittävän korkeana, jotta estetään hiilivety : tus pakokaasuissa alhaisen puristuksen aikana generaattorin 1 käynnisty dessä.

• » • · · • · · * »* · ·§* *_ * 30 Ontimitoimintaa varfpn ovat käx/ttnkplnnicia cv/lintprin lämnnKlacpncnri ia 14 Näitä komponentteja ei ole esitetty piirustuksissa, koska ne ovat alan an helle tunnettuja ja helposti sovellettavia.

Edellä esitetystä huolimatta keksinnön mukaisen lineaarisen polttomoott 5 sen generaattorin rakenteen edelleen yksinkertaistamiseksi ja rajoittavie den ja/tai värähtelyjen eliminoimiseksi samalla kertaa on suositeltavaa k tai useampaa mäntäparia 6, 6', jotka männät ovat toisiaan kohti, sopivin tettuna yhdellä yksittäisellä palamiskammiolla 9 (kuvio 2). Tässä tapauk! mahdollista käyttää ainoastaan yhtä esipalamiskammiota 10 (tai kahta e 10 kammiota 111, jotka ovat toisiaan kohti, kuten kuviossa 9) keskelle järje pitkittäisakseli h kohtisuorassa mäntien 6, 6' akseliin k nähden. Täydellis ronoinnin varmistamiseksi useiden mäntäparien välillä niiden toimiessa, dottaa tarvittaessa mäntien 6, 6' muodostamista toisiinsa nähden kiinteä dessä oleviksi liitoslaitteiden 8, 8' (kuvio 3) avulla, jolloin nämä männät 1 15 samaan suuntaan tietyllä hetkellä (käytännössä puolet männistä).

Jos sitten on järjestetty komponentit palauttamaan mekaaninen energia,

kuvatussa tapauksessa, siten että niiden asema on säädettävissä niihin I

mäntien liikkeen akselin K suunnassa, voidaan eri määriä sähköenergiaa 20 jakso muuttamatta vaadittavaa taajuutta, tai taajuutta voidaan muuttaa . . samaa jaksoa vastaten optimitehokkuutta muutamalla mäntien iskunpitu * * * : muuttamalla niiden vaatimaa aikaa tämän suorittamiseksi. Nopeuden ja * # \ synkronoinnin jatkuvan valvonnan toteutus merkitsee myös sitä, että mi • * * ** Y voidaan muuttaa mikrometrisesti siten, että se voidaan säilyttää vakiona • * * ··; 25 sesti synkronoituna. On selvää, että tämän viimeksi mainitun tuloksen Se • # · *·:·* seksi riittää, että jouset, jotka on kytketty toiseen puoliskoon männistä, i • 9 * *·* : suhteen säädettäviä, ts. ne männät, jotka on kytketty toisiinsa nähden k yhteydessä oleviksi kuviossa 3 esitetyn liitäntälaitteen 8 avulla.

♦ · • · · • · * ♦ ·· · • « « 30 Yllä mainitun säädön sovittamiseen soveltuvat laitteet voivat olla esimeri 15

Keksijä on myös järjestänyt vielä elimet värähtelyn estämiseksi, joka vär tuu hetkellisestä synkronoinnin puutteesta kahden vastakkaisen männän tämällä generaattorin mekaaniset osat, jotka toimivat tukena ja paikoitti le 7 (kuviossa 2 nämä osat muodostuvat rungosta 11, joka muodostaa p 5 tereille 5 ja 5') maahan tai komponenttiin, joka kannattaa generaattoria määrätyn rajoitetun joustavuuden omaavan liittimen 12 avulla mäntien ( suunnassa, jolloin liittimessä 12 ei ole kimmoista myötöä, jos männät ov sesti synkronoituina, koska voimat, jotka vaikuttavat vastakkaisiin suunti jousessa 17, jotka on liitetty kahteen toisiaan kohti olevaan mäntään, ov 10 ria toistensa suhteen kaikkina aikoina. Jos kuitenkin yksi männistä liikkui edellä, tämä aiheuttaa ensiksi voiman jouseen ja sen jälkeen kimmoiseei 12, joka liitin ottaa osan kineettisestä energiasta, jonka jousen tulisi talli jälkeen palauttaa männälle, kimmoisen hystereesin vaikutuksesta johtue kokoonpuristumisesta.

15 Tämä aiheuttaa hidastuksen männän paluuiskussa ja aikaansaa asteittai: ronoitumisen toisen (myöhässä olevan) kanssa. Tällaiseen synkronoinnir seen liittyy häviöitä, vaikkakin pieniä, yleisessä energiatasapainossa, ja r suotavaa käyttää elektronista proseduuria, kuten yllä mainittiin, modifioii 20 sen paluuasentoa, jotta varmistettaisiin täydellinen synkronointi.

• · ♦ : Tämän kuvauksen pohjalta lukijaa kehotetaan katsomaan polttomoottori • · • [1 2 3 nön mukaisen generaattorin kokonaishyötysuhde diagrammeja (kuvio 7) ► · 1 ’·’· ominaiskulutusta (kuvio 8). Yksityiskohtaiset kommentit eivät ole tarpeei ··· j 25 kuviot ovat alan asiantuntijalle helposti ymmärrettäviä. Kokonaishyötysul todellakin arvo, joka on noin kaksinkertainen tavanomaiseen moottoriin' * 1 1 : millä tahansa nopeudella.

2 : Kaikkia komponenttiosia, niiden muotoilua ja paikoitusta ja säätöjärjestel 3 * 1 30 daan mnunnplla ia narantaa alan ammattilaicfpn Hptrripn nnhialta 16 tavoin kuin jo edellä kuvattiin Jarrett-moottorin yhteydessä. Tätä tapausl esitetty piirustuksissa.

Selostetut ja kuvatut konstruktiot ovat siten suositeltavia esimerkkejä, jo 5 ole rajoittavia eivätkä sitovia.

• · · • # * ··· · • · • · ♦ « ♦ · • · · ♦ ♦ · • » * « · * « • ··· ♦ • · * • · · « « • · « • · · « ♦ • · · • · « ♦ · · • * • * i··

Claims (12)

17

1. Lineaarinen polttomoottorikäyttöinen sähkögeneraattori (1), jossa en< dostus aikaansaadaan elektromagneettisella järjestelmällä, johon kuului 5 käämit (2) ja yksi tai useampi kestomagneetti (3), joka liikkuu kiinteässä kaksitahtipolttomoottorin yhden tai useamman männän (4) edestakaiser kanssa, joka moottori soveltuu säädettäville puristusvaiheille, jolloin kuk suorittaa yhden paisuntaiskun sylinterissä (5) tapahtuvasta palamisesta nasta johtuen ja yhden puristusiskun laitteen (7) vaikutuksesta johtuen, 10 palauttaa mekaanisen energian, jolloin mäntiin (4) liittyvillä polttomoottc lä (5) on vähintään yksi esipalamiskammio (10) varustettuna pohjalla (1 avautuu kohti sylintereitä ja jossa, kaikissa moottorin käyntiolosuhteissa palamiskammiossa olevasta ilman tilavuudesta sekoittuu vähintään stöki määrän kanssa polttoainetta, tunnettu siitä, että esi palamiskammiossa 15 palamisseos tuottaa koko vaadittavan antotehon ja aikaansaa sen laajen lintereissä olevaan ilmaan, johon polttoainetta ei ruiskuteta ja jossa pala tyy, mainittu elektromagneettinen järjestely on suunniteltu siten, että m ilma/polttoaine-suhteeila ja mainitulla vakiona pysyvän ilman tilavuuden de kahden kokonaisenergiamäärän välillä, jota kokonaisenergiaa todella 20 sähköisen energian muodostamiseksi, kun generaattori toimii erilaisissa1 . . olosuhteissa vastaten mitä tahansa kahta mainittujen mäntien (4) kokon • · V \l: : paisunta- ja puristusiskua, on oleellisesti yhtä suuri kuin suhde kahden p • * \ ” teen välillä, jotka on aikaansaatu esipalamiskammioissa (10) ja viereisiss » * * v·* reissä (5) johtuen mainittujen mäntien (4) edellä mainittujen kahden eri ··· ··· j 25 tuksesta kerrottuna mainittuja puristussuhteita vastaavan polttomoottori • · · ’♦··’ kokonaishyötysuhdearvon välisellä suhteella. •*I1 2 3* ♦ * · Patenttivaatimuksen 1 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyttöinen * · 2 : generaattori, tunnettu siitä, että esipalamiskammiossa (10) olevan ilma 3 30 den osa, joka on sekoitettava polttoaineen kanssa, aikaansaadaan eriilisi 18 paisuntaiskun edetessä, mutta kasvaa mainittujen mäntien (4) puristusi; sä.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lineaarinen polttc 5 käyttöinen sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että vakiosuuruista ohmis käytetään käämien (2) päiden välissä, ja oikea määrä mekaanista energ sen energian tuottamiseksi mainittujen mäntien (5) kahdessa täydellisen sunta- ja puristusiskussa aikaansaadaan automaattisesti mainittujen ma (3) ja kiinteiden käämien (2) soveltuvalla muotoilulla, järjestelyllä ja m it 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyttöinen generaattori, tunnettu siitä, että mainitut magneetit (3) ovat oleellisesi särmiön muotoisia, ne ja kiinteät käämit (2) on jäljestetty ja mitoitettu; käytetty mekaaninen energia sähköisen energian tuottamiseksi niiden sr 15 liikkeen yhteydessä yhden jakson aikana seuraa käyrää mainitun männä tien (4) puristusiskussa tapahtuvien muutosten mukaisesti, joka käyrä o yhtyy polttomoottorin yhden jakson aikana muodostetun energian käyrä saman puristusiskun mukaisesti muuttamalla magneettien (3) paksuutta veyttä ja/tai ilmarakoa (T) liikesuunnassa. 20 e , 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lineaarinen poltto • * * : käyttöinen sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että vähintään yksi esipal * « ;b " (10) on oleellisesti kartiomainen muodoltaan ja varustettu sen kärkeen j * * * *·'·* ruiskutussuuttimella (14). *·· 25 ***·: 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen lineaarinen polttomoottori V : sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että mainittu vähintään yksi esipalarr (110) on oleellisesti katkaistun kartion muotoinen ja sen suljettu pohja ( • * :·: : päätä sylinteriä (9) kohti olevaa pohjaa on liitetty mainittuun sylinteriin ( ··· ·. ! 30 useamman kanavan avulla, ia että ruiskutussuutin Π14Ί nn siinite 19 tioiden eliminoimiseksi on järjestetty yksi tai useampi pari toisiaan kohti tiä (6, 6').

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyttöinen 5 generaattori, tunnettu siitä, että mäntiä (6, 6') on parillinen määrä ja n tettu toistensa kanssa kiinteässä yhteydessä oleviksi Hitäntäelimien (8, 8' avulla, jolloin nämä männät (6, 6') toimivat samaan suuntaan jakson kul lä.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyt kögeneraattori, tunnettu siitä, että kahdella toisiaan vastapäätä olevilla (6, 6') on yhteinen palamiskammio (9), johon johtaa vähintään yksi esip< mio (10), jonka pitkittäisakseli (h) on kohtisuorassa kahden männän (6, > täisakselin (K) kanssa. 15

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyttöin* generaattori, tunnettu siitä, että kutakin toisiaan kohti olevien mäntien varten on kaksi esipalamiskammiota (110), jotka sijaitsevat suoraan toisi päätä ja toisiaan kohti suunnatusti. . . 12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen lineaarinen polttomoott< t t · \l: : nen sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että mainittujen komponenttien ( • » ** suunniteltu palauttamaan mekaaninen energia, ainakin osan paikka on s< • · · *·*;* sä näihin komponentteihin liittyvien mäntien liikkeen akselin suunnassa. —* 25 ♦ • · · *«·' 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen lineaarinen polttomoottorikäyttöim * « "·* # generaattori, tunnettu siitä, että palautusenergiaetimen, joka on kytketl (6, kuvio 2) puoliskoon ja joka liikkuu tiettyyn suuntaan tietyllä hetkellä j : ainoastaan paikka on säädettävä. !...5 30 20

15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lineaarinen poltl käyttöinen sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että ilmaa sylintereiden (! lemiseksi ja täyttämiseksi syötetään esipalamiskammion tai -kammioider yhden tai useamman ylimääräisen huuhtelumännän (19) avulla, joka mi 5 teästi yhteydessä polttomoottorin männän (4) kanssa, jolloin nämä ylim männät (19) vetävät ilmaa sisään mäntien (4) puristusiskun aikana prim yksi ti e ventti Hien (21) avulla, jotka venttiilit on kiinnitetty vastaaviin lisä? ja jotka pakottavat näiden mäntien (4) mainitun paisuntaiskun aikana ilr tuun esi pala m iskä mm ioon (10) sekundääristen yksitieventtiilien (22) avi 10 venttiilit sijaitsevat lähellä mainittua esipalamiskammiota (10).

16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lineaarinen poltt käyttöinen sähkögeneraattori, tunnettu siitä, että missä tahansa vakiot teissä ainakin osa polttomoottorin esipalamiskammiossa tai -kammioissa 15 vasta ilmasta sekoitetaan polttoainemäärän kanssa, joka vastaa 120 % : risestä määrästä. 9 9 9 9 9 9 9 9 • 99 9 99 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 • 99 9 9 9 999 9 9 999 9 • 99 9 9 9 • 99 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 999 9 9 • 9 • 99 4 21