RU176220U1

RU176220U1 - INTERNAL COMBUSTION GENERATOR

Info

Publication number: RU176220U1
Application number: RU2017114038U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Ванюшкин
Original assignee: Александр Сергеевич Ванюшкин
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-01-12

Abstract

Полезная модель содержит корпус и размещенный в нем цилиндр с поршнем, к которому прикреплен стержень с постоянным магнитом, который выполнен с возможностью перемещения в катушке; камеру сгорания; впускные клапаны; упругий элемент, связывающий корпус с поршнем, стержнем и постоянным магнитом. В отличие от ближайшего аналога содержит четное количество корпусов, поршень выполнен двухсекционным: внутренняя секция жестко соединена со стержнем и постоянным магнитом, в ее нижней части выполнена полусферическая выемка, выполняющая функцию камеры сгорания, внешняя секция поршня выполнена кольцевой, с возможностью перемещения по внутренней секции на внутренних подшипниках качения, сверху внутренней секции размещены внешние подшипники качения; каждый цилиндр выполнен с головкой, по центру которой выполнено центральное углубление в форме однополостного гиперболоида вращения, в центральном углублении расположено дугогасительное устройство с защитными рогами, в стенке головки с ее торца со стороны камеры сгорания выполнено кольцевое углубление; под каждым корпусом установлены по два подпружиненных угольных электрода, выполненных с возможностью горизонтального перемещения; для изоляции угольных электродов от камеры сгорания предусмотрены изолирующие клапаны, выполненные подпружиненными, с возможностью движения перпендикулярно угольным электродам; угольными электродами управляют продольные электромагниты, а изолирующими клапанами - поперечные электромагниты; по боковой поверхности средней части цилиндра выполнены выхлопные отверстия, к которым присоединены Г-образные патрубки, выполненные с соплами Лаваля на концах, цилиндр расположен в трубе, в которую выведены выходы сопел Лаваля; для подачи тока на угольные электроды, продольные и поперечные электромагниты предусмотрены генераторы импульсов в виде катушек Румкорфа, в которых обмотка с большим числом витков является первичной, а с меньшим числом витков - вторичной; на внутренней боковой поверхности трубы установлены пироэлектрические преобразователи тепловой энергии в электрическую с пироэлектриками, имеющими высокие температуры фазового перехода; между трубой и радиаторными ребрами охлаждения цилиндра установлен цилиндрический экран, выполненный из отражающего тепловое излучение материала и с возможностью вращения вокруг оси цилиндра, с вырезом по размерам пироэлектрического преобразователя; внутренняя поверхность головки цилиндра и поверхности изолирующих клапанов изолированы огнестойкой керамикой; в головке цилиндра в центральном углублении в сквозной нише установлен подпружиненный впускной клапан, снабженный электромагнитом, а в глухой и теплоизолированной нише установлен датчик Холла, связанный с реле в цепи поперечных электромагнитов изолирующих клапанов; пироэлектрические преобразователи на трубе вокруг одного цилиндра электрически параллельно соединены с первичными обмотками катушек Румкорфа, вторичные обмотки которых связаны с угольными электродами и электромагнитами в другом цилиндре, катушки соединены в общую электрическую цепь, представляющую собой резонансный колебательный контур и снабженную конденсаторами.The utility model comprises a housing and a cylinder with a piston located therein, to which a rod with a permanent magnet is attached, which is arranged to move in the coil; combustion chamber; inlet valves; an elastic element connecting the housing with a piston, a rod and a permanent magnet. Unlike the closest analogue, it contains an even number of housings, the piston is made in two sections: the inner section is rigidly connected to the rod and a permanent magnet, a hemispherical recess is performed in its lower part, which serves as a combustion chamber, the outer piston section is circular, with the possibility of moving along the inner section by internal rolling bearings; external rolling bearings are placed on top of the inner section; each cylinder is made with a head, in the center of which a central recess is made in the form of a single-cavity rotation hyperboloid, an arcing device with protective horns is located in the central recess, an annular recess is made in the wall of the head from its end from the side of the combustion chamber; under each case, two spring-loaded carbon electrodes are installed, made with the possibility of horizontal movement; to isolate the carbon electrodes from the combustion chamber, isolation valves are provided, made spring-loaded, with the possibility of movement perpendicular to the carbon electrodes; carbon electrodes are controlled by longitudinal electromagnets, and by insulating valves are transverse electromagnets; exhaust holes are made along the lateral surface of the middle part of the cylinder, to which L-shaped pipes are made, made with Laval nozzles at the ends, the cylinder is located in the pipe into which the outputs of the Laval nozzles are led; pulse current generators in the form of Rumkorff coils are provided for supplying current to carbon electrodes, longitudinal and transverse electromagnets, in which the winding with a large number of turns is primary, and with a smaller number of turns - secondary; on the inner side surface of the pipe there are installed pyroelectric converters of thermal energy into electrical energy with pyroelectrics having high phase transition temperatures; between the pipe and the radiator cooling fins of the cylinder there is a cylindrical screen made of material reflecting thermal radiation and with the possibility of rotation around the axis of the cylinder, with a cut-out in size of a pyroelectric converter; the inner surface of the cylinder head and the surface of the insulating valves are insulated with flame retardant ceramics; a spring-loaded inlet valve equipped with an electromagnet is installed in a cylinder head in a central recess in a through niche, and a Hall sensor is installed in a deaf and insulated niche connected to a relay in the transverse electromagnet chain of insulating valves; pyroelectric converters on a pipe around one cylinder are electrically connected in parallel with the primary windings of the Rumkorff coils, the secondary windings of which are connected to carbon electrodes and electromagnets in another cylinder, the coils are connected to a common electric circuit, which is a resonant oscillating circuit and equipped with capacitors.

Description

Полезная модель относится к свободно-поршневым двигателям внутреннего сгорания, комбинированным с приводимыми ими устройствами.The invention relates to free piston internal combustion engines combined with the devices they drive.

Бурное развитие беспилотных аппаратов как наземных, так и летательных, требует создания надежных, долговременных и в то же время компактных и легких источников энергии для них. Однако на сегодня в качестве источников энергии на беспилотных аппаратах используются либо тяжелые и быстро разряжающиеся аккумуляторы, либо двухтактные ДВС с низкой удельной мощностью и низким КПД. Поэтому актуален поиск более эффективных способов получения энергии для беспилотных аппаратов.The rapid development of unmanned vehicles, both ground and air, requires the creation of reliable, long-term and at the same time compact and light energy sources for them. However, today, unmanned vehicles use either heavy and fast-discharging batteries or push-pull ICEs with low power density and low efficiency as energy sources. Therefore, the search for more efficient ways to obtain energy for unmanned aerial vehicles is relevant.

Как известно, на сжатие воздуха затрачивается значительная часть энергии, получаемой в результате сгорания топлива в ДВС. Исходя из этого, весьма заманчивым является отказ от сжатия воздуха или топливной смеси. Однако это входит в противоречие с тем фактом, что сжатие воздуха или топливной смеси увеличивает ее начальную температуру, что повышает КПД ДВС ввиду увеличения полноты сгорания топлива в нем.As you know, a significant part of the energy received as a result of fuel combustion in the internal combustion engine is expended on air compression. Based on this, the refusal to compress air or the fuel mixture is very tempting. However, this contradicts the fact that the compression of air or the fuel mixture increases its initial temperature, which increases the efficiency of the internal combustion engine due to the increased completeness of combustion of fuel in it.

Однако сжатие не является единственным способом повысить начальную температуру и полноту сгорания топливной смеси. Здесь уместно вспомнить о таком явлении как электрическая дуга. Как известно, температура газов в столбе электрической дуги составляет 6000-8000°С. Этого более чем достаточно для полноты сгорания топливной смеси. Более того, такая температура дает новые возможности. Так пропусканием метана через электрическую дугу получают ацетилен, который обладает ярко выраженными детонационными свойствами, т.е. способен взрываться без предварительного сжатия. При этом в промышленных установках полученный таким способом ацетилен быстро охлаждают во избежание его взрывного разложения. Реакция электрокрекинга метана имеет вид:However, compression is not the only way to increase the initial temperature and completeness of combustion of the fuel mixture. It is appropriate to recall such a phenomenon as an electric arc. As you know, the temperature of the gases in the column of the electric arc is 6000-8000 ° C. This is more than enough to complete the combustion of the fuel mixture. Moreover, this temperature provides new opportunities. Thus, by passing methane through an electric arc, acetylene is obtained, which has pronounced detonation properties, i.e. capable of exploding without prior compression. Moreover, in industrial plants, acetylene obtained in this way is rapidly cooled to prevent its explosive decomposition. The methane electrocracking reaction has the form:

2СН₄-3Н₂→С₂Н₂→2С+Н₂ (http://mykonspekts.ru/1-40331.html).2CH ₄ -3H ₂ → С ₂ Н ₂ → 2С + Н ₂ (http://mykonspekts.ru/1-40331.html).

Для устранения образования сажи применяют реакцию термоокислительного крекинга метана с воздухом:To eliminate the formation of soot, the reaction of thermooxidative cracking of methane with air is used:

6СН₄+4O₂→С₂Н₂+8Н₂+3СО+СO₂+3Н₂O (http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_5799.html).6CH ₄ + 4O ₂ → C ₂ H ₂ + 8H ₂ + 3CO + CO ₂ + 3H ₂ O (http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_5799.html).

Из вышесказанного следует, что если объем камеры сгорания и метана в ней будет сопоставимым с объемом, образуемым столбом электрической дуги, то за короткое время произойдет разложение метана на ацетилен и водород, и последующее взрывное разложение ацетилена. Согласно данным Института вычислительного моделирования СО РАН, характерный поперечный размер электрической дуги составляет 3 см. http://www.sibran.ru/upload/iblock/bb6/bb66c2bbb4d4c51c66872638a94f5d14.pdf. При этом объему ДВС скутера в 50 см³ соответствует диаметр поршня 3,9 см. http://skuterov.ru/publ/poleznosti/kak_uznat_realnyj_objoem_dvigatelja_kitajskogo_skutera/4-1-0-43.From the above it follows that if the volume of the combustion chamber and methane in it is comparable with the volume formed by the column of an electric arc, then methane decomposes into acetylene and hydrogen in a short time, and subsequent explosive decomposition of acetylene. According to the Institute of Computational Modeling SB RAS, the characteristic transverse size of the electric arc is 3 cm. Http://www.sibran.ru/upload/iblock/bb6/bb66c2bbb4d4c51c66872638a94f5d14.pdf. At the same time, the volume of the ICE scooter of 50 cm ³ corresponds to a piston diameter of 3.9 cm. Http://skuterov.ru/publ/poleznosti/kak_uznat_realnyj_objoem_dvigatelja_kitajskogo_skutera/4-1-0-43.

Детонация горючей смеси приводит к резкому росту нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и, как следствие, к увеличению жесткости работы ДВС. Жесткость работы заключается в резком росте давления в цилиндре ДВС на 1 град, поворота коленчатого вала.Detonation of the combustible mixture leads to a sharp increase in the load on the crank mechanism and, as a result, to an increase in the rigidity of the internal combustion engine. The rigidity of the work lies in a sharp increase in pressure in the cylinder of the engine by 1 degree, the rotation of the crankshaft.

Поэтому кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом в полезной модели заменен на линейный электрический генератор. В качестве ближайшего аналога принят генератор внутреннего сгорания, патент РФ №2177067 на изобретение, F02B 71/04, 2001 г.Therefore, the crank mechanism with a crankshaft in the utility model is replaced by a linear electric generator. As the closest analogue adopted the internal combustion generator, RF patent No. 2177067 for the invention, F02B 71/04, 2001

Генератор внутреннего сгорания содержит корпус и размещенные в нем цилиндр, поршень, прикрепленный к нему стержень, на стержне закреплен постоянный магнит, перемещающийся в катушке; поршень, стержень и магнит связаны с корпусом посредством упругого элемента; катушка состоит минимум из двух частей; объем камеры сгорания отделен от рабочего объема цилиндра и камера сгорания сообщается с цилиндром с помощью впускных клапанов.The internal combustion generator comprises a housing and a cylinder located therein, a piston, a rod attached to it, a permanent magnet fixed to the rod, moving in the coil; a piston, a rod and a magnet are connected to the housing by means of an elastic element; the coil consists of at least two parts; the volume of the combustion chamber is separated from the working volume of the cylinder and the combustion chamber communicates with the cylinder by means of inlet valves.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности работы генератора.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the generator.

Основной недостаток, препятствующий достижению технического результата при использовании ближайшего аналога, - применение сжатого воздуха, так как затраты энергии на сжатие воздуха снижают КПД ближайшего аналога.The main disadvantage that impedes the achievement of the technical result when using the closest analogue is the use of compressed air, since the energy consumption for air compression reduces the efficiency of the closest analogue.

Признаками ближайшего аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели, является наличие в генераторе внутреннего сгорания корпуса и размещенного в нем цилиндра с поршнем, к которому прикреплен стержень с постоянным магнитом, который выполнен с возможностью перемещения в катушке; камеры сгорания; впускных клапанов; упругого элемента, связывающего корпус с поршнем, стержнем и постоянным магнитом.Signs of the closest analogue that coincide with the essential features of the utility model are the presence in the internal combustion generator of the housing and a cylinder with a piston located in it, to which a rod with a permanent magnet is attached, which is made with the possibility of movement in the coil; combustion chambers; inlet valves; an elastic element connecting the housing with a piston, a rod and a permanent magnet.

Технической задачей полезной модели является усовершенствование конструкции генератора внутреннего сгорания.The technical task of the utility model is to improve the design of the internal combustion generator.

Поставленная техническая задача решена тем, что в генераторе внутреннего сгорания, содержащем корпус и размещенный в нем цилиндр с поршнем, к которому прикреплен стержень с постоянным магнитом, который выполнен с возможностью перемещения в катушке; камеру сгорания; впускные клапаны; упругий элемент, связывающий корпус с поршнем, стержнем и постоянным магнитом, согласно полезной модели, генератор содержит четное количество корпусов, поршень выполнен двухсекционным: внутренняя секция жестко соединена со стержнем и постоянным магнитом, в ее нижней части выполнена полусферическая выемка, которая выполняет функцию камеры сгорания, внешняя секция поршня выполнена кольцевой, с возможностью перемещения по внутренней секции на внутренних подшипниках качения, в продольном сечении стенки наружной секции имеют форму трапеции, расширенной к внутренней секции, с углами наклона боковых сторон 86-88°, сверху внутренней секции размещены внешние подшипники качения; каждый цилиндр выполнен с головкой, по центру которой выполнено центральное углубление в форме однополостного гиперболоида вращения с большим основанием, направленным к камере сгорания, а с меньшим от камеры сгорания, в центральном углублении расположено дугогасительное устройство с защитными рогами, в стенке головки с ее торца со стороны камеры сгорания выполнено кольцевое углубление, форма которого отвечает продольному сечению стенок наружной секции поршня; под каждым корпусом установлены по два подпружиненных угольных электрода, выполненных с возможностью горизонтального перемещения; для изоляции угольных электродов от камеры сгорания предусмотрены изолирующие клапаны, выполненные подпружиненными, в виде трапеций, в поперечной плоскости расположенных меньшим основанием к угольным электродам, а в продольной плоскости расположенных меньшим основанием к центру головки; изолирующие клапаны выполнены с возможностью движения перпендикулярно угольным электродам, на наружной горизонтальной поверхности головок цилиндров закреплены направляющие для перемещения изолирующих клапанов симметрично оси центрального углубления; форма внутренней боковой поверхности направляющих под меньшим основанием центрального углубления отвечает сечению изолирующих клапанов в поперечной и продольной плоскости; на торцах угольных электродов, удаленных от оси центрального углубления, установлены изолированные стальные пластины, а на расстоянии, равном радиусу меньшего основания центрального углубления, установлены продольные электромагниты; на торцах изолирующих клапанов, удаленных от оси центрального углубления, на расстоянии, равном радиусу меньшего основания центрального углубления, установлены поперечные электромагниты; по боковой поверхности средней части цилиндра выполнены выхлопные отверстия, к которым присоединены Г-образные патрубки, выполненные с соплами Лаваля на концах; цилиндр выполнен с радиаторными ребрами охлаждения, цилиндр расположен в трубе, в которую выведены выходы сопел Лаваля, на выходе трубы со стороны катушки расположен глушитель со сборным коллектором; для подачи тока на угольные электроды, продольные и поперечные электромагниты предусмотрены генераторы импульсов в виде катушек Румкорфа, при этом в генераторе импульсов обмотка с большим числом витков является первичной, а с меньшим числом витков - вторичной; на внутренней боковой поверхности трубы установлены пироэлектрические преобразователи тепловой энергии в электрическую с пироэлектриками, имеющими высокие температуры фазового перехода (точки Кюри), например, ниобат лития LiNbO₃; между трубой и радиаторными ребрами охлаждения цилиндра установлен цилиндрический экран, выполненный с возможностью вращения вокруг оси цилиндра; цилиндрический экран выполнен из отражающего тепловое излучение материала, в его боковой поверхности сделан вырез по размерам пироэлектрического преобразователя; внутренняя поверхность головки цилиндра и поверхности изолирующих клапанов изолированы огнестойкой керамикой, например, нитридом кремния Si₃N₄; в головке цилиндра в центральном углублении диаметрально расположены ниши, в выполненной сквозной нише установлен подпружиненный впускной клапан, снабженный электромагнитом, в выполненной глухой и теплоизолированной - установлен датчик Холла, который связан с реле в цепи поперечных электромагнитов изолирующих клапанов; пироэлектрические преобразователи на трубе вокруг одного цилиндра электрически параллельно соединены с первичными обмотками катушек Румкорфа, вторичные обмотки которых связаны с угольными электродами и электромагнитами в другом цилиндре, катушки соединены в общую электрическую цепь, представляющую собой резонансный колебательный контур и снабженную конденсаторами.The stated technical problem is solved in that in an internal combustion generator comprising a housing and a cylinder with a piston located therein, to which a rod with a permanent magnet is attached, which is arranged to move in the coil; combustion chamber; inlet valves; the elastic element connecting the housing with the piston, the rod and the permanent magnet, according to the utility model, the generator contains an even number of cases, the piston is made two-section: the inner section is rigidly connected to the rod and the permanent magnet, in its lower part there is a hemispherical recess that performs the function of a combustion chamber , the outer section of the piston is made circular, with the possibility of movement along the inner section on the internal rolling bearings, in a longitudinal section the walls of the outer section are trapezoidal AI extended to the inner section, with angles of inclination of the sides of 86-88 °, external rolling bearings are placed on top of the inner section; each cylinder is made with a head, in the center of which a central recess is made in the form of a one-cavity rotation hyperboloid with a large base directed to the combustion chamber, and with a smaller base from the combustion chamber, an arcing device with protective horns is located in the central recess, in the head wall from its end face with an annular recess is made on the side of the combustion chamber, the shape of which corresponds to a longitudinal section of the walls of the outer section of the piston; under each case, two spring-loaded carbon electrodes are installed, made with the possibility of horizontal movement; to isolate the carbon electrodes from the combustion chamber, isolation valves are provided, made spring-loaded, in the form of trapeziums, in the transverse plane located with a smaller base to the carbon electrodes, and in the longitudinal plane located with a smaller base to the center of the head; insulating valves are made to move perpendicular to carbon electrodes, guides are fixed on the outer horizontal surface of the cylinder heads to move the insulating valves symmetrically to the axis of the central recess; the shape of the inner side surface of the guides under the smaller base of the central recess corresponds to the cross section of the insulating valves in the transverse and longitudinal plane; insulated steel plates are installed at the ends of the carbon electrodes remote from the axis of the central recess, and longitudinal electromagnets are installed at a distance equal to the radius of the smaller base of the central recess; transverse electromagnets are installed at the ends of the insulating valves remote from the axis of the central recess at a distance equal to the radius of the smaller base of the central recess; exhaust holes are made along the lateral surface of the middle part of the cylinder, to which L-shaped pipes are made, made with Laval nozzles at the ends; the cylinder is made with radiator cooling fins, the cylinder is located in the pipe into which the outlets of the Laval nozzles are brought out, at the pipe exit from the coil side there is a muffler with a collection manifold; pulse current generators in the form of Rumkorff coils are provided for supplying current to carbon electrodes, longitudinal and transverse electromagnets, while in a pulse generator a winding with a large number of turns is primary, and with a smaller number of turns, secondary; on the inner side surface of the pipe there are installed pyroelectric converters of thermal energy into electrical energy with pyroelectrics having high phase transition temperatures (Curie points), for example, lithium niobate LiNbO ₃ ; between the pipe and the radiator fins for cooling the cylinder there is a cylindrical screen configured to rotate around the axis of the cylinder; the cylindrical screen is made of a material reflecting thermal radiation, a cut-out is made in its lateral surface according to the dimensions of the pyroelectric converter; the inner surface of the cylinder head and the surface of the insulating valves are insulated with flame retardant ceramics, for example, silicon nitride Si ₃ N ₄ ; Niches are located diametrically in the cylinder head in the central recess, a spring-loaded inlet valve equipped with an electromagnet is installed in the through-hole, and a Hall sensor is installed in the blind and heat-insulated, which is connected to the relay in the transverse electromagnet chain of the isolation valves; pyroelectric converters on a pipe around one cylinder are electrically connected in parallel with the primary windings of Rumkorff coils, the secondary windings of which are connected to carbon electrodes and electromagnets in another cylinder, the coils are connected to a common electrical circuit, which is a resonant oscillating circuit and equipped with capacitors.

Между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом полезной модели существует следующая причинно-следственная связь. Использование всех существенных признаков позволит получить ожидаемый технический результат. Технический результат полезной модели достигается за счет исключения из ее работы такта сжатия и использования вместо него электрической дуги, образуемой при разведении угольных электродов, что позволяет осуществить пиролиз метана с последующей детонацией продуктов реакции в камере сгорания. Выполнение внешней секции поршня с возможностью перемещения по внутренней секции поршня на внутренних подшипниках качения, а прикрепление внешних подшипников качения к внутренней секции поршня с возможностью перемещения по внутренней боковой поверхности цилиндра позволит снизить потери на трение, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Выполнение камеры сгорания в виде полусферической выемки, размещенной в нижней части внутренней секции поршня и не соприкасающейся с внутренней боковой поверхностью цилиндра позволяет уменьшить потери тепла при взрыве рабочей смеси, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Выполнение поршня двухсекционным, а в стенке головки цилиндра с ее торца со стороны камеры сгорания - кольцевого углубления, в которое заходит внешняя секция поршня позволит оптимизировать газораспределение. За счет углов наклона боковых сторон внешней секции поршня и стенок кольцевого углубления головки цилиндров в 86-88°(определенных опытным путем) минимизируется расстояние между ними при подъеме внешней секции поршня. Это позволяет снизить утечки рабочей смеси при ее расширении, исключить трение, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Использование угольных электродов, имеющих низкое удельное сопротивление, для получения электрической дуги, наряду с их электрическим параллельным соединением с вторичной обмоткой катушки Румкорфа, у которой обмотка с меньшим числом витков является вторичной, а с большим числом - первичной, позволяет получить большую силу тока в электродах, необходимую для возбуждения электрической дуги, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Расположение угольных электродов под головкой цилиндра, центральное углубление в которой перекрывается изолирующими клапанами, позволяет избежать повреждения угольных электродов при взрыве рабочей смеси в камере сгорания. Выполнение изолирующих клапанов с возможностью движения перпендикулярно угольным электродам позволяет минимизировать тепловое воздействие на изолирующие клапаны от угольных электродов и избежать заклиниваний и остановок при движении изолирующих клапанов по направляющим. Расположение изолирующих клапанов под меньшим основанием центрального углубления и закрепление направляющих на наружной горизонтальной поверхности головки цилиндра симметрично оси центрального углубления позволяет своевременно отделить угольные электроды от камеры сгорания до взрыва рабочей смеси в ней. Выполнение изолирующих клапанов в виде трапеций, в поперечной плоскости расположенных меньшим основанием к угольным электродам, а в продольной плоскости расположенных меньшим основанием к центру головки, а также соответствие формы внутренней боковой поверхности направляющих под меньшим основанием центрального углубления сечению изолирующих клапанов в поперечной и продольной плоскости, позволяет избежать выбивания изолирующих клапанов за пределы направляющих при взрыве в камере сгорания, исключить трение, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Одним из способов гашения электрической дуги является принудительное ее удлинение. Этот принцип гашения электрической дуги используется в аппаратах с защитными рогами. Электрическая дуга, возникающая между контактами при их размыкании, поднимается вверх под действием силы, создаваемой потоком нагретого ею воздуха, растягивается и удлиняется на расходящихся неподвижных рогах, что приводит к ее гашению. Удлинению и гашению электрической дуги способствует также электродинамическое усилие, создаваемое при взаимодействии тока электрической дуги с возникающим вокруг нее магнитным полем. Электрическая дуга ведет себя как проводник с током, который магнитное поле стремится вытолкнуть из своих пределов. http://electrono.ru/fizicheskie-osnovy-raboty-elektricheskix-apparatov/92-elektricheskaya-duga-i-metody-ee-gasheniya. Расположение дугогасительного устройства с защитными рогами в центральном углублении в головке цилиндра позволяет вывести электрическую дугу от угольных электродов в камеру сгорания и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Использование электромагнитов для разведения угольных электродов, а также изолирующих и впускных клапанов позволяет обеспечить появление электрической дуги, ее вывод от угольных электродов в камеру сгорания, и подачу смеси воздуха с метаном в камеру сгорания. Подпружинивание угольных электродов, изолирующих и впускных клапанов, позволяет обеспечить их возвращение в исходное состояние касания друг друга. Расположение датчика Холла в нише, выполненной глухой и теплоизолированной в центральном углублении в головке цилиндра, позволяет своевременно отключать поперечные электромагниты изолирующих клапанов до взрыва рабочей смеси в камере сгорания и перекрывать изолирующими клапанами центральное углубление головки цилиндра. Отключение поперечных электромагнитов происходит за счет появления магнитного поля и тока в датчике Холла и в связанных с ним реле, введенных в электрические цепи поперечных электромагнитов, что приводит к исчезновению тока в них. Изоляция внутренней поверхности головки цилиндра, а также поверхности изолирующих клапанов огнестойкой керамикой, например, нитридом кремния Si₃N₄, позволяет избежать расплавления камеры сгорания из-за больших токов. Выполнение охлаждения цилиндра воздушным, эжекторным позволяет снизить потери энергии, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Размещение Г-образных патрубков с соплами Лаваля на концах, выведенных в трубу, обеспечивает эжекцию потока воздуха движущейся из сопла Лаваля сверхзвуковой струей сгоревших газов и их охлаждение, по аналогии со струйным насосом. Установка глушителя со сборным коллектором на выходе трубы со стороны катушки обеспечивает возможность шумоподавления. Наличие в генераторе пироэлектрических преобразователей тепловой энергии в электрическую позволяет более полно использовать тепловую энергию взрыва рабочей смеси в камере сгорания, и, как следствие, повысить эффективность работы генератора. Последовательное срабатывание по горизонтали пироэлектрических преобразователей, установленных вокруг одного и того же цилиндра, позволяет согласовать частоту модуляции теплового потока в пироэлектриках (≤20 Гц) с частотой совершения рабочего цикла в цилиндре (60-120 Гц). Установка между внешней трубой и цилиндром вращающегося цилиндрического экрана из отражающего тепловое излучение материала (например, фольги), в боковой поверхности которого сделан вырез по размерам пироэлектрического преобразователя, позволяет обеспечить восстановление сработавших пироэлектрических преобразователей. Выполнение отверстий на боковой поверхности в расширяющейся части сопел Лаваля, присоединение к ним эжекторов позволяет использовать тягу потока воздуха для вращения цилиндрического экрана. Использование пироэлектриков, имеющих высокие температуры фазового перехода (точки Кюри), например, ниобата лития LiNbO₃ с t_Кюри=1210°С, позволяет обеспечить устойчивость работы пироэлектрического преобразователя в условиях высоких температур. Использование в полезной модели четного числа корпусов, электрически параллельного соединения пироэлектрических преобразователей вокруг одного цилиндра с первичными обмотками катушек Румкорфа, вторичные обмотки которых соединены с угольными электродами и электромагнитами в другом цилиндре, обеспечивает достижение технического результата за счет смещения фаз рабочего цикла в одном корпусе относительно соседнего и настройки в резонанс катушек в цепи резонансного колебательного контура. Для обеспечения стартового запуска конденсаторы резонансного колебательного контура соединены коммутируемой электрической цепью с электромагнитами впускных клапанов и первичными обмотками катушек Румкорфа.Between the totality of essential features and the achieved technical result of the utility model, there is the following causal relationship. Using all the essential features will allow you to get the expected technical result. The technical result of the utility model is achieved by eliminating the compression stroke from its operation and using instead of it an electric arc formed during the dilution of carbon electrodes, which allows methane pyrolysis with subsequent detonation of the reaction products in the combustion chamber. The implementation of the outer section of the piston with the ability to move along the inner section of the piston on the internal rolling bearings, and the attachment of the outer rolling bearings to the inner section of the piston with the ability to move along the inner side surface of the cylinder will reduce friction losses, and, as a result, increase the efficiency of the generator. The implementation of the combustion chamber in the form of a hemispherical recess located in the lower part of the inner section of the piston and not in contact with the inner side surface of the cylinder allows to reduce heat loss during the explosion of the working mixture, and, as a result, to increase the efficiency of the generator. The execution of the piston is two-sectional, and in the wall of the cylinder head from its end from the side of the combustion chamber there is an annular recess into which the outer section of the piston enters will allow optimizing gas distribution. Due to the angles of inclination of the sides of the outer section of the piston and the walls of the annular recess of the cylinder head at 86-88 ° (determined experimentally), the distance between them is minimized when lifting the outer section of the piston. This allows you to reduce leakage of the working mixture during its expansion, eliminate friction, and, as a result, increase the efficiency of the generator. The use of carbon electrodes having a low resistivity to produce an electric arc, along with their electrical parallel connection to the secondary winding of the Rumkorf coil, in which the winding with a smaller number of turns is secondary and with a large number is primary, allows to obtain a large current strength in the electrodes necessary for the excitation of the electric arc, and, as a result, increase the efficiency of the generator. The location of the carbon electrodes under the cylinder head, the central recess of which is blocked by insulating valves, avoids damage to the carbon electrodes during the explosion of the working mixture in the combustion chamber. The implementation of the insulating valves with the ability to move perpendicular to the carbon electrodes allows you to minimize the thermal effect on the insulating valves from the carbon electrodes and to avoid jamming and stops when the insulating valves move along the guides. The location of the insulating valves under the smaller base of the central recess and the securing of the guides on the outer horizontal surface of the cylinder head symmetrically to the axis of the central recess allows timely separation of the carbon electrodes from the combustion chamber before the explosion of the working mixture in it. The implementation of the insulating valves in the form of trapezoid, in the transverse plane located with a smaller base to the carbon electrodes, and in the longitudinal plane located with a smaller base to the center of the head, as well as the correspondence of the shape of the inner side surface of the guides under the smaller base of the central recess to the section of the insulating valves in the transverse and longitudinal plane avoids knocking out of insulating valves beyond the guides during an explosion in the combustion chamber, eliminates friction, and, as a result, increases generator efficiency. One way to extinguish an electric arc is to force it to be extended. This principle of extinction of an electric arc is used in devices with protective horns. The electric arc arising between the contacts when they open, rises up under the action of the force created by the flow of air heated by it, stretches and lengthens on the diverging motionless horns, which leads to its extinction. The elongation and extinction of the electric arc is also facilitated by the electrodynamic force created by the interaction of the current of the electric arc with the magnetic field arising around it. An electric arc behaves like a conductor with current, which the magnetic field tends to push out of its limits. http://electrono.ru/fizicheskie-osnovy-raboty-elektricheskix-apparatov/92-elektricheskaya-duga-i-metody-ee-gasheniya. The location of the arcing device with protective horns in the central recess in the cylinder head allows you to bring the electric arc from the carbon electrodes into the combustion chamber and, as a result, increase the efficiency of the generator. The use of electromagnets for diluting carbon electrodes, as well as insulating and intake valves, allows the appearance of an electric arc, its output from carbon electrodes into the combustion chamber, and the supply of a mixture of air with methane to the combustion chamber. Springing of carbon electrodes, insulating and inlet valves, allows for their return to the initial state of contact of each other. The location of the Hall sensor in a niche made blind and thermally insulated in the central recess in the cylinder head allows timely switching off the transverse electromagnets of the insulating valves before the working mixture explodes in the combustion chamber and blocking the central recess of the cylinder head with insulating valves. The transverse electromagnets are switched off due to the appearance of a magnetic field and current in the Hall sensor and in the relays connected to it, introduced into the electric circuits of the transverse electromagnets, which leads to the disappearance of the current in them. Insulation of the inner surface of the cylinder head, as well as the surface of the insulating valves with flame-retardant ceramics, for example, silicon nitride Si ₃ N ₄ , avoids the melting of the combustion chamber due to high currents. Performing cooling of the cylinder by air, ejector allows to reduce energy loss, and, as a result, increase the efficiency of the generator. Placing L-shaped nozzles with Laval nozzles at the ends led into the pipe provides an ejection of the air flow moving from the Laval nozzle by a supersonic stream of burned gases and their cooling, similar to a jet pump. The installation of a silencer with a prefabricated collector at the pipe outlet on the coil side provides the possibility of noise reduction. The presence in the generator of pyroelectric converters of thermal energy into electrical energy makes it possible to more fully use the thermal energy of the explosion of the working mixture in the combustion chamber, and, as a result, increase the efficiency of the generator. Sequential horizontal triggering of pyroelectric converters installed around the same cylinder allows you to match the frequency of the heat flux modulation in pyroelectrics (≤20 Hz) with the frequency of the duty cycle in the cylinder (60-120 Hz). The installation between the outer pipe and the cylinder of a rotating cylindrical screen made of a material reflecting thermal radiation (for example, foil), in the side surface of which a cut in size of the pyroelectric converter is made, makes it possible to restore the triggered pyroelectric converters. The holes on the side surface in the expanding part of the Laval nozzles, the attachment of ejectors to them allows you to use the draft air flow to rotate the cylindrical screen. The use of pyroelectrics having high phase transition temperatures (Curie points), for example, lithium niobate LiNbO ₃ with _Curie t = 1210 ° C, allows us to ensure the stability of the pyroelectric converter at high temperatures. The use in an utility model of an even number of housings, electrically parallel connection of pyroelectric converters around one cylinder with primary windings of Rumkorff coils, the secondary windings of which are connected to carbon electrodes and electromagnets in another cylinder, provides a technical result by shifting the phases of the duty cycle in one housing relative to the neighboring and tuning into resonance coils in the resonant oscillatory circuit circuit. To ensure a start-up, the capacitors of the resonant oscillatory circuit are connected by a switched electric circuit to the electromagnets of the intake valves and the primary windings of the Rumkorff coils.

Полезная модель проиллюстрирована графическим материалом, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства (вид сбоку), на фиг. 2 вид сверху фиг. 1, на фиг. 3 показана электрическая схема устройства, на фиг 4 - показана схема дугогасительного устройства с защитными рогами.The utility model is illustrated in graphic material, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of a device (side view), in FIG. 2 is a top view of FIG. 1, in FIG. 3 shows an electrical diagram of the device, FIG. 4 shows a diagram of an arcing device with protective horns.

Генератор внутреннего сгорания содержит корпуса 1 и 2, включающие цилиндры 3 и 4 с внутренними и внешними секциями поршней 5 и 6, 7 и 8, в нижней части внутренних секций поршней 5 и 6 размещены полусферические выемки 9 и 10, выполняющие функции камер сгорания, цилиндры 3 и 4 выполнены с головками 11 и 12, в которых выполнены центральные углубления 13 и 14; в стенках головок 11 и 12 с их торцов со стороны полусферических выемок 9 и 10 выполнены кольцевые углубления 15 и 16; к внутренним секциям поршней 5 и 6 прикреплены стержни 17 и 18, на которых закреплены постоянные магниты 19 и 20, перемещающиеся в катушках 21 и 22 и связанные с корпусами 1 и 2 посредством упругих элементов 23 и 24; в центральных углублениях 13 и 14 размещены дугогасительные устройства с защитными рогами 25 и 26 (расстояние между защитными рогами 25 и 26 в наиболее широкой их части у камер сгорания 9, 10 должно быть меньшим, чем минимальное расчетное расстояние для гашения электрической дуги для избежания гашения электрической дуги до момента взрыва рабочей смеси в камерах сгорания 9, 10), центральные углубления 13 и 14 содержат меньшие основания 27 и 28, для перекрытия которых предусмотрены изолирующие клапаны 29 и 30, под меньшими основаниями 27 и 28 размещены угольные электроды 31 и 32; изолирующими клапанами 29 и 30 управляют поперечные электромагниты 33 и 34, а угольными электродами 31 и 32 - продольные электромагниты 35 и 36; по боковой поверхности средней части цилиндров 3 и 4 выполнены выхлопные отверстия 37 и 38, к ним прикреплены Г-образные патрубки 39 и 40, оканчивающиеся соплами Лаваля 41 и 42, цилиндры 3 и 4 расположены в трубах 43 и 44, в которые выведены выходы сопел Лаваля 41 и 42, на выходах труб 43 и 44 со стороны катушки, расположены глушители 45 и 46 со сборными коллекторами (на фиг. не обозначены), цилиндры 3 и 4 выполнены с радиаторными ребрами охлаждения 47 и 48; на внутренних боковых поверхностях труб 43 и 44 расположены пироэлектрические преобразователи 49 и 50, между трубами 43 и 44 и радиаторными ребрами охлаждения 47 и 48 размещены цилиндрические экраны 51 и 52 (выполненные из отражающего тепловое излучение материала, например, из фольги), в их боковых поверхностях выполнены вырезы 53 и 54 по форме пироэлектрических преобразователей 49 и 50; в расширяющихся частях сопел Лаваля 41 и 42 выполнены отверстия (на фиг. не показаны), к которым присоединены эжекторы 55 и 56, к ним прикреплены стержни с зубьями 57 и 58, зацепляющими ведомые шестерни 59 и 60, насаженные на трещотки (на фиг. не показаны), что позволяет согласовать длительность и углы поворота цилиндрических экранов 51 и 52 с длительностью фаз рабочего цикла в цилиндрах 3 и 4. Благодаря наличию трещоток (на фиг. не показаны) цилиндрические экраны 51 и 52 всегда вращаются в одну сторону. Трещотки (на фиг. не показаны) насажены на оси (на фиг. не показаны), жестко связанные с ведущими шестернями 61 и 62, передающими вращение на цилиндрические экраны 51 и 52; угольные электроды 31 и 32, а также поперечные электромагниты 33, 34 и продольные электромагниты 35, 36 электрически соединены с вторичными обмотками (на фиг. не обозначены) катушек Румкорфа 63 и 64, а их первичные обмотки (на фиг. не обозначены) соединены с пироэлектрическими преобразователями 49 и 50; в центральных углублениях 13 и 14 в головках цилиндров 11 и 12 выполнены глухие и теплоизолированные ниши (на фиг. не показаны), в которых расположены датчики Холла 65 и 66, с ними связаны реле 67 и 68 в цепи поперечных электромагнитов 33 и 34; в центральных углублениях 13 и 14 в головках цилиндров 11 и 12 диаметрально глухим нишам (на фиг. не показаны) выполнены сквозные ниши (на фиг. не показаны), в которых размещены впускные клапаны 69 и 70, снабженные электромагнитами 71 и 72; катушки 21 и 22 электрически соединены в общий резонансный колебательный контур 73, включающий также конденсаторы 74. Устройство работает следующим образом.The internal combustion generator contains bodies 1 and 2, including cylinders 3 and 4 with internal and external sections of the pistons 5 and 6, 7 and 8, in the lower part of the internal sections of the pistons 5 and 6 there are hemispherical recesses 9 and 10, which serve as combustion chambers, cylinders 3 and 4 are made with heads 11 and 12, in which the central recesses 13 and 14 are made; in the walls of the heads 11 and 12 from their ends from the hemispherical recesses 9 and 10, annular recesses 15 and 16 are made; rods 17 and 18 are attached to the inner sections of the pistons 5 and 6, on which the permanent magnets 19 and 20 are fixed, moving in coils 21 and 22 and connected to the bodies 1 and 2 by means of elastic elements 23 and 24; in the central recesses 13 and 14 there are arc extinguishing devices with protective horns 25 and 26 (the distance between the protective horns 25 and 26 in their widest part near the combustion chambers 9, 10 should be less than the minimum design distance for the extinction of the electric arc to avoid extinction of the electric arcs until the explosion of the working mixture in the combustion chambers 9, 10), the central recesses 13 and 14 contain smaller bases 27 and 28, for overlapping of which isolation valves 29 and 30 are provided, coal is placed under the smaller bases 27 and 28 e electrodes 31 and 32; isolation valves 29 and 30 are controlled by transverse electromagnets 33 and 34, and carbon electrodes 31 and 32 are controlled by longitudinal electromagnets 35 and 36; exhaust holes 37 and 38 are made along the lateral surface of the middle part of cylinders 3 and 4, L-shaped pipes 39 and 40 are attached to them, ending with Laval nozzles 41 and 42, cylinders 3 and 4 are located in pipes 43 and 44 into which the nozzle exits Laval 41 and 42, at the pipe exits 43 and 44 from the side of the coil, silencers 45 and 46 are located with prefabricated collectors (not shown in FIG.), Cylinders 3 and 4 are made with radiator cooling fins 47 and 48; Pyroelectric converters 49 and 50 are located on the inner side surfaces of the pipes 43 and 44, and cylindrical screens 51 and 52 (made of material reflecting thermal radiation, for example, foil) are placed between the pipes 43 and 44 and the radiator cooling fins 47 and 48, in their side cutouts 53 and 54 are made on the surfaces in the form of pyroelectric transducers 49 and 50; holes are made in the expanding parts of the Laval nozzles 41 and 42 (not shown in FIG.), to which the ejectors 55 and 56 are attached, rods with teeth 57 and 58 are attached to them, engaging driven gears 59 and 60, mounted on ratchets (in FIG. not shown), which allows you to match the duration and rotation angles of the cylindrical screens 51 and 52 with the duration of the phases of the working cycle in the cylinders 3 and 4. Due to the presence of rattles (not shown in Fig.), the cylindrical screens 51 and 52 always rotate in one direction. Ratchets (not shown in FIG.) Are mounted on an axis (not shown in FIG.), Rigidly connected to drive gears 61 and 62, transmitting rotation to cylindrical screens 51 and 52; carbon electrodes 31 and 32, as well as transverse electromagnets 33, 34 and longitudinal electromagnets 35, 36, are electrically connected to the secondary windings (not shown in FIG.) of the Rumkorf coils 63 and 64, and their primary windings (not indicated in FIG.) are connected to pyroelectric converters 49 and 50; in the central recesses 13 and 14 in the cylinder heads 11 and 12 there are blind and heat-insulated niches (not shown in FIG.), in which Hall sensors 65 and 66 are located, relays 67 and 68 are connected to them in the chain of transverse electromagnets 33 and 34; in the central recesses 13 and 14 in the cylinder heads 11 and 12 diametrically deaf niches (not shown in FIG.) are made through niches (not shown in FIG.), in which inlet valves 69 and 70 are equipped with electromagnets 71 and 72; the coils 21 and 22 are electrically connected to a common resonant oscillatory circuit 73, which also includes capacitors 74. The device operates as follows.

Конденсаторы 74 резонансного колебательного контура 73 коммутируются с электромагнитом 71 впускного клапана 69 а также первичной обмоткой (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 63, и разряжаются на них. Открытие впускного клапана 69 приводит к заполнению полусферической выемки 9 смесью метана с воздухом. По окончании разрядки конденсаторов 74 ток исчезает в электромагните 71 и первичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 63. Впускной клапан 69 под действием пружины закрывается, а во вторичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 63, а также в электрически соединенных с нею угольных электродах 31, в поперечных электромагнитах 33 и продольных электромагнитах 35 возникает электрический ток. Продольные электромагниты 35 раздвигают угольные электроды 31, приводя к образованию между ними электрической дуги. Поперечные электромагниты 33 раздвигают изолирующие клапаны 29. Электрическая дуга нагревает воздух, который поднимает ее через меньшее основание 27 в центральном углублении 13 в головке 11 на дугогасительное устройство с защитными рогами 25. Под действием электромагнитного поля поднимающейся электрической дуги в датчике Холла 65 и связанном с ним реле 67 возникает электрический ток. Срабатывание реле 67 приводит к отключению поперечных электромагнитов 33, и перекрытию изолирующими клапанами 29 меньшего основания 27 в центральном углублении 13 в головке 11. При этом изолирующие клапаны 29 перемещаются по направляющим (на фиг. не обозначены). Электрическая дуга, поднимаясь по дугогасительному устройству с защитными рогами 25, нагревает смесь метана с воздухом в полусферической выемке 9, производя термоокислительный крекинг метана. Возникший в полусферической выемке 9 взрыв продуктов реакции подбрасывает вверх внутреннюю и внешнюю секции поршня 5 и 7 в цилиндре 3. Вместе с внутренней секцией поршня 5 вверх движется стержень 17 и постоянный магнит 19, приводя к возникновению электрического тока в катушке 21, резонансном колебательном контуре 73 и конденсаторах 74. Резкому удару внутренней секции поршня 5 о корпус 1 препятствует упругий элемент 23. Резкий рост температуры в результате взрыва рабочей смеси в полусферической выемке 9 приводит к возникновению электрического тока в пироэлектрических преобразователях 49, а также в первичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 64 и электромагните 72. Электромагнит 72 открывают впускной клапан 70, что приводит к заполнению полусферической выемки 10 смесью метана с воздухом. После достижения внутренней секцией поршня 5 верхнего крайнего положения в цилиндре 3, под действием силы инерции внешняя секция поршня 7 продолжает движение вверх до достижения ее верхнего крайнего положения. Во время движения вверх обеих секций поршня 5 и 7 сгоревшие газы устремляются в выхлопные отверстия 37, Г-образные патрубки 39 и сопла Лаваля 41, приобретают сверхзвуковую скорость и за счет явления эжекции засасывают воздух из трубы 43. Воздух отбирает тепло от радиаторных ребер охлаждения 47. Благодаря явлению эжекции к отверстиям (на фиг. не показаны) в расширяющихся частях сопел Лаваля 41 в эжекторах 55 поднимаются стержени с зубьями 57, которые приводят во вращение ведомые шестерни 59, через трещотку и ось (на фиг. не показаны) ведущие шестерни 61, а также цилиндрический экран 51. Сегментный вырез 53 смещается от сработавшего к соседнему пироэлектрическому преобразователю 49. Смесь воздуха и сгоревших газов попадает в глушитель 45, а из него - в окружающую среду. Под действием силы тяжести внутренняя и внешняя секции поршня 5 и 7 движутся вниз. Внутренняя секция поршня 5 опускается на внутреннюю горизонтальную поверхность головки 11 цилиндра 3, а внешняя секция поршня 7 входит в кольцевое углубление 15 в головке 11 цилиндра 3. По окончании тока в пироэлектрических преобразователях 49 он исчезает также в электромагните 72 и в первичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 64. Впускной клапан 70 под действием пружины закрывается, а во вторичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 64, а также в электрически соединенных с нею угольных электродах 32, поперечных электромагнитах 34 и продольных электромагнитах 36 возникает электрический ток. Продольные электромагниты 36 раздвигают угольные электроды 32, приводя к образованию между ними электрической дуги. Поперечные электромагниты 34 раздвигают изолирующие клапаны 30. Электрическая дуга нагревает воздух, который поднимает ее через меньшее основание 28 в центральном углублении 14 в головке 12 на дугогасительное устройство с защитными рогами 26. Под действием электромагнитного поля поднимающейся электрической дуги в датчике Холла 66 и связанном с ним реле 68 возникает электрический ток. Срабатывание реле 68 приводит к отключению поперечных электромагнитов 34 и перекрытию изолирующими клапанами 30 меньшего основания 28 в центральном углублении 14 в головке 12. При этом изолирующие клапаны 30 перемещаются по направляющим (на фиг. не обозначены). Электрическая дуга, поднимаясь по дугогасительному устройству с защитными рогами 26, нагревает смесь метана с воздухом в полусферической выемке 10, производя его термоокислительный крекинг. Возникший в полусферической выемке 10 взрыв продуктов реакции подбрасывает вверх внутреннюю и внешнюю секции поршня 6 и 8 в цилиндре 4. Вместе с внутренней секцией поршня 6 вверх движется стержень 18 и постоянный магнит 20, приводя к возникновению электрического тока в катушке 22, резонансном колебательном контуре 73 и конденсаторах 74. Резкому удару внутренней секции поршня 6 о корпус 2 препятствует упругий элемент 24. Резкий рост температуры в результате взрыва рабочей смеси в полусферической выемке 10 приводит к возникновению электрического тока в пироэлектрических преобразователях 50, а также в первичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 63 и электромагните 71. Электромагнит 71 открывает впускной клапан 69, что приводит к заполнению полусферической выемки 9 смесью метана с воздухом. После достижения внутренней секцией поршня 6 верхнего крайнего положения в цилиндре 4, под действием силы инерции внешняя секция поршня 8 продолжает движение вверх до достижения ее верхнего крайнего положения. Во время движения вверх обеих секций поршня 6 и 8 сгоревшие газы устремляются в выхлопные отверстия 38, Г-образные патрубки 40 и сопла Лаваля 42, приобретают сверхзвуковую скорость и за счет явления эжекции засасывают воздух из трубы 44. Воздух отбирает тепло от вертикальных ребер 48. Благодаря явлению эжекции к отверстиям (на фиг. не показаны) в расширяющихся частях сопел Лаваля 42 в эжекторах 56 поднимаются стержни с зубьями 58, которые приводят во вращение ведомые шестерни 60, через трещотку и ось (на фиг. не показаны) ведущие шестерни 62, а также цилиндрический экран 52. Сегментный вырез 54 смещается от сработавшего к соседнему пироэлектрическому преобразователю 50. Смесь воздуха и сгоревших газов попадает в глушитель 46, а из него - в окружающую среду. Под действием силы тяжести внутренняя и внешняя секции поршня 6 и 8 движутся вниз. Внутренняя секция поршня 6 опускается на внутреннюю горизонтальную поверхность головки 12 цилиндра 4, а внешняя секция поршня 8 входит в кольцевое углубление 16 в головке 12 цилиндра 4. По окончании тока в пироэлектрических преобразователях 50 он исчезает также в электромагните 71 и в первичной обмотке (на фиг. не обозначена) катушки Румкорфа 63. Весь описанный процесс повторяется заново.The capacitors 74 of the resonant oscillatory circuit 73 are switched with the electromagnet 71 of the intake valve 69 and the primary winding (not shown in FIG.) Of the Rumkorf coil 63, and are discharged thereon. Opening the inlet valve 69 causes the hemispherical recess 9 to be filled with a mixture of methane and air. At the end of the discharge of the capacitors 74, the current disappears in the electromagnet 71 and the primary winding (not shown) of the Rumkorff coil 63. The inlet valve 69 closes under the action of the spring, and in the secondary winding (not shown) of the Rumkorff coil 63, as well as electric carbon electrodes 31 electrically connected to it, transverse electromagnets 33 and longitudinal electromagnets 35 generate an electric current. Longitudinal electromagnets 35 extend the carbon electrodes 31, leading to the formation of an electric arc between them. Transverse electromagnets 33 push apart the isolation valves 29. An electric arc heats the air, which lifts it through a smaller base 27 in the central recess 13 in the head 11 to the arcing device with protective horns 25. Under the influence of the electromagnetic field of the rising electric arc in the Hall sensor 65 and associated relay 67 an electric current occurs. The operation of the relay 67 leads to the disconnection of the transverse electromagnets 33, and the isolation valves 29 overlap the smaller base 27 in the central recess 13 in the head 11. At the same time, the isolation valves 29 move along the guides (not shown in FIG.). An electric arc, rising along an extinguishing device with protective horns 25, heats the mixture of methane with air in a hemispherical recess 9, producing thermooxidative cracking of methane. The explosion of reaction products that occurred in the hemispherical recess 9 throws up the inner and outer sections of the piston 5 and 7 in the cylinder 3. Together with the inner section of the piston 5, the rod 17 and the permanent magnet 19 move upward, causing an electric current to appear in the coil 21, the resonant oscillatory circuit 73 and capacitors 74. A sharp impact of the internal section of the piston 5 on the housing 1 is prevented by the elastic element 23. A sharp increase in temperature as a result of the explosion of the working mixture in a hemispherical recess 9 leads to the appearance of an electric current in pyroelectric converters 49, as well as in the primary winding (not shown in FIG.) of the Rumkorf coil 64 and the electromagnet 72. The electromagnet 72 opens the inlet valve 70, which leads to filling the hemispherical recess 10 with a mixture of methane with air. After the inner section of the piston 5 reaches the upper extreme position in the cylinder 3, under the action of inertia, the outer section of the piston 7 continues to move up to its upper extreme position. During the upward movement of both sections of the piston 5 and 7, the burnt gases rush into the exhaust openings 37, the L-shaped pipes 39 and the Laval nozzles 41, acquire supersonic speed and suck air from the pipe 43 due to the ejection phenomenon. Air draws heat from the radiator cooling fins 47 Due to the phenomenon of ejection to the holes (not shown in FIG.) In the expanding parts of the Laval nozzles 41 in the ejectors 55, rods with teeth 57 are lifted, which drive the driven gears 59, through the ratchet and the pinion axis (not shown) of the drive gears 61 , but also a cylindrical screen 51. The segment cutout 53 is shifted from the triggered to the neighboring pyroelectric transducer 49. The mixture of air and burnt gases enters the muffler 45, and from it into the environment. Under the action of gravity, the inner and outer sections of the piston 5 and 7 move down. The inner section of the piston 5 is lowered onto the inner horizontal surface of the head 11 of the cylinder 3, and the outer section of the piston 7 enters the annular recess 15 in the head 11 of the cylinder 3. At the end of the current in the pyroelectric converters 49 it also disappears in the electromagnet 72 and in the primary winding (in FIG. Rumkorf coil 64 is not indicated). The inlet valve 70 closes under the action of a spring, and in the secondary winding (not indicated in Fig.) of the Rumkorff coil 64, as well as in the carbon electrodes 32, transverse electromagnets electrically connected to it itah longitudinal electromagnets 34 and 36 an electric current. Longitudinal electromagnets 36 extend the carbon electrodes 32, leading to the formation of an electric arc between them. The transverse electromagnets 34 push the insulating valves 30 apart. The electric arc heats the air, which lifts it through the smaller base 28 in the central recess 14 in the head 12 to the arcing device with protective horns 26. Under the influence of the electromagnetic field of the rising electric arc in the Hall sensor 66 and associated relay 68 an electric current occurs. The operation of the relay 68 leads to the disconnection of the transverse electromagnets 34 and the isolation valves 30 blocking the smaller base 28 in the central recess 14 in the head 12. In this case, the isolation valves 30 move along the guides (not shown in FIG.). An electric arc, rising along an arc extinguishing device with protective horns 26, heats a mixture of methane with air in a hemispherical recess 10, producing its thermo-oxidative cracking. An explosion of reaction products that occurs in a hemispherical recess 10 throws up the inner and outer sections of the piston 6 and 8 in the cylinder 4. Together with the inner section of the piston 6, the rod 18 and the permanent magnet 20 move upward, causing an electric current in the coil 22, the resonant oscillatory circuit 73 and capacitors 74. A sharp shock of the inner section of the piston 6 against the housing 2 is prevented by the elastic element 24. A sharp increase in temperature as a result of the explosion of the working mixture in the hemispherical recess 10 leads to the appearance of an electric current and in the pyroelectric converters 50, as well as in the primary winding (not shown in FIG.), the Rumkorf coil 63 and the electromagnet 71. The electromagnet 71 opens the inlet valve 69, which leads to filling the hemispherical recess 9 with a mixture of methane and air. After the inner section of the piston 6 reaches the upper extreme position in the cylinder 4, under the action of inertia, the outer section of the piston 8 continues to move up to its upper extreme position. During the upward movement of both sections of the piston 6 and 8, the burnt gases rush into the exhaust holes 38, the L-shaped nozzles 40 and the Laval nozzles 42, acquire supersonic speed and, due to the phenomenon of ejection, suck in air from the pipe 44. The air draws heat from the vertical fins 48. Due to the phenomenon of ejection to the openings (not shown in FIG.) In the expanding parts of the Laval nozzles 42 in the ejectors 56, rods with teeth 58 are lifted, which drive the driven gears 60 into rotation, through the ratchet and the drive gears 62 (not shown), as well as Screen-cylindrical recess 52. Segment 54 is displaced from the actuated to the adjacent pyroelectric converter 50. The mixture of air and burnt gas enters the muffler 46 and from there - to the environment. Under the influence of gravity, the inner and outer sections of the piston 6 and 8 move down. The inner section of the piston 6 lowers onto the inner horizontal surface of the head 12 of the cylinder 4, and the outer section of the piston 8 enters the annular recess 16 in the head 12 of the cylinder 4. At the end of the current in the pyroelectric converters 50, it also disappears in the electromagnet 71 and in the primary winding (in FIG. . not indicated) Rumkorf coils 63. The entire process described is repeated again.

Claims

1. An internal combustion generator comprising a housing and a cylinder with a piston disposed therein, to which a rod with a permanent magnet is attached, which is arranged to move in a coil; combustion chamber; inlet valves; an elastic element connecting the housing to the piston, the rod and the permanent magnet, characterized in that it contains an even number of cases, the piston is made two-section: the inner section is rigidly connected to the rod and the permanent magnet, in its lower part there is a hemispherical recess that performs the function of a combustion chamber, the outer section of the piston is made circular, with the possibility of movement along the inner section on the internal rolling bearings, in a longitudinal section the walls of the outer section are trapezoidal, expanded to the inner section, with angles of inclination of the sides 86-88 °, from above the interior section has the external bearings; each cylinder is made with a head, in the center of which a central recess is made in the form of a one-cavity rotation hyperboloid with a large base directed to the combustion chamber, and with a smaller base from the combustion chamber, an arcing device with protective horns is located in the central recess, in the head wall from its end face with an annular recess is made on the side of the combustion chamber, the shape of which corresponds to a longitudinal section of the walls of the outer section of the piston; under each case, two spring-loaded carbon electrodes are installed, made with the possibility of horizontal movement; to isolate the carbon electrodes from the combustion chamber, isolation valves are provided, made spring-loaded, in the form of trapeziums, in the transverse plane located with a smaller base to the carbon electrodes, and in the longitudinal plane located with a smaller base to the center of the head; insulating valves are made to move perpendicular to carbon electrodes, guides are fixed on the outer horizontal surface of the cylinder heads to move the insulating valves symmetrically to the axis of the central recess; the shape of the inner side surface of the guides under the smaller base of the central recess corresponds to the cross section of the insulating valves in the transverse and longitudinal plane; insulated steel plates are installed at the ends of the carbon electrodes remote from the axis of the central recess, and longitudinal electromagnets are installed at a distance equal to the radius of the smaller base of the central recess; transverse electromagnets are installed at the ends of the insulating valves remote from the axis of the central recess at a distance equal to the radius of the smaller base of the central recess; exhaust holes are made along the lateral surface of the middle part of the cylinder, to which L-shaped pipes are made, made with Laval nozzles at the ends; the cylinder is made with radiator cooling fins, the cylinder is located in the pipe into which the outlets of the Laval nozzles are brought out, at the pipe exit from the coil side there is a muffler with a collection manifold; pulse current generators in the form of Rumkorff coils are provided for supplying current to carbon electrodes, longitudinal and transverse electromagnets, while in a pulse generator a winding with a large number of turns is primary, and with a smaller number of turns, secondary; on the inner side surface of the pipe there are installed pyroelectric converters of thermal energy into electrical energy with pyroelectrics having high phase transition temperatures (Curie points); between the pipe and the radiator fins for cooling the cylinder there is a cylindrical screen configured to rotate around the axis of the cylinder; the cylindrical screen is made of a material reflecting thermal radiation, a cut-out is made in its lateral surface according to the dimensions of the pyroelectric converter; the inner surface of the cylinder head and the surface of the insulating valves are insulated with flame retardant ceramics; Niches are located diametrically in the cylinder head in the central recess, a spring-loaded inlet valve equipped with an electromagnet is installed in the through-hole, and a Hall sensor is installed in the blind and heat-insulated, which is connected to the relay in the transverse electromagnet chain of the isolation valves; pyroelectric converters on a pipe around one cylinder are electrically connected in parallel with the primary windings of Rumkorff coils, the secondary windings of which are connected to carbon electrodes and electromagnets in another cylinder, the coils are connected to a common electrical circuit, which is a resonant oscillating circuit and equipped with capacitors.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the pyroelectrics in the pyroelectric converters of thermal energy into electrical energy are made of lithium niobate LiNbO ₃ .

3. The generator according to claim 1, characterized in that the inner surface of the cylinder head and the surface of the insulating valves are insulated with silicon nitride Si ₃ N ₄ .