RU2422655C1 - Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей - Google Patents
Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422655C1 RU2422655C1 RU2010114134/06A RU2010114134A RU2422655C1 RU 2422655 C1 RU2422655 C1 RU 2422655C1 RU 2010114134/06 A RU2010114134/06 A RU 2010114134/06A RU 2010114134 A RU2010114134 A RU 2010114134A RU 2422655 C1 RU2422655 C1 RU 2422655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric generator
- combustion chamber
- armatures
- external combustion
- linear electric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергомашиностроения. Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей преобразует химическую энергию моторного топлива в электроэнергию. Он включает общую внешнюю камеру сгорания, две однотактные свободнопоршневые расширительные машины, электрогенератор с двумя якорями и систему управления. Энергомодуль отличается тем, что якоря линейного электрогенератора, соединенные с поршнями расширительных машин, движутся оппозитно в противофазе. Изобретение обеспечивает увеличение удельной мощности электрогенератора и, следовательно, удельной мощности энергомодуля в целом. 2 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайший прототип заявленного изобретения - патент 2342546, «Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с внешней камерой сгорания».
Электрогенератор (далее - энергомодуль) преобразует химическую энергию моторного топлива в электроэнергию. При пуске энергомодуля в камеру сгорания 1 (см. фиг.1, 2) система управления (не показана) форсункой 2 подает топливо и воспламеняется его свечой зажигания 3. Продукты сгорания через открытый клапан 4 поступают в левую (по чертежу) полость поршня 5 и под их воздействием поршень 5, соединенные с ним штоком 6 якорь 7 и поршень 8 начинают движение слева направо. Площадь левой торцевой поверхности поршня 5 больше площади его противоположной поверхности на величину площади поперечного сечения штока 6. Следовательно, давление воздуха, сжимаемого в правой полости поршня 5, больше давления продуктов сгорания в его левой полости. Поэтому воздух из правой полости поршня 5 через открытый клапан 9 поступает в камеру сгорания 1, обеспечивая тем самым кислородом процесс горения топлива. Одновременно воздух из правой полости поршня 8 через открытый клапан 10 выбрасывается в атмосферу (при последующих рабочих циклах - отработавшие газы), а через открытый клапан 11 воздух из атмосферы поступает в его левую полость. Магнитный поток движущегося якоря 7 пересекает витки статорной катушки 12, в результате чего в ней генерируется импульс электроэнергии. По достижению поршнями крайнего правого положения система управления переводит клапаны 4, 10, 13, 14 в противоположные положения. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 через открывшийся клапан 13 поступают в правую полость поршня 8, поршни 5 и 8 и якорь 7 начинают движение справа налево. Воздух из левой полости поршня 8 закрывает клапан 11 и через открывшийся клапан 15 поступает в камеру сгорания 1. Клапан 9 закрывается и воздух из атмосферы через открывшийся клапан 16 засасывается в правую полость поршня 5, а отработавшие газы через открывшийся клапан 14 выбрасываются в атмосферу. Магнитный поток якоря 7 пересекает витки статорной катушки 12 и в ней генерируется импульс электроэнергии противоположного знака. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 4, 10, 13, 14 из одних положений в противоположные, обеспечивает постоянную подачу воздуха в камеру сгорания. Якорь 7 совершает колебательные движения и в статорной катушке 12 генерируются электрические импульсы, энергия которых направляется потребителю. Возникающая в результате реакции движения поршней вибрация гасится применением двух энергомодулей с общей камерой сгорания, ориентируемых так, что оси симметрии поршней располагаются на одной прямой, а их движение тем или иным способом организуется в противофазе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с двумя якорями.
Продукты сгорания из камеры сгорания 1 (фиг.2) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по чертежу) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и газораспределительный клапан 7 - в левую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни расширительных машин 4 и 8 и соединенные с ними якоря линейных электрогенераторов 10 и 11 начинают встречные движение. Якоря 10 и 11 могут представлять собой постоянные магниты, либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12 при протекании по ее виткам тока подмагничивания. В обоих случаях магнитный поток замыкается по контуру - якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10. При оппозитном движении якорей 10 и 11 (в данном случае движении расхождения) пересекаются магнитные линии их магнитных полей, в результате чего в статорном магните 13 и якорях 10 и 11 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления (не показана) переводит клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в левую полость поршня 17 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 - в правую полость поршня 18 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря электрогенераторов начинают сходиться. В статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие газы при расхождении поршней 17, 18 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 15 и 16, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 23, 24 для обеспечения процесса горения топлива в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 из атмосферы засасывается воздух.
Следует отметить - поскольку якоря движутся оппозитно, скорость их относительно друг друга в два раза больше скорости каждого из них относительно корпуса расширительной машины. Скорость пересечения магнитных линий магнитных полей якорей при этом в два раза больше скорости, если один якорь движется относительно другого неподвижного якоря. Следовательно, и частота генерируемой электроэнергии в два раза выше. Эффективность преобразования энергии машин дискретного действия прямо пропорциональна частоте рабочих циклов преобразования. В данном случае с увеличением частоты генерирования электроэнергии для получения максимальной добротности контура требуется меньшее число витков обмотки генератора и меньшая масса сердечника катушки, что увеличивает удельную мощность электрогенератора и, следовательно, удельную мощность энергомодуля в целом, что и является целью данного изобретения.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей включающий общую внешнюю камеру сгорания, две однотактные свободнопоршневые расширительные машины, электрогенератор с двумя якорями и систему управления, отличается тем, что якоря линейного электрогенератора, соединенные с поршнями расширительных машин, движутся оппозитно в противофазе, обеспечивая тем самым удвоенную скорость пересечения магнитных линий магнитных полей якорей.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Затраты на НИОКР двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с двумя якорями не могут существенно отличаться от таковых при проектировании классического ДВС. Стоимость энергомодуля при отлаженном производстве будет значительно ниже стоимости ДВС при пересчете на единицу мощности.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Фигура 1. Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с внешней камерой сгорания.
1 - камера сгорания, 2 - форсунка, 3 - свеча зажигания, 4, 13 - впускной клапан, 5, 8 - поршни, 6 - шток, 7 - якорь, 9, 11, 15, 16 - обратный клапан, 10, 14 - выпускной клапан, 12 - статорная катушка.
Фигура 2. Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с двумя якорями.
1 - камера сгорания, 2, 6, 21, 22 - трубопровод, 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан, 4, 5, 8, 9 - поршень расширительной машины, 10, 11 - якорь, 12 - катушка подмагничивания якорей, 13 - статорный магнит, 14 - статорная катушка, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26 - обратный клапан.
Claims (1)
- Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей, включающий общую внешнюю камеру сгорания, две однотактные свободнопоршневые расширительные машины, электрогенератор с двумя якорями и систему управления, отличающийся тем, что якоря линейного электрогенератора, соединенные с поршнями расширительных машин, движутся оппозитно в противофазе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114134/06A RU2422655C1 (ru) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114134/06A RU2422655C1 (ru) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422655C1 true RU2422655C1 (ru) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010114134/06A RU2422655C1 (ru) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422655C1 (ru) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468224C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2012-11-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Свободнопоршневой двухцилиндровый с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуль двойного назначения |
RU2476699C1 (ru) * | 2011-10-26 | 2013-02-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором |
RU2479733C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-04-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ увеличения эффективности процесса расширения продуктов сгорания перепуском воздуха между компрессорными полостями расширительных машин в свободнопоршневом двухцилиндровом энергомодуле с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором |
RU2480595C1 (ru) * | 2012-04-18 | 2013-04-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Замыкатель магнитного потока якорей и статорного магнита линейного электрогенератора с оппозитным движением якорей |
RU2525766C1 (ru) * | 2013-10-02 | 2014-08-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ рециркуляции выхлопных газов во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
RU2637591C1 (ru) * | 2017-05-12 | 2017-12-05 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ повышения степени диспергирования топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2641997C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-01-23 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2642006C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-01-23 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления дозой топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2650216C1 (ru) * | 2017-05-22 | 2018-04-11 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ повышения степени диспергирования топлива однотактным приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2652092C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-04-25 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ преобразования тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с оппозитным движением поршней, линейным электрогенератором и теплообменником |
RU2654689C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-22 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с оппозитным движением поршней, линейным электрогенератором, теплообменником и холодильником |
RU2655684C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-29 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором |
RU2680279C1 (ru) * | 2018-06-20 | 2019-02-19 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления коэффициентом избытка воздуха во внешней камере сгорания свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
RU2680280C1 (ru) * | 2018-06-27 | 2019-02-19 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления давлением воздуха в пневмоаккумуляторе свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
-
2010
- 2010-04-09 RU RU2010114134/06A patent/RU2422655C1/ru active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468224C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2012-11-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Свободнопоршневой двухцилиндровый с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуль двойного назначения |
RU2479733C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-04-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ увеличения эффективности процесса расширения продуктов сгорания перепуском воздуха между компрессорными полостями расширительных машин в свободнопоршневом двухцилиндровом энергомодуле с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором |
RU2476699C1 (ru) * | 2011-10-26 | 2013-02-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором |
RU2480595C1 (ru) * | 2012-04-18 | 2013-04-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Замыкатель магнитного потока якорей и статорного магнита линейного электрогенератора с оппозитным движением якорей |
RU2525766C1 (ru) * | 2013-10-02 | 2014-08-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ рециркуляции выхлопных газов во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
RU2641997C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-01-23 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2642006C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-01-23 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления дозой топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2637591C1 (ru) * | 2017-05-12 | 2017-12-05 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ повышения степени диспергирования топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2650216C1 (ru) * | 2017-05-22 | 2018-04-11 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ повышения степени диспергирования топлива однотактным приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания |
RU2652092C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-04-25 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ преобразования тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с оппозитным движением поршней, линейным электрогенератором и теплообменником |
RU2654689C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-22 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с оппозитным движением поршней, линейным электрогенератором, теплообменником и холодильником |
RU2655684C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-29 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором |
RU2680279C1 (ru) * | 2018-06-20 | 2019-02-19 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления коэффициентом избытка воздуха во внешней камере сгорания свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
RU2680280C1 (ru) * | 2018-06-27 | 2019-02-19 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ управления давлением воздуха в пневмоаккумуляторе свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2422655C1 (ru) | Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей | |
RU2255232C2 (ru) | Устройство, включающее в себя двигатель внутреннего сгорания, использование такого устройства, а также транспортное средство | |
RU2427718C1 (ru) | Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей | |
Jia et al. | Development approach of a spark-ignited free-piston engine generator | |
Rinderknecht | A highly efficient energy converter for a hybrid vehicle concept-focused on the linear generator of the next generation | |
US20130302181A1 (en) | Zero emissions pneumatic-electric engine | |
RU2476699C1 (ru) | Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором | |
RU2144990C1 (ru) | Топливоэлектрический преобразователь | |
RU2479733C1 (ru) | Способ увеличения эффективности процесса расширения продуктов сгорания перепуском воздуха между компрессорными полостями расширительных машин в свободнопоршневом двухцилиндровом энергомодуле с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором | |
Kolpakhchyan et al. | Emergency generator design for the maritime transport based on the free-piston combustion engine | |
Zheng et al. | Design of a transverse-flux permanent-magnet linear generator and controller for use with a free-piston stirling engine | |
RU2468224C1 (ru) | Свободнопоршневой двухцилиндровый с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуль двойного назначения | |
RU2537324C1 (ru) | Способ генерирования сжатого воздуха свободнопоршневым энергомодулем с общей внешней камерой сгорания | |
RU2265946C2 (ru) | Независимая магнитоэлектрическая станция переменного тока для движимых и недвижимых объектов | |
US10020710B2 (en) | Poly-generation system | |
RU2618689C1 (ru) | Способ уменьшения сопротивления магнитного потока воздушного зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания | |
RU2426900C1 (ru) | Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания | |
Abdalla et al. | Cogging force investigation of a free piston permanent magnet linear generator | |
RU2537322C1 (ru) | Способ синхронизации движения поршневых групп свободнопоршневого насос-компрессора с общим линейным электродвигателем | |
Abdalla et al. | Cogging force issues of permanent magnet linear generator for electric vehicle | |
RU2340783C1 (ru) | Блок поршней и якоря энергомодуля | |
RU2480595C1 (ru) | Замыкатель магнитного потока якорей и статорного магнита линейного электрогенератора с оппозитным движением якорей | |
RU2615297C1 (ru) | Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания | |
Huang et al. | Research and Analysis of a Novel Voice Coil Motor With Wireless Power Supply | |
Abdalla et al. | Free piston linear generator for low grid power generation |