SU1657709A1 - Поршневой двигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к двигателест- роению. Цель - повышение эффективных показателей двигателей путем совместного использовани  тепловой и электрической энергии. Цилиндр двигател  1 содержит ра бочий поршень 2. вытеснительный поршень 3, соединенные с част ми посто нного магнита 11 и 10. Цилиндр св зан с нагревате лем 7, регенератором 6, охладителем 5 Поршни раздел ют обьем двигател  на гор чую полость 4, холодную полость и полость газовой пружины. Топливный элемент 8 подключен к электрической цепи через аккумул тор 23 и св зан с нагревателем 7 при помощи контура цирку ч ци т ппонн- сител . Части посто нного магнита Ч) и 1 установлены в секторной прорези одного из двух статоров 15 переменной толщины, изготовленных из посто нного магнита В секторную прорезь другого статора 15 установлены обмотка 17 и  корь 16 электромагнита , св занного с электрической цепью торцовыми ь горхност ми статорам 15 установлен ротор 12, ось которого перпендикул рна торцовым поверхност м статора. Между статорами и ротором образуетс  переменный зазор При работе двигател  теплова  энерги  топливного элемента 8 передаетс  в напева гель 7, а электрическа  энерги  топливною элемента расходуетс  на преодоление электромагнитных сил. возникающих при движении ча стей посто нного магнита 10 и 11 и создании полезной работы ротора 3 ил 23

Description

Jl l

О

ел

v4 VI О О

Фиг 1

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности двигателестроению, а конкретно к двигател м, работающим на гор чем газе по замкнутому циклу.

Цель изобретени  - повышение эффективных показателей двигател  путем совме- стного использовани  тепловой и электрической энергии.

На фиг. 1 показана схема поршневого двигател ; на фиг. 2 - торцова  часть ротора; на фиг. 3 - статор, аксонометри .

Поршневой двигатель содержит рабочий цилиндр 1, рабочий поршень 2, вытес- нительный поршень 3, гор чую полость 4, охладитель 5, регенератор 6, нагреватель 7, топливный элемент 8, катушку 9 индуктивности , центральную часть 10 посто нного магнита, который соединен с поршнем 3, и периферийную часть 11 посто нного магнита , соединенного с поршнем 2. Топливный элемент 8 подключен к электрической цепи и св зан с нагревателем 9 при помощи контура циркул ции теплоносител . У торца ци- линдра 1 установлен ротор 12 из немагнитного материала с трем  посто нными магнитами 13, расположенными друг относительно друга под углом не более 60° (фиг. 2). Ротор 12 установлен на валу 14, ось которого перпендикул рна торцовым плоскост м первого и второго статора 15 переменной толщины, изготовленных из посто нного магнита. Ротор установлен между торцовыми поверхност ми статоров так, чтобы одноименные полюса посто нных магнитов были расположены друг против друг . Между максимальной и минимальной толщиной каждого статора выполнена секторна  прорезь (фиг. 3).

В секторную прорезь одного из статоров установлены  корь 16 и обмотка 17 электромагнита . В секторной прорези другого статора расположены центральна  часть 10 и периферийна  часть 11 посто нного магнита . Поршни 2 и 3 раздел ют объем цилиндра на гор чую полость 4,холодную полость и полость газовой пружины. У боковой поверхности ротора 12 установлены датчики положени  магнитов ротора 18 и 19, соединенные с входом блока управлени . Блок управлени  включает усилитель 20, усилители мощности на базе транзисторов 21 и 22, которые коллекторами подключены к аккумул тору 23 электрической энергии, а эмиттерами к катушке 9 и обмотке 17. Статоры 15 переменной толщины обращены один к другому торцовыми плоскост ми с образованием переменного зазора между статором и ротором.

Двигатель работает следующим образом .

При работе топливного элемента 8 выдел етс  теплота, котора  при помощи теплоносител  передаетс  в нагреватель 9, а электрическа  энерги  топливного элемента накапливаетс  в аккумул торе 23. При вращении ротора 12 один из посто нных магнитов 13 приближаетс  к датчику 19. Вследствие этого сигнал от датчика поступает в транзистор 22, а в катушку 9 от акку0 мул тора 23 поступает ток такого направлени , что центральна  часть посто нного магнита 10 передвигаетс  в направлении к ротору 12. Одновременно с этим вытеснительный поршень 3 перемещает ра5 бочее тело двигател  из охладител  5 через регенератор 6 в нагреватель 7. Под воздействием давлени  рабочего тела происходит совместное движение поршней 2 и 3 по направлению к ротору 13, при этом части 10 и

0 11 посто нного магнита заход т в секторную прорезь статора 15 в момент, когда один из посто нных магнитов 13 ротора 12 находитс  вблизи прорези. Расходуема  при этом энерги  соответствует энергии, по5 требл емой от топливного элемента 8.

Аналогичное воздействие на ротор 12 оказывает  корь электромагнита 16 за счет энергии, потребл емой от топливного элемента 8. Энерги  поступает от аккумул тора

0 23 при открытии транзистора 21 сигналом датчика 18, поступающим через усилитель 20 во врем  приближени  одного из посто нных магнитов 13 ротора 12 к этому датчику . Вращение ротора 12 обеспечиваетс 

5 наличием переменного зазора между торцовыми поверхност ми статоров и ротора, что приводит к возникновению сил. создающих крут щий момент ротора 12. В месте расположени  секторной прорези статора возни0 кает тормоз ща  сила, котора  преодолеваетс  во врем  захода в секторную прорезь статора  кор  электромагнита 16 и частей 10 и 11 посто нного магнита. За счет возникновени  электромагнит5 ных сил между част ми 10 и 11 посто нного магнита начинаетс  обратное движение вы- теснительного поршн  3. Рабочее тело при этом перемещаетс  из гор чей полости 4 в холодную полость. Под действием полости

0 газовой пружины рабочий поршень 2 также начинает возвратное движение, сжима  рабочее тело. При подходе следующего посто нного магнита 13 ротора 12 к датчикам 18 и 19 цикл повтор етс .

5Использование тепловой энергии топливного элемента 8 дл  передачи в нагреватель 7 и электрической энергии топливного элемента на преодоление электромагнитных сил при движении посто нных магнитов и на создание полезной работы ротора позаол ет повысить эффективность показателей двигател .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Поршневой двигатель, содержащий ис- точники подвода и отвода теплоты от рабочего тела, рабочий цилиндр с расположенными в нем первым и вторым поршн ми, первый и второй магниты, из которых по меньшей мере один св зан с поршн ми и каждый из магнита установлен в секторной прорези одного из двух (первого или второго) секторов переменной толщины, изготовленных из посто нного магнита и обращенных один к другому торцовыми плоскост ми с образованием пере менного зазора, ротор, ось которого перпендикул рна торцовым плоскост м статоров, снабженный посто нными магнитами и расположенный между торцовыми плоскост ми статоров, причем секторна  прорезь в каж- дом статоре выполнена между максимальной и минимальной толщиной статора, первую и вторую катушку индуктивности, расположенные в прорези первого и второго статоров соответственно датчики положени  магнитов ротора, аккумул тор электрической энергии, блок управлени  включением аккумул торов, причем катушки индуктивности , датчики положени , аккумул тор и блок управлени  соединены в одну электрическую цепь, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективных показателей двигател  путем совместного использовани  тепловой и электрической энергии, двигатель снабжен топливным элементом и регенератором, первый магнит выполнен посто нным и разделен на две части: центральную и периферийную, источники подвода и отвода теплоты выполнены в виде нагревател  и охладител , первый поршень выполнен в виде рабочего поршн  и св зан с периферийной частью первого посто нного магнита, а второй поршень св зан с центральной частью первого постонного магнита и выполнен в виде вытеснител , раздел ющего объем цилиндра на гор чую и холодную полости, нагреватель, регенератор и охладитель установлены последовательно и образуют магистраль, соедин ющую между собой гор чую и холодную полости цилиндра, причем топливный элемент подключен к электрической цепи и св зан с нагревателем при помощи контура циркул ции теплоносител , а второй магнит и втора  катушка индуктивности выполнены заодно в виде обмотки и  кор .

   Фиг. 2

   Ю

   77

   Фиг. 3