SU1740728A1 - Свободнопоршневой двигатель-электрогенератор - Google Patents

Abstract

Цилиндр 2 двигател  с поршн ми А и 5 вертикально размещен на раме 8. Нижний поршень 5 жестко св зан с ротором линейного электрогенератора 1 и установлен на фундамент при помощи направл ющих 10 и пружин 9. Последнее позвол ет снизить максимальные нагрузки на фундамент при работе двигател . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к электросиловым установкам для производства электроэнергии за счет использования' тепловой энергии сжигаемого дизельного горючего и воздуха.

Известны дизель-генераторы для производства электроэнергии, имеющие статор и вращающийся ротор, связанный с валом дизельного двигателя.

Известна электросиловая установка, содержащая электрогенератор возвратно-поступательного движения, который имеет соленоидные рабочие обмотки на статоре, дизельный двигатель, состоящий из последовательно соединенных рабочего и направляющего цилиндров с двумя двигающимися в противоположных направлениях поршнями, один из которых сочленен с подвижным сердечником электрогенератора и воздушные поршневые буферы. Электрогенератор возвратнопоступательного движения и дизельный двигатель закреплены на станине в горизонтальной плоскости.

Наиболее близким к изобретению является свободнопоршневой двигатель-электрогенератор, содержащий цилиндр двигателя и .статор линейного электрогенератора, жестко установленные на фундаменте в вертикальном положении, подвижные основной поршень и ротор линейного электрогенератора, жестко связанные между собой, системы запуска, воздухоснабжения и топливопитания с насосом.

Недостатком устройства является наличие значительных нагрузок на фундамент.

Цель изобретения - снижение максимальных нагрузок на фундамент.

Указанная цель достигается тем, что в известном свободнопоршневом двигателеэлектрогенераторе. содержащем цилиндр двигателя и статор линейного электрогенератора, жестко установленные на фундаменте в вертикальном положении, подвижные основной поршень двигателя и ротор линейного электрогенератора, жестко связанные между собой, системы запуска, воздухоснабжения и топливопитания с насосом и его приводом, цилиндр двигателя снабжен дополнительным поршнем, размещенным над основным поршнем, а последний связан с фундаментом при помощи направляющих и возвратных пружин. Дополнительный поршень выполнен пустотелым с жидким заполнителем, система запуска выполнена с использованием сменных пороховых пиропатронов, система воздухоснабжения содержит нейтрализатор выхлопных газов, а привод топливного на соса осуществляется от дополнительного поршня.

Использование жидкости для увеличения массы дополнительного поршня позволяет экономить металл.

На чертеже представлено устройство свободнопоршневого двигателя-электрогенератора.

Свободнопоршневой электрогенератор содержит линейный электрогенератор 1 и цилиндр двигателя 2, в котором размещены дополнительный поршень 3, внутренняя полость которого заполнена жидкостью 4, и основной поршень 5, жестко связанный с ротором 6 линейного электрогенератора 1. Цилиндр двигателя 2 неподвижно закреплен на фундаменте 7 через станину 8, а его основной поршень 5 подвижно соединен с фундаментом 7 посредством возвратных пружин 9 и направляющих 10. Кроме того, основной поршень 5 снабжен топливной аппаратурой, включающей форсунку 11, топливопровод 12, топливный насос 13, рычаг топливного насоса 14 и привод 15. взаимодействующий с рычагом 14 при нижнем положении дополнительного поршня 3. Привод15 размещен в продольной прорези 16 цилиндра двигателя 2 и жестко закреплен на дополнительном поршне 3.

Цилиндр двигателя 2 имеет запускающий сменный пороховой газогенератор 17, срабатывающий от пирозапала 18, пояс выхлопных окон 19, содержащий нейтрализатор 20 выхлопных газов и отверстия 21 для заполнения цилиндра 2 воздухом. Вместо возвратных пружин 9 и осей 10 могут быть использованы воздушные буферы. Статор линейного электрогенератора жестко установлен на фундаменте 7.

Устройство работает следующим образом.

Подается электросигнал на пирозапал 18 и воспламеняется порох в газогенераторе 17, продукты сгорания которого создают давление и поднимают дополнительный поршень 3 в верхнее положение. Это же давление, преодолевая упругие силы возвратных пружин 9, перемещают вниз основной поршень 5 и сочлененный с ним ротор 6 линейного электрогенератора 1 относительно обмоток статора, в которых создается электрический ток. При движении дополнительного поршня 3 вверх открывается пояс выхлопных окон 19 и отработанные продукты сгорания пороха удаляются из цилиндра 2 через нейтрализатор 20 выхлопных газов. При дальнейшем движении дополнительного поршня 3 вверх открываются отверстия 21, в цилиндр 2 поступает свежий заряд воздуха за счет создания раз5 режения, а дополнительный поршень 3 поднимается до верхней мертвой точки и останавливается. Затем он начинает падать под действием собственной массы, снижать и нагревать воздух, находящийся в цилиндре 5 2. В нижнем положении в рабочий цилиндр 2 впрыскивается дизельное горючее через форсунку 11 топливопровода 12 за счет воздействия привода 15 на рычаг 14 топливного насоса 13. Дизельное горючее под 10 воздействием раскаленного воздуха воспламеняется, давление в рабочем цилиндре 2 мгновенно возрастает и под действием образовавшихся газов дополнительный поршень 3 устремляется вверх, а основной 15 поршень 5 с ротором 6, преодолевая упругие силы возвратных пружин 9, устремляется вниз относительно обмоток статора, в которых создается электрический ток. Возвратные пружины 9 возвращают основной 20 поршень 5 с ротором 6 в исходное положение после удаления продуктов сгорания из рабочего цилиндра 2.

Далее цикл повторяется и устройство работает в автоматическом режиме без по- 25 рохового газогенератора 17, совершая 5060 циклов в минуту. Работа электрогенератора прекращается путем выключения топливного, насоса 13. Изменяя количество подаваемого дизельного горю- 30 чего в цилиндр 2 и массу жидкости в верхнем поршне 3, можно в широких пределах регулировать энергию и частоту воздействия.

При этом фундамент 7 воспринимает только энергию растяжения возвратных пружин 9.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Свободнопоршневой двигательэлектрогенератор, содержащий цилиндр двигателя и статор линейного электрогенератора, жестко установленные на фундаменте в вертикальном положении, подвижные основной поршень двигателя и ротор линейного электрогенератора, жестко связанные между собой, системы запуска, воздухоснабжения и топливопитания с насосом и его приводом, отличающийс я тем, что, с целью снижения максимальных нагрузок на фундамент, цилиндр двигателя снабжен дополнительным поршнем, размещенным над основным поршнем, а последний связан с фундаментом при помощи направляющих и возвратных пружин.
2. 2. Двигатель-электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный поршень выполнен пустотелым с жидким заполнителем, система запуска двигателя выполнена с использованием сменных пороховых пиропатронов, система воздухоснабжения содержит нейтрализатор выхлопных газов, а привод топливного насоса осуществляется от дополнительного поршня.