ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР С ЖИДКОПОРШНЕВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ "ФЛЮИДАЙН" Российский патент 1999 года по МПК F02G1/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и устройств, работающих по циклу Стирлинга.

Известно устройство двигателя Стирлинга с горячей полостью, стенки которой выполнены из гофрированного эластичного материала (Патент РФ N 2099562, Бюл. N 35, 1997). Однако устройство двигателя имеет большое количество механически движущихся деталей, усложняющих конструкцию и снижающих надежность двигателя в целом.

Известно устройство жидкопоршневого теплового двигателя "Флюидайн", относящегося к классу двигателей Стирлинга, имеющего в качестве рабочих поршней столбы жидкости (Г.Ридер, Ч.Хупер. Двигатели Стирлинга. М.: Мир, 1986, стр. 43).

Известны технические решения для получения индукционного тока, включающие в себя катушку из изолированного провода, концы которой подсоединены к приемнику тока (гальванометру) и длинного полосового магнита, при перемещении которого вдоль оси катушки, возникает индукционный ток (Детлаф А.А., Яворский Б. М. , Милковская Л.Б. Курс физики. Том. 2. "Электричество и магнетизм". М. : Высшая школа, 1977, стр. 264). Однако для устойчивой работы генератора тока необходимо постоянное возвратно-поступательное движение магнита вдоль оси катушки.

Известно устройство двигателя "Флюидайн", включающее в себя горячую и холодную полости, холодную, горячую и выходную трубы, и использующее принцип реактивной струи в качестве способа стабильной непрерывной работы двигателя (Г. Ридер, Ч.Хупер. Двигатели Стирлинга. М.: Мир, 1986, стр. 45-47). Однако представленное техническое решение не определяет принцип и конструкцию для преобразования колебательных движений рабочих сред двигателя в полезную механическую или электрическую энергию.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в преобразовании энергии колебаний рабочих сред двигателя в полезную электрическую энергию.

Для достижения этого технического результата электрогенератор с жидкопоршневым двигателем "Флюидайн", состоящий из связанных между собой холодной, горячей и выходной труб, частично заполненных жидкостью, снабжен магнитом, который соединен с концом выходной трубы гофрированным эластичным материалом, ограничиваемым направляющими, и электрической катушкой, установленной таким образом, что магнит имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение вдоль ее оси, внутри катушки.

Введение в состав электрогенератора с жидкопоршневым двигателем "Флюидайн" магнита, соединенного с концом выходной трубы гофрированным эластичным материалом, ограниченным направляющими, и электрической катушкой, позволяет получить новое свойство, заключающееся в преобразовании колебательных движений столба жидкости в выходной трубе двигателя в возвратно-поступательное движение магнита вдоль оси катушки, что приводит к образованию электрического тока, который может быть использован различными потребителями.

На чертеже изображен электрогенератор с жидкопоршневым двигателем "Флюидайн".

Электрогенератор включает в себя двигатель "Флюидайн" (далее по тексту просто двигатель) 1, состоящий из соединенных в нижней части холодной трубы 2, горячей трубы 3 и выходной трубы 4. Магнит 5 соединен с концом выходной трубы 4 с помощью гофрированного эластичного материала 6. Магнит 5 расположен внутри катушки 7. Холодная труба 2 и горячая труба 3 соединены в верхней части каналом 8, который образует с трубами 2 и 3 холодную полость 9 и горячую полость 10, внутри которых находится тело (газ) двигателя 1. Трубы 2, 3, 4 частично заполнены жидкостью. Между столбом жидкости в трубе 4 и магнитом 7 расположена полость с газом 11. Гофрированный материал 6 ограничен по внешней стороне вертикальными направляющими 12, расположенными в верхней части выходной трубы 4.

Электрогенератор с жидкопоршневым двигателем "Флюидайн" работает следующим образом.

Стабильная непрерывная работа двигателя 1, при подведении внешней теплоты к полости 10, обеспечивается с помощью принципа реактивной струи. В результате работы двигателя 1 происходит циклическое изменение объема и давления рабочего тела (газа) в полостях 9, 10 и канале 8, приводящее к вынужденным колебаниям столбов жидкости в холодной трубе 2, горячей трубе 3, выходной трубе 4. Увеличение столба жидкости в выходной трубе 4 двигателя 1 приводит к увеличению давления воздуха в полости 11, за счет чего происходит растяжение гофрированного эластичного материала 6. Направляющие 12 обеспечивают растяжение гофр только в вертикальном направлении, что сопровождается движением магнита 5 вверх вдоль оси катушки 7 и внутри нее. Двигаясь вдоль оси катушки 7, магнит 5 индуцирует ток в ней, который может быть использован различными потребителями (не показан). При движении столба жидкости в трубе 4 вниз в полости 11 создается разряжение за счет которого, а также под действием массы магнита 5 происходит движение магнита 5 вниз. Данное движение снова индуцирует ток в катушке 7. Затем цикл повторяется.

Источники информации:
1. Патент РФ N 2099562, бюл. N 35, 1997.

2. Ридер Г., Хупер Ч. Двигатели Стирлинга. - М.: Мир, 1986, с. 43.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики. Т. 2: Электричество и магнетизм. - М.: Высшая школа, 1977, с. 264.

4. Ридер Г., Хупер Ч. Двигатели Стирлинга. - М.: Мир, 1986, с. 45-47.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и устройств, работающих по циклу Стирлинга. Достигаемый технический результат - преобразование энергии колебания рабочих сред двигателя "Флюидайн" в полезную электрическую энергию. Стабильная непрерывная работа двигателя 1 при подведении внешней теплоты к полости 10 обеспечивается с помощью принципа реактивной струи. В результате работы двигателя 1 происходит циклическое изменение объема и давления рабочего тела (газа) в полостях 9 и 10 и канале 8, приводящее к вынужденным колебаниям столбов жидкости в холодной трубе 2, горячей трубе 3 и выходной трубе 4. Колебания жидкости в трубе 4 преобразуются в возвратно-поступательное движение магнита 5, соединенного с концом выходной трубы 4 гофрированным эластичным материалом 6, внутри катушки 7 вдоль ее оси, что приводит к образованию в ней электрического тока. 1 ил.

Электрогенератор с жидкопоршневым двигателем "Флюидайн", включающий двигатель "Флюидайн", состоящий из связанных между собой холодной, горячей и выходной труб, частично заполненных жидкостью, отличающийся тем, что он снабжен магнитом, который соединен с концом выходной трубы гофрированным эластичным материалом, ограниченным направляющими, и электрической катушкой, установленной так, что магнит имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение вдоль ее оси внутри катушки.