МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ЖИДКОПОРШНЕВОЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР Российский патент 1999 года по МПК F02G1/00 

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

Известно устройство двигателя "Флюидайн", включающее горячую и холодную полости, выходную трубу вместо цилиндров, столбы жидкости вместо поршней, и использующее принцип реактивной струи, в качестве способа стабильной непрерывной работы двигателя (Г.Ридер, Ч.Хупер Двигатели Стирлинга. - М.: Мир, 1986 с. 44 - 45).

Известно устройство насосной установки, включающее в себя два двигателя "Флюидайн", соединенных между собой через дросселирующий клапан, и рабочую камеру с поршнями, динамически связанными между собой посредством пружины (патент РФ N 2078972, бюл. N 13, 1997).

Конструктивное исполнение данной установки таково, что она предназначена только для перекачивания жидкости и не позволяет получать электрическую и полезную механическую энергию.

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 перемешивании 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, - с. 264). Однако для устойчивой работы генератора тока необходимо постоянное возвратно-поступательное движение магнита вдоль оси катушки.

Известен жидкостной двигатель, включающий в себя два двигателя типа "Флюидайн", приводящих в возвратно-поступательное движение поршень в рабочей камере, причем оба двигателя работают со сдвигом по фазе на 180 градусов, за счет соединения холодных полостей двигателей через дроссельный клапан (заявка Японии N 3-27748, кл. F 02 G 1/043, 1991).

Недостатком данного устройства является то, что оно сложно в конструктивном исполнении и имеет большое количество механических связей, снижающих надежность и увеличивающих потери энергии за счет трения.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в возможности уменьшения сил трения и упрощения конструктивного исполнения преобразования колебательных движений столбов жидкости в выходных трубах двигателей "Флюидайн" в полезную электрическую или механическую энергию.

Для достижения этого технического результата, многоцилиндровый жидкопоршневой электрогенератор, включающий в себя два двигателя "Флюидайн", с регулированием сдвига фаз работы двигателей через дросселирующее устройство, снабжен П-образной газовой полостью, в вертикальных составляющих которой подвешены на пружинах магнаты, при этом полость соединена с выходными трубами двигателей, и электрическими катушками, состоящих из изолированных проводов, намотанных на эти составляющие в местах расположения магнитов.

Введение в состав многоцилиндрового жидкопоршневого электрогенератора П-образной газовой полости с подвешенными на пружинах магнитов и электрических катушек позволяет получить новое свойство, заключающееся в преобразовании колебательных движений столбов жидкости в выходных трубах двигателей в возвратно-поступательное движение магнитов вдоль оси катушек, что приводит к получению в их обмотках электрического тока, который может быть использован различными потребителями.

На чертеже изображен многоцилиндровый жидкопоршневой электрогенератор.

Многоцилиндровый жидкопоршневой электрогенератор состоит из двух двигателей типа "Флюидайн" 1,2, имеющих соответственно горячие полости 3,4 и холодные полости 5,6, П-образную газовую полость 7, связанную с двигателями 1,2 через выходные трубы 8,9. Внутри камеры 7 в вертикальных составляющих подвешены на пружинах 10, 11 магниты 12, 13. В месте расположения магнитов 12, 13 установлены электрические катушки 14, 15, состоящие из намотанных на вертикальные составляющие П-образной полости 7 изолированных проводов. Холодные полости 5 и 6, соединены между собой дросселирующим клапаном 16, предназначенным для согласования фазового сдвига работы двигателей 1, 2.

Многоцилиндровый жидкопоршневой электрогенератор работает следующим образом.

Стабильная непрерывная работа двигателей, при подведении внешней теплоты к горячим полостям 3, 4, обеспечивается с помощью принципа реактивной струи. В результате работы двигателей 1, 2 происходит циклическое изменение объема и давления рабочего газа в полостях 3, 4, 5, 6, приводящее к вынужденным колебаниям столбов жидкости в выходных трубах 8, 9. Использование дросселирующего клапана 16, позволяет работать двигателям 1, 2 со сдвигом фаз на 180 градусов. Это приводит к тому, что увеличение столба жидкости в выходной трубе 8 двигателя 1 происходит одновременно с уменьшением столба жидкости в выходной трубе 9 двигателя 2. В результате этого происходит сжатие газа под магнитом 12, что приводит к его движению вверх и сжатию пружины 10. Движение магнита 12 вверх, приводит к перемещению газа в полости 7 и давлению его на магнит 13 сверху, с учетом того, что под магнитом 13 создается разряжение, магнит 13 движется вниз, а пружина 11 растягивается. Противоположные по направлению движения магнитов 12 и 13 вдоль осей катушек 14 и 15, приводит к образованию в них индукционного тока. В следующей фазе работы двигателей 1 и 2, происходит обратное движение, за счет того, что уровень столба жидкости в выходной трубе 8 уменьшается, а уровень жидкости в выходной трубе 9, одновременно, повышается. В результате этого магнит 13 движется вверх, а магнит 12 - вниз, тем самым совершается постоянное возвратно-поступательное движение магнитов 12 и 13 вдоль осей катушек 14 и 15, соответственно, и образование в них электрического тока. Пружины 10 и 11, периодически сжимаясь и растягиваясь, обеспечивают устойчивую амплитуду колебаний магнитов 12 и 13.

Синхронность движения уровней столбов жидкости в выходных трубах 8 и 9 (их противофаза) определяется сдвигом по фазе между двигателями "Флюидайн" 1, 2, регулируемый через дроссельный клапан 16.

Источники информации
1. Г.Ридер, Ч.Хупер Двигатели Стирлинга. - М.: Мир, 1986, с. 44 - 45.

2. Патент РФ N 2078972, Бюл. N 13, 1997.

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

4. Заявка Японии N 3-27748, кл. F 02 G 1/043, 1991 - прототип.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и устройств, работающих по циклу Стирлинга. Достигаемый технический результат - повышение коэффициента полезного действия электрогенератора в целом, упрощение конструктивного исполнения преобразования колебательных движений в выходных трубах двигателей "Флюидайн" в полезную электрическую или механическую работу. При работе двигателей 1, 2 возникают вынужденные колебания столбов жидкости в выходных трубах 8 и 9. Возвратно-поступательное перемещение столбов жидкости в трубах 8 и 9 вызывает возвратно-поступательное движение подвешенных на пружинах 10, II магнитов 12, 13 вдоль осей катушек 14, 15, что приводит к образованию в них электрического тока. Синхронность движения уровней столбов жидкости в выходных трубах 8 и 9 (их противофаза) определяется сдвигом по фазе между двигателями "Флюидайн" 1, 2, регулируемым через дроссельный клапан 16. 1 ил.

Многоцилиндровый жидкопоршневой электрогенератор, включающий в себя два двигателя "Флюидайн", соединенных между собой через дросселирующий клапан, отличающийся тем, что снабжен П-образной газовой полостью, в вертикальных составляющих которой подвешены на пружинах магниты, при этом полость соединена с выходными трубами двигателей, и электрическими катушками, состоящими из изолированных проводов, намотанных на эти составляющие в местах расположения магнитов.