УНИВЕРСАЛЬНЫЙ УТИЛИЗАТОР ЭНЕРГИИ Российский патент 2004 года по МПК F02G5/00 

Изобретение относится к энергетике, строительной и транспортной технике.

Известен способ использования тормозной энергии машин и поточный двигатель для обеспечения конструктивной эффективной возможности сжигания любого углеводородного топлива в двигателе посредством нагрева утилизированной тормозной энергией компонентов горения, заключающийся в нагружении генератора тока при торможении, соединенного с ведущими колесами транспортного средства, с последующей передачей энергии потребителю путем применения двигателя, который содержит статор, образующий две кольцевые камеры в сочетании с ротором, разделенные герметизирующими роторами с установленными на нем лучевыми излучателями-свечами и термоэлементами в соединительном проеме разделяющей стенки камер с заслонками холостого хода, рабочий цикл которого осуществляется за один оборот вала в замкнутом объеме двух разновеликих камер, объемы последних изменяются обратно пропорционально в строну лопасти ротора с большей площадью, а брикеты твердого углеводородного топлива помещаются в камере, снабженной механическим подавателем /см. патент России 2056525, М. кл. 6 F 03 С 7/08, 1993 г./.

Недостатком его является неполная утилизация энергии движущихся элементов машины.

Известен электрический утилизатор энергии, обеспечивающий утилизацию энергии амортизации транспортных средств путем снятия энергии движения концов осей колесных пар относительно корпуса их и направления ее на ускорение поступательного движения, применяя плоские генераторы тока, содержит преобразователь энергии колебаний транспортного средства по вертикали относительно дорожного полотна в электрическую энергию, роторный двигатель и преобразователь электрической энергии в тепловую выполнены в виде электроизлучателей, установленных в камерах роторного двигателя и соединенных с плоскими генераторами электрической энергии, которые установлены в пространстве между корпусом и осью колесной пары и выполнены в виде элементов с серией постоянных магнитов, полюсами, входящими в контакт с полюсами катушек индуктивности, концы которых соединены с диодами, связанными с лучевыми излучателями-свечами через аккумулятор и прерыватель-преобразователь, причем лучевые излучатели-свечи установлены по периферии двух разновеликих кольцевых камер роторного двигателя, сообщенных окном и разделенных герметизирующими роторами, поршни ротора выполнены с возможностью отсекания максимального объема топливной смеси во всасывающей кольцевой камере, а минимального - в выхлопной кольцевой камере и с возможностью обеспечения расширения горящих газов топливной смеси при обратно пропорциональном изменении объемов кольцевых камер, сообщенных между собой окном, а лучевые излучатели энергии выполнены с возможностью форсирования процесса горения в кольцевых камерах по мере прохождения через них поршней ротора /см. патент России 2088301, М. кл. 6 F 03 С 7/08, 1994 г./.

Недостатками их являются конструктивная сложность привода колес и неполная утилизация энергии движущихся элементов машины.

Известен способ использования тормозной и амортизационной энергии машины, имеющей роторный гидропривод, корпус, гидравлический цилиндр, плунжерную пару, шарнирно соединенную с корпусом машины, плунжер связан с осью колесной пары, заключающийся в том, что при поступательном движении машины перекачиванием жидкости плунжерной парой увеличивают объем жидкости в напорной линии гидропривода ведущих колес для разгона машины, отличающийся тем, что дополнительно при поступательном движении машины и торможении осуществляют через клапанную систему сжатие в ограниченном объеме баллона воздушной подушки жидкостью из напорной линии гидропривода, а отдают энергию сжатия в напорную линию гидропривода при разгоне машины, при этом при длительном торможении жидкость из напорной линии гидропривода направляется на гидромотор электрогенератора, нагруженного аккумулятором /см. патент России по 2106980, кл. В 60 К 6/04, опубликован 20.03.98/.

Недостатками его являются недогрузка электрогенератора при торможении, неопределенная отдача энергии от аккумулятора.

Известен универсальный утилизатор энергии, включающий поточный роторный двигатель, статор которого состоит из двух частей: одна образует кольцевую камеру с впускным окном в сочетании с секцией ротора, торцевыми крышками, герметизирующим ротором, перепускным окном, другая - рабочую камеру с выпускным окном, герметизирующим ротором и крышками; перепускные окна соединяются угловым патрубком, в полости которого устанавливается нагрузочное сопротивление электрогенератора, которое сочленяется с камерой подавателя твердого углеводородного топлива и отверстием для подачи жидкого и газообразного топлива, за счет разности площадей поршней ротора происходит его вращение, осуществляя обратно пропорциональное изменение объемов камер; по периферии статора устанавливаются электрические излучатели-свечи, включаемые и выключаемые из работы прерывателем-распределителем по мере прохождения в камерах поршней; двигатель сочленен с роторным гидромотором, содержащим статор с крышками; на центральных подшипниках последних устанавливается двухсекционный ротор, образующий со стенками полости статора две диаметрально расположенные серповидные камеры, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны последних располагаются пропускные окна, сообщенные с жидкостными каналами трубчатых элементов корпуса и исполнительных элементов машины; каждое колесо устанавливается на валу обратимого гидромотора, как и привод исполнительных механизмов машины; гидромоторы трубопроводами соединяются с распределителем и замкнутыми баллонами с воздушной подушкой; с валом электрогенератора сочленяется гидромотор, соединенный трубопроводом с распределителем; с последним соединяются также трубопроводы плунжерных пар насосов с впускными и выпускными клапанами, сочлененные с корпусом и концами осей колесных пар, преобразующие энергию колебаний транспортного средства по вертикали относительно дорожного полотна в поступательное движение жидкости, увеличивая тем самым объем рабочего тела, то есть количество поступательного движения машины; для осуществления изменения скорости движения машины в зависимости от сопротивления движению устанавливаются фиксирующие элементы для фиксации перекрывателей камер гидромоторов в верхнем положении, включая или выключая из работы соответствующие ведущие колеса машины, изменяя активные площади камер гидромоторов колес, вызывая разность расхода жидкости в напорной линии гидросистмы; навесное рабочее оборудование приводится в действие идентичными гидромоторами, которые осуществляют утилизацию энергии действия сил земного тяготения при торможении отпускания поднятых масс посредством нагружения электрогенератора аккумулятором и сопротивлением, нагревающим рабочее тело двигателя. /См. патент России 2173792 С2, кл. 7 F 03 G 7/08/.

Недостатком его является цикличность работы двигателя, вызывающая конструктивную сложность, отсутствие взаимозависимого механизма регулирования процессом горения топлива и изменения нагрузки от потребителя энергии, сложность исполнения элементов, передающих электрическую энергию генератора тока рабочему телу двигателя, перегрев стенок камер двигателя от контактирующего пламени горения топлива.

Цель изобретения - использовать расширение газовой среды от пламени постоянного горения топлива без непосредственного влияния огня на стенки камер двигателя, уменьшив трату энергии на перегрев, путем формирования пламени горения топлива металлическими сетками и замыкания сквозных отверстий каналов приточного и выходного парами серповидных камер, диаметрально противоположно расположенных в полости статора с крышками в сочетании с ротором на центральном валу, разделенными качающимися перекрывателями, постоянно в процессе работы замыкающих сквозной канал двигателя, создав давление в его объеме, с отдачей энергии потребителю и обеспечив конструктивную возможность для регулирования процессов путем гидравлической связи валов роторов пар серповидных камер.

Поставленная цель достигается тем, что универсальный утилизатор энергии включает поточный двигатель с источником тепловой энергии, который выполнен в виде электросветового излучателя, каждое колесо устанавливается на валу обратимого гидромотора, как и привод исполнительных механизмов машины, гидромоторы трубопроводами соединяются с распределителем и замкнутыми баллонами с воздушной подушкой, с валом электрогенератора сочленяется гидромотор, соединенный трубопроводом с распределителем, с последним соединяются также трубопроводы плунжерных пар насосов с впускными и выпускными клапанами, сочлененные с корпусом и концами осей колесных пар, преобразующие энергию колебаний транспортного средства по вертикали относительно дорожного полотна в поступательное движение жидкости, увеличивая тем самым объем рабочего тела, то есть количество поступательного движения машины, для осуществления изменения скорости движения машины в зависимости от сопротивления движению устанавливаются фиксирующие элементы для фиксации перекрывателей камер гидромоторов в верхнем положении, включая или выключая из работы соответствующие ведущие колеса машины, изменяя активные площади камер гидромоторов колес, вызывая разность расхода жидкости в напорной линии гидросистемы, навесное рабочее оборудование приводится в действие идентичными гидросистемами, которые осуществляют утилизацию энергии действия сил земного тяготения при торможении опускания поднятых масс посредством нагружения электрогенератора аккумулятором и сопротивлением, нагревающим рабочее тело двигателя; двигатель содержит корпус с прямоточным каналом овального сечения с размещенными в нем последовательно по движению потока газов двумя валами роторов, центрально установленных в крышках статора, образующих по периферии две диаметрально противоположные серповидные камеры, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны которых располагаются пропускные окна, - подающими атмосферный воздух и рабочими, выполненными с площадями, большими относительно подающих, источник тепловой энергии установлен в упомянутом канале между подающей и рабочей парами камер и выполнен в виде топки с подавателем твердого углеводородного топлива, форсункой для жидкого и газообразного, пламя горения направляется между двух овальной формы сеток, а электросветовой излучатель энергии в виде вакуумной электролампы устанавливается перед светопоглощающей сеткой со стороны движения потока атмосферного воздуха, вал рабочей пары камер сочленяется с гидромотором напорной линии машины, а вал ротора пары камер, подающей атмосферный воздух, сочленен с гидромотором с регуляцией оборотов вращения распределителем, обеспечивающим регулирование давления газов в топке и процессов горения топлива путем изменения скорости вращения вала, гидромоторы идентичны и имеют статор с крышками и двухсекционным ротором на валу, образующими в сочетании диаметрально противоположные серповидные камеры внутри, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны последних располагаются пропускные окна, сообщенные с жидкостными каналами трубчатых элементов корпуса и исполнительных элементов машины.

На фиг.1 изображена схема корпуса с прямоточным каналом и роторными секциями, на фиг.2 - осевой разрез электрогенератора и гидромотора, на фиг.3 - осевой разрез колеса и гидромотора с гидросистемой для снятия амортизационной энергии, на фиг.4 - схема гидромотора, на фиг.5 - осевой разрез гидромотора и приводного элемента исполнительного механизма.

Корпус 1 с прямоточным каналом 2 с размещенным в нем по концам последовательно по движению потока газов валами 3 роторов 4 двигателя центрально установленных в крышках статора 5, образующие по периферии две диаметрально противоположные по расположению серповидные камеры 6, разделенные качающимися перекрывателями 7, по обе стороны последних располагаются пропускные окна 8, рабочие камеры 6 выполнены с большими площадями относительно подающих атмосферный воздух, источники тепловой энергии устанавливаются в упомянутом канале 2 между подающей и рабочей камерами 6, который выполнен в виде топки 9 с подавателем 10 твердого углеводородного топлива, форсункой 11 для жидкого и газообразного, где пламя горения направляется между двух овальной формы сеток 12, а электросветовой излучатель 13 энергии устанавливается перед сеткой 14 со стороны потока атмосферного воздуха. Вал 3 рабочей пары камер сочленяется с гидромотором 15 напорной линии машины и с распределителем 16, а вал 3 ротора 4 пары камер 5, подающих атмосферный воздух, сочленен с гидромотором 17 через регулятор 18 оборотов с распределителем 16, обеспечивающий регулирование давления газов в топке и процессов горения топлива путем изменения скоростей вращения вала 3. Гидромоторы идентичны роторным двигателя, пропускные окна которых сообщены с жидкостными каналами трубчатых элементов корпуса и исполнительных элементов машины; каждое колесо 19 устанавливается на валу 3 обратимого гидромотора 17, как и привод исполнительных механизмов 20 машины; гидромоторы 17 трубопроводами соединяются с распределителем 16 и замкнутым баллоном 21 с воздушной подушкой; с валом электрогенератора 22 сочленяется гидромотор 17, соединенный трубопроводом с распределителем 16; с последним соединяются также трубопроводы плунжерных пар насосов 23 с впускными 24 и выпускными 25 клапанами, сочлененные с корпусом 26 и концами осей колесных пар 27, через распределитель 16 соединен резервный бак 28, перекрыватели 7 гидромоторов колес содержат фиксаторы 29. В нижней части топки 9 устанавливается запальник 30, соединенный через выключатель 31 с аккумулятором 32. С сетью электрогенератора 22 соединен через выключатель 33 излучатель 13 в виде вакуумных электроламп, который согласно закону сохранения энергии передает энергию сетке 14 посредством света, последняя - воздушному потоку атмосферного воздуха.

Устройство работает следующим образом. При торможении на остановку машины воздушная подушка в замкнутом баллоне 21 сжимается и замыкается распределителем 16, а при начале пуска двигателя энергией сжатого воздуха подушки гидромотор 17, подающий атмосферный воздух пары серповидных камер мотора двигателя, приводит во вращательное движение вал ротора, при этом в зоне горения топлива сквозного канала 2 создается давление, подается электроэнергия через выключатель 31 от аккумулятора 32 на запальник 30 и на лучевые излучатели 34, чем проворачивается вал с ротором рабочей пары камер 6, приводят в движение вал гидромотора 17, при этом жидкость распределителем 16 направляется на гидромотор 17 электрогенератора 22 и на гидромотор 17, подающий атмосферный воздух в зону горения топлива. Двигатель работает вхолостую. Для движения машины в зону горения подается топливо, при этом жидкость от рабочего гидромотора 17 распределителем 16 подается на все гидромоторы ведущих колес машины - движется с места, при наборе скорости в зависимости от сопротивления движению гидромоторы соответствующих ведущих колес отключаются путем фиксации перекрывателя 7 фиксаторами 29 вверху и замыкания жидкостных каналов, уменьшая расход рабочего тела и увеличивая скорость движения переводом его на оставшиеся в работе гидромоторы, и наоборот. Режим работы двигателя регулируется путем изменения оборотов вращения вала гидромотора, подающего атмосферный воздух посредством регулятора 18. Задний ход осуществляется обратимостью действия напора жидкости в соответствующих секциях камер гидромоторов колес, а торможение - посредством нагружения электрогенератора 22 излучателем энергии 34, аккумулятором 32 и сжатием воздушной подушки в баллоне 21, энергия амортизации утилизируется на всех режимах движения машины посредством увеличения рабочего тела в напорной линии гидромоторов насосами 23. Рабочие навесные механизмы прерывного действия для преодоления сил земного тяготения при обратном действии отдают энергию через гидромотор электрогенератора на нагрев сетки излучателями энергии 34, увеличивая объем рабочего тела. Простота устройства и управления, высокая эффективность выгодно отличает предложенное от известного.

Изобретение относится к области машиностроения и позволяет повысить топливную экономичность транспортного средства. Универсальный утилизатор энергии включает поточный двигатель, который содержит корпус с прямоточным каналом и размещенные в нем последовательно по движению потока газов два вала роторов. Статоры образуют по периферии две диаметрально противоположные камеры, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны которых располагаются пропускные окна. Источник тепловой энергии установлен в упомянутом канале между подающей и рабочей парами камер и выполнен в виде топки с подавателем твердого углеводородного топлива, форсункой для жидкого и газообразного топлива. Пламя горения направляется между двух сеток, а электросветовой излучатель энергии в виде вакуумной электролампы устанавливается перед светопоглощающей сеткой. Каждое колесо транспортного средства устанавливается на валу обратимого гидромотора, которые утилизируют энергию торможения, энергия вертикальных колебаний транспортного средства также утилизируется. 5 ил.

Универсальный утилизатор энергии, включающий поточный двигатель с источником тепловой энергии, который выполнен в виде электросветового излучателя, каждое колесо устанавливается на валу обратимого гидромотора, как и привод исполнительных механизмов машины, гидромоторы трубопроводами соединяются с распределителем и замкнутыми баллонами с воздушной подушкой, с валом электрогенератора сочленяется гидромотор, соединенный трубопроводом с распределителем, с последним соединяются также трубопроводы плунжерных пар насосов с впускными и выпускными клапанами, сочлененные с корпусом и концами осей колесных пар, преобразующие энергию колебаний транспортного средства по вертикали относительно дорожного полотна в поступательное движение жидкости, увеличивая тем самым объем рабочего тела, то-есть количество поступательного движения машины, для осуществления изменения скорости движения машины в зависимости от сопротивления движению устанавливаются фиксирующие элементы для фиксации перекрывателей камер гидромоторов в верхнем положении, включая или выключая из работы соответствующие ведущие колеса машины, изменяя активные площади камер гидромоторов колес, вызывая разность расхода жидкости в напорной линии гидросистемы, навесное рабочее оборудование приводится в действие идентичными гидросистемами, которые осуществляют утилизацию энергии действия сил земного тяготения при торможении опускания поднятых масс посредством нагружения электрогенератора аккумулятором и сопротивлением, нагревающим рабочее тело двигателя, отличающийся тем, что двигатель содержит корпус с прямоточным каналом овального сечения с размещенными в нем последовательно по движению потока газов двумя валами роторов, центрально установленных в крышках статора, образующих по периферии две диаметрально противоположные серповидные камеры, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны которых располагаются пропускные окна, - подающими атмосферный воздух и рабочими, выполненными с площадями, большими относительно подающих, источник тепловой энергии установлен в упомянутом канале между подающей и рабочей парами камер и выполнен в виде топки с подавателем твердого углеводородного топлива, форсункой для жидкого и газообразного, пламя горения направляется между двух овальной формы сеток, а электросветовой излучатель энергии в виде вакуумной электролампы устанавливается перед светопоглощающей сеткой со стороны движения потока атмосферного воздуха, вал рабочей пары камер сочленяется с гидромотором напорной линии машины, а вал ротора пары камер, подающей атмосферный воздух, сочленен с гидромотором с регуляцией оборотов вращения распределителем, обеспечивающим регулирование давления газов в топке и процессов горения топлива путем изменения скорости вращения вала, гидромоторы идентичны и имеют статор с крышками и двухсекционным ротором на валу, образующими в сочетании диаметрально противоположные серповидные камеры внутри, разделенные качающимися перекрывателями, по обе стороны последних располагаются пропускные окна, сообщенные с жидкостными каналами трубчатых элементов корпуса и исполнительных элементов машины.