СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F02B71/04 F02B31/00 

Описание патента на изобретение RU2246628C2

Изобретение относится к области двигателестроения и преобразователей тепловой энергии в электрическую энергию. Оно может быть использовано в качестве экономичного и экологически чистого автономного источника электрической энергии.

Известен способ преобразования тепловой энергии в механическую с улучшенными показателям в части экономичности и экологичности (см., например, RU 2175395 С1 от 05.10.2001 г.). Этот способ включает подачу воздуха в цилиндр, сжатие его, подачу одной части топлива в камеру сгорания и другой части в зону впускного клапана со стороны впускного трубопровода с двухстадийным преобразованием на рабочих режимах с повышенной нагрузкой, воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия и последующего сгорания в цилиндре, расширение и выпуск отработавших продуктов сгорания, регулирование подачи топлива по управляющему сигналу органа, связанного с двигателем. При этом в рабочий режим переходят через стадию с 70% нагрузки.

В известном способе коэффициент полезного действия η, как обычно, определяется разницей температур сгорания топлива ТН и отработавших газов ТХ и составляет в соответствии с формулой Карно

величину порядка 0,4...0,5.

Известно устройство преобразования энергии внутреннего сгорания, включающее рабочую камеру, цилиндр с поршнем и возвратную пружину (см. патент RU 2046967, 1995).

Недостатком известных изобретений является низкий к.п.д.

Технической задачей группы изобретений является повышение к.п.д. путем увеличения температуры сгорания топлива.

Поставленная задача решается за счет того, что способ преобразования энергии внутреннего сгорания предусматривает запуск устройства, заполнение полости в цилиндре, содержащем поршень, впускной и выпускной клапаны, газом с помощью принудительного поддува, заполнение рабочей камеры топливом, осуществление рабочего процесса сгорания топлива и преобразование энергии внутреннего сгорания, при этом цилиндр предварительно частично заполняют магнитной негорючей жидкостью, например водным коллоидным раствором феррита, запускают путем раскручивания с помощью внешнего магнитного поля упомянутой жидкости вокруг главной оси цилиндра так, что в цилиндре образуется полость, заполняют образовавшуюся полость и рабочую камеру воздухом через впускной клапан, после чего с помощью электромагнитного преобразователя вдвигают поршень в цилиндр так, что закрывают впускной и выпускной клапаны, при этом обеспечивают схлопывание упомянутой полости, осуществляя этим сжатие и нагрев воздуха в упомянутой полости, путем движения разогретого воздуха в рабочей камере обеспечивают турбулизацию в ней воздуха, получают смесь турбулизованного воздуха с введенным в рабочую камеру топливом, повышая температуру поджига, путем горения упомянутой смеси увеличивают давление газа в цилиндре, после чего осуществляют рабочий ход поршня, открытие впускного и выпускного клапанов для замены газа в полости цилиндра и генерации электрического тока путем индукции при пересечении катушек, установленных на корпусе цилиндра, магнитами, установленными на поршне.

Устройство преобразования энергии внутреннего сгорания содержит рабочую камеру, цилиндр с поршнем и возвратную пружину, при этом соосно поршню установлен электрический генератор, в рабочей камере установлены турбулизаторы, вокруг цилиндра снаружи установлена магнитная катушка, а внутри цилиндра залита магнитная жидкость, причем в поршне имеются воздушные впускной и выпускной клапаны.

Изобретение в части установки поясняется чертежом, на котором схематично изображен общий вид установки.

Устройство состоит из рабочей камеры 1, в которой имеются турбулизаторы 2. Рабочая камера соединена с резервуаром топлива 3, заполненным топливом 4, в котором слева установлен патрубок подачи топлива 5. Соосно с рабочей камерой расположен цилиндр 6, соединенный с рабочей камерой патрубком 7. Снаружи вокруг цилиндра соосно с ним установлена магнитная катушка 8, а внутри цилиндра залита магнитная жидкость 9, которая может образовать полость 10. С правой части цилиндра в него вставлен поршень 11, в котором имеется клапан впуска-выпуска газа 12 с патрубками: отводным 13 и впускным 14. На правой части поршня установлены магниты 15, над которыми с зазором размещена индукционная катушка 16. В торцевой части поршня установлена возвратная пружина 17. Ток, снимаемый с катушки через клеммы 18, поступает на формирователь 19, соединенный через клеммы 20 с магнитной катушкой 8.

Устройство работает следующим образом.

Цилиндр 6 предварительно частично заполняют магнитной негорючей жидкостью 9, например водным коллоидным раствором феррита, запускают рабочий цикл устройства путем раскручивания с помощью внешнего магнитного поля, генерируемого магнитной катушкой 8, упомянутой жидкости вокруг главной оси цилиндра так, что в центре цилиндра образуется полость 10, заполняют образовавшуюся полость и рабочую камеру воздухом через впускной клапан 14, после чего с помощью магнитов 15 и индукционной катушки 16 вдвигают поршень в рабочий цилиндр так, что закрывают впускной и выпускной клапаны, и при этом обеспечивают схлопывание упомянутой полости, осуществляя этим сжатие и нагрев воздуха в упомянутой полости. Путем движения разогретого воздуха в вспомогательной камере обеспечивают турбулизацию в ней воздуха, получают смесь турбулизованного воздуха с введенным в рабочую камеру топливом и повышают этим самым температуру поджига, путем горения упомянутой смеси увеличивают давление газа в цилиндре, после чего осуществляется рабочий ход поршня, открытие впускного и выпускного клапанов для замены газа в полости цилиндра и генерации электрического тока путем индукции при пересечении индукционных катушек, установленных на корпусе цилиндра, магнитами, установленными на поршне.

Использование предложенного способа и установки позволит существенно сократить потребление топлива в процессе эксплуатации электрогенераторов (до 40%) при сохранении мощности, отбираемой потребителями электроэнергии. При этом весьма существенно то, что использование высокой температуры поджига позволит использовать наиболее дешевые виды жидкого топлива, например мазута.

Похожие патенты RU2246628C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ РОТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Намиот Владимир Абрамович
  • Клюкин Лемарк Михайлович
RU2269016C1
Микрокогенерационная установка 2023
  • Соколов Андрей Михайлович
RU2822439C1
Устройство свободнопоршневого электромеханического агрегата с функциями выработки электрической энергии или компрессора 2020
  • Бобков Владислав Дмитриевич
  • Жораев Тимур Юлдашевич
RU2812115C2
Устройство для преобразования химической энергии топливно-воздушной смеси в электрическую (варианты) 2018
  • Шмелев Владимир Михайлович
  • Захаров Александр Алексеевич
  • Арутюнов Владимир Сергеевич
RU2703114C1
СИСТЕМА КОНЦЕНТРАЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ЭНЕРГИЮ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Гальцев Владимир Григорьевич
RU2320880C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ, СИСТЕМА И МЕТОД ДЛЯ СЖИГАНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА 2010
  • Эрлинг Рейдар Андерсен
  • Роджер Бломли
  • Томас Хендгес
RU2493387C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Таланин Юрий Васильевич
  • Таланин Олег Юрьевич
  • Таланин Владимир Юрьевич
RU2545109C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Яакоби Шаул
RU2695174C2
СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ 2018
  • Колев, Никола Тодоров
RU2754026C1
СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2010
  • Кокрилл Сэм
RU2539906C2

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области двигателестроения и преобразователей тепловой энергии в электрическую. Способ заключается в том, что предварительно цилиндр частично заполняют магнитной негорючей жидкостью, например водным коллоидным раствором феррита, запускают путем раскручивания внешним магнитным полем вокруг главной оси цилиндра так, что в цилиндре образуется полость, заполняют эту полость и рабочую камеру воздухом, вдвигают поршень в цилиндр электромагнитным преобразователем, закрывают впускной и выпускной клапаны, осуществляя сжатие и нагрев воздуха, путем движения разогретого воздуха в рабочей камере обеспечивают турбулизацию воздуха, получают смесь турбулизованного воздуха с введенным в рабочую камеру топливом, повышая температуру поджига, увеличивают давление газа в цилиндре за счет горения, осуществляют рабочий ход, открывают впускной и выпускной клапаны для замены газа в полости цилиндра и генерации электрического тока путем индукции при пересечении индукционных катушек. В устройстве соосно поршню установлен электрический генератор, в рабочей камере - турбулизаторы, вокруг цилиндра снаружи установлена магнитная катушка, и внутри цилиндра залита магнитная жидкость. Изобретения обеспечивают повышение к.п.д. путем увеличения разницы температуры сгорания топлива и температуры отработавших газов. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 246 628 C2

1. Способ преобразования энергии внутреннего сгорания, предусматривающий запуск устройства, заполнение полости в цилиндре, содержащем поршень, впускной и выпускные клапаны, газом с помощью принудительного поддува, заполнение рабочей камеры топливом, осуществление рабочего процесса сгорания топлива и преобразование энергии внутреннего сгорания, отличающийся тем, что цилиндр предварительно частично заполняют магнитной негорючей жидкостью, например водным коллоидным раствором феррита, запускают путем раскручивания с помощью внешнего магнитного поля упомянутой жидкости вокруг главной оси цилиндра так, что в цилиндре образуется полость, заполняют образовавшуюся полость и рабочую камеру воздухом через впускной клапан, после чего с помощью электромагнитного преобразователя вдвигают поршень в цилиндр так, что закрывают впускной и выпускной клапаны, при этом обеспечивают схлопывание упомянутой полости, осуществляя этим сжатие и нагрев воздуха в упомянутой полости, путем движения разогретого воздуха в рабочей камере обеспечивают турбулизацию в ней воздуха, получают смесь турбулизованного воздуха с введенным в рабочую камеру топливом, повышая температуру поджига, путем горения упомянутой смеси увеличивают давление газа в цилиндре, после чего осуществляют рабочий ход поршня, открытие впускного и выпускного клапанов для замены газа в полости цилиндра и генерации электрического тока путем индукции при пересечении индукционных катушек, установленных на корпусе цилиндра, магнитами, установленными на поршне.2. Устройство преобразования энергии внутреннего сгорания, включающее рабочую камеру, цилиндр с поршнем и возвратную пружину, отличающееся тем, что соосно с поршнем установлен электрический генератор, в рабочей камере установлены турбулизаторы, вокруг цилиндра снаружи установлена магнитная катушка, внутри цилиндра залита магнитная жидкость, при этом в поршне имеются воздушные впускной и выпускной клапаны.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2246628C2

СПОСОБ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2000
  • Девянин С.Н.
  • Пономарев Е.Г.
RU2175395C1
СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1998
  • Александров В.Н.
  • Попов А.С.
  • Гузман А.Ш.
RU2136944C1
Двигатель внутреннего сгорания 1979
  • Никитин Александр Яковлевич
SU956829A1
Способ обработки топлива перед сгоранием в двигателе 1981
  • Кашигин Евгений Николаевич
  • Краснов Валерий Георгиевич
  • Постников Станислав Николаевич
  • Седов Юрий Дмитриевич
  • Сидоров Владимир Павлович
  • Шнырев Геннадий Дмитриевич
SU1035257A1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРЫ АКТИВАЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ОКИСЛИТЕЛЬНОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА 2010
  • Лой Александер
  • Мюллер Торстен
  • Весслау Маркус
RU2540559C2
DE 3339827 А1, 30.05.1984
US 4465034 А, 14.08.1984
Смеситель 1984
  • Ковальский Вадим Адольфович
SU1200958A1

RU 2 246 628 C2

Авторы

Намиот В.А.

Клюкин Л.М.

Даты

2005-02-20Публикация

2003-02-03Подача