Способ преобразования энергии внутреннего сгорания в электрическую и устройство для его осуществления

Способ преобразования энергии внутреннего сгорания в электрическую и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 Т_Н и отработавших газов Т_Х 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.

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.