Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателегенераторам. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную, магнитопровод, согласно изобретению снабжено трансформатором с первичной обмоткой, при этом катушка возбуждения имеет магнитную связь с первичной обмоткой трансформатора. Изобретение обеспечивает повышение КПД и ресурса работы, а также снижение себестоимости. 3 ил.
Изобретение относится к технике получения электроэнергии за счет тепловой энергии при сжигании в ДВС, например водорода, получаемого при разложении воды (см. патент России №2456377). Согласно изобретению водородный ДВС-генератор может быть спроектирован на любую мощность и использован повсеместно на месте потребления электроэнергии, а также согласно патенту №2380733 в транспортных средствах.
Известные устройства такого типа, см., например, патент RU 2150014, выбранный в качестве прототипа, в котором описано устройство преобразования тепловой энергии, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную. Устройство также содержит сложные механические устройства для преобразования механической энергии в электрическую, что повышает их весовые и габаритные характеристики на единицу передаваемой мощности, имеет низкий ресурс работы и, как следствие, невысокий КПД.
Целью изобретения является снижение себестоимости, повышение КПД и ресурса работы.
Поставленные цели достигаются тем, что энергия линейного возвратно-поступательного движения поршней ДВС непосредственно преобразуется в электрическую. При этом цилиндры и поршни расположены линейно, а поршни жестко связаны между собой штоком, на котором жестко закреплена катушка возбуждения, питаемая, например, постоянным током. При совершении катушкой возбуждения возвратно-поступательных движений внутри или снаружи другой катушки в них индуктируется ЭДС. Если первичная обмотка трансформатора играет роль неподвижной катушки, то ЭДС индуктируется во вторичных обмотках трансформатора.
Работа устройства поясняется схемами, которые представлены на фиг 1, 2, 3. Устройство содержит два цилиндра 1 и поршня 2, расположенных симметрично горизонтальной оси, причем поршни жестко соединены штоком 3, который перпендикулярен горизонтальной оси. Катушка возбуждения 6 жестко связана с штоком 3 и имеет магнитную связь с катушкой 7 трансформатора. Электромагнитная энергия от катушки 7 посредством магнитопровода 9 передается вторичной катушке 8 и далее потребителю.
Работа устройства заключается в том, что при движении штока 3 и подачи напряжения возбуждения на катушку 6 электромагнитная энергия посредством магнитной связи трансформируется на катушку 7 трансформатора, на выходной катушке 8 которого появляется рабочее напряжение.
Совместное использование предлагаемого изобретения с изобретением по Российскому патенту №2380733 позволяет создать высокоэффективное экологически чистое транспортное средство нового поколения, в котором вместо углеродного топлива, например бензина, используется вода. Для этого воду согласно заявке №2012138152 (водородная ячейка) разлагаем на водород и кислород, которые служат в качестве топлива ДВС.
Использование устройства в качестве элемента электростанции, топливом которой является вода, и минимальное количество электроэнергии или водорода, необходимого для покрытия механических и тепловых потерь, открывает путь к безуглеродной энергетике и исключению линий высоковольтных электропередач.
Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную, магнитопровод, отличающееся тем, что оно снабжено трансформатором с первичной обмоткой, при этом катушка возбуждения имеет магнитную связь с первичной обмоткой трансформатора.
Похожие патенты:
Изобретение относится к области энергомашиностоения. В способе адаптации частоты колебаний якорь-поршней насос-генератора к резонансной частоте контура линейного генератора при рекуперации энергии торможения система управления после каждого цикла генерирования импульса электроэнергии при движении якорь-поршня насос-генератора из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения система управления переводит клапаны управления потоком жидкости в противоположные положения с задержкой.
Свободнопоршневой двигатель // 2508459
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, согласно изобретению поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого радиально установлены постоянные магниты, корпус двигателя выполнен магнитопрозрачным с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом, а вне его установлена, по меньшей мере, одна обмотка возбуждения.
Генератор энергии // 2504673
Изобретение относится к машиностроению, а именно к генераторам энергии, в которых в качестве носителя энергии используется жидкость или газы. Генератор энергии содержит связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя и баком для воды, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом.
Свободнопоршневой двигатель // 2504672
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем один цилиндр, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован зубчатой рейкой на штоке и двумя контактирующими с ней зубчатыми колесами, установленными на ведущих валах, которые соединены с обгонными муфтами, обеспечивающими противоположное вращение двух выходных валов, выходные валы соединены с входом в редуктор, имеющий вал нагрузки.
Свободнопоршневой двигатель // 2503837
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем по меньшей мере один цилиндр, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, линейный генератор, содержащий в свою очередь статорную обмотку, расположенную на цилиндре, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов, систему газораспределения и систему управления, согласно изобретению система управления содержит блок управления и датчик положения поршней, каждая система газораспределения выполнена в виде подпружиненных впускного и выпускного клапанов, содержащих седло и шток и установленных в головках цилиндра, и гидротолкателей, установленных на торцах штоков клапанов, соединенных трубопроводами с гидрораспределителем, который электрической связью соединен с блоком управления, с которым также соединен датчик положения поршней.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем два корпуса двигателя, четыре цилиндра, внутри которых расположены оппозитно установленные поршневые группы, свечи зажигания, общий входной коллектор, индивидуальные входные коллекторы, общий выхлопной коллектор выхлопных газов, индивидуальные выхлопные коллекторы, форсунку, свечи и систему управления с блоком управления, согласно изобретению топливная форсунка установлена в общем входном коллекторе, поршневые группы выполнены в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим корпусом, в котором радиально установлены постоянные магниты, вне корпусов двигателя установлена общая обмотка возбуждения.
Свободнопоршневой двигатель // 2503835
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус, четыре цилиндра, внутри которых расположены по два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован зубчатой рейкой на штоке и двумя контактирующими с ней зубчатыми колесами, установленными на ведущих валах, которые соединены с обгонными муфтами, обеспечивающими противоположное вращение двух выходных валов, выходные валы соединены с входом в общий редуктор, имеющий вал нагрузки.
Свободнопоршневой двигатель // 2503834
Изобретениу относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем один цилиндр, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, генератор электроэнергии, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован двумя генераторами электроэнергии, соединенными через муфты обратного хода и ведущие шестерни, контактирующие с зубчатыми рейками, установленными на штоке.
Свободнопоршневой двигатель // 2500906
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания Свободнопоршневой двигатель, выполненный, по меньшей мере, из одного цилиндра, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, содержащий свечи зажигания, линейный генератор, обмотку статора, расположенную на цилиндре, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов, согласно изобретению каждая система газораспределения выполнена в виде пустотелого корпуса, установленного на торце цилиндра, внутри которого размещена втулка с впускными и выпускными окнами топлововоздушной смеси и выхлопных газов, имеющими возможность сообщаться соответственно с впускными и выпускными коллекторами, на оси втулки выполнено ведомое колесо гибкой передачи, а на штоке выполнена зубчатая рейка, с которой контактирует зубчатое колесо с ведущим валом, на внешнем конце которого установлено ведущее колесо гибкой передачи.
Свободнопоршневой двигатель // 2500905
Изобретений относится к двигателям внутреннего сгорания. Свободнопоршневой двигатель выполнен из одного цилиндра с форсунками, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, линейный генератор, содержащий обмотку статора, расположенных на цилиндре, впускные и выпускные окна на обеих концах цилиндра, при этом впускные и выпускные окна сообщены соответственно с впускными и выпускными коллекторами, к полостям которых присоединены управляемые впускные и выпускные клапаны, двигатель оборудован блоком управления, на боковой стенке цилиндра установлен датчик положения поршней, который электрическими связями соединен с блоком управления, с которым также соединены впускные и выпускные клапаны, а в средней части штока установлен вспомогательный поршень, на котором установлены постоянные магниты.
Свободнопоршневой двигатель // 2511799
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям. В свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, между цилиндрами установлена магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен, с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом, магнитопрозрачным, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Свободнопоршневой двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение надежности и мощности двигателя.
1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, при этом каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, на котором в средней части выполнена зубчатая рейка, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с валами генераторов. Механизм синхронизации выполнен в виде шестерни, жестко связанной с главным валом и с зубчатыми рейками на поршневых группах. Он содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. По меньшей мере, один датчик частоты вращения главного вала соединен электрической связью с блоком управления и один датчик скорости вращения главного вала соединен электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение КПД двигателя и снижение вибронагрузок. 4 з.п ф-лы, 6 ил.
Свободнопоршневой двигатель // 2513076
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.
Свободнопоршневой двигатель, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, внутри которых расположены по два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды, коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован зубчатой рейкой на штоке и двумя контактирующими с ней зубчатыми колесами, установленными на ведущих валах, которые соединены с обгонными муфтами, обеспечивающими противоположное вращение двух выходных валов, выходные валы соединены с входом в общий редуктор, имеющий вал нагрузки. Редуктор содержит две шестерни, установленные на выходных валах, и соединенную с ними ведомую шестерню, установленную при этом на валу нагрузки, при этом одна из шестерен соединена с ведомой непосредственно, а другая - через промежуточную шестерню. Каждая система газораспределения выполнена в виде подпружиненных впускного и выпускного клапанов, содержащих седло и шток и установленных в головках цилиндра, и гидротолкателей, установленных на торцах штоков клапанов, соединенных трубопроводами с гидрораспределителем. Система управления содержит блок управления и датчики положения поршней, установленные на обоих цилиндрах, при этом блок управления электрическими связями соединен с датчиками положения поршней, гидрораспределителем и свечами зажигания. К валу нагрузки присоединен электрогенератор. Каждый цилиндр выполнен с двумя коаксиальными стенками, образующими зазор для прохождения охлаждающей жидкости. Каждый цилиндр выполнен с двумя коаксиальными стенками, образующими зазор для прохождения охлаждающей жидкости. Изобретение обеспечивает увеличение КПД и надежности. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней магнитопроницаемой цилиндрической вставкой, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Свободнопоршневой двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение надежности и мощности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, согласно изобретению между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней магнитопроницаемой цилиндрической вставкой, вне него установлена, по меньшей мере, одна обмотка возбуждения, а движение поршневых групп в противоположные стороны обеспечено механизмом согласования. Механизм согласования выполнен в виде двуплечего рычага. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает уменьшение вибронагрузок и повышение мощности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневых группы, при этом каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, внутри которого в средней части установлены пальцы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами. Механизм синхронизации выполнен в виде шестерни, жестко связанной с главным валом и с зубчатыми рейками на поршневых группах. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Двигатель содержит датчик скорости вращения вала, соединенный электрической связью с блоком управления. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Свободнопоршневой двигатель // 2517956
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.
Свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, что согласно изобретению поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого радиально установлено несколько рядов постоянных магнитов, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом и содержащим магнитопрозрачные участки, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Полость внутри цилиндрического корпуса соединена отверстием с зазором между корпусами. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, увеличение надежности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). В восьмицилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, четыре пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневых группы, согласно изобретению каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, на котором в средней части установлена зубчатая рейка, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами, при этом механизм синхронизации выполнен в виде двух шестерен, жестко связанных с главным валом и взаимодействующих с зубчатыми рейками на поршневых группах. Двигатель содержит установленный в каждом цилиндре датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение кпд и снижение вибронагрузок. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям. Свободнопоршневой с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуль преобразует экзотермическую энергию моторного топлива в электроэнергию и/или энергию газообразного рабочего тела высокого давления и температуры. В его состав входят одна или две расширительные машины, поршни которых соединены с якорями линейного электрогенератора, линейный электрогенератор, общая внешняя камера сгорания, система управления энергомодулем и перепускной клапан выхлопных газов, соединяющий выпускной и впускной коллекторы расширительной машины. Система управления энергомодулем определяет в соответствии с задаваемой нагрузкой на энергомодуль интервал времени открытого положения перепускного клапана выхлопных газов. При движении поршневой группы энергомодуля система управления переводит перепускной клапан в открытое положение на интервал времени в соответствии с задаваемой нагрузкой на энергомодуль. Часть выхлопных газов из выхлопного коллектора перетекают во впускной коллектор и оттуда в компрессорную полость поршневой группы, а затем вместе со сжимаемым воздухом во внешнюю камеру сгорания. Изобретение обеспечивает снижение токсичности отработавших газов энергомодуля (содержания оксидов азота NOx: NO и NO2) в режиме частичных нагрузок на энергомодуль. 1 ил.
Переносная электрическая установка // 2527927
Изобретение относится к энергетике. Переносная электрическая установка содержит тепловой двигатель и электрический генератор, установленные в корпусе. Соединенные между собой штоком рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют в корпусе рабочую камеру теплового двигателя и вспомогательную камеру. Сердечники обмотки статора выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты охватывают шток и расположены по обеим сторонам сердечников. При движении штока с поршнем кольцевые магниты генерируют переменный электрический ток в обмотке статора. Сжатый вспомогательным поршнем во вспомогательной камере воздух может использоваться для привода пневмоинструмента. Изобретение позволяет повысить надежность работы портативной электрической установки, электрического генератора и упростить конструкцию теплового двигателя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
