Способ продувки внешней камеры сгорания свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором
METHOD FOR BLOWING EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER OF FREE-PISTON WITH OPPOSITE MOVEMENT OF PISTONS OF POWER MODULE BY EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER AND LINEAR ELECTRIC GENERATOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области машиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайший прототип заявленного изобретения патент РФ 2476699 «Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором».
ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы снизить расход электроэнергии процесса продувки внешней камеры сгорания свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором (далее - энергомодуль).
СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ продувки внешней камеры сгорания энергомодуля (см. фигуру), трансформирующего энергию моторного топлива в электроэнергию, поясняется описанием принципа его действия. В состав энегомодуля входят две идентичные по устройству свободнопоршневые машины, поршневые группы и якоря которых движутся оппозитно. Поэтому принцип действия энегомодуля поясняется преимущественно на примере одной, левой свободнопоршневой машины. При пуске энегомодуля система управления подает топливо во внешнюю камеру сгорания 1 (далее - камера сгорания 1) форсункой 2 и воспламеняет его свечой зажигания 3. Продукты сгорания по трубопроводу 4 через открытый впускной клапан 5 поступают (по рисунку) в правую, расширительную, полость поршня 6. Площадь правой поверхности поршня 6 больше площади его левой поверхности на величину разности площадей поперечных сечений штока 7 с левой и штока 8 с правой стороны поршня 6. Поэтому давление сжимаемого в компрессорной (левой) полости поршня 6 воздуха больше давления продуктов сгорания в его расширительной (правой) полости, а также и в камере сгорания 1. Под воздействием продуктов сгорания поршень 6, соединенный штоком 7 с поршнем 9, и якорь 10, соединенный штоком 8 с поршнем 6, начинает движение справа налево. Воздух из компрессорной (левой) полости поршня 6 через обратный клапан 11 поступает в камеру сгорания 1, поддерживая в ней горение топлива, а через обратный клапан 12 воздух из атмосферы засасывается в компрессорную (правую) полость поршня 9. Воздух, а в дальнейшем отработавшие продукты сгорания, из расширительной (левой) полости поршня 9 через выпускной клапан 13 выбрасываются в атмосферу. Статорный магнит 14 представляет собой постоянный магнит, магнитный поток которого замыкается по контуру: статорный магнит 14, якорь 10, якорь 15 и снова статорный магнит 14. При расхождении якорей 10 и 15 в статорном магните 14 возникает переменный магнитный поток, который пересекает витки катушки линейного электрогенератора 16, в результате чего в ней генерируется импульс электроэнергии. По достижению поршнями 6, 9 и якоря 10 крайнего левого положения система управления переводит впускные клапаны 5, 17 и выпускные клапаны 13, 18 в противоположные положения. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 19 через открытый впускной клапан 17 поступают в расширительную (левую) полость поршня 9 и поршни 6, 9 и якорь 10 начинают движение слева направо. Продукты сгорания из компрессорной (правой) полости поршня 9 через обратный клапан 20 поступают в камеру сгорания 1, а через обратный клапан 21 в компрессорную (левую) полость поршня 6 засасывается воздух из атмосферы. В катушке линейного генератора 16 генерируется импульс электроэнергии противоположного знака. В дальнейшем система управления, переводя впускные клапаны 5, 17 и выпускные клапаны 13, 18 из одного положения в другое, обеспечивает генерирование импульсов электроэнергии переменного знака.
Продувка камеры сгорания 1 энергомодуля осуществляется следующим образом. В момент достижения поршневыми группами свободнопоршневых машин энергомодуля крайних точек расхождения система управления прекращает подачу форсункой 3 топлива в камеру сгорания 1 и открывает выпускные клапаны 18, 22 и впускные клапаны 5, 23. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 выбрасываются в атмосферу через впускные клапаны 5, 23 и выпускные клапаны 18, 22. Сжатый воздух из компрессорных полостей поршней 6, 24 через обратные клапаны 11, 25 поступают в камеру сгорания 1 и вытесняют из нее и расширительных полостей поршней 9, 24 продукты сгорания, обеспечивая тем самым воздухом воспламенение топлива в камере сгорания 1 при очередном пуске энергомодуля.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ продувки внешней камеры сгорания свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля с внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором, включающего поршневые группы свободнопоршневых машин энергомодуля, внешнюю камеру сгорания, систему управления, форсунку, выпускные клапаны, впускные клапаны, компрессорные полости поршней, обратные клапаны и расширительные полости поршней, отличающиеся тем, что для продувки внешней камеры сгорания свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля с внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором в момент достижения поршневыми группами свободнопоршневых машин энергомодуля с внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором крайних точек расхождения система управления прекращает подачу форсункой топлива во внешнюю камеру сгорания и открывает выпускные клапаны и впускные клапаны, продукты сгорания из внешней камеры сгорания выбрасываются в атмосферу через выпускные клапаны и впускные клапаны, сжатый воздух из компрессорных полостей поршней через обратные клапаны поступают в камеру сгорания и вытесняют из нее и расширительных полостей поршней продукты сгорания, обеспечивая тем самым воздухом воспламенение топлива в камере сгорания при очередном пуске энергомодуля.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ Затраты на НИОКР и производство заявленного изобретения не могут существенно отличаться от таковых при проектировании и производстве механизмов сцепления-расцепления валов на основе ферромагнитного материала.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Фигура. Принципиальная схема свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором.
1 - внешняя камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 19 - трубопровод; 5. 17, 23 - впускной клапан; 6, 9, 24 - поршень; 7, 8 - шток; 10, 15 - якорь; 11, 12, 20, 21, 25 - обратный клапан; 13, 18, 22 - выпускной клапан; 14 - статорный магнит; 16 - катушка генератора,