ДВИГАТЕЛЬ ГИДРОТУРБИННЫЙ ГИБРИДНЫЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к гидротурбинным двигателям внутреннего сгорания, и предназначена для широкого использования во всех устройствах, в частности в машинах и механизмах, а также в бытовых и промышленных установках.
Широко известны различные конструкции гидротурбинных двигателей внутреннего сгорания, использующие энергию сгоревшего в цилиндрах горючего, преобразующие возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах во вращательное движение рабочего вала с помощью без шатунного силового механизма.
Известен двухтактный гидротурбинный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ на полезную модель №98482, F02B 71/04, опубл. 20.10.2010), выполненный с пневматическим приводом системы газораспределения и регулируемой степенью сжатия, содержащий корпус с гидротурбиной, один или несколько цилиндров с поршнями, жестко соединенными штоками между собой и перемещающимися в насосных камерах, трубопровод.
К недостаткам известного двигателя относятся ограниченность применения известного двигателя в виду невозможности применения двигателя для выработки электрического тока без подключения дополнительного узла в виде генератора.
Известен гидротурбинный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ на полезную модель №139802, F02B 71/04, опубл. 20.04.2014) принятый за прототип, содержащий корпус с гидротурбиной, по меньшей мере, два цилиндра с поршнями, трубопроводы, запорные вентили, установленные в трубопроводах, бак рабочей жидкости, соединенный с трубопроводом запорными вентилями.
Недостатком известного гидротурбинного двигателя является невозможность применения двигателя для выработки электрического тока без подключения дополнительного узла в виде генератора.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка усовершенствованного гидротурбинного двигателя с расширением его функциональных возможностей.
Техническим результатом является уменьшение размеров двигателя, возможность использования двигателя для выработки электрического тока.
Поставленная задача достигается тем, что двигатель гидротурбинный гибридный, содержащий корпус с гидротурбиной, по меньшей мере, два цилиндра с поршнями, трубопроводы, запорные вентили, установленные в трубопроводах, бак рабочей жидкости, соединенный с трубопроводом запорными вентилями, согласно полезной модели, в корпусе гидротурбины установлены электромагниты, крыльчатка гидротурбины выполнена в виде ротора с электрическими обмотками, на одной стороне ротора размещен узел с электрическими щетками.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Выполнение гидротурбины с электрическим ротором и статором позволяет совместить в одном устройстве узел гидротурбины и узел генератора, при этом узел генератора может выполнять функцию электростартера для запуска самого гидротурбинного двигателя.
Совмещение в заявляемом двигателе гидротурбины с генератором (электродвигателем) позволяет изготавливать двигатель более компактным в сравнении с аналогами, в которых данные узлы выполнены отдельно.
На чертеже представлен заявляемый гидротурбинный гидравлический двигатель.
Двигатель гидротурбинный гидравлический содержит рабочие цилиндры 1, 2 с поршнями 3, 4 и нагнетательные цилиндры 5, 6, с двойными поршнями 7, 8, обратными клапанами 9,10 на каждом нагнетательном цилиндре, всасывающий трубопровод 11, нагнетательный трубопровод 12 с электромагнитными клапанами 13 контакты электромагнитных клапанов 14, размещенные в рабочих цилиндрах 1, 2, трубопроводы 15, бак рабочей жидкости 16 с запорными вентилями 17, 18, запорный вентиль 19, служащий для осуществления холостого хода двигателя в случае отключения турбины, в корпусе гидротурбины по всей окружности располагаются электромагниты 20, образующие статор генератора, крыльчатка 21, выполненная в виде ротора генератора с изолированными электрическими обмотками, на валу крыльчатки 21 выполнен коллектор 22, вал турбины внутри выполнен пустотелым с отверстием 23, электрические щетки 24, входящие в щеточный узел 25 для снятия либо подачи электрического тока, взаимодействуют с коллектором 22, вентили 26 служат для изменения направления вращения гидротурбины, трубопроводы 27 предназначены для возможности подключения других гидротурбин, вентили 28, 29 переключают работу двигателя на другие гидротурбины,
Работа двигателя осуществляется следующим образом.
Пуск двигателя осуществляется, например, подачей сжатого воздуха, с последующей подачей топлива (не показано) в один из нагнетательных цилиндров, например, цилиндр 5, либо путем подачи электрического тока через щетки 25 на ротор гидротурбины 20. При запуске двигателя поршень 7 из цилиндра 5 перекачивает жидкость из всасывающего трубопровода 11 в нагнетательный трубопровод 12, через обратные клапаны 9, 10 при открытом электромагнитном клапане 13 в рабочий цилиндр 1. Поршень 3 в рабочем цилиндре 1 под давлением жидкости идет в верхнюю мертвую точку одновременно передавая давление жидкости по трубопроводу 15 на крыльчатку 21 гидротурбины. После турбины жидкость по второму трубопроводу 15 поступает в рабочий цилиндр 2, выжимая поршень 4 в нижнюю мертвую точку, совершая рабочий цикл двигателя. Переключение электромагнитных клапанов в двигателе происходит посредством замыкания контактов 14, подавая сигнал электромагнитным клапанам 9, 10 на закрытие или на открытие, после чего осуществляется рабочий ход в рабочем цилиндре 2 по аналогичному циклу. При закрытых вентилях 26 и открытом вентиле 19 осуществляется холостой ход двигателя, при котором крыльчатка турбины 21 не вращается.
При работе двигателя жидкость вращает крыльчатку 21. При взаимодействии электромагнитов, расположенных в корпусе турбины, с электрическими обмотками, расположенными на валу крыльчатки 21, создается Э.Д.С в результате чего вырабатывается электрический ток, который отводится через электрические щетки 25.
В случае подачи электрического тока на щетки 25, например, для запуска гидротурбинного двигателя, турбина работает как электродвигатель, при этом, вращаясь, крыльчатка 21 толкает жидкость по трубопроводу 15, которая поступает в рабочий цилиндр 2, выжимая поршень 4 в нижнюю мертвую точку, совершая запуск двигателя.