Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания
COOLING METHOD OF PISTON GROUPS OF PLUNGER-FREE MODULE WITH EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайший аналог заявленного изобретения патент РФ2427718 «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей».
Реферат патента РФ 2427718 «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей, включающий общую внешнюю камеру сгорания, электрогенератор с оппозитным движением якорей, две расширительные машины, приводящие в оппозитное движение якоря электрогенератора, и систему управления, шток и соединенные с ним поршни каждой расширительной машины охлаждаются протекающим в полости, ограниченной внутренней поверхностью штока, внешней и внутренней поверхностью установленной внутри этой полости трубы, хладагентом, для чего при движении поршней из точек крайнего схождения поршней в точки крайнего расхождения хладагент продавливается через радиатор, отдающий тепло хладагента внешней среде, и поступает в пневмоаккумулятор, а при движении поршней из точек крайнего расхождения в точки крайнего схождения хладагент из аккумулятора поступает в ту же полость, ограниченную внутренней поверхностью штоков, внешней и внутренней поверхностью трубы. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения поршней энергомодуля.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения - обеспечить охлаждение поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с двумя якорями.
Продукты сгорания (см. фигуру) из внешней камеры сгорания 1 (далее - камера сгорания 1) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по рисунку) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и газораспределительный клапан 7 - в левую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни расширительных машин 4 и 8 и соединенные с ними якоря линейных электрогенераторов 10 и 11 начинают расходиться. Якоря 10 и 11 могут представлять собой постоянные магниты, либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12 при протекании по ее виткам тока подмагничивания. В обоих случаях магнитный поток замыкается по контуру - якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10. При оппозитном движении якорей 10 и 11 (в данном случае - движении расхождения) пересекаются магнитные линии их магнитных полей, в результате чего в статорном магните 13 и якорях 10 и 11 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в левую полость поршня 17 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 - в правую полость поршня 18 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря начинают сходиться. В статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней 17, 18 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 15 и 16, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 23, 24 для обеспечения процесса горения топлива в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 из атмосферы засасывается воздух.
Охлаждение поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания осуществляется следующим образом. В момент времени, когда в камеру сгорания 1 из компрессорных полостей поршней - левые полости поршней 4, 18 и правые полости поршней 8, 17 - поступит достаточная для поддержания горения топлива масса сжимаемого в них воздуха, система управления открывает клапан охлаждения 29. Так как вследствие сжатия в компрессорных полостях воздух имеет высокую температуру, то он протекает через радиатор 30, где охлаждается до рабочей температуры, а затем, протекая через внутренние каналы поршневых групп (на рисунке вверху справа показана одна поршневая группа энергомодуля 31), отнимает тепло от их стенок и выбрасывается в атмосферу.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания, содержащий внешнюю камеру сгорания, компрессорные полости энергомодуля, систему управления, клапан охлаждения, радиатор и поршневые группы энергомодуля, отличающийся тем, что, в момент времени, когда во внешнюю камеру сгорания из компрессорных полостей поршней энергомодуля поступит достаточное для поддержания горения топлива масса сжимаемого воздуха, система управления открывает клапан охлаждения, в результате чего воздух протекает через радиатор, где охлаждается до рабочей температуры, и, протекая через внутренние каналы поршневых групп, отнимает тепло от стенок поршневых групп и выбрасывается в атмосферу.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Затраты на НИОКР и производство заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработке классических двигателей. Требования к материалам и технологиям не выходят за рамки современных возможностей.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Чертеж. Принципиальная схема спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания. 1 - камера сгорания; 2, 6, 23, 24 - трубопровод; 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан; 4, 8, 17 18 - поршни расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 -катушка подмагничивания; 13 - статорный магнит; 14 - катушка генератора; 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28- обратный клапан; 29 - клапан охлаждения; 30 - радиатор.