Результат интеллектуальной деятельности: Способ управления температурой поршневых групп свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения патент РФ 2427718 «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 управление температурой поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия двухцилиндрового свободнопоршневого с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля, далее - энергомодуль.

Продукты сгорания (фигура 1) из внешней камеры сгорания 1 (далее - камера сгорания 1) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по чертежу) 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, магнитный замыкатель 14, изготовленный из магнитомягкого материала, и снова якорь 11. 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 катушке генератора 15 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 16, 17 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 16 поступают в левую полость поршня 18 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 17 - в правую полость поршня 19 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря начинают сходиться. В статорной катушке 15 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней 18, 19 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 16 и 17, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 через обратные клапаны 20, 21, 22, 23 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 24, 25 для обеспечения процесса горения топлива в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 26, 27, 28, 29 из атмосферы засасывается воздух.

Управление температурой поршневых групп энергомодуля осуществляется следующим образом. На фигуре 2 показана поршневая группа правой расширительной машины энергомодуля - см. фиг.1. Система управления энергомодулем подает знакопеременное напряжение на обмотку привода насоса прокачки охлаждающей жидкости 30, в результате чего якорь-поршень насоса прокачки охлаждающей жидкости 31 (далее - якорь-поршень 31) совершает колебательные движения. При движении якоря-поршня 31 слева направо охлаждающая жидкость из его правой полости движется по маршруту: обратный клапан 32, канал поршневой группы энергомодуля 33, отбирая тепло от поршневой группы 34, радиатор 35, обратный клапан 36, левая полость якоря-поршня 31. При движении якоря-поршня 31 справа налево охлаждающая жидкость из его левой полости движется по маршруту: обратный клапан 37, канал поршневой группы энергомодуля 33, отбирая тепло от поршневой группы 34, радиатор 35, обратный клапан 38, правая полость якоря-поршня 31. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 39 контролирует температуру протекающей по каналам поршневых групп энергомодуля охлаждающей жидкости. При понижении ее температуры ниже оптимальной величины датчик температуры охлаждающей жидкости 39 подает сигнал системе управления на прекращение подачи знакопеременного напряжения на обмотку привода насоса прокачки охлаждающей жидкости 30. Охлаждающая жидкость прекращает циркуляцию через канал поршневой группы энергомодуля 33, и радиатор 35, и температура охлаждающей дикости повышаются. Скачки давления жидкости в гидросистеме системы охлаждения сглаживаются демпферными гидроаккумуляторами 40, 41. Таким образом, система управления поддерживает температуру поршневых групп энергомодуля в оптимальном диапазоне.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ управления температурой поршневых групп свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля, содержащего систему управления энергомодуля, обмотку привода насоса прокачки охлаждающей жидкости, насос прокачки охлаждающей жидкости, якорь-поршень насоса прокачки охлаждающей жидкости, систему обратных клапанов, поршневые группы энергомодуля, радиатор и датчик температуры охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что система управления энергомодуля подает знакопеременное напряжение на обмотку привода насоса прокачки охлаждающей жидкости, и якорь-поршень насоса прокачки охлаждающей жидкости совершает колебательные движения, в результате чего охлаждающая жидкость через систему обратных клапанов, организующих движение охлаждающей жидкости в одном направлении, циркулирует от якоря-поршня через каналы поршневых групп энергомодуля и радиатор, при этом тепло от поршневых групп энергомодуля передается охлаждающей жидкости и при движении через радиатор отдается окружающей среде, система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости контролирует температуру протекающей по каналам поршневых групп энергомодуля охлаждающей жидкости, и при понижении температуры охлаждающей жидкости ниже оптимальной величины датчик температуры охлаждающей жидкости подает сигнал системе управления на прекращение подачи знакопеременного напряжения на обмотку привода насоса прокачки охлаждающей жидкости, насос прокачки охлаждающей жидкости прекращает совершать колебательные движения и перекачку охлаждающей жидкости через канал поршневой группы энергомодуля и радиатор, и температура охлаждающей жидкости повышается.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура 1. Принципиальная схема спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля.

1 - камера сгорания; 2, 6, 24, 25 - трубопровод; 3, 7, 16, 17 - газораспределительный клапан; 4, 8, 18, 19 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания; 13 - статорный магнит; 15 - катушка генератора; 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29 - обратный клапан.

Фигура 2. Принципиальная схема системы охлаждения поршневых групп двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля.

30 - обмотка привода насоса прокачки охлаждающей жидкости; 31 - якорь-поршень; 32, 36, 37, 38 - обратный клапан; 33 - канал поршневой группы энергомодуля; 34 - поршневая группа; 35. - радиатор; 39 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 40, 41 - демпферный гидроаккумулятор.