×
09.06.2018
218.016.5bdd

Результат интеллектуальной деятельности: Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002655684
Дата охранного документа
29.05.2018
Аннотация: Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику. Тепловая энергия от топки подводится к теплообменнику и нагревает воздух во внутренней полости теплообменника. Система управления отслеживает величину температуры и давления воздуха в теплообменнике. В момент времени, когда температура и давление воздуха в теплообменнике достигнет введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха, система управления открывает впускные клапаны цилиндра. Через них воздух из теплообменника поступает в рабочие полости поршней. Под действием давления воздуха поршни начинает движение из крайних точек схождения в крайние точки расхождения. Из компрессорных полостей поршней через обратные клапаны пневмоаккумулятора воздух поступает в пневмоаккумулятор. Магнитный поток статорного магнита линейного электрогенератора замыкается через якоря линейного электрогенератора. В результате движения якорей линейного электрогенератора площади примыкающих друг к другу их поверхностей уменьшаются, соответственно изменяется протекающий через якоря линейного электрогенератора и статорный магнит линейного электрогенератора магнитный поток, и в катушке линейного электрогенератора генерируется импульс электроэнергии. В момент времени прибытия поршней в крайние точки расхождения система управления закрывает впускные клапаны и открывает выпускные клапаны цилиндра. Якоря линейного электрогенератора с разноименными полюсами притягиваются друг к другу, и поршни, двигаясь встречно, занимают исходное для генерирования импульса электроэнергии положение. Отработавший воздух из компрессорных полостей поршней через открытые выпускные клапаны вытесняется в атмосферу, а через впускные обратные клапаны воздух из атмосферы засасывается в компрессорные полости поршней. Воздух из пневмоаккумулятора через обратный клапан пневмоаккумулятора поступает в теплообменник, в котором происходит очередной цикл нагрева воздуха с последующим генерированием очередного импульса электроэнергии в статорной катушке линейного электрогенератора. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент РФ 2550228 «Электрический генератор переменного тока с двигателем Стирлинга».

Основной недостаток устройства по патенту РФ 2550228 состоит в том, что частота колебаний рабочего поршня, соединенного со штоком, напрямую зависит от интенсивности подводимого тепла в «горячую» полость цилиндра и ,следовательно, эффективность преобразования кинетической энергии рабочего поршня и штока в электроэнергию также напрямую зависит от интенсивности подводимого тепла в «горячую» полость цилиндра.

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором состоит в следующем.

Тепловая энергия от топки, лучистая энергия Солнца и т.д. подводится к теплообменнику 1 и нагревает воздух во внутренней полости теплообменника 1. Система управления отслеживает величину температуры и давления воздуха в теплообменнике 1. В момент времени, когда температура и давление воздуха в теплообменнике 1 достигнут введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха, система управления открывает впускные клапаны цилиндра 2, 3. Максимальная величина давления и температуры воздуха в теплообменнике 1 выбирается из соображения прочностных характеристик материала теплообменника 1. Воздух из теплообменника 1 через впускные клапаны цилиндра 2, 3 поступает в рабочие полости поршней 4, 5. Под действием давления воздуха поршни 4, 5 начинают движение из крайних точек схождения в крайние точки расхождения. Из компрессорных полостей поршней 4, 5 через обратные клапаны пневмоаккумулятора 6, 7 воздух поступает в пневмоаккумулятор 8. Магнитный поток статорного магнита линейного электрогенератора 9 (статорный магнит линейного электрогенератора может быть постоянным магнитом или электромагнитом) замыкается через якоря линейного электрогенератора 10 и 11. В результате движения якорей линейного электрогенератора 10, 11 площади примыкающих друг к другу их поверхностей уменьшаются, соответственно, изменяется протекающий через якоря линейного электрогенератора 10 и 11 и статорный магнит линейного электрогенератора 9 магнитный поток, и в катушке линейного электрогенератора 12 генерируется импульс электроэнергии. В момент времени прибытия поршней 4, 5 в крайние точки расхождения система управления закрывает впускные клапаны цилиндра 2, 3 и открывает выпускные клапаны цилиндра 13, 14. Якоря линейного электрогенератора 10, 11 с разноименными полюсами притягиваются друг к другу, и поршни 4, 5, двигаясь встречно, занимают исходное для генерирования импульса электроэнергии положение. Отработавший воздух из компрессорных полостей поршней 4, 5 через открытые выпускные клапаны цилиндра 13, 14 вытесняется в атмосферу, а через впускные обратные клапаны 15, 16 воздух из атмосферы засасывается в компрессорные полости поршней 4, 5. Воздух из пневмоаккумулятора 8 через обратный клапан пневмоаккумулятора 17 поступает в теплообменник 1, в котором происходит очередной цикл нагрева воздуха с последующим генерированием очередного импульса электроэнергии в статорной катушке линейного электрогенератора 12. Таким образом, обеспечивается максимальная эффективность преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику 1.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором, включающим теплообменник, систему управления, впускные клапаны цилиндра, поршни, обратные клапаны пневмоаккумулятора, пневмоаккумулятор, статорный магнит линейного электрогенератора, якоря линейного электрогенератора, катушку линейного электрогенератора, выпускные клапаны цилиндра, впускные обратные клапаны и клапан пневмоаккумулятора, отличается тем, что тепловая энергия от топки подводится к теплообменнику и нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, система управления отслеживает величину температуры и давления воздуха в теплообменнике, в момент времени, когда температура и давление воздуха в теплообменнике достигнут введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха, система управления открывает впускные клапаны цилиндра, воздух из теплообменника через впускные клапаны цилиндра поступает в рабочие полости поршней, под действием давления воздуха поршни начинают движение из крайних точек схождения в крайние точки расхождения, из компрессорных полостей поршней через обратные клапаны пневмоаккумулятора воздух поступает в пневмоаккумулятор, магнитный поток статорного магнита линейного электрогенератора замыкается через якоря линейного электрогенератора, в результате движения якорей линейного электрогенератора площади примыкающих друг к другу их поверхностей уменьшаются, соответственно, изменяется протекающий через якоря линейного электрогенератора и статорный магнит линейного электрогенератора магнитный поток, и в катушке линейного электрогенератора генерируется импульс электроэнергии, в момент времени прибытия поршней в крайние точки расхождения система управления закрывает впускные клапаны и открывает выпускные клапаны цилиндра, якоря линейного электрогенератора с разноименными полюсами притягиваются друг к другу, и поршни, двигаясь встречно, занимают исходное для генерирования импульса электроэнергии положение, отработавший воздух из компрессорных полостей поршней через открытые выпускные клапаны вытесняется в атмосферу, а через впускные обратные клапаны воздух из атмосферы засасывается в компрессорные полости поршней, воздух из пневмоаккумулятора через обратный клапан пневмоаккумулятора поступает в теплообменник, в котором происходит очередной цикл нагрева воздуха с последующим генерированием очередного импульса электроэнергии в статорной катушке линейного электрогенератора.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут существенно отличаться от таковых при проектировании классических тепловых машин.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

На чертеже представлена принципиальная схема двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля с оппозитным движением поршней, линейным электрогенератором и теплообменником, где 1 - теплообменник; 2, 3 - поршень; 4, 5 - якорь линейного электрогенератора; 6 - катушка линейного электрогенератора; 7 - статорный магнит линейного электрогенератора; 8, 9 - впускной клапан; 10, 12 - выпускной обратный клапан; 11 - пневмоаккумулятор; 13, 14 - выпускной клапан; 15, 16 - впускной обратный клапан; 17 - обратный клапан пневмоаккумулятора.

Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором, включающим теплообменник, систему управления, впускные клапаны цилиндра, поршни, обратные клапаны пневмоаккумулятора, пневмоаккумулятор, статорный магнит линейного электрогенератора, якоря линейного электрогенератора, катушку линейного электрогенератора, выпускные клапаны цилиндра, впускные обратные клапаны и клапан пневмоаккумулятора, отличающийся тем, что тепловая энергия от топки подводится к теплообменнику и нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, система управления отслеживает величину температуры и давления воздуха в теплообменнике, в момент времени, когда температура и давление воздуха в теплообменнике достигнут введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха, система управления открывает впускные клапаны цилиндра, воздух из теплообменника через впускные клапаны цилиндра поступает в рабочие полости поршней, под действием давления воздуха поршни начинают движение из крайних точек схождения в крайние точки расхождения, из компрессорных полостей поршней через обратные клапаны пневмоаккумулятора воздух поступает в пневмоаккумулятор, магнитный поток статорного магнита линейного электрогенератора замыкается через якоря линейного электрогенератора, в результате движения якорей линейного электрогенератора площади примыкающих друг к другу их поверхностей уменьшаются, соответственно, изменяется протекающий через якоря линейного электрогенератора и статорный магнит линейного электрогенератора магнитный поток, и в катушке линейного электрогенератора генерируется импульс электроэнергии, в момент времени прибытия поршней в крайние точки расхождения система управления закрывает впускные клапаны и открывает выпускные клапаны цилиндра, якоря линейного электрогенератора с разноименными полюсами притягиваются друг к другу, и поршни, двигаясь встречно, занимают исходное для генерирования импульса электроэнергии положение, отработавший воздух из компрессорных полостей поршней через открытые выпускные клапаны вытесняется в атмосферу, а через впускные обратные клапаны воздух из атмосферы засасывается в компрессорные полости поршней, воздух из пневмоаккумулятора через обратный клапан пневмоаккумулятора поступает в теплообменник, в котором происходит очередной цикл нагрева воздуха с последующим генерированием очередного импульса электроэнергии в статорной катушке линейного электрогенератора.
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию двухцилиндровым свободнопоршневым энергомодулем с теплообменником и линейным электрогенератором
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 101-110 из 152.
26.08.2017
№217.015.d5e7

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623024
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.db47

Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к охлаждению двигателей внутреннего сгорания, а именно поршневой группы двигателя. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624156
Дата охранного документа: 30.06.2017
26.08.2017
№217.015.dbad

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к преобразователям энергии сгорания топлива в электрическую энергию. Техническим результатом является повышение эффективности преобразования. Сущность изобретения заключается в том, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в нее поступает часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624076
Дата охранного документа: 30.06.2017
26.08.2017
№217.015.de55

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней, штоков и цилиндра. Сущность изобретения заключается в том, что при повышении температуры поршней, штоков и цилиндра система управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624686
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.de9d

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является уменьшение потерь охлаждающей жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что поршневая группа двигателя выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624685
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.def7

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является исключение потерь охлаждающей жидкости при охлаждении поршневых групп. Сущность изобретения заключается в том что поршневая группа в составе поршней и штоков выполнена с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624930
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df22

Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения сжатым воздухом

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения сжатым воздухом состоит в следующем: при действии энергомодуля в момент времени, когда...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625075
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df46

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625070
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df53

Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что при повышении температуры поршневой группы система управления подает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625069
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.edb5

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является уменьшение потерь охлаждающей жидкости при охлаждении поршневых групп двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что поршневая группа двигателя в составе поршней и штоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628825
Дата охранного документа: 22.08.2017
Показаны записи 101-110 из 152.
26.08.2017
№217.015.d5e7

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623024
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.db47

Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к охлаждению двигателей внутреннего сгорания, а именно поршневой группы двигателя. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624156
Дата охранного документа: 30.06.2017
26.08.2017
№217.015.dbad

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к преобразователям энергии сгорания топлива в электрическую энергию. Техническим результатом является повышение эффективности преобразования. Сущность изобретения заключается в том, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в нее поступает часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624076
Дата охранного документа: 30.06.2017
26.08.2017
№217.015.de55

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней, штоков и цилиндра. Сущность изобретения заключается в том, что при повышении температуры поршней, штоков и цилиндра система управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624686
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.de9d

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является уменьшение потерь охлаждающей жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что поршневая группа двигателя выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624685
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.def7

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является исключение потерь охлаждающей жидкости при охлаждении поршневых групп. Сущность изобретения заключается в том что поршневая группа в составе поршней и штоков выполнена с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624930
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df22

Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения сжатым воздухом

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения сжатым воздухом состоит в следующем: при действии энергомодуля в момент времени, когда...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625075
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df46

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625070
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df53

Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что при повышении температуры поршневой группы система управления подает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625069
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.edb5

Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом

Изобретение относится к области охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является уменьшение потерь охлаждающей жидкости при охлаждении поршневых групп двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что поршневая группа двигателя в составе поршней и штоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628825
Дата охранного документа: 22.08.2017
+ добавить свой РИД