Комбинированный двигатель тарана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1816301 А В 75/1 5 15 ИЕ ИЗОБ ТЕ Т К Изобретение отн внутреннего сгорания пользованием парово быть использовано в строении. осится к двигателям с одновременным исо двигателя и может автомобиле- и судоЦель изобрететивности,На фиг.1 изобдвигатель, разрез;ра газовая, разрезлятор, разрез; на(вид А).Комбинированный дцилиндрический корпусзу которого крепятся с вигатель содерж, к наружному срутри головки 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬТАРАНА57) Использование: в двигателях внутреннего сгорания и паровых двигателях, можетбыть применен в авто- и судостроении. Двигатель содержит неподвижный цилиндрический корпус 1, внутри которого расположенпалец 6, связывающий жестко два диска 23и выходящий через паузы в корпусе 1 к волнообразным паза;.; вращающегося снаружикорпуса маховика 4, в по обе стороны дисков смонтированы сильфоны 8, работающиепоочередно и представляющие собой вставленные друг в друга трубкообразные "металния - повышение зффекражен комбинированный.на фиг.2 - рабочая каме; на фиг.3 - клапан-регуфиг,4 - элемент маховика лические меха", соединенные между собой то внутренними, то наружными краями металлические кольца в виде гофрированных трубок и образующие между собой рабочие объемы, герметически прикрепляющиеся к внутренней стороне головки 2 цилиндриче. ского корпуса 1 и к диску, снабженному противозаклинивающими подшипниками, движущимися по неподвижному цилиндрическому корпусу 1, а в головке 2 предусмотрены каналы для заполнения рабочих объемов газом, паром, хладагентом и воздухом, поступление которых регулируется с помощью клапанов-регуляторов, попарно 3 . расположенных, между которыми установлены рабочие камеры: газовая 19 с клапа.ном 33, электродами высокого напряжения 37, питающихся от генераторов, закрепленных на корпусе, устройством для подачи топлива 34 и паровая с устройством для подачи воды, 2 з,п. ф-лы, 4.ил.ОО снаружи опорные шарикоподшипники 3 маховика 4.В средней части цилиндрического корпуса (цилиндра) 1 имеются пазы 5 для возвратно-поступательного движения пальца 6, а также крепятся шарикоподшипники качения 7 маховика 4, Внутри цилиндра 1 помещены сильфоны 8, представляющие собой вставленные друг в друга "металлические меха", состоящие иэ широких, гибких, жаропрочных колец, соединенных между собой поочередно то внутренними, то наружными краями (по типу гофрированной трубки). Каждый "металлический мех" жестко крепится к неподвижной головке 2 цилиндра 1 с. внутренней стороны, образуянеподвижную часть сильфона 8, и в сжатомсостоянии между ними и кольцами их составляющими свободноо пространства недолжно быть, за исключением отдельных. Вразжатом состоянии сильфоны 8 между 5кольцами "металлических мехов" и самими"металлическими мехами" образуют несколько полостей (отсеков), которые являются рабочими объемами: газовым 9, паровым10, компрессора воздуха 11, компрессора 10холодильника 12 и соединяющегося с ним13 составляющих рубашку охлаждения, икоторые через каналы имеющиеся в головке2 соединяются с клапанами-регуляторами14, 15, 16, патрубками 17 и 18, которые крепятся к наружной стороне головки 2 цилиндра 1,Рабочие объемы сообщаются с рабочими камерами газовой 19, паровой 20, а также с системой забора воздуха 21 из 20внешней среды через фильтр (на схеме непоказан), системой удаления отработанных.газов через теплообменник 22, холодильником, резервуаром жидкости и резервуаромс меняющимся объемом для неуспевшегосконденсироваться пара (на схеМе не пока-.заны),Рабочий объем компрессора холодильника 12 и 13 (рубашка охлаждения) можетсообщаться с таким же обьемом противополОжных сильфонов 8.Внутри цилиндра 1 подвижная частьсильфонов 8 каждым своим "металлическиммехом" жеатко крепится, герметизируя каждый отсек (рабочий обьем), с диском 23, имеющим противозаклинивающиеподшипники 24 (показаны пунктиром т,к. всрез не попали) движущиеся по внутреннейповерхности цилиндрического корпуса 1, икоторый жестко соединяется с таким же диском противоположных сильфонов с помощью пальца 6, который на своих концах,выходящих через пазы 5 эа пределы цилиндра 1, имеет опорные роликовые подшипники 25,движущиеся по волнообразному пазу 4526 маховика 4 (фиг.4) имеющем соединительную муфту 27 (фиг.1) с шестерней отбора мощности и к которому крепится приводклапанов и электрогенератора 28.50С целью недопущения перекашиваниясамих сильфонов 8 (" металлических мехов")к диску 23 и отдельно к головке 2 цилиндра1 жестко прикреплены цилиндрические направляющие 29 выполняющие срединный 55промежуток рабочих объемов компрессоровхолодильника (рубашки охлаждения).К головке 2 крепится кожух 30, в котором размещен двигатель, его коммуникациии системы функционирования,Возможны варианты расположения рабочих объемов их количества, а также варианты конструкции, к примеру, рабочие объемы газовый и паровой могут быть в виде полой спирали.Рабочая камера газовая 19 (камера сгорания) состоит из двух полостей: полости сжатого воздуха 31 с увеличенной внутренней поверхностью и полости топлива 32, которые сообщаются между собой с помощью регулируемого клапана 33, Рабочая камера газовая 19 не охлаждается, кроме места соединения форсунки 34 и регулируемого клапана 33, у которого и гнездо и сердечник охлаждаются жидкостью.Снаружи поверхность камеры газовой 19 покрыта теплоизолирующим материалом или совмещена с камерой паровой 20.Полость сжатого воздуха 31 питается от рабочего обьема компрессора воздуха 11, а в полость топлива 32 впрыскивается горючее из форсунки 34(в равной степени может быть применен дозатор, приспособление постоянно подающее жидкое топливо, устройство подающее газовое топливо и др.),Рабочая камера газовая 19 имеет люк 35 для регулирования объема камеры, осмотра и крепления катализаторов 36,В обоих полостях камеры имеются электроды высокого напряжения 37,Стержень сердечника 38 клапана 33 полый и внутри его имеется система циркуляции охлаждающей жидкости, головка сердечника своей нерабочей частью 39 крепится к стенке полости топлива 32 двумя жаропрочными трубкообразными "металлическими мехами" (сильфонами) 40, между стенками которых пространство с меняющимся объемом 41 охлаждающей жидкости, которая циркулирует в процессе работы клапана 33 и одновременно является составной (прижимной и отжимной) частью привода клапана 33,Камера паровая 20 представляет собой сосуд. который нагревается отработанными газами, а в период начала работы двигателя и в холодных условиях дополнительно электричеством. Снаружи паровая камера также теплоизолирована,Вся система использования пара имеет замкнутый цикл. Вода в камеру подается доэатором или форсункой по мере необходимости,Клапаны-регуляторы 14, 15, 16 спарены. по строению и принципу работы сходны с клапаном 33 рабочей камеры 19,Гидравлические камеры системы приводов клапанов-регуляторов и клапана рабочей камеры газовой взаимосвязаны с приводом клапанов 28 и представляют со 1816301бой также сильфоны или металлические полые пружины,Комбинированный двигатель работает следующим образом.Первоначально придается принудительное вращение маховику 4, возникает разжатое состояние сил ьфонов 8, после чего начинается сжатие. В этот период все клапаны-регуляторы 14, 15, 16 и клапан 33 рабочей камеры газовой переключены в такое положение, что рабочий объем компрессора воздуха 11 нагнетает воздух в полость сжатого воздуха 31 рабочей камеры газовой (камеры сгорания) 19, В это время подается топливо в полость топлива 32 рабочей камеры газовой 19. С рабочего объема парового 10 отработанный пар через систему трубопроводов подается на конденсацию. С рабочего объема газового 9 отработанный газ своей системой трубопроводов подается на теплообменник 22, который теплом питает камеру паровую и далее на нагреватель хладагента(окончательный охладитель выхлопн ых газов). С рабочего объема компрессоров холодильника 12 и 13 (рубашки охлаждения) хладагент подается на охладитель выхлопных газов и далее на холодильник, где конденсирует пар.После окончания сжатия сильфонов 8 начинается рабочий ход: на электроды 37 подается ток, клапаны-регуляторы 14, 15, 16 переключаются в другое рабочее положение, открывается клапан 33 рабочей камеры газовой 19 и снова подается ток на электроды 37, происходит взрыв топлива, который разжимает рабочий объем газовый 9, одновременно сжатый перегретый пар рабочей камеры паровой 20 разжимает рабочий объем паровой .10, а в это время происходит всасывание воздуха из внешней среды в рабочий объем компрессора воздуха 11 и всасывания хладагента из системы холодильника в рабочий объем компрессоров холодильника 12 и 13 (рубашку охлаждения).При разжатии сильфонов 8, жестко с ним соединенный палец 6 совершает возвратно-поступательное движение в пазу 5 цилиндрического корпуса 1, а своими опорными роликовыми подшипниками 25, которые движутся по волнообразному пазу 26 маховика 4, производит вращение этого маховика 4.Так как в неподвижном цилиндрическом корпусе 1 имеется два набора сильфонов 8,то их работа осуществляется поочередно и сила вращения маховика 4 почти непрерывная.Особенность работы рабочей камеры газовой (камеры сгорания) 19 состоит в том, что в период, когда заполняется полость 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сжатого воздуха 31, в полость топлива 32 подается топливо, По окончании наполнения полости сжатого воздуха (перед открытием клапана 33) в обоих полостях, полости сжатого воздуха 31 и полости топлива 32, производятся одновременно мощные электрические разряды, которые пронизывают газовое содержимое полостей при высокой температуре, что дополнительно готовит их для более полной реакции. После чего открвается клапан 33 и повторно производится электрический разряд с целью максимального использования смеси воздуха и газообразного топлива.Подаваемая вода в камеру паровую 20 преобразуется в рабочий пар, а отработанный пар после рабочего объема парового 10 подается на конденсацию на холодильник.Хладагент холодильника нагревается до допустимых параметров в полости рабочего объема компрессоров холодильника 12 и 13 (рубашке охлаждения) и при охлаждении отработанных газов после теплообменника 22 камеры паровой.Конструкция предусматривает использование нагрева стенок рабочей камеры газовой 19 и рабочей камеры паровой 20. Что позволяет в качестве топлива для рабочей камеры газовой 19 применять низкосортные виды топлива.С целью предупреждения перехода тепла с камер на смежные детали, их крепление к клапанам-регуляторам, как и крепление клапанов-регуляторов к головке 2 цилиндра 1 и к трубопроводам должно быть через теплоизолирующие прокладки.Как видно на схемах предусматривается и охлаждение элементов двигателя жидкостью,Для обеспечения электричеством на обеих концах двигателя имеются генераторы электричества.Применение камеры паровой позволит уменьшить расход топлива.Использование электрического разряда для подготовки разогретого и сжатого воздуха и топлива в рабочей камере газовой перед их смешением и во время смещения в присутствии катализаторов позволит максимально использовать их реакцию и повысит экономическую и экологическую эффективность.Для улавливания продуктов сгорания после рабочего цикла могут быть применены жидкостные поглотители с периодической заменой жидкости и еецентрализованным обезвреживанием, чтотакже повысит экологичность устройства.Предлагаемый комбинированный двигатель экономичнее существующих, так как1816301 7 за счет повышения температуры в камере сгорания, предварительной подготовки компонентов сгорания электрическим разрядом, применения катализаторов и использования паровой камеры, утилизирующей тепло продуктов камеры сгорания, позволяет в качестве топлива использовать меньшее количество газового, дизельного или другого вида топлива за счет применения пара более 35 О, в результате повышается КПД и меньше загрязняется среда обитания человека.Формула изобретения 1, Комбинированный двигатель, содержащий корпус, рубашку охлаждения, цилиндр, головки цилиндра с впускными и выпускными патрубками, снабженными запорными органами, рабочие элементы, размещенные в цилиндре оппозитно, с образованием рабочих и компрессорных камер переменного объема, камеру сгорания с устройством воспламенения заряда, махо.вик, выполненный в виде втулки, установленной вокруг цилиндра, и палец, жестко связанный с рабочими элементами и расположенный перпендикулярно оси цилиндра,причем на внутренней поверхности маховика выполнен замкнутый криволинейный паз,в котором расположены посредством элементов качания концы пальца, о т л и ч а ю 5 щ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности, он снабжен паровой камерой переменного объема с теплообменником, подсоединенным к выпускномупатрубку, рабочие элементы выполнены в10 виде дисков и сильфонов, причем последниерасположены концентрично оси цилиндра ижестко связаны с дисками и головками цилиндров, а рубашка охлаждения, рабочая,компрессорная и паровая камеры располо 15 жены между сильфонами,2,Двигатель поп.1, отл ич а ю щи йс я тем, что камера сгорания выполнена ввиде полости постоянного объема, связанной с рабочей камерой при помощи впуск 20 ного патрубка.З.Двигатель по пп,1 и 2, отл и ча ющ и й с я тем, что он связан камерой сэлектродами для обработки топлива. связанной с камерой сгорания при помощи со 25 единительного отверстия управляемымклапаном, 18163011816301 Корректор М,Демчик Составитель А,Таран Техред М,Моргентал дакто издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Производстве Заказ 1650 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5