[其他]高效率直線動力機、工作機組合及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104386
• 申請日: 1985-06-02
• 公開（公告）號: CN85104386A
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜同
• 申請（專利權(quán)）人: 杜同
• 主分類號: F02B61/06
• 分類號: F02B61/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是將社會上成熟的往復(fù)式內(nèi)燃機，往復(fù)式流體壓送機，電磁鐵的基本原理進行綜合利用，組成多種功能的動力機-工作機組合。它包括：在內(nèi)燃機自由活塞（1）兩端各裝一只內(nèi)燃機汽缸（6）、（7）。在其活塞中間部位固定裝有一個園盤或支臂（2）。其特征在于：沒有連桿、曲軸，也沒有軸承。動力機部分與工作機部分是直接傳動。它們之間沒有任何傳動裝置或變速機構(gòu)。內(nèi)燃機活塞及流體壓送機柱塞均屬于自由活塞型。比如：A、將內(nèi)燃機與流體壓送機組合即成為“高效率直線內(nèi)燃流體（氣體或液體）壓送機”如附圖Ⅰ。B、將內(nèi)燃機與電磁鐵組合即成為“高效率直線內(nèi)燃發(fā)電機”如附圖Ⅱ。C、將電磁鐵與流體壓送機組合即成為“高效率直線電動流體壓送機”如附圖Ⅲ及Ⅳ。它們的動力機和工作機融為一體并且都作直線往復(fù)運動，沒有旋轉(zhuǎn)運動。

現(xiàn)在社會上使用的往復(fù)式流體壓送機（氣泵及液泵）都由內(nèi)燃機或電動機帶動，比如內(nèi)燃機-空氣壓縮機組。由于現(xiàn)代內(nèi)燃機中連桿、曲軸機構(gòu)的側(cè)向分力，在工作時使內(nèi)燃機的活塞左右緊壓汽缸壁而運動，使得摩擦損失很大。此外活塞銷與連桿小頭間，曲軸頸與連桿大頭間，曲軸主軸頸與軸承間的摩擦損失也較大。由于這些原固按一般內(nèi)燃機文獻介紹，現(xiàn)代內(nèi)燃機的能量有將近1/3損失在自身的這些摩擦上。現(xiàn)代空氣壓縮機乃系上述內(nèi)燃機的可逆運轉(zhuǎn)，因此帶動空氣壓縮機的能量也有將近1/3消耗在其活塞、連桿、曲軸機構(gòu)的摩擦上。所以現(xiàn)今使用的內(nèi)燃機-空氣壓縮機組的總熱效率極低。

同樣原因，現(xiàn)今使用的、由內(nèi)燃機帶動的發(fā)電機，或者由電動機帶動的空氣壓縮機都避免不了上述摩擦損失。因而其能量利用率也是不高的。

綜上所述，在能源極為寶貴的今天，很有必要對此類機組設(shè)備進行徹底的改進。

一、本組合發(fā)明的第一種用途-“高效率直線內(nèi)燃流體壓送機”。如圖Ⅰ，內(nèi)燃機部分和空氣壓縮機部分都取消了連桿、曲軸機構(gòu)，并把它們兩者的活塞1和柱塞3固定聯(lián)接。它們都只作直線往復(fù)運動，因而大大減小了機組自的摩擦損失，從而大幅度提高了機組的總的能量利用率;也大大簡化了機組結(jié)構(gòu)，降低了制造成本。內(nèi)燃機部分為在一只直線往復(fù)運動的自由活塞1的兩端，各裝一只二沖程內(nèi)燃機的汽缸6、7。在這樣內(nèi)燃機的外周裝2～4只直線往復(fù)運動的流體壓送機。

如果采用幾只自由活塞并聯(lián)運轉(zhuǎn)，則內(nèi)燃機也可以采用四沖程的結(jié)構(gòu)。

由于已有現(xiàn)代內(nèi)燃機和空氣壓縮機的成熟經(jīng)驗可供借鑒，因此在理論上將無可懷疑。只需進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決好冷卻、散熱、潤滑等問題即可實現(xiàn)。

其優(yōu)點為：1）機組結(jié)構(gòu)簡單，因而增加了機組運行的可靠性。2）除內(nèi)燃機的活塞環(huán)（圖中未示出）及壓縮機柱塞的封氣環(huán)（圖中未示出）與缸壁的摩擦而外，理論上別無其他摩擦損失。因此其熱效率必然很高，約為現(xiàn)代內(nèi)燃機-空氣壓縮機組的兩倍。3）由于活塞及柱塞對缸壁無側(cè)壓力引起的摩擦磨損，因此機組壽命長。4）融動力機和工作機為一體，因此機器體積小，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，成本低，尤其適宜于野外礦山作業(yè)。

二、本發(fā)明的第二種用途-“高效率直線內(nèi)燃發(fā)電機”

若以直線往復(fù)運動的發(fā)電機代替圖Ⅰ的空氣壓縮機部分，即成為本“高效率直線內(nèi)燃發(fā)電機”如附圖Ⅱ。這種直線運動的發(fā)電機是當今世界上沒有而又早已為最古老的科學實驗所證明。按法拉弟實驗：將磁棒插入線圈，線圈的導(dǎo)線中即產(chǎn)生電流。如果將磁棒反向抽出線圈，導(dǎo)線中即產(chǎn)生反向電流，這實即現(xiàn)代電磁鐵的逆工作原理。所以本發(fā)明就利用安裝在直線內(nèi)燃機自由活塞外沿的磁極隨活塞運動而往復(fù)插入和抽出定子線圈。這樣線圈中就產(chǎn)生出了交流電。

由于現(xiàn)代電機電器的能量轉(zhuǎn)換效率取決于機械損失、風阻損失、鐵心損失和導(dǎo)線損失。經(jīng)驗證明，只要設(shè)計合理，所有這些損失都是不大的。而本直線發(fā)電機的機械損失為零，所以其效率應(yīng)是較高的。

其優(yōu)點是：這樣的內(nèi)燃發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換總效率將比現(xiàn)代用的連桿、曲軸內(nèi)燃機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機組的總效率高很多，至少要提高20%。在結(jié)構(gòu)上甚為簡單。因此不但成本低，而且運轉(zhuǎn)可靠，特別是發(fā)電機的定子線圈簡化為圓筒形繞組，極便于制造和裝配。

三、本發(fā)明組成的第三種機器-“高效率直線電動流體壓送機”

將交流電通入現(xiàn)今電磁鐵的線圈中，線圈產(chǎn)生交變磁力，就會對電磁鐵的鐵心產(chǎn)生吸入或推出線圈的作用。本發(fā)明將此鐵心做成極性不變的磁鐵（永磁鐵或直流電磁鐵）;對其外的線圈通入交流電源、如此磁極在線圈中將作直線往復(fù)運動。這就成了直線往復(fù)電動機如圖Ⅲ或圖Ⅳ。