專利名稱：分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。特別是涉及一種分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
分布式供能-發(fā)電供給系統(tǒng)(DG)，是指功率不大(幾十千瓦至幾十兆瓦)，建設(shè)在負(fù)荷中心附近的，模塊式，采用先進(jìn)信息控制技術(shù)、清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、運(yùn)行安全可靠的自主智能發(fā)電形式。近年來，為了促進(jìn)國內(nèi)燃料電池汽車的快速發(fā)展，國家對燃料電池汽車動力系統(tǒng)集成技術(shù)繼續(xù)加大自主創(chuàng)新力度，在系統(tǒng)集成、故障診斷、分布控制、高壓電和氫氣安全以及與整車的匹配、優(yōu)化和試驗(yàn)技術(shù)等方面都取得突破。但是，氫燃料電池大量使用貴金屬材料PT、電池層組、改質(zhì)裝置、輔機(jī)部件、電氣控制系統(tǒng)設(shè)備等方面存在儲能密度、反應(yīng)速度、成本及可靠性等技術(shù)瓶頸，制約了氫燃料電池在交通、熱電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。氫內(nèi)燃機(jī)主要指以氫氣/氫合成氣與空氣組成的可燃混合氣為燃料的活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)。按照氫氣與空氣混合方式可以分為氣道噴射方式與缸內(nèi)直接噴射方式。所以，氫燃料內(nèi)燃機(jī)是降低污染，實(shí)現(xiàn)零排放，利用現(xiàn)有成熟的動力源技術(shù)，達(dá)到制備成本低廉、高效的促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳選擇。氫作為動力源燃料主要以燃料電池、活塞式發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、以及宇航火箭形式應(yīng)用在移動電源、熱電聯(lián)產(chǎn)、交通、及航空航天等領(lǐng)域。目前，氫能源動力發(fā)展方向主要包括兩大方面氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)。氫燃料電池堆綜合有效效率50%以上，隨負(fù)荷增加而降低；氫內(nèi)燃機(jī)有效熱效率為40% 45%，高負(fù)荷區(qū)域幾乎不變。前者由于材料、儲能密度、反應(yīng)效率、成本及可靠性等問題，距離實(shí)際應(yīng)用具有很大差距；后者借助強(qiáng)大的內(nèi)燃機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)及技術(shù)積累，作為氫能利用的過渡方案將得到較快的實(shí)際應(yīng)用，同時，可促進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。由于氫燃料的特性按傳統(tǒng)技術(shù)方案回火、爆燃、早燃、不可避免(氫燃燒速度24. 3m/S)，當(dāng)異常燃燒造成動力性下降的同時，產(chǎn)品的危險性也在增加，工況不良將十分明顯，這些因素?zé)o形中制約了氫燃料在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種利用現(xiàn)有成熟的點(diǎn)燃式動力源技術(shù)，以限制氫的燃燒速度為目的，達(dá)到高熱效率，降低污染，實(shí)現(xiàn)零排放的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，包括有氫能制備裝置、減壓調(diào)壓裝置、儲氫罐、升壓穩(wěn)壓裝置、內(nèi)燃機(jī)ECU及連接用電設(shè)備的發(fā)電機(jī)，其特征在于，還設(shè)置有第一級防回火、早燃安全裝置、第二級防回火、早燃全裝置、氫燃料內(nèi)燃機(jī)以及調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置，其中，所述的氫能制備裝置、調(diào)壓裝置、第一級防回火、早燃安全裝置、儲氫罐、升壓穩(wěn)壓裝置、第二級防回火、早燃安全裝置、氫燃料內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)依次串聯(lián)連接，所述的儲氫罐通過氫泄漏傳感器連接內(nèi)燃機(jī)ECU，所述的第一級防回火、早燃安全裝置、第二級防回火、早燃安全裝置、氫燃料內(nèi)燃機(jī)和調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)還通過信號傳感器連接內(nèi)燃機(jī)ECU，所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置和氫燃料內(nèi)燃機(jī)分別還連接發(fā)電機(jī)。 所述的信號傳感器包括有氫泄漏傳感器和爆震傳感器。所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置包括有，依次串聯(lián)連接的設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)上的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)速信號放大器、第一路F/ν轉(zhuǎn)換器、第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置、第一路誤差比較與放大電路和第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器，所述的第一路F/V轉(zhuǎn)換器還與第一路誤差比較與放大電路相連接，所述的轉(zhuǎn)速信號放大器還連接依次串聯(lián)連接的第二路F/V轉(zhuǎn)換器、第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置、第二路誤差比較與放大電路和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器，所述的第二路F/V轉(zhuǎn)換器還與第二路誤差比較與放大電路相連接，所述的第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置和第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置分別連接轉(zhuǎn)速控制時序控制器，所述的第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU。所述的第一級防回火、早燃安全裝置和第二級防回火、早燃安全裝置結(jié)構(gòu)相同，包括有與氫氣輸入端相連的手動截止閥，與手動截止閥相連的截止電磁閥，與截止電磁閥相連的線圈，所述的線圈通過電源信號插頭連接爆震傳感器控制電路，所述的截止電磁閥的輸出端通過導(dǎo)氣管連接水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置的進(jìn)氣通道，所述的水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置的出氣通道構(gòu)成第二級防回火、早燃安全裝置的氣體排出口，連接儲氫罐/氫燃料內(nèi)燃機(jī)，所述的水浴式機(jī)械防回火早燃裝置還連接爆震傳感器控制電路。所述的水浴式機(jī)械防回火早燃裝置包括有內(nèi)部用于裝入非助燃液體的耐壓容器殼，蓋在耐壓容器殼上端口的端蓋，以及設(shè)置在端蓋上端的具有所述的進(jìn)氣通道和出氣通道的通道結(jié)構(gòu)，所述的設(shè)置于通道結(jié)構(gòu)內(nèi)的進(jìn)氣通道和出氣通道貫穿端蓋與耐壓容器殼內(nèi)部連通，所述的耐壓容器殼內(nèi)部設(shè)置有與所述的進(jìn)氣通道相連通的具有兩級傘狀結(jié)構(gòu)的防液體震蕩裝置，所述的耐壓容器殼的殼壁上在設(shè)定的液位高度上鑲嵌有液位傳感器，所述的液位傳感器的信號輸出端與所述的爆震傳感器控制電路相連接，耐壓容器殼內(nèi)在設(shè)定的液面的上端的殼壁上設(shè)置有泄壓安全閥。所述的耐壓容器殼底部殼壁上設(shè)置有排污閥。所述的爆震傳感器控制電路包括有選頻放大器F，所述選頻放大器F的4腳連接12V電源，I腳通過電容C3接地，2腳通過電容C4接地，7腳接地，5腳和6腳之間連接一個電位器R6，6腳通過電容C2接地，3腳通過電容Cl連接三極管Tl的集電極，8腳通過電阻R4連接三極管T2的基極；所述三極管Tl的集電極還通過電阻R2接12V電源，基極通過電阻Rl接12V電源，還通過爆震傳感器接地，發(fā)射極通過電阻R3接地；所述的三極管T2的集電極接12V電源，發(fā)射極通過電阻R5接地，該發(fā)射極還連接可控硅SC的觸發(fā)端，所述可控硅SC的一端接地，另一端通過繼電器J的線圈接12V電源，所述的繼電器J的開關(guān)觸點(diǎn)分別連接12V電源和截止電磁閥。所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)包括有進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣道具有穩(wěn)壓腔，所述的穩(wěn)壓腔的一端形成有與氫燃料內(nèi)燃機(jī)的空氣濾清器相連接的進(jìn)氣口，所述的穩(wěn)壓腔的側(cè)壁上形成有多個對應(yīng)連通多個出氣口的導(dǎo)氣管，所述的多個出氣口連接氣缸蓋的進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣岐管上在臨近出氣口處形成有與第二防回火、早燃安全裝置的氣體排出口相連接的燃料噴孔，所述的穩(wěn)壓腔上設(shè)置有爆震傳感器，所述的爆震傳感器的信號輸出端連接第二級防回火、早燃安全裝置中的爆震傳感器控制電路。[0017]所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)包括有筒柱內(nèi)腔形火花塞，所述的筒柱內(nèi)腔形火花塞的結(jié)構(gòu)是由中心電極、導(dǎo)電玻璃和導(dǎo)電金屬桿由下至上依次連接構(gòu)成導(dǎo)電體，所述的該導(dǎo)電體的外周套有絕緣體，所述絕緣體下半部的外側(cè)套有導(dǎo)電殼體，所述導(dǎo)電殼體的上端通過墊圈與絕緣體緊密結(jié)合，所述的中心電極的另一端位于導(dǎo)電殼體的下端，所述導(dǎo)電殼體的下端連接側(cè)電極，所述導(dǎo)電殼體外側(cè)的下部分形成有用于與缸蓋連接的螺紋，所述絕緣體的頂端設(shè)置有接線柱，所述的金屬桿的另一端與所述的接線柱相連接。本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，利用現(xiàn)有成熟的點(diǎn)燃式動力源技術(shù)，迅速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于分布式供能系統(tǒng)的氫能發(fā)電，達(dá)到新型清潔能源綜合循環(huán)利用，降低污染，實(shí)現(xiàn)零排放的目的，能夠保證氫內(nèi)燃機(jī)在近乎零排放污染的工況下，高效率、低制備成本的工作。

圖I是本實(shí)用新型的整體構(gòu)成框圖；圖2是本實(shí)用新型調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置構(gòu)成框圖；圖3是本實(shí)用新型調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型多級防回火、早燃安全裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型爆震傳感器控制電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型氫燃料內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型的氫燃料內(nèi)燃機(jī)筒柱內(nèi)腔形火花塞的結(jié)構(gòu)示意圖。其中I :氫能制備裝置2 :減壓調(diào)壓裝置3 :第一級防回火、早燃安全裝置4 :儲氫罐5 :氫泄漏傳感器6 :升壓穩(wěn)壓裝置7 :第二級防回火、早燃安全裝置8 :氫燃料內(nèi)燃機(jī)9:內(nèi)燃機(jī)ECU10:發(fā)電機(jī)11:調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置12:信號傳感器13 :氫泄漏傳感器14 :爆震傳感器
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組做出詳細(xì)說明。如圖I所示，本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，包括有氫能制備裝置I (可采用太陽能高效制氫裝置或其他制氫裝置)、減壓調(diào)壓裝置2、儲氫罐4、升壓穩(wěn)壓裝置6、內(nèi)燃機(jī)ECU 9及連接用電設(shè)備的發(fā)電機(jī)10，還設(shè)置有第一級防回火、早燃安全裝置3、第二級防回火、早燃安全裝置7、氫燃料內(nèi)燃機(jī)8以及調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置11，其中，所述的氫能制備裝置I、調(diào)壓裝置2、第一級防回火、早燃安全裝置3、儲氫罐4、升壓穩(wěn)壓裝置6、第二級防回火、早燃安全裝置7、氫燃料內(nèi)燃機(jī)8和發(fā)電機(jī)10依次串聯(lián)連接，所述的儲氫罐4周圍I米內(nèi)的區(qū)域被氫泄漏傳感器5監(jiān)控并連接內(nèi)燃機(jī)ECU 9，所述的第一級防回火、早燃安全裝置3、第二級防回火、早燃安全裝置7、氫燃料內(nèi)燃機(jī)8和調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置11分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU 9，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)8還通過信號傳感器12連接內(nèi)燃機(jī)ECU9，所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置11和氫燃料內(nèi)燃機(jī)8分別還連接發(fā)電機(jī)10。所述的儲氫罐4上分別設(shè)置有安全閥和排氣閥。所述的信號傳感器12包括有氫泄漏傳感器13和爆震傳感器14。[0036]本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作過程是，經(jīng)太陽能高效制氫或其他制氫裝置，統(tǒng)稱氫能制備裝置I制得的氫燃料通過耐氫脆管路(所有可拆裝接頭密封都采用雙環(huán)帶線密封結(jié)構(gòu))靠自身壓力輸至減壓、調(diào)壓裝置2，經(jīng)減壓、調(diào)壓裝置2整理后的氫燃料得到不小于3kg/c m2的工作壓力；通過耐氫脆管路至第一級防回火、早燃安全裝置3(該裝置有水浴式防回火、早燃裝置及串連的電磁截止閥裝置，該裝置在氫燃料內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管路上裝有爆震傳感器當(dāng)爆震傳感器感應(yīng)到3000Hz以上強(qiáng)波動信號后，由該系統(tǒng)ECU控制器按反饋信號，向電磁截止閥發(fā)出指令，以關(guān)閉電磁截止閥，截?cái)嗫扇細(xì)怏w通路)；隨后經(jīng)過第一級防回火、早燃安全裝置3的可燃?xì)怏w，通過耐氫脆管路進(jìn)入氣態(tài)氫燃料存儲裝置儲氫罐4 (該裝置按國標(biāo)生產(chǎn)制造)，儲氫罐4容積大小隨工作要求選定，在此容器上備有安全閥，排污閥，進(jìn)、出氣口，手動截止閥、氫泄漏傳感器5 (該裝置在采集接收到燃?xì)庑孤┬盘栆埠髸詣涌刂频谝患壏阑鼗?、早燃安全裝置3停止供氣)；通過耐氫脆管路進(jìn)入氫燃料升壓穩(wěn)壓裝置6 (該裝置可根據(jù)工作要求將壓力控制在3bar至IObar);氫燃料獲得升壓、穩(wěn)壓后經(jīng)耐氫脆管路進(jìn)入第二級防回火、早燃安全裝置7 (其作用與第一級防回火、早燃安全裝置3相同)；經(jīng)耐氫脆管路進(jìn)入氫燃料內(nèi)燃機(jī)8的燃料噴射系統(tǒng)。如圖2、圖3所示，所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置11包括有，依次串聯(lián)連接的設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)上的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器11-1、轉(zhuǎn)速信號放大器11-2、第一路F/V轉(zhuǎn)換器11-3、第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置11-4、第一路誤差比較與放大電路11-5和第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器11-6，所述的第一路F/V轉(zhuǎn)換器11-3還與第一路誤差比較與放大電路11-5相連接，所述的轉(zhuǎn)速信號放大器11-2還連接依次串聯(lián)連接的第二路F/V轉(zhuǎn)換器11-8、第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置11-9、第二路誤差比較與放大電路11-10和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器11-11，所述的第二路F/V轉(zhuǎn)換器11-8還與第二路誤差比較與放大電路11-10相連接，所述的第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置11-4和第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置11-9分別連接轉(zhuǎn)速控制時序控制器11-7，所述的第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器11-6和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器11-11分別連接內(nèi)燃機(jī)E⑶9。如圖4所示，所述的第一級防回火、早燃安全裝置3和第二級防回火、早燃安全裝置7結(jié)構(gòu)相同，包括有與氫氣輸入端相連的手動截止閥3-1，與手動截止閥3-1相連的截止電磁閥3-4，與截止電磁閥3-4相連的線圈3-3，所述的線圈3-3通過電源信號插頭3_2連接爆震傳感器控制電路3-15，所述的截止電磁閥3-4的輸出端通過導(dǎo)氣管3-5連接水浴式機(jī)械防回火早燃裝置3-17的進(jìn)氣通道3-6，所述的水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置3-17的出氣通道3-19構(gòu)成第二級防回火、早燃安全裝置7的氣體排出口，連接儲氫罐4，/氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)，所述的水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置3-17還連接爆震傳感器控制電路3-15。所述的水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置3-17包括有內(nèi)部用于裝入非助燃液體3-12的耐壓容器殼3-18，密封蓋在耐壓容器殼3-18上端口的端蓋3-13，以及設(shè)置在端蓋3_13上端的具有所述的進(jìn)氣通道3-6和出氣通道3-19的通道結(jié)構(gòu)3-20，所述的設(shè)置于通道結(jié)構(gòu)3-20內(nèi)的進(jìn)氣通道3-6和出氣通道3-19貫穿端蓋3_13與耐壓容器殼3_18內(nèi)的非助燃液體3-12連通，所述的耐壓容器殼3-18內(nèi)部設(shè)置有與所述的進(jìn)氣通道3-6相連通的具有兩級傘狀結(jié)構(gòu)的防液體震蕩裝置3-16，所述的耐壓容器殼3-18的殼壁上在設(shè)定的液位高度上鑲嵌有液位傳感器3-11，所述的液位傳感器3-11的信號輸出端與所述的爆震傳感器控制電路3-15相連接，耐壓容器殼3-18內(nèi)在設(shè)定的液面的上端的殼壁上設(shè)置有泄壓安全閥3-7。所述的耐壓容器殼3-18底部殼壁上設(shè)置有排污閥3-10。如圖5所示，所述的爆震傳感器控制電路3-15包括有選頻放大器F，所述選頻放大器F的4腳連接12V電源，I腳通過電容C3接地，2腳通過電容C4接地，7腳接地，5腳和6腳之間連接一個電位器R6，6腳通過電容C2接地，3腳通過電容Cl連接三極管Tl的集電極，8腳通過電阻R4連接三極管T2的基極；所述三極管Tl的集電極還通過電阻R2接12V電源，基極通過電阻Rl接12V電源，還通過爆震傳感器8-7接地，發(fā)射極通過電阻R3接地；所述的三極管T2的集電極接12V電源，發(fā)射極通過電阻R5接地，該發(fā)射極還連接可控硅SC的觸發(fā)端，所述可控硅SC的一端接地，另一端通過繼電器J的線圈接12V電源，所述的繼電器J的開關(guān)觸點(diǎn)分別連接12V電源和截止電磁閥3-4。如圖6所示，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)8包括有進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣道具有穩(wěn)壓腔8-1，所述的穩(wěn)壓腔8-1的一端形成有與氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)的空氣濾清器相連接的進(jìn)氣口 8-5，所述的穩(wěn)壓腔8-1的側(cè)壁上形成有多個對應(yīng)連通多個出氣口 8-6的進(jìn)氣岐管8-2，所述的多個出氣口 8-6連接氣缸蓋的進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣岐管8-2上在臨近出氣口 8-6處形成有與第二防回火、早燃安全裝置7的氣體排出口相連接的若干燃料噴孔8-3，所述的穩(wěn)壓腔8-1上設(shè)置有爆震傳感器8-7，所述的爆震傳感器8-7的信號輸出端連接第二級防回火、早燃安全裝置7中的爆震傳感器控制電路3-15。如圖7所示，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)8包括有筒柱內(nèi)腔形火花塞，所述的筒柱內(nèi)腔形火花塞的結(jié)構(gòu)是由中心電極8-10、導(dǎo)電玻璃8-16和導(dǎo)電金屬桿8-13由下至上依次連接構(gòu)成導(dǎo)電體，所述的該導(dǎo)電體的外周套有絕緣體8-12,所述絕緣體8-12下半部的外側(cè)套有導(dǎo)電殼體8-15，所述導(dǎo)電殼體8-15的上端通過墊圈8-14與絕緣體8-12緊密結(jié)合，所述的中心電極8-10的另一端位于導(dǎo)電殼體8-15的下端,所述導(dǎo)電殼體8-15的下端連接側(cè)電極8-19，所述導(dǎo)電殼體8-15外側(cè)的下部分形成有用于與缸蓋連接的螺紋8-18，所述絕緣體8-12的頂端設(shè)置有接線柱8-11，所述的導(dǎo)電金屬桿8-13的另一端與所述的接線柱8-11相連接。本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組用于所有點(diǎn)燃式氫內(nèi)燃機(jī)及氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。本實(shí)用新型的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，當(dāng)氫內(nèi)燃機(jī)因氫的速燃造成非正常工況引發(fā)回火、早燃現(xiàn)象后，氫會以每秒種24. 3m的瞬間燃燒速度傳播，以O(shè). 018MJ的極低點(diǎn)燃能量及強(qiáng)大的爆炸動能對環(huán)境造成傷害。所以要正常、安全、可靠的使用氫燃料必須做到緩燃。遇到突發(fā)情況時A、首先控制繼續(xù)供給燃料，B、其次防止火源自來路逆向竄向儲氫罐，引發(fā)次生災(zāi)害，C、再次創(chuàng)造無氧環(huán)境，使其自行停止爆燃。為了進(jìn)一步保證安全使用的要求，本系統(tǒng)具備機(jī)、電兩套防回火、早燃安全裝置，從根本上解決了回火、早燃帶來的危害，其中水浴式防回火、早燃裝置還可起到增加氫氣10%濕度，延緩燃燒速度的作用。爆燃消失后，燃料供給自動恢復(fù)，內(nèi)燃機(jī)將重新自動起動，繼續(xù)工作。三次連續(xù)爆燃，內(nèi)燃機(jī)將自動停機(jī)、待檢。本實(shí)用新型的特點(diǎn)I、氫燃料多點(diǎn)電控逐缸順序噴射系統(tǒng)，采用圓柱型、內(nèi)腔光潔度達(dá)到3. 2的進(jìn)出氣兩端各30度轉(zhuǎn)角朝向進(jìn)氣口的蝸旋氣道。通過減壓、穩(wěn)壓、預(yù)熱裝置以O(shè). 12Mpa O. 20Mpa的壓力狀態(tài)，在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道接近各氣缸進(jìn)氣門口 10±2mm處，采取45°角朝向進(jìn)氣門口的位置，并以進(jìn)氣氣流形成了 30°切向角設(shè)置噴氣口，在ECU控制下定時、定量噴射可燃?xì)怏w。2、各氣缸噴氣口口徑根據(jù)內(nèi)燃機(jī)排氣量以2的O. 5倍系數(shù)疊加擴(kuò)大至適合的尺寸。3、采用氫燃料內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)低壓直噴系統(tǒng)，工作中該系統(tǒng)以IObar的壓力通過常閉式噴氣口(成熟技術(shù)、可采購到)在氣缸內(nèi)噴射氫燃料，此前空氣是在無摻混燃料的狀態(tài)下在吸氣沖程開始靠負(fù)壓進(jìn)入氣缸，因此充氣效能不受干擾，氫燃料靠內(nèi)燃機(jī)ECU閉環(huán)控制系統(tǒng)定時，定量在吸氣沖程中靠活塞下行形成的負(fù)壓狀態(tài)即開始通過長閉式噴氣嘴在氣缸內(nèi)噴射燃料，直至壓縮沖程開始停止噴射，氫燃料噴射脈寬由內(nèi)燃機(jī)ECU根據(jù)工況靠電子技術(shù)控制在O. I毫秒 O. 4毫秒，氫燃料空燃比在< I. 2 < I. 6的稀燃條件下工作，防止了早燃、回火、爆燃、熾熱燃燒等現(xiàn)象的發(fā)生，還可減少氮氧化物的形成。4、在此還可利用現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)凈化系統(tǒng)，這樣就能保證氫內(nèi)燃機(jī)在近乎零排放污染的情況下高效率、低成本的工作。氫內(nèi)燃機(jī)壓縮比定在彡10. 5 I為宜，這樣既可保證使用氫燃料的內(nèi)燃機(jī)正常工作，也適宜采用高抗爆性汽油驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī)正常工作，即為兩種燃料可分別使內(nèi)燃機(jī)工作的兩用燃料內(nèi)燃機(jī)。這樣可以在不加大原內(nèi)燃機(jī)各部件承載負(fù)荷的前提下，兼有多種燃料的選擇性。5、氫燃料內(nèi)燃機(jī)輸氣管路采用抗氫脆的不銹鋼硬管路和密封性好的不銹鋼氟膠復(fù)合軟管路。6、氫燃料內(nèi)燃機(jī)采用電控節(jié)氣門系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)閉環(huán)增益、調(diào)速、調(diào)頻、穩(wěn)頻的電子智能控制系統(tǒng)，兩者互相補(bǔ)益。7、氫燃料內(nèi)燃機(jī)采用電子泄漏傳感報(bào)警、停氣、停機(jī)裝置。8、氫合成氣內(nèi)燃機(jī)米用機(jī)、電一體防回火、爆燃、漏氣安全監(jiān)護(hù)裝置。9、氫燃料內(nèi)燃機(jī)采用電子感應(yīng)工作信號、控制停氣、停機(jī)裝置。10、氫合成氣內(nèi)燃機(jī)米用負(fù)壓感應(yīng)起動、供氣系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，包括有氫能制備裝置(I)、減壓調(diào)壓裝置(2)、儲氫罐(4)、升壓穩(wěn)壓裝置(6)、內(nèi)燃機(jī)ECU(9)及連接用電設(shè)備的發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，還設(shè)置有第一級防回火、早燃安全裝置(3)、第二級防回火、早燃安全裝置(7)、氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)以及調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置(11)，其中，所述的氫能制備裝置(I)、調(diào)壓裝置(2)、第一級防回火、早燃安全裝置(3)、儲氫罐(4)、升壓穩(wěn)壓裝置(6)、第二級防回火、早燃安全裝置(7)、氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)和發(fā)電機(jī)(10)依次串聯(lián)連接，所述的儲氫罐(4)通過氫泄漏傳感器(5)連接內(nèi)燃機(jī)ECU(9)，所述的第一級防回火、早燃安全裝置(3)、第二級防回火、早燃安全裝置(7)、氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)和調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置(11)分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU (9)，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)⑶還通過信號傳感器(12)連接內(nèi)燃機(jī)ECU (9)，所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置(11)和氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)分別還連接發(fā)電機(jī)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的信號傳感器(12)包括有氫泄漏傳感器(13)和爆震傳感器(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置(11)包括有，依次串聯(lián)連接的設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)上的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(11-1)、轉(zhuǎn)速信號放大器(11-2)、第一路F/V轉(zhuǎn)換器(11-3)、第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置(11-4)、第一路誤差比較與放大電路(11-5)和第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器(11-6)，所述的第一路F/V轉(zhuǎn)換器(11-3)還與第一路誤差比較與放大電路(11-5)相連接，所述的轉(zhuǎn)速信號放大器(11-2)還連接依次串聯(lián)連接的第二路F/V轉(zhuǎn)換器(11-8)、第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置(11-9)、第二路誤差比較與放大電路(11-10)和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器(11-11)，所述的第二路F/V轉(zhuǎn)換器(11-8)還與第二路誤差比較與放大電路(11-10)相連接，所述的第一路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置(11-4)和第二路內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速人工設(shè)定裝置(11-9)分別連接轉(zhuǎn)速控制時序控制器(11-7)，所述的第一路節(jié)氣門控制電壓跟隨器(11-6)和第二路節(jié)氣門控制電壓跟隨器(11-11)分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU (9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的第一級防回火、早燃安全裝置(3)和第二級防回火、早燃安全裝置(7)結(jié)構(gòu)相同，包括有與氫氣輸入端相連的手動截止閥(3-1)，與手動截止閥(3-1)相連的截止電磁閥(3-4)，與截止電磁閥(3-4)相連的線圈(3-3)，所述的線圈(3-3)通過電源信號插頭(3-2)連接爆震傳感器控制電路(3-15)，所述的截止電磁閥(3-4)的輸出端通過導(dǎo)氣管(3-5)連接水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置(3-17)的進(jìn)氣通道(3-6)，所述的水浴式機(jī)械防回火、早燃裝置(3-17)的出氣通道(3-19)構(gòu)成第二級防回火、早燃安全裝置(7)的氣體排出口，連接儲氫罐(4)/氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)，所述的水浴式機(jī)械防回火早燃裝置(3-17)還連接爆震傳感器控制電路(3-15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的水浴式機(jī)械防回火早燃裝置(3-17)包括有內(nèi)部用于裝入非助燃液體(3-12)的耐壓容器殼(3-18)，蓋在耐壓容器殼(3-18)上端口的端蓋(3-13)，以及設(shè)置在端蓋(3-13)上端的具有所述的進(jìn)氣通道(3-6)和出氣通道(3-19)的通道結(jié)構(gòu)(3-20)，所述的設(shè)置于通道結(jié)構(gòu)(3-20)內(nèi)的進(jìn)氣通道(3-6)和出氣通道(3-19)貫穿端蓋(3-13)與耐壓容器殼(3_18)內(nèi)部連通，所述的耐壓容器殼(3-18)內(nèi)部設(shè)置有與所述的進(jìn)氣通道(3-6)相連通的具有兩級傘狀結(jié)構(gòu)的防液體震蕩裝置(3-16)，所述的耐壓容器殼(3-18)的殼壁上在設(shè)定的液位高度上鑲嵌有液位傳感器(3-11)，所述的液位傳感器(3-11)的信號輸出端與所述的爆震傳感器控制電路(3-15)相連接，耐壓容器殼(3-18)內(nèi)在設(shè)定的液面的上端的殼壁上設(shè)置有泄壓安全閥(3-7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的耐壓容器殼(3-18)底部殼壁上設(shè)置有排污閥(3-10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的爆震傳感器控制電路(3-15)包括有選頻放大器F，所述選頻放大器F的4腳連接12V電源，I腳通過電容C3接地，2腳通過電容C4接地，7腳接地，5腳和6腳之間連接一個電位器R6，6腳通過電容C2接地，3腳通過電容Cl連接三極管Tl的集電極，8腳通過電阻R4連接三極管T2的基極；所述三極管Tl的集電極還通過電阻R2接12V電源，基極通過電阻Rl接12V電源，還通過爆震傳感器(8-7)接地，發(fā)射極通過電阻R3接地；所述的三極管T2的集電極接12V電源，發(fā)射極通過電阻R5接地，該發(fā)射極還連接可控硅SC的觸發(fā)端，所述可控硅SC的一端接地，另一端通過繼電器J的線圈接12V電源，所述的繼電器J的開關(guān)觸點(diǎn)分別連接12V電源和截止電磁閥(3-4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)包括有進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣道具有穩(wěn)壓腔(8-1)，所述的穩(wěn)壓腔(8-1)的一端形成有與氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)的空氣濾清器相連接的進(jìn)氣口(8-5)，所述的穩(wěn)壓腔(8-1)的側(cè)壁上形成有多個對應(yīng)連通多個出氣口(8-6)的導(dǎo)氣管(8-2)，所述的多個出氣口(8-6)連接氣缸蓋的進(jìn)氣道，所述的進(jìn)氣岐管(8-2)上在臨近出氣口(8-6)處形成有與第二防回火、早燃安全裝置(7)的氣體排出口相連接的燃料噴孔(8-3)，所述的穩(wěn)壓腔(8-1)上設(shè)置有爆震傳感器(8-7)，所述的爆震傳感器(8-7)的信號輸出端連接第二級防回火、早燃安全裝置(7)中的爆震傳感器控制電路(3-15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述的氫燃料內(nèi)燃機(jī)(8)包括有筒柱內(nèi)腔形火花塞，所述的筒柱內(nèi)腔形火花塞的結(jié)構(gòu)是由中心電極(8-10)、導(dǎo)電玻璃(8-16)和導(dǎo)電金屬桿(8-13)由下至上依次連接構(gòu)成導(dǎo)電體，所述的該導(dǎo)電體的外周套有絕緣體(8-12)，所述絕緣體(8-12)下半部的外側(cè)套有導(dǎo)電殼體(8-15)，所述導(dǎo)電殼體(8-15)的上端通過墊圈(8-14)與絕緣體(8-12)緊密結(jié)合，所述的中心電極(8-10)的另一端位于導(dǎo)電殼體(8-15)的下端，所述導(dǎo)電殼體(8-15)的下端連接側(cè)電極(8-19)，所述導(dǎo)電殼體(8-15)外側(cè)的下部分形成有用于與缸蓋連接的螺紋(8-18)，所述絕緣體(8-12)的頂端設(shè)置有接線柱(8-11)，所述的金屬桿(8-13)的另一端與所述的接線柱(8-11)相連接。
專利摘要一種分布式氫燃料低排污高效內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，有氫能制備裝置、調(diào)壓裝置、第一級防回火、早燃安全裝置、儲氫罐、升壓穩(wěn)壓裝置、第二級防回火、早燃安全裝置、氫燃料內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)依次串聯(lián)連接，儲氫罐通過氫泄漏傳感器連接內(nèi)燃機(jī)ECU，第一級防回火、早燃安全裝置、第二級防回火、早燃安全裝置、氫燃料內(nèi)燃機(jī)和調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置分別連接內(nèi)燃機(jī)ECU，氫燃料內(nèi)燃機(jī)還通過信號傳感器連接內(nèi)燃機(jī)ECU，調(diào)速調(diào)頻穩(wěn)頻裝置和氫燃料內(nèi)燃機(jī)分別還連接發(fā)電機(jī)?？捎糜谒悬c(diǎn)燃式氫內(nèi)燃機(jī)及氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。本實(shí)用新型利用現(xiàn)有成熟的點(diǎn)燃式動力源技術(shù)，迅速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于分布式供能系統(tǒng)的氫能發(fā)電，達(dá)到新型清潔能源綜合循環(huán)利用，降低污染，實(shí)現(xiàn)零排放的目的。
文檔編號F02B63/04GK202360218SQ20112034793
公開日2012年8月1日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者李鋼 申請人:李鋼