本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于非車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

隨著全球石油、煤炭等非可再生能源的不斷枯竭，新世紀(jì)面臨的能源危機(jī)問題越發(fā)嚴(yán)重，人們正在逐漸尋找和開發(fā)諸多的新型能源。天然氣里的硫、粉塵等有害物質(zhì)含量極低，燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳量也明顯少于現(xiàn)有主流的化石燃料，能夠極大地改善環(huán)境質(zhì)量，降低全球溫室效應(yīng)。

目前市面上也存在采用天然氣作為能源的發(fā)電機(jī)組，但是這類發(fā)電機(jī)往往存在體積大、整體設(shè)計(jì)復(fù)雜、天然氣燃燒不充分、不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，影響整個(gè)機(jī)組的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致整機(jī)性能低下，存在發(fā)電量不夠穩(wěn)定等各方面問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種天然氣發(fā)電機(jī)組，以保障發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，延長發(fā)電機(jī)組的使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊連接發(fā)動(dòng)機(jī)上的水溫傳感器、氧含量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、相位傳感器及機(jī)油壓力傳感器，水溫傳感器、氧含量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、相位傳感器及機(jī)油壓力傳感器分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的實(shí)時(shí)溫度、廢氣排氣口氧含量、燃?xì)鉁囟燃皦毫Αl(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及機(jī)油壓力進(jìn)行信號(hào)采集；發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊進(jìn)行通訊，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊將采集的信號(hào)傳輸給發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓的高低、穩(wěn)定性、頻率值進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)將需要的電壓、頻率值傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來達(dá)到發(fā)電機(jī)指定的電壓與頻率值；發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)同軸，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生電能。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)的防爆電磁閥的一端經(jīng)高壓減壓器連接天然氣管道，防爆電磁閥另一端連接低壓減壓器，低壓減壓器與混合器連接，天然氣經(jīng)低壓減壓后進(jìn)入混合器；空氣進(jìn)氣管與空氣濾清器相通，空氣濾清器與混合器連接，空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后進(jìn)入混合器，混合器內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片；增壓器與混合器連接，混合燃?xì)饨?jīng)增壓器增壓后進(jìn)入冷卻箱，混合燃?xì)廨敵龉芘c冷卻箱相通，冷卻后的混合燃?xì)庠陔娮庸?jié)氣門的控制下經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)氣口進(jìn)入燃燒室；混合燃?xì)饨?jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒，燃燒后廢氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋排氣口進(jìn)入水冷排氣管，水冷排氣管與增壓器連接，冷卻后的廢氣進(jìn)入增壓器推動(dòng)增壓器渦輪，為增壓器提供動(dòng)力，增壓器與排氣歧管連接，廢氣經(jīng)排氣歧管排出。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的廢氣排放氣道為直線通道。

所述水冷排氣管設(shè)有廢氣進(jìn)氣孔、廢氣排氣孔、冷卻液出水孔及冷卻液進(jìn)水孔，冷卻液進(jìn)水孔位于廢氣進(jìn)氣孔的對(duì)立側(cè)；廢氣進(jìn)氣孔與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋排氣口連接，廢氣排氣孔與增壓器連接，冷卻液進(jìn)水孔與水泵連接，冷卻液出水孔與冷卻箱連接。

所述冷卻箱與水泵連接；水泵分別與發(fā)動(dòng)機(jī)、水冷排氣管連接；冷卻箱冷卻液經(jīng)水泵后，一路流向發(fā)動(dòng)機(jī)，再流回冷卻箱；另一路流向水冷排氣管，再流回冷卻箱。

所述冷卻箱與嵌在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的冷卻管道形成天然氣發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)；混合燃?xì)廨敵龉堋⒗鋮s液輸入管和混合燃?xì)廨斎牍茉O(shè)在冷卻箱的上部，冷卻液輸出管設(shè)于冷卻箱下部。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊通過安裝在安裝支架上的蓄電池經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器后供電，蓄電池經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器通過線束連接發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，為發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)供電。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過設(shè)置各類傳感器及自動(dòng)化調(diào)節(jié)，來監(jiān)測(cè)整機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)，確保了發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率值要求和安全性能指標(biāo)，可有效實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的混合氣體充分燃燒，保障發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)發(fā)電。

2、通過冷卻水循環(huán)冷卻排氣管內(nèi)廢氣溫度，能將排氣歧管本體的溫度從650°降到200°以下，明顯降低了排氣歧管本體的溫度及所排廢氣的溫度和壓力，可延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，顯著降低噪音及排氣阻力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

3、通過改進(jìn)缸蓋內(nèi)廢氣排放氣道，減小了廢氣排放時(shí)的阻力，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明主視圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發(fā)明立體圖。

圖4是本發(fā)明的缸蓋半剖示意圖。

圖5是本發(fā)明的增壓器立體圖。

圖6是本發(fā)明氣流圖。

圖7是本發(fā)明水流圖。

圖8是本發(fā)明電路示意圖。

圖9是本發(fā)明的水冷排氣管立體圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示，發(fā)動(dòng)機(jī)36上部的防爆電磁閥29一端設(shè)有管道，用于連接天然氣管道32。天然氣經(jīng)高壓減壓器33、防爆電磁閥29后流向與防爆電磁閥29另一端相連的低壓減壓器28，經(jīng)低壓減壓器28減壓后流入與低壓減壓器28相連的混合器26。而空氣通過空氣進(jìn)氣管27經(jīng)位于發(fā)動(dòng)機(jī)36上部的空氣濾清器24后流入與空氣濾清器24相連的混合器26。混合器26內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片，通過攪拌將天然氣與空氣兩種氣體充分混合。天然氣與空氣經(jīng)混合器26混合形成混合燃?xì)?，混合燃?xì)庠俳?jīng)增壓器19增壓后進(jìn)入冷卻箱8，冷卻后在電子節(jié)氣門25的控制下經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋23進(jìn)氣口進(jìn)入燃燒室34。混合燃?xì)饨?jīng)火花塞的點(diǎn)火線圈2點(diǎn)火燃燒，燃燒后廢氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋23排氣口進(jìn)入水冷排氣管20，冷卻后進(jìn)入增壓器19推動(dòng)增壓器19渦輪，為增壓器19提供動(dòng)力，最后經(jīng)排氣歧管41排出。

本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋23的廢氣排放氣道30由彎道改為直線通道，可增加天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，優(yōu)化廢氣排放等級(jí)。

本發(fā)明的水冷排氣管20設(shè)有廢氣進(jìn)氣孔42、廢氣排氣孔43、冷卻液出水孔44及冷卻液進(jìn)水孔，冷卻液進(jìn)水孔位于廢氣進(jìn)氣孔42的對(duì)立側(cè)；廢氣進(jìn)氣孔42與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋23排氣口連接，廢氣排氣孔43與增壓器19連接，冷卻液進(jìn)水孔與水泵35連接，冷卻液出水孔44與冷卻箱8連接。通過水冷排氣管20，可直接給廢氣降溫，間接給增壓器19降溫，也間接給排氣歧管41降溫。

本發(fā)明的冷卻箱8與嵌在發(fā)動(dòng)機(jī)36內(nèi)部的冷卻管道共同形成整個(gè)天然氣發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)?；旌先?xì)廨敵龉?2、冷卻液輸入管21和混合燃?xì)廨斎牍?8均在冷卻箱8的上部引出，冷卻液輸出管11于冷卻箱8右下方引出。冷卻液管道內(nèi)嵌于發(fā)動(dòng)機(jī)36中，通過流動(dòng)的冷卻液體為發(fā)動(dòng)機(jī)36降溫；混合燃?xì)夤艿罏樘烊粴馀c空氣混合氣降溫。冷卻箱8的冷卻液經(jīng)水泵35后，一路流向發(fā)動(dòng)機(jī)36部分，給發(fā)動(dòng)機(jī)36機(jī)體降溫，再流回冷卻箱8；另一路流向水冷排氣管20，給水冷排氣管20內(nèi)部氣體降溫，再流回冷卻箱8。發(fā)動(dòng)機(jī)36的一部分熱量直接輻射到大氣中，一部分熱量被冷卻液帶回冷卻箱8；而冷卻箱8中的熱量一部分輻射到大氣中，一部分靠散熱器9內(nèi)的風(fēng)扇帶至大氣中。

混合燃?xì)馊紵a(chǎn)生高壓，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞運(yùn)動(dòng)驅(qū)使發(fā)動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)軸和發(fā)電機(jī)16轉(zhuǎn)軸同軸同速，從而驅(qū)使發(fā)電機(jī)16發(fā)電。

發(fā)電機(jī)16的發(fā)電端口處設(shè)置有電流互感器，電流互感器的一次繞組與發(fā)電機(jī)16的發(fā)電端口連接，電流互感器的二次繞組與發(fā)電機(jī)控制箱15內(nèi)的發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40的電流信號(hào)接收端口連接，對(duì)發(fā)電機(jī)16發(fā)電電壓的高低、穩(wěn)定性、頻率值進(jìn)行監(jiān)控；當(dāng)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40檢測(cè)到整個(gè)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常情況時(shí)，將斷開電流輸出，即機(jī)組進(jìn)入怠速模式，以此保護(hù)后面連接的電氣設(shè)備。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13內(nèi)設(shè)怠速模式，即推動(dòng)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)又不帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。怠速模式用于極低溫下給機(jī)器預(yù)熱，也用于適應(yīng)低功耗輸出模式。當(dāng)發(fā)電機(jī)組并沒有外接電氣設(shè)備或機(jī)組異常時(shí)，以怠速模式運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)電機(jī)控制箱15內(nèi)的發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40由轉(zhuǎn)速傳感器、調(diào)速控制系統(tǒng)組成。轉(zhuǎn)速信號(hào)由轉(zhuǎn)速傳感器7從發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪處獲得。調(diào)速控制系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)16指定的電壓與頻率值傳輸信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13通過調(diào)節(jié)混合燃?xì)夤?yīng)量來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)36轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)16轉(zhuǎn)速，以達(dá)到發(fā)電機(jī)16指定的電壓與頻率值。

本發(fā)明安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)36安裝支架12上的蓄電池通過電源轉(zhuǎn)換器37后，給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13供電，并通過線束14連接發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40，為發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40供電。通過線束14將發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13與發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40相連，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13與發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40的數(shù)據(jù)通信。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接發(fā)動(dòng)機(jī)36進(jìn)氣端的進(jìn)氣壓力傳感器4和進(jìn)氣溫度傳感器5，采集壓力信號(hào)和溫度信號(hào)并進(jìn)行控制。通過比較閾值，做出判斷控制防爆電磁閥29的關(guān)斷，防止混合器26溫度過高引爆的危險(xiǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接電子節(jié)氣門25并對(duì)電子節(jié)氣門25進(jìn)行控制，從而間接控制燃?xì)膺M(jìn)氣量。當(dāng)轉(zhuǎn)速偏高時(shí)，會(huì)降低進(jìn)氣量，以便降低發(fā)動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)速；當(dāng)轉(zhuǎn)速偏低時(shí)，會(huì)增加進(jìn)氣量，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)速。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接發(fā)動(dòng)機(jī)36上的相位傳感器10、轉(zhuǎn)速傳感器7，控制高性能點(diǎn)火線圈、火花塞點(diǎn)火時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)36獲得最佳點(diǎn)火提前角。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接發(fā)動(dòng)機(jī)36排氣端的氧含量傳感器3，通過氧含量傳感器3采集氧含量信號(hào)，并調(diào)節(jié)空氣進(jìn)氣量，使天然氣達(dá)到最佳燃燒比。氧含量過高，則表明進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)36內(nèi)部的混合器中的空氣含量過多；氧含量過低，則表明空氣含量不足。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接置于發(fā)動(dòng)機(jī)36冷卻管道內(nèi)的水溫傳感器1，用于監(jiān)測(cè)冷卻液的實(shí)時(shí)溫度，并通過與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13相連接的水溫顯示器38指示水溫信息。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13根據(jù)當(dāng)前冷卻液溫度，通過控制節(jié)溫器來控制冷卻液流量，以達(dá)到適當(dāng)?shù)睦鋮s效果。當(dāng)水溫超過閾值自動(dòng)報(bào)警，防止發(fā)動(dòng)機(jī)36長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損壞。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊13連接發(fā)動(dòng)機(jī)36的機(jī)油壓力傳感器39并采集機(jī)油壓力信號(hào)，對(duì)整機(jī)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。

發(fā)電機(jī)控制箱15內(nèi)部發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、燃料供給和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁進(jìn)行控制。采集電壓、電流、頻率、轉(zhuǎn)速、冷卻水溫、機(jī)油壓力等信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、邏輯分析及處理，顯示電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速、水溫、缸溫、排氣溫度、蓄電池電壓、機(jī)油壓力、機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等物理量。發(fā)電機(jī)控制箱15上的故障指示燈17，用于發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)40對(duì)整機(jī)各類傳感器信號(hào)的綜合分析評(píng)估后的整體指示，指示整機(jī)工作是否異常。

本發(fā)明圖示用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明也可用于四缸發(fā)動(dòng)機(jī)。