CN103016167A - 天然气发电机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的天然气发电机系统，包括天然气管道、空气管道、混合室、内燃机和发电机，内燃机上设置有与混合室相连通的进气管道；特征在于：天然气管道上按气体的流动方向依次设置有天然气过滤器、天然气流量计、天然气控制电磁阀和天然气抽气泵；空气管道上按气体的流动方向依次设置有空气过滤器、空气流量计、空气控制电磁阀和空气抽气泵；所述混合室内设置有旋转叶片，旋转叶片连接有驱使其转动的混合电机。本发明的天然气发电机系统，有效地实现了对进入混合室中天然气与空气比例的控制，确保了天然气的充分燃烧，提高了内燃机的工作效率。微控制器通过内燃机转速传感器可测得内燃机的输出转速，可有效实现对内燃机的输出功率控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气发电机系统，更具体的说，尤其涉及一种可对天然气和空气的进入比例进行有效控制的天然气发电机系统。
背景技术
随着煤、石油等非可再生资源的不断减少，人们正在逐渐寻求诸多的替代能源。 天然气作为一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。
天然气汽车技术日臻成熟，不仅可有效减少能源消耗，而且还有利于降低对城市中大气的污染。同样地，在压缩天然气汽车可以正常工作的同时，天然气发电机也在许多地区应用开来。对于采用气态天然气的内燃机来说，天然气在推动内燃机工作的过程，不等同于柴油或汽油内燃机，不能采用将待燃烧的天然气注入到内燃机的燃烧室中。这样，需要在外部将天然气与空气充分混合，以确保天然气的充分燃烧。
专利号为CN200620126509.1、发明名称为“天然气液化气发电机组”的发明专利，其具体公开了一种利用气态天然气驱使发动机工作、再利用发动机带动发电机进行发电。所示的天然气进气管和空气进气管在节气门中进行混合，在节气门中混合后在输入到发动机中；这种气体混合的结构，并不能控制混合气体中天然气与空气的比例，不能保证天然气在发动机中可以进行充分燃烧，使得发电机的效率较为低下。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可对天然气和空气的进入比例进行有效控制的天然气发电机系统。
本发明的天然气发电机系统，包括天然气管道、空气管道、混合室、利用天然气做功的内燃机以及与内燃机的输出相连接的发电机，天然气管道和空气管道均与混合室相连通，内燃机上设置有与混合室相连通的进气管道；其特别之处在于：天然气管道上按气体的流动方向依次设置有天然气过滤器、天然气流量计、天然气控制电磁阀和天然气抽气泵；空气管道上按气体的流动方向依次设置有空气过滤器、空气流量计、空气控制电磁阀和空气抽气泵；所述混合室内设置有旋转叶片，旋转叶片连接有驱使其转动的混合电机。
通过天然气管道和空气管道，可分别将天然气和空气输送至混合室内；内燃机通过燃烧天然气来实现做功，发电机在内燃机的驱动下进行发电。混合室通过内燃机上的进气管道输入空气与天然气的混合气体，以供内燃机进行做功。天然气管道和空气管道上的过滤器实现过滤作用，流量计实现对流入混合室气体的测量，控制电磁阀对管道的通断状态进行控制；抽气泵用于将外界的气体抽入至混合室中。
本发明的天然气发电机系统，包括由微控制器组成的控制电路；所述内燃机输出端设置有内燃机转速传感器；内燃机转速传感器、天然气流量计和空气流量计的输出均与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端均与天然气控制电磁阀、天然气抽气泵、混合电机、空气抽气泵和空气控制电磁阀的控制端相连接。
微控制器实现信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器通过内燃机转速传感器测得的转速，来控制内燃机的进气量；转速偏低时，会加大进气量，以提高内燃机的对外做功；转速偏高时，会降低内燃机的进气量，以便降低转速。微控制器通过天然气流量计和空气流量计，可分别测量出流入到混合室中的天然气量和空气量，以便使其达到合适的比例，确保天然气的充分燃烧。天然气控制电磁阀和空气控制电磁阀分别控制天然气管道和空气管道的通断；通过天然气抽气泵、空气抽气泵可分别将天然气、空气抽入至混合室中。
本发明的天然气发电机系统，还包括用于提供电能的电源模块；微控制器为单片机。
本发明的有益效果是：本发明的天然气发电机系统，通过设置与天然气管道和空气管道相连通的混合室，并在天然气管道和空气管道上设置过滤器、流量计、控制电磁阀和抽气泵，有效地实现了对进入混合室中天然气与空气比例的控制，确保了天然气的充分燃烧，提高了内燃机的工作效率。微控制器通过内燃机转速传感器可测得内燃机的输出转速，可有效实现对内燃机的输出功率控制。
附图说明
图1为本发明的天然气发电机系统的系统原理图；
图2为本发明中控制电路的电路原理图。
1内燃机，2发电机，3天然气管道，4空气管道，5混合室，6进气管道，7天然气过滤器，8天然气流量计，9天然气控制电磁阀，10天然气抽气泵，11混合电机，12空气抽气泵，13空气控制电磁阀，14空气流量计，15空气过滤器，16微控制器，17内燃机转速传感器，18电源模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的天然气发电机系统的原理图，其包括内燃机1、发电机2、天然气管道3、空气管道4、混合室5、进气管道6和混合电机11；所示的内燃机1用于燃烧天然气与空气的混合气体，在工作的过程中，天然气与空气的混合气体在气缸内被压缩至最小体积时，可采用电火花来点燃，以便实现对外做功。内燃机1的输出与发电机2相连接，以便驱动发电机2进行发电作业。内燃机1的进气管道6与混合室5相连通，以便混合室中天然气与空气的混合气体进入到内燃机中；天然气管道3和空气管道4均与混合室5相连通，混合室5中设置有旋转叶片，以便将天然气和空气混合均匀。为了驱使旋转叶片顺利转动，旋转叶片与混合电机11的输出端相连接。
天然气管道3上沿气体的流动方向依次设置有天然气过滤器7、天然气流量计8、天然气控制电磁阀9和天然气抽气泵10；天然气过滤器7用于滤除天然气中的杂质，天然气控制电磁阀9用于控制天然气管道3的通断；通过天然气抽气泵10的作业，可将天然气抽入至混合室5中。同样地，在空气管道4上沿气体的流动方向依次设置有空气过滤器15、空气流量计14、空气控制电磁阀13和空气抽气泵12，空气过滤器15用于滤除空气中的杂质，空气流量计14用于测量空气的进入量，控制控制电磁阀13用于控制空气管道4的通断状态；通过空气抽气泵12的作业，可将外界的空气抽入至混合室5中。
如图2所示，给出了本发明中控制电路的原理图，所示的微控制器16实现信号检测、数据运算和控制输出的作用，所示的内燃机转速传感器17用于测量内燃机输出端的转速；电源模块18用于提供电能，微控制器16可以采用单片机。所示的内燃机转速传感器17、天然气流量计8和空气流量计14的输出均与微控制16器的输入端相连接，微控制器的输出端均与天然气控制电磁阀9、天然气抽气泵10、混合电机11、空气抽气泵（12）和空气控制电磁阀13的控制端相连接。
本发明的天然气发电机系统，在工作的过程中，根据一定体积的天然气燃烧所需的空气体积，将天然气与空气的最佳比例值输入保存至微控制器16中。在天然气输入过程中，打开天然气控制电磁阀9，开启天然气抽气泵10，通过天然气流量计8将一定体积的天然气输入至混合室5中；同时通过开启控制控制电磁阀13，启动空气抽气泵12，并通过空气流量计14的检测，将最佳比例的空气输入至混合室5中。通过混合电机11驱使旋转叶片的转动，令天然气与空气混合均匀，以供内燃机1进行工作。
在工作的过程中，微控制器16通过内燃机转速传感器17检测内燃机1的转速，当转速偏低时，会同时增加空气和天然气的进气量，以便提高转速；当转速偏高时，会降低空气和天然气的进气量，以降低转速。
Claims (3)
1.一种天然气发电机系统，包括天然气管道（3）、空气管道（4）、混合室（5）、利用天然气做功的内燃机（1）以及与内燃机的输出相连接的发电机（2），天然气管道和空气管道均与混合室相连通，内燃机上设置有与混合室相连通的进气管道（6）；其特征在于：天然气管道上按气体的流动方向依次设置有天然气过滤器（7）、天然气流量计（8）、天然气控制电磁阀（9）和天然气抽气泵（10）；空气管道上按气体的流动方向依次设置有空气过滤器（15）、空气流量计（14）、空气控制电磁阀（13）和空气抽气泵（12）；所述混合室内设置有旋转叶片，旋转叶片连接有驱使其转动的混合电机（11）。
2.根据权利要求1所述的天然气发电机系统，其特征在于：包括由微控制器（16）组成的控制电路；所述内燃机（1）输出端设置有内燃机转速传感器（17）；内燃机转速传感器、天然气流量计（8）和空气流量计（14）的输出均与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端均与天然气控制电磁阀（9）、天然气抽气泵（10）、混合电机（11）、空气抽气泵（12）和空气控制电磁阀（13）的控制端相连接。
3.根据权利要求2所述的天然气发电机系统，其特征在于：还包括用于提供电能的电源模块（18）；微控制器（16）为单片机。
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