CN115822789A - 远程控制发电机 - Google Patents

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CN115822789A CN202111090332.XA CN202111090332A CN115822789A CN 115822789 A CN115822789 A CN 115822789A CN 202111090332 A CN202111090332 A CN 202111090332A CN 115822789 A CN115822789 A CN 115822789A
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G·H·方丹
R·T·坦巴
D·普索尼斯
E·卡瓦尔诺斯
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Saide Power Technology Guangdong Co ltd
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Abstract

本发明公开了一款发电用发电机,该发电机包括一个控制单元来控制发电机,其中发电机包括一个通信接收器,使得发电机可被由通信接收器接收的控制命令远程控制。本发明还公开了一种供给电能方法,该方法包括下列步骤:提供多台具备第一设定功率但限制于第二功率工作的发电机,第二功率小于第一种功率;以与第二功率对应的租用收费把发电机租赁给客户;经客户批准后,选择性地远程解除发电机限制使其可达到第一功率并收取与第一功率对应的收费率。

Description

远程控制发电机
下列国际专利的内容(专利号PCT/AU2020/051166、PCT/AU2020/051170、PCT/AU2020/051175、PCT/AU2020/051177和PCT/AU2020/051178)作为本申请的参考文献纳入本申请。
技术领域
本发明涉及一款发电机。更具体但非排他地,本发明涉及一款可使用例如具备多气缸组的更高效内燃机的远程控制发电机。
背景技术
众所周知,已有的一种发电机是由内燃机驱动的。典型传统内燃机采用曲轴、曲柄臂及连杆机构。而申请人发现该类内燃机存在噪声、振动、平顺性、效率及排放方面的局限与不足。
对于传统发电机,其输出受发电机机械设置控制。例如,一款初始设计为30kW的发电机,其最大输出功率即为30kW。如果后端需求功率高于该输出,此类发电机则无法跟随功率需求并可能失控停机。许多制造商使用现有内燃机来驱动他们的发电机组。而这些内燃机的功率因其物理尺寸及封装空间而受限。消费者因成本因素不愿购买稍大功率发电机,且宁将冒着低功率失败的风险去选择低购置和安装成本的发电机。
专利申请人旨在提供一款发电机以克服或者改善至少一项现有发电机的不足。相应地,本发明所展示的实例旨在避免或至少改良现有发电机的缺点。
发明内容
根据本发明的一方面,所发明的发电机用于发电,该发电机由控制单元控制,并包括一个通信接收器以接收控制指令,实现发电机的远程控制。
优选地,该控制单元包括通信接收器。
优选地,该发电机拥有一个内燃机,其包括一个活塞、一个气缸及一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动。
更优选地,该耦合机构设置为可使得活塞在输出轴恒速旋转时具备相对于输出轴转角的正弦运动。
优选地,该内燃机是气缸对置式内燃机。更优选地,该内燃机可为具备至少一对对置气缸组且气缸内活塞由同一集中连杆连接并沿同一轴线运动的内燃机形式。甚至更优选地,该内燃机可为苏格兰式内燃机。
控制单元的一种形式设计为通过通信接收器接收软件升级。
优选地,所发明的发电机包括一个通信发射器。更优选地,控制单元可通过该通信发射器将来自发电机的数据发送给远程设备以供数据分析。甚至更优选地,这些数据涉及维护、用电量和/或发电机的尺寸/性能是否匹配用电量。
根据本发明的另一方面,所发明的发电机拥有一个内燃机,该内燃机包括多个活塞、多个气缸和一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且由一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动。该内燃机包括第一气缸组和第二气缸组,源自输出轴的第一气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的一侧,源自输出轴的第二气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的对称另一侧。
优选地,该内燃机是气缸对置式内燃机。
根据本发明的另一方面,所发明的发电机拥有一个内燃机,该内燃机包括一个活塞、一个气缸和一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动。其中内燃机包括一个由可分离部件组成的内燃机气缸组,该可分离部件包括一个曲轴箱和至少一个气缸组。
根据本发明的另一方面,所发明的发电机拥有一个内燃机,该内燃机包括一个活塞、一个气缸及一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动。其中内燃机包括一个可由多个可分离的相似部件组成的曲轴箱,且每个所述相似部件是一个通用铸件。
优选地,每个相似部件是完全一样的部件。
根据本发明的另一方面,所发明的供电方法包括如下步骤:提供多台具备第一额定功率但限制在第二设定功率的发电机,且第二设定功率低于第一额定功率;以与第二设定功率对应的租赁费率租赁发电机给客户;选择性地远程解除发电机限制使其在第一额定功率下工作并收取与第一额定功率对应的租赁费率。
优选地,解除发电机限制的操作对应于发电功率需求超出发电机输出功率。
优选地,依据客户需求来解除发电机限制。
一种优选形式为一台发电机为多个家庭共享。
优选地,发电方法包括提供一个远程主控制器以依据主控命令来控制多台发电机的步骤。
附图说明
仅通过参考附图的非限制性示例进一步描述本发明,其中:
图1展示本发明的一个发电机的示例;及
图2展示所发明的发电机对应于其他能源的一个应用示例。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明的发电机拥有一个控制单元和一个通信接收器(可为控制单元的一部分)以远程控制发电机。所发明的发电机也可拥有一个通信发送器以远程监控发电机的输出和/或需求。发电机远程控制有助于实现下列功能,包括:限制发电机功率,解除发电机功率限制,远程启动发电机以循环油液,和其他一些功能。
更具体地,如图1和图2所示,所发明的发电机10用以发电,该发电机10具有一个控制单元12来控制发电机10,其中发电机10包括一个通信接收器14,使得发电机10可以被由通信接收器14接收的控制命令远程控制。
控制单元12可包括通信接收器14。通信接收器14可使用无线及/或蜂窝网络通信。在一种通信形式中,通信接收器14可使用电话卡通过蜂窝基站16通信,和/或使用无线接收器通过无线路由器18通信。
发电机10可包括一个内燃机20,其包括一个活塞、一个气缸和一根输出轴。活塞可置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动,并进而驱动发电机10来发电供能。
耦合机构设计为可使得当输出轴以恒定转速旋转时,活塞相对于输出轴转角做正弦运动。内燃机可为气缸对置式内燃机。更具体地,该内燃机可具备至少一组对置气缸组,且气缸内活塞由同一集中连杆连接并沿着同一轴线运动,且该组活塞沿着同一方向同步运动。一个具体示例是,内燃机可为苏格兰式内燃机。内燃机可包括在本专利申请说明书前文提及的申请人所拥有的国际专利中公布的一项或多项特征。
控制单元12可设计为通过通信接收器远程接收软件升级以使发电机10的软件保持最新。一个服务车辆22可用于传送发电机10及其安装与维护。
发电机10可包括一个通信发送器24。通信发送器24可包括一个无线发送器以通过无线路由器18进行通信,和/或一个蜂窝网络发送器以通过蜂窝网络基站16进行通信。得益于先进的技术,发电机10可包括一个通信收发器,且其可为无线和/或蜂窝网络收发器。控制单元12可通过通信发送器24传送来自发电机10的数据到一个远端仪器进行数据分析。该数据的一种形式可涉及发电机维护、用电量和/或该发电机的尺寸/性能是否匹配用电量。
内燃机20可包括若干活塞、若干气缸和一根输出轴。一种装配形式可为活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,活塞与输出轴通过耦合机构耦合使得所述活塞的往复直线运动可驱动输出轴做旋转运动。例如,内燃机包括第一气缸组和第二气缸组,其中源自输出轴的第一气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的一侧,源自输出轴的第二气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的对称另一侧。该内燃机可以是气缸对置式内燃机。
有利地,内燃机20可以是具有至少一组对置气缸且活塞对沿同一轴线运动并由同一集中连杆连接类型的内燃机。使用该类内燃机为发电机10供电可具备尺寸紧凑、噪声等级低和NVH水平优良的优势。该类内燃机亦可具备低排放及低成本的相关优势。该内燃机可使用汽油、液化石油气、甲醇、乙醇、柴油、压缩天然气、氢气或其他合适的燃料。燃料可通过燃料箱或管道运输。进一步地,该类内燃机可具有一个润滑域,使得内燃机可以以相对较高的转速(比如,非限制性的5500转/分钟)稳定可靠地运行。此外,申请人发现使用线性轴承可在活塞经过上死点位置、下死点位置时提供窦性润滑油运动。
在另一种形式中,内燃机20包括一个活塞、一个气缸和一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动。活塞由一个耦合机构与输出轴耦合,使得所述活塞的往复直线运动可驱动输出轴做旋转运动。内燃机20包括一个由可分离部件组成的内燃机缸体,该可分离部件由一个曲轴箱和至少一个缸体组成。
在又一形式中,内燃机20包括一个由多个可分离的相似部件组成的曲轴箱,且每个相似部件均是通用铸件。每个相似部件可以是完全相同的部件。
另一方面,本发明公布一种先进的供电方法。特别地,所发明的供电方法包括如下步骤:
配置若干发电机10的第一额定功率和第二设定功率,第二设定功率低于第一额定功率;
以与第二设定功率对应的租赁费率租赁发电机10给客户使用;以及
选择性地远程解除发电机10的限制,使其可在第一设定功率下工作并收取第一设定功率对应的租赁费率。
解除发电机限制的步骤可通过响应发电机10功率需求超出发电机10输出功率。其他地或额外地,解除发电机10限制的步骤可通过响应客户要求来实现。
可以预见一台发电机10可被多个家庭共享。
所发明的方法也可提供一远程主控制器来响应主控命令以操控多台发电机的步骤。例如,主控制器可用于控制发电机在诸如森林火灾等相似能源中断事件时供能。本发明的电力供能方法可通过以定期租赁费率租赁发电机替代购买一台(会是昂贵的)发电机来减少客户花销。并且,远程控制发电机的能力可避免发电机失控停机(需要重置断路保护器),因为通过监控发电输出和需求,发电机可以自动调节以避免失控停机。该功能可通过调节发电机上的内燃机来实现。
参考图1,控制单元12通过可用的/选择的通信方法与远程设备通信。维护人员也可在驾车时通过无线信号连接(或其他信号)诊断发电机10,而不必走出车外。
图2展示一种系统级能源管理,能源需求和可用资源基于最佳示例和最低温室气体排放实施管理。基于局部供能网络,特定系统可赋予优先级,比如,太阳能优先第一,燃煤电网最后。图2展示了一种由控制单元12控制供能的可再生能源26以及住宅、商店和其他建筑28。图2也展示了用于煤电站32的煤运输管道30、一个变压器34、输电线36以及一个变电站36,以输送由发电站32发出的电能。
在图2所示的布置中,控制单元12管理可用能量源并决定各种能量源供能分配及供能时间。一个远程的控制器配置控制单元12并设置其控制算法。
本发明所展示的例子提供一个远程监管或控制发电机发电的方法。监控站和发电机10本体的通信方法也涉及了内燃机功率需求,输出可被远程监控并设置,以电子性而非机械性地调整电力输出等级。本发明所示的例子可包括下列领域:
-使用发电机10上的内燃机20以实现远程控制功率输出
-现有住宅(或其他建筑)的无线系统可作为通信介质
-现有蜂窝网络可作为通信介质
-专用无线电链路可作为通信介质
-电力猫可作为通信介质
-无线链路可作为通信介质
-虚拟显示可作为通信介质
-内燃机20的动力输出可被通信介质监控
-下游功率需求可通过通信介质监控
-内燃机10的功率输出可通过通信介质来增减
-用电账单及每度电电费可通过从通信介质接收的信息计费
-内燃机20维护需求可通过通信介质交互并监控
结果是:
-更低的客户花销,因为客户仅需按照市场价格支付其用电量
-更低的安装费用,因为发电系统可被远程监控并设置
-更低的维护费用,因为仅需要基本的维护(不会过度维护)
-基于系统需求来管理发电输出的能力
-“一体通适”的发电机输出安装能力
-根据需求历史来重新定价内燃机输出并以此向客户计费的能力
-发电机10响应用电高峰需求的能力
-通过组合租赁费用及实际用电量记账而非仅基于发电机性能收取租赁费用的能力(发电机性能可超出应用需求)
-更少的备用电源跳闸
-租赁发电机10给客户而非售卖发电机10给客户,而后向客户收取租赁及用电费的能力
-整合发电机10和其他能源供给装置(如太阳能)并管控发电机10启停时间的能力。例如,当电网停电而家用太阳能系统仍可满足需求时不应该启动发电机10。
-减少由发电机非必要启动产生温室气体的能力
前述了本发明的多种实施方案,须知这些方案仅通过示例来展示,而不限于这些示例。显然相关领域的专业人员可基于本发明的精髓和范围对形式和细节做出各种改变。故本发明不应限制于任何前文所述的展示性方案。
在本说明书中,对任何先前出版物(或其衍生信息)或任何已知事项的参考均不是也不应该被视为承认或认可或任何形式暗示该先前出版物(或其衍生信息)或已知事件构成相关领域公知常识的一部分。
特征和附图参考数字列表
10 发电机
12 控制单元
14 通信接收器
16 蜂窝通信基站
18 无线路由器
20 内燃机
22 服务车辆
24 通信发送器
26 可再生能源
28 住房、商店及其他建筑
30 煤堆
32 电站
34 变压器
36 输电线路
38 变电站。

Claims (20)

1.一台发电机,其特征在于:所述发电机包括一个控制单元以控制发电机,其中所述发电机包括一个通信接收器,以执行由通信接收器接收的命令来远程控制发电机。
2.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:控制单元包括通信接收器。
3.如权利要求1或2所述的发电机,其特征在于:所述发电机还包括一个内燃机,所述内燃机包括一个活塞、一个气缸和一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,以实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动。
4.如权利要求3所述的发电机,其特征在于:所述耦合机构可使活塞在输出轴恒速旋转时具备相对于输出轴转角的正弦运动。
5.如权利要求3或4所述的发电机,其特征在于:内燃机是气缸对置式内燃机。
6.如权利要求5所述的发电机,其特征在于:内燃机拥有至少一组对置气缸,所述对置气缸内的活塞沿同一轴线运动并由同一集中连杆连接,使得一组活塞沿着同一方向同步运动。
7.如权利要求1到6中的任一项所述的发电机,其特征在于:控制单元设置为通过通信接收器接收软件更新。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的发电机,其特征在于:发电机具有一个通信发送器。
9.如权利要求8所述的发电机,其特征在于:控制单元可通过通信发送器将来自发电机的数据发送给远程设备,以供数据分析。
10.如权利要求8所述的发电机,其特征在于:所述数据涉及发电机维护、用电量和/或发电机的尺寸/性能是否匹配用电量。
11.一台发电机,其特征在于:所述发电机拥有一台内燃机,所述内燃机包括多个活塞、多个气缸和一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且由一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动,所述内燃机包括第一气缸组和第二气缸组,源自输出轴的第一气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的一侧,源自输出轴的第二气缸组的凸轮轴传动系位于输出轴的对称另一侧。
12.如权利要求11所述的发电机,其特征在于:内燃机是气缸对置式内燃机。
13.一台发电机,其特征在于:所述发电机拥有一台内燃机,所述内燃机包括一个活塞、一个气缸及一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动,其中内燃机包括一个由可分离部件组成的内燃机气缸组,可分离部件为一个曲轴箱和至少一组气缸组。
14.一台发电机,其特征在于:所述发电机拥有一台内燃机,所述内燃机包括一个活塞、一个气缸及一根输出轴,其中活塞置于气缸内由燃烧能驱动做往复直线运动,且通过一个耦合机构与输出轴耦合,实现所述活塞的往复直线运动驱动输出轴的旋转运动,其中内燃机包括一个可由多个可分离的相似部件组成的曲轴箱,且每个所述相似部件是一个通用铸件。
15.如权利要求14所述的发电机,其特征在于:每个相似部件是完全相同的部件。
16.一个电力供能方法,其特征在于:所述方法包括下列步骤:提供多台具备第一额定功率但限制于第二设定功率工作的发电机,且第二设定功率低于第一额定功率;以与第二限制功率对应的租赁费率租赁发电机给客户;选择性地远程解除发电机限制使其以第一额定功率工作,并以与第一额定功率对应的租赁费率出租发电机。
17.如权利要求16所述的电力供能方法,其特征在于:执行解除发电机限制的步骤对应于发电功率需求超出发电机输出功率。
18.如权利要求16所述的电力供能方法,其特征在于:执行解除发电机限制的步骤响应于客户需求。
19.如权利要求16到18中的任一项所述的电力供能方法,其特征在于:一台发电机可被多个家庭共享。
20.如权利要求16到19中的任一项所述的电力供能方法,其特征在于:提供一个远程主控制器以响应主控命令来控制多台发电机。
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