CN214577372U - 一种氢气和柴油双燃料发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气和柴油双燃料发电机组，包括底架，所述底架上设有发动机，所述发动机连接有散热器和无刷发电机，所述无刷发电机上设有控制箱，所述发动机包括柴油进料系统、氢气进气系统、空气进气系统、排气系统及控制系统，所述氢气进气系统、空气进气系统与发动机的气缸进气口连接，所述排气系统与发动机的气缸的排气口连接。用氢气有效的代替了柴油燃料，降低了污染，保证了燃料的供应充足，为工业动力能源利用提供了新的选项，同时因氢气燃烧速度快，使得混合的部分柴油燃烧更充分，提升了燃料利用率，降低了积碳，通过设置氢气进气气轨，嵌入式的氢气喷射管，氢气电控喷射阀及实现氢气进气缸内直喷，自动控制氢气进气量。

Description

一种氢气和柴油双燃料发电机组

技术领域

本实用新型涉及双燃料发电机组，特别涉及一种氢气和柴油双燃料发电机组。

背景技术

发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的种类有很多种，从产生方式上分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等。其中，柴油发电机是通过柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装，就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子，利用电磁感应原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。柴油发电机组虽然功率大，但燃油消耗率高，废气排放污染严重，柴油燃烧后会产生大量的NO_X和颗粒物，二氧化碳，对大气造成严重的污染，同时，基于柴油发动机的工作特点，柴油发电机组效率总体偏低，能量利用率比通常在30-38％之间，某种程度上造成了对能源的利用的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种氢气和柴油双燃料发电机组，解决现有柴油发电机组污染严重、利用率低的技术问题

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现，是为了解决上述技术问题，一种氢气和柴油双燃料发电机组，包括底架，所述底架上设有发动机，所述发动机连接有散热器和无刷发电机，所述无刷发电机上设有控制箱，所述发动机包括柴油进料系统、氢气进气系统、空气进气系统、排气系统及控制系统，所述氢气进气系统、空气进气系统与发动机的气缸进气口连接，所述排气系统与发动机的气缸的排气口连接；

所述氢气进气系统包括氢气储罐、氢气进气管道、氢气进气气轨和氢气喷射管，所述氢气储罐通过氢气进气管道与氢气进气气轨连接，所述氢气进气管道上设有氢气阀组，所述氢气进气气轨连接有氢气喷射管，所述氢气喷射管上设有氢气电控喷射阀，所述氢气喷射管与气缸进气口连接，所述氢气阀组和氢气电控喷射阀与控制系统连接。

进一步地，所述氢气阀组包括沿进气方向依次设于进气管道上的减压阀、压力表、电磁阀、氢气过滤器和阻火器。

进一步地，所述氢气喷射管的形状为弯折管，氢气喷射管的端部通过气缸进气歧管对准气缸气门喉口，氢气电控喷射阀开启后氢气由氢气喷射管喷出直接喷入气缸内实现缸内直喷。

进一步地，所述柴油进料系统包括柴油油箱、柴油进料管道、柴油喷射泵及柴油喷射器，所述柴油油箱通过柴油进料管道与柴油喷射泵连接，所述柴油进料管道上设有柴油过滤器和柴油加压泵，所述柴油喷射泵连接有柴油喷射器，所述柴油喷射器上设有柴油电控喷射阀，所述柴油喷射器设于气缸盖上，向气缸内喷射柴油，所述柴油喷射泵、柴油加压泵、柴油电控喷射阀与控制系统连接。

进一步地，所述空气进气系统包括空气进气管道，所述空气进气管道沿进气方向依次设有与控制系统连接的空气过滤器、增压器、中冷器和空气进气阀，所述空气进气管道与发动机的气缸进气歧管连接。

进一步地，所述排气系统包括EGR废气再循环系统，所述EGR废气再循环系统包括废气循环管道、EGR冷却器以及EGR电控阀，所述 EGR冷却器设于废气循环管道的中部，所述EGR电控阀设于EGR冷却器与气缸进气歧管之间的废气循环管道上，所述EGR电控阀和EGR冷却器与控制系统连接。

进一步地，所述废气循环管道上设有采集氧含量的氧传感器，所述发动机的内部设有采集发动机转速的转速传感器，所述氧传感器和转速传感器与控制系统连接。

本实用新型的有益效果：

1.用氢气有效的代替了柴油燃料，降低了污染，保证了燃料的供应充足，为工业动力能源利用提供了新的选项，同时因氢气燃烧速度快，使得混合的部分柴油燃烧更充分，提升了燃料利用率，降低了积碳，通过设置氢气进气气轨，嵌入式的氢气喷射管，氢气电控喷射阀及实现氢气进气缸内直喷，自动控制氢气进气量。

2.空气、氢气、柴油在缸内混合，控制进度高，并且避免燃料在进气管道中燃烧爆炸。

3.通过EGR废气循环系统中的废气循环至气缸内，增加了气缸内的惰性气体，降低了氢气的燃烧速度，有效了避免了爆震现象，同时，也可去除尾气中的NO_X及少量机油燃烧产生的CO；

4.通过控制系统采集废气中的含氧量，通过控制氢气喷射阀、空气进气控制阀、EGR控制阀的开度，自动控制氢气、空气、废气的流量。

附图说明

图1是本实用新型一种氢气和柴油双燃料发电机组外部的结构示意图；

图2是本实用新型一种氢气和柴油双燃料发电机组的结构原理图；

图中：1-底架；2-发动机；3-散热器；4-无刷发电机；5-控制箱； 6-柴油进料系统；7-氢气进气系统；8-空气进气系统；9-排气系统；

601-柴油油箱；602-柴油进料管道；603-柴油喷射泵；604-柴油喷射器；605-柴油过滤器；606-柴油加压泵；607-柴油电控喷射阀；

701-氢气储罐；702-氢气进气管道；703-氢气进气气轨；704-氢气喷射管；705-减压阀；706-压力表；707-电磁阀；708-氢气过滤器； 709-阻火器；710-氢气电控喷射阀；

801-空气进气管道；802-空气过滤器；803-增压器；804-中冷器； 805-空气进气阀；

901-废气循环管道；902-EGR冷却器；903-EGR电控阀；904-氧传感器；905-转速传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-2所示，实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种氢气和柴油双燃料发电机组，包括底架1，底架1上设有发动机2，发动机2连接有散热器3和无刷发电机4，无刷发电机4上设有控制箱5，发动机2包括柴油进料系统 6、氢气进气系统7、空气进气系统8、排气系统9及控制系统，氢气进气系统7、空气进气系统8与发动机2的气缸进气口连接，排气系统 9与发动机2的气缸的排气口连接；

氢气进气系统7包括氢气储罐701、氢气进气管道702、氢气进气气轨703和氢气喷射管704，氢气储罐701通过氢气进气管道702与氢气进气气轨703连接，氢气进气管道702上设有氢气阀组，氢气阀组包括沿进气方向依次设于进气管道上的减压阀705、压力表706、电磁阀707、氢气过滤器708和阻火器709，氢气进气气轨703连接有氢气喷射管704，氢气喷射管704上设有氢气电控喷射阀710，氢气喷射管 704的形状为弯折管，氢气喷射管704的端部通过气缸进气歧管对准气缸气门喉口，氢气电控喷射阀710开启后氢气由氢气喷射管704喷出直接喷入气缸内实现缸内直喷，氢气阀组和氢气电控喷射阀710与控制系统连接。

柴油进料系统6包括柴油油箱601、柴油进料管道602、柴油喷射泵603及柴油喷射器604，柴油油箱601通过柴油进料管道602与柴油喷射泵603连接，柴油进料管道602上设有柴油过滤器605和柴油加压泵606，柴油喷射泵603连接有柴油喷射器607，柴油喷射器607上设有柴油电控喷射阀608，柴油喷射器607设于气缸盖上，向气缸内喷射柴油，柴油喷射泵60、柴油加压泵606、柴油电控喷射阀608与控制系统连接。

空气进气系统8包括空气进气管道801，空气进气管道801沿进气方向依次设有与控制系统连接的空气过滤器802、增压器803、中冷器 804和空气进气阀805，空气进气管道801与发动机的气缸进气歧管连接。

排气系统9包括EGR废气再循环系统，所述EGR废气再循环系统包括废气循环管道901、EGR冷却器902以及EGR电控阀903，EGR冷却器902设于废气循环管道901的中部，EGR电控阀903设于EGR冷却器902与气缸进气歧管之间的废气循环管道901上，EGR电控阀903和EGR冷却器902与控制系统连接。废气循环管道901上设有采集氧含量的氧传感器904，发动机的内部设有采集发动机转速的转速传感器905，氧传感器904和转速传感器905与控制系统连接。

当发动机工作时，先对气缸内加入空气，活塞上行，对空气进行压缩，柴油通过柴油喷射器607进行柴油的喷射，由于空气压缩产生高热，喷入雾化的柴油与空气混合后自行发火燃烧，将直喷入的氢气点燃，当活塞越过上止点后,气缸内的气体压力、温度急剧上升活塞在高温高压的燃气作用下，推动活塞下行作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装利用动力机的旋转带动发电机的转子，利用电磁感应原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。控制系统将氧传感器904和转速传感器905采集氧含量和发动机转速的数据传输给控制系统，控制系统通过控制氢气电控喷射阀710、柴油电控控制阀608、空气进气阀805和EGR电控阀903 的开度，自动控制氢气、柴油、空气、废气的流量，第一管道内的部分废气进入到EGR冷却器902中，对水蒸气进行冷却回收后通过废气循环管道901进入气缸内，加了气缸内的惰性气体，降低了氢气的燃烧速度，有效的避免了氢气燃烧时爆震现象的发生。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氢气和柴油双燃料发电机组，包括底架，所述底架上设有发动机，所述发动机连接有散热器和无刷发电机，所述无刷发电机上设有控制箱，其特征在于，所述发动机包括柴油进料系统、氢气进气系统、空气进气系统、排气系统及控制系统，所述氢气进气系统、空气进气系统与发动机的气缸进气口连接，所述排气系统与发动机的气缸的排气口连接；

所述氢气进气系统包括氢气储罐、氢气进气管道、氢气进气气轨和氢气喷射管，所述氢气储罐通过氢气进气管道与氢气进气气轨连接，所述氢气进气管道上设有氢气阀组，所述氢气进气气轨连接有氢气喷射管，所述氢气喷射管上设有氢气电控喷射阀，所述氢气喷射管与气缸进气口连接，所述氢气阀组和氢气电控喷射阀与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述氢气阀组包括沿进气方向依次设于进气管道上的减压阀、压力表、电磁阀、氢气过滤器和阻火器。

3.根据权利要求2所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述氢气喷射管的形状为弯折管，氢气喷射管的端部通过气缸进气歧管对准气缸气门喉口，氢气电控喷射阀开启后氢气由氢气喷射管喷出直接喷入气缸内实现缸内直喷。

4.根据权利要求3所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述柴油进料系统包括柴油油箱、柴油进料管道、柴油喷射泵及柴油喷射器，所述柴油油箱通过柴油进料管道与柴油喷射泵连接，所述柴油进料管道上设有柴油过滤器和柴油加压泵，所述柴油喷射泵连接有柴油喷射器，所述柴油喷射器上设有柴油电控喷射阀，所述柴油喷射器设于气缸盖上，向气缸内喷射柴油，所述柴油喷射泵、柴油加压泵、柴油电控喷射阀与控制系统连接。

5.根据权利要求4所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述空气进气系统包括空气进气管道，所述空气进气管道沿进气方向依次设有与控制系统连接的空气过滤器、增压器、中冷器和空气进气阀，所述空气进气管道与发动机的气缸进气歧管连接。

6.根据权利要求5所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述排气系统包括EGR废气再循环系统，所述EGR废气再循环系统包括废气循环管道、EGR冷却器以及EGR电控阀，所述EGR冷却器设于废气循环管道的中部，所述EGR电控阀设于EGR冷却器与气缸进气歧管之间的废气循环管道上，所述EGR电控阀和EGR冷却器与控制系统连接。

7.根据权利要求6所述的一种氢气和柴油双燃料发电机组，其特征在于，所述废气循环管道上设有采集氧含量的氧传感器，所述发动机的内部设有采集发动机转速的转速传感器，所述氧传感器和转速传感器与控制系统连接。

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