RU58183U1

RU58183U1 - GAS PISTON POWER PLANT

Info

Publication number: RU58183U1
Application number: RU2006124819/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Витальевич Давыденко; Герман Дмитриевич Матиевский; Дмитрий Дмитриевич Матиевский
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2006-11-10

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к силовым установкам на базе двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в качестве источника электроэнергии в электроагрегатах, работающих на природном газе. Газопоршневая энергетическая установка содержит генератор и газовый двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего блок цилиндров с всасывающим и выхлопным коллекторами. Двигатель внутреннего сгорания также содержит систему зажигания, включающую регулятор импульсов зажигания и систему топливоподачи, имеющую подающую газовую магистраль с газовым электромагнитным клапаном, соединенную с всасывающим коллектором. Газопоршневая энергетическая установка снабжена установленными в выхлопным коллекторе датчиком контроля концентрации кислорода воздуха и датчиком контроля концентрации газового топлива, которые соединены с блоком управления, связанным с регулятором импульсов зажигания и с газовым электромагнитным клапаном. Это позволяет исключить вероятность взрыва газовоздушной смеси, скапливающейся в выхлопном коллекторе при запуске газового двигателя и выхода из строя установки в целом.The utility model relates to the field of energy, in particular, to power plants based on internal combustion engines, and can be used as a source of electricity in electric units running on natural gas. The gas piston power plant comprises a generator and a gas engine made in the form of an internal combustion engine having a cylinder block with suction and exhaust manifolds. The internal combustion engine also includes an ignition system including an ignition pulse regulator and a fuel supply system having a gas supply line with a gas solenoid valve connected to a suction manifold. The gas-piston power plant is equipped with an air oxygen concentration control sensor and a gas fuel concentration control sensor installed in the exhaust manifold, which are connected to a control unit connected to the ignition pulse regulator and to a gas electromagnetic valve. This eliminates the likelihood of an air-gas mixture explosion accumulating in the exhaust manifold when the gas engine is started and the plant as a whole fails.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к силовым установкам на базе двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в качестве источника электроэнергии в электроагрегатах, работающих на природном газе.The utility model relates to the field of energy, in particular, to power plants based on internal combustion engines, and can be used as a source of electricity in electric units running on natural gas.

Известна газопоршневая энергетическая установка, содержащая генератор и газовый двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего систему зажигания, включающую свечи, регулятор импульсов зажигания, источник питания, датчики положения и частоты вращения коленчатого вала двигателя и систему топливоподачи, имеющую подающую газовую магистраль, газовый электромагнитный клапан, газовый редуктор низкого давления и смеситель газа, соединенный с воздухоочистителем, причем двигатель внутреннего сгорания выполнен с внешним смесеобразованием и с форкамерно-факельным зажиганием (см. описание полезной модели №18841, заявл. 23.05.2000, по кл. F 02 В 63/04).A gas-piston power plant is known, comprising a generator and a gas engine made in the form of an internal combustion engine having an ignition system including spark plugs, an ignition pulse regulator, a power source, position and engine speed sensors and a fuel supply system having a gas supply line, gas an electromagnetic valve, a low pressure gas reducer and a gas mixer connected to an air purifier, the internal combustion engine being made with an external smeseobrazovaniem them with pre- combustion chamber jet ignition (see. the description of utility model №18841, appl. 23.05.2000 at cl. F 02 B 63/04).

Общими существенными признаками заявляемой и известной газопоршневой энергетической установки являются: наличие генератора и газового двигателя, выполнение газового двигателя в виде двигателя внутреннего сгорания, а также наличие в двигателе внутреннего сгорания системы зажигания, включающей регулятор импульсов зажигания, и системы топливоподачи, имеющей подающую газовую магистраль и газовый электромагнитный клапан.Common essential features of the claimed and known gas piston power plant are: the presence of a generator and a gas engine, the execution of a gas engine in the form of an internal combustion engine, as well as the presence in the internal combustion engine of an ignition system including an ignition pulse regulator, and a fuel supply system having a gas supply line and gas solenoid valve.

Недостатком известного устройства является то, что при запуске газового двигателя и при несвоевременном воспламенении газовоздушной смеси, смесь накапливается в выхлопном коллекторе и взрывается в момент пуска, что приводит к выходу из строя A disadvantage of the known device is that when the gas engine is started and when the gas-air mixture is ignited late, the mixture accumulates in the exhaust manifold and explodes at the time of start-up, which leads to failure

газопоршневой энергетической установки.gas piston power plant.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой (прототипом) является газопоршневая энергетическая установка, содержащая генератор и газовый двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего блок цилиндров с всасывающим и выхлопным коллекторами, систему зажигания, включающую регулятор импульсов зажигания и систему топливоподачи, имеющую подающую газовую магистраль с газовым электромагнитным клапаном, соединенную с всасывающим коллектором, причем система зажигания также включает свечи, источник питания, датчики положения и частоты вращения коленчатого вала двигателя, а система топливоподачи имеет газовый редуктор низкого давления и смеситель газа, соединенный с воздухоочистителем, при этом смеситель газа имеет диффузор, связанный с газовым редуктором низкого давления, и регулирующую заслонку, соединенную с актуатором, подключенным к электронному блоку управления, а свечи высоковольтными проводами подключены к катушкам зажигания, расположенным на кронштейнах, прикрепленных к головке блока двигателя посредством компенсаторов колебаний (см. описание полезной модели №46304, заявл. 22.10.2004, по кл. F 02 В 63/04).The closest set of essential features to the claimed (prototype) is a gas-piston power plant containing a generator and a gas engine made in the form of an internal combustion engine having a cylinder block with suction and exhaust manifolds, an ignition system including an ignition pulse regulator and a fuel supply system having a gas supply line with a gas solenoid valve connected to the intake manifold, the ignition system also including spark plugs, power supply, position and speed sensors of the engine crankshaft, and the fuel supply system has a low pressure gas reducer and a gas mixer connected to the air cleaner, while the gas mixer has a diffuser connected to the low pressure gas reducer and a control damper connected to the actuator, connected to the electronic control unit, and candles with high-voltage wires are connected to ignition coils located on the brackets attached to the head of the engine block by means of Ator oscillations (see. Utility Model No. 46304, Decl. 10/22/2004, according to class F 02 B 63/04).

Признаки: наличия в газопоршневой энергетической установке генератора и газового двигателя, выполнение газового двигателя в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего блок цилиндров с всасывающим и выхлопным коллекторами, наличие системы зажигания, включающей регулятор импульсов зажигания и наличие системы топливоподачи, имеющей подающую газовую магистраль с газовым электромагнитным клапаном, а также соединение подающей газовой магистрали с всасывающим коллектором являются общими существенными признаками заявляемого и известного технических решений.Signs: the presence of a generator and a gas engine in a gas piston power plant, a gas engine in the form of an internal combustion engine having a cylinder block with suction and exhaust manifolds, an ignition system including an ignition pulse regulator and a fuel supply system having a gas supply line with a gas electromagnetic valve, as well as the connection of the gas supply line to the intake manifold are common essential features of the claimed and known th technical solutions.

Недостатком данной газопоршневой энергетической установки также является то, что она не позволяет при запуске газового двигателя исключить вероятность взрыва скапливающейся в выхлопном коллекторе газовоздушной смеси и к выходу из строя изделия.The disadvantage of this gas piston power plant is also that it does not allow to exclude the probability of an explosion of the gas-air mixture accumulating in the exhaust manifold and to failure of the product when starting the gas engine.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том, чтобы исключить вероятность взрыва газовоздушной смеси, скапливающейся в выхлопном коллекторе при запуске газового двигателя и выхода из строя установки в целом.The problem the real utility model aims to solve is to eliminate the likelihood of an air-gas mixture explosion accumulating in the exhaust manifold when the gas engine is started and the plant as a whole fails.

Поставленная задача решается тем, что в газопоршневой энергетической установке, содержащей генератор и газовый двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего блок цилиндров с всасывающим и выхлопным коллекторами, систему зажигания, включающую регулятор импульсов зажигания и систему топливоподачи, имеющую подающую газовую магистраль с газовым электромагнитным клапаном, соединенную с всасывающим коллектором, согласно полезной модели, газопоршневая энергетическая установка снабжена установленными в выхлопным коллекторе датчиком контроля концентрации кислорода воздуха и датчиком контроля концентрации газового топлива, которые соединены с блоком управления, связанным с регулятором импульсов зажигания и с газовым электромагнитным клапаном.The problem is solved in that in a gas-piston power plant containing a generator and a gas engine, made in the form of an internal combustion engine having a cylinder block with suction and exhaust manifolds, an ignition system including an ignition pulse regulator and a fuel supply system having a gas supply line with a gas an electromagnetic valve connected to an intake manifold, according to a utility model, a gas-piston power plant is provided with exhaust gas the collector with a sensor for monitoring the concentration of oxygen in the air and a sensor for monitoring the concentration of gas fuel, which are connected to a control unit associated with the ignition pulse regulator and the gas solenoid valve.

Наличие датчика контроля концентрации кислорода воздуха и датчика контроля концентрации газового топлива, размещение их в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, а также подключение к блоку управления, который связан с регулятором импульсов зажигания и с газовым электромагнитным клапаном позволяет не только контролировать концентрацию кислорода и газового топлива внутри выхлопного коллектора, но и производить аварийное отключение газового двигателя при вероятности взрыва газовоздушной смеси. Это позволяет The presence of an air oxygen concentration monitoring sensor and a gas fuel concentration monitoring sensor, their placement in the exhaust manifold of an internal combustion engine, and also a connection to a control unit that is connected to the ignition pulse regulator and to a gas solenoid valve allows not only monitoring the oxygen and gas fuel concentration inside exhaust manifold, but also to make an emergency shutdown of the gas engine in case of a probability of explosion of the gas mixture. This allows

предотвратить выход из строя газопоршневой энергетической установки.prevent the failure of the gas piston power plant.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

Газопоршневая энергетическая установка содержит генератор 1 и газовый двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, имеющего блок цилиндров 2 с всасывающим 3 и выхлопным 4 коллекторами. Двигатель внутреннего сгорания также содержит систему зажигания, включающую регулятор 5 импульсов зажигания и систему топливоподачи, имеющую подающую газовую магистраль 6 с газовым электромагнитным клапаном 7, соединенную с всасывающим 3 коллектором. Газопоршневая энергетическая установка снабжена установленными в выхлопным 4 коллекторе датчиком 8 контроля концентрации кислорода воздуха и датчиком 9 контроля концентрации газового топлива, которые соединены с блоком управления 10, связанным с регулятором 5 импульсов зажигания и с газовым электромагнитным клапаном 7.The gas-piston power plant contains a generator 1 and a gas engine made in the form of an internal combustion engine having a cylinder block 2 with a suction 3 and exhaust 4 collectors. The internal combustion engine also includes an ignition system including a regulator 5 of ignition pulses and a fuel supply system having a gas supply line 6 with a gas solenoid valve 7 connected to a suction manifold 3. The gas-piston power plant is equipped with a sensor 8 for monitoring the concentration of oxygen in the air and a sensor 9 for monitoring the concentration of gas fuel installed in the exhaust manifold 4, which are connected to a control unit 10 connected to the ignition pulse regulator 5 and to the gas electromagnetic valve 7.

Газопоршневая энергетическая установка работает следующим образом.Gas piston power plant operates as follows.

Для получения электроэнергии генератор 1 приводят во вращение газовым двигателем, выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания. При работе двигателя внутреннего сгорания газовое топливо по подающей газовой магистрали 6 через электромагнитный клапан 7 подается в смеситель газа, смешивается с воздухом и по всасывающему коллектору 3 поступает в цилиндры двигателя. Регулятор 5 импульсов зажигания в заданной последовательности подает напряжение на свечи (на чертеже не показаны) для воспламенения газовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. Как правило, для запуска газового двигателя требуется провернуть его коленчатый вал на несколько оборотов. При этом, не воспламенившаяся газовоздушная смесь из цилиндров двигателя поступает в выхлопной 4 коллектор и заполняет его внутреннее To obtain electricity, the generator 1 is driven into rotation by a gas engine made in the form of an internal combustion engine. When the internal combustion engine is operating, gas fuel is supplied through a solenoid valve 7 through a solenoid valve 7 to a gas mixer, mixes with air and enters the engine cylinders through an intake manifold 3. The controller 5 ignition pulses in a predetermined sequence supplies voltage to the spark plugs (not shown in the drawing) to ignite the gas-air mixture in the engine cylinders. As a rule, to start a gas engine, it is necessary to crank its crankshaft several turns. In this case, the non-flammable gas-air mixture from the engine cylinders enters the exhaust manifold 4 and fills its internal

пространство. Как только смесь газового топлива с воздухом воспламенится в одном из цилиндров и произойдет выхлоп газов в выхлопной коллектор, находящаяся там газовоздушная смесь взрывается. Это приводит к поломке газопоршневой энергетической установки.space. As soon as the mixture of gas fuel with air ignites in one of the cylinders and the gases are exhausted into the exhaust manifold, the gas-air mixture located there explodes. This leads to a breakdown of the gas piston power plant.

Для того, чтобы исключить вероятность взрыва при запуске газопоршневой энергетической установки с помощью датчика 8 контроля концентрации кислорода воздуха и датчика 9 контроля концентрации газового топлива определяют количественное содержание газовоздушной смеси в выхлопном коллекторе и при достижении значений концентрации, при которой возможен взрыв с блока управления 10 подают сигнал на отключение регулятора импульсов зажигания и прекращения подачи искры на свечи зажигания. Одновременно, с блока управления 10 подается сигнал на газовый электромагнитный клапан для аварийного отключения подающей газовой магистрали и прекращения подачи газового топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Затем осуществляют продувку газового двигателя и повторно производят запуск.In order to eliminate the likelihood of an explosion when starting a gas-piston power plant, the quantitative content of the gas-air mixture in the exhaust manifold is determined using the air oxygen concentration control sensor 8 and the gas fuel concentration control sensor 9, and upon reaching a concentration value at which an explosion is possible, the control unit 10 serves signal to turn off the ignition pulse regulator and stop the supply of sparks to the spark plugs. At the same time, a signal is supplied from the control unit 10 to the gas solenoid valve for emergency shutdown of the gas supply line and stopping the supply of gas fuel to the cylinders of the internal combustion engine. Then purge the gas engine and re-start.

Заявляемая полезная модель позволяет исключить вероятность взрыва газовоздушной смеси, скапливающейся в выхлопном коллекторе при запуске газового двигателя и выхода из строя установки в целом.The inventive utility model eliminates the likelihood of an explosion of the gas-air mixture accumulating in the exhaust manifold when the gas engine is started and the installation as a whole fails.

Claims

A gas piston power plant comprising a generator and a gas engine made in the form of an internal combustion engine having a cylinder block with suction and exhaust manifolds, an ignition system including an ignition pulse regulator and a fuel supply system having a gas supply line with a gas solenoid valve connected to a suction manifold characterized in that the gas piston power plant is equipped with a concentration control sensor installed in the exhaust manifold air oxygen and a sensor for monitoring the concentration of gas fuel, which are connected to a control unit connected to the ignition pulse regulator and to a gas solenoid valve.