用于发电机的一氧化碳关闭系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于便携式发电机的发动机的一氧化碳关闭系统，该系统具有一氧化碳气体传感器、微控制器和输出指示器。一氧化碳气体传感器产生与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流。微控制器具有连接到一氧化碳气体传感器的输入端和连接到发动机的操作控制部的输出端。由微控制器响应于检测到停用条件而产生的停用信号基于来自一氧化碳气体传感器的输出电流与预定值和持续时间阈值的匹配。停用信号有效停止发动机。

Carbon monoxide shutdown system for generators

【技术实现步骤摘要】
用于发电机的一氧化碳关闭系统
本专利技术总体上涉及发电机及其安全装置，并且更具体地涉及用于发电机的一氧化碳关闭系统。
技术介绍
发电机用于将机械能转换成电能。有无数种配置和尺寸的发电机可以在各种环境中找到应用。这些应用包括为国家电网、区域电网和本地电网供电，在电网故障的情况下为具体位置或建筑物提供备用或二次电源，以及在电力公司的输电线尚未到达的地点或者只是暂时需要电力的地点作为主电源。根据应用，发电机可以使用不同的机械源，并且因此配置有产生和/或利用机械能的特定装置，例如蒸汽涡轮机、燃气轮机、水力涡轮机或内燃机。从这些装置输出的机械能通常是旋转运动或直线往复运动，并且通过发电机(用于DC电力)或交流发电机(用于AC电力)转换成电能。具体地，发电机或交流发电机包括电枢，电枢是放置在磁体附近的线圈或一系列导电绕组。电枢绕磁体机械地移动，从而产生驱动电枢电流的电动势。该电流被中继到连接至发电机的各种电气装置。便携式发电机在个人或群组级别的发电要求中是有用的，因为在中央公用设施不提供服务的地点，可以立即获得电力。例如，新建筑工地需要电力来为建筑活动中使用的工具供电，但并不总是电力公司已经为其构建了电力线。便携式发电机可以被带到建筑工地以提供所需的电力。在另一实例中，便携式发电机可用于提供电力以运行家用电器(例如冰箱，微波炉)，以及在没有电源连接的远程荒野地点露营时提供照明。便携式发电机也经常被购买用于家庭使用，以在紧急情况(其中，来自中央公用设施的电力是间歇性的或完全不可用的)下提供备用电力。在典型的配置中，便携式发电机在单个独立单元中结合了上述机械能来源和电磁发电机(例如发电机或交流发电机)。如上所述，机械能来源可以是由诸如汽油、柴油、丙烷和天然气等燃料提供动力的内燃机。此类燃料的存储器还与各种燃料输送部件和发动机控制部件一起结合到便携式发电机中。发动机还可配备有限制噪音和排放的排气系统以及冷却系统和内部润滑系统。由发电机输出的交流信号的频率和形状可以根据发动机的操作而变化，因此可以使用调节其速度的调速器。作为选择，可以将直接产生的交流信号滤波并整流成直流(DC)电压，并利用电力逆变器将其转换回一致形状和定时的交流(AC)信号。便携式发电机的操作细节通常通过板载指示器报告(例如电压表、电流表、燃料低指示器、油低指示器、振荡频率(generatedfrequency)和计时器/计数器)。与所有燃料燃烧设备一样，便携式发电机也会产生废气。虽然具体的成分比例不同，但汽油、柴油和其他内燃机中燃料和空气燃烧产生的废气包括氮气、二氧化碳、氧气、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和二氧化硫以及其他有害颗粒物质。最有害的废气之一是一氧化碳，它是一种看不见的、无味的、无色的、无刺激性的气体，由燃料的不完全燃烧(阻止完全氧化成二氧化碳)产生。暴露于高浓度一氧化碳会导致意识丧失、癫痫发作、心律失常、甚至死亡。那些因暴露于较低浓度的一氧化碳而发生急性一氧化碳中毒的人，如果没有死亡或失去意识，可能会出现各种症状，如头痛、头晕、虚弱、胸痛等。应当理解，一氧化碳与血液中的血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，这阻止其在整个身体的循环系统中携带氧气。便携式发电机在封闭或半封闭空间内的操作是导致一氧化碳中毒的最常见原因之一。在冬季降雪发生的地方，随之而来的停电需要使用便携式发电机。尽管产品随附了不要在家庭、车库或其他具有足够通风的封闭空间内操作便携式发电机的许多警告，但环境条件可能不利于更安全的操作。例如，持续的下雨或下雪或累积的雪可能使得便携式发电机难以在家庭或车库的封闭空间外运行。便携式发电机不是典型家庭中唯一的一氧化碳排放源，如烹饪设备、加热设备(例如炉子、空间加热器和壁炉)以及机动车辆都输出一氧化碳。已经采取了各种方法来最小化一氧化碳中毒的可能性，一种最普遍的方法是在整个内部空间中安装一氧化碳报警器。本领域已知多种感测技术，包括基于响应于一氧化碳暴露而改变的化学垫的颜色产生警报的光化学检测器、基于与一氧化碳浓度水平相关的电信号产生警报的电化学传感器、基于随着暴露于一氧化碳而变化的电路参数(例如，电阻)产生警报的半导体传感器。除了在大气中检测到不安全的一氧化碳水平时启动的视觉和听觉警报外，还可以启动肯定性行动，例如启动空气回路风扇，打开封闭空间的门/窗，关闭产生一氧化碳的设备等。尽管有几种已知的系统用于停止便携式发电机的运行(其中在发动机排气口和靠近发动机排气口的区域存在高浓度的一氧化碳)，但是仍然需要改进的关闭装置。
技术实现思路
本公开涉及一氧化碳感测模块，其在检测到高于某些预设水平的一氧化碳浓度时关闭便携式发电机。一个实施例是一种用于便携式发电机的发动机的一氧化碳关闭系统，该一氧化碳关闭系统通常包括一氧化碳气体传感器、微控制器和输出指示器。一氧化碳气体传感器可以产生与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流。微控制器可以具有连接到一氧化碳气体传感器的输入端和连接到发动机的操作控制部的输出端。由微控制器响应于检测到停用条件而从其输出端产生的停用信号可以基于来自一氧化碳气体传感器的输出电流与预定值和持续时间阈值(durationthreshold)的匹配。停用信号可有效停止发动机。输出指示器可以连接到微控制器。响应于检测到停用条件，可以在输出指示器上生成停用通知序列。本公开的另一个实施例是一种便携式发电机。可以存在内燃机，其包括带点火线圈的电子点火系统。还可以存在连接到内燃机的电子点火系统的发动机停用器。发动机停用器可包括一氧化碳气体传感器，该一氧化碳气体传感器产生与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流。发动机停用器还可包括微控制器，该微控制器具有连接到一氧化碳气体传感器的输入端和连接到点火线圈的输出端。微控制器可以响应于检测到停用条件而从其输出端产生停用信号，该停用条件又可以基于来自一氧化碳气体传感器的输出电流与预定值和持续时间阈值的匹配。停用信号可有效限制点火线圈的点火电信号。本公开的又一个实施例是一种用于停用便携式发电机的发动机的方法。该方法可包括从一氧化碳气体传感器接收与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流的步骤。还可以存在从接收的输出电流导出环境一氧化碳浓度值的步骤。此后，该方法可以包括：在环境一氧化碳浓度值低于下限阈值时在控制器上在第一控制回路(controlloop)内评估从电源电路到控制器的电压值。可以保持该第一控制回路，同时电压值对应于与控制器的电连续性，以及对应于有规律地持续接收输出电流的有效状态。该方法还可以包括在控制器上启动预关闭回路。这可以响应于环境一氧化碳浓度高于上限阈值。预关闭回路可以包括在预定持续时间内评估多个一氧化碳浓度值。还可以存在响应于预定持续时间的多个一氧化碳浓度值满足验收标准而从控制器产生发动机停用信号的步骤。前述方法可以实现为可由数据处理器执行并且有形地体现在程序存储介质中的一系列指令。当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述将能最好地理解本专利技术。附图说明阅读以下附图和描述(其中相同的附图标记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于便携式发电机的发动机的一氧化碳关闭系统，所述系统包括：/n一氧化碳气体传感器，其产生与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流；/n微控制器，其具有连接到所述一氧化碳气体传感器的输入端和连接到所述发动机的操作控制部的输出端，由所述微控制器响应于检测到停用条件而从其输出端产生的停用信号基于来自所述一氧化碳气体传感器的所述输出电流与预定值和持续时间阈值的匹配，所述停用信号有效停止所述发动机；以及/n输出指示器，其连接到所述微控制器，响应于对所述停用条件的检测而在所述输出指示器上产生停用通知序列。/n

【技术特征摘要】
20180905 US 16/122,3371.一种用于便携式发电机的发动机的一氧化碳关闭系统，所述系统包括：
一氧化碳气体传感器，其产生与检测到的环境一氧化碳浓度成比例的输出电流；
微控制器，其具有连接到所述一氧化碳气体传感器的输入端和连接到所述发动机的操作控制部的输出端，由所述微控制器响应于检测到停用条件而从其输出端产生的停用信号基于来自所述一氧化碳气体传感器的所述输出电流与预定值和持续时间阈值的匹配，所述停用信号有效停止所述发动机；以及
输出指示器，其连接到所述微控制器，响应于对所述停用条件的检测而在所述输出指示器上产生停用通知序列。


2.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述发动机的所述操作控制部是点火线圈，所述停用信号有效切断所述点火线圈的点火电信号。


3.根据权利要求2所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述微控制器和所述一氧化碳气体传感器嵌入在所述点火线圈的外壳内。


4.根据权利要求2所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述微控制器和所述输出指示器的电力仅由所述发电机在其有效操作期间产生。


5.根据权利要求4所述的一氧化碳关闭系统，还包括连接到电源的电源电容器，所述电源电容器由所述电源充电。


6.根据权利要求5所述的一氧化碳关闭系统，其中，在所述发动机停用并且不存在所述点火电信号之后，所述电源电容器向所述微控制器和所述输出指示器提供电力。


7.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述发动机的操作控制部是燃料喷射器，所述停用信号有效停用所述燃料喷射器。


8.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述发动机的操作控制部是燃料泵，所述停用信号有效停用所述燃料泵。


9.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述发动机的操作控制部是连接到燃料输送阀的步进电动机，所述停用信号有效地驱动所述步进电动机以到达所述燃料输送阀的关闭状态。


10.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述操作控制部是化油器燃料切断螺线管，所述停用信号有效关闭所述化油器燃料切断螺线管。


11.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述停用信号被传送到电子燃油喷射发动机控制单元。


12.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，其中，所述输出指示器是一个或多个发光二极管。


13.根据权利要求1所述的一氧化碳关闭系统，还包括与所述微控制器通信的远程启动器，响应于在所述远程启动器上接收的输入而生成远程重启命令，所述远程重启命令有条件地操作以重启所述发动机。


14.根据权利要求13所述的一氧化碳关闭系统，其中，基于所述远程重启命令的所述发动机的重启在所述微控制器评估的预定条件下被禁用。

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·萨达尔，马克·卡斯特纳，钟志坤，詹姆斯·德恩，佐藤宁，
申请(专利权)人：冠军电力设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US