专利名称：轻便发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改进的轻便发电系统的系统。更具体地，本发明涉及一种包括高输出的发电机的发电系统，所述高输出的发电机具有非常紧凑的物理尺寸和较低的物
理高度。
背景技术：
移动式发电机组经常用于在电气依赖操作的广泛范围内提供应急的、备用的、调峰的和连续的电力。典型的柴油或天然气驱动的移动式发电机组体积较大、较重、并且运输昂贵。例如，具有在IOOOkW(千瓦)范围内的电力输出的移动式发电机组典型地包括在约 50000至80000磅之间的重量，通常需要牵引车牵引装备来运输。此外，这些传统的发电系统经常需要较高的现场协调水平以解决由这些设备在建筑结构中和建筑结构附近的位置所引起的涉及物理和结构载荷的问题，经常要求有限的放置选择。由于难以在现场进行动力部件的任何维修，或者将发电单元或发电单元部件去除并搬运到较远的维护设施处需要耗费大量劳动，所以这些传统的发电机组的操作和维护趋向于较高的费用。显然，开发出可以输送等量的、经济实惠的、环保的电力的较小的发电系统将具有许多优点。
发明内容
本发明的主要目的和特征是提供一种克服上述问题的系统。本发明的另一各目的和特征是提供一种包括高效的发电机组的系统，所述高效的发电机组具有显著小于当前传统系统的发电机组的物理尺寸和重量。本发明的又一个目的和特征是提供一种能够产生约1兆瓦电力的系统。本发明的又一个目的和特征是提供一种包括耐用的连续运行的电源的系统，所述电源具有较高的功率重量比。本发明的又一个目的和特征是提供一种包括能够利用多种燃料的电源的系统。本发明的又一个目的和特征是提供一种能够快速且容易移动、维护的和安装的系统。本发明的又一个目的和特征是提供一种系统，所述系统包括将用于飞行器的现有发动机设计改变用于陆上发电的至少一个优选方法。另外，本发明的又一个目的和特征是提供一种系统，所述系统包括用于使现有发动机设计“工业化”以便使发动机可用于其它目的至少一个优选方法。本发明的主要目的和特征是提供一种有效的、便宜的且有用的系统。本发明的其它目的和特征将参照以下说明而变得明显。根据本发明的优选实施例，本发明提供一种用于发电的轻便系统，所述轻便系统包括至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生所述电力； 其中，所述至少一个轻便发电机包括至少一个内燃机，所述至少一个内燃机构造成并且布置成产生至少一个旋转动力输出；与所述至少一个内燃机操作地联接的至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出转化成至少一个电能输出；至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出；至少一个轮式底盘，所述至少一个轮式底盘构造成并且布置成帮助所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器的轮式运输；外壳，所述外壳具有封装的容积，所述外壳构造成并且布置成容纳所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器；和至少一个支架，所述至少一个支架构造成并且布置成将所述外壳安装到所述至少一个轮式底盘；其中，所述至少一个内燃机包括多个燃烧室，所述多个燃烧室排列在至少一个径向式的几何结构中；并且其中，所述多个燃烧室中的每个燃烧室都包括往复运动地布置在至少一个气缸内的至少一个活塞。此外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括除了操作燃料以外的系统重量；和约0. 17千瓦每千克的峰值电力输出与系统重量的比。另外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括约一兆瓦的峰值电力输出。而且，本发明提供一种系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括小于约7800千克的最大系
统重量。另外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括约41. 5千瓦每立方米的峰值电力输出与封装的壳体容积的比。而且，本发明提供一种轻便系统，其中，所述外壳包括小于约M立方米的封装的容积。进一步地，本发明提供一种轻便系统，其中，所述外壳包括小于约4米得最大外部长度。更进一步地，本发明提供一种轻便系统，其中，多个燃烧室包括可往复运动地布置在至少九个气缸内的至少九个活塞。此外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述多个燃烧室的每个燃烧室都包括约 6. 125英寸的气缸孔径。另外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个内燃机包括约 6. 875英寸的活塞行程。而且，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个内燃机还包括至少一个导入路径，所述至少一个导入路径构造成并且布置成将可燃烧的空气燃料混合物引入到所述至少一个内燃机的所述多个燃烧室中；其中，所述至少一个导入路径包括至少一个空气燃料混合器，所述至少一个空气燃料混合器构造成并且布置成产生至少一种可燃烧的空气燃料混合物；和至少一个压缩机，所述至少一个压缩机构造成并且布置成在将所述至少一种可燃烧的空气燃料混合物引入到所述多个燃烧室中之前对所述至少一种可燃烧的空气燃料混合物加压。另外，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个压缩机包括至少一个废气驱动涡轮增压器，所述至少一个废气驱动涡轮增压器构造成并且布置成通过所述至少一个内燃机排出的废气驱动。根据本发明的另一个优选实施例，本发明提供一种用于发电的系统，所述系统包括至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生所述电力；其中，所述至少一个轻便发电机包括至少一个原动机，所述至少一个原动机构造成并且布置成输出旋转动力；至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将至少一个旋转动力输入转化成至少一个电能输出；和至少一个旋转动力联接器，所述至少一个旋转动力联接器构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出与所述至少一个旋转动力输入可操作地联接起来；至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出；和至少一个支撑框架，所述至少一个支撑框架构造成并且布置成支撑所述至少一个原动机、所述至少一个发电机、所述至少一个电控制器、和所述至少一个旋转动力联接器；其中，沿着所述至少一个原动机的至少一个输出轴指引所述至少一个旋转动力输出；其中，沿着所述至少一个发电机的至少一个输入轴接收所述至少一个旋转动力输入；其中，所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴没有共用一个公共的旋转轴线； 并且其中，所述至少一个旋转动力联接器包括至少一个传动带，所述至少一个传动带构造成并且布置成旋转地联接所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴。本发明还提供一种系统，其中，所述至少一个旋转动力联接器还构造成并且布置成改变所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴的相对转速。根据本发明的又一个优选实施例，本发明提供一种用于发电的轻便系统，所述轻便系统包括至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生所述电力；其中，所述至少一个轻便发电机包括至少一个内燃机，所述至少一个内燃机构造成并且布置成产生至少一个旋转动力输出；与所述至少一个内燃机操作地联接的至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出转化成至少一个电能输出；至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出；和外壳，所述外壳构造成并且布置成容纳所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器；其中，所述至少一个轻便发电机包括约1兆瓦的峰值电力输出；并且其中，所述外壳包括小于约对立方米的封装的容积。进一步地，本发明提供一种系统，其中，所述外壳包括小于约四米的最大外部尺寸。更进一步地，本发明提供一种轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括小于约5000千克的重量。根据本发明的又一个优选实施例，本发明提供一种增加在非航空服务使用期间至少一个航空发动机(aviation-derived engine)中的大修间隔时间的方法，所述方法包括以下步骤在所述至少一个航空发动机内识别出待修改的至少一个第一组发动机部件，以便延长在所述非航空服务期间所述至少一个航空发动机中的大修间隔时间；提供至少一个第二组工业化的发动机部件，以便基本替换所述至少一个第一组发动机部件中的所述发动机部件；以及，用所述至少一个工业化的发动机部件替换所述至少一个第一组发动机部件的所述发动机部件；其中，所述至少一个第一组发动机部件包括总发动机部件的至少约 50%的发动机部件，所述总发动机部件的至少约50%的发动机部件包括所述至少一个航空发动机；并且其中，所述发动机部件的替换延长了在所述非工业服务期间所述至少一个航空发动机中的大修间隔时间。根据本发明的又一个优选实施例，本发明提供一种用于提供能够产生电力的标准模块化的动力单元的方法，所述方法包括以下步骤确定至少一个模块化的发电机单元的近似尺寸和动力输出以服务至少一个大功率用电设备；确定第一组部件装置，所述第一组部件装置包括所述至少一个发电机单元的至少一个控制部件、至少一个原动机和至少一个发电机的有效串联；确定可将所述动力部件、发电部件和控制部件包装在一起的第二组最小空间；从所述第二组组最小空间中选择至少一个最小空间以成为所述标准模块化的动力单元；提供所述标准模块化的动力单元，所述标准模块化的动力单元包括包装在所选择的至少一个最小空间中的所述动力部件、所述发电部件和所述控制部件。更进一步地，本发明提供一种方法，其中，所述最小空间包括至少一个标准的联合运输航运集装箱。
根据本发明的又一个优选实施例，本发明提供一种用于减少与运输至少一个发电机单元相关联的车辆运输成本的方法，所述方法包括以下步骤选择至少一种运输方式，以便物理地运输所述至少一个发电机单元；对于所述至少一种运输方式来说，确定与所述至少一种运输方式的最大运力相关联的至少一组运力约束；对于所述至少一个发电机单元来说，确定至少一组最小性能参数；对于所述至少一个发电机单元来说，确定至少一组可行的物理封装构造，所述至少一组可行的物理封装构造能够包装包括所述最小性能参数的至少一个发电机单元；从所述至少一组可行的物理封装构造选择至少一组顺应运输的物理包装构造，所述至少一组顺应运输的物理包装构造中的每个都基本上落入所述至少一组运力约束内；对于所述至少一组顺应运输的物理包装构造来说，计算与每个所述顺应运输的物理包装构造相关联的单位生产成本；以及，从所述至少一组顺应运输的物理包装构造选择落入至少一个可接受的单位生产成本目标内的至少一个顺应运输的物理包装构造；其中，所述至少一组最小性能参数中的至少一个最小性能参数包括约一兆瓦的峰值电力输出。本专利应用公开或建议每个新颖的特征、元件、组合、步骤和/或方法。
图1示出根据本发明的优选实施例的重量轻的且紧凑的移动式发电机组的局部剖视的透视图；图2示出图1的移动式发电机组的侧视图，移动式发电机组的外壳布置在打开的构造中；图3示出根据图1的优选实施例的移动式发电机组的俯视图；图4示出图1的移动式发电机组的正视图；图5A示出通过图3的剖面5A-5A得到的剖视图，示出图1的移动式发电机组的优选的内部布置；图5B示出通过图3的剖面5B-5B得到的剖视图，进一步示出图1的移动式发电机组的优选的内部布置；图6A是示出图1的移动式发电机组的主要操作部件的优选的布置的侧视图；图6B是示出图1的移动式发电机组的主要操作部件的可替代的优选的布置的侧视图；图6C是示出图1的移动式发电机组的主要操作部件的可替代的优选的布置的侧视图；图7A是示出根据本发明的优选实施例的径向式的发电设备的第一透视图，所述径向式的发电设备构造成并且布置成用作用于图1的移动式发电机组的原动机；图7B是示出图7A的径向式的发电设备的第二透视图；图8A示出图7B的纵向剖视图8A-8A，总体上示出图7A的径向式的发电设备的优选的内部部件布置；图8B示出图7A的径向式的发电设备的局部的分解图；图8C示出图7A的径向式的发电设备的主要旋转部件的独立的透视图；图8D示出图7A的径向式的发电设备的主要旋转部件的独立的分解图；图8E示出图7A的径向式的发电设备的连杆的侧视图8F示出图8E的纵向剖视图8F-8F，示出通过连杆的纵向轴线延伸的优选的内部机油流动通道；图9A示出根据本发明的优选实施例的图7A的径向式的发电设备的优选的主连杆的透视图；图9B示出图9A的优选的主连杆的正视图；图9C示出图9A的优选的主连杆的侧视图；图9D示出图9B的细节视图9D，示出图9A的优选的主连杆的“大端”的优选布置；图9E示出通过图9C的剖面9E-9E得到的剖视图，示出通过图9A的主连杆的纵向轴线延伸的优选的内部机油流动通道；图9F示出图7A的径向式的发电设备的曲轴的俯视图；图9G示出通过图9F的剖面9G-9G得到的剖视图，示出图9F的曲轴的内部注油通道；图9H是根据本发明的另一个优选实施例的可替代的曲轴的制备的局部侧视图；图IOA示出通过图8A的横截面10A-10A得到的剖视图，示出图7A的径向式的发电设备的主要旋转部件；图IOB示出图IOA的细节剖视图10B，示出图7A的径向式的发电设备的下活塞和气缸；图IOC是示出根据本发明的优选实施例的优选的活塞装置的透视图；图IOD是示出图IOC的活塞的第一侧视图；图IOE是示出图IOC的活塞的第二侧视图；图11是总体上示出根据本发明的优选实施例的图7A的径向式的发电设备的优选的导入装置的独立的透视图；图12是总体上示出根据本发明的优选实施例的图1的移动式发电机组的优选的控制装置的图表；图13A是总体上示出根据本发明的优选方法的多个重量轻的且紧凑的移动式发电机组的运输的示意图，所述多个重量轻的且紧凑的移动式发电机组中的每个都能够产生约1兆瓦的电力；图1 是总体上示出本发明的优选方法的优选步骤的流程图；图14A是总体上示出根据本发明的另一个优选实施例的紧凑的移动式发电机组在建筑结构中的放置的剖视图；图14B是总体上示出本发明的可替代的优选方法的优选步骤的流程图；图14C是总体上示出本发明的另一个优选方法的优选步骤的流程图；图15示出根据本发明的可替代的优选实施例的用集装箱装在标准的联合运输航运集装箱内的移动式发电机组的侧视图；图16A示出根据本发明的优选实施例的图7A的径向式的发电设备的气缸筒的侧视图；图16B是通过图16A的剖面16B-16B得到的剖视图，示出图16A的气缸筒的优选的几何布置；以及图16C是为了修改而放大的图16A的细节视图16C的局部侧视图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的优选实施例的高度紧凑的移动式发电机组的局部剖视的透视图，所述移动式发电机组能够产生兆瓦输出水平的电力。为了说明的清晰性，已经从图 1的视图省略了移动式发电机组102的外壳106的一部分，以便较好地绘制出设备的优选的内部布置。图2示出所述移动式发电机组102的侧视图，外壳106的一部分布置在打开的构造中。包含此处说明的发电机组102在内的轻便发电系统100的优选实施例优选地包括高输出的发电机，所述高输出的发电机具有以下优选的物理特征紧凑的尺寸、较小的重量、使用广泛范围的传统燃料的能力以及优秀的操作可靠性。在使用工业标准测试条件的开发测试期间，轻便发电系统100的优选实施例从具有类似能力的传统的柴油或天然气驱动的发电机的一半的物理尺寸的单元产生一兆瓦的持续不变的三相的60赫兹输出。发电机组102优选地包括至少一个原动机，更优选地包括至少内燃机，最优选地包括高度紧凑的且功率密集的内燃机，所述内燃机在此为径向式发电单元150。径向式发电单元150优选地包括活塞驱动的发动机，所述活塞驱动的发动机构造成并且布置成通过至少一种液态或气态燃料的燃烧产生至少一个旋转动力输出。在设备的优选布置中，径向式发电单元150的旋转动力输出与至少一个发电机110操作地联接，如图所示。主要通过选择和使用与支撑系统部件的紧凑的有组织布置结合的、强大的但紧凑的径向式发电设备来实现发电机组102出乎意料的高功率密度，以下将进一步说明。发电机组102的径向式发电单元150、发电机110和支撑操作部件优选地容纳在外壳106内，所述外壳106优选地提供气象保护和消音两种功能。径向式发电单元150优选地直接布置在发电机110的前面，如图所示。其余的发电机部件，例如电控制子系统120、风道108、转矩传输单元112、空气净化器116、机油过滤子系统118、燃料输送部件122、电池 123和排气消音器124，优选地定位在围绕径向式发电单元150和发电机110的紧凑的布置中，如图所示。径向式发电单元150的优选构造包括较高的功率重量比。因而，将径向式发电单元150用作发电机组102的原动机，优选地减小了设备的总重量。发电机组102的优选的较小的重量和紧凑的尺寸允许发电单元150支撑在可牵引的拖车底盘104(此处至少体现为至少一个轮式底盘)上，从而形成图1的优选实施例。外壳106优选地使用多个基本耐风化的外部面板1 构造，所述多个基本耐风化的外部面板126优选地固定到支撑构件107的下层框架，所述支撑构件优选地包括管和角钢的焊接组件，所述管和角钢的焊接组件构造成并且布置成将外壳106刚性地安装到可牵引的拖车底盘104 (此处至少体现为至少一个支架，所述至少一个支架构造成并且布置成将所述外壳安装到所述至少一个轮式底盘)。外部面板1 优选地包括至少一种耐风化的材料，最优选地包括重量轻的金属板。在适当的情况下，考虑到诸如成本、计划的用法等问题，诸如玻璃纤维加强的面板、模制的聚合物等其它材料布置也可满足需要。可牵引的拖车底盘104优选地包括刚性的结构框架134，所述刚性的结构框架134 适于提供用于外壳106和包含在所述外壳106中的发电设备的支撑性安装结构。结构框架 134优选地包括8英寸深的I状钢构件的主要组件，所述主要组件优选地支撑多个刚性的横梁构件。可牵引的拖车底盘104的滚动部件优选地包括双重串联车轴135，所述双重串联车轴135使用传统的板簧悬架安装到结构钢框架134，如图所示。双重串联车轴135优选地包括约8000磅容量的制动车轴，所述制动车轴与为约8000磅容量的第二制动车轴或空转车轴结合。每个车轴都与一组负重轮125配合，所述一组负重轮125优选地包括橡胶充气轮胎，如图所示。结构框架134优选地包括至少一个挂钩组件127，所述至少一个挂钩组件127构造成并且布置成将可牵引的拖车底盘104联接到牵引车辆。挂钩组件127优选地包括从结构框架134的前端伸出的A框架舌状物136，如图所示。舌状物136优选地支撑至少一个挂钩装置，最优选地支撑4个螺栓的多位置枢栓类型的挂钩138，如图所示。枢栓类型的挂钩 138优选地包括至少一个高度可调节的牵引环眼，如图所示，所述牵引环眼可附装到牵引车辆的枢栓钩部。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如成本、牵引车辆的类型、地方法规等问题，诸如半拖车连接轮的鹅颈状挂钩、球形挂钩等其它挂钩装置也可满足需要。优选地在结构框架134的每个拐角处安装有四个接合地面的落腿支柱140，以便当可牵引的拖车底盘104与牵引车辆脱离时支撑可牵引的拖车底盘104并且使其稳定。每个落腿支柱140都包括通过机械装置、液压装置或电气装置操作的伸缩组件。另外，可牵引的拖车底盘104优选地配备有美国运输部(DOT)所需要的全部设备，优选地包括尾灯、制动灯、侧标志灯、转向灯、侧反射镜和后反射镜等。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如地方法规、保险要求等问题，采用诸如分离开关、提供安全链的装置、提供备份信号的装置等其它与牵引相关的设备也可满足需要。优选地通过检修门的装置提供外壳106的通向内部体积的外部通路128，所述检修门的装置优选地包括较大的枢转前段130，所述较大的枢转前段130构造成并且布置成提供径向式发电单元150的全面检查和维修通路。优选地一组位于外部面板126内的通风孔132帮助通过外壳106的空气循环。优选地，电力负荷在可经外部接近的配电板121联接到移动式发电机组102的输出，如图1中所示。配电板121优选地包括三组三相插座，所述三组三相插座优选地通过断路器保护，所述断路器优选地在400安培的持续使用下额定电压达到600VAC。配电板 121优选地包括NEMA认可的壳体，该壳体容纳三个由美国北卡罗来纳州Couse-Hinds of LaGrange所提供的“P0SI-L0K” E0400系列的顺序联锁面板。外壳106优选地包括约4米(13英尺)的总长A和约1. 8米(6英尺)的总宽B， 如在图3的俯视图中最好示出。图4示出移动式发电机组102的标出尺寸的正视图，示出约2米(6英尺8英寸)的优选的外壳高度C。外壳106的上述紧凑的物理尺寸使移动式发电机组102能够合法地在北美洲的大部分公共公路上运输。为了减小牵引期间的风阻力， 外壳106的前端109优选地与竖直方向向后倾斜了约20度，如图所示。或者优选地，移动式发电机组102容纳在用于联合运输的标准ISO类型的航运集装箱内，如图15中所示。不包括燃料，移动式发电机组102包括约7200千克(15，850磅)的优选牵引重量。 该重量允许移动式发电机组102通过非商业的驾驶员所驾驶的标准的一吨轻型货车牵引。图5A示出通过图3的剖面5A-5A得到的剖视图，示出图1的移动式发电机组102 的优选的内部布置。图5B示出通过图3的剖面5B-5B得到的剖视图，进一步示出图1的移动式发电机组102的优选的内部布置。径向式发电单元150通过隔振的发动机托架142从结构框架134的前部分支撑， 如图所示。发动机托架142优选地联接到位于径向式发电单元150的前端和后端两个位置处的安装点，并且优选地用于在操作期间传递除了由发动机所产生的转矩载荷以外的诸如发动机的重量的竖直载荷。在本公开的范围内，术语“尾部”或“后部”，应当理解为指示发动机的动力输出侧(如图7B中所示)。发动机托架142优选地包括从管钢基部构件所支撑的钢通道的焊接组件。发动机托架142优选地通过圆柱形弹性体隔振器111与支撑结构框架134隔离，如图所示。发电机110优选地在径向式发电单元150的动力输出轴线144下方的高度处位于径向式发电单元150的尾部(同样参见图6A)。该优选的布置降低了该实施例的总重心，并且允许径向式发电单元150的旋转动力输出通过位于发电机110和径向式发电单元150之间的转矩传输单元112传递到发电机110，如图所示。在定位在发电机110的尾部的机壳中优选地容纳有机载电控制子系统120，所述机载电控制子系统120优选地监测和控制发动机性能和发电机输出两个方面，如图所示。优选地通过在发电设备的气缸盖151和带翼片的气缸筒152上流过的空气而提供用于径向式发电单元150的主要发动机冷却(参见图7A和图7B)。在本发明的优选实施例中，优选地在从径向式发电单元150的动力输出侧向外突出的风道108内通过位于径向式发电单元150的尾部的轴流风扇146产生冷却气流，如图所示。优选地位于气缸盖151之间的金属板气缸围带148用于将运动通过发动机的空气指引到风道108。风道108的下部分的形状优选地设定成提供围绕传输单元112的必需的间隙，如图所示。风道108的上部分包括次级风道，所述次级风道适于通过发动机导入组件182的一对热交换中间冷却器180 抽吸冷却空气。风道108优选地过渡到基本中空的圆柱形的排放段184，所述排放段184优选地包含轴流风扇146，如图所示。轴流风扇146优选地包括具有联接到液压风扇马达170的中心轮毂的多叶片的模块。优选地，通过至少一个液压泵加压的液压流体给液压风扇马达170提供动力，所述至少一个液压泵通过径向式发电单元150驱动。液压回路驱动风扇马达170可以优选地包括可控的阀装置，以便能够调节轴流风扇146的速度和输出；从而，轴流风扇146的输出可以主动地改变，以便总体上匹配径向式发电单元150的散热要求。或者优选地，通过位于发电设备的前方的一个或多个液压驱动的离心式风扇提供冷却气流。如在图6C中最好示出。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如成本、预期的操作温度等问题，诸如使用电风扇马达、使用直接被星型发动机驱动的风扇元件、使用水冷却的护套等其它风扇布置也可满足需要。优选地通过机油过滤子系统118提供径向式发电单元150的二次冷却。机油过滤子系统118优选地包括远程安装的全流式油过滤器178、机油冷却器174和储油器176，如图所示。机油过滤子系统118的每个部件优选地通过一组机油分配管路(未示出)联接在一起，能够与径向式发电单元150的发动机驱动的机油循环泵172流体连通。机油过滤子系统118优选地用作径向式发电单元150的总发动机注油系统的延伸部，所述总发动机注油系统优选地包括压力泵和回油泵，机油分配管路等。优选地，机油冷却器174包括优选地通过12伏特或M伏特的直流(DC)电源操作的至少一个电动风扇提供的积极冷却。适用于机油冷却器174的机油冷却器优选地包括由德克萨斯州油气水力学股份有限公司所供应的OAD型单元。发动机排气优选地通过两个排气消音器IM排放，所述两个排气消音器IM优选地定位在外壳106的内部体积128的上部分中，所述外壳106的内部体积128的上部分优选地侧面围住排放段184的每侧，如图所示。每个排气消音器IM都用于减小在操作期间移动式发电机组102输出的声音分贝。每个排气消音器IM都优选地在外壳106的外部位置处排放，如图所示。图6A是示出根据图1的优选实施例的移动式发电机组102的主要操作部件的优选的布置的侧视图。注意到，图6A已经省略了外壳106、风道108、排气消音器124、机油过滤子系统118和类似的次级部件以帮助说明发电机110和径向式发电单元150之间的优选关系。径向式发电单元150的旋转动力输出优选地通过位于发电机110和径向式发电单元150之间的转矩传输单元112传递到发电机110的内部电枢，如图所示。优选地位于动力输出轴线144处的径向式发电单元150的旋转输出优选地定向成使得基本上与发电机110 的下输入轴线143平行，如图所示。转矩传输单元112优选地包括带式驱动机构；优选地包括联接到径向式发电单元150的旋转输出的圆柱形上滑轮188、联接到发电机110的输入轴的圆柱形下滑轮190以及将上滑轮188的旋转运动和下滑轮190联接起来的至少一个传动带 192。下滑轮190和上滑轮188之间的速比优选地设置成使径向式发电单元150的转速与发电机Iio的优选操作输入速度适当地匹配。在美国，优选的电频率是60赫兹，优选的 4极发电机110的轴速度是工业标准1800每分钟转数(RPM)。径向式发电单元150的输出速度优选地通过适当选择滑轮直径而与所述轴速度匹配。上滑轮188和下滑轮190 二者优选地包括经轴颈(journaled)设置在前轴承和后轴承中的中心轮毂，所述中心轮毂保持在刚性地安装到结构框架134的支撑性框架194中。 框架194优选地包括刚性的金属构造，所述刚性的金属构造适用于使传动带能够重新开始工作的直接的拆卸。上滑轮188和下滑轮190 二者优选地包括金属的V-带轮，所述V-带轮具有机械加工的带有外槽的表面，所述带有外槽的表面适于接收一个或多个V状带。传动带192优选地包括并排布置的六个V-带，每个所述V-带都优选地包括如由固特异橡胶制品公司所供应的5VF950型“Torque Team Plus Banded Belt”带。优选地通过机械调节来维持传动带192的张力。用于将上滑轮188联接到径向式发电单元150的输出轴的是至少一个弹性体联接器196。当使用此处说明的类型的带式转矩传输单元时，该优选的布置是有利的。弹性体联接器196除了用于减小发动机振动到传动系结构的传输，也用于容纳操作期间的适度的轴向不对准量。适于用作弹性体联接器196的弹性体联接器包括由美国威斯康星州新柏林的莱克斯诺弹性体产品公司所生产的OMEGA商标弹性体联接器。在本发明的优选实施例中，上滑轮188与有齿的齿圈配合，所述齿圈优选地与配备有电动起动马达的M伏特直流的螺线管接合，从而允许转矩传输单元112用作用于径向式发电单元150的起动器机构。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如计划的用法、原动机的功率输出等问题，诸如齿轮传动、链传动、液压联接器、离合器等其它的机械传输布置也可满足需要。发电机110优选地包括四极同步发电机，所述四极同步发电机在约1800RPM的运行速度(具有约2250RPM的超速的容量)下具有约IOOOkW的额定容量。发电机110优选地输出三相的480伏特交流电(AC)。发电机110优选地包括约2300千克(约5000磅)的近似重量。适于用作发电机110的优选的发电机单元包括由意大利阿尔齐尼亚诺(VI)的马瑞利马达(Marelli Motori)所供应的型号MJB-400-MB4。图6B是示出图1的移动式发电机组102的主要操作部件的优选的可替代的布置 200的侧视图。在可替代的布置200中，省略了转矩传输单元112，有利于发电机110和径向式发电单元150的基本直接的联接，如图所示。在图6B的优选布置中，动力输出轴线144 和轴线143同轴地对准，从而允许发电机110和径向式发电单元150的基本直接的机械联接。至少一个界面组件202用于使径向式发电单元150的动力输出装置204适应发电机 110的输入法兰，如图所示。注意到，所述直接联接要求径向式发电单元150的操作速度和可用的轴马力基本等于发电机110所需要的必需的输入速度和输入轴马达。因而，可替代的布置200的使用要求径向式发电单元150的功率曲线移动以提供由四极发电机所需要的在1800RPM旋转输入下的必需的驱动转矩。这可以通过增大径向式发电单元150的孔径和行程而实现。功率曲线可以通过修改进一步移动到对于内燃烧的活塞发动机领域的技术人员来说已知的燃烧室形状、气门升程和进气/排气气门重叠。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如发动机构造、成本等问题，诸如齿轮减速组件、减振器、离合器机构、万向接头、流体或磁体联接器等其它的联接器布置也可满足需要。此外，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如发动机效率、最大发动机输出、成本等问题，诸如用于允许原动机在峰值(最大RPM)效率下操作的较大的2 极发电机等其它的发电机布置也可满足需要。图6C是示出图1的移动式发电机组102的主要操作部件的可替代的优选的布置 201的侧视图。可替代的优选的布置201中，省略了转矩传输单元112，有利于紧凑的转矩传输变速箱203，如图所示。径向式发电单元150的旋转动力输出优选地通过优选地位于发电机110和径向式发电单元150之间的变速箱203传递到发电机110的内部电枢，如图所示。变速箱203优选地包括支撑在变速箱外壳205中的内齿轮系。径向式发电单元150的旋转动力输出优选地通过内齿轮系联接到发电机110的输入轴，所述内齿轮系优选地包括一组斜齿轮。齿轮比优选地被固定，并且优选地将径向式发电单元150的转速与发电机110 的优选的操作输入速度(约1800RPM)匹配。或者，优选地，变速箱203可以包括多种速度的能力以使径向式发电单元150能够在与减小的载荷要求一致的较低的输出速度下操作。变速箱203的比较紧凑的尺寸允许径向式发电单元150向后移动，从而在外壳106 的前部分中提供额外的内部体积128。该可替代的优选布置能够使用在前部安装的离心式风扇组件209(如在图6C中用虚线指示)。离心式风扇组件209的风扇轮直接联接到液压风扇马达170的轴。或者优选地，离心式风扇组件209的风扇轮可以使用带传动联接到液压风扇马达170的轴。优选地，通过至少一个液压泵加压的液压流体给液压风扇马达170提供动力，所述至少一个液压泵通过径向式发电单元150驱动。总组件的尺寸设定成在操作期间产生约 15英寸水柱(wc)的静压力。
液压回路驱动风扇马达170可以优选地包括可控的阀装置，以便能够调节液压风扇马达170的速度和输出；从而，离心式风扇组件209的输出可以积极地调节成匹配径向式发电单元150的散热要求。优选地通过在前部安装的稳压室在管道中输送冷却气流，所述稳压室与包围发电设备的气缸盖和气缸筒的金属板气缸围带148流体连通。现在具体地参照径向式发电单元150的优选结构和布置。图7A是示出径向式发电单元150的总体外部布置的透视图。图7B是示出径向式发电单元150的动力输出侧的第二透视图。本发明的高度可移动的兆瓦特级别的发电机组的成功发展需要原动机，所述原动机具有较低的重量每马力比、紧凑的尺寸和较好的维护耐用性。在轻便发电系统100的发展过程中，申请人确定，适当的原动机将需要约1400制动马力的可持续的动力输出、容易长途运输的可携带性、小于约1. 8米(72英寸)的最大物理宽度。在发展过程中，本申请人识别出若干可行的发动机构造，所述若干可行的发动机构造具有必要的物理特征和性能特征。在基本的研究和分析之后，本申请人确定，仅径向式活塞发动机具有上述特征，具有证实了的维护耐用性、多种燃料的能力以及较低的初始生产成本的额外优点。通常从至少一个飞机应用得到径向式发电单元150的优选设计。用作径向式发电单元150的径向式飞机发动机的优选适应提供一种能够具有持续的高动力输出、高操作可靠性和极好的效率的原动机。通常，径向式发电单元150包括径向式设计的往复循环的活塞发动机，这样的称谓是由于该活塞发动机的围绕中心曲轴的径向布置的气缸。径向式发电单元150内的气缸的优选数量是奇数，最优选的是九个。径向式发电单元150优选地包括通常从在20世纪开发和使用的柯蒂斯莱特型号R-1820 “旋风”径向式发动机所得到的四冲程活塞发动机。柯蒂斯莱特型号R-1820及其衍生产品已经给包括直升机在内的众多螺旋桨驱动的飞机提供动力。当适当地维护时，基本的R-1820设计被证实在航空服务期间既是可靠的又是较耐用的。使用修改的(用涡轮增压的)R-1820-84单元成功地操作的移动式发电机组102的发展实施例源自西科斯基飞机公司直升机。发电设备的繁琐的维护间隔和较昂贵的维修要求严重地阻碍R-1820发动机在非航空应用中的实用性。纯航空径向式发动机虽然紧凑和有力，但是本质上不适用于传统的工业发动机所服务的工业应用，所述传统的工业发动机典型地具有较长的维护间隔。虽然总体上从柯蒂斯莱特发动机得到发电单元150的基本的几何结构，但是本质上整个发动机优选地被重新装配以用于工业服务和提高的性能。所述重新装配优选地包括加强和替换大量发动机部件；更优选地，所述重新装配包括加强和替换基本所有发动机部件，以下进一步说明。图8A示出图7B的纵向剖视图8A-8A，总体上示出径向式发电单元150的优选的内部部件布置。图8B示出径向式发电单元150的局部的分解图。图8C示出径向式发电单元 150的主要旋转部件的独立的透视图。图8D示出径向式发电单元150的主要旋转部件的独立的分解图。注意到，已经省略了图7B的视图的导入组件的部分以允许示出下层结构。径向式发电单元150包括九个气缸149，所述九个气缸149优选地排列在围绕两个部分的曲轴箱组件186的紧凑的径向式几何结构中，如图所示。气缸149之间的间隔优选地是40度。每个气缸149都优选地包括可往复运动地布置在相应的气缸筒152中的单个活塞156，如图所示。每个气缸筒152都包括连结到曲轴箱组件186的近端部和连结到气缸盖151的远端部，如图所示。活塞156、气缸盖151和气缸筒152的内壁206 —起形成内燃烧室208，在所述内燃烧室208中燃料混合物被压缩和燃烧。在长期的实验测试之后发展气缸筒152的优选设计，所述实验测试包括原始的航空对应部件的细致测试和分析。所得到的气缸筒包括全新的空气冷却的设计，所述设计被具体地重新设计以用于改进的使用寿命(对于气缸筒152的优选的几何结构来说，参见图 16A至图16C)。优选的工程学变化包括替换非结构铝的冷却翼片，结构冷却翼片271的布置围绕气缸筒152的外圆周与其一体地铸造，如图所示。该优选的布置发展成结构上增强气缸筒并且均勻地围绕气缸筒圆周散布热，显著地减少了气缸筒内的圆周应力，从而允许气缸筒152在延长的操作期间较好地维持恒定的形状。每个气缸筒152都优选地由铁合金构造。最优选地，气缸筒152修改成包括铸铁合金。适于用在气缸筒152的构造中的优选的含铁材料优选地包括高性能的硼合金铸铁，所述高性能的硼合金铸铁优选地包含这样的化学成分，即约2. 9%至3. 2%重量的碳， 约2. 0%至2. 4%重量的硅，约0. 6%至0. 8%重量的锰，约0. 035%至0. 08%重量的硫，约 0. 04%至0. 08%重量的硼，约1. 3%至1. 7%重量的铜，约0. 25%至0. 4%重量的铬，小于约0. 25%重量的磷；其余成分包含铁。这种硼合金铸铁优选地遵守QZZ21(^8-1996JT标准； 优选地，包含有遵守标准JB/T5082-1991的硬式结构分布、尺寸和含量；优选的硬度处于约 280和310布氏硬度(HBS)，在小于或等于约30HBS的同一表面上具有优选的硬度变化；并且机械特性优选地遵守GB 9439(灰铸铁)。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如技术、成本等问题，诸如通过硬化或氮化(取决于应用和使用条件)的SAE4140(UNS G41400)含铁材料等其它材料也可满足需要。气缸筒152优选地使用壳型模制工艺制造。优选的壳型模制方法包括若干已知的工艺中的一种，其中，加热的金属图案放置在沙子和热固塑料的混合物中。加热的图案(约 200摄氏度)在周围的沙子/塑料混合物中产生硬化的“壳型”，所述“壳型”与图案的外表面一致。将该壳型从图案分离和去除以形成用于气缸筒152的“壳型模具”。壳型模具的分离的部分被固定在一起，并且将熔融铁倾注到壳型中以形成部件。一旦金属凝固，则壳型从用于制造未进行机械加工的气缸筒的铸件脱离。铸件气缸筒的机械加工优选地包括内径的精确镗孔和两个阶段的珩磨(对于气缸筒152的优选的几何结构来说，参见图16A至图 16C)。在优选的珩磨处理中，优选地，首先是气缸筒壁的粗糙珩磨，其次是轮廓珩磨，以达到平滑的稳定水平的光洁度。该优选的两个阶段的珩磨产生适当的支承区域来支撑环，而同时保持适当的断面深度以保留机油并且提供足够的环润滑。每个气缸盖151都优选地构造成并且布置成提供进气和排气燃烧循环气体的阀辅助控制。每个气缸盖151都包括进气气门口和排气气门口 212，所述进气气门口和排气气门口 212优选地与随附的传统提升气门设计的一组进气气门和排气气门配合。优选地在排气口处使用钠填充气门以提高热消散。这些气门优选地通过气门弹簧维持在关闭的位置中并且通过枢转地安装到气缸盖151的摇臂的作用而被打开。摇臂(附图中被省略)优选地通过推杆222致动，所述推杆222优选地在推杆管四0内从气缸盖151开始沿着发动机的后部延伸到环状凸轮218，所述环状凸轮218优选地位于曲轴箱组件186的后段内。凸轮218优选地包括硬化的合金钢环，多组凸轮凸起部形成在所述硬化的合金钢环的外径上。每个推杆222都优选地通过推杆滚柱2M接合凸轮218的外径，如图所示。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如成本、耐用性、操作效率等问题，诸如使用单件的液压挺杆/滚子凸轮从动部致动每个推杆、电动机械气门致动等其它的气门致动布置也可满足需要。凸轮218优选地与曲轴210同心地安装并且通过凸轮驱动齿轮组件2 被曲轴 210驱动，所述凸轮驱动齿轮组件2 优选地用于使凸轮的一部分相对于曲轴210反向以及用于减小凸轮的转速。凸轮218优选地包括两组围绕凸轮的外周边间隔开的四个凸起部， 一组凸起部控制进气气门，而另一组凸起部控制排气气门。凸轮凸起部优选地布置成提供 1-3-5-7-9-2-4-6-8 的点火次序。气缸盖151优选地包括金属壳体，所述金属壳体优选地使用非铁合金，优选地利用改进的铝合金。气缸盖151优选地修改成包括Al-Si-Cu-Mg合金，优选地基本匹配由日本工业标准(JIS)H5202AC4D指定的材料。气缸盖151优选地被机械加工成接收所有需要的气门导引件、摇臂套管、气门座、火花塞开口等。优选地通过在气缸盖铸件内包含较深的封闭间隔开的翼片来帮助散热，如图所示。每个气缸盖151都优选地使用螺纹啮合装置连结到相应的气缸筒152，如图所示。 在优选的进步的设计中，分度螺纹(indexed threading)用于在组装期间将气缸盖151精确地排列在相对于总发电设备的预先确定的位置中。气缸盖151的螺纹和气缸筒152的螺纹被分度成使得当气缸盖151配合到气缸筒152时，气缸盖151在相对于发电单元150的输出轴线144的相同的可再现的角度范围处将达到优选的转矩规格。这样也优选地允许对用于将气缸筒152附装到曲轴箱组件186的气缸法兰预先钻孔。通过在最靠内的螺纹处建立起干涉螺纹优选地部分地实现所述分度。活塞156优选地通过主连杆组件153和铰接连杆组件巧4连接到中心曲轴210，如图所示。在该优选的实施例中，九个径向布置的活塞156中的一个活塞156优选地联接到主连杆158。主连杆158直接附装到曲轴210，并且其余八个活塞156优选地通过铰接连杆组件154的八个连杆2 联接到主连杆158。图9A示出根据本发明的优选实施例的径向式发电单元150的优选的主连杆158 的透视图。图9B示出主连杆158的正视图。图9C示出主连杆158的侧视图。图9D示出图9B的细节视图9D，示出主连杆158的“大端”的优选布置。现在参照图9A至图9D，以及连续地参照现有的附图。注意到，已经从附图省略了各种机械紧固件，以便较好地绘制出下层结构。图9A至图9D中所示的所有尺寸都是以英寸为单位，除非另外提出。如上所述，径向式发电单元150的大部分部件已经被重新设计以用于改进的耐用性、性能。作为主要的示例，本申请人制造的主连杆设计在分析和测试之后显著地改进了主连杆158的几何结构，所述主连杆设计明显减小了内部发动机应力以及相对应地增加了发动机耐用性。此处说明的主连杆的优选的几何结构不但允许发动机在均勻的压缩和定时下运行，而且还能够显著地减小高度磨损的发动机部件内的摩擦力。主连杆158优选地包括单个单元式金属锻件，如图所示，所述单个单元式金属锻件优选地包括可热处理的合金，最优选地包括4340合金钢。主连杆158的“大端”优选地包括主轴承孔230，所述主轴承孔230优选地适于容纳曲轴210的主连杆主轴承和曲柄销236。围绕大端设置圆周法兰232以用于附装八个铰接连杆228。通过使用优选地接合在法兰232的连杆销孔234中的连杆销231而实现每个连杆2 与主连杆158的优选连接。优选地在图9D中所示的围绕主轴承孔230的精确位置处机械加工主连杆158的连杆销孔234。优选地在退火的或正常的/回火的条件下执行机械加工。在约1550 °F下完成完全退火，随后在不快于50每小时华氏温度的速率下被控制(熔炉)冷却到至少约 600下的温度。一旦退火，可以通过具有所需的机械公差的传统方法执行机械加工。用于加强主连杆158的热处理优选地经AISA、ASM和/或ASTM规格进行。在主连杆158的优选实施例中，每个连杆销孔234都优选地均勻地以角度位置而不是以径向位置间隔开。如图所示，每个连杆销的优选的径向位置被优选地调节到约 5/10000英寸的优选准确度，以便确保横过发动机的所有气缸的均勻的压缩比。注意到，这些优选的位置可以优选地以120/1000英寸变化，如图所示。每个连杆销孔234的最终尺寸优选地被精确珩磨。与柯蒂斯莱特R-1820发动机的现有的变型方案对照，主轴承孔230和活塞销孔 233之间的优选距离K已经增大到约14. 763英寸，优选的公差为+0. 002和-0. 002。该优选的改进方案要求主连杆158的总长L相对应地增大到等于约19. 94英寸，如图9B中所示。 本申请人经分析而确定，该改进的杆长在操作期间减小了主连杆158的固有的前后摇摆运动的角度。该增大的程度也增加了施加到主连杆158的力矩，所述力矩用于阻止所述摇摆运动。与柯蒂斯莱特R-1820发动机的所有现有的变型方案对照，主连杆158的重心已经向主轴承孔230更加靠近移动，以便由于关于主连杆158的惯性力矩的角动量减小而使主轴承对主连杆158的阻力急剧减小。本申请人已经确定，增大的力矩臂和减小的阻力的结合由于动量而显著地减小主要气缸238和附装到主连杆158的相应的活塞156之间的摩擦力。该结果提高了主要气缸238的寿命，减小了所有连杆销231和连杆228的摩擦力和磨损，以及使发动机冲程更加均勻地均衡，这些结果全部有助于显著地增加大修间隔时间。注意到，主连杆158的相对的表面235优选地被机械加工成平坦的和平行的，如图所示。包围每个连杆销孔234的面237优选地包括35度的壁斜度，如图所示。图9E示出通过图9C的剖面9E-9E得到的剖视图，示出通过图9A的主连杆的纵向轴线延伸的优选的内部机油流动通道。图9F示出图7A的径向式发电设备的曲轴的俯视图。 图9G示出通过图9F的剖面9G-9G得到的剖视图，示出图9F的曲轴的内部注油通道。实验测试指示需要在活塞156内添加热控制以在工业化发动机中实现优选的耐用性水平。这样发展机油冷却的活塞构造，其中，机油优选地在活塞裙的区域内喷洒在活塞顶的下侧上。在优选的实施例中，曲柄销236包括一组润滑油孔M3，所述一组润滑油孔M3 与发动机的加压润滑系统连通。润滑油孔243循环地与至少一个通道连通，所述至少一个通道形成在大端的轴承中并且通向形成在主连杆158的中心腹板中的纵向机油通道M5， 如图所示。机油通道245优选地与主连杆158的小端活塞销孔233中的机油排出口 251连通，如图所示。润滑油流优选地从机油排出口 251喷洒到活塞下侧来散热。曲轴210优选地是对开夹持类型的，如图8D中所示，从而允许主连杆158包括优选的单件设计，如图所示。优选地，主连杆组件153和铰接连杆组件巧4优选地组装在一起并且继而安装在曲柄销236上；曲轴210的分部则连结在一起以形成下段的主要旋转组件。注意到，边缘过渡部239优选地包括0.0625英寸的半径。表面Ml优选地包括0. 125英寸的半径，如图所示。为了增加强度和抵抗磨损，曲柄销236的轴颈表面优选地被感应硬化。 曲轴210的优选构造阻止整个轴颈表面被感应硬化；具体地，传统的感应硬化设备难以接近曲柄销236和相邻的平衡块247之间的圆角过渡区域M9。本申请人已经确定，在圆角过渡区域249处的材料疲劳是该类型的曲轴的主要的机构故障。为了使横过曲柄销236的整个长度的硬化一致，优选的是每个圆角过渡区域都是使用高压机械辊进行加工硬化。在优选的工艺中，圆角过渡区域249通过机械辊被冷却加工。所得到的金属的塑性变形有效地增加了材料的疲劳强度，以便更加紧密地匹配曲轴的感应硬化的区域的材料特性。图8E示出图7A的径向式发电设备的连杆的侧视图。图8F示出图8E的纵向剖视图8F-8F，示出通过连杆的纵向轴线延伸的优选的内部机油流动通道。如同主连杆158 — 样，每个连杆2 都优选地包括纵向机油通道M5以将润滑油输送到相应的活塞156的下侧。在优选的实施例中，每个连杆销孔234都包括至少一个润滑通道，所述至少一个润滑通道经由主轴承孔230与发动机的加压润滑系统连通。形成在连杆轴承中的至少一个通道优选地通向形成在连杆228中的纵向机油通道M5，如图所示。机油通道245优选地与连杆 228的小端活塞销孔233中的机油排出口 251连通，如图所示。润滑油流优选地从机油排出口 251喷洒到活塞下侧来散热。图9H是示出根据本发明的另一个优选实施例的可替代的曲轴210’的曲柄销的局部侧视图。在径向式发电单元150的可替代的优选实施例中，曲轴210’优选地包括实心单元，所述实心单元用于支撑可替代的对开式构造的主连杆(参见，例如普拉蒂&惠特尼型号 R-4360径向式发动机)。在该可替代的优选构造中，曲柄销236’与每个平衡块M7的相邻的腹板一体地形成，如图所示。可替代的曲轴210’的单元式构造阻止整个轴颈表面被感应硬化；具体地，传统的感应硬化设备难以接近曲柄销236’和相邻的平衡块对7’之间的两个圆角过渡区域M9。 为了使横过曲柄销236’的整个长度的硬化一致，优选的是每个圆角过渡区域都是使用上述的高压机械辊进行加工硬化。在优选的工艺中，圆角过渡区域249通过机械辊被冷却加工， 以便有效地增加材料的疲劳强度。图IOA示出通过图8A的横截面10A-10A得到的剖视图，示出图7A的径向式的发电设备的主要旋转部件。图IOA示出通过图8A的横截面10A-10A得到的剖视图，示出径向式发电单元150 的主要旋转部件。图IOB示出图IOA的细节剖视图10B，示出径向式发电单元150的下活塞 156和气缸筒152。图IOC是示出根据本发明的优选实施例的包括优选的活塞环装置的单个活塞156的底部透视图。图IOD是示出图IOC的活塞156的第一侧视图。图IOE是示出图IOC的活塞156的第二侧视图。经常在发动机关闭之后没有完成干式油底壳回油，在曲轴箱的底部中留下油量 2420传统的径向式发动机通常倾向于通过机油242越过活塞156的密封环MO的重力运动而使机油迁转移到最靠下的气缸149的燃烧室208中。由于若干原因，该状况对于发电机组102的操作来说是有问题的。首先，在一个或多个燃烧室208中存在有机油242潜在地产生“液体锁住”条件，在所述“液体锁住”条件中，随着下活塞抵靠燃烧室中的不可压缩的机油运动，产生过大的力，在起动期间会破坏发动机。
其次，较少量的机油242在没有影响起动的同时在起动期间产生不可接受的碳氢化合物排放物水平(蓝烟)，或者表示为喷射到排气组件和下游涡轮增压器160以及排气消音器124中的油滴(例如，湿起动)。径向式发电单元150优选地包括改进的活塞密封组件M4，所述活塞密封组件244 适于防止机油越过活塞迁移，而同时在操作期间维持足够的气缸润滑。活塞156优选地使用三阶段的冷却锻造处理由至少一种高温铝合金形成。活塞 156的活塞顶253优选地被硬质阳极氧化。活塞裙255优选地与至少一种硬金属涂层粘结， 所述至少一种硬金属涂层优选地是金属间化合物、优选地是二硅化钼(MoSU)沉积物。在活塞156的外表面中优选地形成有槽252以接收活塞环，如图所示。改进的活塞密封组件244优选地包括两个传统设计的压缩环246、一组三个机油控制环250和一组三个机油刮油环M8以帮助控制越过活塞裙的机油迁移。压缩环246优选地安装在最靠近活塞156的活塞顶253的两个槽中；三个机油控制环250优选地安装在接下来与活塞销2M 相邻的槽中，如图所示。一组三个机油刮油环248优选地安装在最后位于活塞156的下端部处的槽中。这些环的优选组合限制了过多的机油迁移到下燃烧室208中。径向式发电单元150优选地包括至少约1800立方英寸的排量，更优选地包括约 1820立方英寸的排量。径向式发电单元150优选地包括约6. 125英寸的气缸孔径、约6. 875 英寸的活塞行程和约九至一的压缩比。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解， 在适当的情况下，提前考虑到诸如材料技术、散热、发动机控制等问题，诸如较小排量的高压缩单元等其它的发动机布置也可满足需要。可在图8B中看到的额外的发动机部件优选地包括PTO终传动半轴282、PTO轴承载座观4、前部变速箱组件观6、油泵172、摇臂盖292和附属的动力输出装置四4(优选地用于驱动交流发电机)。图11是总体上示出根据本发明的优选实施例的径向式发电单元150的优选的发动机导入装置182(此处至少体现为至少一个导入路径)的独立的透视图。径向式发电单元150的重要的特征是系统灵活地利用诸如天然气、甲烷、乙醇、汽油、丙烷等燃料范围。发动机导入装置182的高度优选的实施例优选地构造成利用天然气，以下将说明。发动机导入组件182优选地包括压力导入系统，所述压力导入系统优选地包括双废气涡轮增压器160，如图所示。在发动机导入组件182的优选实施例中，燃烧气体通过空气净化器116进入可变的文丘里管类型的气体空气混合器256中，如图所示。气体空气混合器256优选地适于通过气体供应管路260接收来自燃料输送部件122(参见图1)的气体输送装置(gas train) 258的天然气流，如图所示。气体空气混合器256优选地通过天然气与燃烧空气的输入流之间测量到的混合而产生化学计量的空气和燃料混合物。所得到的空气/燃料混合物离开气体空气混合器 256以进入分叉的传输管沈2，所述分叉的传输管262用于分开在涡轮增压器160的压缩机入口之间的空气/燃料混合物。每个涡轮增压器160都压缩进入的空气/燃料混合物 (对进入的空气/燃料混合物增压)，使所述空气/燃料混合物从环境压力增压到适当输送的压力，所述适当输送的压力优选地处于大约12每平方英寸磅(psi)到16每平方英寸磅 (psi) ο在空气/燃料混合物通过相应的涡轮增压器160压缩之后，空气/燃料混合物优选地穿过至少一个热交换器，所述至少一个热交换器用于控制离开涡轮增压器的空气/燃料混合物的温度。发动机导入组件182优选地包括一对空气对空气的中间冷却器180，在所述一对空气对空气的中间冷却器180处降低已压缩的空气/燃料混合物的升高的温度。空气/燃料混合物优选地通过穿过两个蝶状的调节器268中的一个而从中间冷却器180输送到进气盖沈6的两个进气口 264中的一个，所述两个蝶状的调节器268用于将径向式发电单元150维持在约2200RPM的优选操作速度下。空气/燃料混合物优选地从进气盖266分配到进气歧管272的九个出口 270。九个进气管274(参见附图)优选地将空气/燃料混合物传递到气缸盖151的进气口。涡轮增压器160优选地通过废气驱动，所述废气通过右侧和左侧的排气歧管276 排出，如图所示。每个涡轮增压器160的涡轮入口优选地通过带有法兰的排气管278联接到相应的排气歧管276，如图所示。排气排出涡轮增压器160优选地通向排气消音器124， 如图所示。每个涡轮增压器160都优选地从霍尼韦尔加勒特所产生的GT47型号系列选择。每个涡轮增压器160都优选地包括机油冷却的轴承系统。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如成本、性能要求等问题，诸如添加压力控制废料排出门、抗爆震水喷射、使用单个较大的涡轮增压器、使用增压器等其它的压力导入布置也可满足需要。气体空气混合器256优选地包括德国采勒电机技术GmbH所产生的VARIFUEL2气体空气混合器。VARIFUEL2单元对于其固有的调节许多不同的气体和气体质量(包括沼气) 的能力来说是部分优选的。气体空气混合器256优选地包括由控制系统120控制的用于积极的机载的步进马达。每个蝶状的调节器268都优选地包括由柯林斯堡公司的伍德沃德公司所生产的远程启动的WOODWARD商标的节流阀。蝶状的调节器沈8的启动优选地通过机载控制系统120控制以在多种要求载荷下维持发电设备的输出。图12是总体上示出根据本发明的优选实施例的图1的移动式发电机组102的优选的控制装置的图表。优选地通过购买机载的基于微处理器的控制系统120来提供发电机控制。优选的控制系统120包括一个或多个市场上可购买的控制器观0，所述控制器280优选地为捷克共和国布拉格的科迈spol. sr. ο.所生产的COMAP型号IS NT。优选的AlO控制器优选地包括八个机载的数字输入/输出端口和四个模拟数字输入/输出端口。优选地在本地用户界面275上显示数据，所述本地用户界面275优选地包括在外壳106的后部处接近的面板显示屏。为了环境保护(优选地达到IP65标准)，控制系统120的外壳优选地被密封住，允许控制系统120安装在外壳106的开关盒中。控制特征包括比例-积分-微分PID 回路、空气燃料比的控制、用于电子发动机控制单元的支撑、自动同步和功率控制、调峰、无中断的反向同步、电压和功率因数PF控制、有效负载共享(在多发电机组(multi-gen-set) 模式中)和基本负荷进出口。控制器观0的监测和诊断优选地包括电压调整、网络保护、泵和风扇的PLC控制、 操作数据的显示以及报警。发动机保护可以优选地包括油压、温度、点火/抗爆控制和拒爆保护的监测，输出控制，空气燃料混合物控制。同步，功率因数(Cos-PHI)监测和变阻器监测。发电机测量可以优选地包括电压(U)、电流(I)、频率(Hz)、功率(kW)、无功功率(kvar)、 表观功率(kVA)、功率因数(PF)、kW小时(kWh)和无功功率小时(kVAh)，并且主要测量是U、
控制器280优选地适于与至少一个标准网络协议对接，所述至少一个标准网络协议优选地支持模拟/GSM/ISDN通信。这样允许通过具有适当的网络接入的远程技术来控制移动式发电机组102的监测和诊断。额外的安全特征可以优选地包括短消息服务(SMS)报警特征，所述短消息服务(SMQ报警特征适于将提示移动式发电机组102将遇到一个或多个不合格的问题的警报发送到指定的移动电话。控制器280还能够进行数据记录，允许操作数据存储以用于随后的收集和分析。在控制系统120的优选的布置中，控制器280优选地排列成与以下部件相互操作 蝶状的调节器268，气体空气混合物256，伍德沃德型号2301A速度控制器，火花塞欧洲股份有限公司的型号ZFAS-UI排气氧传感器(氧传感器)单元，次要的WEGO宽频带的空气/ 燃料比(AFR)监测器(所述监测器优选地与一个或多个博世型号LSU宽频带的氧传感器联接)，型号MIC750点火控制单元，CompAp型号IS-AIN8模拟输入模块，多个电控制继电器， 熔丝盒，信号调整装置，绝缘和相互连接的硬件，以及给控制系统120的电子器件提供服务的功率。排气氧传感器优选地定位在带有法兰的排气管278中。其它传感器(曲柄角传感器、温度传感器等)优选地根据部件的相应制造商的建议定位。用于供应天然气燃料的一组气体输送装置258优选地包括气体控制测量和安全系统(GRMQ，所述气体控制测量和安全系统(GRMQ优选地包括压力调节部分、容积流量测量部分和至少一个自动关闭阀，所述至少一个自动关闭阀在不合格的条件下终止气体流动。一组气体输送装置258优选地从德国tokich的粪便燃烧控制所产生的产物。在阅读本说明书时，本领域的技术人员现在将理解，在适当的情况下，考虑到诸如燃料成本、燃料实用性、环境限制等问题，诸如使用可切换两种燃料的系统(天然气和汽油)、三种燃料的系统(低压丙烷、天然气和汽油)、将生物燃料与天热气混合的混合物等其它燃料布置也可 两足需要。移动式发电机组102显著地产生少于等效的柴油发电机组的污染。使用天然气或丙烷作为燃料来源，移动式发电机组102能够满足用于4列排气污染鉴定(优选地使用催化的排气路径)的美国环保署(EPA)/加利福尼亚空气资源委员会(CARB)的要求。移动式发电机组102的优选实施例可以优选地包括用于增加系统的总能量效率的可替代的优选特征，例如，排气加热回收设备，组合的热和功率系统(CHP)等。图13Α是总体上示出根据本发明的优选方法300的多个滑动安装的移动式发电机组302的运输的示意图，所述多个滑动安装的移动式发电机组302中的每个都能够产生约 1兆瓦的应急电力。对于移动式发电机组102，滑动安装的移动式发电机组302优选地能够在广泛的依赖电的操作中提供应急的、备用的、调峰的和连续的电力。传统的一兆瓦的柴油或天然气驱动的移动式发电机组体积较大、较重、并且需要牵引车牵引的装备来运输每个单元。移动式发电机组102的优选的功率密度允许通过相同的牵引车辆来运输多倍兆瓦的移动式发电机组。滑动安装的移动式发电机组302的优选构造基本与如上所述的移动式发电机组 102的优选构造类似，除了用滑动式基座304代替可牵引的拖车底盘104以外，如图所示。 在物理尺寸和内部体积两个方面，移动式发电机组102和滑动安装的移动式发电机组302二者共用基本类型的而在许多情况下相同的外壳106。包括可牵弓I的拖车底盘104在内的一兆瓦的移动式发电机组102包括小于约7711 千克(17000磅)的最大系统重量，最优选地包括小于约M43千克(12000磅)的最大系统重量。一兆瓦的滑动安装的移动式发电机组302优选地包括小于约5900千克(13000磅) 的最大重量，最优选地包括小于约4763千克(10500磅)的最大重量。移动式发电机组102和滑动安装的移动式发电机组302 二者优选地能够产生约 750千瓦的连续的功率，900千瓦的主要功率和1000千瓦的应急功率。因而，“准备运行”的滑动安装的移动式发电机组302优选地包括约0. 17千瓦每千克的优选的峰值电力输出与除了操作燃料以外的系统重量的比。外壳106优选地包括小于约M立方米(约850立方英尺)的封装的体积128。因而，滑动安装的移动式发电机组302和移动式发电机组102 二者包括优选的约41. 5千瓦每立方米的电力输出与外壳体积的比。因为外壳106包括优选的不超过约4米(160英寸)的最大长度ML，可以在通过传统的半独立式牵引车308拉动的单个传统的平板载货拖车306上运输至少三个滑动安装的移动式发电机组302，在道路运输上根据法律符合美国DOT规定。轻便发电系统100的优选实施例的优越的功率密度允许在需要时实现大容量的应急电力的有效的运输和输送。或者优选地，滑动安装的移动式发电机组302可以被约束在标准的联合运输航运集装箱550内， 如图15中所示。图1 是总体上示出本发明的方法300的优选步骤的流程图。方法300优选地用于减少与运输轻便发电系统100的优选实施例相关联的车辆运输成本的方法，所述轻便发电系统100优选地包括滑动安装的移动式发电机组302。在方法300的初始优选步骤310 中，滑动安装的移动式发电机组302物理地选择运输方式。所述运输方式包括例如如图所示的路面行驶的牵引车牵引的装备、轨道车、航运集装箱、航海船舶、运输飞机等。接下来， 在优选步骤312中识别出与所选的运输方式最大运力相关联的至少一组运力约束。所述优选步骤312可以包括识别出用于所选的运输方式的最大搬运长度容量、宽度容量、重量容量。接下来，如在优选步骤314中说明，对于滑动安装的移动式发电机组302来说，建立起至少一组最小性能参数。例如，滑动安装的移动式发电机组302可以使用乙醇燃料达到一兆瓦的输出，排气消音器1 和外部面板1 提供在7米处小于75分贝的最大声音输出。在优选步骤314中，发展用于外壳106的封装的至少一组可行的物理构造。每个所发展的构造都优选地能够包装满足最小所选性能参数的全部功能的且本质上准备运行的发动机驱动型发电机布置。在接下来的优选步骤316中，优选地从在步骤314中所发展的所述一组可行的物理包装构造选择至少一组顺应运输的物理包装构造。步骤316的每个选择都优选地基本落入先前识别出的步骤312的运力约束内。接下来，如在优选步骤318中说明，计算与所选的一组顺应运输的物理包装构造中的每个相关联的单位生产成本。基于步骤318的计算结果，在优选步骤320中优选地选择用于外壳106的至少一个物理包装构造。对于总体的实施例来说，步骤320的物理包装构造选择必须优选地落入可接受的单位生产成本目标内。在从方法300得到的轻便发电系统100的优选实施例中，步骤314的至少一个最小性能参数是优选约1兆瓦的最小峰值电力输出。
图14A是总体上示出根据本发明的另一个优选实施例的滑动安装的移动式发电机组302固定放置在建筑结构400中的剖视图。本发明的优选实施例的极紧凑的且重量轻的构造允许单元放置在建筑结构中，否则将不容纳等同容量的发电机组。这样优选地包括以基本与标准的包装类型的加热通风和冷却(HVAC)单元404类似的方式将滑动安装的移动式发电机组302支撑在建筑结构400的顶部402上的能力。滑动安装的移动式发电机组 302的紧凑的且重量轻的构造能够通过例如用在标准HVAC构造中的小型移动式起重机406 而实现所述放置，并且允许用于通过具有适度提升能力的直升机将移动式发电机组302运输到较远的位置。在去除外壳106的情况下，轻便发电系统100的移动式发电机组302可以定位在建筑结构400的较小的内部空间410中，如图所示。滑动安装的移动式发电机组302的较小的重量允许单元在较小的冲击下放置到建筑支撑结构412。因而，移动式发电机组302可以放置在例如在洪水线414以上的较高水平的地板上，如图所示。图14B是总体上示出本发明的方法450的优选步骤的流程图。方法450优选地用于提供能够产生电力的标准模块化的动力单元。滑动安装的移动式发电机组302和移动式发电机组102 二者是优选的轻便发电系统100的“模块化”的实施例。优选的轻便发电系统100的“模块化”的实施例优选地设计有标准化的单元、尺寸和重量，以便能够容易组装和修理并且以便帮助有效的系统运输和放置。在方法450的初始的优选步骤451中，确定至少一个模块化的发电机单元的近似尺寸和动力输出以服务大功率用电设备。在本方法中，大功率用电设备假定需要例如滑动安装的移动式发电机组302和移动式发电机组102 二者，则需要约一兆瓦的峰值功率输出， 外壳具有小于约M立方米的内部体积128。在接下来的优选步骤452中，制定一组部件装置，所述一组部件装置优选地包括模块化的发电机单元的至少一个控制部件、原动机和发电机的有效串联。步骤452的控制部件优选地包括与控制系统120类似的控制设备。接下来，如在优选的步骤妨4中说明，设计可将上述动力部件、发电部件和控制部件包装在一起的一组最小封装空间。从所述一组最小空间，选择一个最小封装空间以成为最终的模块化的动力单元的标准壳体，如在优选步骤456中说明。从步骤456的所选设计，许多标准模块化的动力单元顺序地制造并且以换取同意补偿的方式提供给大功率用电设备。图14C是总体上示出本发明的优选方法500的优选步骤的流程图。轻便发电系统 100的方法500包括用于改变用在陆地发电中的现有的飞机航空发动机的方法。如上所述， 径向式发电单元150优选地从柯蒂斯莱特型号R-1820航空发动机得到。基本的R-1820设计被证实当与频繁的维护间隔结合操作时是极其可靠的。这些维护要求经常与市场上的发动机-发电机组的优选的维护日程相左。为了延长径向式发电单元150的大修间隔时间和维护时间，关键的发动机部件优选地用较重的单元设计替换以用于工业服务和提高性能。 在方法500中，在飞机设计中严格规定的耐用性和部件重量之间的固有平衡上着重强调提高维护耐用性。径向式发电单元150的优选的修改方案尤其包括改进主连杆组件153，扩大和加强两个部分的曲轴箱组件186，用凹凸不平的单件的单元替换多件的气缸筒。轻便发电系统100的方法500提供用于增加在非航空服务使用期间航空发动机的大修间隔时间(TBO)的系统方法。在方法500的初始优选步骤502中，在航空发动机内识
25别出至少一组航空发动机部件，以便使至少一组航空发动机部件被修改以延长大修间隔时间(TBO)。所述方法可以优选地包括分析磨损形式，发动机结构的有限元分析，计算机辅助模拟，部件的分析，修改包含现代材料在内的部件，利用新颖的轴承设计等。在接下来的优选步骤504中，设计并且制造至少一组“工业化”发动机部件，以便基本上替换在为替换而识别出的一组部件内的航空发动机部件。在优选步骤506中，替换的发动机部件组用所述发动机部件的工业化的等同部件替换。本质上，在轻便发电系统100的所有优选实施例中， 总发动机部件的至少约50%的发动机部件被替换。图15示出根据本发明的可替代的优选实施例的用集装箱装在标准的联合运输航运集装箱阳0内的移动式发电机组的侧视图。虽然本申请人已经说明了本发明的申请人的优选实施例，但是将应当理解，本发明的最广泛的范围包括诸如不同的形状、尺寸和材料的修改。所述范围仅通过参照上述说明书阅读的所附权利要求书限制。另外，对于本领域的技术人员来说本发明的许多其它优点将从以上说明和所附权利要求而变得显而易见。
权利要求
1.一种用于发电的轻便系统，所述轻便系统包括a)至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生电力；b)其中，所述至少一个轻便发电机包括i)至少一个内燃机，所述至少一个内燃机构造成并且布置成产生至少一个旋转动力输出； )与所述至少一个内燃机操作地联接的至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出转化成至少一个电能输出；iii)至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出；iv)至少一个轮式底盘，所述至少一个轮式底盘构造成并且布置成帮助所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器的轮式运输；ν)外壳，所述外壳具有封装的容积，所述外壳构造成并且布置成容纳所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器；和vi)至少一个支架，所述至少一个支架构造成并且布置成将所述外壳安装到所述至少一个轮式底盘；c)其中，所述至少一个内燃机包括多个燃烧室，所述多个燃烧室排列在至少一个径向式的几何结构中；并且d)其中，所述多个燃烧室中的每个燃烧室都包括可往复运动地布置在至少一个气缸内的至少一个活塞。
2.根据权利要求1所述的轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括a)不包括操作燃料的系统重量；和b)约0.17千瓦每千克的峰值电力输出与系统重量的比。
3.根据权利要求1所述的轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括约一兆瓦的峰值电力输出。
4.根据权利要求3所述的轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括小于约7800 千克的最大系统重量。
5.根据权利要求3所述的轻便系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括约41.5千瓦每立方米的峰值电力输出与封装的壳体容积的比。
6.根据权利要求3所述的轻便系统，其中，所述外壳包括小于约M立方米的封装的容积。
7.根据权利要求6所述的轻便系统，其中，所述外壳包括小于约4米得最大外部长度。
8.根据权利要求6所述的轻便系统，其中，所述多个燃烧室包括可往复运动地布置在至少九个气缸内的至少九个活塞。
9.根据权利要求8所述的轻便系统，其中，所述多个燃烧室的每个燃烧室都包括约 6. 125英寸的气缸孔径和约6. 875英寸的活塞行程。
10.根据权利要求8所述的轻便系统，其中，所述至少一个内燃机包括大于约1800立方英寸的排量。
11.根据权利要求10所述的轻便系统，其中，所述至少一个内燃机还包括a)至少一个导入路径，所述至少一个导入路径构造成并且布置成将能燃烧的空气燃料混合物引入到所述至少一个内燃机的所述多个燃烧室中； b)其中，所述至少一个导入路径包括i)至少一个空气燃料混合器，所述至少一个空气燃料混合器构造成并且布置成产生至少一种能燃烧的空气燃料混合物；和ii)至少一个压缩机，所述至少一个压缩机构造成并且布置成在将所述至少一种能燃烧的空气燃料混合物引入到所述多个燃烧室中之前对所述至少一种能燃烧的空气燃料混合物进行加压。
12.根据权利要求8所述的轻便系统，还包括至少一个油基活塞冷却器，所述至少一个油基活塞冷却器构造成并且布置成使用至少一股加压的润滑油流来冷却所述至少九个活塞中的每个活塞。
13.根据权利要求8所述的轻便系统，其中，所述至少九个活塞中的每个活塞都基本包括至少一种硼铁合金。
14.根据权利要求8所述的轻便系统，其中，所述至少九个活塞中的每个活塞都基本包括硼合金铸铁。
15.根据权利要求8所述的轻便系统，其中a)所述多个燃烧室中的每个燃烧室都包括至少一个气缸盖组件，所述至少一个气缸盖组件构造成并且布置成提供所述至少一个内燃机的燃烧循环气体的阀辅助控制；b)其中，所述至少一个气缸盖组件基本包括至少一种Al-Si-Cu-Mg合金。
16.根据权利要求11所述的轻便系统，其中，所述至少一个压缩机包括至少一个废气驱动涡轮增压器，所述至少一个废气驱动涡轮增压器构造成并且布置成由所述至少一个内燃机排出的废气驱动。
17.一种用于发电的系统，所述系统包括a)至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生电力；b)其中，所述至少一个轻便发电机包括，c)至少一个原动机，所述至少一个原动机构造成并且布置成输出旋转动力，d)至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将至少一个旋转动力输入转化成至少一个电能输出，和e)至少一个旋转动力联接器，所述至少一个旋转动力联接器构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出与所述至少一个旋转动力输入可操作地联接起来，f)至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出，和g)至少一个支撑框架，所述至少一个支撑框架构造成并且布置成支撑所述至少一个原动机、所述至少一个发电机、所述至少一个电控制器和所述至少一个旋转动力联接器；h)其中，所述至少一个旋转动力输出沿着所述至少一个原动机的至少一个输出轴取向；i)其中，沿着所述至少一个发电机的至少一个输入轴接收所述至少一个旋转动力输入；j)其中，所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴没有共用公共的旋转轴线；并且 k)其中，所述至少一个旋转动力联接器包括至少一个传动带，所述至少一个传动带构造成并且布置成旋转地联接所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述至少一个旋转动力联接器还构造成并且布置成改变所述至少一个输出轴和所述至少一个输入轴的相对转速。
19.一种用于发电的轻便系统，所述轻便系统包括a)至少一个轻便发电机，所述至少一个轻便发电机构造成并且布置成产生电力；b)其中，所述至少一个轻便发电机包括，i)至少一个内燃机，所述至少一个内燃机构造成并且布置成产生至少一个旋转动力输出； )与所述至少一个内燃机操作地联接的至少一个发电机，所述至少一个发电机构造成并且布置成将所述至少一个旋转动力输出转化成至少一个电能输出；和iii)至少一个电控制器，所述至少一个电控制器构造成并且布置成控制所述至少一个电能输出；和iv)外壳，所述外壳构造成并且布置成容纳所述至少一个内燃机、所述至少一个发电机和所述至少一个电控制器；c)其中，所述至少一个轻便发电机包括约1兆瓦的峰值电力输出；并且d)其中，所述外壳包括小于约M立方米的封装的容积。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述外壳包括小于约四米的最大外部尺寸。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个轻便发电机包括小于约5000千克的重量。
22.—种增加在非航空服务使用期间至少一个航空发动机中的大修间隔时间的方法， 所述方法包括以下步骤a)在所述至少一个航空发动机内识别出待修改的至少一个第一组发动机部件，以便延长在所述非航空服务期间所述至少一个航空发动机中的大修间隔时间；b)提供至少一个第二组工业化的发动机部件，以便基本替换所述至少一个第一组发动机部件中的发动机部件；以及c)用所述至少一个工业化的发动机部件替换所述至少一个第一组发动机部件的所述发动机部件；d)其中，所述至少一个第一组发动机部件包括所述至少一个航空发动机的全部发动机部件的至少约50%的发动机部件；并且e)其中，发动机部件的所述替换延长了在所述非航空服务期间所述至少一个航空发动机中的大修间隔时间。
23.一种用于提供能够产生电力的标准模块化的动力单元的方法，所述方法包括以下步骤a)确定至少一个模块化的发电机单元的近似尺寸和动力输出，以服务于至少一个大功率用电设备；b)确定第一组部件装置，所述第一组部件装置包括至少一个原动机、至少一个发电机和所述至少一个发电机发动机单元的至少一个控制部件的有效串联；c)确定能将所述动力部件、发电部件和控制部件包装在一起的第二组最小空间；d)从所述第二组最小空间中选择至少一个最小空间以成为所述标准模块化的动力单元；e)提供所述标准模块化的动力单元，所述标准模块化的动力单元包括包装在所选择的至少一个最小空间中的所述动力部件、所述发电部件和所述控制部件。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第二组最小空间包括至少一个标准的联合运输航运集装箱。
25.一种用于减少与运输至少一个发动机-发电机单元相关联的车辆运输成本的方法，所述方法包括以下步骤a)选择至少一种运输方式，以便物理地运输所述至少一个发动机-发电机单元；b)对于所述至少一种运输方式来说，确定与所述至少一种运输方式的最大运力相关联的至少一组运力约束；c)对于所述至少一个发动机-发电机单元来说，确定至少一组最小性能参数；d)对于所述至少一个发动机-发电机单元来说，确定至少一组可行的物理封装构造，所述至少一组可行的物理封装构造能够包装包括所述最小性能参数的至少一个发动机-发电机单元；e)从所述至少一组可行的物理封装构造选择至少一组顺应运输的物理包装构造，所述至少一组顺应运输的物理包装构造中的每个都基本上落入所述至少一组运力约束内；f)对于所述至少一组顺应运输的物理包装构造来说，计算与每个所述顺应运输的物理包装构造相关联的单位生产成本；以及g)从所述至少一组顺应运输的物理包装构造选择落入至少一个能接受的单位生产成本目标内的至少一个顺应运输的物理包装构造；h)其中，所述至少一组最小性能参数中的至少一个最小性能参数包括约一兆瓦的峰值电力输出。
全文摘要
本发明公开了一种轻便发电系统。更具体地，本发明公开了一种高输出的移动式发电系统，其包括提供高度紧凑的物理形式的径向式的发动机动力源。
文档编号F02D29/06GK102292532SQ200980155133
公开日2011年12月21日 申请日期2009年12月11日 优先权日2008年12月15日
发明者A·J·卡门, D·海泽, J·P·基利 申请人:清洁能量系统股份有限公司