CN110939507A - 一种沼气发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沼气发电系统，包括沼气发电机、沼气内燃机和燃气混合装置；沼气发电机和沼气内燃机耦合；沼气内燃机包括进气口和排气口；燃气混合装置包括：混合腔、混合出气管、沼气进气管、空气进气管和沼气泵；混合腔为两端呈开口的贯通式圆柱体，混合出气管连通于混合腔的一端，空气进气管连通于混合腔的另一端；混合出气管连通于进气口；燃气混合装置的沼气进气管的顶端设置为带小孔的形状，使得沼气呈多点喷射进入混合腔，沼气雾化效果更好，空气和沼气的混合更均匀，沼气内燃机的燃烧效果更高，从而提升整个沼气发电系统的能源利用率。

Description

一种沼气发电系统

技术领域

本发明涉及发电设备领域，特别涉及一种沼气发电系统。

背景技术

沼气是一种热值较高的可燃气体，属于二次能源，并且是可再生能源；其特性与天然气相似，除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料。

沼气发电的一种重要方式是通过沼气内燃机进而驱动发电机；不同于传统的燃油内燃机，液体燃料的电子控制喷射的方式不适合沼气；故沼气内燃机通常会在进气前部设置一个空气和沼气的混合装置，该混合装置用于将空气和沼气混合成一定比例的可燃气体并在内压的作用下吸取至内燃机的气缸中燃烧；现有的燃气混合装置只是简单的将空气和沼气进行配比，沼气的雾化效果较差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种沼气发电系统，旨在解决现有的沼气发电系统中的燃气混合装置只是简单的将空气和沼气进行配比，沼气的雾化效果较差的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种沼气发电系统，包括沼气发电机、沼气内燃机和燃气混合装置；所述沼气发电机和所述沼气内燃机耦合；所述沼气内燃机包括进气口和排气口；

所述燃气混合装置包括：混合腔、混合出气管、沼气进气管、空气进气管和沼气泵；所述混合腔为两端呈开口的贯通式圆柱体，所述混合出气管连通于所述混合腔的一端，所述空气进气管连通于所述混合腔的另一端；所述混合出气管连通于所述进气口；

所述沼气进气管连通于所述混合腔的中部；所述沼气进气管上设置有单向阀；所述沼气进气管内设置有调节门；所述调节门呈圆形，直径等于沼气进气管的内径；

所述沼气进气管还连通有所述沼气泵；所述沼气进气管的顶端延伸至所述混合腔内，且所述沼气进气管的顶端呈圆锥状；所述沼气进气管的顶端和所述混合腔的内壁呈锐角，且所述沼气进气管的顶端朝向所述混合出气管；所述沼气进气管的顶端开设有多个喷射小孔，所述喷射小孔向沼气进气管的顶端呈锐角设置。

优选的，还包括空气加热装置；

所述空气加热装置包括罐体，所述罐体的中部呈内部中空的圆柱体状，所述罐体的首尾两端为内部中空且呈圆台体状；所述罐体的前端连通设置有前管；所述罐体的后端连通设置有后管；所述后管连通于所述空气进气管；所述前管连通于外部；

所述罐体内设置有多根电阻丝，多根所述电阻丝呈环状排列；所述电阻丝等间隔分布；所述电阻丝平行于所述罐体的中轴线设置。

优选的，所述前管内设置有前滤清器，所述后管内设置有后滤清器。

优选的，所述罐体内设置有呈螺旋状的换热管；所述换热管的首尾两端均穿设于所述罐体；所述换热管的首端靠近所述后滤清器设置，所述换热管的尾端靠近所述前滤清器设置；

所述换热管的尾端连通设置有第一外排气管；所述换热管的首端连通设置有排气管；所述排气管连通于所述排气口。

优选的，所述空气进气管内有空气门；所述空气门呈圆形，所述空气门的直径等于空气进气管的内径。

优选的，所述排气管上还连接设置有三通阀；所述三通阀的另一端连接有第二外排气管。

优选的，所述混合出气管内设置有温度传感器，所述排气口内设置有宽域氧传感器；所述沼气发电系统还设置有控制器；所述温度传感器、所述宽域氧传感器、所述调节门和所述空气门均和所述控制器连接。

优选的，还包括空气加热装置；所述空气进气管套设有所述空气加热装置。

优选的，所述空气加热装置为电阻式加热装置。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

通过本发明提出的沼气发电系统，设置了燃气混合装置，且燃气混合装置的沼气进气管的顶端设置为带小孔的形状，使得沼气呈多点喷射进入混合腔，沼气雾化效果更好，空气和沼气的混合更均匀，沼气内燃机的燃烧效果更高，从而提升整个沼气发电系统的能源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种沼气发电系统一实施例的结构示意图；

图2为本发明一种沼气发电系统一实施例的沼气进气管的局部立体放大结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种沼气发电系统。

请参考附图1-附图2，一种沼气发电系统，包括沼气发电机200、沼气内燃机100和燃气混合装置；沼气发电机200和沼气内燃机100耦合；沼气内燃机100包括进气口102和排气口101。

燃气混合装置包括：混合腔300、混合出气管301、沼气进气管500、空气进气管(未示出)和沼气泵(未示出)；混合腔300为两端呈开口的贯通式圆柱体，混合出气管301连通于混合腔300的一端，空气进气管连通于混合腔300的另一端；混合出气管301连通于进气口102。

沼气进气管500连通于混合腔300的中部；沼气进气管500上设置有单向阀501；沼气进气管500内设置有调节门502；调节门502呈圆形，直径等于沼气进气管500的内径；通过设置调节门502可调节沼气的流量。

沼气进气管500还连通有沼气泵，沼气泵用以将沼气输送至沼气进气管500中；沼气进气管的顶端503延伸至混合腔300内，且沼气进气管的顶端503呈圆锥状；沼气进气管的顶端503和混合腔300的内壁呈锐角，且沼气进气管的顶端503朝向混合出气管301；沼气进气管的顶端503开设有多个喷射小孔504，喷射小孔504向沼气进气管的顶端503呈锐角设置。

通过本发明提出的沼气发电系统，设置了燃气混合装置，且燃气混合装置的沼气进气管的顶端503设置为带小孔的形状，使得沼气呈多点喷射进入混合腔300，沼气雾化效果更好，空气和沼气的混合更均匀，沼气内燃机100的燃烧效果更高，从而提升整个沼气发电系统的能源利用率。

此外，本发明提出的沼气发电系统还包括空气加热装置。

空气加热装置包括罐体400，罐体400的中部呈内部中空的圆柱体状，罐体400的首尾两端为内部中空且呈圆台体状；罐体400的前端连通设置有前管303；罐体400的后端连通设置有后管307；后管307连通于空气进气管；前管303连通于外部。

罐体400内设置有多根电阻丝401，多根电阻丝401呈环状排列；电阻丝401等间隔分布；电阻丝401平行于罐体400的中轴线设置。

通过设置空气加热装置，能够对内燃机的空气进气端进行加热；具体的，在启动内燃机时，将电阻丝401通电，使得进入内燃机气缸的空气瞬间温度上升，更容易燃烧，避免出现冬季内燃机冷启动困难的问题；在内燃机正常工作后，即可将电阻丝401断电。

同时，前管303内设置有前滤清器304，后管307内设置有后滤清器305。

此外，罐体400内设置有呈螺旋状的换热管；换热管的首尾两端均穿设于罐体400；换热管的首端靠近后滤清器305设置，换热管的尾端靠近前滤清器304设置。

换热管的尾端连通设置有第一外排气管403；换热管的首端连通设置有排气管402；排气管402连通于排气口101。

同时，空气进气管内有空气门306；空气门306呈圆形，空气门306的直径等于空气进气管的内径。

同时，排气管402上还连接设置有三通阀404；三通阀404的另一端连接有第二外排气管405。

通过上述技术方案，可将沼气内燃机100工作产生热能进行重复利用，具体的：因沼气内燃机100的尾气附带有较高的温度，通过换热管时可将罐体400内的空气进行加热，升温后的空气能够和沼气混合更加均匀，从而提升燃烧效率。

此外，混合出气管301内设置有温度传感器302，排气口101内设置有宽域氧传感器103；沼气发电系统还设置有控制器；温度传感器302、宽域氧传感器103、调节门502和空气门306均和控制器连接。

通过上述技术方案，当温度检测器检测到混合气体的温度过高时(会增大体积，降低进气量，将低燃烧效率)，控制器会控制三通阀404使得排气管402的尾气排向第二外排气管405，不再加热空气，从而降低沼气内燃机100的进气温度；本发电系统件中的调节门502和空气门306分别用于调节沼气的进气量和空气的进气量，使得沼气和空气以合适的比例形成混合气，保持混合气的最佳空燃比，提升燃烧效率；宽域氧传感器103用于测量内燃机的实际空燃比。

此外，还包括空气加热装置；空气进气管套设有空气加热装置；且空气加热装置为电阻式加热装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种沼气发电系统，其特征在于：包括沼气发电机、沼气内燃机和燃气混合装置；所述沼气发电机和所述沼气内燃机耦合；所述沼气内燃机包括进气口和排气口；

所述燃气混合装置包括：混合腔、混合出气管、沼气进气管、空气进气管和沼气泵；所述混合腔为两端呈开口的贯通式圆柱体，所述混合出气管连通于所述混合腔的一端，所述空气进气管连通于所述混合腔的另一端；所述混合出气管连通于所述进气口；

所述沼气进气管连通于所述混合腔的中部；所述沼气进气管上设置有单向阀；所述沼气进气管内设置有调节门；所述调节门呈圆形，直径等于沼气进气管的内径；

所述沼气进气管还连通有所述沼气泵；所述沼气进气管的顶端延伸至所述混合腔内，且所述沼气进气管的顶端呈圆锥状；所述沼气进气管的顶端和所述混合腔的内壁呈锐角，且所述沼气进气管的顶端朝向所述混合出气管；所述沼气进气管的顶端开设有多个喷射小孔，所述喷射小孔向沼气进气管的顶端呈锐角设置。

2.根据权利要求1所述的一种沼气发电系统，其特征在于，还包括空气加热装置；

所述空气加热装置包括罐体，所述罐体的中部呈内部中空的圆柱体状，所述罐体的首尾两端为内部中空且呈圆台体状；所述罐体的前端连通设置有前管；所述罐体的后端连通设置有后管；所述后管连通于所述空气进气管；所述前管连通于外部；

所述罐体内设置有多根电阻丝，多根所述电阻丝呈环状排列；所述电阻丝等间隔分布；所述电阻丝平行于所述罐体的中轴线设置。

3.根据权利要求2所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述前管内设置有前滤清器，所述后管内设置有后滤清器。

4.根据权利要求3所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述罐体内设置有呈螺旋状的换热管；所述换热管的首尾两端均穿设于所述罐体；所述换热管的首端靠近所述后滤清器设置，所述换热管的尾端靠近所述前滤清器设置；

所述换热管的尾端连通设置有第一外排气管；所述换热管的首端连通设置有排气管；所述排气管连通于所述排气口。

5.根据权利要求4所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述空气进气管内有空气门；所述空气门呈圆形，所述空气门的直径等于空气进气管的内径。

6.根据权利要求5所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述排气管上还连接设置有三通阀；所述三通阀的另一端连接有第二外排气管。

7.根据权利要求6所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述混合出气管内设置有温度传感器，所述排气口内设置有宽域氧传感器；所述沼气发电系统还设置有控制器；所述温度传感器、所述宽域氧传感器、所述调节门和所述空气门均和所述控制器连接。

8.根据权利要求1所述的一种沼气发电系统，其特征在于，还包括空气加热装置；所述空气进气管套设有所述空气加热装置。

9.根据权利要求8所述的一种沼气发电系统，其特征在于，所述空气加热装置为电阻式加热装置。

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