CN207499989U - 一种沼气发电机 - Google Patents

Abstract

一种沼气发电机，包括内燃机和与沼气内燃机耦合的发电机，其特征在于，内燃机包括进气口与排气口，进气口前端管接有混合腔，混合腔具有圆柱基体，基体侧面对称设有与基体呈锐角的第一、第二支管，基体连接沼气池。排气口连接排气管，排气管侧设有排气支管。排气支管通过一电磁单向阀与连接第二支管。通过空气成分传感器检测混合气成分后控制电磁单向阀向混合腔通入适量的空气和燃烧废气可以调节空燃比达到高效的燃烧；同时通过穿设于内燃机外壳内的排气支管和燃烧废气本身的热量加热内燃机和混合腔中气体，使进入内燃机的混合气通过预热更易燃烧充分。本实用新型具有结构简单，热效率高，发电效果好，排放气体环保的优点。

Description

一种沼气发电机

技术领域

本实用新型涉及沼气发电技术领域，尤其涉及一种沼气发电机。

背景技术

垃圾/秸秆通过填埋处理产生沼气，将沼气回收利用是一项经济可行而且对环境有益的技术，一般沼气回收利用包括燃烧产热或发电。通过提升沼气收集率，增加发电机组可以有效增加沼气的利用效果。但是沼气的产生和收集具有不确定性：环境温度、沼气池密闭程度、沼气收集器位置与采气方式都会导致收集到的用于燃烧发电的沼气成分不一致。从而导致在内燃机中燃烧效果不确定，一般因为沼气中已经带有空气，会出现空燃比过大、空气带走热量、燃烧组分未充分燃烧即随空气排出等问题，导致燃烧产生的热能不足，通过发电机转化出的电能也不足。

如申请号为201720120279.6所述的一种沼气发电机组的混合器，其通过该混合器增大沼气进气量，促使空气与沼气均匀混合提升发电效率。但是这一设计采用在混合器中预混合沼气与空气的方式使得进气过程即使在涡轮增压的作用下仍慢于直接进气的内燃机。过慢的进气一方面降低内燃机功率；另一方面会在内燃机中产生积炭，导致燃烧效果进一步下降。在这两者作用下发电效率无法有效提升。

综上所述，如何生产一种空气燃料比合适，进气燃烧效率高，发电效率高的沼气发电机是本实用新型所要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空气燃料比合适，进气燃烧效率高，发电效率高的沼气发电机。

为实现实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种沼气发电机，包括内燃机和与所述沼气内燃机耦合的发电机，所述内燃机包括进气口与排气口，所述进气口前端管接有混合腔，所述混合腔具有圆柱基体，所述基体侧面对称设有与所述基体呈锐角的第一支管、第二支管，所述基体连接沼气池。

通过与所述基体呈锐角的第一、第二支管，在内燃机工作时汽缸做吸气行程吸入所述混合腔内的混合气体。所述第一支管可吸入外界空气，所述第二支管可导入燃烧废气，将所述混合腔内的混合气体调整至合适的空燃比。所述锐角使得第一、第二支管的气体混合腔后以锐角的夹角同向前进充分混合，不发生十字支管中气体对冲产生乱流的问题。

作为优选，所述第一支管通过一电磁单向阀与空气连通。

所述电磁单向阀可以控制空气流入的速度和体积，同时可以防止空气逆向流出。

作为优选，所述进气口内壁截面积从外向内逐渐减小。

截面积减小的所述进气口内壁可以在混合气通过所述进气口进入内燃机时流速逐渐增大，在内燃机的燃烧室内形成可以充分燃烧的涡流。防止流速过慢无法形成涡流导致部分混合气无法燃烧充分。

作为优选，所述排气口连接排气管，所述排气管侧设有排气支管。

所述排气支管使部分燃烧废气回流至所述混合腔，因为沼气燃烧不充分的特点，燃烧废气中仍具有一定数量的可燃组分，通过回流使得混合腔中的混合气体补充部分可燃组分，达到合适的空燃比，提高燃烧效率。

作为优选，所述排气支管通过一电磁单向阀与连接所述第二支管。

所述电磁单向阀可以控制燃烧废气流入的速度和体积，同时可以防止燃烧废气逆向流出。

作为优选，所述电磁单向阀具有空气成分传感器。

所述空气成分传感器可以有效检测混合腔、第一、第二支管中各气体成分的含量，通过计算调整所述电磁单向阀的开度，使适量的空气和燃烧废气进入所述混合腔和沼气混合，得到合适的空燃比。

作为优选，所述排气支管穿设于所述内燃机外壳内。

所述排气支管穿设于所述内燃机外壳内，在燃烧废气通过所述排气支管使将自身热量传递至所述内燃机，使内燃机温度提升较快，快速达到合适的工作温度的内燃机各部件工作更顺畅，机油润滑效果更好，也进一步提升燃烧热量转换为发电量的效率。

作为优选，所述排气支管设有涡轮增压器，所述涡轮增压器与所述混合腔连通。

所述涡轮增压器在所述燃烧废气的带动下可以增加所述混合腔内混合空气的流速，使其快速进入所述内燃机进行燃烧，提高燃烧效率。

作为优选，所述排气支管内设有气水分离器。

所述气水分离器可以分离燃烧废气中燃烧产生的水分，防止水分过多进入内燃机引起爆缸等问题。

作为优选，所述排气支管设有泄压口。

所述泄压口可以在电磁单向阀不开启送气时排出排气支管内过多的气体，防止气压过高引起管路的损坏。

本实用新型的有益效果在于：通过空气成分传感器检测混合气成分后控制电磁单向阀向所述混合腔通入适量的空气和燃烧废气可以调节空燃比达到高效的燃烧；同时通过穿设于所述内燃机外壳内的所述排气支管和燃烧废气本身的热量加热内燃机和混合腔中气体，使进入内燃机的混合气通过预热更易燃烧充分。本实用新型具有结构简单，热效率高，发电效果好，排放气体环保的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的混合腔示意图；

图中各项分别为：1内燃机，11进气口，12排气口，121排气支管，122气水分离器，123泄压口，13混合腔，131基体，132第一支管，133第二支管，2发电机，3电磁单向阀，4空气成分传感器，5涡轮增压器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述：如图1、2所示的一种沼气发电机，包括内燃机1和与沼气内燃机1耦合的发电机2，内燃机1包括进气口11与排气口12，进气口11前端管接有混合腔13，混合腔13具有圆柱基体131，基体131侧面对称设有与基体131呈20°锐角的第一支管132、第二支管133，基体131通过一根带有滤网的管道连接沼气池。

本实施例中，第一支管132通过一通路方向指向所述混合腔13的电磁单向阀3与空气连通。

本实施例中，进气口11内壁截面积从外向内逐渐减小。

本实施例中，排气口12连接排气管，排气管侧设有排气支管121。

本实施例中，排气支管121通过一通路方向指向所述混合腔13的电磁单向阀3连接第二支管133。

本实施例中，电磁单向阀3上集成有空气成分传感器4。

本实施例中，排气支管121通过内燃机1外壳上的通孔埋设于内燃机1外壳内。

本实施例中，排气支管121内设有涡轮增压器5的排气叶片，涡轮增压器5的加速叶片与混合腔13连通。在废气流动时，带动排气叶片转动，排气叶片带动与其共轴的加速叶片转动，加速混合气体流入内燃机1。

本实施例中，排气支管121内设有迷宫式的气水分离器122。所述燃烧废气穿过所述迷宫式气水分离器122时气体组分通过气水分离器122离开，混合的水珠和水蒸气附着于迷宫表面，达到气水分离的目的。

本实施例中，排气支管121设有泄压口123。泄压口123为具有弹簧单向阀，其通路指向外部空气，当排气支管121内气体过多引起压力升高至高于弹簧预紧力时泄压口123打开排气，在压力回落后弹簧作用关闭泄压口123。

以上实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种沼气发电机，包括内燃机（1）和与所述沼气内燃机（1）耦合的发电机（2），其特征在于，所述内燃机（1）包括进气口（11）与排气口（12），所述进气口（11）前端管接有混合腔（13），所述混合腔（13）具有圆柱基体（131），所述基体（131）侧面对称设有与所述基体（131）呈锐角的第一支管（132）、第二支管（133），所述基体（131）连接沼气池。

2.根据权利要求1所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述第一支管（132）通过一电磁单向阀（3）与空气连通。

3.根据权利要求2所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述进气口（11）内壁截面积从外向内逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气口（12）连接排气管，所述排气管侧设有排气支管（121）。

5.根据权利要求4所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气支管（121）通过一电磁单向阀（3）连接所述第二支管（133）。

6.根据权利要求5所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述电磁单向阀（3）具有空气成分传感器（4）。

7.根据权利要求6所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气支管（121）穿设于所述内燃机（1）外壳内。

8.根据权利要求7所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气支管（121）设有涡轮增压器（5），所述涡轮增压器（5）与所述混合腔（13）连通。

9.根据权利要求8所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气支管（121）内设有气水分离器（122）。

10.根据权利要求9所述的一种沼气发电机，其特征在于，所述排气支管（121）设有泄压口（123）。