CN202441499U - 一种沼气发电机组 - Google Patents

Abstract

一种沼气发电机组，包括：发电机、沼气发动机和气体供给机构；所述发电机设置于所述沼气发电机组的壳体内，所述发电机的电能输出端与储电装置连接；所述沼气发动机设置于所述壳体内，所述沼气发动机的输出端与所述发电机的输入端连接，用于将气体燃料的化学能转化为动能带动所述发电机运转；所述气体供给机构，设置于所述壳体内，所述气体供给机构的混合气体出气口与所述沼气发动机的混合气体进气口连通，用于向所述沼气发动机提供气体燃料；并且，所述气体供给机构的所述混合气体出气口与所述沼气发动机的所述混合气体进气口之间设置有气体流量控制装置。本实用新型提供的沼气发电机组能效较高，且安全性较好。

Description

一种沼气发电机组

技术领域

本实用新型涉及沼气能源转化技术领域，特别是一种沼气发电机组。 

背景技术

沼气作为一种清洁、环保的气体燃料，在乡村的产出量巨大，在能源短缺问题日趋严重的今天，沼气的合理利用受到各国越来越多的重视。通常，沼气有三种用途：首先，它可以直接燃烧产生热量，这一方式原理简单，但是能效较低；其次，沼气可以经过过滤并由泵输送到天然气管线中，进而运输到用户家中，为人们做饭、供暖等活动提供燃料；最后，沼气还可以经过过滤作为内燃机的燃料，通过内燃机带动发电机，实现能源转化。

沼气发电机组的发动机采用火花点火方式，由进气、压缩、点燃、排气四个冲程组成一个燃烧循环，将沼气的化学能转化为动能，同时，沼气发电机组还可以对排气余热和冷却水余热加以充分利用，沼气的利用率和综合热效率都比较高。现有技术如中国专利CN201215037Y公开了一种家用沼气发电装置，它包括通过管道连接的气体混合装置和内燃发动机,还包括与气体混合装置通过管道连接的气体增压储存装置,内燃发动机传动连接一发电机。

上述家用沼气发电装置（沼气发电机组）存在以下不足：①气体混合装置与内燃发动机之间通过管道连通，混合气体受内燃发动机的活塞下行的吸力作用进入燃烧室内，也就是说进入内燃发动机的混合气体量的多少完全取决于气体混合装置和内燃发动机之间的气压差，但是在各冲程阶段，内燃发动机内部活塞的运行速度是不断变化的，这样很难控制每一燃烧循环进入内燃发动机内部的混合气体数量，当进入内燃发动机的混合气体过量时，沼气燃烧不充分，不仅造成能源浪费，而且未燃烧的沼气排出机体还会污染环境；而当进入内燃发动机的混合气体不足时，则会导致内燃发动机输出功率不足，使整体发电装置的能效不稳定。②由于气体混合装置与内燃发动机之间的管道长期处于连通状态，燃烧过后的气体在活塞上行的推力作用下容易发生逆向流动，不仅会破坏气体混合装置中混合气体的组分比率，影响整体发电装置的发电效率，而且还容易引起气体混合装置中的沼气燃烧甚至***等事故，存在安全隐患。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的沼气发电机组能效不稳定且安全性差，而提供了一种能效较高，且安全性较好的沼气发电机组。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种沼气发电机组，包括：

发电机，设置于所述沼气发电机组的壳体内，所述发电机的电能输出端与储电装置连接；

沼气发动机，设置于所述壳体内，所述沼气发动机的输出端与所述发电机的输入端连接，用于将气体燃料的化学能转化为动能带动所述发电机运转；

气体供给机构，设置于所述壳体内，所述气体供给机构的混合气体出气口与所述沼气发动机的混合气体进气口连通，用于向所述沼气发动机提供气体燃料；

所述气体供给机构的所述混合气体出气口与所述沼气发动机的所述混合气体进气口之间设置有气体流量控制装置。

上述沼气发电机组，所述气体供给机构包括混合器，所述混合器具有空气进气口、沼气进气口和所述混合气体出气口。

上述沼气发电机组，所述混合器的所述空气进气口连接有空气滤清器。

上述沼气发电机组，所述气体流量控制装置为电子节气门。

上述沼气发电机组，还包括用于控制所述沼气发电机组运转、并通过控制所述电子节气门动作进而控制进入所述沼气发动机的混合气体流量的电气控制***，所述电气控制***与所述电子节气门、所述气体供给机构电连接。

上述沼气发电机组，还包括设置在所述壳体内的散热器和与所述散热器连接的风扇。

上述沼气发电机组，还包括设置在所述壳体内的***。

上述沼气发电机组，所述壳体为静音外罩。

上述沼气发电机组，所述电气控制***包括处理模块、控制器、显示屏和报警器。

上述沼气发电机组，所述沼气发动机为单缸沼气发动机。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①本实用新型的沼气发电机组，气体供给机构的混合气体出气口与沼气发动机的混合气体进气口之间设置有气体流量控制装置。利用气体流量控制装置可以监控每个燃烧循环进入沼气发动机内部的混合气体量，既防止了由于混合气体过量造成燃烧不充分的情况发生，也杜绝了由于混合气体不足导致发电效率降低的情况，从而提高了沼气发电机组能效的稳定性和使用的安全性。

②本实用新型的沼气发电机组，气体供给机构包括混合器，混合器具有空气进气口、沼气进气口和混合气体出气口。沼气和空气在混合器中预先混合之后再进入沼气发动机，这样可以保证沼气和空气中的氧气充分接触，从而使沼气燃烧得更充分，避免能源的浪费和由于燃烧不充分的沼气直接排入大气而造成的环境污染。

③本实用新型的沼气发电机组，混合器的空气进气口连接有空气滤清器。这样的设置可以避免空气中的杂质进入混合器，进而随混合气体进入沼气发动机，确保燃烧效率，减少燃烧废物。

④本实用新型的沼气发电机组，其中气体流量控制装置采用电子节气门。在控制***的作用下，电子节气门的开度可以得到精确控制，***响应迅速，操控性能好。

⑤本实用新型的沼气发电机组，还包括设置在壳体内的散热器和与散热器连接的风扇。由散热器和风扇组成的散热装置，可以及时将沼气发电机组产生的热量排出发电机组外部，防止沼气发电机组由于温度过高导致的零部件损坏和机器故障，保证沼气发电机组的安全运行。

⑥本实用新型的沼气发电机组，还包括设置在壳体内的***，并且，壳体为静音外罩。静音外罩可以将沼气发电机组内部机械运转产生的机械噪音隔离，降低噪音污染。

⑦本实用新型的沼气发电机组，通过对结构进行改进，提高了所述沼气发电机组的能效和安全性，同时，本实施例所述沼气发电机组的发电输出功率可以达到8-12千瓦，相比现有技术中同等输出功率的沼气发电机组均采用双缸或多缸发动机，本实施例的建造成本和运行保养费用均比较低，适于广泛地运用在中小型沼气工程中。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型沼气发电机组优选实施例的结构框图；

图2是本实用新型沼气发电机组优选实施例的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-散热器，2-风扇，3-空气滤清器，4-混合器，5-沼气发动机，6-电气控制***，7-静音外罩，8-发电机，9-***，10-电子节气门。

具体实施方式

如图1-2所示，是本实用新型沼气发电机组的优选实施例。所述沼气发电机组包括：壳体、发电机8、沼气发动机5、气体供给机构、电气控制***6、散热装置和消声装置。

所述发电机8设置于所述沼气发电机组的所述壳体内，所述发电机8的电能输出端与储电装置连接。

所述沼气发动机5设置于所述壳体内，所述沼气发动机5的输出端与所述发电机8的输入端连接，用于将气体燃料的化学能转化为动能带动所述发电机8运转。在本实施例中，所述发电机8与所述沼气发动机5通过三角带相连，由所述沼气发动机5带动所述发电机8旋转做功。在本实施例中，所述沼气发动机5采用单杠沼气发动机，并且所述沼气发动机5由单缸柴油机经过燃气化改制而成。所谓燃气化改制，就是通过改变所述单缸柴油机的部分结构特点，使原本适用于燃烧柴油的发动机可以用于燃烧沼气，这一方法广泛地运用在沼气发电技术领域。具体来说就是将所述单缸柴油机的柴油雾化喷嘴取消，将柴油进口和空气进口合并为混合气体进气口，并由所述气体供给机构为所述沼气发动机供给混合气体。

所述气体供给机构设置于所述壳体内，所述气体供给机构的混合气体出气口与所述沼气发动机5的所述混合气体进气口连通，用于向所述沼气发动机5提供气体燃料。在本实施例中，所述气体供给机构包括混合器4，所述混合器4具有空气进气口、沼气进气口和所述混合气体出气口，所述空气进气口的进气端与外界空气连通，所述沼气进气口的进气端与沼气池连通。并且，所述混合器4的所述空气进气口连接有空气滤清器3。

所述气体供给机构的所述混合气体出气口与所述沼气发动机5的所述混合气体进气口之间设置有气体流量控制装置。在本实施例中，所述气体流量控制装置为电子节气门10，经所述混合器4混合后的混合气体通过所述电子节气门10进入所述沼气发动机5的所述混合气体进气口。

所述电气控制***6用于控制所述沼气发电机组运转、并通过控制所述电子节气门10的动作进而控制进入所述沼气发动机5的混合气体流量。所述电气控制***6与所述电子节气门10、所述气体供给机构电连接。在本实施例中，所述电气控制***6设置在控制柜中，所述控制柜设置在所述壳体内，所述电气控制***6包括处理模块、控制器、显示屏和报警器，所述电气控制***6能够实现所述沼气发电机组电启动/停机，实时显示机组电压、频率、电流等数据，以及过频、欠频报警等功能。

所述散热装置包括设置在所述壳体内的散热器1和与所述散热器1连接的风扇2。在本实施例中，所述壳体内部设置有循环冷却水***，通过所述沼气发动机5上安装的机械泵或者电水泵将冷却水泵入所述沼气发电机组内部，所述冷却水对所述沼气发动机组内部的部件冷却后进入所述散热器1，并通过所述风扇2进行散热。

所述消声装置包括设置在所述壳体内的***9，并且，本实施例中所述壳体为静音外罩7，所述静音外罩7上设置有进排气风道。所述沼气发电机组通过所述静音外罩7隔离所述沼气发电机组产生的燃烧噪声、进排气噪声、震动噪声等，降低沼气发电机组对于外界的噪音污染。

在其他实施例中，所述沼气发动机5还可以由单缸汽油机经过燃气化改制而成，同样可以实现本实用新型的目的。

在其他实施例中，所述发电机8与所述沼气发动机5还可以通过普通钢带、皮带等其他方式相连，只要可以将所述沼气发动机5输出的机械能稳定地传递给所述发电机8即可。

在其他实施例中，所述气体流量控制装置还可以是顺流阀，只要可以在所述电气控制***6的操纵下控制每一燃烧循环流入所述沼气发动机5的混合气体量即可。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种沼气发电机组，包括：

发电机（8），设置于所述沼气发电机组的壳体内，所述发电机（8）的电能输出端与储电装置连接；

沼气发动机（5），设置于所述壳体内，所述沼气发动机（5）的输出端与所述发电机（8）的输入端连接，用于将气体燃料的化学能转化为动能带动所述发电机（8）运转；

气体供给机构，设置于所述壳体内，所述气体供给机构的混合气体出气口与所述沼气发动机（5）的混合气体进气口连通，用于向所述沼气发动机（5）提供气体燃料；

其特征在于：所述气体供给机构的所述混合气体出气口与所述沼气发动机（5）的所述混合气体进气口之间设置有气体流量控制装置。

2.根据权利要求1所述的沼气发电机组，其特征在于：所述气体供给机构包括混合器（4），所述混合器（4）具有空气进气口、沼气进气口和所述混合气体出气口。

3.根据权利要求2所述的沼气发电机组，其特征在于：所述混合器（4）的所述空气进气口连接有空气滤清器（3）。

4.根据权利要求1-3任一所述的沼气发电机组，其特征在于：所述气体流量控制装置为电子节气门（10）。

5.根据权利要求4所述的沼气发电机组，其特征在于：还包括用于控制所述沼气发电机组运转、并通过控制所述电子节气门（10）动作进而控制进入所述沼气发动机（5）的混合气体流量的电气控制***（6），所述电气控制***（6）与所述电子节气门（10）、所述气体供给机构电连接。

6.根据权利要求5所述的沼气发电机组，其特征在于：还包括设置在所述壳体内的散热器（1）和与所述散热器（1）连接的风扇（2）。

7.根据权利要求6所述的沼气发电机组，其特征在于：还包括设置在所述壳体内的***（9）。

8.根据权利要求7所述的沼气发电机组，其特征在于：所述壳体为静音外罩（7）。

9.根据权利要求8所述的沼气发电机组，其特征在于：所述电气控制***（6）包括处理模块、控制器、显示屏和报警器。

10.根据权利要求9所述的沼气发电机组，其特征在于：所述沼气发动机（5）为单缸沼气发动机。

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