ГАЗОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным устройствам, в основном использующим отходы лесопереработки и сельского хозяйства. Разработка может быть использована для питания двигателей внутреннего сгорания в составе электрогенераторной установки в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений и т.д.
Известно устройство по патенту RU 2466177 МПК C10J 3/20 (2006.01) опубл. 10.11.2012, которое содержит вертикально расположенную цилиндрическую камеру газификации, канал отвода газа, причем камера газификации помещена в термоизоляционный футляр. Процесс газификации в газогенераторах растянут по времени, то есть имеет большую инерционность. В связи с этим недостатком данного устройства является высокое значение времени отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания, что ведет к низкой приемистости и возможности полной остановки двигателя внутреннего сгорания.
Известно устройство по патенту RU 168538 МПК C10J 3/20 (2006.01) опубл. 08.02.2017, которое содержит вертикально расположенный корпус, индивидуальные дутьевые каналы с фурмами на конце, расположенными в зоне фурменного пояса, канал отвода газа, воздушный коллектор, имеющий на конце трехходовой электромагнитный клапан, соединенный с форсажным воздушным контуром, камеру газификации, которая вместе с дутьевыми каналами помещена в термоизоляционный футляр. В связи с тем, что процесс газификации растянут по времени, а также за счет того, что в данном устройстве при резком возрастании нагрузки давление за счет применения форсажного воздушного контура повышается только на впуске в газогенератор и из-за инерционности распространения волн давления в сторону впускного коллектора двигателя внутреннего сгорания, подача дополнительного количества генераторного газа осуществляется с некоторой задержкой и прототип позволяет лишь незначительно повысить приемистость двигателя внутреннего сгорания. Вследствие этого недостатком прототипа является высокое значение времени отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания, что ведет к низкой приемистости и возможности полной остановки двигателя внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности является устройство по патенту RU 2555486 МПК C10J 3/20 (2006.01) опубл. 10.07.2015, которое принято в качестве прототипа заявленной разработки. Известный из прототипа газогенератор содержит вертикально расположенный корпус, индивидуальные дутьевые каналы с фурмами на конце, расположенными в зоне фурменного пояса, канал отвода газа, воздушный коллектор, имеющий на конце трехходовой электромагнитный клапан, соединенный с форсажным воздушным контуром, камеру газификации, которая вместе с дутьевыми каналами помещена в термоизоляционный футляр, между каждым дутьевым каналом и воздушным коллектором установлен электронно-управляемый клапан.
В прототипе при резком возрастании нагрузки давление повышается только на впуске в газогенератор и из-за инерционности распространения волн давления в сторону впускного коллектора двигателя внутреннего сгорания подача дополнительного количества генераторного газа осуществляется с некоторой задержкой, которая к тому же дополнительно увеличивается за счет того, что процесс газификации растянут по времени, в связи с чем прототип позволяет лишь незначительно повысить приемистость двигателя внутреннего сгорания. Вследствие этого недостатком прототипа является высокое значение времени отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания, что ведет к низкой приемистости и возможности полной остановки двигателя внутреннего сгорания.
Технический результат полезной модели - уменьшение времени отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания.
Сущность полезной модели заключается в том, что газогенератор содержит вертикально расположенный корпус с камерой газификации, индивидуальные дутьевые каналы с фурмами на конце, расположенными в зоне фурменного пояса, канал отвода газа, причем дутьевые каналы соединены с воздушным коллектором, имеющим на конце трехходовой электромагнитный клапан, соединенный с форсажным воздушным контуром, камера газификации вместе с дутьевыми каналами помещена в термоизоляционный футляр, а между каждым дутьевым каналом и воздушным коллектором установлен электронно-управляемый дроссельный клапан, в отличие от прототипа, газогенератор содержит систему подачи жидкого топлива в канал отвода газа, включающую в себя топливный бак, насос, фильтр, электронно-управляемую форсунку, установленную в канале отвода газа, электронный блок управления, датчик электрической мощности, датчик частоты вращения.
Данная конструкция позволяет уменьшить время отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания путем обогащения топливной смеси и повышения ее теплоты сгорания.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором приведена схема газогенератора.
Предлагаемый газогенератор состоит из вертикально расположенного корпуса 1 с камерой газификации 2, индивидуальных дутьевых каналов 3 с фурмами на конце, расположенными в зоне фурменного пояса 4, канала 5 отвода газа, причем дутьевые каналы 3 соединены с воздушным коллектором 6, имеющим на конце трехходовой электромагнитный клапан 7, соединенный с форсажным воздушным контуром, который включает в себя устройства для поддержания запаса воздуха под давлением и для нагнетания воздуха под давлением, например вентилятор 8, обратный клапан 9 и воздушный резервуар 10, камера газификации 2 вместе с дутьевыми каналами 3 помещена в термоизоляционный футляр 11, а между каждым дутьевым каналом 3 и воздушным коллектором 6 установлен электронно-управляемый дроссельный клапан 12, кроме того, газогенератор содержит систему подачи жидкого топлива в канал отвода газа, включающую в себя топливный бак 13, насос 14, фильтр 15, электронно-управляемую форсунку 16, установленную в канале отвода газа 5, электронный блок управления 17, датчик электрической мощности 18, датчик частоты вращения 19. Нижняя часть камеры газификации 2 снабжена зольниковой решеткой 20 и зольниковым люком 21. Для розжига газогенератора используется технологический люк 22. Верхняя часть камеры газификации снабжена загрузочным люком 23 с запорным механизмом.
Предлагаемый газогенератор работает следующим образом. В камеру газификации 2 при первом запуске загружается небольшая, затравочная порция древесного угля для розжига и твердое топливо для газификации через загрузочный люк 23. При повторных запусках загрузка затравочной порции угля не требуется. После загрузки загрузочный люк 23 и зольниковый люк 21 должны быть герметично закрыты. Управление работой газогенератора осуществляется вручную и автоматически посредством электронной системы управления. Электронная система управления переводится в режим «запуск 1», после чего вентилятор 8 создает избыточное давление воздуха в воздушном резервуаре 10, через технологический люк 22 осуществляется розжиг древесного угля, находящегося на зольниковой решетке 20. Электронная система управления газогенератора переводится в режим «запуск 2», при этом открывается трехходовой электромагнитный клапан 7, пропуская воздух под давлением из воздушного резервуара 10 в воздушный коллектор 6, и через дроссельные клапаны 12 по индивидуальным дутьевым каналам 3 к фурмам. Воздух, попадая через фурмы в камеру газификации в районе фурменного пояса 4, начинает взаимодействовать с древесным углем. Температура в реакционной зоне возрастает. Когда газогенератор выйдет на рабочий режим и из канала 5 отвода газа пойдет горючий генераторный газ, электронная система управления газогенератора переводится в режим «автомат» и производится запуск двигателя внутреннего сгорания, работающего совместно с данным газогенератором. При этом трехходовой электромагнитный клапан 7 перекрывает воздушный резервуар 10, соединяя воздушный коллектор 6 с атмосферой, вентилятор 8 создает определенное избыточное давление в воздушном резервуаре 10 и отключается, степень открытия дроссельных клапанов 12 изменяется электронной системой управления индивидуально в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания. При увеличении нагрузки на двигатель внутреннего сгорания для повышения производительности газогенератора электронная система управления увеличивает степень открытия всех или только отдельных дроссельных клапанов 12 в зависимости от режима работы двигателя до тех пор, пока двигатель не выйдет на новый установившийся режим работы, а при уменьшении нагрузки на двигатель электронная система управления соответственно уменьшает степень открытия дроссельных клапанов 12 для уменьшения производительности газогенератора. В случае резкого увеличения нагрузки, а также при выходе двигателя внутреннего сгорания на режим максимальной мощности в работу автоматически включается форсажный воздушный контур, при этом трехходовой электромагнитный клапан 7 перекрывает доступ к атмосферному воздуху, присоединяя воздушный резервуар 10 с избыточным давлением к воздушному коллектору 6. Запускается вентилятор 8. Все дроссельные клапаны 12 открываются полностью. Кроме того, при резком увеличении нагрузки электронно-управляемая форсунка 16, под действием управляющих сигналов от электронного блока управления 17, впрыскивает жидкое топливо в канал отвода газа 5, за счет чего происходит обогащение топливной смеси, проходящей через канал отвода газа 5, и повышение ее теплоты сгорания, следовательно, повышается приемистость двигателя внутреннего сгорания и уменьшается время отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. Информацию о режиме работы двигателя внутреннего сгорания и нагрузке на него электронный блок управления получает от датчика электрической мощности 18 и датчика частоты вращения 19.
Обогащение топливной смеси, проходящей через канал отвода газа газогенератора, и повышение ее теплоты сгорания путем впрыскивания в нее жидкого топлива позволяет повысить приемистость двигателя внутреннего сгорания и исключить возможность его полной остановки за счет уменьшения времени отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания.
Таким образом, конструкция предлагаемого газогенератора позволяет уменьшить время отклика газогенератора на резкое возрастание нагрузки на двигатель внутреннего сгорания.