ГАЗОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным устройствам, в основном использующим отходы лесопереработки. Полезная модель может быть использована для питания двигателей внутреннего сгорания, для газификации и теплоснабжения в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений и т.д.
Известно устройство по патенту RU 2466177 МПК C01J 3/20 (2006.01) опубл. 10.11.2012, которое содержит вертикально расположенную камеру газификации, канал отвода газа, причем камера газификации помещена в термоизоляционный футляр. Недостатком этого устройства является невозможность регулирования производительности газогенератора в соответствии с рабочими режимами двигателя внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности является устройство по патенту RU 2555486 МПК C01J 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.
Недостатком прототипа является скачкообразное изменение производительности газогенератора из-за регулирования ее путем полного закрытия или открытия отдельных электромагнитных клапанов, расположенных на индивидуальных дутьевых каналах, и, вследствие этого, неточное соответствие производительности газогенератора рабочим режимам двигателя внутреннего сгорания во всем диапазоне нагрузочных и скоростных характеристик.
Технический результат полезной модели - повышение плавности и точности регулирования производительности газогенератора в соответствии с рабочими режимами двигателя внутреннего сгорания во всем диапазоне нагрузочных и скоростных характеристик.
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, а камера газификации вместе с дутьевыми каналами помещена в термоизоляционный футляр, в отличие от прототипа между каждым дутьевым каналом и воздушным коллектором установлен электронно-управляемый дроссельный узел, включающий в себя дроссельное устройство, выполненное в виде дроссельной заслонки, и привод с шаговым электродвигателем.
Данная конструкция позволяет повысить плавность и точность регулирования производительности газогенератора в соответствии с рабочими режимами двигателя внутреннего сгорания во всем диапазоне нагрузочных и скоростных характеристик путем плавного и более точного изменения активной площади реакционной зоны горения в газогенераторе вследствие возможности установки всех дроссельных заслонок или любого их количества из имеющихся в газогенераторе в любое промежуточное положение между полностью открытым и полностью закрытым и тем самым возможности более точного регулирования подачи воздуха в реакционную зону горения.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема газогенератора, на фиг. 2 - вариант конструкции дроссельного узла.
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, а камера газификации 2 вместе с дутьевыми каналами 3 помещена в термоизоляционный футляр 11, между каждым дутьевым каналом 3 и воздушным коллектором 6 установлен электронно-управляемый дроссельный узел 12, включающий в себя дроссельную заслонку 13 и привод 14 с шаговым электродвигателем 15. Нижняя часть камеры газификации снабжена зольниковой решеткой 16 и зольниковым люком 17. Для розжига газогенератора используется технологический люк 18. Верхняя часть камеры газификации снабжена загрузочным люком 19 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. При повторных запусках загрузка затравочной порции угля не требуется. После загрузки загрузочный люк 19 и зольниковый люк 17 должны быть герметично закрыты. Управление работой газогенератора осуществляется вручную и автоматически посредством электронного блока управления. Электронный блок управления переводится в режим «запуск 1», после чего вентилятор 8 создает избыточное давление воздуха в воздушном резервуаре 10, через технологический люк 18 осуществляется розжиг древесного угля, находящегося на зольниковой решетке 16. Блок управления газогенератора переводится в позицию «запуск 2», при этом открывается трехходовой электромагнитный клапан 7, пропуская воздух под давлением из воздушного резервуара 10 в воздушный коллектор 6, и через дроссельные узлы 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, блок управления газогенератора переводится в позицию «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 заслонок 13 в дроссельные узлах 12 изменяется электронным блоком управления индивидуально для каждого дроссельного узла 12 шаговым электродвигателем 15 через привод 14 в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания. При увеличении нагрузки на двигатель внутреннего сгорания для повышения производительности газогенератора электронный блок управления увеличивает степень открытия дроссельных заслонок 13 в зависимости от режима работы двигателя всех или только отдельных дроссельных узлов 12 до тех пор, пока двигатель не выйдет на новый установившийся режим работы, а при уменьшении нагрузки на двигатель блок управления соответственно уменьшает степень открытия дроссельных заслонок 13 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. Дроссельные заслонки 13 всех дроссельных узлов 12 открываются полностью.
Индивидуальное управление степенью открытия дроссельных заслонок 13 позволяет плавно и точно изменять активную площадь реакционной зоны горения в газогенераторе путем плавного и более точного регулирования подачи воздуха в реакционную зону горения и, как следствие, плавно и точно регулировать производительность газогенератора.
Таким образом, конструкция предлагаемого газогенератора позволяет повысить плавность и точность регулирования производительности газогенератора в соответствии с рабочими режимами двигателя внутреннего сгорания во всем диапазоне нагрузочных и скоростных характеристик.