專利名稱：活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機，特別涉及一種活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的內(nèi)燃機為燃油型結(jié)構(gòu)，不能燃煤礦瓦斯氣體，煤礦瓦斯氣體主要是
CH4與空氣的混合物。目前煤層中CH4的地面抽排，C&濃度在6% 80%之間，這 部分通常稱作"瓦斯"；"瓦斯"分高、低濃度，濃度大于30%的稱為"高濃 度瓦斯"，低于30%的稱為"低濃度瓦斯"。"高濃度瓦斯"現(xiàn)在已有利用技術(shù)， 可民用、可發(fā)電。但"低濃度瓦斯"尚沒有有效利用手段，基本排空，既污染 大氣環(huán)境，又浪費資源。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，采用低度瓦斯 供給系統(tǒng)替換柴油機燃油系統(tǒng)以及盆式燃燒室結(jié)構(gòu)，既有效地克服或避免上述 現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點或不足，又可有效地利用煤礦低濃度瓦斯氣體。
本發(fā)明所述的活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，包括低濃度瓦斯發(fā)動機、發(fā) 電機組、細水霧輸送系統(tǒng)、冷卻脫水器、電動蝶閥、調(diào)壓閥、混合器、TEM控 制器、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室、空氣濾清器、調(diào)速蝶門，其特征在于所 述細水霧輸送系統(tǒng)上順次與冷卻脫水器、電動蝶閥和低濃度瓦斯發(fā)動機相連接， 調(diào)壓閥、混合器、空氣濾清器、調(diào)速蝶門、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室連接 安裝于低濃度瓦斯發(fā)動機上，TEM控制器與混合器和熱負荷傳感器電連接，發(fā) 電機組與低濃度瓦斯發(fā)動機相連接。
其中，所述瓦斯機燃燒室為盆形結(jié)構(gòu)。所述低濃度瓦斯發(fā)動機上安裝連接的混合器，分別與調(diào)速蝶門、空氣濾清器和調(diào)壓閥相連接，調(diào)速蝶門與瓦斯機燃 燒室相連接。所述調(diào)壓閥包括閥體及其內(nèi)安裝的氣閥座、連接于氣閥座上的氣 閥、氣閥上端連接的調(diào)壓杠桿、與該調(diào)壓杠桿橫向垂直連接的調(diào)節(jié)軸及其安裝 的膜片和調(diào)壓彈簧。所述混合器包括殼體，其上一側(cè)安設(shè)有空氣進口和瓦斯進 口，該空氣進口和瓦斯進口上安裝有傳感器，空氣進口內(nèi)安裝有空氣蝶片，瓦 斯進口內(nèi)安裝有燃氣蝶片，空氣蝶片上連接有空氣步進電機，燃氣蝶片上連接 有低濃度瓦斯步進電機。所述電動蝶閥包括閥體及其內(nèi)安裝的蝶片，該蝶片上 連接的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸上安裝的轉(zhuǎn)動手柄和扭簧，閥體頂部安裝一帶殼體的框架， 框架上、轉(zhuǎn)軸旁順次安裝有擋銷、插銷、電磁鐵和拉簧。所述擋銷與轉(zhuǎn)軸平行 安裝，與插銷相垂直，插銷與電磁鐵的一邊連接在一起，拉簧與電磁鐵的另一 邊相連接。所述細水霧輸送系統(tǒng)包括水環(huán)真空泵上順次安裝連接的水封式阻火 器、燃氣管路干式阻火器、濕式氣放散閥、低濃度瓦斯輸送閥、水霧控制閥、 耐高壓水霧發(fā)生器、高壓水輸送管道、水霧循環(huán)泵、脫水器、放水閥和終端干 式瓦斯阻火器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
1、 熱效率高，耗水少；
2、 節(jié)約建發(fā)電站的點地面積；
3、 建設(shè)周期短，單位功率投資少；
4、 全國每年少排放CO2 2200多萬噸，節(jié)約200萬噸標準煤。 四

圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為按圖1所示的細水霧輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為按圖1所示的調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)示意4為圖3的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為按圖1所示的燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖
圖6為按圖1所示的混合器結(jié)構(gòu)示意圖
圖7為圖6的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖
圖8為按圖1所示的電動蝶閥結(jié)構(gòu)示意圖
圖9為圖8的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖 五具體實施例方式
參閱圖l-圖9， 一種活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，包括低濃度瓦斯發(fā)動 機ll、發(fā)電機組12、細水霧輸送系統(tǒng)l、冷卻脫水器2、電動蝶閥3、調(diào)壓閥4、 混合器5、 TEM控制器6、熱負荷傳感器7、瓦斯機燃燒室8、空氣濾清器9、 調(diào)速蝶門10。細水霧輸送系統(tǒng)1順次與冷卻脫水器2、電動蝶閥3和低濃度瓦 斯發(fā)動機11相連接。調(diào)壓閥4、混合器5、空氣濾清器9、調(diào)速蝶門10、熱負 荷傳感器7、瓦斯機燃燒室8連接安裝于低濃度瓦斯發(fā)動機11上。TEM控制器 6與混合器5和熱負荷傳感器7電連接。發(fā)電機組12與低濃度瓦斯發(fā)動機11相 連接。
瓦斯機燃燒室8為盆形結(jié)構(gòu)。低濃度瓦斯發(fā)動機11上安裝連接的混合器5， 分別與調(diào)速蝶門10、空氣濾清器9和調(diào)壓閥4相連接。調(diào)速蝶門IO與瓦斯機燃 燒室8相連接。調(diào)壓閥4包括閥體45及其內(nèi)安裝的氣閥座44、連接于氣閥座 44上的氣閥43、氣閥43上端連接的調(diào)壓杠桿46、與該調(diào)壓杠桿46橫向垂直連 接的調(diào)節(jié)軸47及其上安裝的膜片42和調(diào)壓彈簧41 ?；旌掀?包括殼體59，其 上一側(cè)安設(shè)有空氣進口 51和瓦斯進口 55?？諝膺M口 51和瓦斯進口 55上安裝有 傳感器56，空氣進口 51內(nèi)安裝有空氣蝶片52，瓦斯進口 55內(nèi)安裝有燃氣蝶片 53，空氣蝶片52上連接有空氣步進電機57，燃氣蝶片53上連接有低濃度瓦斯步進電機58。電動蝶閥3包括閥體39及其內(nèi)安裝的蝶片36，該蝶片36上連接 的轉(zhuǎn)軸37，該轉(zhuǎn)軸37上安裝的轉(zhuǎn)動手柄38和扭簧31。閥體39頂部安裝一帶 殼體的框架，框架上、轉(zhuǎn)軸37旁順次安裝有擋銷32、插銷33、電磁鐵34和拉 簧35。擋銷32與轉(zhuǎn)軸37平行安裝，與插銷33相垂直，插銷33與電磁鐵34的 一邊連接在一起，拉簧35與電磁鐵34的另一邊相連接，轉(zhuǎn)軸37上安裝轉(zhuǎn)動手 柄38。細水霧輸送系統(tǒng)1包括水環(huán)真空泵101上順次安裝連接的水封式阻火器 102、燃氣管路干式阻火器103、濕式氣放散閥104、低濃度瓦斯輸送閥105、水 霧控制閥106、耐高壓水霧發(fā)生器107、高壓水輸送管道108、水霧循環(huán)泵109、 脫水器110、放水閥111和終端干式瓦斯阻火器112。
運行時，如圖l，經(jīng)水環(huán)真空泵101抽出后，低濃度瓦斯依次經(jīng)過細水霧輸 送系統(tǒng)l、冷卻脫水器2、電動蝶閥3、調(diào)壓閥4至混合器5。空氣經(jīng)空氣濾清 器9至混合器5，在此低濃度瓦斯與空氣按給定的比例混合，可燃混合氣經(jīng)由調(diào) 速蝶門10進入低濃度瓦斯機燃燒室8?；旌蠚庠谌紵?內(nèi)有規(guī)律地爆炸做功， 功率由低濃度瓦斯發(fā)動機11飛輪輸出?？諝馀c低濃度瓦斯的混合比例由低濃度 瓦斯發(fā)動機11熱負荷決定，通過熱負荷傳感器7將信號送至TEM控制器6，經(jīng) 計算處理后發(fā)出執(zhí)行命令，指揮混合器5上的步進電機動作，改變混合器5上 低濃度瓦斯和空氣的通道面積以實現(xiàn)空燃比的控制。
低濃度瓦斯經(jīng)瓦斯水環(huán)真空泵101抽排到地面后，在抽排井口首先經(jīng)水封 式阻火器102然后進入瓦斯輸送管道108，該阻火器102通過雷達檢測水位， 將水位自動控制在一定高度范圍內(nèi)，以保證抽放的瓦斯不會對井下產(chǎn)生安全隱 患。在水霧裝置前安裝燃氣管路干式阻火器103,—旦水霧輸送系統(tǒng)1發(fā)生回火， 能起到很好的阻火作用。濕式燃氣放散閥104的設(shè)置便于維護水霧輸送裝置， 當水霧輸送系統(tǒng)1需要更換零部件時，要關(guān)閉低濃度瓦斯輸送閥105，同時開啟濕式燃氣放散閥104。低濃度瓦斯水霧輸送系統(tǒng)1正常工作時，要保證開啟低濃 度瓦斯輸送閥105，關(guān)閉低濃度瓦斯放散閥104。水霧裝置系統(tǒng)中水霧裝置控制 閥106的設(shè)置便于進行多點、單獨控制。耐高壓水霧發(fā)生器107等距離分布， 便于水霧均勻發(fā)生，根據(jù)設(shè)計瓦斯輸送量的大小，可以調(diào)整耐高壓水霧發(fā)生器 107的距離。該系統(tǒng)在低濃度瓦斯輸送過程中起到"無火防火"、"有火滅火" 的作用，消除對礦井的威脅，為低濃度瓦斯安全利用創(chuàng)造了條件。
低濃度瓦斯從調(diào)壓閥4的閥體45右側(cè)口進入，經(jīng)氣閥座44和氣閥43之間 的縫隙進入閥體45左側(cè)的出口 。根據(jù)低濃度瓦斯機對低濃度瓦斯進氣壓力的要 求，通過調(diào)壓彈簧41的預(yù)壓縮量來設(shè)定。膜片42的右側(cè)與大氣連通，左側(cè)感 應(yīng)低濃度瓦斯出氣壓力。如果進氣壓力升高，出氣壓力瞬時升高，膜片42左側(cè) 壓力升高克服調(diào)壓彈簧41壓力，膜片42向右側(cè)移動，通過調(diào)壓杠桿46帶動氣 閥43下移關(guān)小低濃度瓦斯通道，以維持出口低濃度瓦斯壓力相對穩(wěn)定。如果低 濃度瓦斯進氣壓力降低，膜片42左側(cè)壓力降低，調(diào)壓彈簧41向膜片42左側(cè)壓 去，通過調(diào)壓杠桿46帶動氣閥43向上移動開啟低濃度瓦斯進氣通道，以維持 出口低濃度瓦斯壓力相對穩(wěn)定。
空氣步進電機57與空氣進氣口 51上的蝶片52相連，低濃度瓦斯步進電機 58與低濃度瓦斯進氣口 55上的蝶片53相連,空氣從空氣進口 51進入混合器5, 低濃度瓦斯由低濃度瓦斯進口 55進入混合器5，空氣與低濃度瓦斯在混合器5 中的混合腔54混合，其比例由步進電機57與步進電機58分別調(diào)整蝶片52和 53的開度來實現(xiàn)?；旌虾蟮目扇細怏w從混合氣出口出去。 當電動蝶閥3處于通電狀態(tài)時，通過轉(zhuǎn)動手柄38手動克服扭簧31的彈力， 將蝶閥3打開，同時電磁鐵34的電磁力克服拉簧35的拉力。插銷33插入檔銷32下面，當?shù)蜐舛韧咚拱l(fā)動機ll要求保護停機時，外部電源切斷，電磁鐵34 失去電磁力，拉簧35將插銷33拉回，蝶片36在扭簧31的作用下將電動蝶閥3關(guān)閉。
權(quán)利要求
1、一種活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，包括低濃度瓦斯發(fā)動機、發(fā)電機組、細水霧輸送系統(tǒng)、冷卻脫水器、電動蝶閥、調(diào)壓閥、混合器、TEM控制器、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室、空氣濾清器、調(diào)速蝶門，其特征在于所述細水霧輸送系統(tǒng)上順次與冷卻脫水器、電動蝶閥和低濃度瓦斯發(fā)動機相連接，調(diào)壓閥、混合器、空氣濾清器、調(diào)速蝶門、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室連接安裝于低濃度瓦斯發(fā)動機上，TEM控制器與混合器和熱負荷傳感器電連接，發(fā)電機組與低濃度瓦斯發(fā)動機相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于所述 瓦斯機燃燒室為盆形結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于所述 低濃度瓦斯發(fā)動機上安裝連接的混合器，分別與調(diào)速蝶門、空氣濾清器和調(diào)壓 閥相連接，調(diào)速蝶門與瓦斯機燃燒室相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于 所述調(diào)壓閥包括閥體及其內(nèi)安裝的氣閥座、連接于氣閥座上的氣閥、氣閥上端 連接的調(diào)壓杠桿、與該調(diào)壓杠桿橫向垂直連接的調(diào)節(jié)軸及其安裝的膜片和調(diào)壓 彈簧。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于 所述混合器包括殼體，其上一側(cè)安設(shè)有空氣進口和瓦斯進口，該空氣進口和瓦 斯進口上安裝有傳感器，空氣進口內(nèi)安裝有空氣蝶片，瓦斯進口內(nèi)安裝有燃氣 蝶片，空氣蝶片上連接有空氣步進電機，燃氣蝶片上連接有低濃度瓦斯步進電 機。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于所述電動蝶閥包括閥體及其內(nèi)安裝的蝶片，該蝶片上連接的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸上安裝的 轉(zhuǎn)動手柄和扭簧，閥體頂部安裝一帶殼體的框架，框架上、轉(zhuǎn)軸旁順次安裝有 擋銷、插銷電磁鐵和拉簧。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于所述 擋銷與轉(zhuǎn)軸平行安裝，與插銷相垂直，插銷與電磁鐵的一邊連接在一起，拉簧 與電磁鐵的另一邊相連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，其特征在于所述 細水霧輸送系統(tǒng)包括水環(huán)真空泵上順次安裝連接的水封式阻火器、燃氣管路干 式阻火器、濕式氣放散閥、低濃度瓦斯輸送閥、水霧控制閥、耐高壓水霧發(fā)生 器、高壓水輸送管道、水霧循環(huán)泵、脫水器、放水閥和終端干式瓦斯阻火器。
全文摘要
一種活塞往復(fù)式低濃度瓦斯發(fā)電機組，包括低濃度瓦斯發(fā)動機、發(fā)電機組、細水霧輸送系統(tǒng)、冷卻脫水器、電動蝶閥、調(diào)壓閥、混合器、TEM控制器、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室、空氣濾清器、調(diào)速蝶門，其特征在于所述細水霧輸送系統(tǒng)上順次與冷卻脫水器、電動蝶閥和低濃度瓦斯發(fā)動機相連接，調(diào)壓閥、混合器、空氣濾清器、調(diào)速蝶門、熱負荷傳感器、瓦斯機燃燒室連接安裝于低濃度瓦斯發(fā)動機上，TEM控制器與混合器和熱負荷傳感器電連接，發(fā)電機組與低濃度瓦斯發(fā)動機相連接。本發(fā)明具有熱效率高、耗水少、單位功率投資少和節(jié)能、減排、環(huán)保等特點，廣泛在低濃度瓦斯煤礦及類似場合應(yīng)用。
文檔編號F02B43/10GK101666264SQ200810139800
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月7日
發(fā)明者孫佳俊, 張國昌, 柏芹水, 秦廷勇, 陳宜亮, 馬曉鐘 申請人:勝利油田勝利動力機械集團有限公司