一种内燃机低热值气体燃料混合装置
专利汇可以提供一种内燃机低热值气体燃料混合装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 内燃机 低热值气体 燃料 混合装置，它包括一三通管结构的气体混合管，其特征是：它还包括 煤 气蝶 阀 和空气蝶阀，所述的三通管结构的气体混合管的其中一个支管为煤气进气管，另一个支管为空气进气管，第三个支管为混合出气管，煤气蝶阀、空气蝶阀分别位于煤气进气管、空气进气管的前端，并与其对应的进气管的口径相配合。本发明的优点是：(1)构思巧妙，设计合理，结构形式简单科学；(2)使用简单，操作容易，维护方便；(3)不需要改动原气体 发动机 的内部结构，只须要在原发动机气体燃料进口上加装本发明就可以实现本发明的目的，因而制造成本很低；(4)可把大量的 生物 质 废弃物开发为 能源 ，变废为宝。，下面是一种内燃机低热值气体燃料混合装置专利的具体信息内容。
1.一种内燃机低热值气体燃料混合装置，包括一三通管结构的气体混合管，其特征是：它还包括煤气蝶阀和空气蝶阀，所述的三通管结构的气体混合管的其中一个支管为煤气进气管，另一个支管为空气进气管，第三个支管为混合出气管，煤气蝶阀、空气蝶阀分别位于煤气进气管、空气进气管的前端，并与其对应的进气管的口径相配合。
2.根据权利要求1所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的气体混合管上的煤气进气管与混合出气管同轴，空气进气管的轴线与混合出气管轴线垂直。
3.根据权利要求2所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的空气进气管在气体混合管内三支管汇合处直接连接一引导弯管，该引导弯管的出口进入混合出气管道中，但与混合出气管端口之间留有一段混气区域，并由混合出气管的内壁和引导弯管外壁形成一个环形室。
4.根据权利要求2所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的空气蝶阀的阀体与其对应的进气管壁合为一体，空气蝶阀的阀板则通过阀杆分别安装在空气进气管壁上。
5.根据权利要求3所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的煤气蝶阀和空气蝶阀关闭时的阀板与所在的支管中轴线呈30°～80°的角度。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的煤气蝶阀和空气蝶阀阀板上的阀杆位于其支管管壁外的一端各连接有一摇臂，所述的两摇臂的另一端分别与一长度与两摇臂距离相适应的调节连杆的一端活动连接构成连杆机构，同时在煤气蝶阀阀杆上还固定连接一煤气门摇臂，通过该摇臂使阀杆与发动机的调速器联接，由调速器控制煤气蝶阀阀口开度，并通过所述连杆机构使空气蝶阀联动作相应的开度调整。
7.根据权利要求6所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的调节连杆两端与摇臂的活动连接结为铰接结构。
8.根据权利要求7所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的调节连杆中的螺杆与摇臂的活动连接结构由位于摇臂上的定位槽或至少两个定位孔和位于螺杆端部的安装孔以及与定位槽、安装孔、定位孔相匹配的锁紧螺栓和螺母构成，由螺栓穿过摇臂定位槽或孔及螺杆安装孔上紧螺母使摇臂与螺杆活动连接。
9.根据权利要求6所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：所述的调节连杆由一个具有双向内螺纹的螺套和两根分别旋套在螺套一端的螺杆构成，两螺杆的外端分别与煤气蝶阀摇臂和空气蝶阀摇臂活动连接。
10.根据权利要求7所述的内燃机低热值气体混合装置，其特征是：在空气蝶阀后的空气进气管上增设空气补充结构，即在空气进气管的管壁上开设进气窗，进气窗上安装一阀门。
一种内燃机低热值气体燃料混合装置
技术领域
背景技术
中国发明专利公布了一种《内燃机用的混合气体燃料与空气的混合装置》，申请号为01123160.2，是一种以液化气、丙烷、丁烷等高热值的气体燃料作为内燃机燃料的气体燃料混合装置，它包含一圆柱形的中空的缸体，其一端口为空气进口，另一端口为混合气体出口，在该体内密封一个截锥形式的中空本体，其一端封接在缸体的混合气体出口内，本体与缸体之间形成一环形注入室，在缸体壁上横向连接口径远小于缸体口径的气体燃料管道，从而形成一个三通管的结构，但这种混合装置由于所设定的气体燃料与空气的混合比例不同于低热值的气体燃料与空气的混合比例，所以它不能应用于低热值气体燃料做内燃机燃料的情况。适应。
发明内容
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种内燃机低热值气体燃料混合装置，包括一三通管结构的气体混合管，其特征是：它还包括煤气蝶阀和空气蝶阀，所述的三通管结构的气体混合管的其中一个支管为煤气进气管，另一个支管为空气进气管，第三个支管为混合出气管，煤气蝶阀、空气蝶阀分别位于煤气进气管、空气进气管的前端，并与其对应的进气管的口径相配合。
所述的气体混合管上的煤气进气管与混合出气管同轴，空气进气管的轴线与混合出气管轴线垂直。
为使气体混合管内的煤气与空气充分混合，所述的空气进气管在气体混合管内三支管汇合处直接连接一引导弯管，该引导弯管的出口进入混合出气管道中，但与混合出气管端口之间留有一段混气区域，并由混合出气管的内壁和引导弯管外壁形成一个环形室。通过引导弯管将空气引入煤气气流的中部，再利用环形室内的空气和煤气两种气体各自的流速不同和因截面变化导致的喉管效应，使混合的气体流速发生变化，并产生紊流，从而最大限度的达到使煤气和空气充分混合的目的。
本发明可作如下改进，所述的空气蝶阀的阀体与其对应的进气管壁合为一体，空气蝶阀的阀板则通过阀杆分别安装在空气进气管壁上。
为减少蝶阀对气流造成的阻力，以及提高蝶阀开启的灵敏度，所述的煤气蝶阀和空气蝶阀关闭时的阀板与所在的支管中轴线呈30°～80°的角度。
为实现煤气蝶阀与空气蝶阀的联动，所述的煤气蝶阀和空气蝶阀阀板上的阀杆位于其支管管壁外的一端各连接有一摇臂，所述的两摇臂的另一端分别与一长度与两摇臂距离相适应的调节连杆的一端活动连接构成连杆机构，同时在煤气蝶阀阀杆上还固定连接一煤气门摇臂，通过该摇臂使阀杆与发动机的调速器联接，在发动机运行时该摇臂直接由发动机的调速器控制，发动机由于载荷等因素的变化可通过调速器控制煤气门摇臂摆幅，进而控制煤气蝶阀阀口开度，同时带动所述连杆机构使空气蝶阀联动作相应的开度调整。
所述的调节连杆两端与摇臂的活动连接为铰接结构。
为适应不同的低热值燃料所对应的不同的煤气-空气混合比，就需要能够更好地控制空气蝶阀和煤气蝶阀的不同开启比例，以达到气体发动机正常运行所需的煤气-空气混合比，所述的调节连杆中的螺杆与摇臂的活动连接结构由位于摇臂上的定位槽或至少两个定位孔和位于螺杆端部的安装孔以及与定位槽、安装孔、定位孔相匹配的锁紧螺栓和螺母构成，由螺栓穿过摇臂定位槽或孔及螺杆安装孔上紧螺母使摇臂与螺杆活动连接。
为进一步配合控制空气蝶阀和煤气蝶阀的不同开启比例，所述的调节连杆由一个具有双向内螺纹的螺套和两根分别旋套在螺套一端的螺杆构成，两螺杆的外端分别与煤气蝶阀摇臂和空气蝶阀摇臂活动连接。
由于蝶阀在实际使用中，其流通面积随蝶阀开启转角的变化并非完全是线形变化，因而导致混合比发生细小的变化，从而容易引起发动机的性能波动；另外，由于生物质气体因原料及如煤气发生炉燃烧控制波动等原因会引起可燃气体成分等的变化，也会导致煤气-空气混合比发生波动，而且发动机在运行过程中其负载也可能会发生增减，为克服上述情况带来的不利影响，可以在空气蝶阀后的空气进气管上增设空气补充结构，即在空气进气管的管壁上开设进气窗，进气窗上安装一阀门。通过阀门来调节进气窗的流通截面开度的大小，从而控制空气补充的量，以实现煤气-空气混合比稳定的目的。
本发明的有益效果是：(1)构思巧妙，设计合理，结构形式简单科学，利用两种气体各自的流速不同和截面变化导致的喉管效应，使混合的气体流速发生变化而产生紊流，实现煤气和空气充分混合，以提高低热值气体燃料的热效率；(2)使用简单，操作容易，维护方便，通过调整煤气-空气连接杆的长度，使两端连接空气进口和煤气进口蝶阀的不同开启比例，以达到气体发动机正常运行所需的煤气-空气混合比例；(3)在中速大功率柴油机上具有很大的适应性，不需要改动原气体发动机的内部结构，只须要在原发动机气体燃料进口上加装本发明就可以实现本发明的目的，因而制造成本很低；(4)变废为宝，可把大量的生物质废弃物开发为能源，利用气体发生炉将生物质废料转换为可燃煤气，通过本发明将可燃气体与空气混合，输入内燃机的汽缸进行做功，产生动力或电力。
附图说明
图1是本发明的实施例之一的结构示意图；图2是本发明的实施例之二的结构示意图。
具体实施方式
图1所示的是本发明实施例之一，它主要由一个三通管结构的气体混合管1、2、空气蝶阀3、调节连杆4、位于煤气蝶阀2的阀杆21上的煤气蝶阀摇臂5、位于空气蝶阀3的阀杆31上的空气蝶阀摇臂6、引导弯管7和空气补充结构构成，所述的气体混合管1的其中一个支管为煤气进气管11，与其同轴的另一支管为混合出气管13，第三轴线与混合出气管轴线垂直的支管为空气进气管12，煤气蝶阀2位于煤气进气管11的前端，并与煤气进气管11的口径相配合，空气蝶阀3的阀体与其对应的进气管壁合为一体，空气蝶阀3的阀板32则通过阀杆31安装在空气进气管壁上。为减少蝶阀对气流造成的阻力，以及提高蝶阀开启的灵敏度，所述的煤气蝶阀2和空气蝶阀3关闭时的阀板22、32与所在的支管中轴线呈45°角；所述的煤气蝶阀摇臂5的空气蝶阀摇臂6分别安装在煤气蝶阀阀杆21和空气蝶阀阀杆22位于其支管管壁外的一端，两摇臂5、6的另一端分别与所述的调节连杆4的一端活动连接构成连杆机构，同时在煤气蝶阀阀杆21上还固定连接一煤气门摇臂8，通过该摇臂8使阀杆21与发动机的调速器联接，在发动机运行时该摇臂8直接由发动机的调速器控制，进而控制煤气蝶阀2阀口开度，同时带动所述连杆机构使空气蝶阀3联动作相应的开度调整；所述的调节连杆4由一个具有双向内螺纹的螺套41和两根分别旋套在螺套41一端的螺杆42构成，两螺杆42的外端分别与煤气蝶阀摇臂5和空气蝶阀摇臂6活动连接；所述的调节连杆4中的螺杆42与摇臂5、6的活动连接结构由位于摇臂5、6上的定位槽51、61和位于螺杆42外端部的安装孔以及与定位槽51、61、安装孔相匹配的锁紧螺栓和螺母构成，由螺栓穿过摇臂上的定位槽51、61及螺杆42上的安装孔，然后旋紧螺母使摇臂与螺杆活动连接；所述的引导弯管7与空气进气管12在气体混合管13内三支管汇合处直接连接，其出口进入混合出气管13中，但与混合出气管13端口之间留有一段混气区域，并由混合出气管的内壁和引导弯管外壁形成一个环形室9，通过引导弯管将空气引入煤气气流的中部，再利用环形室内的空气和煤气两种气体各自的流速不同和因截面变化导致的喉管效应，使混合的气体流速发生变化，并产生紊流，从而最大限度的达到使煤气和空气充分混合的目的；所述的空气补充结构位于空气蝶阀2后的空气进气管12上，即在空气进气管12的管壁上开设进气窗101，进气窗101上安装一阀门102。通过阀门102来调节进气窗101的流通截面开度的大小，从而控制空气补充的量，以实现煤气-空气混合比稳定的目的。使用时，只要将本装置的混合出气管13与原发动机气体燃料进口对接，即可使得混合气体从混合出气管13的管口进入内燃机或发动机的汽缸进行做功，产生动力或电力。
如图2所示结构是本发明的实施例之二，它与实施例之一的不同之处在于，所述的调节连杆两端与摇臂的活动连接为铰接结构。
本发明的混合装置适用的生物质可燃气体压力一般在-2.0kPa～2.45kPa之间，生物质气体低热值在3975kJ/m3～4395kJ/m3之间，气体发动机最大输出功率为450千瓦。经实验，该混合装置在二种生物质气体发动机上应用，其效果均达到设计要求，这二种气体发动机都是由国内现有的大缸径柴油机(6缸和8缸的250缸径柴油机)改装而成。
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