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invention
Fédération de Russie Patent RU2284967
installations de Biopower pour la production de biogaz à partir de déchets agricoles
Nom de l'inventeur: Osmonov Orozmamat Mamasalievich (RU); Kovalev Dmitry (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Etat Institution scientifique Institut russe de recherche pour l' électrification de l' agriculture (GNU VIESH) (RU)
Adresse de correspondance: 109456, Moscou, 1er Veshnyakovskaya pr-d, 2, GNU VIESH, OV Golubeva
Date de début du brevet: 03.06.2005
L'invention concerne l'agriculture, à savoir les usines de traitement des déchets de l'agriculture biologique dans des conditions anaérobies, et peut être utilisé pour la production de biogaz. usine de bioénergie comprend un digesteur avec une chemise d'eau, isolation thermique,, chargement et déchargement des tuyaux, des lignes d'agitation d'approvisionnement en biogaz et le réservoir de gaz. L'appareil est équipé geliokollektorom, le moteur électrique et Stirling sous la forme d'un générateur thermo-mécanique situé sur le côté moteur de la partie inférieure d'un brûleur de production de biogaz, qui est relié à un conduit d'alimentation en biogaz à partir du réservoir de gaz. Le moteur thermique Stirling en biogaz du brûleur de combustion du biogaz est convertie en énergie électrique utilisée pour chauffer la biomasse de fermentation dans le digesteur à la température voulue et pour assurer un fonctionnement continu du système pendant les périodes de réception de la lumière du soleil. L'invention fournit une alimentation autonome aux consommateurs locaux dans les zones rurales avec l'utilisation combinée de l'énergie solaire et la biomasse.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention concerne l' agriculture, à savoir les usines de traitement des déchets de l' agriculture biologique dans des conditions anaérobies, et peut être utilisé pour la production de biogaz à partir de déchets organiques.
plante connue pour la production de biogaz à partir de déchets organiques, en particulier, fournit pour chauffer le substrat fermenté et l'utilisation de l' énergie solaire comprenant un digesteur, capteurs solaires, échangeurs de chaleur, réservoirs de gaz, soupapes de compresseur, chaudières, pompes, vannes de régulation et puisard (Amerhanov RA, Basarab AS, Draganov BH, Rudobashta SP, GG SZYSZKO centrales thermiques et le système de l' agriculture - M:.. Kolos-Press , 2002, p.269, ris.11.51).
Connu et bioenergokomleks contenant digesteur, capteur solaire, le chauffage de la masse fermentée (AS URSS №1745707, BI №25, 1992).
bioenergokompleks connus en utilisant l' énergie solaire pour le chauffage de la fermentation de la biomasse, comprenant une charge de digesteur et le déchargement du système, la biomasse, les tuyaux de capteurs solaires (AS URSS №1527191, 06.07.1987).
Le plus proche de la nature technique de l'installation proposée d'une usine de bioénergie comprenant réservoir de méthane avec une chemise d'eau, isolation thermique, en remuant, le chargement et le déchargement des tubes et des conduites pour drainer le biogaz, chauffage électrique, conduites d'alimentation en biogaz et réservoir de gaz (AS №1733407, MCI 02 C F 11/04, publié le 15.05.1992).
L'inconvénient de cette est l'incapacité bioenergokompleksa assurer substrat fermentescible de chauffage stable et fournir un approvisionnement minimum garanti des consommateurs d'énergie locales en l'absence d'une source centralisée d'énergie électrique, comme la quantité de chaleur atteignant la Terre du rayonnement solaire varie considérablement en fonction des conditions climatiques locales.
L'objet de la présente invention est de fournir un substrat fermentescible chauffant stable et un minimum garanti de puissance indépendante des consommateurs locaux en l'absence d'une source d'énergie électrique centralisée.
En conséquence, l' utilisation de la présente invention augmente l'efficacité et la fiabilité de l'usine de bioénergie pour la production de biogaz en l'absence d'une source centralisée d'énergie électrique, il y a une possibilité de conversion directe d'énergie thermique de la combustion du biogaz en énergie électrique et fournir un approvisionnement minimal des consommateurs locaux garanti.
Le résultat technique ci - dessus est atteint par le fait que l'usine de bioénergie comprenant réservoir de méthane avec une chemise d'eau, isolation thermique, d' un agitateur, d' un chargement et tuyaux et pipelines de déchargement pour drainer le biogaz, chauffage électrique, les conduites d' alimentation du biogaz et le réservoir de gaz, équipés de geliokollektorom, moteur électrique et Stirling en forme de thermo-mécanique oscillateur situé sur le brûleur inférieur du biogaz du côté du moteur qui est relié à un conduit d'alimentation du biogaz à partir du réservoir de gaz, dans lequel le moteur thermique Stirling combustion dans le brûleur de production de biogaz de biogaz est convertie en énergie électrique utilisée pour chauffer la fermentation de la biomasse du digesteur à la température voulue et pour assurer que le système a été pendant les périodes de réception de la lumière du soleil.
moteur Stirling Généré sous la forme d'un générateur d'électricité thermo-mécanique est utilisé en partie pour chauffer le digesteur à travers le dispositif de chauffage électrique, le reste de la puissance électrique générée est d'assurer un approvisionnement minimal des consommateurs locaux garanti.
Brève description Les figures 1 et 2.
La figure 1 est un schéma de principe d'une centrale électrique autonome pour la production de biogaz et d'électricité.
La figure 2 montre la conception du générateur thermomécanique - moteur Stirling en combinaison avec un brûleur de biogaz.
L'installation comprend un réservoir de gaz 1, l'enlèvement du pipeline de biogaz 2, digesteur 3 avec une chemise d'eau 4, mélangeur 5 et l'isolation 6, la chaussure 7 et déchargement 8 tuyaux, réservoir de stockage 9 et la vanne 10, eau chaude, chauffage Capteur solaire 11 tuyaux d'eau 12 et 13, 14 chauffage électrique, le biogaz brûleur 15 et l'approvisionnement en biogaz ligne 16, le moteur Stirling 17 et le système 18 connexion électrique.
Moteur Stirling, qui est un moteur thermique, réalisé sous la forme d'un oscillateur thermo-mécanique, ce qui est en contraste avec le moteur Stirling classique avec un travail et de déplacement des pistons (installation espace energodvigatelnye OI Koudrine solaire haute température Ed V.P.Belyakova -... M .: . génie mécanique, 1987. - 248 p) présente les caractéristiques suivantes:
- L'absence de mécanisme à manivelle et l'isolement complet des deux extrémités du cylindre, car l'unité ne contient ni tiges, ni aucun autre bras des pistons;
- Le piston de travail est remplacé par une membrane métallique.
Utilisé dans l'installation de la bioénergie conception du générateur thermomécanique en combinaison avec un brûleur de biogaz représenté sur la figure 2. et comprend un radiateur 19, la bobine 20 et l'induit du générateur 21, un diaphragme 22, un ressort 23, le cylindre 24, le plongeur 25, le serpentin de refroidissement 26 et le brûleur 27 du biogaz.
Le générateur de rapport cyclique est identique au cycle moteur Stirling thermomécanique à travailler et à déplacer le piston, sauf qu'ici le plongeur 25 est entraîné par un ressort 23 situé entre le boîtier et le cylindre 24. Un fermé moteur à cylindre en métal comprenant un corps de travail est chauffé par le bas biogaz brûleur 27 et se refroidit de l'extérieur de l'ouverture 22 dans la partie supérieure du cylindre, un serpentin de refroidissement 26 avec le dissipateur thermique 19. la membrane métallique 22 est en acier inoxydable et est monté sur le générateur au lieu de travail thermomécanique piston se déplace dans le cylindre 24 vers le haut et vers le bas. Ce diaphragme vibre sous l'influence de la variation de la pression du fluide de travail dans le cylindre. À diaphragme fixé à l'élément d'ancrage (aimant permanent) 21, qui oscille dans le bobinage 20 du générateur pour conduire un courant électrique. La nécessité d'installer un ressort pour actionner le plongeur car le diaphragme vibre avec une amplitude ne dépassant pas quelques millimètres. L'action du ressort reliée à la déplaceur, permet au système de soveshat vibrations de résonance à une fréquence égale à la fréquence des oscillations du système. La fréquence d'oscillation est régie par la sélection du ressort et les masses en mouvement, ce qui vous permet de "tune" sur une fréquence dans le système d'alimentation.
usine de travail selon schéma de procédé bioénergétique montré à la figure 1, est le suivant.
La biomasse initiale sous la forme de déchets d'origine animale biologique à travers le tuyau d'alimentation 7 est chargé dans le digesteur 3 avec une chemise d'eau 4, d'un agitateur 5 et 6 isolation.
Les conditions de température requises du processus anaérobie du méthane fermentation de la biomasse dans le digesteur 3 est fourni par transformée en énergie thermique dans les capteurs solaires 11 l'énergie solaire: chauffé dans les capteurs solaires 11 et accumulée dans le réservoir de stockage 9 de l'eau à travers la vanne 10, l'eau chaude et le tuyau d'eau 12 pénètre dans la chemise d'eau 4 3 digesteur.
Au cours de la dégradation bactérienne anaérobie des substances organiques de la biomasse libérée digesteur de biogaz 3, à travers laquelle la décharge de biogaz conduit 2 pénètre et accumule dans gazomètre 1.
En outre l'utilisation du biogaz résultant est réalisée: une partie du biogaz résultant est utilisé par combustion directe dans les appareils domestiques de gaz de chauffage; une partie de celui-ci est au moins nécessaire, des périodes d'absence de réception du rayonnement solaire à travers le conduit 16 pour alimenter le biogaz à la combustion du biogaz dans le brûleur 15 situé sur la partie du fond du moteur Stirling moteur 17. Le Stirling générateur de chaleur thermo-mécanique dans le biogaz de brûleur de combustion du biogaz est convertie en énergie électrique. L'énergie électrique ainsi obtenue à travers le dispositif de chauffage électrique 14 et la tuyauterie d'eau 13 est utilisé pour chauffer le digesteur dans la fermentation de la biomasse à la température souhaitée et de maintenir en continu. Le processus de production de biogaz et l'utilisation du pouvoir et procède comme décrit ci-dessus.
Étant donné que dans le climat actuel du coût élevé de la production et la distribution d'une attention particulière est accordée à des ressources de combustibles et d'énergie locales, l'utilisation des plantes bioénergétiques avec le moteur Stirling en forme de thermo-mécanique oscillateur peut augmenter de manière significative le niveau des consommateurs d'énergie en l'absence d'un pouvoir centralisé.
REVENDICATIONS
plante Bioenergy comprenant réservoir de méthane, avec une chemise d'eau, d'isolation thermique, d'un agitateur, d'un chargement et le déchargement des tuyaux, des canalisations d'alimentation du biogaz et du gazomètre, caractérisé en ce qu 'il est muni geliokollektorom, le moteur électrique et Stirling sous la forme d'un générateur thermo-mécanique situé près du fond du brûleur de biogaz du moteur qui relié à un conduit pour alimenter le biogaz à partir du réservoir de gaz, tandis qu'un moteur thermique Stirling en biogaz du brûleur de combustion du biogaz est convertie en énergie électrique utilisée pour chauffer la biomasse de fermentation dans le digesteur à la température voulue et pour assurer un fonctionnement continu du système pendant les périodes de réception de la lumière du soleil.
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Date de publication 18.12.2006gg
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