CN103899439A - 一种车用液化天然气燃料系统 - Google Patents

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张琪
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Abstract

本发明涉及一种车用液化天然气燃料系统，包括4个部分：存储回路、充液回路、供液回路、液位显示回路，所述充液回路用于在瓶内液化天然气含量≤5%时对气瓶进行充气，所述存储回路是用来存储液化天然气的，所述供液回路用于将瓶内的液化天然气气化后供给发动机，所述液位显示回路用于显示瓶内液化天然气的含量，同时设有两级安全阀能够保证液化天然气瓶安全工作。本发明提出一种LNGV车用燃料系统，将稳定的气态天然气提供给发动机，降低汽车行业对燃油的需求，同时有利于降低缓解污染。

Description

一种车用液化天然气燃料系统
技术领域
本发明专利涉及一种车用液化天然气燃料系统，液化天然气是一种热值高，环保，安全的能源，目前以液化天然气为燃料的液化天然气汽车(Liquefied Natural Gas Vehicle，简称LNGV)已经投入使用，而LNG(Liquefied Natural Gas)车用气瓶作为LNGV车用燃料系统的关键部分是各企业研究的重点。本专利提出了一种汽车用液化天然气燃料系统，有很高的安全性能，有很好的市场应用前景。
背景技术
随着国民经济的快速发展和低温技术的普及，液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛，液化天然气对于汽车行业具有很重的意义，可以节约油耗开支，降低有害气体的排放保护环境。各行各业对使用、贮存和输送低温液体的装备的研究也越来越深入，燃料系统是其中很重要的一环，燃料系统负责将车用气瓶中的液化天然气经过降压，升温成气态天然气，送入汽车发动机进行燃烧，本专利提出一种LNGV车用燃料系统，能够保证液化天然气在发动机中高效率，安全地燃烧，为汽车提供稳定的动力。
发明内容
本发明内容基于车用液化天然气燃料系统设计的，本系统是基于450升LNG车用气瓶设计的，气瓶内部温度-162℃，压力1.6MPa，通过本系统充装和使用液化天然气，使用时对液化天然气进行降压升温，以提供稳定的气态天然气给汽车发动机。该系统如图1所示。
附图说明
图1是本发明车用液化天然气燃料系统的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图1中各器件的名称和功能如下表：
序号 名称 功能
1 放空阀（手动） 用于气瓶压力泄放
2 充液接头 用于加气机与气瓶连接
3 节流阀 用于控制气瓶内部压力
4 出液阀（手动） 用于控制燃料供应
5 出液单向阀 用于防止供液管路液体倒流
6 出液管路接头 连接汽化器与气瓶
7 过流阀 防止供应管路断裂时燃料大量外泄
8 汽化器 将LNG转换成气态天然气
9 气瓶 盛装LNG燃料的容器
10 液体喷淋管 气瓶顶部充装和闪蒸汽的再冷却
11 液位计显示器 显示气瓶内燃料液位
12 信号转换器 将电容信号转换成电信号
13 液位计BNC接口 连接探杆和信号转换器
14 压力表 显示气瓶压力
15 副安全阀 用泄压方式来保护气瓶
16 主安全阀 用泄压方式来保护气瓶
17 充液单向阀 防止气瓶内液体倒流
18 供液管路 用于供应燃料
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
具体实施方式
（1）整个车用液化天然气燃料系统包括4个部分：存储回路（由9、10组成）；充液回路（由1、2、17组成）；供液回路（由3、4、5、6、7、8、16、18组成）；液位显示回路（由11、12、13、14、15组成）。
（2）充液回路用于在瓶内液化天然气含量≤5%时对气瓶进行充气，首先利用1-放空阀将液化天然气瓶内压力泄放（降到0.2～0.25MPa之间），将加气枪与2-充液接头快速连接，然后启动加气机充液开关，液化天然气将通过连接软管进入气瓶内胆。17-充液单向阀可以防止气瓶内液体倒流，充液时液体在压力作用下自动注入气瓶，无需手动开关。当液位达到额定位置时，充液自动停止，其作用机理是当液化天然气液体漫过顶部喷淋管时，喷孔背压迅速升高并与充液压力平衡，压力达到加气机设定的停止压力（约1.2MPa），此时加气机停止充液。
（3）存储回路是用来存储液化天然气的，9-液化天然气气瓶是作为一种低温绝热压力容器，设计有双层（真空）结构。内胆用来储存低温液态的液化天然气，在其外壁缠有多层绝热材料，具有超强的隔热性能，同时夹套（两层容器之间的空间）被抽成高真空，共同形成良好的绝热系统，保证气瓶具有高强度和良好的绝热性能。内胆顶部的10-喷淋管以喷淋的方式注入。采取这种充液方式的目的是降低气瓶顶部压力、对瓶内存留的液化天然气闪蒸气（BOG）进行再液化回收以避免放空损失。
（4）供液回路用于将瓶内的液化天然气供给发动机，整个回路包含正常供液回路和安全回路，18-供液管路用于将瓶内的液化天然气供出给燃料系统，3-节流阀用于控制瓶内压力，4-出液阀用于人为控制液化天然气的供给，5-出液单向阀用于防止液化天然气回流，7-过流阀用于防止供应管路断裂时燃料大量外泄，8-汽化器用于对液化天然气进行升温降压汽化，对于不同的燃气量需求有不同规格汽化能力的汽化器。16-主安全阀用于瓶内超压时起到保护作用，在超压情况下首先打开的是主安全阀（开启压力为1.59MPa，230psi），其作用防止由于绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升、或真空遭破坏后以及在失火条件下导致的压力异常上升。6-出液管路接头用于连接各液压器件。
（5）液位显示回路用于显示瓶内液化天然气的含量，便于及时进行燃料补给。该测定回路主要由三个器件组成：11-显示仪表、12-信号转换器、13-液位计BNC接口。其作用是根据气瓶内的燃料高度产生一个成线性比例的电信号，并传送给信号转换器。电信号不受燃料状态（液相或气相）和压力的影响，能够精确反映气瓶内燃料量的多少。液位传感器安装在瓶内靠近充液管的一端。与汽、柴油（油位计量系统）相似，该系统能够适应由于加速、刹车、爬坡、转弯等行驶条件变化所带来的瞬间影响。14-压力表用于观察瓶内的压力是否异常，15-副安全阀在16-主安全阀失效或发生堵塞时启动，开启压力为2.41MPa，350psi。
（6）如发生泄漏情况，可以用便携式甲烷探测器对车辆的燃气系统天然气泄漏点进行检查（应遵照探测器制造商的说明书正确使用）。为确保车辆正常运行，应定期的进行系统检漏，如果发现漏点应立即进行维修。在一些特殊条件下用探测器难以准确判断泄漏点时，可以借助肥皂液检查漏点。

Claims (4)

1.一种车用液化天然气燃料系统，包括4个部分：存储回路、充液回路、供液回路、液位显示回路，所述充液回路用于在瓶内液化天然气含量≤5%时对气瓶进行充气，所述存储回路是用来向储气瓶中存储液化天然气的，所述供液回路用于将瓶内的液化天然气气化后供给发动机，所述液位显示回路用于显示瓶内液化天然气的含量。
2.如本权利要求1所述的LNGV车用燃料系统，其特征在于：采用15-二级安全阀，保证气瓶不会因为过压而发生事故。
3.如本权利要求1所述的LNGV车用燃料系统，其特征在于：采用有效而精确的液位测定系统，可以将气瓶内的液化气含量进行可视化转换。
4.如本权利要求1所述的LNGV车用燃料系统，其特征在于：采用7-过流阀，可以在汽化器管路断裂时切断供气回路，防止燃料大量外泄。
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