CN104863755A - 液化天然气汽化系统及汽车 - Google Patents

Abstract

一种液化天然气汽化系统，其包括液化气瓶、汽化器、热媒管及用气设备，所述液化气瓶与所述汽化器连通，所述热媒管通过所述汽化器内部，所述汽化器与所述用气设备连通。所述液化天然气汽化系统还包括电子控制单元、与所述电子控制单元电电连接的温度传感器及流量调节阀，所述温度传感器用于感测所述汽化器输出的天然气汽化气的温度并告知电子控制单元。所述流量调节阀设置于所述热媒管上，用以接受所述电子控制单元控制并调节所述热媒管内热媒的流量。本发明还提供一种汽车。本发明的液化天然气汽化系统及汽车具有可将汽化器输出的天然气汽化气的温度控制在一定的范围内的优点。

Description

液化天然气汽化系统及汽车

技术领域

本发明是涉及液化天然气温度控制技术领域，特别是关于一种液化天然气汽化系统及一种汽车。

背景技术

随着液化天然气新能源技术的发展，LNG新能源客车(使用液化天然气作为燃料的客车)技术正日新月异，它具有体积较小，续驶里程长的优点，续驶里程是CNG客车(使用气态天然气作为燃料的客车)的3倍，基本达到燃油发动机的水平，从而LNG新能源客车的使用范围也得到拓展，可以应用在公路客运和旅游市场。常温常压下的1立方米的天然气的行驶里程约等于1升柴(汽)油，商用客车使用LNG较使用柴油的燃料成本节省33.3％。在同样的续驶里程的情况下，使用液化天然气作为燃料相对于使用柴油作为燃料可有效减小客车的重量。

请参见图1，一种现有的液化天然气汽化系统包括液化气瓶12、液态管13、汽化器14、气态管15、热媒管16及天然气发动机17。液化天然气保存在液化气瓶12中，液化气瓶12为真空绝热罐体，液化天然气的温度通常在-162℃左右，需要汽化后，供天然气发动机17使用。液化气瓶12通过液态管13与汽化器14连接，液化气瓶12内的液化气通过汽化器14汽化后经由气态管15输送至天然气发动机17。热媒管16通过汽化器14内部，热媒(例如为天然气发动机17提供的循环热水)经热媒管16通过天然气发动机17加热后流入汽化器14与液化气进行热交换，从而将由液化气瓶12流出的液体天然气汽化。

天然气发动机17要求进入其内的汽化气的温度恒定，然而，在现有的液化天然气汽化系统中，进入天然气发动机17的汽化气的汽化温度受环境温度的影响较大。当夏季环境温度高时，进入天然气发动机17的汽化气的汽化温度也会升高，汽化气的密度变小，一定时间进入天然气发动机17的汽化气的用量减少，影响天然气发动机17的燃烧效率。当冬季环境温度低，天然气发动机17提供的热水循环，不足以平衡液化天然气汽化时吸取的热能时，进入天然气发动机17的汽化气的汽化温度也会降低，甚至出现不能汽化的问题，影响液化用气设备的工作。

发明内容

本发明目的在于提供一种液化天然气汽化系统及一种汽车，具有可将汽化器输出的天然气汽化气的温度控制在一定的范围内的优点。

为达上述优点，本发明提供一种液化天然气汽化系统，其包括液化气瓶、汽化器、热媒管及用气设备，所述液化气瓶与所述汽化器连通，所述热媒管穿过所述汽化器内部，所述汽化器与所述用气设备连通。所述液化天然气汽化系统还包括电子控制单元、与所述电子控制单元电电连接的温度传感器及流量调节阀，所述温度传感器用于感测所述汽化器输出的天然气汽化气的温度并告知电子控制单元。所述流量调节阀设置于所述热媒管上，用以接受所述电子控制单元控制并调节所述热媒管内热媒的流量。

在本发明的一个实施例中，所述液化天然气汽化系统还包括散热装置，所述散热装置与所述用气设备连通，以冷却用气设备内的热媒。

在本发明的一个实施例中，所述散热装置包括散热箱、第一散热管、泵及第二散热管，所述第一散热管及所述第二散热管均连接于所述散热箱和所述用气设备之间，所述泵配置于所述用气设备的内部。

在本发明的一个实施例中，所述汽化器上设有汽化器进口、汽化器出口、热媒管入口及热媒管出口，所述汽化器进口与所述液化气瓶连通，所述汽化器出口与所述用气设备连通，所述热媒管由所述热媒管入口穿入所述汽化器，由所述热媒管出口穿出所述汽化器，且所述汽化器进口和所述热媒管出口相邻，所述汽化器出口和所述热媒管入口相邻。

在本发明的一个实施例中，所述汽化器输出的天然气汽化气的温度小于或等于第一阀值且大于或等于第二阀值。

在本发明的一个实施例中，所述第一阀值为60摄氏度，所述第二阀值为40摄氏度。

在本发明的一个实施例中，所述用气设备为天然气发动机。

在本发明的一个实施例中，所述流量调节阀为电磁阀。

在本发明的一个实施例中，所述液化天然气汽化系统还包括气态管，所述气态管连接于所述汽化器和所述用气设备之间，且所述气态管上还设置有调压阀、缓冲罐及燃气滤清器。

本发明还提供一种汽车，包括上述任意一种液化天然气汽化系统。

在本发明的液化天然气汽化系统和汽车中，由于温度传感器设置在汽化器和用气设备之间，流量调节阀设置于热媒管上，温度传感器和流量调节阀均与电子控制单元电连接，温度传感器可感测到汽化器输出的天然气汽化气的温度，电子控制单元根据天然气汽化气的温度调节流量调节阀的开度，热媒管传输给汽化器的热量也相应调整，从而可以将进入用气设备的天然气汽化气的温度控制在一定的范围内，有效避免天然气汽化气的温度过高或过低，保证用气设备工作的稳定性。

附图说明

图1所示为现有的液化天然气汽化系统的结构示意图。

图2所示本发明液化天然气汽化系统的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图2所示本发明液化天然气汽化系统的结构示意图。请参见图2，本实施例的液化天然气汽化系统20用于汽化液化天然气供给液化天然气发动机，其包括液化气瓶22、液态管23、汽化器24、气态管25、热媒管26、用气设备27、电子控制单元28及散热装置29。液化气瓶22通过液态管23与汽化器24连通，汽化器24与用气设备27连通，液化气瓶22内的液化气通过汽化器24汽化后通过气态管25输送至用气设备27。热媒管26穿过汽化器24内部，并与其内部的液化气进行热交换，热媒管26的两端连接至用气设备27。

更具体地，液态管23连接于液化气瓶22和汽化器24之间，用于将液化气瓶22内的液化气输送至汽化器24。汽化器24为中空的封闭结构，汽化器24上设有汽化器进口241、汽化器出口242、热媒管入口243及热媒管出口244，汽化器24的内部设有热媒通道245。汽化器进口241与液化气瓶22连通，汽化器出口242与用气设备27连通，热媒管26由热媒管入口243穿入汽化器24，由热媒管出口244穿出汽化器24。汽化器进口241、汽化器出口242设置在汽化器24的两个相对端，热媒管入口243、热媒管出口244设置在汽化器24的顶部并相对设置，且热媒管入口243和汽化器出口242相邻，热媒管出口244和汽化器进口241相邻。液化气从汽化器进口241流入汽化器24，液化气从汽化器出口242流出汽化器24。热媒从热媒管入口243流入汽化器24的热媒通道245后从热媒管出口244流出汽化器24。由于热媒汽化器进口241、汽化器出口242、热媒管入口243、及热媒管出口244的设置位置如图2所示，汽化器24内的热媒流向与液化气流向相对，可实现较佳的热交换效果。需要说明的是，热媒可以是水、冷却液或其他液体。

气态管25连接于汽化器24和用气设备27之间，且气态管25上设置有温度传感器251、调压阀252、缓冲罐253、燃气滤清器254。调压阀252、缓冲罐253、燃气滤清器254、温度传感器251在气态管25上依照天然气出气方向依次设置，温度传感器251设置在天然气通过燃气滤清器254的出口处，并位于燃气滤清器254和用气设备27之间。

需要说明的是，汽化器24可采用安装支架21安装在汽车车架上，温度传感器251、调压阀252、缓冲罐253及燃气滤清器254可集成在汽化器24上采用安装支架21安装于汽车车架上，当然，液化天然气汽化系统20的各个组成部件也可单独安装在汽车车架上。

热媒管26穿过汽化器24与液化气进行热交换，热媒管26按照热媒进出汽化器24分为媒入段261和媒出段262，两段连接到散热装置29上，其中媒入段261上设置有流量调节阀261a，流量调节阀261a可以通过手动或自动的方式控制热媒的流量，在本实施例中，流量调节阀261a为电磁阀。流量调节阀261a也可以设置在媒出段262或热媒管26的位于汽化器24内部的管路上。

电子控制单元28具有信号接收端和信号输出端，信号接收端与温度传感器251连接，信号输出端与流量调节阀261a连接。电子控制单元28用于接收来自温度传感器251的温度信号并控制流量调节阀261a的开度。具体地，温度传感器251感测汽化器24输出的天然气汽化气的温度并告知电子控制单元28。流量调节阀261a接受电子控制单元28控制并调节热媒管26内热媒的流量。

散热装置29包括散热箱291、第一散热管292、泵293及第二散热管294。第一散热管292及第二散热管294均连接于散热箱291和用气设备27之间，泵293配置于用气设备27的内部。散热箱291通过冷却风扇(图未示)降低热媒的温度，第一散热管292将热媒输送至散热箱291，热媒冷却后由第二散热管294输送至用气设备27。换言之，散热装置29与用气设备27连通，以冷却用气设备27内的热媒。

泵293可以对热媒加压，以使热媒流入或流出用气设备27，泵293具有第一出水口293a、第二出水口293b以及进水口293c。第一出水口293a与第一散热管292连接，第二出水口293b与散热管261连接，第二散热管294与热媒管26的媒出段262合成一路与进水口293c连接。散热时，热媒在用气设备27内部吸收热量后温度升高，经过泵293加压通过第一散热管292流入散热箱291，热媒在散热箱291中通过冷却风扇降温后，再经由第二散热管294与媒出段262会合流入用气设备27。经过泵293加压通过散热管261流经流量调节阀261a流入汽化器24，与来自液化气瓶22的液化天然气进行热交换，热媒的温度下降后与第二散热管294会合流入用气设备27。

在本实施例中，用气设备27为天然气发动机，但不以此为限，在其他实施例中，用气设备27也可为以天然气为燃料的其他装置。

电子控制单元28可以判断温度传感器251感测到天然气汽化气的温度是否落入一个预设的温度范围，所述温度范围的具有第一阀值和第二阀值，当温度传感器251感测到的温度大于第一阀值时，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号以减小流量调节阀261a的开度，当温度传感器251感测到的温度小于第二阀值时，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号以增大流量调节阀261a的开度。当温度传感器251感测到的温度大于或等于第二阀值且小于或等于第一阀值时，电子控制单元28不会控制流量调节阀261a调节开度。通过调节流量调节阀261a的开度，可控制热媒管26内的热媒流量，热媒管26传输给汽化器24的热量也相应调整，从而可调节天然气汽化气的温度。

在实施例中，第一阀值例如为60℃(摄氏度)，第二阀值例如为40℃，但不以此为限，第一阀值和第二阀值的大小可依照实际需求设定。当天然气汽化气的温度高于60℃，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号减小流量调节阀261a的开度，当天然气汽化气的温度低于40℃时，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号增大流量调节阀261a的开度，从而汽化器24输出的天然气汽化气的温度控制在大于或等于40℃且小于或等于60℃。

需要说明的是，在本实施例中，用气设备27所需的天然气汽化气的温度需满足一区间值，但本发明不以此为限，在其他实施例中，可将用气设备27所需的天然气汽化气的温度设置为一定值，电子控制单元28用以判断温度传感器251感测到天然气汽化气的温度是否为所述定值，当天然气汽化气的温度高于所述定值时，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号减小流量调节阀261a开度，当天然气汽化气的温度低于所述定值时，电子控制单元28可以向流量调节阀261a发出控制信号增大流量调节阀261a开度。

第二出水口293b的出水流量需要保证在用气设备27所处环境的最低温度时，温度控制单元261a完全打开的情况下，气态管25内的天然气汽化气温度不低于60℃。

工作时，热媒经过用气设备27内部吸收热量，温度升高，通过泵293加压，从泵293的第二出水口293b经过流量调节阀261a流入汽化器24，与来自液化气瓶22的液化天然气进行热交换，热媒的温度下降后流入用气设备27。散热装置29可对热媒进行降温。

需要注意的是，为了使用液化天然气的安全，可在液化气瓶22上设置安全阀与放空阀(图未示)，安全阀与放空阀与放空管(图未示)连接，放空管的另一端设置在天然气汽车的顶部，当需要排放液化天然气进入大气中或天然气汽化系统20中的压力超标时，液化天然气可以通过放空阀和安全阀安全的将天然气排入空气中。在本发明的天然气汽化系统中可以设置控制面板(图未示)，控制面板可以监控汽化器24、缓冲罐253、气态管25的管道及用气设备27内的气压以及相关管道内，但不以此为限。

另外，本发明还提供一种汽车，所述汽车包括液化天然气汽化系统20，液化天然气汽化系统20的结构及工作原理在前文中已作详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明的液化天然气汽化系统及汽车至少具有以下的优点:

1.在本发明的液化天然气汽化系统和汽车中，由于温度传感器设置在汽化器和用气设备之间，流量调节阀设置于热媒管上，温度传感器和流量调节阀均与电子控制单元电连接，温度传感器可感测到汽化器输出的天然气汽化气的温度，电子控制单元根据天然气汽化气的温度调节流量调节阀的开度，热媒管传输给汽化器的热量也相应调整，从而可以将进入用气设备的天然气汽化气的温度控制在一定的范围内，有效避免天然气汽化气的温度过高或过低，保证用气设备工作的稳定性。

2.在本发明的液化天然气汽化系统的一个实施例中，热媒经过用气设备内部吸收热量，温度升高，通过泵加压从泵的第二出水口经过流量调节阀流入汽化器，与来自液化气瓶的液化天然气进行热交换，热媒温度下降后再流入用气设备内部吸收热量。利用用气设备自身热媒的热量汽化天然气，一方面节省了加热设备，另一方面可提高热媒的散热效率。

3.在本发明的液化天然气汽化系统的一个实施例中，由于汽化器进口和热媒管出口相邻，、汽化器出口和热媒管入口相邻，热媒通道内热媒流向与液化气流向相对，从而可以实现较佳的热交换效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液化天然气汽化系统(20)，包括液化气瓶(22)、汽化器(24)、热媒管(26)及用气设备(27)，所述液化气瓶(22)与所述汽化器(24)连通，所述热媒管(26)穿过所述汽化器(24)内部，所述汽化器(24)与所述用气设备(27)连通，其特征在于：所述液化天然气汽化系统(20)还包括电子控制单元(28)、与所述电子控制单元电(28)电连接的温度传感器(251)及流量调节阀(261a)，所述温度传感器(251)用于感测所述汽化器(24)输出的天然气汽化气的温度并告知所述电子控制单元(28)，所述流量调节阀(261a)设置于所述热媒管(26)上，用以接受所述电子控制单元(28)控制并调节所述热媒管(26)内热媒的流量。

2.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述液化天然气汽化系统还包括散热装置(29)，所述散热装置(29)与所述用气设备(27)连通，以冷却用气设备(27)内的热媒。

3.如权利要求2所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述散热装置(29)包括散热箱(291)、第一散热管(292)、泵(293)及第二散热管(294)，所述第一散热管(292)及所述第二散热管(294)均连接于所述散热箱(291)和所述用气设备(27)之间，所述泵(293)配置于所述用气设备(27)的内部。

4.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述汽化器(24)上设有汽化器进口(241)、汽化器出口(242)、热媒管入口(243)及热媒管出口(244)，所述汽化器进口(241)与所述液化气瓶(22)连通，所述汽化器出口(242)与所述用气设备(27)连通，所述热媒管(26)由所述热媒管入口(243)穿入所述汽化器(24)，由所述热媒管出口(244)穿出所述汽化器(24)，且所述汽化器进口(241)和所述热媒管出口(244)相邻，所述汽化器出口(242)和所述热媒管入口(243)相邻。

5.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述汽化器(24)输出的天然气汽化气的温度小于或等于第一阀值且大于或等于第二阀值。

6.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述第一阀值为60摄氏度，所述第二阀值为40摄氏度。

7.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述用气设备(27)为天然气发动机。

8.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述流量调节阀(261a)为电磁阀。

9.如权利要求1所述的液化天然气汽化系统(20)，其特征在于：所述液化天然气汽化系统(20)还包括气态管(25)，所述气态管(25)连接于所述汽化器(24)和所述用气设备(27)之间，且所述气态管(25)上还设置有调压阀(252)、缓冲罐(253)及燃气滤清器(254)。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至9的任意一项权利要求所述的液化天然气汽化系统(20)。