CN107270114A - 吸附天然气储罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸附天然气储罐。该吸附天然气储罐包括罐体，其具有上板和下板，上板和下板连接在一起从而限定出一内部空间，内部空间中设置有吸附剂材料。罐体具有开口，其延伸穿过上下板。中央板插入开口以密封罐体的一侧。此外，该中央板具有多个沿其周向壁形成的排气孔，以排出与吸附剂材料反应的天然气，并具有安装区。过滤组件插入到安装区内，紧固到中央板上，用于过滤流经排气孔的天然气，并且配备有用于调节天然气排放的控制阀。

Description

吸附天然气储罐

技术领域

本公开涉及一种吸附天然气储罐，更具体地，涉及一种使用吸附剂材料的能提供与常规压缩天然气储罐相比更低压的吸附天然气储罐。

背景技术

最近，为发展作为石油能源替代品的新能源，作为应对诸如石油资源枯竭和环境污染问题所作努力的一部分，各领域的研究正在积极地进行。车辆，作为空气污染的主要来源，全球汽车制造商和汽车零配件供应商面临着实现低污染的挑战。因此，汽车制造商努力发展新能源，其与传统汽油或柴油燃料相比能够显著降低有害物质的排放。

作为这些努力的一部分，关于使用CNG燃料的压缩天然气(CNG)车辆的研究正在展开。同时，对于使用CNG燃料的车辆，在车体上安装有用于储存CNG燃料的高压容器。容器阀安装在高压容器的出气口处，用来选择性地供给CNG燃料。特别地，燃料管连接到容器阀，从而高压容器和容器阀通过燃料管并联连接。因此，从高压容器排出的CNG燃料经容器阀通过燃料管供给到发动机。

增加储存在高压容器中的天然气能量密度是很重要的。因此，将具有大表面积的吸附剂材料(例如，活性木炭、沸石、金属有机框架(MOF))填充在高压容器的内部空间中。从而可降低高压容器的内部压力，因此增加了高压容器的形状自由度。

本部分所公开的上述信息仅仅是为了加强对本发明背景的理解，其所包含的信息不构成本领域技术人员所知晓的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种吸附天然气储罐，包括吸附剂材料，吸附剂材料设置在罐体内部空间中用于将甲烷气体吸附到吸附剂材料的微孔中，每个微孔具有一样的尺寸，因此能够降低甲烷分子动能和罐体内部压力，从而提供了一种与常规压缩天然器储罐相比低压的储罐。

一方面，本发明提供了一种吸附天然气储罐，可包括罐体，罐体具有上板和下板，上板和下板连接在一起从而限定出一内部空间，内部空间中设置有吸附剂材料，罐体具有开口，其延伸穿过上下板，中央板插入开口以密封罐体的一侧，该中央板具有多个沿其周向壁形成的排气孔用于排出与吸附剂材料反应的天然气，中央板具有安装区，过滤组件插入到安装区内，且紧固到中央板上，用于过滤流经排气孔的天然气，并且配备有用于控制天然气排放的控制阀。在一个示例性实施例中，罐体可进一步包括形成在上板的供料口，用于向罐体内部空间提供吸附剂材料，连接板安装在供料口处，用于插入和紧固打开/关闭盖。

在另一个示例性实施例中，中央板可进一步包括主板，其为U形用于密封上板侧的开口并具有延伸穿过主板周向壁且沿主板周向壁形成的排气孔，和安装板，其插入到上板侧的开口以连接到主板上，该安装板包括形成在其内表面的台阶，其中过滤组件以配合的方式放置，并紧固到台阶上。此外，排气孔在其内表面可包括网格形的网。过滤组件可与控制阀一起从安装区分离开。

附图说明

本发明的以上和其它特征将结合相应附图示出的示例性实施例进行详细地描述，其在下文中仅以图示的方式给出，并不限制本发明，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的吸附天然气储罐的过滤组件分离状态的视图；

图2是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的过滤组件组装状态的视图；

图3是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的中央板的视图；

图4是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的罐体的视图；以及

图5是示意性地示出根据本发明另一个示例性实施例的吸附天然气储罐的视图。

应该理解的是，附图不一定是按比例绘制的，其呈现了说明本发明基本原理的各种示例性特征略微简化的表示。如本文所公开的本发明的特定设计特征，例如包括特定尺寸、方向、位置和形状，将由具体打算应用的场合和使用环境来部分地决定。在附图中，附图标记指代在全部附图的若干附图中本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

应该理解的是，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车辆，如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的客车，包括各种船舶的水运工具、飞机等，以及包括混合动力汽车、电动汽车、插入式混合动力电动汽车、氢动力汽车和其他替代燃料汽车(例如，从非石油资源获取的燃料)。如本文提到的，混合动力汽车是具有两种或多种能源的车辆，例如汽油动力和电动力两者兼有的车辆。

虽然将示例性实施例描述为使用多个单元实现示例性过程，但应该理解的是示例性过程也可由一个或多个模块来实现。此外，应该理解的是术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器构造为用于存储这些模块，处理器特别地构造为用于执行所述模块以实现下文中进一步描述的一个或多个过程。

本文使用的术语仅仅为了描述特定实施例，并不旨在限制本发明。如本文使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“这(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应进一步理解的是术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”，用在说明书中时，指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除具有或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。如本文使用的，术语“和/或”包含一个或多个所列举的相关条目的任意和所有组合。

除非特别地说明或从上下文明显地看出，如本文使用的，术语“约”应该理解为在本领域标准公差的范围内，例如在均值的2个标准差的范围内。“约”可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非从上下文中另外清楚地得出，文中提供的所有数值可用术语“约”来修饰。

下文中，本发明的示例性实施例将参照相应的附图进行详细地描述，以便本领域技术人员能容易地实施本发明。本发明的优点和特征及其实施方法将从下面结合相应附图的示例性实施例的详细描述中变得清晰。

然而，本发明不限于本文公开的示例性实施例，而是可以以各种不同的形式来实现。示例性实施例仅仅为了充分地公开本发明，完美地向本领域技术人员说明发明的范围，本发明应由权利要求的范围限定。此外，在本发明的描述中，省略了对相关公知技术或类似技术的详细描述，因其会造成本发明的主题不清楚。

图1是示出根据本发明示例性实施例的吸附天然气储罐的过滤组件分离状态的视图。图2是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的过滤组件组装状态的视图。图3是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的中央板的视图。图4是示出根据本发明示出的示例性实施例的吸附天然气储罐的罐体的视图。

如图1、2和3所示，吸附天然气储罐可包括罐体100、中央板200和过滤组件300。首先，罐体100可通过将上板110连接到下板120而构成。罐体100可包括开口100a，其在竖直方向上延伸穿过上板和下板110和120。吸附剂材料10可设置在罐体100内。吸附剂材料10与天然气反应，这样天然气所包含的甲烷气体可吸附在吸附剂材料10的微孔内，每个微孔具有一样的尺寸。从而可降低甲烷分子动能，因此降低了罐体100的内部压力。

换言之，当与常规压缩天然气储罐所用天然气相等量的天然气吸附在吸附天然气储罐中时，罐体100的内部压力可降低差不多十分之一。因此，相对较薄厚度的钢容器可用作罐体100，从而增加储罐的形状自由度。罐体100可为甜甜圈形(例如，中空的环形)，其中开口100a可延伸穿过相连接的上板和下板110和120(例如，穿过相连接板的中央孔)，但所述形状不限于此。例如，罐体100可为四边形，同时具有开口100a以便将中央板200连接到罐体100上。

此外，为更容易制造罐体100，上板和下板110和120以及中央板220可通过焊接或类似的技术连接以形成罐体100。进一步地，为将吸附剂材料10放置在罐体100的内部空间内，用于吸附剂材料10的供料口130可形成在上板110上。连接板140可安装在供料口130处，这样打开/关闭盖150可打开或关闭供料口130。盖150可通过紧固件500牢固地紧固到连接板140上。

根据本发明的示例性实施例，罐体100可用于与常规压缩天然气储罐相比更低压的使用吸附剂材料10的储罐。特别地，重要的是吸附剂材料10不会通过开口100a排放到罐体100外部。因此，根据本发明的示例性实施例，可设置中央板200。特别地，中央板200可连接到开口100a，用于密封罐体100的一侧。中央板200还可起到过滤器的作用，用于过滤从罐体100排出的天然气。

换言之，中央板200可包括多个排气孔200a，其沿着中央板200的周向壁形成，以防止当与罐体100内吸附剂材料10反应的天然气通过控制阀400从罐体100排出时吸附剂材料10排放。每个排气孔200a的直径可小于吸附剂材料10的尺寸。网格形的网可安装在排气孔200a的内侧，以过滤掉吸附剂材料10。

同时，中央板200可包括主板210和安装板220。特别地，主板210可形成为U形，用于密封下板120侧的开口100a。排气孔220a可沿主板210的周向壁形成同时延伸穿过主板210的周向壁。进一步地，安装板220可插入上板110侧的开口100a内，并紧固到主板210上。安装板220可具有台阶220a(例如，凸起)，形成在安装板220的内表面上，这样过滤组件300以配合的方式放置在台阶上，可通过紧固件500紧固到台阶200a上。

换言之，当过滤组件300插入到中央板200的安装区时，过滤组件300凸起的上部以配合的方式放置在安装板220的台阶220a上。在这种状态下，紧固件500可插入设置在过滤组件300凸起的上部处的通孔(未示出)，每个紧固件500的端部(例如，第一端部)可紧固到设置在安装板220的台阶220a上的紧固槽(未示出)相应端上，从而固定了过滤组件300的位置。

在下板120侧的开口100a通过主板210密封的情况下，过滤组件300以配合的方式放置在台阶220a上以密封上板110侧的开口100a。天然气可在控制打开控制阀400时排出，在流经排气孔200a时得到过滤。控制阀400可通过控制器操作。过滤组件300在内部设置有密闭结构，包括滤纸、固定滤纸的支架和O型圈。该结构和常规过滤组件的结构相同，因此省略其详细的构造和效果。

控制阀400以插入的方式安装在过滤组件300的上部。特别地，控制阀400可构造为通过阀的打开和关闭控制来调节天然气的排出。当控制阀400打开时，罐体100内的天然气可在依次流过排气孔200a和过滤组件300时得到过滤，然后可经燃料管输送到发动机。控制阀400可安装在过滤组件300上，并紧固到过滤组件300上，这样就形成一体的结构。过滤组件300是可更换的，在松开紧固件500后可将其与控制阀400一起从安装区移除。当过滤组件300由于长期使用或其它错误发生故障时，过滤组件300可从安装区移除。这样，可更加容易地移除安装在过滤组件300上的过滤器。

进一步地，如图4所示，当过滤组件300插入到安装区时，过滤组件300可以安置成使得其顶面低于罐体100的顶面。或者，根据车辆结构特点，过滤组件300的顶面可安置成使得凸出于罐体100的顶面。此外，图5是示意性地示出根据本发明另一个示例性实施例的吸附天然气储罐的视图。如图5所示，吸附天然气储罐可包括中央板200。中央板200可包括主板210和安装板220。

特别地，主板210可插入下板120侧的开口100a以密封上板110侧的开口100a。如在图1至4的情况下，主板210可为U形，包括延伸穿过主板210的周向壁的排气孔200a。也就是说，图5的示例性实施例的主板210的插入和安装方向可与图1至4的示例性实施例的相反。因此，特别地，安装板220可安装在下板120侧的开口100a处，而不是上板110侧的。因此，根据本发明示出的示例性实施例，中央板200可根据车辆的结构安装在罐体100的上板和下板110和120的任何一个上，这样更容易应对车内的结构安装条件。

从上面的描述中可以明显地看出，根据本发明，吸附剂材料可提供到罐体的内部空间，甲烷气体可吸附在吸附剂材料的微孔内，每个微孔具有一样的尺寸，因此降低了甲烷分子动能和罐体内部压力。结果，吸附天然气储罐可具有比常规压缩天然气储罐更低的内部压力。根据本发明示出的示例性实施例，罐体的内部压力降低，储罐的形状自由度增加。

本发明已结合其示例性实施例详细地进行了描述。然而，本领域技术人员应当注意的是，在不脱离本发明的原理和精神、所附权利要求及其等同物的范围的前提下，可以在这些示例性实施例中进行改变。

Claims (6)

1.一种吸附天然气储罐，包括：

罐体，包括上板和下板，其连接在一起从而限定出设有吸附剂材料的内部空间，罐体具有开口，其延伸穿过上板和下板；

中央板，其插入开口以密封罐体的一侧，中央板具有多个沿其周向壁形成的排气孔，用于排出与吸附剂材料反应的天然气，中央板具有安装区；以及

过滤组件，其插入到安装区内，紧固到中央板上，用于过滤流经排气孔的天然气，并且配备有用于调节天然气排放的控制阀。

2.如权利要求1所述的吸附天然气储罐，其中罐体包括：

供料口，形成在上板处，用于向罐体内部空间提供吸附剂材料；以及

连接板，安装在供料口处，用于插入和紧固打开/关闭盖。

3.如权利要求1所述的吸附天然气储罐，其中中央板包括：

主板，其为U形，用于密封下板侧的开口，并具有延伸穿过主板周向壁且沿主板周向壁形成的排气孔；以及

安装板，其插入到上板侧的开口以连接到主板上，安装板包括形成在其内表面的台阶，

其中过滤组件以配合的方式放置，紧固到台阶上。

4.如权利要求1所述的吸附天然气储罐，其中中央板包括：

主板，其为U形，用于密封上板侧的开口，并具有延伸穿过主板周向壁且沿主板周向壁形成的排气孔；以及

安装板，其插入到下板侧的开口以连接到主板上，安装板包括形成在其内表面的台阶，

其中过滤组件以配合的方式放置，紧固到台阶上。

5.如权利要求1所述的吸附天然气储罐，其中多个排气孔包括在其内表面的网格形的网。

6.如权利要求1所述的吸附天然气储罐，其中过滤组件可与控制阀一起从安装区分离开。