CN203837322U - 一种用于lng燃料发动机的冷能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，其包括LNG低温存储罐，其中，LNG低温存储罐通过第一管路与第一汽化器相连通，第一汽化器内设置有升温风扇，第一管路上设置有第一电磁流量调节阀，第一汽化器与制冷系统相连通，第一汽化器通过第二管路与第二汽化器相连通，第二汽化器与一稳压器相连接，稳压器与发动机燃烧装置相连接；第二汽化器通过第三管路与散热装置相连通，散热装置与发动机燃烧装置相连通，第二汽化器通过第四管路与冷却液存储罐相连通，冷却液存储罐与发动机燃烧装置相连通。合理分配液态天然气汽化过程中释放的冷能，将部分冷能用于空调制冷或冷库制冷等制冷空间，达到节能目的。

Description

一种用于LNG燃料发动机的冷能装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于LNG燃料发动机的冷能装置。

背景技术

全球石油储量日趋减少，越来越难满足经济社会的发展，天然气以其丰富的储量日渐成为燃油替代燃料；同时环境污染日益严重，雾霾天气日渐频发，在国家节能减排政策大力推动下，液化天然气以其燃烧产物的“零污染”性，逐渐成为汽车、轮船等机动交通工具发动机的主要燃料；同时，液态天然气的汽化比高达625:1，其能量的高密度性可以满足机动交通工具的长远距离行使，与装备燃油发动机交通工具的续航能力相当，可以完全取代汽油、柴油。

在LNG燃料发动机系统里，液化天然气被存储在温度为-162°C左右的低温储罐内，进入发动机燃烧前需要汽化成常温气体。LNG汽化过程需要吸收大量的热量，释放大量的冷能量，在现今LNG燃料发动机系统中，这部分冷量全部被发动机的冷却液吸收，对发动机降温。装置实际运行当中，经常出现冷却液被过渡冷却的现象；同时，装备LNG燃料发动机系统的汽车、轮船等交通工具，本身自带风扇空冷系统，对冷却液进行降温。因此，没有必要将LNG的冷量全部用于发动机冷却系统，可以将部分冷量用于空调、冷库等需求制冷的场所，降低发动机的制冷消耗，提高动力输出比例。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，以合理分配液化天然气汽化成常温气体时产生的冷能。

为解决上述技术问题，本实用新型方案包括：

一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，其包括LNG低温存储罐，其中，LNG低温存储罐通过第一管路与第一汽化器相连通，第一汽化器内设置有升温风扇，第一管路上设置有第一电磁流量调节阀，第一汽化器与制冷系统相连通，第一汽化器通过第二管路与第二汽化器相连通，第二汽化器与一稳压器相连接，稳压器与发动机燃烧装置相连接；第二汽化器通过第三管路与散热装置相连通，散热装置与发动机燃烧装置相连通，第二汽化器通过第四管路与冷却液存储罐相连通，第四管路上设置有第二电磁流量调节阀，冷却液存储罐与发动机燃烧装置相连通。

所述的冷能装置，其中，所述冷能装置配置有一控制器，第一汽化器的出口处设置有第一汽化器出口温度传感器，第二汽化器的出口处设置有第二汽化器出口温度传感器，LNG燃料发动机的制冷系统上设置有制冷空间温度传感器，第一汽化器出口温度传感器、第二汽化器出口温度传感器、制冷空间温度传感器均与控制器通信连接，通过控制器控制冷能装置的运行状态。

本实用新型提供的一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，合理分配液态天然气汽化过程中释放的冷能，将部分冷能用于空调制冷或冷库制冷等需要制冷的空间，达到节能目的；降低或完全取代传统压缩机制冷方式的消耗，提高了发动机的动力输出，减轻车、轮船等交通工具的重量，降低了制造成本；不必单独设计发动机刚启动时液化天然气的汽化路线，刚启动时，液化天然气即可通过与发动机冷却液换热，达到汽化效果；本实用新型适用于发动机任何工况条件下，且不存在并联管路，结构简洁高效。

附图说明

图1是本实用新型中冷能装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，如图1所示的，其包括LNG低温存储罐1，其中，LNG低温存储罐1通过第一管路2与第一汽化器3相连通，第一汽化器3内设置有升温风扇4，第一管路2上设置有第一电磁流量调节阀5，第一汽化器3与制冷系统10相连通，第一汽化器3通过第二管路6与第二汽化器7相连通，第二汽化器7与一稳压器8相连接，稳压器8与发动机燃烧装置9相连接；第二汽化器7通过第三管路11与散热装置12相连通，散热装置12与发动机燃烧装置9相连通，第二汽化器7通过第四管路14与冷却液存储罐15相连通，第四管路14上设置有第二电磁流量调节阀16，冷却液存储罐15与发动机燃烧装置9相连通。第一汽化器3实现液态天然气与空气的热交换，降温后的空气进入需要制冷的场所，如车内空调、冷库等。第一汽化器3与LNG低温存储罐1相连通，第一汽化器3采用翅片管式逆流换热器的技术形式，翅片管置于圆柱形筒体(壳体)内，翅片管内输送液态天然气(冷源)，液化天然气由翅片管的一端输入，翅片管出口与第二汽化器7的管程相连；壳层入口与外界空气连通，并在第一汽化器3的该侧设置一小型升温风扇4，向壳体内输送空气(热源)，壳层出口与空调或冷库的出气口相连。

第二汽化器7完成天然气与发动机冷却液的换热过程，天然气完全汽化后进入稳压器8，最后进入发动机燃烧装置9；同时发动机冷却液温度降低，进入常规冷却液冷却系统，最后进入发动机冷却系统。第二汽化器7与第一汽化器3、稳压器8相连通，采用缠绕管式逆流换热，将缠绕管置于圆柱形筒体内，缠绕管的入口与第一汽化器3翅片管的出口相连，缠绕管内的介质是部分汽化后的液态天然气(冷源)；壳层热流体是被发动机加热后的冷却液(热源)。

更进一步的，所述冷能装置配置有一控制器17，第一汽化器3的出口处设置有第一汽化器出口温度传感器18，第二汽化器7的出口处设置有第二汽化器出口温度传感器19，LNG燃料发动机的制冷系统10上设置有制冷空间温度传感器20，第一汽化器出口温度传感器18、第二汽化器出口温度传感器19、制冷空间温度传感器20均与控制器17通信连接，通过控制器17控制冷能装置的运行状态，为保证发动机正常工作，要对冷却液的工作温度、液态天然气的供应量等参数进行有效控制，通过控制器17以及各个对应传感器，对第一汽化器3的进气量、第二汽化器7的冷却液进量进行反馈调节控制。当然，现有技术中关于自动控制的技术已经比较成熟，也可以采用其他控制手段，在此不再一一赘述。

以空调为例，空调关闭，则升温风扇4不转动，LNG的汽化完全由第二汽化器7实现。空调开启，升温风扇4开始转动，向第一汽化器3壳层内送入热风，空气被降温后从第一汽化器3壳层流出并进入制冷系统10，同时部分气化后的天然气再进入第二汽化器7，在冷却液加热下完全汽化，进入稳压器8。空调刚开启时，升温风扇4以较低的转速使空气在第一汽化器3内停留较长时间，产生的低温气体快速达到制冷效果，当制冷空间温度传感器20测得的温度低于空调设定温度时，提高升温风扇4的转速，减少空气在第一汽化器3内停留时间，当制冷空间温度传感器20测得的温度与第一汽化器出口温度传感器18测得的温度相同时，升温风扇4稳定转动，从而达到空调制冷效果。第二汽化器7可以在第一汽化器3不工作的情况下完全汽化液化天然气，因此，当第一汽化器3不工作时，第二汽化器7也能完全汽化液化天然气，当第二汽化器7壳层冷却液出口温度较高时，可以通过控制器17减少冷却液尽量，若为了保证发动机冷却效果，不能够进一步减少第二汽化器7冷却液进量时，从壳层流出的较高温度的冷却液可以在散热装置12中进一步散热，再进入发动机冷却系统。利用了LNG燃烧前汽化过程释放的冷量，这可以代替传统压缩机制冷，降低生产成本，同时提高发动机的动力输出，起到了节能作用。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (2)

1.一种用于LNG燃料发动机的冷能装置，其包括LNG低温存储罐，其特征在于，LNG低温存储罐通过第一管路与第一汽化器相连通，第一汽化器内设置有升温风扇，第一管路上设置有第一电磁流量调节阀，第一汽化器与制冷系统相连通，第一汽化器通过第二管路与第二汽化器相连通，第二汽化器与一稳压器相连接，稳压器与发动机燃烧装置相连接；第二汽化器通过第三管路与散热装置相连通，散热装置与发动机燃烧装置相连通，第二汽化器通过第四管路与冷却液存储罐相连通，第四管路上设置有第二电磁流量调节阀，冷却液存储罐与发动机燃烧装置相连通。

2.根据权利要求1所述的冷能装置，其特征在于，所述冷能装置配置有一控制器，第一汽化器的出口处设置有第一汽化器出口温度传感器，第二汽化器的出口处设置有第二汽化器出口温度传感器，LNG燃料发动机的制冷系统上设置有制冷空间温度传感器，第一汽化器出口温度传感器、第二汽化器出口温度传感器、制冷空间温度传感器均与控制器通信连接，通过控制器控制冷能装置的运行状态。