CN204419401U - Lng容器自增压装置或lng气化装置及供气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LNG容器自增压装置或LNG气化装置及供气装置，包括自增压装置及一气化盘管，所述自增压装置包括换热导气管和换热器，所述换热器包括外壳体、两侧封板、进水口以及出水口，所述外壳体与所述两侧封板围成换热空间，所述进水口以及出水口分别连通至所述换热空间；所述气化盘管与所述换热导气管位于所述换热器中，并且贯穿所述换热空间，所述气化盘管的进液口与出气口设置于所述封板上，所述换热导气管的增压进液口与增压回气口设置于所述封板上，所述换热器中热源为发动机循环水。本实用新型可以在有限的空间内，以最经济安全的方式最大化的实现换热效果，以达到汽车发动机所需要的压力及温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LNG车用燃气系统，尤其涉及一种经济、安全的LNG容器自增压装置或LNG气化装置及供气装置。
背景技术
目前使用液化天然气(LNG)作为燃料的汽车，在使用过程中，存在这样的问题，充入气瓶内的液体压力一般在0.5MPa左右，而发动机的进气压力要求一般为0.7至0.8MPa，因此，首先需要将气瓶内的低温液体压力提高，保证瓶内液体可以在此压力驱动下持续稳定的输出，然后，将输出的低温液体转化为天然气气体，并且在发动机之前，将气体压力稳定在0.7至0.8MPa，温度维持在30℃至50℃左右，以满足发动机的使用要求；目前，国内使用液化天然气车的供气系统中，实现气化功能所使用的装置原理，主要是采用不锈钢盘管及螺旋翅片管进行换热，而由于安装空间的限制，换热面积有限，气化装置往往不能达到预期的气化能力，导致汽车出现供气不足或温度不够的情况；有方案采用了电加热的方式，来增大气化效果，但由于LNG的特性，此方案同样存在较大的安全隐患。
如中国专利申请号201320602914.6所公开的装置，此方案在气化器内部采用了不锈钢盘管与螺旋翅片管进行气化换热，螺旋翅片管主要用于气瓶增压，由于管程较短，增压速度不强；而不锈钢盘管用于LNG气化，并需要达到一定的压力及温度，现有结构往往达不到预期效果，尤其在冬天，车辆经常出现供气不足的情况。
如专利号201310505847.0所涉及的装置，此方案为增大气化效果，以达到预期的压力及温度，在装置内部安装了电加热装置，此方案虽可以达到预期的效果，但由于LNG的特性，一旦发生故障，将导致严重的后果，因此在市场的利用率极低。
发明内容
本实用新型所要解决的问题在于，现有气化装置往往不能达到预期的气 化能力，主要目的在于，提供一种LNG气化装置及供气装置，可以在有限的空间内，以最经济安全的方式最大化的实现换热效果，以达到汽车发动机所需要的压力及温度。
为解决上述问题，本发明实施例采用了如下技术方案：一种LNG容器自增压装置，所述自增压装置包括换热导气管和换热器，所述换热器包括外壳体、两侧封板、进水口以及出水口，所述外壳体与所述两侧封板围成换热空间，所述进水口以及出水口分别连通至所述换热空间；
所述换热导气管位于所述换热器中，并且贯穿所述换热空间，所述换热导气管的增压进液口与增压回气口设置于所述封板上，所述增压进液口与增压回气口分别通过管路与LNG容器连通，所述换热器中热源为发动机循环水。
基于上述构思，所述换热导气管为至少一螺旋导管。
基于上述构思，所述换热导气管的外表面形成有凹或凸的纹路。
基于上述构思，所述增压进液口与增压回气口共同设置于所述封板的其中之一。
基于上述构思，所述进水口还包括一个与所述进水口相连接的喷淋管，所述喷淋管位于所述换热空间内，所述喷淋管对齐所述换热空间中心部位设有多个喷淋孔。
基于上述构思，所述换热器底部设置有连通外侧与所述换热空间的排污组件。
基于上述构思，所述增压装置还包括至一固定板，所述固定板位所述换热空间内，并且与所述换热器的外壳体的内壁固定连接，所述固定板上设置有多个固定钩用以固定所述换热导气管。
基于上述构思，所述换热导气管的外表面呈螺纹状。
基于上述构思，所述喷淋管中部形成有用于避开轴向管路的弯曲部，所述多个喷淋孔形成于所述弯曲部。
基于上述构思，所述进水口及出水口分别设置于所述换热器外壳体同一侧，分别接近于外壳体两外端；所述排污组件安装于相对于所述进水口及出水口的另一侧，并位于所述换热器外壳体中部。
基于上述构思，所述换热器上形成有至少一个的安装支架，通过所述安 装支架将所述自增压装置进行固定。
基于上述构思，所述换热导气管采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜等材质制成。
本实用新型实施例另提供一种LNG气化装置，包括有上述自增压装置及一气化盘管，所述气化盘管位于所述换热空间内部，所述气化盘管的进液口与出气口设置于所述封板上。
基于上述构思，所述气化盘管为至少一螺旋导管，并且位于所述换热导气管的外侧，所述气化盘管的长度大于所述换热导气管的长度。
基于上述构思，所述气化盘管的外表面形成有凹或凸的纹路。
基于上述构思，所述进液口与出气口共同设置于所述两侧封板其中之一，所述进液口通过管路与LNG容器连通；所述出气口通过管路与所述发动机的供气管路相连接。
基于上述构思，所述气化盘管通过固定板上的固定钩固定安装于所述换热空间内。
基于上述构思，所述气化盘管采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜等材质制成。
基于上述构思，所述气化盘管的外表面呈螺纹状。
本实用新型实施例还提供一种LNG供气装置，包括LNG容器和上述LNG气化装置以及连通至发动机的供气管路。
本实用新型与现有技术相比，提供一种可以在有限的空间内，以最经济安全的方式最大化的实现换热效果，以达到汽车发动机所需要的压力及温度。所述换热导气管、气化盘管均采用了螺旋导管，螺旋导管最大化的加长了管程，螺旋导管增大了换热面积；并且所述换热导气管、气化盘管的外表面上形成有凹或凸的纹路，从而进一步的增大换热面积，螺旋导管加纹路的设计使得相对于同体积的气化装置大大提高了换热效果。同时，在进水口的喷淋管施循环水流动更全面顺畅，提高了循环水的热利用率；本实用新型的供气装置在尺寸有限的情况下，大大提高了换热效果，确保了车辆的正常运行。
附图说明
图1是本实用新型实施例的气化装置结构示意图。
图2是本实用新型实施例的自增压装置结构示意图。
图3是上述实施例气化装置中的喷淋管示意图。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施例。如图1所示，本实用新型实施例是一种LNG气化装置，包括一自增压装置1及一气化盘管2。是设置在低温绝热气瓶(LNG容器)和汽车发动机之间，将气瓶内的低温液化天然气气化成气态天然气的供气设备，同时还可为气瓶进行增压。
如图2所示，自增压装置1包括换热器11和换热导气管12，换热器11包括外壳体13、两侧封板14、进水口15以及出水口16。外壳体13可为圆筒形、椭圆筒形、方筒形等这些中空的形状，两端可以是开放的，也可以是封闭的(但要留出进孔和出孔)。本实施例中以外壳体13与两侧封板14围成换热空间17，本实施例中的封板14采用是一种平板形封板，其也可是弧面或球面封板。其中换热器中热源可为发动机循环水。
换热导气管12位于换热器11中，并且贯穿换热空间17，换热导气管12为至少一个螺旋导管，当然也可以两个或多个螺旋导管，其可具有一共同的增压进液口与增压回气口。换热导气管12的增压进液口与增压回气口可以共同设置于一侧封板14上，也可以分别设置于两侧封板14上。增压进液口与增压回气口分别通过管路与LNG容器连通。
换热导气管12为采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜等材质制成的一个以上的螺旋导管设计，多个螺旋导管的情况不仅能避免单管失效的情况而且在最大化的增加了管程的同时增大了换热面积，使得相对于同体积的供气装置大大提高了换热效果，并且可根据需要适当的调整螺旋导管的数量。并且换热导气管12的外表面还形成有凹或凸的纹路，该纹路可为径向或环向设计，环向纹路可为环形纹路或者螺纹状；本实施例采用的为螺纹形状，采用螺纹形状主要是为了便于加工，节省制造成本。该螺纹的截面形状可为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，从而进一 步的增大换热面积，使得相对于同体积的供气装置进一步的提高了换热效果。另外还可以在增压进液口121及增压回气口122安装控制阀门，以便随时调整导通换热导气管12的使用量。
进水口15以及出水口16分别连通至换热空间17，进水口15以及出水口16设置于换热器11同一侧，如图1所示，进水口15及出水口16安装于外壳体13的顶部且接近两端的位置，这样能便于安装和布置管线，同时又能使得发动机循环水的热量更好地对流换热。进水口15还可包括一个喷淋管151，喷淋管151位于换热空间17内，如图3所示，喷淋管151的中部还形成有用于避开轴向管路的弯曲部152，喷淋管151在面向换热空间17的中心部位设有多个喷淋孔153。换热空间17的中心部位是指如图1所示的气化装置的轴向中间位置及外周，也就是说进水15以出水口16的之间的居中位置。这样，利用中心部位的多个喷淋孔153，可将热水可先向中心部位喷出，热水可先与换热导气管12和气化盘管2进行热交换，避免热水直接至外壳低温部分直接换热，提高整体热利用率。
换热器11还具有连通外侧与换热空间的排污组件18，排污组件18可安装于相对于进水口15及出水口16的另一侧，图1中所示，排污组件18安装于换热器11外壳体13底部，并位于气化器外壳体中部。排污组件18可以是一个排水阀，可定期将发动机循环水中带的杂质沉积后冲刷排出。
如图1所示，气化盘管2位于换热器11中，并且位于换热导气管12的外侧，气化盘管2贯穿换热空间17，换热导气管12与气化盘管2为内外排布，并且气化盘管2的长度大于换热导气管12的长度。气化盘管2为至少一个螺旋导管，当然也可以两个或多个螺旋导管，其具有一共同的进液口与出气口。气化盘管2的进液口与出气口可以共同设置于一侧封板14上，也可以分别设置于两侧封板14上。进液口通过管路与LNG容器连通，出气口通过管路与发动机的供气管路相连接。
气化盘管2为采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜等材质制成的一个以上的螺旋导管设计，不仅能避免单管失效的情况而且在最大化的增加了管程的同时增大了换热面积，使得相对于同体积的供气装置大大提高了换热效果，并且可根据需要适当的调整螺旋导管的数量。并且气化盘管2的外表面还形成有凹或凸的纹路，该纹路可为径向或环向设计，环向纹路可为环形纹路或 者螺纹状；本实施例采用的为螺纹形状，采用螺纹形状主要是为了便于加工，节省制造成本。该螺纹的截面形状可为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，从而进一步的增大换热面积，使得相对于同体积的供气装置进一步的提高了换热效果。另外还可以在进液口21及出气口22安装控制阀门，以便随时调整通导气化盘管2的使用量。
该气化装置还包括一固定板3，固定板3位于换热空间17内，并且与换热器11的外壳体13的内壁固定连接，固定板上设置有多个固定钩31用以固定气化盘管2与换热导气管12。该气化装置还包括至少一个的安装支架4，该安装支架4可在换热器11的外壳体13上一体形成，也可以为单独的构件固定连接于外壳体13上，通过安装支架4将气化装置进行固定。使用安装支架4能使本装置安装简便。
如上所述，本实用新型实施例提供的气化装置，即可以称为是气瓶自增压装置，也可以称之为供气管路上的气化装置，将二者功能都通过一个装置来实现，即提高了自增压效率，还不会占用空间，合理利用了车内空间和热量资源，能切实提高供气系统的稳定性。
本实用新型提供一种经济、安全的气化装置结构，可节约汽车有限的安装空间，最大化的实现换热效果，以达到汽车发动机所需要的压力及温度。所述换热导气管、气化盘管均采用了螺旋导管，螺旋导管最大化的加长了管程，螺旋导管增大了换热面积，并且所述换热导气管、气化盘管的外表面上形成有凹或凸的纹路，从而进一步的增大换热面积，螺旋导管加纹路的设计使得相对于同体积的气化装置大大提高了换热效果。同时，在进水口的喷淋管施循环水流动更全面顺畅，提高了循环水的热利用率；本实用新型的供气装置在尺寸有限的情况下，大大提高了换热效果，确保了车辆的正常运行。
虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (20)
1.一种LNG容器自增压装置，所述自增压装置包括换热导气管和换热器，所述换热器包括外壳体、两侧封板、进水口以及出水口，所述外壳体与所述两侧封板围成换热空间，所述进水口以及出水口分别连通至所述换热空间；
其特征在于，所述换热导气管位于所述换热器中，并且贯穿所述换热空间，所述换热导气管的增压进液口与增压回气口设置于所述封板上，所述增压进液口与增压回气口分别通过管路与LNG容器连通，所述换热器中热源为发动机循环水。
2.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述换热导气管为至少一螺旋导管。
3.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述换热导气管的外表面形成有凹或凸的纹路。
4.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述增压进液口与增压回气口共同设置于所述封板的其中之一。
5.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述进水口还包括一个与所述进水口相连接的喷淋管，所述喷淋管位于所述换热空间内，所述喷淋管对齐所述换热空间中心部位设有多个喷淋孔。
6.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述换热器底部设置有连通外侧与所述换热空间的排污组件。
7.如权利要求1所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述增压装置还包括至一固定板，所述固定板位所述换热空间内，并且与所述换热器的外壳体的内壁固定连接，所述固定板上设置有多个固定钩用以固定所述换热导气管。
8.如权利要求3所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述纹路呈螺纹状。
9.如权利要求5所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述喷淋管中部形成有用于避开轴向管路的弯曲部，所述多个喷淋孔形成于所述弯曲部。
10.如权利要求6所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述进水口及出水口分别设置于所述换热器外壳体同一侧，分别接近于外壳体两外端； 所述排污组件安装于相对于所述进水口及出水口的另一侧，并位于所述换热器外壳体中部。
11.如权利要求1至9任一项所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述换热器上形成有至少一个的安装支架，通过所述安装支架将所述自增压装置进行固定。
12.如权利要求1至9任一项所述的LNG容器自增压装置，其特征在于，所述换热导气管采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜制成。
13.一种LNG气化装置，包括有权利要求1至12任一项所述的自增压装置及一气化盘管，其特征在于，所述气化盘管位于所述换热空间内部，所述气化盘管的进液口与出气口设置于所述封板上。
14.如权利要求13所述的气化装置，其特征在于，所述气化盘管为至少一螺旋导管，并且位于所述换热导气管的外侧，所述气化盘管的长度大于所述换热导气管的长度。
15.如权利要求13所述的气化装置，其特征在于，所述气化盘管的外表面形成有凹或凸的纹路。
16.如权利要求13所述的气化装置，其特征在于，所述进液口与出气口共同设置于所述两侧封板其中之一，所述进液口通过管路与LNG容器连通；所述出气口通过管路与所述发动机的供气管路相连接。
17.如权利要求13所述的气化装置，其特征在于，所述气化盘管通过固定板上的固定钩固定安装于所述换热空间内。
18.如权利要求13所述的气化装置，其特征在于，所述气化盘管采用换热效果较好的铝、不锈钢或铜制成。
19.如权利要求15所述的气化装置，其特征在于，所述纹路呈螺纹状。
20.一种LNG供气装置，包括LNG容器、如权利要求13至19任一项所述的气化装置及连通至发动机的供气管路。
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