CN206694821U - 车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，包括用于为天然气，氢气加压的加压系统、用于储存天然气，氢气的气液分别进出的储气罐结构设计；和由利用气液密度差异性、容器与容器之间容积大小的比例设计和由气液置换缓冲罐与加气机按操作顺序工作的程序控制系统，通过相关配件管道，组成一个气液按程序分别进出的气体快速充装工艺控系统，当系统工作时，按工作顺序，预先由缓冲罐向车载储气瓶自动注入液体，提高储气瓶初始充装压力，以减小储气瓶充装时的初始压差，诚少节流产生的温度效应，达到抑制气瓶气体快充温升的产生，提高了容器容积气体密度。

Description

车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于快速充装天然气的系统。

背景技术

CNG即压缩天然气(Compressed Natural Gas，简称CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中。压缩天然气除了可以用油田及天然气田里的天然气外，还可以人工制造生物沼气(主要成分是甲烷)。CNG可作为车辆燃料使用。是一种理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点，正日益显示出强大的发展潜力。

现有的车载储气瓶充装都是在高速率、高压中进行的。气体在高速流动中产生节流、摩擦、压缩过程产生焦尔-汤姆逊温度效应、产生快充温升和大量热量，使得气体温度升高。由于热胀冷缩的原理，导致气体体积膨胀，车载储气瓶气体储存能效、容积利用率大大降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，在充装气体之前，预先向车载储气瓶内注入液体提高储气瓶初始充装压力来降低气体充装初始压差，从而抑制快充温升的产生，提高车载储气瓶气体密度，达到提高容器，容积利用率。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：一种预压式气液置换气瓶快速充装系统，包括用于储存气体的储气罐；所述储气罐与加气机连接；以及用于储存气体的车载储气瓶；还包括与加气机连接用于为车载储气瓶加注和回收预压式气液置换缓冲罐；所述车载储气瓶为筒状并横置，且其两端分别设置有充气口和液体进出口；刚性的充气充液管从充气口延伸进车载储气瓶并从液体进出口贯穿而出；所述充气充液管中部设置有隔断，将充气充液管一分为二，且靠近充气口的一边设置有出气孔，而靠近预压液进出口的一边安装有进出液歧管，所述进出液歧管管口通达车载气瓶底部。本实用新型是基于对气体快速充装技术理论的理解，提出以大流量小流速气体充装方式来解决当前小流量大流速的气体快速充装理念，从源头上解决车载储气瓶充装气体在气瓶内产生的节流、摩擦、压缩过程中出现的焦尔-汤姆逊温度效应的气体快充温升难题，并由此而设计出预压式气液置换气体匀速快充系统，它在气瓶气体充装过程中，以提高车载储气瓶初始充装压力，减小车载储气瓶初始充装压差，达到匀速充装，不产生或少产生节流、摩擦、压缩等现象产生的快充温升，从而实现气体快充温升小，实现常温下的气体快速充装，以单线气液分别进出的流程进行气体充装的生产，从而达到结构简单、充装过程按流程顺序控制，操作简易，不需降温设备，不需对温度进行复杂的控制手段，实现投资最少、质量最好的设计目标。

作为一种改进，所述储气罐与预压液缓冲罐之间设置有平衡管，便于调节储气罐与预压液缓冲罐之间的压力保持平衡。

作为一种改进，所述平衡管上设置有电磁阀，方便调节。

作为一种优选，所述充气充液管为直管，所述进出液歧管为弯管。直型的充液充液管作为加强筋，提高气瓶的整体强度。降低气瓶作为高压容器的制造难度。

作为一种改进，所述进出液歧管管口设置有弧形的挡板。避免预压液直接对瓶体进行直接冲刷从而造成磨损降低其强度。

作为一种优选，所述出气孔为若干个，均匀分布在充气充液管侧壁上。

本实用新型的有益之处在于：具有上述结构的车载储气瓶充装系统，在充装气体之前，通过储气罐与预压式气液置换缓冲罐之间的管道，向预压式气液置换缓冲罐注入按容器与容器之间容积比例，气液比例设计的液体、气体，并达到储气瓶充装所需工艺参数，当系统工作时，预先向车载储气瓶内注液，提高储气瓶初始充装压力。当充入气体时，气体与液体进行自动置换。这样使得车载储气瓶内的压差减小，达到抑制快充温升的目地，同时，车载储气瓶采用一根贯通两端的多功能芯轴，实现气液分别进出功能，并提高了瓶体的强度，使其能够承受更高的压力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为车载气瓶的结构示意图。

图中标记：2储气罐、3预压液缓冲罐、4加气机、5车载气瓶、51充气口、52预压液进出口、53充气充液管、54隔断、55出气孔、56进出液歧管、57挡板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2，本实用新型包括用于储存气体的储气罐2；所述储气罐2与加气机4连接；以及用于盛装气体的车载气瓶5；还包括与加气机4连接用于为车载气瓶5加注和回收预压液的预压液缓冲罐3；所述车载气瓶5为筒状并横置，且其两端分别设置有充气口51和预压液进出口52；刚性的充气充液管53从充气口51延伸进车载气瓶5并从预压液进出口52贯穿而出；所述充气充液管53中部设置有隔断54，将充气充液管53一分为二，且靠近充气口51的一边设置有出气孔55，所述出气孔55为若干个，均匀分布在充气充液管53侧壁上。而靠近预压液进出口52的一边安装有进出液歧管56，所述进出液歧管56管口通达车载气瓶5底部。充气充液管53为直管，所述进出液歧管56为弯管。进出液歧管56管口设置有弧形的挡板57。

储气罐2与预压液缓冲罐3之间设置有平衡管6，便于调节储气罐2与预压液缓冲罐3之间的压力保持平衡。平衡管6上设置有电磁阀7。

预压液为最好为水。需要充气时，将充气机4的充气枪(与储气罐2连接)与车载气瓶5的充气口51连接，充回液枪(与预压液缓冲罐3连接)与车载气瓶5的预压液进出口52连接。首先向车载气瓶5内注满预压液，然后打开充气枪向车载气瓶5内通入高压天然气。由于车载气瓶5内注入了预压液，使其内部保持了一定的压力。所以天然气气压与瓶内的压力差距很小甚至几乎没有。随着气量的增加，天然气逐渐占据了预压液的位置，迫使预压液从进出液歧管56倒灌回预压液缓冲罐3，直至车载气瓶充满。本实用新型主要利用了气体压差与其产生热量成正比的原理，减小瓶体内与天然气之间的压差，从而减小其热量的产生，大大提高了车载气瓶的容积利用率。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，用于储存气体的储气罐；所述储气罐与加气机连接；以及用于储存气体的车载气瓶；其特征在于：还包括与加气机连接用于为车载气瓶加注和回收预压液的预压液缓冲罐；所述车载气瓶为筒状并横置，且其两端分别设置有充气口和预压液进出口；刚性的充气充液管从充气口延伸进车载气瓶并从预压液进出口贯穿而出；所述充气充液管中部设置有隔断，将充气充液管一分为二，且靠近充气口的一边设置有出气孔，而靠近预压液进出口的一边安装有进出液歧管，所述进出液歧管管口通达车载气瓶底部。

2.根据权利要求1所述的车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，其特征在于：所述储气罐与预压液缓冲罐之间设置有平衡管。

3.根据权利要求2所述的车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，其特征在于：所述平衡管上设置有电磁阀。

4.根据权利要求1所述的车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，其特征在于：所述充气充液管为直管，所述进出液歧管为弯管。

5.根据权利要求1所述的车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，其特征在于：所述进出液歧管管口设置有弧形的挡板。

6.根据权利要求1所述的车载储气瓶预压式气液置换气体快速充装系统，其特征在于：所述出气孔为若干个，均匀分布在充气充液管侧壁上。