專利名稱：一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液化天然氣汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
吸附存儲(chǔ)天然氣技術(shù)是在儲(chǔ)罐中裝入具有高比表面積和豐富微孔結(jié)構(gòu)的專用吸附劑，利用固體吸附劑分子和天然氣分子之間范德華力的作用將天然氣吸附。溫度越低、壓力越高，吸附劑的吸附能力越強(qiáng)。當(dāng)儲(chǔ)罐中壓力低于外界時(shí)，進(jìn)入儲(chǔ)罐的氣體被吸附存儲(chǔ)下來，充氣吸附是放熱過程。當(dāng)儲(chǔ)罐中壓力高于外界時(shí)，儲(chǔ)罐中的氣體脫附離開儲(chǔ)罐，放氣脫附是吸熱過程。目前吸附存儲(chǔ)天然氣技術(shù)主要應(yīng)用于天然氣汽車，國(guó)外已經(jīng)有試運(yùn)行的吸附天然氣汽車。車用吸附存儲(chǔ)天然氣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)罐重量輕、壓力低、安全可靠，缺點(diǎn)是儲(chǔ)氣密度低、吸附脫附過程緩慢且伴隨熱效應(yīng)。
近年來，為保護(hù)環(huán)境及減小對(duì)石油的依賴程度，世界上很多國(guó)家致力于發(fā)展燃?xì)馄?，其中液化天然氣汽車在我?guó)發(fā)展勢(shì)頭良好，已經(jīng)在多個(gè)省市得到使用?，F(xiàn)有的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)主要包括燃料罐、連接管路、汽化裝置、減壓裝置、安全裝置等。燃料罐中的液化天然氣存儲(chǔ)溫度一般在_160°C以下，經(jīng)過汽化復(fù)溫、減壓混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)有的液化天然氣汽車存在燃料自汽化問題，即長(zhǎng)時(shí)間停車時(shí)，由于燃料罐有漏熱，液化天然氣會(huì)緩慢汽化，引起燃料罐內(nèi)壓力升高。目前解決這一問題的措施是當(dāng)燃料罐內(nèi)的壓力超過設(shè)定值后，安全閥自動(dòng)打開放氣，從而造成燃料浪費(fèi)和環(huán)境污染，且通風(fēng)不暢時(shí)易形成安全隱串■/Qi、O發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，利用吸附存儲(chǔ)天然氣技術(shù)收集存儲(chǔ)停車時(shí)緩慢汽化的液化天然氣，具有裝置簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的方案為
一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，包括液化天然氣儲(chǔ)罐1，液化天然氣儲(chǔ)罐I的底部出口通過控制閥2與汽化器3的進(jìn)口連接，汽化器3的出口與減壓器4的進(jìn)口連接，減壓器4的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)5的進(jìn)氣通道連接，發(fā)動(dòng)機(jī)5的排氣通道與尾氣凈化器6的進(jìn)口連接，尾氣凈化器6的出口與吸附罐8的外腔體進(jìn)口 15連接，液化天然氣儲(chǔ)罐I的頂部出口通過儲(chǔ)氣閥9與吸附罐8的內(nèi)腔體進(jìn)口 16連接，吸附罐8的內(nèi)腔體出口 14通過供氣閥7與發(fā)動(dòng)機(jī)5的進(jìn)氣通道連接。
所述的吸附罐8，外觀呈圓柱形，為鋁合金雙層結(jié)構(gòu)，吸附罐外殼10與吸附罐內(nèi)殼 11構(gòu)成的腔體內(nèi)通發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，吸附罐內(nèi)殼11構(gòu)成的腔體內(nèi)填充活性炭吸附劑12，活性炭吸附劑12由過濾板13固定，吸附罐8的內(nèi)腔體進(jìn)口 16和內(nèi)腔體出口 14連通，外腔體進(jìn)口 15和外腔體出口 17連通。
本發(fā)明的工作原理為利用低溫下活性炭吸附劑12對(duì)天然氣吸附能力顯著增強(qiáng)的特點(diǎn)，在液化天然氣汽車停車時(shí)，用活性炭吸附燃料緩慢汽化產(chǎn)生的低溫天然氣，在行車時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫排氣的熱量對(duì)活性炭進(jìn)行脫附，放出的天然氣供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明克服了車用吸附存儲(chǔ)技術(shù)中儲(chǔ)氣密度低、吸附脫附過程緩慢且伴隨熱效應(yīng)的不足，發(fā)揮了吸附罐重量輕、儲(chǔ)氣壓力低的優(yōu)勢(shì)，解決了液化天然氣汽車在長(zhǎng)時(shí)間停車時(shí)燃料罐內(nèi)壓力升高的問題，便于對(duì)原有的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)做改造，具有簡(jiǎn)便可靠、 節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的吸附罐8的剖示圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
參照?qǐng)DI和圖2，一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，包括液化天然氣儲(chǔ)罐 I，液化天然氣儲(chǔ)罐I的底部出口通過控制閥2與汽化器3的進(jìn)口連接，控制閥2可以開停液化天然氣供給和控制液化天然氣汽化量，汽化器3為螺旋管換熱器，管側(cè)通液化天然氣， 殼側(cè)通發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水，汽化器3的出口與減壓器4的進(jìn)口連接，減壓器4由兩個(gè)調(diào)壓閥串連構(gòu)成，減壓器4的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)5的進(jìn)氣通道連接，天然氣與空氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)5的氣缸燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)5的排氣通道與尾氣凈化器6的進(jìn)口連接，尾氣凈化器6可以過濾掉發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的大部分顆粒物，有利于減少管路中的積垢，尾氣凈化器6的出口與吸附罐8的外腔體進(jìn)口 15連接，液化天然氣儲(chǔ)罐I的頂部出口通過儲(chǔ)氣閥9與吸附罐8的內(nèi)腔體進(jìn)口 16 連接，儲(chǔ)氣閥9為單向閥，開閉可以手動(dòng)控制或由兩側(cè)壓差自動(dòng)控制，吸附罐8的內(nèi)腔體出口 14通過供氣閥7與發(fā)動(dòng)機(jī)5的進(jìn)氣通道連接，供氣閥7與儲(chǔ)氣閥9的類型相同。
參照?qǐng)D2，所述的吸附罐8，外觀呈圓柱形，為鋁合金雙層結(jié)構(gòu)，吸附罐外殼10與吸附罐內(nèi)殼11構(gòu)成的腔體內(nèi)通發(fā)動(dòng)機(jī)排氣,吸附罐內(nèi)殼11構(gòu)成的腔體內(nèi)填塞活性炭吸附劑 12，活性炭吸附劑12可以反復(fù)對(duì)天然氣進(jìn)行吸附和脫附，活性炭吸附劑12由過濾板13固定，吸附罐8的內(nèi)腔體進(jìn)口 16和內(nèi)腔體出口 14連通，外腔體進(jìn)口 15和外腔體出口 17連通， 過濾板13由隔板和多層鐵絲網(wǎng)構(gòu)成，可以固定活性炭吸附劑12在吸附罐8中的相對(duì)位置， 并防止活性炭顆粒進(jìn)入天然氣管路，進(jìn)入吸附罐8的天然氣溫度較低、壓力較高，離開吸附罐8的天然氣溫度較高、壓力較低。
本發(fā)明的工作原理為利用低溫下活性炭對(duì)天然氣吸附能力顯著增強(qiáng)的特點(diǎn)，在液化天然氣汽車停車時(shí)，用活性炭吸附燃料緩慢汽化產(chǎn)生的低溫天然氣，在行車時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫排氣的熱量對(duì)活性炭進(jìn)行脫附，放出的天然氣供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)。停車時(shí)，液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)的部分液化天然氣緩慢汽化成低溫天然氣，當(dāng)液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)的壓力超過設(shè)定值后，儲(chǔ)氣閥9自動(dòng)打開，溫度較低、壓力較高的天然氣經(jīng)過儲(chǔ)氣閥9進(jìn)入吸附罐8，與活性炭吸附劑12接觸后被吸附，同時(shí)低溫天然氣對(duì)活性炭吸附劑12起冷卻作用，使充氣吸附過程在較低溫度下進(jìn)行，吸附過程中吸附罐8內(nèi)的壓力持續(xù)下降。行車時(shí)，燃料系統(tǒng)有兩路可以供氣一是低溫的液化天然氣從液化天然氣儲(chǔ)罐I通過控制閥2進(jìn)入汽化器3，經(jīng)過汽化復(fù)溫，再進(jìn)入減壓器4降壓，然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)5 ;二是吸附罐8內(nèi)的壓力超過設(shè)定值后，供氣閥7自動(dòng)打開，溫度較高、壓力較低的天然氣經(jīng)過供氣閥7進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)5。發(fā)動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的高溫排氣經(jīng)過尾氣凈化器6，進(jìn)入吸附罐8的外腔體進(jìn)口 15，然后通過吸附罐8的外腔體出口 17排向外界環(huán)境，高溫排氣的熱量通過吸附罐內(nèi)殼11傳遞給活性炭吸附劑12，驅(qū)動(dòng)放氣脫附過程，脫附過程中吸附罐8內(nèi)的壓力持續(xù)上升。
附圖中1為液化天然氣儲(chǔ)罐；2為控制閥；3為汽化器；4為減壓器；5為發(fā)動(dòng)機(jī)；6為尾氣凈化器；7為供氣閥；8為吸附罐；9為儲(chǔ)氣閥；10 12為活性炭吸附劑；13為過濾板；14為內(nèi)腔體出口 ；15 17為外腔體出口。為吸附罐外殼；11 為外腔體進(jìn)口 ；16為吸附罐內(nèi)殼； 為內(nèi)腔體進(jìn)口；
權(quán)利要求
1.一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，包括液化天然氣儲(chǔ)罐a)，其特征在于 液化天然氣儲(chǔ)罐(I)的底部出口通過控制閥(2)與汽化器(3)的進(jìn)口連接，汽化器(3)的出口與減壓器⑷的進(jìn)口連接，減壓器⑷的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的進(jìn)氣通道連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(5) 的排氣通道與尾氣凈化器￠)的進(jìn)口連接，尾氣凈化器￠)的出口與吸附罐(8)的外腔體進(jìn)口(15)連接，液化天然氣儲(chǔ)罐⑴的頂部出口通過儲(chǔ)氣閥(9)與吸附罐⑶的內(nèi)腔體進(jìn)口(16)連接，吸附罐⑶的內(nèi)腔體出口(14)通過供氣閥(7)與發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的進(jìn)氣通道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，其特征在于所述的吸附罐(8)，外觀呈圓柱形，為鋁合金雙層結(jié)構(gòu)，吸附罐外殼(10)與吸附罐內(nèi)殼(11)構(gòu)成的腔體內(nèi)通發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，吸附罐內(nèi)殼(11)構(gòu)成的腔體內(nèi)填充活性炭吸附劑(12)，活性炭吸附劑(12)由過濾板(13)固定，吸附罐⑶的內(nèi)腔體進(jìn)口(16)和內(nèi)腔體出口(14)連通， 外腔體進(jìn)口(15)和外腔體出口(17)連通。
全文摘要
一種帶吸附罐的液化天然氣汽車燃料系統(tǒng)，包括液化天然氣儲(chǔ)罐，液化天然氣儲(chǔ)罐的底部出口通過控制閥與汽化器的進(jìn)口連接，汽化器的出口與減壓器的進(jìn)口連接，減壓器的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道與尾氣凈化器的進(jìn)口連接，尾氣凈化器的出口與吸附罐的外腔體進(jìn)口連接，液化天然氣儲(chǔ)罐的頂部出口通過儲(chǔ)氣閥與吸附罐的內(nèi)腔體進(jìn)口連接，吸附罐的內(nèi)腔體出口通過供氣閥與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道連接，利用低溫下性炭吸附劑對(duì)天然氣吸附能力顯著增強(qiáng)的特點(diǎn)，在液化天然氣汽車停車時(shí)，用活性炭吸附燃料緩慢汽化產(chǎn)生的低溫天然氣，在行車時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫排氣的熱量對(duì)活性炭進(jìn)行脫附，放出的天然氣供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)，具有運(yùn)行可靠、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M21/02GK102536519SQ20111045561
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者厲彥忠, 鄭江 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)