专利名称：液化天然气动力系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液化天然气(LNG)动力系统,特别涉及一种液化天然气动力系统。
背景技术：
随着人们环保意识的不断增强，新能源的利用步伐加快，天然气污染小、热值高的特点已经成为燃料的主要发展趋势。天然气在替代传统柴油燃料的同时，不仅节约了能源费用支出，也减少了大量的二氧化碳排放。将气田生产的天然气经过净化处理，再经超低温(_162°C )常压液化就形成了液化天然气(LNG)。它储存在高压保温罐中，并保持在IlOK左右的低温条件下，而天然气在进入发动机时的温度一般要在10-40°C，因此在其进入发动机燃烧前需要进行加温、气化，此时会释放出大量的冷能，而且其制冷量相当高，可以达到860-883kj/kg，如果充分利用，可以产生可观效益。现有技术中，一般液化天然气LNG发动机动力系统中，发动机是直接从空气中抽入空气和天然气混合后再进行燃烧，而经过涡轮增压器后的空气一般温度较高，含氧量较少，在天然气燃烧时可能会产生燃烧不充分的情况。因此，如何能够利用液化天然气气化时释放的冷能，来降低发动机燃烧所需空气增压后的温度，提高空气在进入发动机时的含氧量，从而使天然气与之充分混合燃烧，提高燃烧效率，是本领域的技术难题。另外，由于目前的LNG发动机大多使用冷却液、水箱、风扇式的冷却系统，而且为了降低能源消耗，基本都是使用温控风扇(即超过预定温度风扇才开始转动，低于预定温度风扇停止转动)来控制冷却系统的温度。充分利用LNG气化时的冷能，给发动机冷却系统降温，达到减少能源消耗的目的，也是本领域的技术难题之一。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液化天然气动力系统，其适于利用液化天然气在气化时释放的冷能来提高送入发动机燃烧室的空气量，以提高天然气的燃烧效率和发动机的功率，并降低LNG发动机在正常运行时产生的高温，节省发动机因驱动风扇进行降温的动力输出，达到节能减排的目的。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液化天然气动力系统，其包括:发动机，与发动机的燃烧室依次相连的稳压器、滤清器、第二热交换器、第一热交换器以及LNG气瓶；所述第一热交换器的两侧分别设有空气中冷散热器和水箱散热器，所述空气中冷散热器的输出端与发动机的进气总管、电子节气门相连，所述水箱散热器与发动机的水冷外循环管路相连，所述第二热交换器与发动机的水冷外循环管路相连。所述第一热交换器包括气化管，所述气化管外分布有热交换片。所述空气中冷散热器为涡轮增压空气中冷散热器。所述LNG气瓶与第一热交换器之间的管路上、滤清器与稳压器之间的管路上、发动机的水箱与水箱散热器之间的管路上均设有电磁阀，方便驾驶员控制。该动力系统工作时，LNG气瓶输出液态天然气，经第一热交换器时发生气化，然后通过第二热交换器换热，再经滤清器过滤杂质，经稳压器稳定输出天然气。在第一热交换器工作时，设于第一热交换器一侧的空气中冷散热器吸收液态天然气释放的冷能，使空气冷却收缩，并利用涡轮增压输出，相较于未冷却的空气，经冷却的同体积的空气中的含氧量较多，因此，在将冷却的空气输出至发动机时，天然气能够充分燃烧，从而提高了燃烧率，提高了发动机功率。由于在一般情况下，发动机高速运转时有3-5%的输出功率损耗在冷却系统的散热风扇上，利用液化天然气气化时产生的冷能散热，提高了水箱散热器的降温率，减少了水箱散热器的风扇转动时间，减少了发动机为散热而提供的额外功率消耗，并保持正常水温。因此，另一方面，发动机的水箱散热器与第二热交换器构成水循环热交换系统，发动机的温度在85-90°C以下时，发动机的热水仅通过第二热交换器吸收冷能进行降温；当发动机温度在90°C以上时，通过水箱散热器散热，此时LNG气化产生的冷能在第一热交换器位置冷却发动机热水。本实用新型的技术效果:(I)本实用新型所述的液化天然气动力系统合理安排系统的各组件的结构与位置，该系统工作时，LNG气瓶输出液态天然气，经第一热交换器时发生气化，然后通过第二热交换器换热，再经滤清器过滤杂质，经稳压器稳定输出气态的天然气供发动机燃烧使用。在第一热交换器工作时，设于第一热交换器一侧的空气中冷散热器吸收液态天然气释放的冷能，使空气冷却收缩，并利用涡轮增压输出，相较于未冷却的空气，经冷却的同体积的空气中的含氧量较多，因此，在将冷却的空气输出至发动机时，天然气能够充分燃烧，从而提高了燃烧率，提高了发动机功率；(2)另一方面，发动机的水箱与第二热交换器构成水循环系统，发动机温度在90°C以下时，发动机的热水仅通过第二热交换器吸收冷能进行降温；当发动机温度在90°C以上时，通过水箱散热器与第一热交换器交换散热，一般情况下，发动机高速运转时有3-5%的功率损耗在散热风扇上，因此利用液化天然气气化时产生的冷能散热，提高了水箱散热器的降温率，减少了水箱散热器的风扇转动时间，减少了发动机为散热而提供的额外功率消耗，并保持正常水温。
为使本实用新型能更清楚地被人理解，下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明:图1是本实用新型所述的液化天然气动力系统的结构示意图；图2是第一热交换器与第二热交换器中的气化管的结构示意图；图3是图2的M-M剖视图。
具体实施方式
如图1-3，本实施例的液化天然气动力系统包括:发动机I,与发动机I的燃烧室依次相连的稳压器5、滤清器4、第二热交换器3、第一热交换器2以及LNG气瓶6 ;所述第一热交换器2的两侧分别设有空气中冷散热器7和水箱散热器8，所述空气中冷散热器7的输出端与发动机I的进气总管、电子气节门相连，所述水箱散热器8与发动机I的水冷外循环管路相连，所述第二热交换器3与发动机I的水冷外循环管路相连。所述第一热交换器2包括气化管2-1，所述气化管2-1外分布有热交换片2-2。所述空气中冷散热器7为涡轮增压空气中冷散热器。所述LNG气瓶6与第一热交换器2之间的管路上、滤清器4与稳压器5之间的管路上、发动机I的水箱与水箱散热器8之间的管路上均设有电磁阀，方便驾驶员控制。该动力系统工作时，LNG气瓶6输出液态天然气,经第一热交换器2时发生气化，然后通过第二热交换器3换热，再经滤清器4过滤杂质，经稳压器5稳定输出天然气。在第一热交换器2工作时，设于第一热交换器2 —侧的空气中冷散热器7吸收液态天然气释放的冷能，使空气冷却收缩，并利用涡轮增压输出，相较于未冷却的空气，经冷却的同体积的空气中的含氧量较多，因此，在将冷却的空气输出至发动机时，天然气能够充分燃烧，从而提高了燃烧率，提高了发动机功率。由于在一般情况下，发动机高速运转时有3-5%的输出功率损耗在冷却系统的散热风扇上，利用液化天然气气化时产生的冷能散热，提高了水箱散热器的降温率，减少了水箱散热器的风扇转动时间，减少了发动机为散热而提供的额外功率消耗，并保持正常水温。因此，另一方面，发动机I的水箱散热器与第二热交换器3构成水循环热交换系统，发动机I的温度在90°C以下时，发动机I的热水仅通过第二热交换器3吸收冷能进行降温；当发动机I温度在90°C以上时，通过水箱散热器8散热，此时LNG气化产生的冷能在第一热交换器2位置冷却发动机热水。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种液化天然气动力系统，包括:发动机，与发动机的燃烧室依次相连的稳压器、滤清器、第二热交换器、第一热交换器以及LNG气瓶；其特征在于:所述第一热交换器的两侧分别设有空气中冷散热器和水箱散热器，所述空气中冷散热器的输出端与发动机的进气总管、电子节气门相连，所述水箱散热器与发动机的水冷外循环管路相连，所述第二热交换器与发动机的水冷外循环管路相连。
2.如权利要求1所述的液化天然气动力系统，其特征在于:所述第一热交换器包括气化管，所述气化管外分布有热交换片。
3.如权利要求1所述的液化天然气动力系统，其特征在于:所述空气中冷散热器为涡轮增压空气中冷散热器。
4.如权利要求1-3之一所述的液化天然气动力系统，其特征在于:所述LNG气瓶与第一热交换器之间的管路上、滤清器与稳压器之间的管路上、发动机的水箱与水箱散热器之间的管路上均设有电磁阀。
专利摘要本实用新型涉及一种液化天然气动力系统，包括发动机，与发动机的燃烧室依次相连的稳压器、滤清器、第二热交换器、第一热交换器以及LNG气瓶；所述第一热交换器的两侧分别设有空气中冷散热器和水箱散热器，所述空气中冷散热器的输出端与发动机的进气总管、电子节气门相连，所述水箱散热器与发动机的水冷外循环管路相连，所述第二热交换器与发动机的水冷外循环管路相连。本实用新型所述的液化天然气动力系统合理安排各组件的结构，利用液化天然气气化时产生的冷能，提高了发动机动力系统的燃烧效率和功率，降低了发动机的进气温度，提高了水箱散热器的降温率，减少了水箱散热器的风扇转动时间，减少了发动机为散热而提供的额外功率消耗。
文档编号F01P11/00GK203009095SQ201320003609
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者乔森 申请人:乔森