一种天然气供给系统的制作方法

本实用新型涉及一种天然气供给系统。

背景技术：

建设部发布的行业标准《汽车用天然气加气站技术规范》(CJJ84-2000)于2000年7月1日施行，为汽车用天然气加气站的建设提供了依据。根据该规范的规定，受建设空间的限制，在城市建成区内不应建设一级LPG加气站(40m³～60m³)，在城市人员稠密区设置的加气站宜为三级(≤20m³)；即便是建在市区的加气站，相对于一级和二级加气站的防火安全间距大、投资高，其装置分散布置，占地面积大，不易于搬迁，不适合城区使用。而将加气站建在市郊，会给汽车加气带来很大不便；同时，由于在天然气汽车推广初期，天然气汽车的数量较少，建设一级和二级加气站投资较大、加气能力利用率不高，使得加气站难以有好的经济效益，投资回收期长，会大大降低加气站建设的积极性。

因此，设计一种防火安全间距小、占地面积少、投资省、使用安全、方便，且适合城区汽车加气的天然气供给系统成为急需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种天然气供给系统，本实用新型的技术方案为：

一种天然气供给系统，包括箱体，箱体内部设置有天然气管路、压缩机组、天然气冷却装置、蓄压器组、控制器和预冷却系统；

所述压缩机组包括电动机和在电动机驱动下压缩天然气的压缩装置，

所述蓄压器组由储存从压缩机组输出的天然气的至少一个蓄压器组成；

在所述箱体中，压缩装置位于电动机上部，预冷却系统位于蓄压器组上部；

所述压缩机组、天然气冷却装置、蓄压器组通过天然气管路连接，天然气管路中的天然气从天然气供给源输送至压缩机组处进行压缩，再进入天然气冷却装置处冷却，而后在蓄压器组处贮藏；蓄压器组内的天然气在预冷却系统处冷却后通过加气机给车辆加气；

所述控制器控制压缩机组、蓄压器组以及预冷却系统；

所述箱体上部设置开口，开口上有盖。

优选的，盖的一端通过合页与箱体连接，另一端通过链条与箱体连接。

箱体开口上盖的设置可用于天然气防爆，当箱体内天然气发生泄露时，产生一定的压力，将箱体开口盖的一端顶开，箱体内天然气通过盖与箱体的间隙处向外排出，防止爆炸事故的发生。

优选的，所述蓄压器组与压缩机组沿箱体的同一侧安装；所述每个蓄压器的安装方向垂直于所述蓄压器组与压缩机组的安装方向。

进一步的，所述天然气冷却装置固定在压缩装置上，所述天然气冷却装置包括冷却水管路、冷却水泵、热交换器和散热装置；冷却水管路连接冷却水泵、热交换器和散热装置形成回路；所述热交换器中，多个天然气管路和多个冷却流体管路交互层叠。

优选的，所述散热装置设置在所述箱体外侧。

进一步的，所述预冷却系统包括利用冷却水将进入加气机前的天然气进行冷却的冷却模块和将冷却水进行冷冻的冷冻机；冷却模块包括冷却水管路、冷却水泵和预冷却热交换器；冷却水管路中充满冷却水，与冷却水泵、预冷却热交换器和冷冻机构成回路；所述冷冻机包括冷却介质管路、通过蒸发冷却介质对冷却水进行冷冻的蒸发器、将蒸发器流出的冷却介质进行压缩的冷却介质压缩装置、利用空气的流动将冷却介质压缩装置中压缩的冷却介质进行冷凝的冷凝器、对冷凝器流出的冷却介质进行膨胀的膨胀器，冷却介质管路中充满冷却介质，与蒸发器、冷却介质压缩装置、冷凝器以及膨胀器连通；蒸发器、冷却介质压缩装置以及膨胀器设置在所述箱体中，冷凝器安装在箱体的上部。

优选的，所述箱体开口位置与压缩机组对齐。

优选的，所述蓄压器组分两层放置，每层两个，共四个。优选的，在加气机向车辆加注时，车辆采用低压油储罐的，使用四个蓄压器中的两个、车辆采用常压油储罐的，使用四个蓄压器中的三个，车辆采用高压油储罐的，使用四个蓄压器。

本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型提供的一种天然气供给系统，可以减少天然气供给系统的占地面积，减少投资、同时使用安全、方便，是适合城区使用汽车加气系统；同时为排除天然气事故隐患添加了一道安全可靠的防线，保证了人民生命财产安全，具有社会效益和经济效益。

附图说明

图1为包含本实用新型提供的一种天然气供给系统的天然气站示意图；

图2为本实用新型中天然气冷却装置的示意图；

图3为本实用新型中天然气冷却装置中热交换器的示意图；

图4为本实用新型中天然气管路板的平面图；

图5为本实用新型中冷却管路板的平面图；

图6为本实用新型中冷冻机的示意图；

图7为本实用新型中天然气供给系统的正视图；

图8为本实用新型中天然气供给系统的左视图；

其中，1-车辆，2-控制器，3-冷冻机，4-箱体，5-冷却模块，11-加气机，20-天然气管路，21-压缩机组，22-天然气冷却装置，23-蓄压器组，24-预冷却系统，30-冷却介质管路，31-蒸发器，32-冷却介质压缩装置，33-冷凝器，34-膨胀器，42-开口，211-电动机，212-压缩装置，220-冷却水管路，221-冷却水泵，222-热交换器，223-散热装置，223a-热交换器，223b-风扇，224-天然气管路板，224a-天然气管路，225-冷却管路板，225a-冷却管路，231-蓄压器，240-冷却水管路，241-冷却水泵，242-预冷却热交换器，331-热交换器，332-风扇，421-合叶，422-链条。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图1为包含本实用新型提供的一种天然气供给系统的一种天然气站示意图。所述天然气站包括一种天然气供给系统和加气机11。天然气供给系统可以向加气机11提供天然气。再由加气机11向车辆1加注天然气。

所述天然气供给系统包括虚线表示的箱体4，箱体4内部设置有天然气管路20、压缩机组21、天然气冷却装置22、蓄压器组23、控制器2和预冷却系统24。压缩机组21、天然气冷却装置22的一部分、以及蓄压器组23设置在天然气管路20上。天然气管路中20的天然气从天然气供给源输送至压缩机组21处进行压缩，再进入天然气冷却装置22处冷却，而后在蓄压器组23处贮藏；蓄压器组内的天然气在预冷却系统处冷却后通过加气机11给车辆1加气。控制器2控制压缩机组21、蓄压器组23以及预冷却系统24。箱体4内部容纳天然气供给系统的装置的大部分。

压缩机组21包括电动机211、压缩装置212。压缩装置212含有活塞和气缸，活塞在气缸内压缩天然气。天然气冷却装置22将从压缩装置212放出的天然气冷却。

附图2为天然气冷却装置22的构成示意图。天然气冷却装置22固定在压缩装置212上。天然气冷却装置22包括冷却水管路220、冷却水泵221、热交换器222、散热装置223。散热装置223包括热交换器223a和风扇223b。冷却水管路220上设置有冷却水泵221、热交换器222和散热装置223的热交换器223a。冷却水管路220连接冷却水泵221、热交换器222和散热装置223形成回路。在天然气冷却装置22中，在热交换器222处，压缩装置212放出的天然气和冷却水进行热交换，使天然气管路20中的天然气冷却。吸收了热的冷却水流入散热装置223的热交换器223a，利用风扇223b处空气流动将冷却水冷却。冷却后的冷却水被冷却水泵再送至热交换器222处。散热装置223设置在箱体的外侧。

附图3为热交换器222的简略图。热交换器222包括多个天然气管路板224和多个冷却管路板225。热交换器222中的多个天然气管路板224和多个冷却管路板225相互层叠，使得天然气管路和冷却流体流图交互层叠。

附图4为天然气管路板224的平面图。天然气管路板224由通天然气的多个天然气管路224a构成。附图5为冷却管路板225的平面图。冷却管路板225由通冷却水的多个冷却管路225a构成。冷却管路225a中的冷却水使天然气管路224a的天然气冷却。

附图1所示的蓄压器组23包括相同设计压力的4个蓄压器231。各蓄压器231可储存压缩机组21输出的天然气。蓄压器组23与压缩机组21沿箱体的同一侧安装；每个蓄压器231的安装方向垂直于所述蓄压器组23与压缩机组21的安装方向。

预冷却系统24包括冷冻机3、冷却模块5。冷却模块5包括冷却水管路240、冷却水泵241和微通道热交换器形式的预冷却热交换器242。冷却水管路240内填充冷却水，与冷却水泵241、预冷却交换器242、和冷冻机3构成回路。

冷却模块5中，在预冷却交换器242处发生天然气和冷却水的热交换，将天然气由加气机进入车辆之前进行冷却。吸收了热的冷却水流入冷冻机3进行冷却。冷却后的冷却水在冷却水泵241的作用下再送到预冷却热交换器242。

附图6为冷冻机3的构成示意图。冷冻机3包括冷却介质管路30、蒸发器31、冷却介质压缩装置32、冷凝器33和膨胀器34。冷却介质管路30中充满冷却介质，与蒸发器31、冷却介质压缩装置32、冷凝器33和膨胀器34连通。蒸发器31、冷却介质压缩装置32以及膨胀器34设置在所述箱体中，冷凝器33安装在箱体的上部。蒸发器31如附图1及附图6所示，与冷却水管路240连接。在蒸发器31中，冷却水与冷却介质进行热交换，冷却水被冷却，同时冷却介质蒸发。附图6所示的冷却介质压缩装置32，将蒸发器31流出的冷却介质进行冷却。冷凝器33包括流通冷却介质的热交换器331和风扇332。从冷却压缩装置32流出进入热交换器331的冷却介质，在风扇332处利用空气流动放热进行冷凝。膨胀器34使从冷凝器33流出的冷却介质膨胀，膨胀的冷却介质流入蒸发器31。按照这种方式，在预冷却系统24处，发生热泵循环，冷却水被冷却。此处冷却介质为盐水。

附图1所示，从天然气供给源输送来的天然气在压缩机组21处进行压缩，在冷却装置22处冷却，同时在蓄压器组23处贮藏。

在车辆1进入加气站时，蓄压器组23放出来的天然气供给给加气机11，通过加气机11给车辆1加气。

此时，从蓄压器组23输出天然气。加气机11可以间接测定车辆1内的压力，当判定车辆和蓄压器之间压力差低于设定值时，停止从蓄压器送气。

另外，这种天然气供给系统的箱体上部设置袋盖的开口，箱体开口位置与压缩机组对齐。同时，箱体开口的盖一端通过合页与箱体连接，另一端通过链条与箱体连接。

天然气供给系统中各设备的位置关系如下所述：

如附图1所示。虚线框中所示箱体4内，容纳压缩机组21和蓄压器组23。箱体4内还容纳除热交换器242以及冷冻机23的冷凝器33(如附图6所示)外的预冷却系统24的各装置，另外，箱体4内还容纳除附图2所示的散热装置223以外的天然气冷却装置22的各装置。

附图7为天然气供给系统的正视图。附图8为天然气供给系统的左视图。附图7和附图8中，箱体4以虚线标示。附图展示的是天然气系统中的主要机器，管道和导线等零部件省略。在附图7和附图8中，附图1所示的预冷冻系统24冷却水泵241、冷冻机3的蒸发器31、附图6所示的冷却介质压缩装置32以及膨胀器34呈矩形形状，用矩形符号24标示。

箱体4为立方体。箱体4的上部形成开口42，具有可开关的盖。在箱体4内，蓄压器组23在压缩机组21排布的相邻垂直方向安装。预冷却系统24的一部分安置在蓄压器组23的上方。压缩机组21以及蓄压器组23的安装方向称呼为“配置方向”。

压缩机组21为纵向安装，压缩装置212设置在驱动装置211的上侧。压缩装置212中，活塞在气缸中上下方向往复运动。纵向安装的压缩装置212均与开口42对齐。故而，在压缩机组21维护期间，将盖打开，从开口42可以容易地将压缩装置212等部件从箱体4取出。另外，散热装置223以及冷凝器33从开口42位置分开。天然气供给系统中，为便于取出压缩装置212，可以仅一部压缩装置212与开口42上下方向对齐，也可以压缩机组21的整体与开口42对齐。

蓄压器组23中，四个蓄压器231其中的两个沿配置方向放置，剩下的两个蓄压器叠放在前述两个蓄压器的上方。

天然气冷却装置22的热交换器222与压缩机组21的压缩装置212固定。散热装置223设置在所述箱体4外侧。

冷凝器33设置在箱体4的上部。预冷却热交换器242设置在附图1所示的加气机11旁边。预冷却热交换器242也可以设置在加气机11内。天然气供给系统中，利用空气冷却的散热装置223以及冷凝器33与水冷却方式相比，安装位置自由度更高，可以有效利用箱体4的上部和周围空间。

通过以上方式，除压缩机组21、天然气冷却装置22的散热装置223、蓄压器组23以及预冷却系统24中预冷却热交换器242以外的各设备均设计在箱体4内部或箱体4的上部，从而，减小了天然气系统的占地面积。

箱体4中压缩机组21为上下方向安装，同时，预冷却系统24安装在蓄压器组23的上方。这种设备安装方式比同一平面内排列放置占地面积更小。压缩机组21和蓄压器组23占据箱体4的下部，蓄压器组23的上部留有空余空间，在这个空间里，至少可以放置预冷却系统24的一部分。通过以上方式，天然气供给系统的设计面积减小，从而实现天然气站小型化的目的。

预冷却热交换器242为微管式热交换器，因此可保证较高的天然气冷却效率，从而节省热交换器的占地面积，进一步使预冷却系统24的小型化成为可能。

另外，热交换器222也采用小型的微管式热交换器，因此热交换器222可以直接固定在压缩机组21的压缩装置212上部，从而减小天然气供给系统的占地面积冷冻机3的冷凝器33设置在箱体4的上部，这样的设置方式与将这些装置安置在箱体4之外相比，占地面积更小，从而减小天然气供给系统的占地面积。