專利名稱：應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫度調(diào)節(jié)的多功能系統(tǒng)，特別涉及一種適用于氣體燃料利用多功能塊整合具有過濾與溫控功能的系統(tǒng)。
背景技術：
天然氣作為清潔且廉價的能源，越來越受到廣泛的重視。特別是汽車發(fā)動機行業(yè)，使用天然氣發(fā)動機比使用傳統(tǒng)的柴油發(fā)動機有明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。天然氣進入發(fā)動機燃燒室前需要進行預處理。如圖1所示，現(xiàn)有技術的預處理過程如下:高壓的天然氣經(jīng)高壓減壓到一預設值后，進入到一濾清器2，用以去除掉天然氣中的固體顆粒、液態(tài)油和水分。經(jīng)過濾的天然氣經(jīng)由一外置的天然氣管路5進入一板式換熱器I與其中的高溫的發(fā)動機冷卻水進行換熱，從而將天然氣的溫度加熱至所需的溫度范圍內(nèi)。經(jīng)加熱的天然氣從板式換熱器I經(jīng)由另一天然氣管路7進入一溫控器3，該溫控器3包括有氣側(cè)和水側(cè)。氣側(cè)通過感溫包感測天然氣的溫度，進而控制水側(cè)閥門的開度用以調(diào)節(jié)冷卻水的流量，以便將天然氣的溫度控制在所需的溫度范圍內(nèi)。冷卻水進入板式換熱器I后與板式換熱器I中的天然氣形成逆流換熱，離開板式換熱器I后經(jīng)由一外置的冷卻水管路6進入溫控器3的水側(cè)入口，然后從溫控器3的水側(cè)出口排出。圖1所示的是目前應用于氣體發(fā)動機的燃料的濾清器2、板式換熱器I與溫控器3的典型結(jié)構。濾清器2、板式換熱器I和溫控器3是三個完全獨立的組件，它們之間先通過三根外置的管路(即兩天然氣管路5、7和一冷卻水管路6)和若干接頭相連接，再通過一額外的安裝支架固定在氣體發(fā)動機上。在實際應用中，這種結(jié)構設計有幾個明顯的缺陷:首先，該結(jié)構整體體積大，所需的安裝空間也大，由于發(fā)動機容置空間有限且布置困難，不同的氣體發(fā)動機均需特定的布置；其次，濾清器2、板式換熱器I和溫控器3均通過外置的管路相連接，管路連接的工作量大，易產(chǎn)生碎屑，且泄漏點多，因而成本高，質(zhì)量風險也大；再者，對于不同排量的氣體發(fā)動機，管路與安裝支架均不相同，所需的物料多而不利于組織生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種應用于氣體發(fā)動機的整合燃料雜質(zhì)過濾和溫度調(diào)節(jié)功能的多功能系統(tǒng)，在不改變現(xiàn)有功能和工藝流程的前提下，該多功能系統(tǒng)具有較為緊湊的結(jié)構以達到較小的體積用以適用于容置空間有限的氣體發(fā)動機，也具備較強的通用性適用于不同排氣量的氣體發(fā)動機。為解決上述問題，本發(fā)明的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其包括內(nèi)置的水路和氣路相連通的過濾器組件、多功能塊、板式換熱器和溫控閥，其中，所述的過濾器組件、板式換熱器和溫控閥經(jīng)由所述的多功能塊整合為所述的多功能系統(tǒng)。作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的多功能塊包括用以天然氣的流入和排出的天然氣出、入口，連通所述的天然氣出、入口的內(nèi)置氣路用以使天然氣在所述過濾器組件和板式換熱器之間流通，以及用以使冷卻水在所述溫控閥和板式換熱器之間流通的內(nèi)置水路。
作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的溫控閥進一步包括:溫控閥氣路組件，其外接于所述的多功能塊且與所述的板式換熱器相連通；溫控閥水路組件，其整合于所述的多功能塊且通過所述的內(nèi)置水路與所述的板式換熱器相連通，用以使冷卻水自所述的板式換熱器組件經(jīng)由所述的內(nèi)置水路進入所述的多功能塊；以及溫控閥控制組件，其整合于所述的多功能塊且位于所述的溫控閥氣路組件和溫控閥水路組件之間，用以感應所述的溫控閥氣路組件中天然氣的溫度變化進而調(diào)節(jié)所述的溫控閥水路組件中冷卻水的流量。作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的溫控閥控制組件包括:溫度感應元件，其進一步包括與所述的溫控氣路組件相連的感溫包，用以感受溫控氣路組件中的天然氣溫度；以及動作執(zhí)行元件，其進一步包括依次相連的彈簧和活塞，其中，所述彈簧還連接所述的溫度感應元件，所述活塞還連接所述的溫控閥水路組件用以調(diào)節(jié)溫控閥水路組件中冷卻水的流量。作為本發(fā)明的較佳實施方式，還包括外置氣路，用以使天然氣在所述板式換熱器和溫控閥氣路組件之間流通。 作為本發(fā)明的較佳實施方式，還包括過濾器組件接口，該過濾器組件接口與所述的過濾器組件相可拆式連接用以形成過濾腔體。作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的過濾腔體通過所述的內(nèi)置氣路與所述的板式換熱器相連通；天然氣經(jīng)所述的天然氣入口進入過濾腔體，經(jīng)由所述的內(nèi)置氣路進入所述的板式換熱器，經(jīng)換熱后通過所述的外置氣路經(jīng)所述的溫控閥氣路組件從所述的天然氣出口排出。作為本發(fā)明的較佳實施方式，還包括有安裝部，其位于所述板式換熱器的背部，用以將所述的多功能系統(tǒng)安裝在氣體發(fā)動機上。作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的安裝部包括裝設于所述板式換熱器的背面的安裝螺栓。作為本發(fā)明的較佳實施方式，所述的安裝部包括所述板式換熱器背面的外輪廓于縱向或橫向?qū)ΨQ地向外延伸所形成的安裝板，該安裝板上具有安裝螺孔。本發(fā)明的技術效果在于，所需的安裝空間大為減少，大約為現(xiàn)有技術的40%，并且可適用于各種不同排量的氣體發(fā)動機。本發(fā)明的技術效果也在于，結(jié)構簡單、所需的勞動強度低，可有效降低制造成本。本發(fā)明的技術效果也在于，連接管路減少，泄漏點也隨之減少，可以進行整體泄漏和功能檢查，大幅降低了質(zhì)量風險。本發(fā)明的技術效果也在于，簡化了 OEM發(fā)動機廠商的裝配流程，提高了效率。


下面結(jié)合附圖和較佳實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1是現(xiàn)有技術的應用于氣體發(fā)動機的濾清器、板式換熱器與溫控器的結(jié)構原理圖。圖2是本發(fā)明的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。圖3是本發(fā)明的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)的結(jié)構分解示意圖。圖4是本發(fā)明的板式換熱器的結(jié)構示意圖。圖5A是本發(fā)明的多功能塊的結(jié)構示意圖之一。圖5B是本發(fā)明的多功能塊的結(jié)構示意圖之二。圖5C是本發(fā)明的多功能塊的結(jié)構示意圖之三。圖6A是本發(fā)明的多功能系統(tǒng)安裝于發(fā)動機的較佳方式之一。圖6B是本發(fā)明的多功能系統(tǒng)安裝于發(fā)動機的較佳方式之二。圖6C是本發(fā)明的多功能系統(tǒng)安裝于發(fā)動機的較佳方式之三。圖7是本發(fā)明的另一較佳實施方式的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式如圖2和圖3所示，本發(fā)明創(chuàng)造的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控多功能系統(tǒng)包括過濾器組件11、多功能塊12、板式換熱器10、溫控閥氣路組件13、外設的用以連通板式換熱器10和溫控閥氣路組件13的氣管14以及若干管路接口。其中，多功能塊12集成了現(xiàn)有技術的溫控閥水路組件、溫控閥控制組件以及外置的天然氣管路5、7和外置的冷卻水管路6的功能，板式換熱器10還集成了現(xiàn)有技術的安裝支架4的功能。多功能塊12通過螺栓15與板式換熱器10相連、通過過濾器組件接口 24的螺紋與過濾器組件11相連以及通過溫控閥水路組件和溫控閥控制組件經(jīng)由螺栓與溫控閥氣路組件13相連。各管路接口均采用O型圈加以密封。如圖6A至圖6C所示，整個多功能系統(tǒng)通過板式換熱器10背部的螺栓28或螺栓孔25，26安裝于發(fā)動機上。如圖6A所示，在板式換熱器10背面裝設有安裝螺栓28，其優(yōu)選4個且根據(jù)背面的外輪廓分布在四個方位。如圖6B所示，沿板式換熱器背面的縱向向外延伸有安裝板，螺栓孔25即位于該向外延伸的安裝板上，其優(yōu)選4個且根據(jù)該安裝板的外輪廓分布在四個方位。如圖6C所示，沿板式換熱器背面的橫向向外延伸有安裝板，螺栓孔26即位于該向外延伸的安裝板上,其優(yōu)選4個且根據(jù)該安裝板的外輪廓分布在四個方位。結(jié)合圖4、圖5A至圖5C，經(jīng)減壓的天然氣從多功能塊12的內(nèi)置氣路20的天然氣入口進入由過濾器組件11和多功能塊12構成過濾腔體，過濾后的天然氣經(jīng)多功能塊12的內(nèi)置氣路20和板式換熱器的天然氣入口 16進入板式換熱器10，進而與冷卻水逆流換熱，當天然氣加熱至所需的溫度后，經(jīng)板式換熱器10的天然氣出口 18和外設的氣路14進入溫控閥氣路組件13和溫控閥控制組件，然后進入發(fā)動機。溫控閥控制組件位于多功能塊12與溫控閥氣路組件13之間，其包括感溫包121、活塞、彈簧和密封圈，感溫包121的一端伸入溫控閥的氣路組件以感受其中的天然氣的溫度，當溫度升高時，感溫包內(nèi)液體膨脹從而推動感溫包另一端的頂桿伸出。頂桿連接活塞，活塞隨著頂桿的運動壓縮與之連接的彈簧并將溫控閥水路組件中冷卻水的通流面積減小，從而減小了冷卻水的流量。當天然氣的溫度降低時，感溫包中液體體積收縮，頂桿逐漸復位，活塞在彈簧的作用下隨之復位，溫控閥水路組件中的冷卻水的流通面積也隨之增大，從而冷卻水流量增大。將多功能塊12、溫控閥控制組件和溫控閥氣路組件13裝配在一起，構成了溫度感應和動作執(zhí)行，通過氣體的溫度來控制水路的流量，使得流過板式換熱器的水量剛好將天然氣加熱至所需的溫度。進一步地，板式換熱器10在換熱量不減小、壓降不增加的前提下，減小了板式換熱器的外形尺寸，并適當增加散熱板片的數(shù)量。這樣，板式換熱器所需安裝面積減小為不足現(xiàn)有技術的40%，極大的縮小了安裝所需的空間。如圖7所示，改變板式換熱器10內(nèi)的天然氣和冷卻水的流動，即:將板式換熱器的天然氣出口 18與冷卻水入口 17進行調(diào)換，這時外設的換熱器-溫控器氣路14的位置也相應發(fā)生了變化，但其工藝流程和特征與圖2和圖3中的相同。以上已對本發(fā)明的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
權利要求
1.用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:包括內(nèi)置水路和氣路相連通的過濾器組件、多功能塊、板式換熱器和溫控閥，其中，所述的過濾器組件、板式換熱器和溫控閥經(jīng)由所述的多功能塊整合為所述的多功能系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的多功能塊進一步包括: 天然氣出、入口，用以天然氣的流入和排出； 內(nèi)置氣路，連通所述的天然氣出、入口，用以使天然氣在所述過濾器組件和板式換熱器之間流通；以及 內(nèi)置水路，用以使冷卻水在所述溫控閥和板式換熱器之間流通。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫控閥進一步包括: 溫控閥氣路組件，其外接于所述的多功能塊且與所述的板式換熱器相連通； 溫控閥水路組件，其整合于所述的多功能塊且通過所述的內(nèi)置水路與所述的板式換熱器相連通，用以使冷 卻水自所述的板式換熱器經(jīng)由所述的內(nèi)置水路進入所述的多功能塊；以及 溫控閥控制組件，其整合于所述的多功能塊且位于所述的溫控閥氣路組件和溫控閥水路組件之間，用以感應所述的溫控閥氣路組件中天然氣的溫度變化進而調(diào)節(jié)所述的溫控閥水路組件中冷卻水的流量。
4.根據(jù)權利要求3所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫控閥控制組件包括: 溫度感應元件，其進一步包括與所述的溫控氣路組件相連的感溫包，用以感受溫控氣路組件中的天然氣溫度；以及 動作執(zhí)行元件，其進一步包括依次相連的彈簧和活塞，其中，所述彈簧還連接所述的溫度感應元件，所述活塞還連接所述的溫控閥水路組件用以調(diào)節(jié)溫控閥水路組件中冷卻水的流量。
5.根據(jù)權利要求3所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:還包括外置氣路，用以使天然氣在所述板式換熱器和溫控閥氣路組件之間流通。
6.根據(jù)權利要求5所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:還包括過濾器組件接口，該過濾器組件接口與所述的過濾器組件相可拆式連接用以形成過濾腔體。
7.根據(jù)權利要求6所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的過濾腔體通過所述的內(nèi)置氣路與所述的板式換熱器相連通； 天然氣經(jīng)所述的天然氣入口進入過濾腔體，經(jīng)由所述的內(nèi)置氣路進入所述的板式換熱器，經(jīng)換熱后通過所述的外置氣路經(jīng)所述的溫控閥氣路組件從所述的天然氣出口排出。
8.按權利要求1所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:還包括有安裝部，其位于所述板式換熱器的背部，用以將所述的多功能系統(tǒng)安裝在氣體發(fā)動機上。
9.按權利要求8所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的安裝部包括裝設于所述板式換熱器的背面的安裝螺栓。
10.按權利要求8所述的應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其特征在于:所述的安裝部包括所述板式換熱器背面的外輪廓于縱向或橫向?qū)ΨQ地向外延伸所形成的安裝板，該安 裝板上具有安裝螺孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，其包括內(nèi)置的水路和氣路相連通的過濾器組件、多功能塊、板式換熱器和溫控閥，其中，所述的過濾器組件、板式換熱器和溫控閥經(jīng)由多功能塊整合為所述的多功能系統(tǒng)。利用本發(fā)明應用于氣體發(fā)動機的燃料過濾和溫控的多功能系統(tǒng)，可在不改變現(xiàn)有功能和工藝流程的前提下具備較為緊湊的結(jié)構以達到較小的體積用以適用于容置空間有限的氣體發(fā)動機，也具備較強的通用性用以適用于不同排氣量的氣體發(fā)動機。
文檔編號B01D46/00GK103089496SQ20131003346
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權日2013年1月29日
發(fā)明者陳斌, 王慧 申請人:派克漢尼汾過濾系統(tǒng)(上海)有限公司