專利名稱：用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種供給發(fā)動機以非液體燃料的裝置，特別涉及一種用液化天然氣氣化后作燃料的汽車供然裝置，適用于燃燒液化天然氣的汽車，也適用于燃燒液化天然氣和汽油的雙燃料汽車。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增長，汽車燃料的需求量也愈來愈大，而作為汽車常用燃料的汽油、柴油的增長趕不上汽車數(shù)量的增長，供求矛盾日益突出，而且汽車排放的尾氣造成城市空氣嚴重污染，這些因素促使世界各國積極開發(fā)新的能源，來代替汽油、柴油。在已研制的汽車代用燃料中，天然氣、石油氣由于具有高熱值、高辛烷值、低污染和價格低廉等特點，成為良好的汽油代用燃料，而以甲烷為主要成份的天然氣是一種含碳量最少、碳氫比較小及CO2生成量最小的的碳氫燃料，從而促進了天然氣汽車的發(fā)展。現(xiàn)有技術(shù)中，以天然氣作為汽車燃料一般有兩種方式(1)背氣包式，即氣袋式汽車，這種汽車的行駛阻力大、里程較短，氣袋漏氣嚴重，氣袋價格較高(每個氣袋約2000元)，壽命短(僅能使用一年半到兩年)，而且在城市中使用很不美觀；(2)壓縮式，即壓縮天然氣汽車，每個壓縮天然氣鋼瓶重約半噸左右，只能行駛200多千米，壓力在20MPa左右，使用較不安全。
本實用新型之目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置。
本實用新型的內(nèi)容是一種用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，包括貯罐、熱交換部份、安裝有電磁閥的減壓器、混合器等，其特征之處是所述貯罐(1)為密封的雙層金屬體，并在內(nèi)外層之間設(shè)置有隔熱材料層(7)；貯罐(1)上安裝有放空閥(10)、安全閥(11)、防爆閥(12)、壓力表(14)；貯罐(1)連通有主液管(8)、自增壓管(9)，自增壓管(9)的另一端通過截止閥(13)與貯罐(1)相連通，主液管(8)通過高壓閥(15)與自增壓管(9)相連通，高壓閥(15)與貯罐(1)之間的一段自增壓管(9)上安裝有自增壓閥(16)、并有由一段呈彎曲狀的自增壓管構(gòu)成的自增壓器(17)，自增壓閥(16)與截止閥(13)之間的自增壓管(9)上安裝有截止閥(18)；主液管(8)上順次串接有所述減壓器(5)和混合器(6)，高壓閥(15)與減壓器(5)之間的主液管(8)上順次安裝有主液閥(19)、彎曲管(20)和置于循環(huán)水箱(22)中的彎曲管(21)構(gòu)成的所述熱交換部份，循環(huán)水箱(22)的出水管(23)通過發(fā)動機熱交換器(24)后再與循環(huán)水箱(22)相連通；所述安裝有電磁閥的減壓器(5)的構(gòu)成包括由上蓋(31)、本體(28)、下蓋(29)聯(lián)接構(gòu)成的殼體并在其內(nèi)形成有相通的進氣口(70)、進氣室(71)、一次減壓室(72)和二次減壓室(73)；進氣口(70)與主液管(8)相連通；進氣口(70)與進氣室(71)之間設(shè)置有所述電磁閥；一次減壓室(72)內(nèi)通過銷軸(44)活動聯(lián)接有一次杠桿(43)，一次杠桿(43)的一端聯(lián)接有可以封住進氣室(71)出口的一次閥(47)、另一端通過銷(41)活動聯(lián)接有一次膜片拉桿(42)，一次膜片拉桿(42)上方順次設(shè)置有托板(34)、一次膜片(32)和膜片墊板(33)并通過螺釘(40)聯(lián)接在一次膜片拉桿(42)上，上蓋(31)上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板(39)的調(diào)壓螺釘(37)，調(diào)壓推板(39)與膜片墊板(33)之間設(shè)置有一次彈簧(35)；二次減壓室(73)內(nèi)通過銷軸(69)活動聯(lián)接有二次杠桿(25)，二次杠桿(25)的一端聯(lián)接有可以封住一次減壓室(72)出口的二次閥(74)、另一端通過銷(62)活動聯(lián)接有二次膜片拉桿(61)，二次膜片拉桿(61)下方順次設(shè)置有托板(75)、二次膜片(60)和膜片墊板(63)并通過螺釘(66)聯(lián)接在二次膜片拉桿(61)上，下蓋(59)上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板(65)的調(diào)壓螺釘(68)，調(diào)壓推板(65)與膜片墊板(63)之間設(shè)置有二次彈簧(64)；二次減壓室(73)內(nèi)的本體(28)上有出氣口；所述混合器(6)包括有空氣入口(76)、混合器出口(77)的殼體(78)，設(shè)置于殼體(78)內(nèi)的喉口(79)，喉口(79)的中心斷面上分布有一組供氣小孔(80)，混合器(6)與減壓器(5)的出氣口通過主供氣管(81)相連通、并在混合器(6)入口處的主供氣管(81)上設(shè)置有調(diào)壓螺栓(82)。
本實用新型內(nèi)容中，所述安全閥(11)的另一端還連通有貯罐(83)，并在貯罐(83)上安裝有安全閥(84)和與發(fā)動機(85)相連通的出氣管(86)。
本實用新型內(nèi)容還可以包括一個冷氣管(87)，該冷氣管(87)的兩端分別與主液閥(19)兩側(cè)的主液管(8)相連通，冷氣管(87)的一段呈彎曲狀從而構(gòu)成冷空調(diào)器(4)，冷氣管(87)上安裝有空調(diào)氣閥(2)。
本實用新型內(nèi)容中所述貯罐(1)上還可以安裝有液位顯示計(3)。
本實用新型用于汽車上具有下列特點(1)與氣袋式汽車相比，不僅美觀、安全、使用壽命長，而且動力性能也明顯提高；與壓縮天然氣〔以下稱CNG〕汽車相比，由于液化天然氣(以下稱LNG)的體積是同量CNG的1／625，所以其能量密度大約是CNG的3倍，LNG貯罐的尺寸和重量都大大減少，一個容積為100升的LNG貯罐，裝滿液體后，重量才100多千克，是CNG鋼瓶的1／3～1／4，而其壓力僅有0.3－0.4MPa，可使同樣的汽車行駛300千米，空氣利用率、行車半徑和車輛對負荷的反應(yīng)能力都比CNG汽車優(yōu)越，安全性也大大提高，同時利用LNG蒸發(fā)的冷源，可作車用空調(diào)，取代氟里昂，既節(jié)省費用，又使駕駛員操作舒適、頭腦清醒，減少交通事故的發(fā)生；(2)LNG的成本低，按現(xiàn)有市價，預(yù)計每升LNG售價為1.2元(其成本為0.54元)，而汽油售價為每升2.1元，以改裝實驗的5噸加長東風(fēng)車為例，每百千米耗汽油30升，燃料費為63元，以LNG作燃料每百千米耗LNG38.6升，燃料費為46.32元，比汽油價低16.68元，LNG成本為20.844元，相當(dāng)于汽油價的1／3，按此計算，東風(fēng)車每天平均跑250千米，一年跑300天，一年行駛共75000千米，耗汽油22500升，燃料費用為47250元，同一輛車跑同樣里程，耗LNG28950升，燃料費用為34740元，比汽車節(jié)省費用12510元，其經(jīng)濟效益可觀；(3)以LNG作汽車燃料，汽車尾氣中HC含量僅為燒汽油的1／5，CO含量僅為燒汽油的1／12，CO2的排放量比燒汽油少25％，對保護環(huán)境、改善大氣質(zhì)量、減少大氣污染，具有重要的意義，其社會效益顯著；(4)結(jié)構(gòu)較簡單，路試結(jié)果安全可靠，操縱靈活方便，有害氣體排放量為HC≤650PPm、CO≤0.35％，最高車速＞86千米／小時(直擋加速)，加速性能為0～60千米／小時同于汽油車、60～86千米／小時差汽油車5％，爬坡性能為1～2擋同于汽油車、3擋差半擋，其動力性、安全性、可靠性、操作性等均已達到國家標準；


圖1為本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1中貯罐1結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為
圖1中減壓器5結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為
圖1中混合器6結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1－貯罐，2－空調(diào)器閥，3－液位顯示計，4－冷空調(diào)器，5－減壓器，6－混合器，7－隔熱材料層，8－主液管，9－自增壓管，10－放空閥，11－安全閥，12－防暴閥，13－截止閥，14－壓力表，15－高壓閥，16－自增壓閥，17－自增壓器，18－截止閥，19－主液閥，20－彎曲管，21－彎曲管，22－循環(huán)水箱，23－出水管，24－發(fā)動機熱交換器，25－二次杠桿，26－O形密封圈，27－閥座，28－本體，29－螺母，30－螺柱，31－上蓋，32－一次膜片，33－膜片墊板，34－托板，35－一次彈簧，36－螺母，37－調(diào)壓螺釘，38－擋圈，39－調(diào)壓推板，40－螺釘，41－銷，42－一次膜片拉桿，43－一次杠桿，44－銷軸，45－擋圈，46－片簧，47－一次閥，48－膠套，49－螺母，50－堵頭，51－電磁閥線包，52－彈簧，53－電磁閥銅套，54－電磁閥芯，55－O形密封圈，56－工藝孔堵頭，57－O形密封圈，58－膠套，59－下蓋，60－二次膜片，61－二次膜片拉桿，62－銷，63－膜片墊板，64－二次彈簧，65－調(diào)壓推板，66－螺釘，67－螺母，68－調(diào)壓螺釘，69－銷軸，70－進氣口，71－進氣室，72－一次減壓室，73－二次減壓室，74－二次閥，75－托板，76－空氣入口，77－混合器出口，78－殼體，79－喉口，80－供氣小孔，81－主供氣管，82－調(diào)壓螺栓，83－貯罐，84－安全閥，85－發(fā)動機，86－出氣管，87－冷氣管，88－彈簧。
下面是本實用新型的一個實施例參見各附圖。
一種用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，由貯罐1、安全閥部份、自增壓部份、主液部份等組成。
所述貯罐1為密封的雙層金屬體，內(nèi)層可用不銹鋼、外層可用普通碳素容器用鋼，內(nèi)、外層之間填充有保溫隔熱材料層7，并經(jīng)干燥處理、抽真空，貯罐上安裝有壓力表14和液位顯示計3；貯罐的工作溫度為－161.5℃，設(shè)計壓力為0.8MPa；所述安全閥部份由安裝在貯罐1上的放空閥10、安全閥11(起跳壓力為0.45MPa)和防爆閥12(設(shè)計壓力為0.6MPa)構(gòu)成；當(dāng)貯罐1內(nèi)壓力較大(0.45MPa)時，安全閥11即起跳降壓，如果貯罐壓力太大(0.6MPa)，安全閥11來不及降壓，則防爆閥12直接起跳，快速降壓；所述自增壓部份由兩端分別與貯罐1相連通的自增壓管9，由一段呈彎曲狀的自增壓管構(gòu)成的自增壓器17、串接在自增壓管9上的自增壓閥16和截止閥13構(gòu)成，自增壓閥16與截止閥13之間的自增壓管9上安裝有截止閥18；所述主液部份由與貯罐1連通的主液管8、順次安裝在主液管8上的主液閥19、彎曲管20(換熱器)、置于循環(huán)水箱22(可以是汽車發(fā)動機水箱)中的彎曲管21(換熱器)、減壓器5和混合器6等構(gòu)成；循環(huán)水箱22的出水管23通過發(fā)動機熱交換器24后再與循環(huán)水箱22相連通，循環(huán)水既可使液化天然氣升溫、又可使發(fā)動機熱交換器內(nèi)水降溫，一舉兩得；主液管8、彎曲管20與彎曲管21構(gòu)成三級熱交換裝置；貯罐1與主液閥19之間的主液管8和自增壓閥16與截止閥13的自增壓管9之間安裝有高壓閥15，從而將兩管連通；減少器5的構(gòu)成包括由上蓋31、本體28和下蓋29聯(lián)接構(gòu)成的殼體并在該殼體內(nèi)形成有相通的進氣口70、進氣室71、一次減壓室72和二次減壓室73；進氣口70與主液管8相連通，進氣口70與進氣室71之間設(shè)置有電磁閥；一次減壓室72內(nèi)通過銷軸44活動聯(lián)接有一次杠桿43，一次杠桿43的一端聯(lián)接有可以封住進氣室71出口的一次閥47(外有膠套48)、另一端通過銷41活動聯(lián)接有一次膜片拉桿42，一次膜片拉桿42上方順次設(shè)置有托板34、一次膜片32和膜片墊板33并通過螺釘40聯(lián)接在一次膜片拉桿42上，上蓋31上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板39的調(diào)壓螺釘37，調(diào)壓推板39與膜片墊板33之間設(shè)置有一次彈簧35；二次減壓室73內(nèi)通過銷軸69活動聯(lián)接有二次杠桿25，二次杠桿25的一端聯(lián)接有可以封住一次減壓室72出口的二次閥74(外有膠套58)、另一端通過銷62活動聯(lián)接有二次膜片拉桿61，二次膜片拉桿61下方順次設(shè)置有托板75、二次膜片60和膜片墊板63并通過螺釘66聯(lián)接在二次膜片拉桿61上，下蓋59上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板65的調(diào)壓螺釘68，調(diào)壓推板65與膜片墊板63之間設(shè)置有二次彈簧64；二次減壓室73內(nèi)的本體28上有出氣口；混合器6的構(gòu)成包括有空氣入口76、混合氣出口77的殼體78，設(shè)置于殼體78內(nèi)的喉口79，喉口79的中心最小斷面上均勻分布有一組供氣小孔80，混合器6與減壓器5的出氣口之間通過主供氣管81(主液管8的一部份)相連通、混合器6入口處的主供氣管81上安裝有調(diào)壓螺栓82，以調(diào)節(jié)天然氣流量，從混合氣出口77排出的混合氣體輸入發(fā)動機85。
還可以包括一個與安全閥11相連通的貯罐83(設(shè)計壓力為0.5MPa)，并在貯罐83上安裝有安全閥84(起跳壓力為0.35MPa)和與發(fā)動機85相通的出氣管86；以收集因貯罐1內(nèi)氣壓較高(例如長時間停止使用時)使安全閥11打開后排出的天然氣，并保證整個裝置安全使用，若壓力較大時還可經(jīng)過安全閥84排放；還可以包括一個冷氣管87，該冷氣管87的兩端分別與主液閥19兩側(cè)的主液管8相連通，冷氣管87的一段呈彎曲狀從而構(gòu)成冷空調(diào)器4，冷氣管87上安裝有空調(diào)氣閥2。液化天然氣氣化過程中吸收熱量使汽車駕駛倉內(nèi)空氣制冷，可改善高溫天氣駕駛倉內(nèi)的工作環(huán)境，保證駕駛員頭腦清醒，以利其身體健康和行車安全。
工作過程(1)加液把加液管與放空閥10相聯(lián)接，打開放空閥10、截止閥13和18(自增壓閥16和高壓閥15關(guān)閉)，液化天然氣通過放空閥10進入貯罐1中，當(dāng)截止閥18管道口噴出白色霧狀氣體時，停止加液，關(guān)閉放空閥10、截止閥13和18。
(2)準備打開自增壓閥16和截止閥13，液態(tài)天然氣從貯罐1下方進入自增壓管9、經(jīng)過自增壓器2、閥16和13，天然氣逐漸由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，進入貯罐1中使其增壓，當(dāng)增壓到一定壓力(0.15～0.3MPa)時，關(guān)閉自增壓閥16和截止閥13；如果工作時貯罐1內(nèi)壓力較大(0.3MPa)，可打開截止閥13和高壓閥15，與主液管8相聯(lián)，燒掉高壓氣體。
(3)工作當(dāng)貯罐1內(nèi)壓力達一定時，打開主液閥19(在高溫季節(jié)打開空調(diào)器閥2，可利用冷空調(diào)器4對駕駛倉制冷)，液態(tài)天然氣從貯罐1進入主液管8，經(jīng)過彎曲管20、彎曲管21，熱交換后由液態(tài)天然氣變?yōu)槌赜幸欢▔毫Φ臍鈶B(tài)天然氣，再經(jīng)過設(shè)有電磁閥控制天然氣切入和流斷的減壓器5，使天然氣接近大氣壓力(汽車發(fā)動機工作壓力)，再進入混合器6中與空氣混合成可燃混合氣，供發(fā)動機使用。
在減壓器5中常溫、有一定壓力的天然氣從進氣口70進入，電磁閥工作打開進氣口70，使天然氣進入進氣室71，進氣室71內(nèi)天然氣壓力一定時，使一次閥47上升，天然氣進入一次減壓室72，當(dāng)一次減壓室72內(nèi)天然氣增多壓力達一定時，托板34等受壓力上升，通過銷軸44使一次閥47下降，減少進氣室71向一次減壓室72的天然氣流量，此系列為一級減壓；同樣原理，當(dāng)一次減壓室72的天然氣量一定時，壓力使二次閥74下降，一次減壓室72的天然氣進入二次減壓室73，當(dāng)二次減壓室73的天然氣量一定時，壓力使托板75等下降，通過銷軸69使二次杠桿25所在機構(gòu)上升、減少一次減壓室72向二次減壓室73的天然氣流量，此系列為二級減壓，經(jīng)過二級減壓后的天然氣，壓力在汽車發(fā)動機工作壓力下，通過二次減壓室73內(nèi)本體28上的出氣口輸出經(jīng)主供氣管81進入混合器6中；常溫、具有汽車發(fā)動機工作壓力的天然氣進入混合器6中，入口處的調(diào)壓螺栓82可控制天然氣流入量，進入的天然氣通過喉口79斷面上均布的一組供氣小孔80進入殼體78，利用汽車發(fā)動機工作時形成的負壓，空氣經(jīng)空氣入口76進入殼體78與天然氣混合成可燃混合氣，送入發(fā)動機工作。
該裝置用于汽車上，通過路試，測得貯罐1日蒸發(fā)率為3.9％，空重車綜合每100千米耗液化天然氣38.6升，有害氣體排放HC≤650PPm，CO≤0.35％，最高車速≥86千米／小時(直檔加速)；加速性能測得0～60千米／小時同于汽油車，60～86千米／小時差汽油車5％，爬坡性能測得坡高2.6／100時，基本一致，坡高3／100時，同等條件下行駛稍遜于汽油。
權(quán)利要求1.一種用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，包括貯罐、熱交換部份、安裝有電磁閥的減壓器、混合器等，其特征是所述貯罐(1)為密封的雙層金屬體，并在內(nèi)外層之間設(shè)置有隔熱材料層(7)；貯罐(1)上安裝有放空閥(10)、安全閥(11)、防爆閥(12)、壓力表(14)；貯罐(1)連通有主液管(8)、自增壓管(9)，自增壓管(9)的另一端通過截止閥(13)與貯罐(1)相連通，主液管(8)通過高壓閥(15)與自增壓管(9)相連通，高壓閥(15)與貯罐(1)之間的一段自增壓管(9)上安裝有自增壓閥(16)、并有由一段呈彎曲狀的自增壓管構(gòu)成的自增壓器(17)，自增壓閥(16)與截止閥(13)之間的自增壓管(9)上安裝有截止閥(18)；主液管(8)上順次串接有所述減壓器(5)和混合器(6)，高壓閥(15)與減壓器(5)之間的主液管(8)上順次安裝有主液閥(19)、彎曲管(20)和置于循環(huán)水箱(22)中的彎曲管(21)構(gòu)成的所述熱交換部份，循環(huán)水箱(22)的出水管(23)通過發(fā)動機熱交換器(24)后再與循環(huán)水箱(22)相連通；所述安裝有電磁閥的減壓器(5)的構(gòu)成包括由上蓋(31)、本體(28)、下蓋(29)聯(lián)接構(gòu)成的殼體并在其內(nèi)形成有相通的進氣口(70)、進氣室(71)、一次減壓室(72)和二次減壓室(73)，進氣口(70)與主液管(8)相連通，進氣口(70)與進氣室(71)之間設(shè)置有所述電磁閥，一次減壓室(72)內(nèi)通過銷軸(44)活動聯(lián)接有一次杠桿(43)，一次杠桿(43)的一端聯(lián)接有可以封住進氣室(71)出口的一次閥(47)、另一端通過銷(41)活動聯(lián)接有一次膜片拉桿(42)，一次膜片拉桿(42)上方順次設(shè)置有托板(34)、一次膜片(32)和膜片墊板(33)并通過螺釘(40)聯(lián)接在一次膜片拉桿(42)上，上蓋(31)上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板(39)的調(diào)壓螺釘(37)，調(diào)壓推板(39)與膜片墊板(33)之間設(shè)置有一次彈簧(35)，二次減壓室(73)內(nèi)通過銷軸(69)活動聯(lián)接有二次杠桿(25)，二次杠桿(25)的一端聯(lián)接有可以封住一次減壓室(72)出口的二次閥(74)、另一端通過銷(62)活動聯(lián)接有二次膜片拉桿(61)，二次膜片拉桿(61)下方順次設(shè)置有托板(75)、二次膜片(60)和膜片墊板(63)并通過螺釘(66)聯(lián)接在二次膜片拉桿(61)上，下蓋(59)上設(shè)置有內(nèi)端聯(lián)有調(diào)壓推板(65)的調(diào)壓螺釘(68)，調(diào)壓推板(65)與膜片墊板(63)之間設(shè)置有二次彈簧(64)，二次減壓室(73)內(nèi)的本體(28)上有出氣口；所述混合器(6)包括有空氣入口(76)、混合器出口(77)的殼體(78)，設(shè)置于殼體(78)內(nèi)的喉口(79)，喉口(79)的中心斷面上分布有一組供氣小孔(80)，混合器(6)與減壓器(5)的出氣口通過主供氣管(81)相連通，并在混合器(6)入口處的主供氣管(81)上設(shè)置有調(diào)壓螺栓(82)。
2.按權(quán)利要求1所述的用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，其特征是所述安全閥(11)的另一端還連通有貯罐(83)，并在貯罐(83)上安裝有安全閥(84)和與發(fā)動機(85)相連通的出氣管(86)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，其特征是還包括一個冷氣管(87)，該冷氣管(87)的兩端分別與主液閥(19)兩側(cè)的主液管(8)相連通，冷氣管(87)的一段呈彎曲狀從而構(gòu)成冷空調(diào)器(4)，冷氣管(87)上安裝有空調(diào)氣閥(2)。
4.按權(quán)利要求1所述的用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，其特征是所述貯罐(1)上還可以安裝有液位顯示計(3)。
專利摘要一種用液化天然氣作燃料的汽車供燃裝置，其特征是由雙層貯罐，安全閥、自增壓部分、三級熱交換器、減壓器、混合器及管路等構(gòu)成，還可以包括馳放氣貯罐和冷空調(diào)器；本實用新型適用于燃燒液化天然氣的汽車，也適用于燃燒液化天然氣和汽油的雙燃料汽車上，可以降低成本，明顯減少空氣污染。
文檔編號F02M21/02GK2194985SQ9422721
公開日1995年4月19日 申請日期1994年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月26日
發(fā)明者姚中良, 孫大立, 陳如棠 申請人:四川省綿陽市科陽低溫設(shè)備公司