一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统技术方案

本发明专利技术属于清洁能源汽车技术领域，尤其涉及一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统，包括依次连接的水合物浆液系统和天然气供气系统，水合物浆液系统用于在常压低温下对水合物浆液进行储存，并通过加热使其分解产生天然气和水，天然气供气系统用于输送水合物浆液分解产生的天然气，最终与空气混合后输送至发动机内；本发明专利技术利用水合物浆液系统产生天然气和水，产生的天然气进入天然气供气系统，与空气混合形成一定比例后输送至发动机内，从而为天然气汽车提供燃料，天然气水合物在常压、绝热、

【技术实现步骤摘要】
一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统


[0001]本专利技术属于清洁能源汽车
，尤其涉及一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统。

技术介绍

[0002]天然气汽车是以天然气为燃料提供动力的汽车，目前有压缩天然气(CNG)汽车和液化天然气(LNG)汽车两类。CNG汽车是指主要由甲烷构成的天然气在25MPa左右的压力下储存在车载钢瓶，用作汽车燃料，钢瓶高压气再经过减压装置减压后经燃气混合气向发动机供气。CNG汽车具有燃烧稳定，积碳少并且冷热启动方便的优点，但由于高压钢瓶过重，体积大且储气量小导致汽车连续行驶里程短，同时因为钢瓶的存储压力高，具有一定的危险性。LNG汽车是将常压下气态的天然气冷却至
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162℃，使之凝结成液体，天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点，但天然气液化临界压力高、临界温度低、液化成本高且技术难度大。
[0003]天然气水合物(NGH)是由小分子烃类(主要是甲烷)与水分子在低温高压条件下依靠范德华力形成的一种笼型晶体物质。NGH具有极强的储载气体能力，理论上1m3饱和NGH可释放出约164m3标准状态甲烷气体。NGH在常压、绝热、
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18℃～
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15℃的条件下便可以长时间稳定储存，比CNG、LNG更安全，储存成本更低。因此实现利用天然气水合物分解产生的天然气为汽车提供燃料，是推动水合物技术前进的必然选择，也拓宽了清洁能源汽车领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中压缩天然气汽车的高压钢瓶过重，体积大、储气量小且危险性高，液化天然气汽车液化临界压力高、临界温度低、液化成本高且技术难度大的问题，现提供一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统包括依次连接的水合物浆液系统和天然气供气系统；
[0006]所述水合物浆液系统用于在常压低温下对水合物浆液进行储存，并通过加热使其分解产生天然气和水；
[0007]所述天然气供气系统用于输送水合物浆液分解产生的天然气，最终与空气混合形成一定比例后输送至发动机内。
[0008]上述技术方案利用水合物浆液系统在常压低温下对水合物浆液进行储存，并通过加热使其分解产生天然气和水，产生的天然气进入天然气供气系统，与空气混合形成一定比例后输送至发动机内，从而为天然气汽车提供燃料，天然气水合物在常压、绝热、
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18℃～
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15℃的条件下便可以长时间稳定储存，比压缩天然气和液态天然气更安全，储存成本更低。
[0009]进一步的，所述天然气供气系统包括依次连接的粗滤器、缓冲罐、气量显示器、输气泵、混合器、空气滤清器和发动机，且混合器还连通有空气滤清器，粗滤器能过滤气体中
的微小颗粒，确保下游管路各设备能正常工作，缓冲罐用于储存一定量的天然气，缓冲罐上安装有压力表用于监测罐内的天然气压力，输气泵将天然气通过供气管路输送到混合器内，与空气形成一定比例后输送到发动机内，空气滤清器对空气进行净化，减少灰尘、砂粒以及各种杂质进入发动机气缸燃烧从而减缓发动机磨损，水合物浆液分解产生的天然气依次经过粗滤器、缓冲罐、气量显示器、输气泵后进入混合器，空气经过空气滤清器后也进入混合器，天然气与空气混合形成一定比例后进入发动机。
[0010]进一步的，所述水合物浆液系统包括水合物浆液储箱、制冷系统和水合物浆液分解罐；
[0011]水合物浆液储箱与水合物浆液分解罐之间通过水合物浆液管路相连，所述水合物浆液管路上设有电磁阀，电磁阀开启，水合物浆液从储箱内通过管路进入分解罐，电磁阀关闭则停止输送浆液；所述制冷系统包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器，且蒸发器的出口与压缩机的入口连接，所述蒸发器位于所述水合物浆液储箱内，蒸发器包括保温层和铜管，所述压缩机将气态的无氟环保制冷剂压缩成为高温高压的过热蒸气进入冷凝器，将热量散发到周围空气中，然后经过干燥过滤器进入毛细管节流降压，随后进入蒸发器内，制冷剂吸收水合物浆液储箱内的大量热量而汽化，最后又被压缩机吸回，达到制冷的效果，可将温度维持在
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18℃～
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15℃，确保水合物浆液长时间稳定储存。
[0012]所述水合物浆液储箱上设有温度传感器和压力传感器，实时监测水合物浆液储箱内的温度及压力，避免出现水合物浆液大量融化分解的情况；水合物浆液分解罐内部设有加热器，升高罐内温度使水合物浆液分解产生天然气和水，天然气通过水合物浆液分解罐出气口进入粗滤器。
[0013]进一步的，所述水合物浆液分解罐的出水口与发动机之间设有用于对发动机进行冷却的循环水管路，水合物浆液分解产生的水通过循环水管路对发动机进行冷却，吸收热量后再循环输送回水合物浆液分解罐，将热量传递给水合物浆液使其分解，形成自循环式分解系统。
[0014]进一步的，所述水合物浆液管路内壁附有疏水涂层，该涂层为一层膜结构，该结构是一层疏水合物表面，该表面可增大水合物颗粒与管路内壁之间的接触角，从而增大水合物颗粒粘附在管道内壁时所需要的阻力，从而减少水合物颗粒与内壁之间的粘附力，进一步减少了水合物颗粒之间的粘附力，最终可防止水合物颗粒因粘附而造成的管路堵塞。
[0015]进一步的，所述循环水管路上设有三通旋塞阀，可排出管路内多余的水。
[0016]进一步的，所述加热器为PTC液体加热器，适应的加热温度为0℃～300℃，所述加热器包括PTC陶瓷体和金属外壳。
[0017]进一步的，所述天然气供气系统还包括车用燃气报警器和控制单元，车用燃气报警器可实时检测车辆供气系统，若泄露浓度达到设定值0.5％～1％时，报警器将及时发出报警信号，警示司机采取应急措施，避免事故的发生，所述控制单元与所述加热器、发动机、车用燃气报警器、压力表、输气泵、电磁阀均为电连接。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用水合物浆液系统在常压低温下对水合物浆液进行储存，并通过加热使其分解产生天然气和水，产生的天然气进入天然气供气系统，与空气混合形成一定比例后输送至发动机内，从而为天然气汽车提供燃料，天然气水合物在常压、绝热、
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18℃～
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15℃的条件下便可以长时间稳定储存，比压缩天然气和液态天然气更安全，
储存成本更低。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为水合物浆液系统的结构示意图；
[0021]图3为天然气供气系统的结构示意图；
[0022]图中：
[0023]1、水合物浆液系统；101、水合物浆液储箱；102、压缩机；103、冷凝器；104、干燥过滤器；105、毛细管；106、蒸发器；107、水合物浆液分解罐；108、加热器；109、温度传感器；110、压力传感器；111、水合物浆液管路；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统，其特征在于：包括依次连接的水合物浆液系统(1)和天然气供气系统(2)；所述水合物浆液系统(1)用于在常压低温下对水合物浆液进行储存，并通过加热使其分解产生天然气和水；所述天然气供气系统(2)用于输送水合物浆液分解产生的天然气，最终与空气混合后输送至发动机(207)内。2.根据权利要求1所述的一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统，其特征在于：所述的天然气供气系统(2)包括依次连接的粗滤器(201)、缓冲罐(202)、气量显示器(203)、输气泵(204)、混合器(205)、空气滤清器(206)和发动机(207)，且混合器(205)还连通有空气滤清器(206)，所述缓冲罐(202)上安装有压力表(208)。3.根据权利要求2所述的一种基于天然气水合物浆液的天然气汽车供气系统，其特征在于：所述水合物浆液系统(1)包括水合物浆液储箱(101)、制冷系统和水合物浆液分解罐(107)；水合物浆液储箱(101)与水合物浆液分解罐(107)之间通过水合物浆液管路(111)相连，所述水合物浆液管路(111)上设有电磁阀(112)，所述制冷系统包括依次连接的压缩机(102)、冷凝器(103)、干燥过滤器(104)、毛细管(105)和蒸发器(106)，且蒸发器(106)的出口与压缩机(102)的入口连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周诗岽，俞韩俊，杨帆，袁巧玲，饶永超，赵书华，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：