專利名稱：一種混合加熱式液化天然氣汽化器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于車用汽化器技術領域，涉及一種混合加熱時液化天然氣汽化器，具體涉及一種使用電加熱和發(fā)動機冷卻水加熱的混合加熱式液化天然氣汽化器。
背景技術：
目前各國都在加緊替代燃料汽車的研究，天然氣被認為是一種具有發(fā)展前景的替代燃料，它在自然界的儲量較高，而且排放性能優(yōu)于汽油機和柴油機。將天然氣作為汽車燃料有兩種方式:第一種方式是將壓縮后的天然氣存儲在氣瓶中，然后將氣瓶中的壓縮天然氣作為氣源，通過減壓裝置減壓后供給發(fā)動機，這種方式簡單且容易實現(xiàn)，但是存儲能量密度低，車輛的續(xù)駛里程比較短。而且，由于氣瓶中的壓力較高，給氣瓶的運輸、使用帶來安全隱患；另一種方式是將液化天然氣(LNG)存于氣瓶中，然后將氣瓶中的液化天然氣通過汽化器轉化為氣態(tài)天然氣后供給發(fā)動機，這種方式能顯著提高車輛的續(xù)駛里程。目前，在使用LNG作為燃料的汽車通常采用的是水浴式LNG汽化器，如公開號為CN101169223A所公開的《水浴式液化天然氣的汽化器》，這種汽化器采用發(fā)動機的冷卻水來加熱汽化器。在發(fā)動機正常工作時，冷卻水溫較高，這樣就能比較經(jīng)濟的加熱汽化器。但是，發(fā)動機冷啟動時冷卻水溫比較低，無法提供汽化器所需的加熱量，LNG不能很好的汽化，發(fā)動機冷啟動困難。
發(fā)明內容本實用新型的目的是解決上述問題，提出一種混合加熱式LNG汽化器，它采用電加熱和發(fā)動機冷卻水加熱的組合方式來給汽化器加熱，在冷啟動時，ECU根據(jù)傳感器信號控制電加熱器加熱，讓汽化器提前預熱一段時間，讓發(fā)動機順利的啟動；當發(fā)動機冷卻水溫到達一定值時，ECU切斷電加熱器的供電，讓冷卻水單獨加熱，這樣就不浪費蓄電池的電能。一種混合加熱式液化天然氣汽化器，包括筒體、天然氣入口接頭、天然氣出口接頭、換熱管A、換熱管B、電加熱絲、隔板、連接管；筒體為中空結構，被隔板分為兩個封閉的腔，分別為水加熱腔和電加熱腔，隔板上設有連接管，連接管用于連通換熱管A與換熱管B;水加熱腔的頭部設有天然氣入口接頭，筒壁上設有進水接口和出水接口，水加熱腔內設有換熱管A，換熱管A —端連通天然氣入口接頭，另一端連通連接管；電加熱腔的尾端設有天然氣出口接頭，電加熱腔內設有換熱管B，螺旋形換熱管B —端連通連接管，另一端連通天然氣出口接頭，電加熱腔的筒壁上設有穿線孔，換熱管B外圍纏繞有電加熱絲，導線一端通過穿線孔與電加熱絲相連，另一端通過電控開關連接電源，電加熱絲上設有一層導熱硅質。穿線孔具體位于電加熱腔天然氣出口接頭一側的筒壁上。導線通過膠水固定在穿線孔中。筒體下端設有支座。換熱管A和換熱管 B均為螺旋形換熱管。[0011 ] 電加熱絲包括兩個金屬電極、電阻材料和絕緣層，兩個金屬電極為一正一負，位于電阻材料內部，絕緣層位于電阻材料外圍，兩個金屬電極通電，電阻材料發(fā)熱。本實用新型的優(yōu)點在于:(I)本實用新型在保留了傳統(tǒng)的水浴式LNG汽化器加熱效率好且比較經(jīng)濟的優(yōu)點，通過添加一段帶有電加熱絲的螺旋換熱管，并不顯著增加成本和構件復雜程度，在發(fā)動機冷卻水溫較低時，通過電加熱能加快汽化器的汽化速率，提高了車輛的冷啟動性能；(2)本實用新型添加了電加熱后，相對與傳統(tǒng)的水浴式LNG汽化器，水加熱段可以縮短，整個裝置的尺寸和重量有望減?。?3)本實用新型電加熱絲貼在加熱管上，并且外包導熱硅質，電加熱絲發(fā)出的熱量會更快也更加均勻的傳遞給加熱管，提高了加熱效率和速率，也能縮短電加熱段的長度；(4)本實用新型電加熱絲的加熱可以靈活控制，但并沒有增加傳感器和控制器的成本。
圖1:本實用新型的結構示意圖；圖2:本實用新型的加熱絲斷面結構示意圖；圖中:1-筒體 2-進水接口 3-出水接口 4-天然氣入口接頭5天然氣出口接頭 6-換熱管A 7-換熱管B 8_水加熱腔9-電加熱腔10-支座11-電加熱絲 12-加熱絲導線13-穿線孔14-隔板15-連接管 16-電極17-電阻材料18-絕緣層
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。本實用新型是一種混合加熱式液化天然氣汽化器，如圖1所示，包括筒體1、天然氣入口接頭4、天然氣出口接頭5、換熱管A6、換熱管B7、電加熱絲11、隔板14、連接管15。筒體I為中空結構，被隔板14分為兩個封閉的腔，分別為水加熱腔8和電加熱腔9。隔板14上設有連接管15，連接管15用于連通螺旋形換熱管A6與螺旋形換熱管B7。水加熱腔8的頭部設有天然氣入口接頭4，筒壁上設有進水接口 2和出水接口 3，水加熱腔8內設有螺旋形換熱管A6，螺旋形換熱管A6 —端連通天然氣入口接頭4，另一端連通連接管15。電加熱腔9的尾端設有天然氣出口接頭5，電加熱腔9內設有螺旋形換熱管B7，螺旋形換熱管B7 —端連通連接管15，另一端連通天然氣出口接頭5。天然氣出口接頭5 —側的筒壁上設有穿線孔13，螺旋形換熱管B7外圍纏繞有電加熱絲11，導線12—端通過穿線孔13與電加熱絲11相連，為電加熱絲11通電，另一端通過電控開關連接到電源，導線12通過膠水固定在穿線孔13中，電加熱絲11上設有一層導熱硅質。筒體I下端設有支座10，方便汽化器的固定。水加熱腔8中充滿發(fā)動機冷卻水，電加熱腔9中為空氣，空氣與電加熱絲11的換熱低，有利于電熱更多的流向加熱管。水加熱腔8和電加熱腔9中分別設置有螺旋形換熱管A6和螺旋形換熱管B7，采用螺旋形換熱管，換熱元件的接觸面積大，而且天然氣在螺旋管內部流動具有沖刷作用，能增加天然氣跟換熱管的對流換熱系數(shù)，還有一個原因就是天然氣在其中流動時間長，換熱和汽化的時間充分。筒體I與天然氣入口接頭4、天然氣出口接頭5均采用焊接的形式，方便接口的機械加工，而筒體I主體部件采用鑄造，加工方便。螺旋形換熱管B7外圍纏繞著電加熱絲11，纏完電加熱絲后蘸上一層導熱硅質，這樣的結構能讓電熱絲產生的熱量跟多的且更加均勻的傳遞給換熱管B7，提高了加熱效率。如圖2所示，為電加熱絲11的斷面示意圖，電加熱絲11包括兩個金屬電極16、電阻材料17和絕緣層18,兩個金屬電極16為一正一負,位于電阻材料17內部,絕緣層18位于電阻材料17外圍，兩個金屬電極16通電，電阻材料17發(fā)熱，絕緣層18防止電漏到換熱管B7上，絕緣層18很薄，方便電加熱絲11的熱量散發(fā)出去，也方便纏繞。工作過程:當車輛將要啟動時，點火開關處于ON的位置,EQJ (Electronic Control Unit,電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等)檢測冷卻液傳感器信號，判斷車輛是否處于冷啟動工況，如果是，E⑶打開電加熱絲11的電控開關，電加熱絲11啟動，給通過從天然氣入口接頭4進入，流經(jīng)換熱管B7的天然氣加熱，然后汽化后的天然氣通過天然氣出口接頭5輸出，進而，通過電加熱絲11給汽化器預熱及加熱；當ECU檢測到冷卻液溫度超過閾值后，E⑶關閉電加熱絲11的電控開關，冷卻液通過進水接口 2進入水加熱腔8，通過出水接口 3流出水加熱腔8，通過冷卻液溫度對換熱管A6中的天然氣進行加熱，汽化后的天然氣通過天然氣出口接頭5輸出，進而，通過水加熱腔8內的冷卻液給汽化器加熱。本實用新型中電加熱絲11響應快，加熱迅速，當冷卻液達到溫度后，依靠冷卻液的熱量來讓LNG汽化，不再消耗電能通過這種混合加熱方式，能大大提升常規(guī)LNG汽化器在冷啟動時的汽化能力，提 高車輛的冷啟動性能。
權利要求1.一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，包括筒體(I)、天然氣入口接頭(4)、天然氣出口接頭(5)、換熱管A (6)、換熱管B (7)、電加熱絲(11)、隔板(14)、連接管(15)； 筒體(I)為中空結構，被隔板(14)分為兩個封閉的腔，分別為水加熱腔(8)和電加熱腔(9)，隔板(14)上設有連接管(15)，連接管(15)用于連通換熱管A (6)與換熱管B (7);水加熱腔(8 )的頭部設有天然氣入口接頭(4)，筒壁上設有進水接口( 2 )和出水接口( 3 )，水加熱腔(8)內設有換熱管A (6)，換熱管A (6)—端連通天然氣入口接頭(4)，另一端連通連接管(15);電加熱腔(9)的尾端設有天然氣出口接頭(5)，電加熱腔(9)內設有換熱管B (7)，螺旋形換熱管B (7) 一端連通連接管(15)，另一端連通天然氣出口接頭(5)，電加熱腔(9)的筒壁上設有穿線孔(13)，換熱管B (7)外圍纏繞有電加熱絲(11)，導線(12)—端通過穿線孔(13 )與電加熱絲(11)相連，另一端通過電控開關連接電源，電加熱絲(11)上設有一層導熱娃質。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，穿線孔(13)具體位于電加熱腔(9)天然氣出口接頭(5) —側的筒壁上。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，導線(12)通過膠水固定在穿線孔(13)中。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，筒體(I)下端設有支座(10)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，換熱管A(6)和換熱管B (7)均為螺旋形換熱管。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種混合加熱式液化天然氣汽化器，其特征在于，電加熱絲(11)包括兩個金屬電極(16)、電阻材料(17)和絕緣層(18),兩個金屬電極(16)為一正一負，位于電阻材料(17)內部，絕緣層(18)位于電阻材料(17)外圍，兩個金屬電極(16)通電，電阻材料(17)發(fā)熱。
專利摘要本實用新型公開了一種混合加熱式液化天然氣汽化器，該裝置包括筒體，天然氣入口接頭，天然氣出口接頭，螺旋換熱管，電加熱絲，隔板，連接管等。筒體被隔板分為水加熱腔和電加熱腔。它采用電加熱和發(fā)動機冷卻水加熱的組合方式來給車用液化天然氣汽化器加熱，本實用新型主要用于將液態(tài)天然氣轉化為常溫的氣體天然氣給發(fā)動機供氣，解決了常規(guī)車用液化天然氣汽化器冷啟動時加熱問題，提高了車輛的冷啟動性能。
文檔編號F02M21/06GK203114459SQ20132016109
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權日2013年4月2日
發(fā)明者楊世春, 鄧成, 李明, 汪沖, 高巖飛 申請人:北京航空航天大學