专利名称：用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及启动系统技术领域，主要适用于用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统。
背景技术：
液化天然气是一种清洁的能源，现正开始广泛应用于内燃机燃料以代替传统的汽油及柴油。液化天然气通常温度在_162°C左右，不可能直接进入发动机汽缸内燃烧，必须先将其汽化为气态的天然气后才能进入发动机汽缸。 液化天然气的温度通常在_162°C左右，汽化温差大(_162°C至15°C)，且汽化过程涉及相变，因此所需热量较大。汽化过程由汽化器完成，参与换热的介质为水。对于液化天然气发动机，液化天然气汽化所需的热量全部来自于水，这部分的水就是发动机换热之后的冷却水。非循环水冷发动机由于其冷却方式决定了其组成部分中没有水箱等设备。发动机在冷启动时，冷却水还未进入发动机，即无法提供换热水至汽化器中，导致汽化器无法正常工作，发动机也就无法启动；即使发动机启动并正常运转之后，换热之后的高温冷却水随即排出发动机，无法直接流入汽化器中，汽化器仍旧无法正常工作。若能够解决这些问题，能够将非循环水冷发动机改为液化天然气单一燃料发动机，同时，还可以作为循环水冷的液化天然气发动机解决冷启动问题的参考。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于非循环水冷单一液化天然气发动机的启动系统，它解决了以液化天然气为燃料的非循环水冷发动机冷启动及运行的问题。为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统包括非循环水冷单一液化天然气燃料发动机，还包括液化天然气气瓶、阀门、汽化装置、水泵、蓄水装置；所述非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第一输出口与所述蓄水装置的第一输入口连接，蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口连接，所述水泵设置在连接蓄水装置的第一输出口与汽化装置的入水口的管道上；所述液化天然气气瓶的输出口与汽化装置的入气口连接，所述阀门设置在连接液化天然气气瓶的输出口与汽化装置的入气口的管道上；汽化装置的第一输出口与非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第一输入口连接。上述方案中，所述汽化装置的第二输出口与所述蓄水装置的第二输入口连接。上述方案中，还包括电子控制单元、流量开关、继电器；所述流量开关设置在连接所述蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口的管道上，所述电子控制单元的输入端与流量开关连接，电子控制单元的第一输出端与所述继电器的输入端连接，继电器的输出端与所述阀门连接；电子控制单元的第二输出端与所述非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第二输入端连接。
上述方案中，还包括第一翘板开关、第二翘板开关；所述第一翘板开关与所述阀门连接，所述第二翘板开关与所述水泵连接。上述方案中，在所述蓄水装置上还开设有排水口，所述排水口与蓄水装置的第一输入口的口径一致。上述方案中，还包括补偿水箱；所述补偿水箱设置在连接所述蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口的管道上。 上述方案中，所述蓄水装置为换热器。上述方案中，所述阀门为低温电磁阀。上述方案中，所述汽化装置为水浴式汽化器。本发明的有益效果在于本发明在发动机启动阶段通过大流量的常温水流经汽化器参与换热，在保证液化天然气汽化的同时，保证了汽化器中的水不会结冰，同时有效利用发动机冷却水所含的废热参与热交换，可满足发动机后续高转速、大功率、大耗气量带来的大汽化量、大换热量的要求，从而解决了以液化天然气为燃料的非循环水冷发动机冷启动及运行的问题。
图I为本发明实施例提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统的结构框图。其中，I-液化天然气气瓶，2-低温电磁阀，3-水浴式汽化器，4-水泵，5-流量开关，6-换热器，7-非循环水冷单一液化天然气燃料发动机，8-电子控制单元，9-继电器，10-补偿水箱，11-第一橡胶软管，12-汽化装置的入水口，13-蓄水装置的排水口，14-汽化装置的入气口，15-蓄水装置的第一输入口，16-蓄水装置的第二输入口，17-第二橡胶软管，18-铜管，19-供气软管，20-蓄水装置的第一输出口，21-第三橡胶软管，22-第一翘板开关，23-第二翘板开关。
具体实施例方式为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统的具体实施方式
及工作原理进行详细说明。由图I可知，本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统包括非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7、蓄水装置、水泵4、汽化装置、阀门、液化天然气气瓶I ;非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7的第一输出口与蓄水装置的第一输入口 15通过第一橡胶软管11连接，蓄水装置的第一输出口与汽化装置的入水口 12通过第二橡胶软管17连接，水泵4设置在第二橡胶软管17上。液化天然气气瓶I的输出口通过铜管18与汽化装置的入气口 14连接，在连接液化天然气气瓶I的输出口与汽化装置的入气口 14的铜管18上设置有阀门。汽化装置的第一输出口与非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7的第一输入口通过供气软管19连接，汽化装置的第二输出口与蓄水装置的第二输入口 16通过第三橡胶软管21连接。在蓄水装置上还开设有排水口 13，排水口 13的口径与蓄水装置的第一输入口 15的口径一致。
为了对本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统进行实时监控，以提高本发明的安全性和实用性，在本实施例中，将流量开关5设置在第二橡胶软管17上，电子控制单元8的输入端与流量开关5连接，同时电子控制单元8的第一输出端与继电器9的输入端连接，继电器9的输出端与阀门连接。电子控制单元8的第二输出端与非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第二输入端连接。为了进一步增加本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统的实用性，在本实施例中，将第一翘板开关22与阀门连接，将第二翘板开关23与水泵4连接。优选的，在本实施例中，蓄水装置为换热器6，阀门为低温电磁阀2，汽化装置为水浴式汽化器3。本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统在工作时，首先通过第二翘板开关23开启水泵4，使换热器6中的水经第二橡胶软管17进入水浴式汽化器3。再开启低温电磁阀2，使液化天然气气瓶I中的液化天然气经铜管18进入水浴式汽化器3中，并与水浴式汽化器3中的水进行换热后被汽化为气态天然气。换热后的水经第三橡胶软管21回流到换热器6中，气态天然气经供气软管19进入非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7，非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7得气点火启动。非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7启动后，外部的温度较低的冷却水经非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7的第三输入口被吸入到非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7中。被吸入到非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7中的冷却水冷却发动机后温度升高，一部分温度升高的水经非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7的排水口被排出，另一部分温度升高的水经第一橡胶软管11进入换热器6的壳程。这部分温度升高的水使换热器6的管程中的水的温度升高。且随着发动机的不断运行，冷却水的温度会升到一个较高且相对稳定的值，并且源源不断的流入换热器6壳程中参与换热，使换热器6的管程中水的温度也逐渐升到一个较高且相对稳定的值。这样不仅满足了汽化器的工作要求，而且避免了工作过程中发生结冰的危险。当换热器6中的水达到一定的储蓄值时，多余的水会从排水口 13排出。另外，本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统在工作时，流量开关5实时的将水的流量信号传输到电子控制单元8中。一旦系统出现故障而导致水的流量下降到预先设定的阀值时(譬如< 15L/min)，流量开关5闭合，同时电子控制单元8控制非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7停止，并且低温电磁阀2也会切断LNG供给，这时整个系统停止工作以保证安全。为了确保本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统中有足够的水，进一步的保证非循环水冷单一液化天然气燃料发动机7的正常运行，在本实施例中，将补偿水箱10设置在第二橡胶软管17上。这里需要说明的是，换热器6的容积以及水泵4的流量应根据发动机的最高耗气量来估算，且要考虑整个管路中的流阻，所以实际应比算的理论值大，以避免水在水浴式汽化器3内结冰。只要容积和流量选择地合适，发动机就能顺利的冷启动。 本发明提供的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统可随意拆卸，便于用户根据实际情况摆放各设备，只要保证各设备之间的连接正确即可。
本发明在发动机启动阶段通过大流量的常温水流经汽化器参与换热，在保证液化天然气汽化的同时，保证了汽化器中的水不会结冰，同时有效利用发动机冷却水所含的废热参与热交换，可满足发动机后续高转速、大功率、大耗气量带来的大汽化量、大换热量的要求，从而解决了以液化天然气为燃料的非循环水冷发动机冷启动及运行的问题。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，包括非循环水冷单一液化天然气燃料发动机，其特征在于，还包括液化天然气气瓶、阀门、汽化装置、水泵、蓄水装置；所述非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第一输出口与所述蓄水装置的第一输入口连接，蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口连接，所述水泵设置在连接蓄水装置的第一输出口与汽化装置的入水口的管道上；所述液化天然气气瓶的输出口与汽化装置的入气口连接，所述阀门设置在连接液化天然气气瓶的输出口与汽化装置的入气口的管道上；汽化装置的第一输出口与非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第一输入口连接。
2.如权利要求I所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，所述汽化装置的第二输出口与所述蓄水装置的第二输入口连接。
3.如权利要求I所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，还包括电子控制单元、流量开关、继电器；所述流量开关设置在连接所述蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口的管道上，所述电子控制单元的输入端与流量开关连接，电子控制单元的第一输出端与所述继电器的输入端连接，继电器的输出端与所述阀门连接；电子控制单元的第二输出端与所述非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的第二输入端连接。
4.如权利要求I所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，还包括第一翘板开关、第二翘板开关；所述第一翘板开关与所述阀门连接，所述第二翘板开关与所述水泵连接。
5.如权利要求I至4中任意一项所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，在所述蓄水装置上还开设有排水口，所述排水口与蓄水装置的第一输入口的口径一致。
6.如权利要求5所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，还包括补偿水箱；所述补偿水箱设置在连接所述蓄水装置的第一输出口与所述汽化装置的入水口的管道上。
7.如权利要求5所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，所述蓄水装置为换热器。
8.如权利要求5所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，所述阀门为低温电磁阀。
9.如权利要求5所述的用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，其特征在于，所述汽化装置为水浴式汽化器。
全文摘要
本发明涉及启动系统技术领域，公开了一种用于非循环水冷单一液化天然气燃料发动机的启动系统，包括非循环水冷单一液化天然气燃料发动机、液化天然气气瓶、阀门、汽化装置、水泵、蓄水装置。本发明在发动机启动阶段通过大流量的常温水流经汽化器参与换热，在保证液化天然气汽化的同时，保证了汽化器中的水不会结冰，同时有效利用发动机冷却水所含的废热参与热交换，可满足发动机后续高转速、大功率、大耗气量带来的大汽化量、大换热量的要求，从而解决了以液化天然气为燃料的非循环水冷发动机冷启动及运行的问题。
文档编号F02M31/14GK102644534SQ20121013831
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者向隆君, 吴昊, 尹健, 陈超 申请人:湖北三江航天红阳机电有限公司, 湖北三江船艇科技有限公司