专利名称：可密封容器中的轮机舱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可密封容器形式的内燃机组件，所述组件封闭内燃机以及对于内燃机的操作所必须的这些辅助子系统，如通常可以在船只的轮机舱(engine room)中发现的，其用在开放式船身(hull)的水下工具和其它应用中。
背景技术：
众所周知，普通的内燃机虽然坚固并且能够在各种周围条件下操作，但是不能在潜入水中后继续操作。
在大型的水下船只中，例如军用柴油潜艇，包括机舱(enginecompartment)的整个船只内部被封闭在潜艇的压力容器中，允许人员随时接近内燃机，并且为内燃机提供保护防止周围的海水。燃料管路、电路和辅助设备设置在密封的船只内部。从轮机舱和内燃机引出的设置有阀门的管道穿过船身用于在水面操作过程中空气和水的进入和排出。
然而，在开放式船身中，或者在“湿式(wet)”水下船只中，船只的船员和乘员没有处于封闭的、防水的区域内。相反，当船只潜水时，人员暴露到水，并且通常戴着水中呼吸器(SCUBA gear)以提供呼吸的空气。因此，当潜水时，必须为用于水面推进的内燃机提供单独的保护以防止周围的水。虽然理论上可以设计一种可以直接暴露于水的内燃机，并且特别的是可以暴露于海水的腐蚀作用，但是与对于多人船只所需要的大功率内燃机相关的要求和限制使得这种设计非常昂贵并且低效，所述多人船只具有它们相连的设备。
因此，将具有普通结构的内燃机封闭起来是可行的解决方案。然而，这种方案必须解决多个问题和设计约束。必须提供接近内燃机的通路，用于当船只在水面上时进行必要的维护和修理。另外，当船只在水面上时，使内燃机准备好下潜并且准备好重新启动的过程必须能够迅速地执行，并且具有最少的步骤以允许水面和潜水行进状态之间的迅速转换。
除了航海用途，由于这种内燃机对水的敏感性，对于内燃机的其它可能的应用受到限制。紧急发电设备和越野陆地车辆是两个这样的应用。
因此，本发明的目的是提供一种可密封的内燃机容器组件，用于在多种应用中使用，包括但不限于船只例如开放船身的船只，作为用于紧急发电设备的动力等。
本发明的另一个目的是提供这样一种可密封的内燃机容器组件，其具有紧凑并且有效的结构，并且为内燃机提供防水的环境。
本发明的另一个目的是提供一种可密封的内燃机容器组件，其可以方便并且高效地安装到适合的设备和从其处拆除。
本发明的另一个目的是提供这样一种可密封的内燃机容器组件，其允许该组件的迅速和高效的密封，从而当关闭时将封闭的内燃机完全与周围的环境隔离，并且其允许迅速地重新引入周围的环境用于内燃机的启动和操作。
发明内容
根据上述和其它目的，根据本发明的可密封内燃机组件包括防水壳或者壳体和位于所述壳体内的内燃机。所述壳体可具有密封联结件用于传递内燃机的驱动轴的输出，允许内燃机的动力输出被连接到位于壳体外部的设备，例如推进系统。壳体具有进气孔，所述进气孔具有防水盖，从而在内燃机操作过程中，根据燃烧目的的需要，允许周围空气通过进气孔进入壳体内，并且根据需要被抽吸到内燃机中，所述壳体并且具有设置有阀门的冷却水孔，其联结到内燃机的冷却夹套。设置有阀门的排出孔延伸穿过壳体从而将废气排出到壳体外部，并且还可以起到将其它流体例如冷却剂排出到壳体外部的作用。所述每个阀门优选设置在壳体外部。可以设置防水通道用于壳体的内部和外部之间的电子线路，所述电子线路用于控制信号和控制功能。设置有阀门的燃料管路同样穿过壳体的壁，为内燃机从远处的燃料储存器提供燃料输送系统。在优选实施例中，燃料储存器可以是一个或多个燃料囊的形式，当燃料从所述燃料囊中被抽出时，所述燃料囊可以收缩。壳体中的通路孔允许在不从壳体拆除内燃机的情况下执行内燃机的维护和检查。
当与附图结合考虑时，通过考虑下面对本发明的优选但是说明性的实施例的详细说明，可以获得对本发明更充分的理解，附图中图1是本发明的可密封轮机室组件的透视图，其中以虚线示出了密封壳体内的内燃机，所述内燃机联结到可潜水的航海船只中的喷水推进系统；图2是本发明的透视图，示出了壳体的上部从下部拆开，将位于壳体内部的内燃机暴露出来；图3是壳体的进气孔的详细透视图；图4是示出将壳体安装到船体的详细透视图；和图5是用于内燃机组件的燃料系统的管道的示意图。
具体实施例方式
首先参考图1，本发明的轮机舱系统10包括容器12，容器12形成可密封的防水壳或者壳体，其优选由具有适合强度、耐腐蚀性并且轻质的适合的铝合金制成，内燃机14设置在所述容器12中。对于航海应用，该容器还应当能够承受船只的预期操作深度的外部压力。对于航海应用，内燃机优选可以是船用柴油内燃机，例如Yanmar 6LY2-STE，一种六缸内燃机，能够产生420hp的功率，对于多人的湿式可潜水船只来说足够。根据系统计划的用途，可以使用其它类型的内燃机。设置防水的连接通路(pass-throughs)用于内燃机的驱动轴、排出装置、燃料供应装置、电连接装置、冷却水、液压管路和内燃机控制装置。该容器具有底座部分16和盖子部分18，所述盖子部分可拆除用于内燃机安装、修理和拆除。在航海船只环境中，底座16可以安装到船身的底部。底座和盖子均设置有沿边缘的连接凸缘，所述凸缘具有O形环密封件。所述凸缘通过螺栓固定在一起以密封所述容器。
如图4所示，容器的底座16可以设置有前后的安装凸缘20。一对船身的纵向杆22支撑弹性的电动机安装件24。电动机安装件的竖直延伸的轴26延伸穿过凸缘20中相对应的孔。用于容器的相对应的安装件可以用在其它应用中。
用于内燃机的进气孔穿过向上延伸的进气管(intake stack)组件28，如图3所示。与将空气直接引导到内燃机中不同，进气管组件将空气引导到容器内部，空气从所述容器内部根据内燃机操作的需要被抽吸到内燃机中。空气在容器内的循环为容器内部电子部件和其它部件提供了冷却措施。电风扇88可以设置在管道90中以将空气引导到内燃机的交流发电机(未示出)，该管道的进气端位于进气管的附近。进气孔的结构允许空气被抽吸，即使主容器浸在水中。
进气管组件28包括竖直管道30，所述管道30通过肩角(fillet)32支撑在壳体上。管道30的上端具有基本为喇叭(bell)形的开口34，开口34具有沿圆周的平坦部36。所述管道的尺寸被设计成允许足够的气流用于适当的燃烧。在特定的Yanmar内燃机的情况中，所述管道支持大约1200ft3/min的流动，这比内燃机所需要的燃烧空气的量超过大约50％。盖子38竖直移动以开启和闭合进气管组件，并且被三个联动的液压缸40驱动，每个液压缸安装在支架42上，致动器杆44穿过开口34中的孔，并且固定到Y形的盖子支架46。
通过配合件48，可以获得通过内燃机驱动轴的内燃机输出。在所示实施例中，船只的水面驱动装置为喷水推进驱动装置50的形式。因此，内燃机的输出轴通过配合件48联结到喷水系统的输入轴。设置现有技术中公知的密封件以保持防水连接。齿轮系组件(未示出)位于容器壳体内，从而将内燃机的输出速度范围与喷射驱动装置50的优选输入速度范围匹配。可替换的配合件和联结件可用于将输出轴连接到其它装置或者系统。
下面参考图5，用于内燃机14的燃料储存装置优选远离内燃机组件10设置并且设置在组件10的外部。可以设置一对柔性的燃料囊52，每个燃料囊具有燃料供送管路54和燃料返回管路56，每个管路在58处设置有阀门。所述两个燃料供送管路和燃料返回管路分别在T形配合件60、62处结合，并且然后通向内燃机组件10。主供送管路64可以设置有燃料滤清器和燃料/水分离器66。燃料供送管路和燃料返回管路还穿过主截留阀68。这些阀设置用于安全切断朝着内燃机的管路，并且还用于对于潜水操作将内燃机容器与燃料囊密封隔离。辅助阀门58用于燃料囊之间的燃料平衡，例如当加燃料时，以及安全储备(back-up)，并且对于潜水操作不必闭合。
燃料囊52还通过跨接(crossover)管路70连接。在由于不正确地设置截留阀而造成一个燃料囊充满的事件中，跨接管路允许燃料在燃料囊之间转移，并且还允许通过多用途的配合件72清除收集在燃料系统中的空气，这在潜水操作过程中是特别关键的。可以通过使用手动操作的泵(未示出)来清除所述空气。卸压阀同样设置在管路中，从而在系统的过压事件中提供压力释放。每个燃料囊可具有大约70加仑的容量，并且设置在船只的相反侧上。
当所述系统将用在航海环境中时，内燃机14优选为水冷的。未净化的(raw)水的进入管路74将水引导穿过船身底部76、穿过内燃机组件容器12、并且进入内燃机14上的冷却孔中。所述进入管路设置有球阀78和过滤器滤网(filter strainer)80。球阀可以设置在船员舱附近以允许关闭用于潜水操作。内燃机的废气/水混合歧管84同样向外开口穿过容器、穿过废气蝶形阀86，其中废气以及冷却水通过所述歧管84被排出。水/空气分离器可以设置在排出系统中，如现有技术中公知的。
优选作为内燃机14的Yanmar内燃机具有12伏的直流电力系统，该系统包括交流发电机从而在内燃机操作过程中提供12伏的输出。启动器电池可以设置在容器12内，内燃机和电池之间的电连接装置以及位于容器外部的船体中的其它电子部件通过现有技术中公知的防水连接器箱形成。以类似的方式，船只或者其它操作环境对于内燃机的控制要求可包括下列事项，即需要液压系统，通常通过液压泵注入(charge)。适合的液压泵和相关的外围设备，包括调节器、蓄压器、致动器等，也可以设置在内燃机容器内，其中液压管路通过使用现有技术中公知的适合的配合件而穿过容器。为了降低内燃机组件的声音特征，容器的内部表面可以利用适合的隔音材料82涂覆，例如Soundown公司制造的QuietProTM隔音材料。另外，内燃机安装件24可以提供隔震和隔声。可以使用TrelleborgIndustrial AVS的金属橡胶结合类型的浮式(float)安装件。
如上所述，本发明提供一种可密封的内燃机“轮机舱”系统，其能够安装在各种要求保护内燃机防止水的应用中。本领域普通技术人员认识到的此处具体描述的对本发明的修改、适用和变形落在本发明的范围内。
权利要求
1.可密封的内燃机容纳组件，包括防水容器；位于所述容器内的内燃机；进气孔，用于来自容器外部的空气通过，所述进气孔具有将所述进气孔与容器外部隔离的装置；和排出孔，用于使内燃机的废气通向容器外部，所述排出孔具有将所述排出孔与容器外部隔离的装置。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于还包括防水联结件，用于将驱动轴的输出传递到容器的外部。
3.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于至少一个阀可远程控制。
4.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括用于容器外部和内燃机之间的燃料的防水通道。
5.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括联结到容器内的内燃机的液压动力源、以及用于液压动力源和容器外部之间的液压管路的防水通道。
6.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于所述排出孔联结到内燃机的排气歧管。
7.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于所述排出孔的阀门设置在容器外部的排出孔上。
8.如权利要求2所述的组件，其特征在于还包括由所述驱动轴的输出驱动的喷水推进器。
9.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括用于进气孔盖的液压操作器。
10.如权利要求9所述的组件，其特征在于所述盖可沿着与所述进气孔的主轴线平行的直线轴线移动。
11.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括位于容器内部的空气循环风扇。
12.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括至少一个燃料囊以及燃料管路，所述燃料囊位于容器的外部，所述燃料管路从所述燃料囊穿过容器通向内燃机。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于所述燃料囊的数目是两个，并且位于船身的相反侧上。
14.如权利要求1或2所述的组件，其特征在于还包括位于容器内的可再充电的电能存储装置，所述内燃机具有联结到其处的发电装置。
全文摘要
一种可密封的内燃机容纳组件，为内燃机和辅助设备提供防水环境，因此在可密封容器中提供“轮机舱”。该容器包括进气孔和排出孔，所述进气孔用于来自容器外部的空气通过，排出孔用于将内燃机的废气排出到容器的外部。进气孔和排出孔都具有阀门，从而当内燃机不操作时将所述孔与容器外部隔离。可以设置防水联结件用于传递内燃机驱动轴的输出，并且可以设置防水联结件用于电子的、液压的和燃料管线。内燃机组件能用在开放式船身的潜水船只中，并且可以用在其它的这样的环境中，其中可能的水的进入会造成普通内燃机组件的劣化。
文档编号B63J99/00GK101044305SQ200580033915
公开日2007年9月26日 申请日期2005年10月7日 优先权日2004年10月7日
发明者罗伯特·迪格尔戈里奥 申请人:斯蒂德系统公司