燃料防溢设备的制作方法

专利名称：燃料防溢设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于减少或消除与燃料溢出相关的危害的设备。具体来说， 本发明涉及减少或消除与填充燃料储存容器一一其包括但不限于船舶燃料 箱一一相关的燃料泄漏。
背景技术：
众所周知，储箱用于保存各种各样的流体，举例而言，如油、汽油、 以及柴油。对储箱的正确填充是一个普遍关注的问题，因为对储箱的过量 填充可能造成泄漏、对储箱或填充设备的损坏、污染土地或地下水、或其 他严重的并可能是危险的后果。如果储箱的内容物易燃、有毒和/或对环境 有害，则对储箱内容物泄漏的关注更为敏感。
船舶一一包括但不限于游乐和小型商业渔船一一燃料箱的泄漏尤其令 人担忧。仅美国的航道，当前此类燃料泄漏的估计是每年超过六百万加仑。 在全球范围内，燃料泄漏量更是数倍于此。由此损失的燃料造成燃料资源 的浪费和环境污染，因此对于经济和生态环境而言是有害的。这个问题已
经导致美国国家环境保护局规定任何这样的燃料泄漏都会受到重罚。
船舶内部的燃料箱通常设置有排气口 ，从而使得当燃料经由燃料注入 管泵送入燃料箱时，蒸气和烟雾可以在压力下逸出。随着发动机消耗燃料， 空气通过此排气口抽进燃料箱，以填充被消耗燃料的空间。排气也是为适 应燃料受热时的膨胀所必须的。在燃料箱的填充过程中，当服务人员试图 把燃料箱填充到最大容量时， 一些燃料可能会通过排气口排入水中。事实 上，还知道灌油服务人员有意地将燃料箱填充到燃料从通风口流出，以此 来作为油箱是否完全加满的标志。燃料也可能在填充后从排气口流出。例如，当船舶因为波浪、风或其他原因而左右倾斜时，在填充到最大容量的 油箱中，燃料可能通过排气口流出。此外，在填充到最大容量的油箱中， 当周围环境温度随后上升而导致箱内燃料膨胀时，燃料也会通过排气口流 出。
使用自动切断燃料流的燃料分配管嘴可有助于避免或限制填充过程中 的燃料泄漏。典型的自动切断管嘴包括一带真空管的管口，真空管连通管 嘴柄附近的一个文丘里管。该真空管终止于管口出口端附近的一个压力感 应端口。文丘里管连接到一个膜，该膜与切断流经管嘴的燃料的机械设备 相耦联。在操作中，燃料在流出管口之前先流经文丘里管。燃料流经管口， 产生真空，且空气被抽进感应端口，穿过真空管进入文丘里管。因此在管 嘴内形成一气流平衡，且膜保持静止。当燃料填满油箱并封住感应端口时， 穿过真空管的气流被阻断，流经文丘里管的燃料在其中产生一个真空。形 成于文丘里管中的真空导致膜运动，从而引发机械设备运动，导致管嘴切 断。不幸的是，燃料自动切断不会在所有情况下于期望的时刻发生，比如 在对带有通气孔的船舶燃料箱进行填充时。
具体来说，在填充船舶燃料箱时，燃料填充管和排气管都通向大气压 并允许空气在燃料加注过程中自由地流入和流出。在填充过程中，燃料和 空气的混合紊流在燃料箱内的燃料表面上产生泡沫。泡沫覆盖燃料的表面， 并随燃料在燃料箱内的上升而上升到燃料填充管和排气管中。当泡沫通过 燃料填充管后退并抵达燃料管嘴的感应端口时，其在感应端口处的粘度不 足以在文丘里管内产生触发自动切断管嘴所需的真空。随着燃料继续ii/v
燃料箱，泡沫状的燃料—空气混合物进入并穿过燃料填充管和排气管中的
两者或其一而^周围环境，直到如下时刻感应端口处足够的液体燃料 在文丘里管内产生切断燃料流所需的压差。
可以看出，如果不人工地切断管嘴，现有的填充程序和设备不能减少 或消除燃料至少是通过燃料填充管、甚至可能通过排气管的溢出。此外， 如前所述，通过排气管的泄漏甚至可能会在启动自动切断后发生。例如， 如果燃料箱被填充到接近最大容量时，由于船舶倾斜或燃料膨胀，燃料可以通过排气管排出。
许多以前防止或减少溢出的办法依靠的是使用设计成捕获溢出燃料的 较大容量的贮存器。不曾认真尝试改进自动切断设备的功能，现有系统仍 然主务农赖操作者的注意。然而，贮存器的使用消耗了宝贵的船舶空间， 且不能解决使用自动切断管嘴时产生的与燃料-空气泡沫混合物相关的问 题。随着自动切断管嘴数量的持续增加，优选是有一种用于防止和减少燃 料泄漏的替代解决方案而不是使用大的贮存器。具体来说， 一种适合与自 动切断管嘴结合使用、用于减少或防止燃料泄漏的设备是有用的。
因此，有必要设计一种设备，其设置成在填充储箱的过程中和之后减 少或消除与船舶燃料箱相关的燃料泄漏。有利地，这个设备能和自动切断 燃料管嘴结合使用，并且不需要设置大的溢出贮存器。此外有利地，该设 备与现有的船舶燃料加注装置充分地兼容。

发明内容
本发明旨在提供一种设备，其设置成在填充储存箱过程中及之后减少 或消除船舶燃料箱相关的燃料泄漏。本发明还旨在提供这样的设备，其能 和自动切断燃料管嘴兼容使用，且不需要设置溢出贮存器。此外，本发明 旨在提供这样的设备，其能与现有的船舶燃料加注设备充分兼容。
这些和其他目标通过本发明的燃料防溢设备实现。该设备包括一防溢
室(OP),该防溢室设置在船舶燃料填充管处或附近连接到船舶甲板板上
以与之接合。该防溢室包括一个主填充空间，其大小容置一自动切断燃料 管嘴。该防溢室设置成包括一个渐缩的基部，该基部设置成与管嘴表面形 成一限流密封。该防溢室还包括一排气管接口，以在燃料箱和主填充空间 之间形成一流体管道。也就是说，该防溢室耦连到排气管以接收来自燃料 箱的蒸气、燃料、以及蒸气/燃料混合物，而不是把这些流体排到别处。这 种布置确保在燃料箱中上升的燃料和燃料-空气混合物首先进入主填充空 间。当足够量的燃料进入主填充空间时，燃料就会封住或限制气流通过管 嘴感应端口，导致自动地切断燃料进入燃料箱。防溢室的布置确保泡沫燃料被导入主填充空间，而不是排到周围环境。 此外，泡沫燃料在主填充空间内以液态形式积聚，直到足以覆盖感应端口。 因此，过度填充得以防止，且没有燃料溢出燃料填充管。
本发明的设备还包括一个可选的排气管延伸件。排气管延伸件设置成 在船舶排气管处或附近连接到油箱以与之接合。排气管延伸件以可拆卸的 方式连接到排气管，并延伸入燃料箱内一可选的距离。这个距离取决于燃 料箱内在储存的燃料上方所需留出的空间大小。这样就可以调整箱中留出 空间的大小，以允许燃料由于温度增加而膨胀。也就是说，排气管延伸件
设置成包括一燃料接口端口，该接口端口如此地定位当燃料或燃料-空 气泡沫混合物接触到接口端口时，燃料或泡沫混合物通过排气管进入防溢 室的主填充空间。有效地，当燃料或足够量的燃料-空气泡沫混合物^ 排气管延伸件时，燃料流就被自动切断。可基于期望的燃料膨胀特性、燃 料在箱内的晃动、两者的组合以及其它因素来选择该燃料接口端口的位置。
本发明的设备还包括一个可选的蒸发排放物过滤罐接口 。蒸发排放物 过滤罐设置成捕获来自船舶的 一个或多个位置一一 包括燃料箱 一一的燃料 蒸气。这些蒸气因箱内燃料的蒸发而持续地释放。目前，在那些带有蒸气 排放物过滤罐的系统中，来自于燃料箱内的蒸气通过排气管抵达过滤罐。 由于本发明是耦连到排气管的，因而防溢室包括一蒸气排放物过滤罐接口 ， 以用于那些带有蒸发排放物过滤罐的系统。该接口允许积聚在燃料箱内的 蒸气持续地通过排气管抵达蒸发排放物过滤罐，但是这些气体通过防溢室 从排气管抵达过滤罐。可以理解，这种过滤罐可能成为船舶上的必要系统。 防溢室设置成通过可选的蒸气排放物过滤罐接口与这些系统接合。
本发明的具有防溢室的燃料防溢设备设置成减少或消除与船舶燃料加 注相关的燃料溢出。该设备也可适合于非船舶应用，包括但不限于例如固 定油箱。防溢室捕获来自排气管的燃料和燃料-空气泡沫混合物，并使得 该燃料和/或泡沫混合物在燃料泄漏发生之前触发管嘴的自动切断。通过下 文的详细说明、附图及所附的权利要求，船只燃料防溢设备的这些和其它 优点将变得显而易见。


在说明书的总结部分特别地指出并明确地声明了本发明的主题。然而，
下文通过参照附图进行说明以更好地理解本发明，其中
图1是本发明的燃料防溢设备的侧向剖视图，示出本发明的燃料防溢
设备与燃料储存容器的填充管、排气管、以及蒸发排放物过滤罐连接。 图2是防溢(OP)室的侧视图。
图3是防溢室的侧向剖视图，其中燃料管嘴的管口位于防溢室内。
图4是排气管延伸件的侧视图。
图5是排气管延伸件的侧向剖视图。
具体实施例方式
图1示出本发明的燃料防溢设备10 。设备10包括一防溢(OP)室 12 。该防溢室12设置成用于在其中容置并可拆卸地保持一自动切断燃料 加注管嘴的管口 14。燃料加注管嘴可以是加油站处任何常规类型的管嘴， 但为了本发明的目的，作为管口 14的一部分、或者与管口 14相关地，其 必须包括一感应端口 16，感应端口 16设置成在其被燃料覆盖或基本覆盖 时触发燃料加注管嘴的自动切断装置。
防溢室12可设置成与包括燃料储存容器18的结构以可拆卸的方式连 接。例如，此类结构可以是船舶的甲板。防溢室12还设置成燃料加注管嘴 和燃料储存容器18之间通过燃料填充管20的接口 。此外，防溢室12耦 联到燃料储存容器18的排气管22，以接收来自燃料储存容器18内的多余 燃料、燃料-空气泡沫混合物和/或燃料蒸气。将把船舶燃料箱作为燃料储 存容器18来对本发明的燃料防溢设备10进行描述。然而应当理解，该设 备不限于船舶的燃料箱。
如图2、图3所示，防溢室12包括一结构连接部分22、主体24、填 充管接口部分26、以及排气管接口部分28。结构连接部分22设计成以可 拆卸方式将防溢室12结合到与燃料储存容器18相关的有关结构一一例如
10船舶的曱板板。如图中所示，结构连接部分22可设有螺紋，以与带螺紋的 曱板板端口的相应螺紋兼容连接。结构连接部分22的一种可选形式是设计 成与所述包括燃料储存容器18的结构的期望容置装置兼容。可选地，如果 需要的话，结构连接部分22可设计成直接连接到燃料储藏容器18。
防溢室12的结构连接部分22还包括一个凸缘面30。凸缘面30包括 一个管嘴端口 32和一个或多个排气口 34 。管嘴端口 32的大小设计成容 置燃料管嘴的管口 14，并优选地居中设置在防溢室12的纵向轴线上。可 选地，它也可相对于防溢室12偏心设置。管嘴端口 32可以是结构连接部 分22上的一个简单开口，或者可包括一个延伸到主体24内的管口稳定凸 缘35，以提供对管口 12的支撑以稳定管口 12在主体24内的位置。 一个 或多个排气口 34设计成允许燃料及燃料-空气混合物烟雾离开防溢室的 主体24。如果船舶或其它系统包括有蒸发排放物过滤罐，则排气口 34是 可选的。在该情形中，可能不需要排气口 34。相反地，蒸发排放物过滤罐 接口可以是防溢室12的一部分，以允许来自排气管22的燃料蒸气穿过防 溢室12到达蒸发排放物过滤罐，如同这里所描述的。管嘴端口32和管口 稳定凸缘35优选地设置成使管口 14对中或基本对中于防溢室12内。此设 置有助于建立管口 14的燃料加注端口和将在下文描述的防溢室12的管口 接口之间的接触。应当注意，为了形成使管口 14在防溢室12内对中的装 置，也可以采用其他结构配置，并且本发明不限于这里在图2、图3中所 描述的管嘴端口 32和管口稳定凸缘35的特定配置。
防溢室12的主体24包括一个用于在其中容置和以可拆卸方式保持燃 料管嘴的管口 14的主填充空间36。主体24优选地设置成圆筒形状并朝渐 缩部分38渐缩。该渐缩部分38包括有填充管接口部分26，并且其内径设 计为与填充管接口部分26相适应，从而紧密地配合在填充管20内。可选 地，主体24可设计为直圆筒形或者多边形，包括一个适于容置来自排气管 22的燃料和燃料-空气混合物的内部填充空间，只要保持与填充管20的 紧密配合即可。
在填充管接口部分26处，该渐缩部分38还包括一个环形结构，其中
ii该环形在管口接口 40处的内径设计为与管口 14的出口端口 15形成一个流 动限制配合。该流动限制配合的限制能力必须足以减少或消除燃料从填充 管20流入填充空间36，但一部分由燃料排出的空气可以通过感应端口。 主体24的管口接口 40的这种布置确保了进入填充空间36的燃料基本上只 能通过排气管22来自燃料储存容器18。限流构造的设置确保进入排气管 22的燃料和/或燃料-空气泡沫混合物单独地确定何时切断管嘴。
如上所迷，主填充空间36还设置用于在其中容置来自排气管22的燃 料和/或燃料-空气泡沫混合物。防溢室12的排气管接口部分28包括一带 有排气接管44的入口结构42。排气接管44设置成与排气管22形成一紧 密连接。入口结构42可以是任何适于与主体24以可拆卸方式相连接的设 备。例如，入口结构42可以是一短管或其他形式的接口导管，其设置成 包括排气接管44并允许流体从排气管22通往主填充空间36 。
设置用于接收来自燃料储存容器18的燃料和/或燃料_空气混合物的 排气管22以及用来排气管接口部分28的组合构成一个从燃料储存容器18 到防溢室12的主填充空间36的流体通道。优选地，这是燃料和/或燃料-空气混合物离开燃料储存容器18的唯一通道。当燃料储存容器18内的燃 料达到预定的高度，首先是燃料-空气的混合物、然后基本上全部是燃料 通过排气管22和入口结构42进入主填充空间36。主体24的渐缩部分38 的设计和其中管口 14的感应端口 16的位置确保仅需要相对少量的燃料和/ 或燃料-空气混合物iiA主填充空间36就能填满感应端口 16并导致自动 管嘴切断。
如前所迷，可选地，防溢室12还包括一蒸发排放物过滤罐接口部分 50。对于那些例如船舶所需要的包括蒸发排放物过滤罐以捕获燃料烟雾、 发动机烟雾等的系统而言，防溢室12优选地包括蒸发排放物过滤罐接口部 分50。该蒸发排放物过滤罐接口部分50设置用于在排气管22和如图1所 示的蒸发排放物过滤罐51之间提供一个流体通道。该蒸发排放物过滤罐接 口部分50包括一带过滤罐接管54的出口结构52。该过滤罐接管54设置 成与过滤罐导管一一例如过滤罐管56——形成紧密的连接。该出口结构52可以是任何适于以可拆卸方式连接到主体24的类型。例如，出口结构52 可以是一包括过滤罐接管54的短管或其他形式的接口导管，并允许流体从 主填充空间36通往蒸发排放物过滤罐。
参考图1和图4 -图5，可选地，本发明的燃料防溢设备10可进一步 包括一排气管延伸件60 。排气管延伸件60设置成用于以可拆卸方式在排 气管22处或其附近连接到燃料储存容器18。排气管延伸件起到燃料储存 容器18内部与排气管22之间的流体通道的作用。该排气管延伸件60包括 一构造成延伸贯穿燃料储存容器18的排气管端口 64的本体62，否则排气 管22将直接连接到排气管端口 64。该排气管延伸件60还包括用于以可拆 卸方式连接到燃料储存容器18顶壁66的装置。可拆卸的连接装置可以是 连接凸缘68，其通过螺紋、螺栓或其它方式可拆卸地固定在顶壁66上。
优选地，排气管延伸件60构造有一选定的长度，并包括一本体62腿 部70,该腿部延伸入燃料储存容器18内一选定的距离。腿部延伸入燃料 储存容器18内的距离可根据所期望的燃料储存容器18内的最大燃料高度 而定。例如，腿部70的长度可设置成在顶壁66内表面和燃料表面高度之 间形成一个2英寸至10英寸左右的空间。空间大小的选择取决于预期的燃 料膨胀和晃动考虑。本体62还包括第二腿部72，其设置成用于在排气管 端部74处形成与排气管22的紧密配合、可释放的连接。该第二腿部72 的外径优选小于排气管端部74的内径。
本发明的燃料防溢设备10提供了一种减少或消除燃料从燃料箱一_ 包括船舶燃料箱一一溢出的有效手段。该燃料防溢设备10的主要組成部分 是防溢室12，防溢室设置成固定自动切断管嘴的管口 14并从排气管22接 收来自燃料储存容器18的燃料和/或燃料-空气混合物。该防溢室12还设 置成确保来自排气管22的流体流入防溢室而接触管口 14的感应端口 16、 从而触发管嘴的自动切断。
本领域内的技术人员可意识到本文所述的燃料防溢设备10的构件可
由一系列适合的材料制成，这些材料包括一种或多种金属材料、 一种或多 种粘弹性材料、 一种或多种复合材料，或这些材料的组合。例如，防溢室12可由例如不锈钢的金属制成，并且本文所迷的管可由例如氯丁橡胶的粘 弹性材料制成。然而，本发明并不限于所列出的材料。
虽然已经描述了本发明的一些具体实施方式
，但是对于本领域内的技 术人员而言，显而易见的，可对本发明作出各种修改而不会偏离由所附权 利要求限定的原理和范围。
权利要求
1. 一种燃料防溢设备，其与具有填充管和排气管的燃料储存容器、以及具有管口的自动切断燃料管嘴结合使用，所述管口带有感应端口和出口端口，所述燃料防溢设备包括防溢室，所述防溢室包括a. 主填充空间，其构造成在其中以可拆卸的方式容置所述自动切断燃料管嘴；b. 填充管接口部分，其构造成以可释放的方式连接至所述填充管；c. 排气管接口部分，其构造成以可释放的方式连接至所述排气管；其中所述填充管接口部分设置成在所述防溢室与管嘴的出口端口之间形成一流动接口，所述排气管接口部分设置成在所述燃料储存容器和主填充空间之间通过排气管形成一流体通道，并且所述主填充空间设置成从所述排气管接收足够的流体以将所述感应端口覆盖至足以触发所述管嘴的自动切断的程度。
2. 如权利要求l所述的燃料防溢设备，其中所述填充管接口部分形成 所述防溢室的渐缩部分的一部分。
3. 如权利要求2所述的燃料防溢设备，其中所述渐缩部分包括一管口 接口 ，所述管口接口设置成在渐缩部分的内部与管嘴的出口端口之间形成 所述流动接口 。
4. 如权利要求3所述的燃料防溢设备，其中所述渐缩部分的内部大致 呈圆筒形。
5. 如权利要求l所述的燃料防溢设备，其中所述防溢室包括有主体， 所述主体设置成在其中包括有主填充空间，并且其中所述主体包括使所述管嘴的管口在主填充空间内对中的装置。
6. 如权利要求5所述的燃料防溢设备，其中所述使管嘴的管口在主填 充空间内对中的装置为管口稳定凸缘。
7. 如权利要求1所述的燃料防溢设备，还包括将所述排气管连接到燃 料储存容器的排气管延伸件。
8. 如权利要求7所述的燃料防溢设备，其中所述排气管延伸件包括腿 部，所述腿部设置成延伸入所述燃料储存容器内一可选的距离，从而在所 述燃料储藏容器的内顶壁与燃料储存容器中的燃料的最大填充高度之间形 成一空隙。
9. 如权利要求1所述的燃料防溢设备，还包括蒸发排放物过滤罐接口 部分，用于在排气管与蒸发排放物过滤罐之间通过防溢室形成一流体通道。
10. —种燃料防溢设备，其与具有填充管和排气管的燃料储存容器、 以及具有管口的自动切断燃料管嘴结合使用，所述管口带有感应端口和出 口端口，所述燃料防溢设备包括a.防溢室，所述防溢室包括i. 主填充空间，其构造成在其中以可拆卸的方式容置所述自动切断 燃料管嘴；ii. 填充管接口部分，其构造成以可释放的方式连接至所述填充管;以及m.排气管接口部分，其构造成以可释放的方式连接至所述排气管；其中所述填充管接口部分设置成在所述防溢室与管嘴的出口端口之间 形成一流动限制接口 ，所述排气管接口部分设置成在所述燃料储存容器和 主填充空间之间通过排气管形成一流体通道，并且所述主填充空间设置成从所述排气管接收足够的流体以将所述感应端口覆盖至足以触发所述管嘴的自动切断的程度；以及b.排气管延伸件，其用于将所述排气管以可释放的方式连接到燃料储 存容器。
11. 如权利要求10所述的燃料防溢设备，其中所述填充管接口部分形成所述防溢室的渐缩部分的一部分。
12. 如权利要求11所述的燃料防溢设备，其中所述渐缩部分包括一管 口接口 ，所述管口接口设置成在渐缩部分的内部与管嘴的出口端口之间形 成所述流动限制接口。
13. 如权利要求12所述的燃料防溢设备，其中所述渐缩部分的内部大 致呈圆筒形。
14. 如权利要求10所述的燃料防溢设备，其中所述防溢室包括有主体， 所述主体设置成在其中包括有主填充空间，并且其中所述主体包括使所述 管嘴的管口稳定于主填充空间内的管口稳定凸缘。
15. 如权利要求14所述的燃料防溢设备，其中所述管口稳定凸缘设置 成使所述管口在主填充空间内对中。
16. 如权利要求11所述的燃料防溢设备，其中排气管延伸件包括腿部， 所述腿部设置成延伸入所述燃料储存容器内 一可选的距离，从而在所述燃 料储藏容器的内顶壁与燃料储存容器中的燃料的最大填充高度之间形成一空隙。
17. 如权利要求11所述的燃料防溢设备，还包括蒸发排放物过滤罐接口部分，用于在排气管与蒸发排放物过滤罐之间通过防溢室形成一流体通 道。
全文摘要
一种燃料防溢设备，其用于减少或消除在填充燃料储存容器过程中的燃料泄漏。该设备还可以减少或消除填充后的某些类型的燃料泄漏问题。该设备包括一用于在其中容置来自燃料储存容器排气管的流体的防溢室。该防溢室还包括一空间，用于在其中以可拆卸的方式容置并保持自动切断燃料管嘴的管口，该管口包括一感应端口。在防溢室的内部与管口的出口端口之间形成一流动限制接口。从排气管接收到防溢室内的流体填充所述空间，直至将感应端口覆盖至足以触发管嘴的自动切断的程度。该设备还可选地包括一排气管延伸件，以帮助调节容器内的触发管嘴切断的燃料高度。
文档编号B65B1/04GK101472800SQ200780023143
公开日2009年7月1日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年6月20日
发明者M·彼得森, S·埃尔格曼, S·斯卡克斯, W·道 申请人:缅因大学