带有燃料室的能量产生模块的制作方法

专利名称：带有燃料室的能量产生模块的制作方法
带有燃料室的能量产生模块
背景技术：
传统发电系统通常用来在用电受到限制的边远地区产生电力或在断电期间为市
区提供后备电源。更尤其是，这样的传统系统典型的是利用柴油机产生所需的电力，所述电 力既可用于主要(主源)能量，又可用于备用(冗余源)能量。发电系统通常用于工业、施 工、采矿、油气勘探及其他商业应用。例如，对于工业应用，这些系统可用于支撑工厂的主要
电力和/或备用电力；对于施工、采矿和油气勘探来说，如果这些活动所处的位置经常很偏 远，并且远离市政电力网，那么这些系统可用来为设备的运行产生主要动力；以及对于商业 应用来说，这些系统可为电力系统提供备用电力，如果市政电力网由于暴风雨、自然灾害、 破坏等原因临时失去动力。 发电系统一般会产生明显的噪音，成本很高，并且可以从一个位置运输到另一个 位置。同样，发电系统通常被封闭起来，以便减少逸出到外面周围环境中的噪音量，保护发 动机及其他部件免于失窃和免受环境状况的影响，以及便于运输。用于发电系统的通用封 装件是标准船运集装箱，例如ISO(国际标准化组织)船运集装箱。发电系统封闭在这样的 集装箱内，使得发电系统能够容易地、快速地部署到各个位置的工作现场。发电系统的另一 种通用封装件是方便载运式(drop-over)封装件，可以设计成各式各样的尺寸和构造。方 便载运式(drop-over)封装件通常用于预定具有固定位置、例如商业楼顶上的发电系统。
根据特殊用户要求，这在很大程度上由联邦、州及当地法律规定，可能需要辅助设 备来操作和支持发电系统。该设备可以包括但不限于下列设备直流照明系统、电气控制例 如开关装置或电压转换板、消声器、灭火系统、人员门、燃料柜、用于通风的天窗、以及排气 系统。由于发电系统临近建筑物、设备等，封装件的轨迹常常受到限制，发电系统的设计者 会设法使发电系统的内部件包括发动机的尺寸最小化，从而使得封装件的整体轨迹最小。 作为选择，当使用标准船运集装箱时，外部尺寸是固定的。所以，所有需要部件的大小必须 设计成装配在集装箱内部。 使用液体燃料、例如石油基燃料的发电系统可能会存在企图使所需部件的尺寸最 小化的问题。燃料柜不但必须满足所有的联邦、州及当地法律，还必须在封装件的可用空间 内部实现发动机的燃料供给要求。所以，与使发电模块及其部件的尺寸最小化的要求相比， 还存在使燃料柜的尺寸最大化以便减小满足发电系统所需的高成本再加燃料频率的要求。
进一步，传统燃料柜设计成嵌入式的圆柱形形状、正方形形状和长方形形状，作为 独立部件经由管道和软管连接到发动机上。假如使用最常见的尺寸和形状的已有液体燃料 发动机，设计者通常必须将燃料柜安装在鼻端(前部)、尾部(后面)或发动机下方。如果 燃料柜要满足燃料容器的保险商实验室(Underwriters Laboratories)标准，则燃料柜必 须是双壁的，这样如果外壁被剌穿，没有受到危及的内壁能够防止燃料泄漏。同时，传统燃 料柜可以在发电系统内部，尤其是在工作区域建立粗糙表面。例如，如果燃料柜位于发动机 下面，其外壁可能会有脱扣(trip)危险和/或形成不平的地板表面或壁表面，使得设计者 更难以优化发电系统内部的空间。

发明内容
本发明的实施例概括来说涉及能量产生模块。更尤其是，实施例概括来说涉及的 能量产生模块包括封装件、能量产生装置和燃料室，其中封装件的外壁和内壁协作形成燃 料室，使得燃料室配置在封装件外壁与封装件外壁之间。 依照一个实施例，一种能量产生模块，其包括封装件、能量产生装置、燃料室和一 个或多个可密封的口 。燃料室包括第一级容纳柜和第二级容纳柜，第一级容纳柜容装在第 二级容纳柜中，第一级容纳柜和第二级容纳柜由一个或多个孔隙空间分隔开。燃料室的第 一级容纳柜包括一个或多个构造成容纳燃料的隔室(cell)。封装件包括多个封装件外壁和 多个封装件内壁。封装件外壁和封装件内壁协作形成燃料室的第二级容纳柜，使得第一级 容纳柜配置在封装件外壁和封装件内壁之间。可密封的口容许燃料通过封装件外壁和第一 级容纳柜，用于将燃料引入第一级容纳柜的隔室中或从其中取出。能量产生装置由封装件 的封装件内壁密闭，与第一级容纳柜隔室流体连通，并构造成利用从隔室接收的燃料产生 能量输出。 依照另一个实施例，一种发电模块，其包括封装件、发电装置、燃料室、一个或多个 可密封的口、一个或多个燃料传感器和一个或多个燃料输送装置。燃料室包括第一级容纳 柜和第二级容纳柜，第一级容纳柜容装在第二级容纳柜中，第一级容纳柜和第二级容纳柜 由一个或多个孔隙空间分隔开。封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁。封装件外 壁和封装件内壁协作形成燃料室的第二级容纳柜，使得第一级容纳柜配置在封装件外壁和 封装件内壁之间。燃料室的第一级容纳柜包括一个或多个构造成用于容纳燃料的隔室。孔 隙空间构造成收集从第一级容纳柜的隔室泄漏到孔隙空间中的燃料。燃料传感器设置在孔 隙空间中以及第一级容纳柜的一个或多个隔室中，以检测隔室中存在的燃料以及从隔室泄 漏到孔隙空间中的燃料。可封闭的口容许燃料通过封装件外壁和第一级容纳柜，用于将燃 料引入第一级容纳柜的隔室中或从其中取出。燃料输送装置构造成将燃料从第一级容纳柜 的隔室输送到发电装置。发电装置由封装件内壁封装，并构造成利用从隔室接收的燃料产 生电力。 依照又一个实施例，一种发电模块，其包括封装件、发电装置和一个或多个可密封 的口 。封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁，所述多个封装件外壁和多个封装件 内壁协作形成在封装件外壁和封装件内壁之间配置的燃料室。燃料室包括构造成用于容纳 燃料的一个或多个隔室。可密封的口容许燃料通过封装件外壁，用于将燃料引入燃料室的 隔室中或从其中取出。发电装置由封装件内壁封装，与燃料室隔室流体连通，并构造成利用 从隔室接收的燃料产生电力。


结合阅读下列视图，可以更好地理解下面具体实施例的详细描述，其中同样的结 构用同样的数字标记，以及其中 图1示出了依照一个实施例的发电模块的透视图，其带有在发电模块的一端露出 的挡板； 图2示出了依照一个实施例的发电模块的透视图，其露出了发电模块的内部；
图3示出了依照一个实施例的发电模块的横截面端视图；禾口
图4示出了依照一个实施例的发电模块的部分横截面透视图。
具体实施例方式
视图中所阐述的实施例本质上是示例性的，不作为对由权利要求所限定的实施例 的限制。此外，参考详细说明，视图和实施例的各个方面都将变得更加完全明显和明白。
本发明的实施例概括来说涉及能量产生模块。这些能量产生模块包括封装件、能 量产生装置和燃料室。能量产生装置可以利用容纳于燃料室中的燃料产生能量输出。例如， 但不限于，能量产生装置可以是产生电力输出的发电机引擎；产生热量和/或热空气输出 的锅炉；产生冷空气输出的激冷设备；产生增压空气输出的空气压縮机，或者可以是构造 成产生或其他方式生成能量输出的任何其他能量产生装置。仅仅为了简化对本发明各种实 施例的描述，在此提供的揭示主要涉及的能量产生模块为发电模块，其包括构造成利用从 其燃料室接收到的燃料产生电力的发电装置。同样，在此提供的揭示不局限于发电模块，其 可以应用于在此所述的任何能量产生模块。进一步，在此所使用的术语〃 模块〃 表示任何 构造的封装件，无论是可运输的还是固定于某一位置的，其能够密闭能量产生装置以生成 能量输出，用于任何种类的用途或用途组合。 首先参见图l-4，一种发电模块IO，其基本上包括发电装置12、封装件14、一个或 多个可密封的口 20和燃料室22/38。发电装置12通常为构造成产生电力的燃料驱动发动 机，但并不是必须的。发电装置12可以是例如涡轮发动机、往复式发动机、电驱动/汽油 (或其他混合)驱动发动机、可以用来将发动机产生的热量引导至附近的设施以用于生产 用途的热电组合式发动机(CHP)、氢燃料电池发动机、太阳能发动机或风驱动发动机。实际 上，发电模块10可以包括发电装置12的任意的一个或多个组合，以增强发电模块10的灵 活性和/或能量产生。对于示例性的风驱动发动机的实施例，例如，风力涡轮机可以安装到 封装件14上，在运输过程中或者在发电模块12静止时用于产生电力。对于示例性的太阳 能发动机，例如太阳电池板可以设置在封装件14的顶部或侧面而产生电力。发电模块10 可以包括蓄电池或其他充电-存储装置，这样，由发电装置12产生的电力可以在延迟一段 时间放电。发电装置12由发电模块10的封装件14封装，通常仅仅是被授权人员才可以进 入。 封装件14可以是具有顶部、地板、一对侧壁以及一对端壁的结构，当连接时，其提 供能够封装发电装置12及各种其他与产生电力有关的部件和充当人员工作区的如同腔一 样的内部。同样，封装件14可以是例如ISO集装箱、方便载运式封装件、铁路货运汽车或任 何其他构造成执行在此所述的目的的封装件或容器。封装件14可以由任意种类的不同材 料构造，例如但不限于玻璃纤维、铝、不锈钢、碳钢或FRP(玻璃纤维增强塑料)。虽然封装 件14通常可以由碳钢构造而成，但是，可以使用本领域中适于执行在此所述的任务的任何 替代材料。进一步，封装件14可以直接附着到底盘系统上，以便于发电模块IO在道路或导 轨上的运输。 如图2-4所示，发电模块10的封装件14基本上包括多个封装件外壁16和多个封 装件内壁18，封装件外壁16限定发电模块10的外部，封装件内壁18限定发电模块10的内 部。这些封装件内壁18和外壁16分别限定了发电模块10的封装件14的外部顶部、地板、 侧壁和端壁以及内部顶部、地板、侧壁和端壁。虽然封装件外壁16、内壁18通常是线性的，但是可以考虑这些壁16、18中的一个或多个壁是弯曲的。从而，发电模块10的内部、发电 模块10的外部或两者都可以采取圆形或半圆形或其他弯曲形状。弯曲壁可以提高封装件 14减少从发电装置12发出而从封装件14逸出到周围外界环境的噪音的能力。进一步，弯 曲壁可以包括一个或多个基本上引导噪音通过特别设计的口的通道，以最小化传播到外部 环境的噪音量。外壁16和内壁18无论是线性的还是弯曲的，亦或者是它们的组合，都协作 形成发电模块10的燃料室22/38的至少一部分。 发电模块10的燃料室22/38构造成配置在封装件14的外壁16和内壁18之间的 壁内气密密封式燃料室。更尤其是，燃料室22/38可以利用发电模块10的封装件14的已 有外壁和内壁16、18(顶部、地板、侧壁和端壁)作为燃料室22/38 (无论是双壁燃料室22 还是单壁燃料室38)的一个或多个壁，正如在此更加详细地描述的那样。还可以构思燃料 室的另外的实施例，其中燃料室可配置成任何多壁结构，可以是双壁、三壁或其他构造，其 包括多个容纳柜。 与具有暴露在封装件的内部工作区中的正交连接的传统发电系统燃料柜相比，对 封装件外壁16和内壁18设立多用途角色给燃料室22/38和发电模块10的设计带来更 大的灵活性；减少了建造燃料室22/38所需的材料和人工；由于暴露于噪音源(即发电装 置12等等)的封装件外壁空间较小而提供了额外的噪音衰减；消除了脱扣危险。对于传 统燃料柜来说，是将材料例如碳钢对齐焊接在一起来实现要求大小和形状的燃料柜。对于 传统双壁燃料柜，另一个外壁在内部燃料柜周围焊接在一起。这增加了构造传统燃料柜时 所需的人工成本和材料数量。本实施例的燃料室22/38利用封装件14的已有外壁16和内 壁18 (顶部、地板、侧壁和/或端壁)形成燃料室22/38，从而减少施工花费的时间、材料和 人工量。而且，发电模块10的本实施例的构造带有基本上环绕模块10内部的壁内燃料室 22/38及容纳其中的燃料和储存在其中的发电装置12，这种构造可以对发电装置12产生的 噪音提供明显的噪音衰减。所以，不需要像现有技术中通常的那样在发电系统外部和/或 发电装置外部周围设置挡板和/或其他隔音材料，从而节约施工花费的额外的时间、材料、 人工和资金。 进一步，双壁燃料室22以及单壁燃料室38实施例都潜在地能够提供更大的立方 空间用于燃料容纳，与传统发电系统燃料柜相比，沿封装件14的全部六个壁的平方英尺数 量可以提供更大的燃料容量。所以，取决于燃料消耗速率，与传统发电系统燃料柜相比，发 电模块10产生电力的运行时间显著增加，燃料罐车向发电模块10再添加燃料所需的再加 燃料行程和人力更少。 如图3和4所示，发电模块10的燃料室22可包括容纳在第二级容纳柜26之内的 第一级容纳柜24。这在此可以被称为双壁燃料室22。第一级容纳柜24可以包括构造成容 纳燃料的一个或多个隔室28。封装件外壁16和封装件内壁18协作形成燃料室22的第二 级容纳柜26。所以，第一级容纳柜24配置在发电模块10的外部与内部之间，或者，更具体 地说，在封装件14的封装件外壁和内壁16、 18之间。根据待容纳在其中的燃料量，确定第 一级容纳柜和第二级容纳柜24、26的厚度。 作为选择，如图2所示，与上述包括容纳在第二级容纳柜26之内的第一级容纳柜 24的燃料室22相对比，发电模块10的燃料室38可以是通过封装件内壁和外壁16、 18的协 作形成的单壁燃料室38。更尤其是，在如图2所示的示例性实施例中，封装件外壁和内壁16、18协作形成单壁燃料室38。由此，单壁燃料室38配置在发电模块10的封装件外壁和 内壁16、18之间。与双壁燃料室22类似，单壁燃料室38还可以包括一个或多个构造成容 纳燃料的隔室。 对于双壁燃料室22，第一级容纳柜和第二级容纳柜24、26可以由一个或多个孔隙 空间32分隔开。第一级容纳柜和第二级容纳柜24、26之间的孔隙空间32的宽度可以根据 规例或行业标准确定。虽然第一级容纳柜24可以通过气密密封基本上阻止燃料由此泄漏， 可能会由于发电模块10的制造缺陷、与外物碰撞或被外物剌穿危害封装件外壁和内壁16、 18或者其他原因而出现泄漏。同样，孔隙空间32可构造成收集从第一级容纳柜24泄漏的 燃料。还可以考虑可以气密密封第二级容纳柜26以便基本上阻止燃料从孔隙空间32穿过 封装件外壁和/或内壁16、18泄漏。 另外，一个或多个孔隙空间32可以至少部分地充填混凝土、隔离层或其他物质， 以进一步衰减发电装置12发出的噪音和限制外物剌穿第一级容纳柜和第二级容纳柜24、 26。这种隔离物质可进一步以容许燃料流过的方式配置或设置在孔隙空间32内部，从而不 妨碍发电模块IO适当检测燃料，正如下面将要更加详细地描述的那样。进一步，孔隙空间 32的尺寸可由撑条(brace)保持，所述撑条可垂直地焊接到第一级容纳柜和第二级容纳柜 24、26的壁(即封装件外壁16和内壁18)上。该撑条可以构造成支撑这些壁，并在第一级 容纳柜14存在泄漏的情况下允许燃料流过。 如图3所示，发电模块10可以包括位于孔隙空间32中的一个或多个燃料传感器 34，以检测由于第一级容纳柜24的泄漏而引起的燃料在孔隙空间32中的存在。孔隙空间 通常构造成将其中收集的燃料引导至燃料传感器的位置用以检测。并且，发电模块10可以 包括位于第一级容纳柜24的隔室28中或位于单壁燃料室38的隔室中的一个或多个燃料 传感器，用以检测其中所容纳的燃料水平以及通知发电模块10的操作者需要再加燃料。
第一级容纳柜24内的隔室28和单壁燃料室38内的隔室可以构造成以累积的方 式或独立地容纳任何所需数量的燃料。在一个示例性实施例中，在具有带有大约150%容积 的双壁燃料室22的20英尺标准IS0集装箱中，第一级容纳柜24中的隔室28构造成累积容 纳大约1500加仑的燃料，而20英尺标准ISO集装箱中的传统燃料柜通常只容纳大约750加 仑，因而与本示例性实施例相比，只能提供发电装置运行时间的大约50%。进一步，在另一 个示例性实施例中，在具有带有大约150%容积的双壁燃料室22的40英尺标准IS0集装箱 中，隔室28构造成累积容纳大约3000加仑的燃料，而同样大小的集装箱中的传统燃料柜通 常只容纳大约1500加仑。另外，对于另外示例性实施例的提供大约200%容积的双壁燃料 室22，隔室28可以构造成在20英尺标准ISO集装箱中累积容纳大约1100加仑的燃料或者 在40英尺标准ISO集装箱中容纳大约2200加仑的燃料。相反，传统燃料柜在20英尺和40 英尺标准ISO集装箱中通常分别只能容纳大约550加仑和1100加仑的燃料。所以，这些实 施例的双壁燃料室22可以提供传统燃料柜通常可得到的燃料储存量的200%。可以预测， 在此所述的这些实施例的单壁燃料室38甚至可以提供传统燃料柜通常可得到的燃料储存 量的200%还多，而传统燃料柜的燃料储存量的限制因素是它们各自的高度，当燃料柜被限 制在封装件的内部空间之内时，它们的高度受到封装件内的内部工作区高度的限制。
另外，如上所述，不但可以气密密封第一级容纳柜24和单壁燃料室38，而且也可 以分别气密密封第一级容纳柜24和单壁燃料室38各自的隔室，以便基本上阻止燃料在隔室之间泄漏以及从隔室泄漏到孔隙空间32或穿过封装件外壁16。作为选择，两个或更多 个隔室可以流体互连，使得燃料可以穿过互连的隔室流动。另外，一个发电模块10的燃料 室22/38的一个或多个隔室可以连接到另一个附近的发电模块10的燃料室22/38的一个 或多个隔室。所以，可以设置多个互连的发电模块10以产生比通过单个孤立的发电模块10 可得到的更多的累计电力输出。例如，但不限于，可以设置多个相邻的流体连通的发电模块 10，其都构造成能够通过燃料输送装置例如软管、管道、阀、夹具等等共用容纳在各自的燃 料室22/38中的燃料。进一步，可以考虑，为便于运输而支撑在底盘或轨道车上的发电模块 10可以连接到罐装卡车或罐装轨道车上，除容纳于燃料室22/38的燃料之外，所述罐装卡 车或罐装轨道车可容纳数千加仑的燃料。 进一步，隔室内部可由多个间隔地焊接或连续地焊接于隔室内部的挡板30支撑， 如图l-3所示。挡板30可以构造成保持隔室的预定尺寸。挡板30可以穿孔以便容许燃料 流过。进一步，挡板30可以构造和/或设置在隔室之内，以进一步衰减从发电装置12发出 的噪音。也可以在隔室内部设置声音隔离物质，例如但不限于混凝土、隔离层或其他物质， 以提供额外的噪音衰减益处，同时不会明显妨碍燃料在隔室内部的流动。
如上所述，发电模块10还包括一个或多个可密封的口 20。可密封的口 20可构造 成容许燃料通过封装件外壁16和第一级容纳柜24，用于将燃料引入第一级容纳柜24和单 壁燃料室38的隔室中或从其中抽出。可密封的口 20通常位于隔室中所容纳的燃料的最高 水平面上方，以便阻止燃料通过可密封的口 20泄漏到封装件14外面。但是，可以考虑，可 密封的口 20可位于发电模块10上的任何位置处。在可密封的口 20位于隔室中所容纳的 燃料的最高水平面下方的实施例中，可密封的口 20、燃料室22/38或者两者都可以构造成 防止或基本上防止燃料回流到可密封的口 20和/或穿过可密封的口 20回流，从而阻止燃 料通过可密封的口 20泄漏到封装件14外面。 为发电模块10设置多个可密封的口 20则可提供更大的再加燃料灵活性，如果到 可密封的口 20的通路被堵或收到其他妨碍，则可以减少再加燃料所需的时间。可以考虑， 在多个独立的隔室位于第一级容纳柜24或单壁燃料室38之内的情况下，可以为每个隔室 设置可密封的口20。所以，在这样的实施例中，各个隔室可以同时充加公用燃料或各种类型 的燃料，从而进一步减少给发电模块10再加燃料所需的时间。进一步，对于发电模块10的 再加燃料，可以考虑燃料可通过任何种类的燃料源传送和提供。例如，燃料可以由罐装拖车 或罐装轨道车提供，所述罐装拖车或罐装轨道车被运输到发电模块10的位置。举另一个例 子，发电模块10本身可以被运输到燃料站或静止的或固定不动的罐装车，发电模块10与之 耦合以接收燃料。 进一步，发电模块10可以包括一个或多个燃料输送装置26，用于将燃料从第一级 容纳柜24和单壁燃料室38的隔室输送至发电装置12。由此，封装在发电模块10内部的 发电装置12经由燃料输送装置36与隔室流体连通。发电装置12利用燃料输送装置36从 隔室接收的燃料产生电力。燃料输送装置36可以包括但不限于一个或多个管、软管、夹具、 阀、密封件和/或其他另外的或类似的装置。 另外，发电模块10可以包括正常通风口和紧急通风口。第一级容纳柜24和单壁燃 料室38的封装件外壁16通常具有位于它们各自的顶表面上的正常通风口和紧急通风口 ， 这些通风口用于自动解除内部的气体压力。第二集容纳柜26通常具有位于其顶表面的紧急通风口，用以解除第一级容纳柜和第二级容纳柜24、26内部经常由于外燃辐照或正常通 风口的堵塞而形成的超高压力。 进一步，根据本发明的实施例可以考虑可以将基本上不能渗透的涂层或其他材 料涂覆到燃料室或柜的一个或多个壁上，可免除双壁、孔隙空间和/或第二级柜的必要。更 尤其是，涂层可基本上防止抛射物或其他外物剌穿燃料室或柜的壁。该涂层如果涂覆到燃 料室或柜的壁上，可以消除对第二级容纳和其中设置的任何保护或隔离材料的需要。这进 一步减少了发电模块10的施工所需的材料、时间、人工和成本，容许燃料室扩大尺寸，以便 代替孔隙空间增加燃料储存。涂层可以液体的形式施加，其在燃料室或柜的壁周围干燥成 基本上不能渗透的材料。作为选择，涂层也可以是以不能渗透的状态在燃料室或柜的壁周 围附着或其他方式设置的材料，例如板层构造或封装构造。还可以考虑涂层有助于衰减发 电装置12产生的噪音。 由发电模块10使用并容纳于燃料室22/38的隔室中的燃料可以以压縮或非压縮 的状态容纳。另外，由发电模块10使用并容纳于燃料室22/38的隔室中的燃料不局限于任 何特定的燃料类型。优选地，燃料可以是但不限于任何石油基燃料，诸如汽油、丙烷、柴油、 喷射燃料、煤油或液化天然气、任何生物质燃料或氢。实际上，燃料室22/38的各个密封隔 室可以容纳不同类型的燃料。这不但容许能够发电，还可以为使用各种燃料类型的车辆再 加燃料。依照构造成容许用从发电模块10的燃料室22/38分配的燃料为车辆再加燃料的 实施例中，发电模块10可以包括一个或多个与燃料室22/38中的燃料流体连通的接受器， 所述接受器构造成应用于车辆，用以向车辆的燃料柜分配燃料。由此，发电装置12不但可 以为电力网或其他电力系统提供动力，还可以利用同一发电模块10的燃料室22/38中的燃 料为使用任何一种燃料类型的车辆再加燃料。另外，各种燃料类型的储存还能够使发电模 块10的发电装置12由任何种类的燃料类型中的一种或多种提供动力以产生电力。
对于包括发电装置12和燃料室22/38以及产生电力所必须的其他部件的发电模 块10来说，发电模块10自给自足，除了向燃料室22/38再充注产生和排放电力和/或燃料 所必须的燃料外，不依赖任何外部资源。所以，除了偶尔的临时维护、加燃料、电力网连接/ 断开和运输发电模块10职务之外，发电模块10可以无人员操作。发电模块10的其他操作 可通过发电模块10本身自己执行或远程控制和/或监测。对于为车辆再加燃料，依照一个 示例性实施例，车辆操作者可以沿发电模块的侧面停放他们的车辆，将发电模块10的接受 器耦合到他们的车辆上，然后从发电模块10的燃料柜向车辆分配燃料以便再加燃料。进一 步，发电模块10可以构造成，使得车辆操作者可以通过信用卡或其他支付业务办理燃料购 买，从而消除了人员到现场处理支付协议的必要。例如但不限于，车辆操作者可以在固定于 或联接于发电模块10的读卡机上刷信用卡而为燃料进行预支付，就像目前大多数加油站 所提供的那样。 如上所述，除发电装置12夕卜，发电模块IO通常还包括发电所必须的或有利于发 电的另外的部件。这些另外的部件可以包括但不限于交流发电机、蓄电池或其他充电存 储装置、直流电照明系统、诸如发动机开关装置或电压转换板的电动控制部件，噪音衰减部 件、灭火系统、人员门、燃料柜、通风天窗、风扇冷却系统和排气系统。这些零件的任意组合 可以认为是发电模块10。排气系统可以构造成包括对环境友好的清洁器，用以从发电模块 10的发电装置12产生的废气中去除或基本上去除有毒或有害物质，例如N0x。进一步，为
10了构造发电模块IO，发电装置12、交流发电机、电气控制部件、空气循环部件、排气系统及 其他部件可以在单独的设施中制造或者由单独的设施提供。经构造和适当地配置后，就可 以将发电装置12放置在发电模块10的内部。 进一步，发电模块10的封装件14可以构造成封装和支撑模块化箱(cage)。该模 块化箱可以构造成在发电模块IO在道路或导轨上运输的过程中稳定地支撑发电装置12， 也可能支撑位于封装件14内部的其他部件，例如但不限于，结合到发电装置12中的散热器 和交流发电机。更尤其是，发电装置12可以被支撑固定到所述模块化箱上，其组件放置在 封装件14内部。该模块化箱可以支撑发电装置12，这样，当模块化箱固定在封装件内部时， 发电装置12在运输期间可以在模块化箱的边界内部摇摆，以便随着发电模块10的运动自 动调平。仅举例来说，模块化箱在通过可调节的自动调平而保持稳定性时可以起到类似于 陀螺仪的作用。另外或作为替换，模块化箱可以包括位于封装件14内部的独立悬架，从而 为模块化箱和发电装置12提供自动调平性能。同样，模块化箱也可以保护发电装置12及 由模块化箱支撑的其他部件在运输期间免受损坏，可以基本上减少运输发电模块10的挂 车或轨道车的倾翻。模块化箱可设计成根据其尺寸而可靠地安装在封装件14内部。另外， 模块化箱可以设计成重复地快速插入封装件14的内部以及从其中拔出。例如，一条或多条 导轨可固定到封装件14内部的地板上，以接收容纳有发电装置12和电子控制的模块化箱， 并将其锁定在适当位置。模块化箱的这些特征使发电模块io及其部件的使用灵活性更大， 这些特征在封装件14和发电模块10内是可以互换的，采取〃 即插即用〃 构造。
如图1-4所示，发电模块10还可以包括通风天窗40、门道42以及用于进入封装在 内部的发电装置12的门44。更具体地说，封装件14的封装件外壁和内壁16、18的部分可 以包括多个可关闭的天窗40和用于供人员检修发电装置12的门道42。除天窗40之外，发 电模块10还可以包括风扇冷却系统，用以冷却发电装置12。天窗40和/或冷却系统可以 构造成从封装件14的顶部、端部或侧面抽吸空气。这样的构造可以保证存在足够的气流用 以支持和冷却发电装置12，有助于排气。进一步，这样的构造能够足够冷却封装件14的内 部工作区域，以容许人员进入。 进一步，虽然在此所述的室22/38被称为〃 燃料室〃 ，但是可以考虑，这些室可用 于除了容纳燃料之外的其他用途。实际上，这些室可以用来容纳任何流体、液体或气体。另 外，这些室可以提供从封装件14的内部和/或外部进入的空间，而在其中可储存各种各样 的货物和/或供给。同时，这些室可以容纳用于温度调节用途的绝热层和/或用于声音衰 减或减少用途的隔离层或其他材料。进一步，例如，可以考虑一些室可以容纳燃料，而同一 封装件14内的其他室可容纳隔离层、噪音减弱面板、供给、便于进入封装件的内部的梯子， 和/或可以在内部分割成不同的隔室，来容纳上述或其他货物中的一个或多个及其任意组 合。 可以考虑两个或更多个发电模块10可以并排或在相近位置定位，可以定位在相 邻拖车底盘上，混凝土场地或其他地表上，或者单个或多个轨道车上。在单个位置上设置 多个发电模块IO，能够在发电模块10由于再加燃料、维护或其他原因而导致不能操作时连 续地配置电力，以及同时配置电力，多个发电模块IO以独立的方式、不同组合的方式或累
积的方式配置电力。进一步，当发电模块io位于单个或多个轨道车上时，其可以并排或一
个在另一个顶上堆叠地定位，或两种方式都有，以便于运输模块10，以及利用多个发电模块
11IO提供更大或更多用途的电力输出。 进一步，可以考虑，发电模块10不但可以用于这里所述的工业、施工、采矿、油气 勘探和商业应用，而且同样可以用于海洋应用。更具体地说，发电模块io可以设置在船坞、 码头或其他水边位置，使得模块10可以向船、舟或其他水船舶供应电力，而为船舶的储能 装置充电或利用模块10的燃料室22/38内容纳的燃料为船舶再加燃料。另外，发电模块10 可以放置在水运船舶的甲板上，而为船舶提供主要或备用电力和/或为也位于船舶甲板上 的车辆提供燃料。 应该指出，在此所述的这些实施例的燃料室22/38没有企图改进已有的燃料容器 规则、标准或准则，例如保险商实验室(UnderwritersLaboratories Inc)标准(参见UL 142和2085)。进一步，可以考虑发电模块10和燃料室22/38可以根据UL标准142、2085 和/或任何其他的标准、规则或准则进行构造和制造。 应当指出，在此对实施例的部件以特定方式〃 构造〃 或以特定方式具体化特定性 能或功能进行的叙述是对照希望使用叙述所作的结构叙述。更具体地说，在此部件〃 构 造〃 的参考方式表示该部件的已有物理状态，同样将作为该部件的结构特征的明确叙述。
应当指出，在此使用的类似〃 基本上〃 和〃 典型地〃 的术语不用于对要求保护的 实施例的范围的限制，或者暗含着某些特征是紧要的、根本的或甚至是对所要求保护的实 施例的结构或功能至关重要的。而且，这些术语仅仅用于识别实施例的特定方面或强调可 以在特定实施例中使用或不使用的替代或附加特征。 应当指出，为了描述和限定这里的实施例，在此所使用的术语〃 基本上〃 和〃 大 约〃 表示内在不确定程度，其是任何定量比较、数值、测量或其他表达的结果。在此使用的 术语〃 基本上〃 和〃 大约〃 还表示定量表达不同于所述基准的程度，但不会导致所述主题 的基本功能的改变。 虽然已经参照具体实施例详细描述了本发明的实施例，但是，显而易见的是，在没 有脱离附带的权利要求书所限定的实施例的范围的情况下，任何修改和变化都是可能的。 更具体地说，虽然本发明的实施例的某些方面在此标识为优选或尤其优选，但是可以考虑 本发明的实施例不必局限于这些优选方面。
1权利要求
一种能量产生模块，其包括封装件、能量产生装置、燃料室和一个或多个可密封的口，其中燃料室包括第一级容纳柜和第二级容纳柜，第一级容纳柜容装在第二级容纳柜内，第一级和第二级容纳柜由一个或多个孔隙空间分隔开；燃料室的第一级容纳柜包括构造成容纳燃料的一个或多个隔室；封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁；所述多个封装件外壁和多个封装件内壁协作形成燃料室的第二级容纳柜，使得第一级容纳柜配置在封装件外壁与封装件内壁之间；所述可封闭的口容许燃料通过封装件外壁和第一级容纳柜，用于将燃料引入第一级容纳柜的隔室中或从其中取出；和，能量产生装置由封装件的封装件内壁封装，与第一级容纳柜的隔室流体连通，并构造成利用从隔室接收的燃料产生能量输出。
2. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，第一级容纳柜的隔室分别被气密密封，以 便基本上阻止燃料在隔室之间泄漏以及从隔室泄漏到孔隙空间。
3. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，第一级容纳柜的一个或更多个隔室可流 体互连，使得燃料可以穿过互连的隔室流动。
4. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，第一级容纳柜的隔室在内部由多个挡板 支撑，所述挡板构造成保持隔室的预定尺寸。
5. 如权利要求4所述的能量产生模块，其中，隔室内的挡板被穿孔以便容许燃料流过。
6. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，第二级容纳柜被气密密封，以便基本上阻 止燃料从孔隙空间穿过封装件外壁和内壁泄漏。
7. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，孔隙空间构造成收集从第一级容纳柜泄 漏的燃料。
8. 如权利要求7所述的能量产生模块，其中，能量产生模块还包括位于孔隙空间中的 一个或多个燃料传感器，用以检测孔隙空间中燃料的存在。
9. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，孔隙空间中的一个或多个至少部分地充 填混凝土 、隔离层或其他物质。
10. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，能量产生模块还包括位于第一级容纳柜 内的一个或多个隔室中的一个或多个燃料传感器，用以检测其中所容纳的燃料水平。
11. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，没有形成第二级容纳柜的封装件内壁和 外壁的部分包括多个可关闭的天窗和用于进入能量产生装置的门道。
12. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，封装件是国际标准化组织船运集装箱、 方便载运式封装件或轨道货运车。
13. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，可密封的口位于第一级容纳柜内的隔室 中所容纳的燃料的最高燃料水平上方。
14. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，能量产生模块还包括一个或多个燃料输 送装置，所述燃料输送装置构造成将燃料从第一级容纳柜内的隔室输送到能量产生装置。
15. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，能量产生模块还包括下列中的一个或多 个用于能量产生模块的外部、内部或外部和外部的照明系统，隔离层，电力系统和控制部件，空气循环系统，噪音衰减部件，灭火系统，人员门，引导废气从能量产生装置至能量产生模块的外部的排气系统，和支撑由封装件的封装件内壁封装的能量产生装置的模块化箱。
16. 如权利要求1所述的能量产生模块，其中，能量产生装置为构造成利用从隔室接收的燃料产生电力的发电装置。
17. —种发电模块，其包括封装件、发电装置、燃料室、一个或多个可密封的口、一个或多个燃料传感器和一个或多个燃料输送装置，其中燃料室包括第一级容纳柜和第二级容纳柜，所述第一级容纳柜容装在第二级容纳柜内，第一级和第二级容纳柜由一个或多个孔隙空间分隔开；封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁；所述多个封装件外壁和多个封装件内壁协作形成燃料室的第二级容纳柜，使得第一级容纳柜配置在封装件外壁与封装件内壁之间；燃料室的第一级容纳柜包括构造成用于容纳燃料的一个或多个隔室；孔隙空间构造成收集从第一级容纳柜的隔室泄漏到孔隙空间中的燃料；燃料传感器设置在孔隙空间中以及第一级容纳柜的一个或多个隔室中，以检测隔室中燃料的存在以及从隔室泄漏到孔隙空间中的燃料；可封闭的口容许燃料通过封装件外壁和第一级容纳柜，用于将燃料引入第一级容纳柜的隔室中或从其中取出；燃料输送装置构造成将燃料从第一级容纳柜的隔室输送到发电装置；和，发电装置由封装件内壁封装，并构造成利用从隔室接收的燃料产生电力。
18. —种发电模块，其包括封装件、发电装置和一个或多个可密封的口，其中封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁；所述多个封装件外壁和多个封装件内壁协作形成在封装件外壁和封装件内壁之间配置的燃料室；燃料室包括构造成用于容纳燃料的一个或多个隔室；可封闭的口容许燃料通过封装件外壁，用于将燃料引入燃料室的隔室中或从其中取出；和，发电装置由封装件内壁封装，与燃料室的隔室流体连通，并构造成利用从隔室接收的燃料产生电力。
19. 如权利要求18所述的发电模块，其中，燃料室的隔室分别被气密密封，以便基本上阻止燃料在隔室之间泄漏以及从隔室穿过封装件外壁和内壁泄漏。
20. 如权利要求18所述的发电模块，其中，隔室可以流体互连，使得燃料可以穿过互连的隔室流动。
全文摘要
一种能量产生模块，其包括封装件、能量产生装置、燃料室和一个或多个可密封的口。在一个示例性实施例中，燃料室包括第一级容纳柜和第二级容纳柜，第一级容纳柜容装在第二级容纳柜中，第一级和第二级容纳柜由一个或多个孔隙空间分隔开。封装件包括多个封装件外壁和多个封装件内壁，所述多个封装件外壁和多个封装件内壁协作形成第二级容纳柜，使得第一级容纳柜配置在封装件外壁与封装件内壁之间。在另一个示例性实施例中，封装件外壁和封装件内壁协作形成在能量产生模块的封装件外壁和封装件内壁之间配置的单壁燃料室。另外的示例性实施例包括配置成任何多壁结构的燃料室，可以是双壁、三壁或其他，其包括多个容纳柜。
文档编号H01M8/06GK101796681SQ200880105976
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月4日 优先权日2007年9月6日
发明者J·A·亨特 申请人:F3&I2有限责任公司