一种具有溢出控制特征的船用燃料系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种船用发动机(12)的抗溢出燃料供应系统(16)。该系统(16)包括通常密封的外壳(46)，该外壳内布置有蒸汽分离器(26)、高压泵(28)和/或真空泵(24)。该外壳(46)阻止了可能从这些部分渗漏的燃料暴露地聚集在船舶(10)中。该外壳(46)包括带有内藏的气柱(58)的一个或多个壁(48、50、52)，该气柱充当隔热层以减少从外部向内转换的热能的量。该内藏的气柱(58)优选地以并排方式排列且在两端部闭合以在其中密闭空气。
【专利说明】一种具有溢出控制特征的船用燃料系统
【技术领域】
[0001]本发明大致涉及一种用于船用内燃机的燃料系统，更具体地涉及包括燃料溢出容纳装置的此类燃料系统。
【背景技术】
[0002]许多船只包括配置为推动船只在水上运动的内燃机。用于此类发动机的燃料供应系统通常被设置为:从油箱中供应燃料并且在高压下将燃料输送至发动机。发动机通常安置在一密闭的通风不良的空间中。船用燃料系统周围的高温和由极为贴近发动机的且震动的船的运动产生的固有振动一起作用于该燃料系统以增加燃料蒸汽的产生。燃料中的蒸汽降低了它的效力以及用于将燃料输送至发动机的泵的效率。蒸汽分离器被用以解决此问题。
[0003]为了限制距离，必须在正压下泵送燃料，通常将蒸汽分离器和高压泵置于非常靠近热发动机的地方。在船舶应用中面临的另一个问题是泄漏的燃料被收集到船只中而具有火灾隐患。由于船上的火灾迫使人员疏散至开阔的水面，因此应当考虑船只上的火灾后果基本上比汽车中的火灾更加严重。美国海岸警卫队已经公布了适用于船舶燃料系统的条例。在33CFR§ 183.590中可以看到这样的条例，其中说明了一种现有的用于船用燃料系统的燃烧试验。为了符合这个和其他标准，需要一种船用燃料系统以符合明细规范而没有燃料泄漏至外部。
[0004]参阅1997年7月 15日授权的斯旺森(Swanson)等人的第5，647，331号、2000年3月7日授权的加藤(Kato)的第6，032，654号以及2003年4月29日授权的威克曼(Wickman)等人的第6，553，974号美国专利，其中给出了不同的船用燃料供应系统的示例。参阅阿克尔(Achor)的第7，503，314号美国专利(该专利2009年3月17日授权，并且转让予受让人)给出了另一个示例。美国专利7，503，314的整体通过引用合并于此。
[0005]1997年7月8日授权的霍兰(Holland)的第5，645，004号美国专利和2003年3月18日授权的埃里克(Enik)的第6，532，888号美国专利中描述了用于船舶的不同容纳设备，它们认识到了船只应用中与燃料溢出有关的问题和有关事项。例如，第5，645，004号美国专利教导了一种置于可能的燃料泄漏位置附近的无盖托盘的结构。该托盘由设计为捕捉、容纳并固化任何可能发生的泄漏或溢出的特种吸收材料制成。
[0006]然而，在热的、震动的船舶应用中，还是需要不断地开发新的且改良的燃料溢出容纳装置。这种容纳装置可更好地适应新的燃料系统装置，而且适应现有燃料系统中改装的装置。优选该容纳设备相对更为便宜、易于制造且易于安装。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种用于船用发动机的抗溢出燃料供应系统。该燃料供应系统包括配置为通过供给线导管接收来自于燃料箱的液体燃料的蒸汽分离器。提供一高压泵用于在正压下将液体燃料从蒸汽分离器转移至船舶内燃机。改进包括一基本包围至少一个蒸汽分离器和高压泵的外壳。该外壳包括周围的侧壁、一顶壁以及一底壁。该顶壁和底壁分别邻接侧壁以形成一密闭空间，该密闭空间用以容纳可能泄露的液体燃料。至少一个侧壁、顶壁和底壁具有一内藏的气柜。该外壳通过在内藏的气柜中的空气的热绝缘性质与发动机的热量隔尚。
[0008]本发明的外壳为蒸汽隔离器和高压泵其中之一或者全部提供了密闭罩从而使得其中就算发生泄漏或者溢出也不会向外泄漏。至少一个壁中的内藏的气柜有效的减少了从发动机或其他安装位置传递至外壳内放置的部件的热能的量。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]参阅以下详细说明和附图，本发明的这些以及其他特征和优点将更易于理解，其中:
[0010]图1是根据本发明一个实施例的典型的船舶的透视图，该船舶包括通过燃料供应系统由液体燃料供给驱动的内燃机；
[0011]图2是根据本发明一个实施例的燃料供应系统的简化示意图；
[0012]图3是根据本发明一个实施例的剖面图，示出了设置于外壳中的船用燃料供应系统的蒸汽分离器单元和高压泵，该外壳具有由多个以线阵并排排列的内藏的气柜形成的底壁；
[0013]图4是根据本发明一个实施例的外壳的示意图；
[0014]图5是图4的不同角度的外壳的示意图；
[0015]图6是沿着图4的线6-6的剖面图；
[0016]图7是沿着图4的线7-7的剖面图；
[0017]图8是以剖面形式示出了设置于邻近热的、振动的船舶内燃机的本发明的外壳的示意图；
[0018]图9是一可替换实施例的分解图，示出了可用于封闭内藏的气柜的线阵的多个成组的插塞；以及
[0019]图10是图9的成组的插塞排列的示意图。
【具体实施方式】
[0020]参阅附图，其中类似的附图标记表示遍及多附图的类似的或者相应的部分，典型地通常用附图标记10表示船舶,其包括内燃机,也被标注为发动机12。此处的发动机12示为舷内式，但是，应当理解该发动机12也可为舷外的，舷内/舷外的或者其他发动机类型。该发动机12由液体燃料驱动，比如容纳于船载的燃料箱14中的柴油或汽油。根据本发明的抗溢出燃料供应系统用16表示并且连接燃料箱14和发动机12，从而按需在正确操作下为发动机12输送燃料。进料线18用于为燃料箱14增加液体燃料。根据标准惯例，放气管20将蒸汽和空气排出燃料箱14。
[0021]图2中所示的燃料供应系统16包括从燃料箱14延伸至低压提升泵或者真空泵24的供给线22。该真空泵24通过供给线22从燃料箱14中吸取燃料并输送给蒸汽分离器26。图3示出了一个可能的蒸汽分离器26的配置典型的剖面细节。该蒸汽分离器26收集并排出由燃料发出的蒸汽，该燃料是指进入的低压燃料以及从发动机12回流的热的、搅动的未用的燃料。然后高压泵28在压力下将燃料泵送至发动机12的燃料喷射系统或者其他供料系统从而在正常操作过程中消耗。未用的燃料通过回油管30流回蒸汽分离器26。排气阀装置32可通过蒸汽管线34作为蒸汽分离器26的一部分。当连接至发动机进气真空系统时，该蒸汽管线34能在排气阀32处形成负压，以使得燃料蒸汽能够通过发动机12引导并循环。不同于图2所示的其他排气布置也是可行的。
[0022]技术人员应当理解，蒸汽分离器26的特殊配置可采取多种形式。在该示例中，高压燃料泵28包括在其底端的燃料进口 36和在其顶端的直接通向发动机12的出口 38。图3中所示的蒸汽分离器26包括一形成空心内部腔室40的空心的、通常圆柱形的外壳。来自真空泵24的燃料入口 42延伸穿过蒸汽分离器26的底部并且与空心内部腔室40相通。一可选的冷却旋管44放置于腔室40中并使冷却液循环以最小化蒸发。
[0023]根据本发明，外壳46在所含的空心单元中基本包围至少一个蒸汽分离器26、真空泵24和高压泵28。图4和图5提供了根据一个包括围壁的可能实施例的此类外壳46的典型的、外部立体图。在示出的典型盒状配置中，围壁包括侧壁48、顶壁50和底壁52。顶壁50和底壁52分别邻接侧壁48以形成如图6和图7所示的密闭空间54。该密闭空间54有效地容纳可能从内部所含的部件不小心泄露或溢出的液体燃料。在该图中，外壳46内的部件包括蒸汽分离器26和高压泵28。可替换地，真空泵24、蒸汽分离器26和高压泵28中的任何一个或多个组合均可设置于外壳46内部。
[0024]外壳46包括一活动盖56以允许进入密闭空间54。该盖56如图4中所不位于一个侧壁48上，但是这不是唯一可能的位置。可替换地，该盖56还可形成为或构成顶壁50，或者可替换地形成为底壁52，或者几个壁的部分。该盖56可以铰链式的、夹式的、粘附的、或者其它方式置于相对壁48、50、52的位置，以便在安装、检查和/或维修程序中能够接近包含于密闭空间54中的部件。
[0025]至少一个侧壁48、顶壁50和底壁52配置有一个内藏的气柜58。该内藏的气柜58提供了一个充当加强的绝热层的空气绝缘壁部分，从而减少了从外壳46外向置于密闭空间54内的部件转移的热量的量。因此，如果该外壳46位于发动机12附近,如图1和图8所示，由于内藏的气柜58，从发动机12发出的热量会在传导进入密闭空间54的过程中遇到更高的阻力。在优选的实施例中，内藏的气柜58由以线阵并排排列的多个基本相同的气柜58组成。作为示例，气柜58的排列示为设置于底壁52中，但是，该内藏的气柜58也可形成于侧壁48、顶壁50和底壁52中的任意一个和多个中。
[0026]本发明的内藏的气柜58有效的减少了从发动机12和其他热源向位于外壳46内的部件转移的热能的量。这特别有利于燃料供应系统16必须通过条例(比如USCG防火测试CFR183.590)的应用，没有燃料泄漏至外部。空气具有比大多数构造材料(金属、塑料等)更低的导热系数。因此，内藏的气柜58提供了有效的且轻的热绝缘体，而且具有减少外壳46内部的部件产生的噪音的额外优点。因此，当高压泵28设置于外壳46内时，在船舶10上的乘客不太可能听到由高压泵28产生的噪音。内藏的气柜58提供的更进一步的好处是由中空核芯结构提供的潜在的材料减少。这转化为成本减少和重量减轻等其他好处。
[0027]优选地，每个内藏的气柜58形成为在相对的两端之间延伸的细长的腔室。优选地，每个端都是密封的以在其中密闭空气。每个内藏的气柜58的一端60可止于垂直的邻接的壁。在图7所示的示例中，端60止于侧壁48。内藏的气柜58的相对端可止于一插塞62。因此，在制造过程中，外壳46可由具有模具核芯的塑性成型操作制作以形成内藏的气柜58。在退出核芯后，该内藏的气柜58形成有随后被插塞62封闭的开口端,如图4、图7和图8所示，该插塞可为用适合的粘合剂或焊接粘附于适当位置的松散元件。可替换地，该插塞62可与一支持板68连接在一起从而同时密封多个内藏的气柜58。因此，图9和图10示出了所有插塞62均通过条状支持板68连结在一起的可替换的实施例。其他方法也可用以形成内藏的气柜58并且密封它们以便在其中密闭空气从而实现热绝缘性质。
[0028]图4-7示出了从外壳46的外部延伸的典型的安装特征64。它们示为具有孔洞以容纳紧固件的凸条状的延伸部从而将外壳46安装至合适的面或者物体。当然，也可用许多其他的安装方式将外壳46安装于船舶10中。
[0029]图4-图7示出了延伸穿过壁48、50、52的用以将液体注入或导出外壳46的几个导管端口 66。例如，导管端口 66可用于穿引电线、回油管30、蒸汽管线34、燃料出口 38以及燃料入口 42等导管穿过外壳46连接至位于密闭空间54内的各个部件。垫圈或其他适合的衬垫或填充特征可引入至不同导线、导管和导管端口 66之间以提供耐磨性。
[0030]前述的发明已根据相关法律标准进行了说明，因此该说明仅作为示例而非在本质上限制。根据公开的实施例的修改和变化对于本领域的技术人员是显而易见的，这些修改和变化均落入本发明的范围。
【权利要求】
1.一种船用发动机的抗溢出燃料供应系统，其特征在于，所述燃料供应系统包括: 一蒸汽分离器，配置为通过供给线导管从燃料箱接收液体燃料； 一用以在正压力下将液体燃料从所述蒸汽分离器转移至船用发动机内燃机的高压泵；以及 一基本包围至少一个所述蒸汽分离器和所述高压泵的外壳，所述外壳包括周围的壁以形成一密闭空间从而在其中发生泄漏时容纳液体燃料；至少一部分所述壁具有内藏的气柱，所述外壳在该气柱处通过在所述内藏的气柱中的气体的热绝缘性与发动机的热量隔绝。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内藏的气柱包括相对的端部，每个所述端部均密封以在其中密闭空气。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括设置于所述气柱的至少一个所述端部的插塞。
4.根据权利 要求1所述的系统，其特征在于，所述内藏的气柜包括多个基本相同的内藏的气柜。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个内藏的气柜以线阵并排排列。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述内藏的气柜包括相对的两端，每个所述的端均为密封的以在其中密闭空气，并进一步包括多个基本相同的插塞以同时密封所述多个内藏的气柜。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内藏的气柜具有方形截面。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外壳包括一活动盖以进入所述外壳的所述密闭空间。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外壳包括延伸穿过所述壁的至少一个导管端口。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外壳包括从所述外壳延伸的至少一个安装特征。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸汽分离器具有用于收集一定量的液体燃料和燃油蒸汽的密闭的内部腔室。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述蒸汽分离器包括与所述内部腔室连通的使逸出的燃料蒸汽密闭于所述内部腔室中的排气阀装置。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括连通至所述蒸汽分离器且设置于所述蒸汽分离器上游的用以在负压下将液体燃料从较远的燃料箱转移至所述蒸汽分离器的所述内部腔室的一低压真空泵。
14.一种防泄漏的船用燃料供应系统，其特征在于，所述燃料供应系统包括: 一用于容纳液体燃料的较远的燃料箱； 一蒸汽分离器，邻近船舶内燃机配置且通过供给线导管与较远的燃料箱连通，所述蒸汽分离器具有用于收集一定量的液体燃料和燃料蒸汽的密闭的内部腔室，所述蒸汽分离器包括一与所述内部腔室连通的用于将逸出的燃料蒸汽密闭于所述内部腔室的排气阀装置； 一沿着所述供给线设置的用以在负压下将液体燃料从所述较远的燃料箱转移至所述蒸汽分离器的所述内部腔室的真空泵； 一用于在正压下将液体燃料从所述内部腔室转移至所述发动机的所述燃油喷射系统的闻压栗；以及 一基本包围至少一个所述蒸汽分离器、所述真空泵和所述高压泵的外壳，所述外壳包括周围的侧壁、一顶壁和一底壁，所述顶壁和所述底壁分别邻接所述侧壁以形成一密闭空间，从而在该密闭空间中容纳从所述至少一个蒸汽分离器、所述真空泵和所述高压泵的溢出的液体燃料；所述外壳包括一活动盖以便于进入所述密闭空间；至少一个所述侧壁、所述顶壁和所述底壁具有内藏的气柜；所述内藏的气柜包括相对的端并且在每个端密封；所述内藏的气柜具有方形的截面；所述内藏的气柜包括多个内藏的气柜；所述多个内藏的气柜以线阵并排排列；所述气柜的一端设置有插塞；所述插塞与多个类似的插塞成组以同时地密封所述多个内藏的气柜；所述外壳包括从外壳延伸的至少一个安装特征；所述外壳包括贯穿所述侧壁、所述顶壁和所述底壁之一的至少一个导管端口。
15.一 种船舶，所述船舶包括: 由液体燃料驱动的船用发动机，所述发动机包括一燃料供应系统；其特征在于，所述燃料供应系统包括: 一容纳液体燃料的较远的燃料箱； 一邻近所述发动机且通过一供给线导管与所述较远的燃料箱连通的蒸汽分离器，所述蒸汽分离器具有用于收集一定量的液体燃料和燃料蒸汽的密闭的内部腔室，所述蒸汽分离器包括与所述内部腔室连通的用于将逸出燃料蒸汽密闭于所述内部腔室的排气阀装置； 一沿着所述供给线设置的用于在负压下将液体燃料从所述较远的燃料箱转移至所述蒸汽分离器的所述内部腔室中的真空泵； 一用于在正压下将液体燃料从所述内部腔室转移至所述发动机的所述燃油喷射系统的闻压栗；以及 一基本包围至少一个所述蒸汽分离器、所述真空泵和所述高压泵的外壳，所述外壳包括周围的侧壁、一顶壁和一底壁，所述顶壁和所述底壁分别邻接所述侧壁以形成一密闭空间，从而在该密闭空间中容纳从所述至少一个蒸汽分离器、所述真空泵和所述高压泵的溢出的液体燃料；所述外壳包括一活动盖以便于进入所述密闭空间；至少一个所述侧壁、所述顶壁和所述底壁具有内藏的气柜；所述内藏的气柜包括相对的端并且在每个端密封；所述内藏的气柜具有方形的截面；所述内藏的气柜包括多个内藏的气柜；所述多个内藏的气柜以线阵并排排列；所述气柜的一端设置有插塞；所述插塞与多个类似的插塞成组以同时地密封所述多个内藏的气柜；所述外壳包括从外壳延伸的至少一个安装特征；所述外壳包括贯穿所述侧壁、所述顶壁和所述底壁之一的至少一个导管端口。
【文档编号】F02M31/20GK103958877SQ201280057561
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月23日
【发明者】约翰·L·沙勒尔 申请人:卡特燃料系统有限公司