船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置的制作方法

本发明涉及一种船舶动力机械安全净化系统装置。特别是涉及一种用于船舶舷外机的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置。

背景技术：

目前国内船舶推进系统大量采用的动力机械仍然是压燃式或点燃式内燃机，舷外机亦分为点燃式和压燃式，舷外机是高航速中小船舶最佳的动力源。

舷外机是一种适用于驱动中小型高速船舶的将机(发动机)、桨(螺旋桨)、轴(传动轴)、变速(变速器)、悬挂(固定架)、操控(控制速度方向)六大系统集合成一体，且整体可悬挂于船体外侧的一种机、电、液一体化船舶推进系统。

由于舷外机工作废气和噪声的排泄通道垂直布置于舷外机中心轴线上(见图1)，周围被发动机气缸块组合下端、气缸盖组合、排气主管、排气导管、排气歧管、面板、消音器、膨胀腔、水上装置壳、传动轴、换挡轴、水套、油槽、机油泵、机油管、水下装置壳、上水管、下水管、水泵、线束等20余种零部件包覆。舷外机内燃机的工作废气和噪声通过非直线圆柱型排气主管进入不规则变截面的气缸块组合上端，再经过不规则变截面的排气导管进入舷外机内燃机排气歧管，并穿过水套和油槽经过旁通检测口，再经过面板进入消音器的膨胀腔，再通过水上装置壳到达浸水排气管，再由浸水排气管末端将得到降温降噪的废气通过水下装置壳和螺旋桨传动轴之间的空隙传到螺旋桨，最后辅助螺旋桨提升部分正推力后，经螺旋桨周围水体排至水中，至此仍带余温、噪声、常规和非常规污染物的内燃机尾气全部进入水体。

鉴于船舶航行安全和节能环保的要求，船舶清洁能源推进技术已成为船舶行业安全净化的重要环节。尤其是以水体为净化和降噪媒介的舷外机，工作中直接将废气和污物排入水体，因为对生态环境破坏极大，所以急需治理。而应用可再生清洁替代能源——甲醇燃料，会起到减少内燃机尾气污物排放的作用，但如果不考虑消除甲醇内能产生的闪蒸汽直排大气的危害，则甲醇燃料闪蒸汽对周围环境产生的安全危害、环境污染和能源浪费必将使船舶节能环保工作以负功告终。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有利于甲醇燃料闪蒸汽排空时的安全环保及综合再利用的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置。

本发明所采用的技术方案是：一种船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置，包括本体和设置在所述本体前端口上的端盖，所述本体侧壁的一个侧上分别设置有与内燃机的燃料箱的闪蒸汽管路出口端相连的常开进气口和常闭进气口，本体侧壁的另一侧上分别设置有与所述的常开进气口和常闭进气口相对应的用于与对气体进行过滤的活性炭净化装置进气口相连的常开出气口，以及与内燃机的进气岐管的一个进气口相连的常闭出气口，所述活性炭净化装置的出气口连通外部大气，所述端盖为帽状端盖，在顶部设置有与所述进气岐管的另一个进气口相连的过气口，所述本体内设置有在所述进气岐管内正、负气压作用下打开或关闭所述常开进气口、常闭进气口、常开出气口和常闭出气口的开关阀机构。

所述开关阀机构包括有开关阀和膜片，所述膜片的周边固定连接在所述本体的前端口与端盖之间，所述膜片与所述端盖之间形成气压腔，且所述膜片与所述端盖之间设置有复位弹簧，所述膜片的中部与所述开关阀的前端固定连接，所述气压腔在所述进气岐管的正负气压作用下产生正压或负压驱动所述膜片前后移动带动所述开关阀打开或关闭所述常开进气口、常闭进气口、常开出气口和常闭出气口。

所述的开关阀包括有开关阀体，所述开关阀体的前侧通过一体形成的连接体连接所述膜片的中部，所述开关阀体将所述的本体内分割为前正压腔和后正压腔，所述开关阀体上形成有连通所述前正压腔和后正压腔的连通孔，其中，所述的常闭进气口和常闭出气口对应所述的后正压腔，所述常开进气口和常开出气口对应所述的前正压腔。

本发明的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置，考虑了甲醇闪点(12.2℃)低于(船舶规定a60)的第2类易燃液体，安全性高于汽油(-50℃)的闪点，但低于柴油(+60℃)的闪点。具有如下优点：

1、本发明至少省去三个防爆型电磁阀和相关大量管路的现场施工费用和工时，可节约大量资金和少占用船舶上珍贵的舱内和甲板面积。

2、本发明省去互锁阀系统等于是屏蔽了在燃料输送过程中因为电气设备超负荷、短路、断路、虚接等造成的火灾和爆燃事故隐患，突破了船舶低闪点燃料输送系统安全控制的一大障碍。

3、避免了由于直接将废气和污物排入水体，造成对生态环境的破坏。

附图说明

图1是本发明船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置的构成框图；

图2是本发明船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置的内部结构示意图。

图中

1：本体2：开关阀

2.1：开关阀体2.2：连接体

3：膜片4：端盖

5：复位弹簧6：过气口

7：锁紧螺母8：常开进气口

9：常闭进气口10：常闭出气口

11：常开出气口12：气压腔

13：前正压腔14：后正压腔

15：连通孔16：进气岐管

17：活性炭净化装置

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置做出详细说明。

如图1所示，本发明的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置，包括本体1和设置在所述本体1前端口上的端盖4，其特征在于，所述本体1侧壁的一侧上分别设置有与内燃机的燃料箱18的闪蒸汽管路出口端相连的常开进气口8和常闭进气口9，本体1侧壁的另一侧上分别设置有与所述的常开进气口8和常闭进气口9相对应的与用于对气体进行过滤的活性炭净化装置17进气口相连的常开出气口11，以及与内燃机的进气岐管16的一个进气口16.1相连的常闭出气口10，所述活性炭净化装置17的出气口连通外部大气，用于将所述燃料箱18内及相关管路产生的的闪蒸汽在排空前经活性炭净化装置17过滤后排到外部大气中。所述本体1的常闭出气口10与所述进气岐管16的一个进气口16.1相连，用于在内燃机工作时将闪蒸汽导入内燃机气缸，参与做功。所述端盖4为帽状端盖，在顶部设置有与所述进气岐管16的另一个进气口相连的过气口6，所述本体1内设置有在所述进气岐管16内正、负气压作用下打开或关闭所述常开进气口8、常闭进气口9、常开出气口11和常闭出气口10的开关阀机构。

如图2所示，所述开关阀机构包括有开关阀2和膜片3，所述膜片3的周边固定连接在所述本体1的前端口与端盖4之间，所述膜片3与所述端盖4之间形成气压腔12，且所述膜片3与所述端盖4之间设置有复位弹簧5，所述膜片3的中部与所述开关阀2的前端通过锁紧螺母7固定连接，所述气压腔12在所述进气岐管16的正负气压作用下产生正压或负压驱动所述膜片3前后移动带动所述开关阀2打开或关闭所述常开进气口8、常闭进气口9、常开出气口11和常闭出气口10。

所述的开关阀2包括有开关阀体2.1，所述开关阀体2.1的前侧通过一体形成的连接体2.2连接所述膜片3的中部，所述开关阀体2.1将所述的本体1内分割为前正压腔13和后正压腔14，所述开关阀体2.1上形成有连通所述前正压腔13和后正压腔14的连通孔15，其中，所述的常闭进气口9和常闭出气口10对应所述的后正压腔14，所述常开进气口8和常开出气口11对应所述的前正压腔13。

本发明的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置的工作过程如下：

a路工作过程：在内燃机不工作时a路为常开，本发明的船舶甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置(以下简称安全净化再利用装置)依靠燃料箱18的甲醇燃料闪蒸气的内压通过a路常开进气口8和常开出气口11将闪蒸气导入活性炭净化装置17，经无害化处理后的闪蒸气，以净化排空模式排入大气。

b路工作过程：在内燃机做功时，负压驱动安全净化再利用装置利用内燃机做功时进气岐管16内产生的负压，优先于a路自动开通b路模式，将甲醇燃料闪蒸气切换至优先燃烧再利用模式。负压驱动称安全净化再利用装置靠驱动过气口6通过管路与内燃机进气岐管16密封连接，依靠内燃机工作时产生的进气道负压，抽取负压驱动安全净化再利用装置的气压腔12内的空气，使密闭气压腔12与前正压腔13和后正压腔14产生压差，所述膜片3在压差作用下向气压腔12方向产生随动位移，并以此带动与膜片3连接为一体的开关阀2产生同步位移；随之产生遮闭a路，敞开b路的工况。在此工况下具有一定压力的甲醇燃料闪蒸气通过b路已被敞开的常闭进气口9和常闭出气口10通过管路被推导入进气岐管16，随之进入内燃机气缸，参与正常燃烧。内燃机一旦停止工作，进气岐管16内恢复正压状态，开关阀2在正压驱动下恢复向a路常开，b路被遮蔽的初始态，复位弹簧5辅助推动开关阀.2快速恢复到a路常开，b路被遮蔽的初始态。利用负压驱动称安全净化再利用装置的负压位移功能，实现甲醇燃料闪蒸气净化排空和内燃机工作优先再利用，由此首先可防止挥发的闪蒸气污染大气，其次可让闪蒸汽在内燃机做功时被充分利用，达到了简化工艺，节省资金，兼顾环保和安全，并满足工况要求。

本发明的船舶用甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置，利用进气岐管在进气过程中产生的负压，驱动开关阀进行位移，遮蔽常开进气口和常开出气口，打常闭进气口和常闭出气口，实现甲醇燃料闪蒸气平时通过常开阀门经净化器净化排空；一旦内燃机做功，本发明的船舶甲醇燃料闪蒸汽负压驱动安全净化再利用装置会迅速遮蔽常开进气口和常开出气口，打常闭进气口和常闭出气口，将甲醇燃料闪蒸气优先切换至燃烧再利用模式导入内燃机气缸，参与做功。达到了简化工艺，节省大量管路阀门，不但可节约大量资金，而且兼顾安全和环保的功能。