專利名稱：燃?xì)怛?qū)動的船用燃料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋船中燃?xì)怛?qū)動活塞式發(fā)動機(jī)用燃料系統(tǒng)，所述燃 氣依據(jù)權(quán)利要求1的前序是作為液化氣儲存于至少一個(gè)燃料儲罐中。
背景技術(shù)：
燃?xì)庹蔀榇暗脑瓌訖C(jī)與輔助發(fā)動機(jī)的越來越具吸引力的燃
料。特別是天然氣(NG)，由于它的易獲得性而極適合此種用途，它 在周圍環(huán)境中是一種氣體混合物，主要包括甲烷以及少量的乙烷、丙 烷、丁烷與氮。它與碳相比有很高的氫含量，因而在燃燒時(shí)可提供特 低的有害排出物和非常干凈的燃燒過程，且基本上無污染物。尤其是 在旅游客輪、渡船和客滾船中，這類船中的乘客都是在甲板上，而在 船的發(fā)動機(jī)的廢氣中不含煙塵排出物和可見的煙霧就會成為極其重要 的特性，且這種特性是能通過把NG用作發(fā)動機(jī)的燃料得到的。通常， 天然氣是作為液化的天然氣(LNG)于-162° c下儲存，于是這樣的儲 存物，特別是當(dāng)LNG是在約5bar的高壓下儲存時(shí)就會帶來問題。而 這樣的高壓一般是燃?xì)怛?qū)動的活塞式發(fā)動機(jī)所需要的壓力級?？紤]到
這種情形下的儲罐必須是壓力容器，故此種容器常取圓筒形構(gòu)型，其 容積例如可為5QO-1000m3,把大型的圓筒形罐設(shè)在具有基本上是矩形 橫剖面空間的船中則會形成許多無用的空間。
本發(fā)明的目的在于提供一種燃?xì)怛?qū)動的船用燃料系統(tǒng)，這種系統(tǒng) 解決了先有技術(shù)中上述的和其他的問題。
本發(fā)明的目的實(shí)質(zhì)上是按權(quán)利要求1中公開的內(nèi)容達(dá)到。其他的 權(quán)利要求則給出了本發(fā)明不同實(shí)施形式的更多細(xì)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本理念在于提供獨(dú)立的燃料供給罐，其中的燃?xì)鉃?液相的并處于高壓之下；以及獨(dú)立的一或多個(gè)燃料儲罐，其中的燃?xì)?也為液相的但其中的壓力則主要是這種液化氣造成的流體靜壓力。這樣，上述的燃料儲存罐便可簡單和經(jīng)濟(jì)地構(gòu)成。由于這種液化氣是處 于低溫之下，儲罐是隔熱的。
上述燃料供給罐是壓力容器，此燃料供給罐與燃料儲罐通連。在 連接著活塞式發(fā)動機(jī)與燃料供給罐底部的燃料供給管路中設(shè)有第一熱 交換器，此第一熱交換器適用于在將液化氣供給活塞發(fā)動機(jī)前使之汽 化。于是，僅僅在這一顯著小的燃料供給罐才為一壓力容器，在絕大 多數(shù)情形下，此燃料供給罐中燃料的體積小于這種容器中燃料罐的總
容積的30°/。。
第一燃料供給管路連接著上述燃料儲罐與燃料供給罐，此第一燃 料供給管路設(shè)有用來將液化氣從燃料儲罐泵送給燃料供給罐的泵，此 泵也適用于將上述液化氣的壓力從燃料儲罐中的約大氣壓力提升到約 10bar的壓力，雖則名義工作壓力通常為3-5bar。上述壓力是根據(jù)活塞 式發(fā)動機(jī)的壓力確定的，同時(shí)在液化氣業(yè)已汽化后是不需要獨(dú)立的氣 體壓縮機(jī)的，這是因?yàn)榇巳剂瞎┙o罐是處于適當(dāng)?shù)膲毫χ隆?br> 由于此燃料儲罐中的燃料不是處于高溫下，它就可具有基本上是 矩形的壁部，這樣就能有效地利用船中的可資利用的空間。所述燃料 儲罐設(shè)置成主要能經(jīng)受此液化氣的流體靜壓力導(dǎo)致的壓力。
上述燃料供給罐設(shè)有壓力增大系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有從燃料供給罐底 部延伸到其上部的導(dǎo)管且同時(shí)設(shè)有第二熱交換器。此壓力增大系統(tǒng)控 制燃料供給罐中的壓力至所需水平。
為使此第一燃料供給管路中的燃?xì)饴┬箿p至最少，將第二燃料供 給管路和上述第一燃料供給管路設(shè)于氣密外管之中。此外，上述至少 一個(gè)燃料儲罐和燃料供給罐則設(shè)于氣密室中，同時(shí)上述氣密外管則通 入此氣密室，形成一氣密空間。當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，可通過設(shè)于此氣密室 和/或外管內(nèi)的惰性氣體入口 ，將惰性氣體或其他保護(hù)性介質(zhì)送入此空 間內(nèi)。
附圖簡述
下面參考附圖描述本發(fā)明，附圖中


圖1示明設(shè)有依據(jù)本發(fā)明的燃料供給系統(tǒng)一實(shí)施形式的旅游客輪；
圖2示明圖1中客輪的縱剖圖3示明依據(jù)本發(fā)明的燃料供給系統(tǒng)的一實(shí)施形式。
5詳細(xì)說明
圖1中極其示意地表示一艘船1，在此是以旅游客船為例。此船設(shè)
有燃?xì)怛?qū)動的活塞式發(fā)動機(jī)2。此燃?xì)饫缡翘烊粴猓懦龅膹U氣非常 清潔，于環(huán)保有利，且由于其中實(shí)質(zhì)上沒有煙塵和可見的煙霧，對乘 客來說也是舒適的。此燃?xì)怛?qū)動的船用的燃料系統(tǒng)4包括至少一個(gè)燃 料儲罐6。此儲罐由于其中所儲燃?xì)馐窃诩s-162° c下的液化形式故為 隔熱的。為了有效地利用船中的空間，儲罐6由基本上取矩形的壁部 6*1構(gòu)成。此船中的空間得以有效地利用可從圖2中看出，作為比較， 圖2還示明了橫剖面積等同于此儲罐6的橫剖面積的一種壓力容器(具 有圓筒形的橫剖面)以及由于這種壓力容器的圓形而空留出的空間(帶 陰影的方形)。這樣，從圖2可以清楚地看出，本發(fā)明的燃料系統(tǒng)使 船中的空間得以有效地利用。本發(fā)明的燃料儲罐與壓力容器相比，除 能有效恰切地使用了可資利用的空間外，還能以頗低的費(fèi)用制成。
燃料系統(tǒng)4中有一獨(dú)立的供給罐8用來將燃料供給燃?xì)怛?qū)動的發(fā) 動機(jī)2。此供給罐為隔熱的壓力容器，但其容積顯著地小于儲罐6的。 這樣就使將壓力容器用到燃料系統(tǒng)中的缺點(diǎn)最小化。此供給罐的尺寸 設(shè)定為在最高速度下于約4小時(shí)將罐排空。上述尺寸還確定成，使得 這種罐即使在負(fù)栽快速變更時(shí)也能保持壓力。這要取決于發(fā)動機(jī)的功 率。燃料供給罐的容積小于儲存罐的容積的10%。這樣，燃料就可按 所需的壓力輸送，但仍然可以避免不必要的浪費(fèi)的空間。在第一燃料 供給管路12中設(shè)有泵IO.此第一燃料供給管路將燃料儲罐6與燃料供 給罐8連接，同時(shí)設(shè)置成延伸到此燃料儲罐的底部，夠到此管中的液 化氣。燃料從儲罐6以液化的形式泵送給上述供給罐，同時(shí)使壓力升 高到高于船中活塞式發(fā)動機(jī)2所需的通常為約3-5bar的水平。與此相 反，儲罐6則處于大氣壓力下，實(shí)際上主要液化氣導(dǎo)致的流體靜壓力。
還存在有第二燃料供給管路14，它也將燃料儲罐6與燃料供給罐 8連接，但是此供給管路14則設(shè)置成延伸到儲罐6上部中只有氣態(tài)燃 氣存在處。此第二燃料供給管路14是用來將汽化的燃?xì)鈴膬?輸送 至燃料供給罐8的。由于此燃料供給罐是處于較低的壓力下，上述第 二燃料供給管路便設(shè)有壓縮機(jī)裝置16以將此燃?xì)獾膲毫μ岣叩饺剂瞎?給罐8中優(yōu)勢壓力的水平。
6燃料供給罐8中的燃料通過燃料供給管路20引入發(fā)動機(jī)2。如前所述，燃料供給罐8中的燃?xì)庵饕且合啵蚨剂瞎┙o管路20設(shè)有汽化器即第一熱交換器22，使液化氣在輸送給活塞式發(fā)動機(jī)2之前汽化。此燃料供給管路20從燃料供給罐8的底部延伸到發(fā)動機(jī)，使后者吸入液化氣。燃料供給罐8設(shè)有壓力增大系統(tǒng)24，后者具有循環(huán)導(dǎo)管26從燃料供給罐8的底部延伸到此燃料供給罐的上部，同時(shí)設(shè)有第二熱交換器28。
圖3中更詳細(xì)地示明了本發(fā)明的燃料供給系統(tǒng)，此圖中盡可能地采用了相同的標(biāo)號。圖3中所示的在燃料供給罐中的壓力增大系統(tǒng)24設(shè)有壓力傳感器30，后者控制第二熱交換器28的工作。當(dāng)燃料供給罐8中的壓力降到一預(yù)定水平之下，就增大第二熱交換器的功率而增大燃料供給罐8中液化氣的汽化率，同時(shí)將上述壓力增高到標(biāo)準(zhǔn)水平。圖3還示明此燃料供給罐設(shè)有一表面高度探頭32，后者控制第一燃料供給管路12中泵10的工作，將燃料供給罐中的液化氣量保持于適當(dāng)?shù)乃健?br> 本發(fā)明的另一特點(diǎn)是上述第一燃料供給管路12、第二燃料供給管路14以及燃料供給管路20都配備有氣密外管34，使這些供給管路與周圍環(huán)境隔絕。這是用來使燃?xì)饴┬沟娘L(fēng)險(xiǎn)最小化的一項(xiàng)措施，此夕卜，基于同一原因，燃料儲罐6與燃料儲罐8設(shè)于氣密室36中。氣密外管34通入氣密室36中，形成一氣密空間。氣密室36與外管34包括一惰性氣體入口 38。在發(fā)生燃?xì)饴┬箷r(shí)，就能通過將惰性氣體注入此氣密空間內(nèi)確保此空間的氣密性。
燃料儲罐6并非實(shí)際的壓力容器以及布置成具有大致的矩形壁部6* 1這一事實(shí)，使之易于封閉于該氣密室中，這是由于它與具有圓形橫剖面的壓力容器相比所需用的空間較小。
上述燃料供給系統(tǒng)還設(shè)有泵送站44，后者使燃料供給管路40與各燃料儲罐6通連。這些燃料供給管路40也都設(shè)有外管42。
顯然，本發(fā)明不限于上述例子，例如活塞式發(fā)動機(jī)的個(gè)數(shù)、燃料儲罐的個(gè)數(shù)以及燃料供給罐的個(gè)數(shù)等都是可以變化的，但是在本發(fā)明的原理范圍內(nèi)是可以以許多其他不同的實(shí)施形式實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1、海洋船(1)中燃?xì)怛?qū)動的活塞式發(fā)動機(jī)(2)用燃料系統(tǒng)(4)，其中燃料系統(tǒng)的燃?xì)馐亲鳛橐夯瘹鈨Υ嬗诖撕Ｑ蟠械闹辽僖粋€(gè)燃料儲罐(6)中，所述燃料系統(tǒng)還包括與此燃料罐罐(6)相連的至少一個(gè)獨(dú)立的燃料供給罐(8)，其特征在于此燃料供給罐(8)是隔熱的壓力容器；所述燃?xì)庠谌剂瞎┙o罐(8)中是液相的和處于高壓之下；此燃?xì)庠谌剂蟽拗幸彩且合嗟亩渲姓純?yōu)勢的只是為此液態(tài)燃?xì)庠斐傻牧黧w靜壓力；同時(shí)有第一熱交換器(22)設(shè)在將此燃料供給罐(8)連接到該燃?xì)怛?qū)動的活塞式發(fā)動機(jī)(2)的燃料供給管路(20)之中。
2、 權(quán)利要求l的燃料系統(tǒng)，其特征在于所述燃料供給管路(20) 連接到燃料供給罐(8)的底部，而所述第一熱交換器(22)是用于在 液化氣供給于活塞式發(fā)動機(jī)(2)之前將其汽化。
3、 權(quán)利要求1的燃料系統(tǒng)，其特征在于有第一燃料供給管路(12 ) 將燃料儲罐(6)與燃料輸送罐(8)連接，同時(shí)此第一燃料供給管路(22 )設(shè)有泵(10 )將液化氣從燃料儲罐(6 )泵送給燃料輸送罐(8 )， 此泵(10)也適用于將液化氣的壓力從燃料儲罐(6)中的約大氣壓力 提高到約10bar的壓力。
4、 權(quán)利要求1的燃料系統(tǒng)，其特征在于此燃料儲存罐(6)設(shè) 置成具有大致矩形的壁部(6* 1)。
5、 權(quán)利要求4的燃料系統(tǒng)，其特征在于所述燃料儲罐(6)設(shè) 置成能經(jīng)受主要是液化氣的流體靜壓力造成的壓力。
6、 權(quán)利要求1的燃料系統(tǒng)，其特征在于所述燃料供給罐(8) 設(shè)有壓力增大系統(tǒng)(10),后者具有的循環(huán)導(dǎo)管從此燃料供給罐的底 部延伸到燃料供給罐(8)的上部且設(shè)有第二熱交換器(28)。
7、 權(quán)利要求l的燃料系統(tǒng)，其特征在于所述燃料供給罐中燃料 的體積比船中燃料儲罐的總?cè)莘e的30%小。
8、 權(quán)利要求1的燃料系統(tǒng)，其特征在于第一燃料供給管路(12)、 第二燃料供給管路(14)以及該燃料供給管路(20)都設(shè)于氣密外管(34)內(nèi)。
9、 權(quán)利要求8的燃料系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)燃料儲罐(6) 與燃料供給罐(8)都設(shè)于氣密室(36)內(nèi)，而上述氣密外管(34)通 入氣密室(36)內(nèi)形成氣密空間。2
10、權(quán)利要求9的燃料系統(tǒng)，其特征在于所述氣密室(3"和/ 或外管(34)包括用于惰性氣體的入口 (34)。
全文摘要
本發(fā)明涉及海洋船(1)中燃?xì)怛?qū)動的活塞式發(fā)動機(jī)(2)用燃料系統(tǒng)(4)，此燃?xì)馐亲鳛橐夯瘹鈨Υ媾c此船中的至少一個(gè)燃料儲罐(6)中，所述燃料供給系統(tǒng)包括獨(dú)立的燃料供給罐(8)，其中的氣體為液相的且處于高溫之下。燃料儲罐(6)中的燃?xì)庖矠闅庀嗟?，但其中占?yōu)勢的只是此液態(tài)氣體造成的流體靜壓力。
文檔編號B63H21/38GK101479150SQ200780023678
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者O·萊文德, T·西皮拉 申請人:瓦特西拉芬蘭有限公司