[发明专利]燃料蒸气分离器

说明书

技术领域

本发明涉及用于船用发动机燃料输送系统以回收燃料蒸气并防止发动机倾斜时燃料溢出的燃料蒸气分离器。

背景技术

小型舷外船用发动机通常是可拆卸的并被安装在船的艄板上。典型地，这些发动机包括一个集成的燃料系统，它通过吸力从船的燃料罐或燃料箱抽取液体燃料。燃料穿过蒸气分离器单元，以冷凝或收回将通过进气系统被发动机燃烧的蒸气。蒸气分离器内的燃料在高压下被输送到燃料喷射系统。典型地，稍大的舷内或舷内/舷外船用发动机也包括一个集成的燃料系统，该集成的燃料系统通过吸力抽取燃料，并穿过蒸气分离器单元，以收集蒸气并由发动机燃烧该被收集的蒸气，从而防止燃料蒸气在船的封闭区聚集。

船舶工业早就认识到，船上的燃料蒸气是个问题，特别是在封闭舱内。为防止燃料溢出，长期以来，船舶安全规程要求在燃料箱和发动机之间经过的燃料应在真空下抽吸掉，而不是在压力下被提供，后者被普遍实施于汽车工业。因此，燃料在负压下从燃料箱抽出，以防止当燃料管破裂时燃料溢出到船内。但是在低压下，尤其当与邻近发动机的高温以及船舶通过波浪时的振动条件相结合时，燃料易于汽化。除了收集蒸气以防散发或防止邻近发动机的蒸气的不受控燃烧的可能，如果蒸气是在燃料中被供给到发动机的，那么可能会发生一种通常所说的气阻的状态。

蒸气分离器被设计来对付上述蒸气问题。一些蒸气分离器允许来自燃料喷射器燃料导轨的受热燃料返回，并允许燃料导轨中存在的任何蒸气在燃料被再导入高压泵并提供给喷射系统的燃料导轨之前，被冷凝为液体。在一些舷外发动机中，蒸气可由蒸气分离器排放到大气。但在被封闭在舱内的发动机中，燃料蒸气通过真空管连接而被提供给发动机燃料吸入系统，并在发动机内以受控的方式燃烧。

在多数具有浮子阀(float actuated valve)的船舶应用中，蒸气分离器包括一个蒸气通气阀(vapor vent valve)，只要分离器内的燃料水平升高过一个预定水平，浮子阀就自动闭合该通气管。这个浮子阀阻止液态流体通过被设计来向发动机仅提供燃料蒸气的真空管而进入发动机的进气口。此外，该浮动机构还被设计为当发动机被倾斜时(特别是对于可拆卸舷外发动机)闭合通气管，使得液体燃料不会排出蒸气通气口。

现有技术的燃料蒸气通气阀布置通常是一个由液体燃料支撑的浮标，该浮标刚好在被连接至一个针阀(needle valve)的蒸气管之下，当液体燃料提升该浮标时，针阀闭合。一个典型的现有技术针型通气阀系统200(needle ventvalve system)绘于图1。这些针阀200包括一般支承于枢销204之上的浮标202，浮标枢的旋转轴取向为相对发动机安装支架的枢轴平行，以便只要发动机旋转到一个倾斜状态时(比如螺旋桨离开水的舷内或舷外发动机)，该浮标将通过针阀208闭合通气通道206。当发动机倾斜时闭合该通道防止了当发动机被关闭或倾斜时液体燃料流过蒸气分离器，或防止了当发动机运行时，液体燃料流过蒸气通气阀的蒸气部分到达发动机的进气口。

许多舷外船用发动机经常配置为可在使用后被手动从船上移除并贮存。发动机被移除后，当将该发动机放置在拖车上、车辆载货区，或者也许放置在轻运货车的货斗上时，使用者通常侧放该发动机，以保护螺旋桨和舵杆摇臂。当该船用发动机侧放时，该通气阀机构的枢轴不再与发动机成一直线，并且许多情况下该浮子阀不会正确地闭合针阀或者该针阀以后会在运输期间移位，这可能使得液体燃料通过蒸气分离器上的蒸气出口而泄漏到发动机、发动机舱，或者发动机贮存的区域。所以，需要一种改进的燃料蒸气分离器，在该燃料蒸气分离器中，通气口控制装置可顺应在非常规方向上的发动机倾翻。还需要拥有一种蒸气分离器，即使存在液体燃料，该蒸气分离器也不会允许固体燃料在发动机工作期间因颤动或振动(例如阀门或浮子会被移动的波浪状态)而通过蒸气出口排出，从而使得液体燃料溅入蒸气出口。在蒸气出口被连接至进气口的系统中，任何液体燃料溅入蒸气出口将导致液体燃料进入发动机的进气口，从而形成一种具有过量燃料的状态，这通常导致发动机熄火。因此，需要防止由颤动引发的瞬时排出，并考虑控制何时蒸气通过蒸气分离器排出。