蒸气排放控制装置和系统及其舷外船用发动机

摘要

一种舷外船用发动机具有蒸气排放控制装置，该装置包括与发动机的燃料库液体连通的燃料入口。该燃料入口可操作地与燃料连接器的燃料棒可拆卸连接。当连接时，液体燃料流入该燃料库，而当拆开时，阻止该液体燃料流出该燃料入口。蒸气排放通路被配置为与发动机的液体燃料库和进气口液体连通。一阀塞被设置于该蒸气排放通路内。该阀塞在将燃料连接器连接至所述燃料入口的第一位置和将所述燃料连接器从所述燃料入口移开的第二位置之间自动移动。处于所述第一位置时，所述蒸气排放通道敞开供燃料蒸气流动，处于所述第二位置时，所述蒸气排放通道封闭以阻止燃料蒸气流动。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年10月24日提交的美国临时申请序列号No.61/108,052的权益，其通过引用整体合并入此处。

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地涉及用于舷外船用燃料喷射发动机排放系统的蒸气排放系统。

背景技术

舷外船用燃料喷射内燃机需要通过燃料喷射器喷射液体燃料用于发动机的运转。通常，为了避免燃料蒸气进入燃料喷射器，该发动机包括在发动机的燃料库与进气口之间延伸的蒸气排放通路。为了调节燃料蒸气流入进气口的流量，通常在燃料库内提供浮动机械。小型_舷外船用发动机通常具有置于燃料罐内的液体燃料源，该燃料罐通过燃料连接器可连接和可拆卸地连接至发动机的燃料入口。从发动机的燃料入口移除该燃料连接器时，液体燃料或燃料蒸气在发动机燃料系统内维持供给。通常弹簧加载的球阀(spring biased ball valve)用来阻止液体燃料从该燃料入口泄露。该液体燃料和燃料蒸气通常通过浮阀装置抑制其通过进气口。

从船舶上移除该舷外船用发动机是很常见的，比如在淡季，在检修过程中或其他需要的时候。当被移开时，该发动机通常被放置于旁边，或非直立的某个位置上，例如位于连接至船舶时所保持的位置。另外，发动机可能被暴露于升高的热环境中，例如在储存的时候。当发动机被置于其旁边和/或暴露于升高的热环境中时，上面提到的浮阀装置所欲防止的液体燃料和液体蒸气流入进气口就不再起作用。当放置于其旁边，或者暴露于热量中时，重力和/或燃料系统内的增加的压力因素可引起浮阀装置以允许液体燃料和/或蒸气由此流过并进入发动机的进气口。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种舷外船用发动机蒸气排放控制装置。该装置包括配置为与发动机的燃料库液体连通的燃料入口。所述燃料入口具有单向阀，其中，该燃料入口被配置为可操作地连接至燃料连接器的燃料棒。当燃料入口连接至燃料棒时所述单向阀自动移至敞开位置以允许液体燃料通过所述单向阀流入所述燃料库，而当燃料棒从燃料入口移开时所述单向阀自动移至封闭位置以阻止液体燃料从所述燃料入口流出。蒸气排放通路被配置为与该发动机的所述燃料库和所述进气口流体连通。阀塞被设置于所述蒸气排放通路内。所述阀塞在将燃料连接器连接至所述燃料入口的第一位置和将所述燃料连接器从所述燃料入口移开的第二位置之间自动移动。当处于所述第一位置时，所述蒸气排放通道敞开供燃料蒸气流动，而当处于所述第二位置时，所述蒸气排放通道封闭以阻止燃料蒸气流动。

根据本发明的另一个方面，提供一种舷外船用发动机蒸气排放控制系统。该系统包括具有伸长燃料棒的燃料连接器，该燃料棒带有燃料通路。另外，一本体具有燃料入口，该燃料入口配置为与发动机的液体燃料库液体连通。该燃料入口具有设置于其内的单向阀。所述燃料入口被配置为容置所述燃料棒，当燃料入口连接至燃料棒时所述单向阀自动移至敞开位置以允许液体燃料通过所述单向阀流入所述燃料库，而当燃料棒从燃料入口移开时所述单向阀自动移至封闭位置以阻止液体燃料从所述燃料入口流出。另外，一蒸气排放通路被配置为与该发动机的所述燃料库和所述进气口流体连通。阀塞被设置于所述蒸气排放通路内。所述阀塞在将燃料连接器连接至所述燃料入口的第一位置和将所述燃料连接器从所述燃料入口移开的第二位置之间自动移动。当处于所述第一位置时，所述蒸气排放通道敞开供燃料蒸气流动，而当处于所述第二位置时，所述蒸气排放通道封闭以阻止燃料蒸气流动。

根据本发明的又一个方面，提供一种舷外船用发动机与外用燃料罐的组合，其中，燃料通路从所述燃料罐延伸至燃料连接器，该燃料连接器具有配置为与舷外船用发动机连接的伸长的燃料棒。燃料入口被配置为与发动机的燃料库液体连通，且所述燃料入口被配置为容置所述燃料棒以允许液体燃料流入所述燃料库。一蒸气排放通路被配置为与该发动机的所述燃料库和所述进气口流体连通。一阀塞被设置于所述蒸气排放通路内。所述阀塞在将燃料连接器连接至所述燃料入口的第一位置和将所述燃料连接器从所述燃料入口移开的第二位置之间自动移动。当处于所述第一位置时，所述蒸气排放通道敞开供燃料蒸气流动，而当处于所述第二位置时，所述蒸气排放通道封闭以阻止燃料蒸气流动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的上述和其他方面、特征及优点，以下结合当前优选的实施例和最佳实施方式、所附权利要求以及附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是根据本发明一个方面的舷外船用发动机的液体燃料源的侧视图；

图2是根据本发明一个方面构造的图1的发动机的蒸气排放控制装置的局部横截面视图，示出为从燃料连接器上拆下；

图2A图2的蒸气排放控制装置的示意图，示出为连接至该燃料连接器；

图3是根据本发明另一个方面构造的图1的发动机的蒸气排放控制装置的局部横截面视图，示出为从燃料连接器上拆下；及

图3A图3的蒸气排放控制装置的示意图，示出为连接至该燃料连接器。

具体实施方式

更具体地参考附图，图1示出了根据本发明的一个方面构造的舷外船用发动机10和单独的燃料供应源12。该燃料供应源12，例如标准船用燃料罐，通过燃料管道14与发动机10流体连通。已知，燃料管道14终止于燃料管道连接器，也被称作为燃料连接器16(图2)，其配置为与发动机10的燃料入口18可拆卸地流体连通。发动机10可拆卸地安装于船舰或轮船(图未示)上，使得在需要的时候发动机10可被移除用于检修，储存及其他。该发动机10具有燃料系统，包括彼此通过蒸气排放通路20蒸气连通的液体燃料库(标示为FR)和进气口(标示为AI)。而且，该液体燃料库FR被设置为与燃料喷射器液体连通，已知，还带有成形于本体19内的通过液体燃料通路22可操作与发动机10相连的燃料入口18，使得在操作员的控制下，液体燃料可以从燃料供应源12直接流入燃料库FR，然后到达燃料喷射器。该蒸气排放通路20包括蒸气排放控制装置，根据本发明的一个方面标示为24。从发动机10的燃料入口18移除燃料控制器16时，该蒸气排放控制装置24自动地可操作地完全封堵蒸气排放通路20内的蒸气和液体的流动，而将燃料连接器16连接至发动机10的燃料入口18时，该蒸气排放控制装置24自动开放该蒸气排放通路20供蒸气的流动。因此，该蒸气排放装置24和燃料连接器16共同提供一个蒸气排放系统，使得将燃料连接器16从发动机10的燃料入口18拆卸下来时，该发动机10可被倾斜并根据需要被控制和/或暴露于热环境中，而不需担心燃料蒸气和液体燃料通过蒸气排放通路20流入发动机10的进气口AI。

依然参考附图2，该燃料连接器16具有一本体25，该本体可包括一伸长的直立的锁销(latch pin)26，该锁销被构造为具有延伸至自由端27的既定长度。锁销26在此示例而非限制为具有临近该自由端的环形槽28。另外，该燃料连接器16具有平行于或者基本平行于锁销26延伸并与该锁销26间隔开一既定距离的燃料棒(fuel pin)30。该燃料棒30被构造为具有延伸至自由端(在此示出为封闭的自由端31)的既定长度。该燃料棒30在此示出而非限制为具有一液体燃料通路，该通路具有终止于横向部分34的轴向延伸的中心部分32，该横向部分34临近该封闭自由端31并垂直于该中心部分32延伸，从而形成在横截面上呈现为T型的燃料通路。

发动机10的燃料入口18被配置为与燃料连接器16的燃料棒30可拆卸连接。该燃料入口18在此示出而非限制为具有沉孔36，该沉孔36延伸一既定距离至径向向内延伸的肩部38。如图2A所示，肩部38的深度和沉孔36的直径完全接收该燃料棒30并同时在径向和纵向上间隙配合。由此在燃料棒30与沉孔36之间形成一间隙37。为了便于在燃料棒30与燃料入口18之间提供液体密封，环形弹性密封40径向向内延伸至沉孔36内以至少部分封堵该沉孔，当该燃料棒30容置于沉孔36内时，该密封40与燃料棒30的外表面干涉并围绕该表面弹性配合且形成液体密封。另外，当从燃料入口18移除该燃料管道连接器16时，为了阻止液体燃料从燃料入口18向外流动，在沉孔36内设有一单向阀42用于可操作地配合及脱离。该单向阀42在此示出而非限制为包括比沉孔36直径小的球44和弹簧46。当从沉孔36移开燃料棒30时，该弹簧46作用于(bias against)肩部38和球44使得球44与密封40处于密封配合的状态。

为了便于将燃料管道连接器16可释放地锁固于燃料入口18，该发动机优选具有锁槽(latch pocket)48，该锁槽带有一既定直径和深度以容置该锁销26于其内。该锁槽48与沉孔36间隔开一既定距离使得当燃料棒30被设置于沉孔36内时，该锁销26容置于该锁槽48内。此外，一锁止件(latch detent)50延伸至该锁槽48内，其中，当该锁销26完全容置于该锁槽48内时，该锁止件50置于锁销26的槽28内。一旦锁止件50容置于槽28内，该燃料管道连接器16被锁固于发动机10上直到操作者启动锁释放机构52以允许连接器16从发动机上移除。

蒸气排放控制装置24包括一阀塞54，该阀塞54容置于通路56内用于机械驱动插入运动，该通路56从蒸气排放通路20向外延伸至发动机10的本体表面58。该阀塞54具有一伸长的部分55，该伸长的部分从本体表面58向外延伸，通过接触燃料管道连接器16的表面57机械驱动。该通路56在此示出而非限制为位于锁槽48和沉孔36之间。当燃料连接器16与蒸气排放控制装置24连接的时候，该阀塞54自动移动至第一打开位置(图2A)，一旦该燃料连接器16从该蒸气排放控制装置24上移除，该阀塞54自动移动至第二关闭位置(图2)。当处于第一打开位置时，该蒸气排放通路20敞开以允许燃料蒸气流入进气口AI，当处于第二关闭位置时，该蒸气排放通路20封闭以阻止燃料蒸气和液体燃料流入进气口AI。为了封闭蒸气排放通道20以阻止燃料蒸气和液体燃料流动，该阀塞54具有一较大的头部60，该头部60被配置为用于密封抵接固定于蒸气排放通路20内的阀座，也被称为密封62。一弹簧64围绕该阀塞54设置并作用于阀塞54的径向延伸的肩部66使得一旦从锁槽48移除该锁销26，头部60自动密封配合于座62。然而，一旦将燃料连接器16连接至发动机10，阀塞54的自由端66被燃料连接器16的表面57机械压缩，从而使得弹簧64被轴向压缩，且头部60从座62升高而脱离密封配合状态。当头部60从座62升高时(图2A)，燃料蒸气可围绕头部60自由流动并通过该蒸气排放通路20，该头部在蒸气排放通路20内具有径向间隙配合。因此，当燃料管道连接器16被连接至发动机10时，该蒸气排放通路20可引导燃料蒸气从燃料库FR流向进气口AI。但是，但燃料连接器16从发动机10上移除时，该蒸气排放通路20被封闭，从而阻止燃料蒸气和液体燃料从库朝向进气口向外流动，而不用考虑发动机的方向或者热环境。

在图3中，示出了根据本发明的另一个方面构造的蒸气排放控制装置124，其中与上述相差100的相同附图标记具有相似的特征。蒸气排放控制装置124的作用与上述描述相同，其中，当燃料管道连接器116连接至发动机10时(图3A)，蒸气排放通路120自动敞开，因此可引导燃料蒸气从发动机10内的燃料库FR流向发动机10内的进气口AI。但是，当燃料管道连接器116从发动机10上分开或移出时，该蒸气排放通路120自动封闭，从而阻止燃料蒸气和液体燃料从燃料库FR朝向进气口AI向外流动，而不用考虑发动机的方向或者热环境。该蒸气排放控制装置124具有含铁的阀塞154，该阀塞154可在一封闭的末端槽(也被称为挡板槽70)内移动，从而与固定于蒸气排放通路120内的座162处于或者脱离密封配合状态。当燃料管道连接器116从发动机10上移除时，容置于阀塞154与挡板槽70的底部72之间的弹簧164驱使该阀塞154向上密封配合于座162，从而封闭蒸气排放通路以阻止燃料蒸气和液体燃料的流动。当燃料管道连接器116与发动机10连接时，由于设置于燃料管道连接器116内的磁铁74所产生的吸引磁力，该阀塞154反作用于弹簧164被向下拉而脱离于座162的密封配合状态。因此，磁铁74产生的磁性力足够大以克服弹簧164的弹性力，从而使得弹簧充分地轴向压缩以移动该阀塞154轴向脱离与座162的密封。另外，除了所示出和描述的该蒸气排放控制装置124的结构区别以外，蒸气排放控制装置124的作用与所描述的蒸气排放控制装置24相同。

显然，根据以上教导，本发明的许多修正和变型是可能的。因此，应当理解，在后所附权利要求的范围内，本发明可不同于上述具体描述通过其他方式实施。