CN102803699B - 具有塑料外壳的船用燃料供给系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用燃料供给系统及其制造方法，具有燃料过滤器外壳和燃料蒸汽分离器外壳中的至少一个，所述外壳具有从该外壳横向延伸的下支持盖，该下支持盖与燃料过滤器外壳和/或燃料蒸汽分离器外壳成型为一件式的塑料材料元件。此外，该系统包括从下支持盖向上延伸的隔热板。该燃料过滤器外壳和/或燃料蒸汽分离器外壳，下支持盖和隔热板均被成型为整体的热固性塑料元件，该塑料直接暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化。

Description

具有塑料外壳的船用燃料供给系统及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月27日提交的第61/172,860号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明大致涉及船用燃料供给系统，更具体地涉及船尾驱动和船内的船用燃料供给系统。

背景技术

船用燃料供给组件，比如一种燃料蒸汽分离器装置，通常由彼此分离的多个组件和多种金属材料——比如铝和钢组装而成。通过构造，所述组件通常被作为一个整体的模块组装在一起。尤其是在船尾驱动和船内的船舶应用中，其中燃料供给系统被封装在船内而不是直接暴露在船外，使用金属材料的主要目的在于满足美国海岸警备队183,590号标准下的耐高温以及燃烧测试要求。可惜的是，尽管这种金属组件能够满足高温和燃烧测试的要求，但是却容易随着时间的流逝而腐蚀，尤其是在海水环境下。因此，这种金属组件通常需要进行涂层，比如通过在金属组件的外表面上进行电解沉积的方式来抑制腐蚀现象的发生。可惜的是，对金属组件涂覆涂层材料使得原料成本增加，同时制造成本也相应增加。此外，该涂层随着时间的流逝也容易受到液体燃料的破坏。因此，人们尝试了各种努力，比如使用塑料组件来替代涂层金属组件，但是，这种塑料组件并不能满足前面所提到的燃烧测试要求。

发明内容

根据本发明的一方面提供了一种用于船尾驱动或者船内船用发动机的燃料供给系统，该系统使用了一种能够通过美国海岸警备队183,590号标准下的高温和燃烧测试要求的塑料材料。该塑料材料可以成形为单个的、整体材料元件以构成两个或者更多组件的至少一部分，从而摒弃现有的燃料供给系统的多个单独的结构元件。此外，该塑料材料不需要涂层就能够抵抗腐蚀，尤其是氧化以及暴露于咸水中所带来的腐蚀。进一步地，所述组件或多个组件可被注塑成型从而与相邻的发动机的特征或其他结构相适应或基本适应，从而避免潜在的“热窝”或者热集中区域的形成。因此，系统组件的数目以及相应的制造成本均得以降低，而将单个的组件封装于一个有效的外壳(工作区)的能力得以提高。

根据本发明制造的一种燃料供给系统，提供了一种船用燃料供给系统，包括燃料过滤器外壳和燃料蒸汽分离器外壳中的至少一个，该外壳具有一个从该处横向延伸的下支持盖，该下支持盖与燃料过滤器外壳和/或燃料蒸汽分离器外壳成型为一件式塑料元件。此外，该系统还包括一个从下支持盖向上延伸的隔热板。该燃料过滤器外壳和/或燃料蒸汽分离器外壳，下支持盖和隔热板分别被制成一件式热固性塑料的整体元件，该塑料直接暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化。

根据本发明的另一方面，该隔热板设置为使位于燃料蒸汽分离器外壳的外部的高压燃料泵免于暴露于辐射热中。

根据本发明的又一方面，安装板从隔热板对面的下支持盖向上延伸，该安装板与燃料过滤器外壳以及下支持盖被成型为一件式塑料材料元件。该燃料蒸汽分离器外壳设置为与过滤器外壳流体相通，其中该燃料蒸汽分离器外壳具有一个蒸汽排出孔，从而使燃料蒸汽从燃料蒸汽分离器外壳中的液体燃料中分离，并从该处向外排出。

根据本发明的再一方面制造的一种船用燃料供给系统，提供了一种燃料蒸汽分离器装置，该装置包括相互成型为一件式热固性塑料材料的燃料过滤器外壳和燃料蒸汽分离器外壳。该塑料材料能够通过前文所述的美国海岸警备队183,590号标准下的高温和燃烧测试要求。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于船用燃料供给系统的组件的构造方法。该方法包括使用热固性塑料成型燃料过滤器外壳和一个燃料蒸汽分离器外壳中的至少一个，该外壳具有从该外壳延伸的整体成型的下支持盖，以及从下支持盖向上延伸的整体成型的隔热板，该塑料直接暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化。

附图说明

结合下列目前优选实施例和最佳实施方式的具体描述以及附图进行考虑，本发明的上述及其他方面、特征和优点将会更加容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个方面构造的船用燃料供给系统的透视图；

图2是图1中所示的船用燃料供给系统的一件式燃料过滤器外壳和隔热板的透视图；

图3是根据本发明的另一方面构造的船用燃料供给系统的爆炸透视图；

图4是图3中所示的船用燃料供给系统从不同侧面观察的另一爆炸透视图；

图5是图3中所示的船用燃料供给系统移掉盖板的俯视图；

图5A是与图5中所示相似的根据本发明的又一方面构造的船用燃料供给系统的视图。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1示出了根据本发明的一个方面构造的船用燃料供给系统，下文中也被称作燃料蒸汽分离器组件或简称为组件10。该组件10作为用于船尾驱动或船内船用发动机的燃料供给系统，使用一种能够通过美国海岸线183,590号标准下的高温和燃烧测试要求的塑料材料构造而成，该标准要求材料具有经受暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化的能力，该材料被用于构造该组件的连续部分，尤其是外露的表面。通过使用该塑料材料，该组件的材料成本和相应的制造成本均得以降低，此外，该塑料材料不需涂层就能够抵抗腐蚀，尤其是抗氧化或暴露于咸水(如海水)所带来的腐蚀，并且该塑料材料可达到高效配置的成型，从而使该组件10被安装于最小的外壳中。

如实施例中所示，该组件10具有由前文所述的塑料材料构造的燃料过滤器外壳12和蒸汽分离器储存器，该蒸汽分离器储存器在下文被称作储存器或蒸汽分离器外壳14。该燃料过滤器外壳12形成为用于容置燃料过滤器13于其中，该储存器14用于将燃料蒸汽从液体燃料中分离。该塑料材料不同于在大约300℃下熔化的标准的热塑性材料，而能够屏蔽热量并经受前文所述的燃烧测试而不熔化，因此，所完成的塑料组件能够通过所述测试，并且所有被塑料材料遮蔽的组件均能免受暴露于热量之中。被认为最适合于制造所述燃料过滤器外壳12和储存器14的塑料材料是一种热固性塑料制品，由矿物质填充的玻璃纤维增强的乙烯基酯化合物成形，适合于挤压成型和注射成型。这种塑料材料在市场上可以商品名BMC685或BMC695买到，还可从伊利诺斯州西芝加哥的散装成型化合物公司(Bulk Molding Compounds，Inc.of WestChicago，Illinois)购得。

该组件10包括低压泵16和高压泵18。该低压泵16可将液体燃料从上游的燃料箱(未示出)通过燃料过滤器外壳12泵出，其中液体燃料流过过滤器13并得到过滤。然后该低压泵16将该过滤好的液体燃料泵入储存器14，其中低压泵16如图1中所示位于储存器14的外部。该高压泵18如图1中所示也位于储存器14的外部，然后将液体燃料从储存器14通过一个高压燃料出口19泵入内燃机(未示出)的燃料喷射器。

该储存器14用于将燃料蒸汽从液体燃料中分离，具有一个分离器壁或多个壁成型于其中，理想的，该壁与储存器由塑料材料构成一件式的元件。该燃料蒸汽，在被从液体燃料中分离出来之后就从储存器14中排出，例如，通过蒸汽排出孔20。除了水冷却口21之外，该蒸汽排出孔20均示出为成型于储存器上盖或盖板22上。该储存器上盖22被构造为一个一件式的塑料材料元件，并且可被成型为任何理想的配件和形状。该储存器14具有在邻近于上盖22的上端26和下端或底部28之间延伸的大致圆柱形壁24。该上端26示出为沿着大致垂直于储存器14的纵向中心轴30的平面延伸，底部28如图所示被成型为具有与轴30呈倾斜关系的倾斜表面，从而与储存器14安装使用的方向相适应。底部28可被成型为具有理想的配件和/或开口，例如用于连接到水冷却盘管——比如螺旋型绕制的冷却盘管(未示出)的管口32，该管口32的尺寸适合于接入到储存器14中和/或燃料管用于液体燃料分别从燃料过滤器外壳12流入和流出到达高压泵18。进一步地，如图1所示，储存器14可被成型为具有安装结构，在此示出为螺栓孔道33以便于将储存器14连接到燃料过滤器外壳12上。

该燃料过滤器外壳12具有上盖板或上盖31和从该外壳侧面延伸的下支持底部或下盖34，该下支持盖34与燃料过滤器外壳12被成型为一件式的塑料材料元件。此外，直立的支持隔热板36从连接到隔热板36上的下支持盖34向上延伸，该隔热板36与燃料过滤器外壳12以及下支持盖34连接并成型为一件式的塑料材料元件。为使安装于外部的高压燃料泵免于暴露于热量和火焰中，该隔热板36设置为如图所示具有局部的圆柱形结构，尽管该隔热板36作为一个“模塑”的组件，但该隔热板36可被设计为具有任何适合的几何学形状从而提供理想的外部和内部结构。

进一步地，该一件式“模塑”塑料组件优选包括安装板38，该安装板38从下支持盖34沿着隔热板36的相对面向上延伸，从而使安装板38和隔热板36彼此横向间隔开适当的距离以容置理想的组件于其中。较佳的如图2中所示，安装板38直接从燃料过滤器外壳12和下支持盖34延伸。该安装板38优选成型为具有贯穿的开口40用于安装燃料过滤器外壳12，从而将组件10安装到一支撑结构(未示出)。如图所示，垫圈42设置于各个开口40内。此外，安装板38优选成型为具有安装结构，在此示出为与储存器14上的螺栓孔道33相对准的螺栓贯穿通道44，以便于将储存器14安装于此。

如图3-5所示，根据本发明的另一方面构造的船用燃料供给系统，也被称作燃料蒸汽分离器组件110，其中，与上述所使用的附图标记相差100的相同的附图标记被用于指示相同的结构。该组件110具有燃料过滤器外壳112，储存器114，低压泵和高压泵116，118，和冷却盘管44。不同于前一实施例，该燃料过滤器外壳112和储存器114被制成为单个的，整体的热固性塑料材料元件。进一步地，低压泵116和高压泵118并非位于储存器114的外部，而是均容置于储存器114的内部，从而使得储存器114的塑料壁对泵116和118起到隔热板的作用。更进一步地，为了便于设置泵116和118并调节液体燃料流和燃料蒸汽流以及分离，一个或多个挡板46均与储存器114成型为一件式的塑料材料元件。如实施例中所示，至少一部分挡板46在泵116和118之间延伸，其中该高压燃料泵118容置于紧密闭合的腔体中，该腔体由挡板46的半圆柱或稍大于半圆柱的部分形成，该低压燃料泵116容置于挡板46的圆柱形壁的内部。根据燃料流量的要求，该挡板46可被成型为具有多种结构，特别是最简单地与储存器114成型为一件式的塑料材料元件。此外，为了便于容置冷却盘管44于储存器114内和将进、出水口配件50，52连接到冷却盘管44上，储存器114的侧壁48上成型有进水孔54和出水孔56。

上盖131，122均采用塑料材料单独成型以分别覆盖燃料过滤器外壳112和储存器114。该储存器上盖122成形为具有高压燃料出口119和调压器口58成型于其中。

如图5A所示，根据本发明的又一方面构造的船用燃料供给系统，也被称作燃料蒸汽分离器组件210，其中，与上述所使用的附图标记相差200的相同的附图标记被用于指示相同的特征。该组件210与前面所述的组件十分相似，但是，高压泵和低压泵216，218并非位于同一燃料蒸汽分离器储存器214的内部，而是高压燃料泵218容置于储存器214内，低压燃料泵216则同心地容置于燃料过滤器外壳212中的圆柱形燃料过滤器213内。除此之外，组件210其余的设置均与组件110相同。

在如上所述的实施例10，110，210中，所有成型的塑料组件的外部轮廓可被成型为与相邻的结构相适应或大致适应。如此，热窝，也被称作热量聚集区的形成也得以避免。进一步地，塑料组件的外表面轮廓可被成型为具有光滑的圆角，从而便于进一步地避免热量聚集区的形成。例如，过滤器外壳12示出为其底部与轴30呈倾斜关系，其中底部在组装时大致与发动机在同一水平上，并与相邻的发动机表面呈邻接，平齐的关系。如此，在底部28与相邻的发动机表面之间不形成热量聚集区。

显然，根据上述教导，本发明的各种修改和变化都是可能的。因此，应当理解，在最终被允许的权利要求范围内，本发明也可通过除了具体描述以外的方式实现。

Claims (19)

1.一种船用燃料供给系统，包括：

燃料过滤器外壳和燃料蒸汽分离器外壳；

从所述燃料过滤器外壳延伸的下支持盖；

从所述下支持盖向上延伸的隔热板；

其中，所述燃料过滤器外壳，所述下支持盖和所述隔热板均被构造为热固性塑料的一件式元件，该元件直接暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化。

2.如权利要求1所述的船用燃料供给系统，其特征在于，进一步包括从所述下支持盖延伸的安装板，该安装板与所述下支持盖被构造为一件式的热固性塑料元件。

3.如权利要求2所述的船用燃料供给系统，其特征在于，所述安装板与所述隔热板从所述下支持盖的相对面成彼此横向间隔开的关系延伸。

4.如权利要求3所述的船用燃料供给系统，其特征在于，进一步包括安装于所述燃料蒸汽分离器外壳的外部的高压燃料泵，其中，所述隔热板设置为所述高压燃料泵提供防护。

5.如权利要求4所述的船用燃料供给系统，其特征在于，所述隔热板从所述燃料过滤器外壳延伸。

6.如权利要求4所述的船用燃料供给系统，其特征在于，所述燃料蒸汽分离器外壳与所述下支持盖构造为材料分开的元件，该燃料蒸汽分离器外壳位于所述隔热板和所述安装板之间。

7.如权利要求1所述的船用燃料供给系统，其特征在于，所述下支持盖与所述燃料过滤器外壳以及所述燃料蒸汽分离器外壳构造为整体的热固性塑料元件。

8.如权利要求7所述的船用燃料供给系统，其特征在于，进一步包括设置于所述燃料蒸汽分离器外壳内的高压燃料泵和低压燃料泵。

9.如权利要求8所述的船用燃料供给系统，其特征在于，进一步包括在所述高压燃料泵和所述低压燃料泵之间延伸的挡板，所述挡板与所述燃料蒸汽分离器外壳被构造为整体的热固性塑料元件。

10.如权利要求7所述的船用燃料供给系统，其特征在于，进一步包括设置于所述燃料蒸汽分离器外壳内的高压燃料泵，和设置于所述燃料过滤器外壳内的低压燃料泵。

11.一种用于船用燃料供给系统的组件的制造方法，包括：

使用一种热固性塑料成型燃料过滤器外壳，所述燃料过滤器外壳具有从该燃料过滤器外壳延伸的整体成型的下支持盖，以及从所述下支持盖向上延伸的整体成型的隔热板，该塑料直接暴露于650℃的火焰中2.5分钟不熔化。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括成型一安装板，该安装板从下支持盖延伸并与下支持盖成型整体一件式热固性塑料元件。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述安装板与所述隔热板在所述下支持盖的相对面彼此横向间隔开成型。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括燃料蒸汽分离器外壳和高压燃料泵，在所述燃料蒸汽分离器外壳和所述隔热板之间安装该高压燃料泵。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述隔热板和所述安装板之间设置与所述下支持盖形成材料分开的元件的该燃料蒸汽分离器外壳。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，包括将下支持盖与所述燃料过滤器外壳成型为整体的热固性塑料元件。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括燃料蒸汽分离器外壳，高压燃料泵和低压燃料泵，在所述燃料蒸汽分离器外壳内设置该高压燃料泵和该低压燃料泵。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括成型一个在所述高压燃料泵和所述低压燃料泵之间延伸的挡板，该挡板与所述燃料蒸汽分离器外壳成型为整体的热固性塑料元件。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述燃料蒸汽分离器外壳内设置该高压燃料泵，在燃料过滤器外壳内设置该低压燃料泵。