專利名稱：可密封容器中的輪機(jī)艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可密封容器形式的內(nèi)燃機(jī)組件，所述組件封閉內(nèi)燃機(jī)以及對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的操作所必須的這些輔助子系統(tǒng)，如通?？梢栽诖坏妮啓C(jī)艙(engine room)中發(fā)現(xiàn)的，其用在開(kāi)放式船身(hull)的水下工具和其它應(yīng)用中。
背景技術(shù)：
眾所周知，普通的內(nèi)燃機(jī)雖然堅(jiān)固并且能夠在各種周?chē)鷹l件下操作，但是不能在潛入水中后繼續(xù)操作。
在大型的水下船只中，例如軍用柴油潛艇，包括機(jī)艙(enginecompartment)的整個(gè)船只內(nèi)部被封閉在潛艇的壓力容器中，允許人員隨時(shí)接近內(nèi)燃機(jī)，并且為內(nèi)燃機(jī)提供保護(hù)防止周?chē)暮ＫＨ剂瞎苈?、電路和輔助設(shè)備設(shè)置在密封的船只內(nèi)部。從輪機(jī)艙和內(nèi)燃機(jī)引出的設(shè)置有閥門(mén)的管道穿過(guò)船身用于在水面操作過(guò)程中空氣和水的進(jìn)入和排出。
然而，在開(kāi)放式船身中，或者在“濕式(wet)”水下船只中，船只的船員和乘員沒(méi)有處于封閉的、防水的區(qū)域內(nèi)。相反，當(dāng)船只潛水時(shí)，人員暴露到水，并且通常戴著水中呼吸器(SCUBA gear)以提供呼吸的空氣。因此，當(dāng)潛水時(shí)，必須為用于水面推進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)提供單獨(dú)的保護(hù)以防止周?chē)乃?。雖然理論上可以設(shè)計(jì)一種可以直接暴露于水的內(nèi)燃機(jī)，并且特別的是可以暴露于海水的腐蝕作用，但是與對(duì)于多人船只所需要的大功率內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的要求和限制使得這種設(shè)計(jì)非常昂貴并且低效，所述多人船只具有它們相連的設(shè)備。
因此，將具有普通結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)封閉起來(lái)是可行的解決方案。然而，這種方案必須解決多個(gè)問(wèn)題和設(shè)計(jì)約束。必須提供接近內(nèi)燃機(jī)的通路，用于當(dāng)船只在水面上時(shí)進(jìn)行必要的維護(hù)和修理。另外，當(dāng)船只在水面上時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)準(zhǔn)備好下潛并且準(zhǔn)備好重新啟動(dòng)的過(guò)程必須能夠迅速地執(zhí)行，并且具有最少的步驟以允許水面和潛水行進(jìn)狀態(tài)之間的迅速轉(zhuǎn)換。
除了航海用途，由于這種內(nèi)燃機(jī)對(duì)水的敏感性，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的其它可能的應(yīng)用受到限制。緊急發(fā)電設(shè)備和越野陸地車(chē)輛是兩個(gè)這樣的應(yīng)用。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可密封的內(nèi)燃機(jī)容器組件，用于在多種應(yīng)用中使用，包括但不限于船只例如開(kāi)放船身的船只，作為用于緊急發(fā)電設(shè)備的動(dòng)力等。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種可密封的內(nèi)燃機(jī)容器組件，其具有緊湊并且有效的結(jié)構(gòu)，并且為內(nèi)燃機(jī)提供防水的環(huán)境。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可密封的內(nèi)燃機(jī)容器組件，其可以方便并且高效地安裝到適合的設(shè)備和從其處拆除。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種可密封的內(nèi)燃機(jī)容器組件，其允許該組件的迅速和高效的密封，從而當(dāng)關(guān)閉時(shí)將封閉的內(nèi)燃機(jī)完全與周?chē)沫h(huán)境隔離，并且其允許迅速地重新引入周?chē)沫h(huán)境用于內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)和操作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述和其它目的，根據(jù)本發(fā)明的可密封內(nèi)燃機(jī)組件包括防水殼或者殼體和位于所述殼體內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)。所述殼體可具有密封聯(lián)結(jié)件用于傳遞內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸的輸出，允許內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出被連接到位于殼體外部的設(shè)備，例如推進(jìn)系統(tǒng)。殼體具有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔具有防水蓋，從而在內(nèi)燃機(jī)操作過(guò)程中，根據(jù)燃燒目的的需要，允許周?chē)諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)氣孔進(jìn)入殼體內(nèi)，并且根據(jù)需要被抽吸到內(nèi)燃機(jī)中，所述殼體并且具有設(shè)置有閥門(mén)的冷卻水孔，其聯(lián)結(jié)到內(nèi)燃機(jī)的冷卻夾套。設(shè)置有閥門(mén)的排出孔延伸穿過(guò)殼體從而將廢氣排出到殼體外部，并且還可以起到將其它流體例如冷卻劑排出到殼體外部的作用。所述每個(gè)閥門(mén)優(yōu)選設(shè)置在殼體外部?？梢栽O(shè)置防水通道用于殼體的內(nèi)部和外部之間的電子線路，所述電子線路用于控制信號(hào)和控制功能。設(shè)置有閥門(mén)的燃料管路同樣穿過(guò)殼體的壁，為內(nèi)燃機(jī)從遠(yuǎn)處的燃料儲(chǔ)存器提供燃料輸送系統(tǒng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，燃料儲(chǔ)存器可以是一個(gè)或多個(gè)燃料囊的形式，當(dāng)燃料從所述燃料囊中被抽出時(shí)，所述燃料囊可以收縮。殼體中的通路孔允許在不從殼體拆除內(nèi)燃機(jī)的情況下執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)的維護(hù)和檢查。


當(dāng)與附圖結(jié)合考慮時(shí)，通過(guò)考慮下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選但是說(shuō)明性的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可以獲得對(duì)本發(fā)明更充分的理解，附圖中圖1是本發(fā)明的可密封輪機(jī)室組件的透視圖，其中以虛線示出了密封殼體內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)聯(lián)結(jié)到可潛水的航海船只中的噴水推進(jìn)系統(tǒng)；圖2是本發(fā)明的透視圖，示出了殼體的上部從下部拆開(kāi)，將位于殼體內(nèi)部的內(nèi)燃機(jī)暴露出來(lái)；圖3是殼體的進(jìn)氣孔的詳細(xì)透視圖；圖4是示出將殼體安裝到船體的詳細(xì)透視圖；和圖5是用于內(nèi)燃機(jī)組件的燃料系統(tǒng)的管道的示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖1，本發(fā)明的輪機(jī)艙系統(tǒng)10包括容器12，容器12形成可密封的防水殼或者殼體，其優(yōu)選由具有適合強(qiáng)度、耐腐蝕性并且輕質(zhì)的適合的鋁合金制成，內(nèi)燃機(jī)14設(shè)置在所述容器12中。對(duì)于航海應(yīng)用，該容器還應(yīng)當(dāng)能夠承受船只的預(yù)期操作深度的外部壓力。對(duì)于航海應(yīng)用，內(nèi)燃機(jī)優(yōu)選可以是船用柴油內(nèi)燃機(jī)，例如Yanmar 6LY2-STE，一種六缸內(nèi)燃機(jī)，能夠產(chǎn)生420hp的功率，對(duì)于多人的濕式可潛水船只來(lái)說(shuō)足夠。根據(jù)系統(tǒng)計(jì)劃的用途，可以使用其它類型的內(nèi)燃機(jī)。設(shè)置防水的連接通路(pass-throughs)用于內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸、排出裝置、燃料供應(yīng)裝置、電連接裝置、冷卻水、液壓管路和內(nèi)燃機(jī)控制裝置。該容器具有底座部分16和蓋子部分18，所述蓋子部分可拆除用于內(nèi)燃機(jī)安裝、修理和拆除。在航海船只環(huán)境中，底座16可以安裝到船身的底部。底座和蓋子均設(shè)置有沿邊緣的連接凸緣，所述凸緣具有O形環(huán)密封件。所述凸緣通過(guò)螺栓固定在一起以密封所述容器。
如圖4所示，容器的底座16可以設(shè)置有前后的安裝凸緣20。一對(duì)船身的縱向桿22支撐彈性的電動(dòng)機(jī)安裝件24。電動(dòng)機(jī)安裝件的豎直延伸的軸26延伸穿過(guò)凸緣20中相對(duì)應(yīng)的孔。用于容器的相對(duì)應(yīng)的安裝件可以用在其它應(yīng)用中。
用于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣孔穿過(guò)向上延伸的進(jìn)氣管(intake stack)組件28，如圖3所示。與將空氣直接引導(dǎo)到內(nèi)燃機(jī)中不同，進(jìn)氣管組件將空氣引導(dǎo)到容器內(nèi)部，空氣從所述容器內(nèi)部根據(jù)內(nèi)燃機(jī)操作的需要被抽吸到內(nèi)燃機(jī)中。空氣在容器內(nèi)的循環(huán)為容器內(nèi)部電子部件和其它部件提供了冷卻措施。電風(fēng)扇88可以設(shè)置在管道90中以將空氣引導(dǎo)到內(nèi)燃機(jī)的交流發(fā)電機(jī)(未示出)，該管道的進(jìn)氣端位于進(jìn)氣管的附近。進(jìn)氣孔的結(jié)構(gòu)允許空氣被抽吸，即使主容器浸在水中。
進(jìn)氣管組件28包括豎直管道30，所述管道30通過(guò)肩角(fillet)32支撐在殼體上。管道30的上端具有基本為喇叭(bell)形的開(kāi)口34，開(kāi)口34具有沿圓周的平坦部36。所述管道的尺寸被設(shè)計(jì)成允許足夠的氣流用于適當(dāng)?shù)娜紵?。在特定的Yanmar內(nèi)燃機(jī)的情況中，所述管道支持大約1200ft3/min的流動(dòng)，這比內(nèi)燃機(jī)所需要的燃燒空氣的量超過(guò)大約50％。蓋子38豎直移動(dòng)以開(kāi)啟和閉合進(jìn)氣管組件，并且被三個(gè)聯(lián)動(dòng)的液壓缸40驅(qū)動(dòng)，每個(gè)液壓缸安裝在支架42上，致動(dòng)器桿44穿過(guò)開(kāi)口34中的孔，并且固定到Y(jié)形的蓋子支架46。
通過(guò)配合件48，可以獲得通過(guò)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的內(nèi)燃機(jī)輸出。在所示實(shí)施例中，船只的水面驅(qū)動(dòng)裝置為噴水推進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置50的形式。因此，內(nèi)燃機(jī)的輸出軸通過(guò)配合件48聯(lián)結(jié)到噴水系統(tǒng)的輸入軸。設(shè)置現(xiàn)有技術(shù)中公知的密封件以保持防水連接。齒輪系組件(未示出)位于容器殼體內(nèi)，從而將內(nèi)燃機(jī)的輸出速度范圍與噴射驅(qū)動(dòng)裝置50的優(yōu)選輸入速度范圍匹配?？商鎿Q的配合件和聯(lián)結(jié)件可用于將輸出軸連接到其它裝置或者系統(tǒng)。
下面參考圖5，用于內(nèi)燃機(jī)14的燃料儲(chǔ)存裝置優(yōu)選遠(yuǎn)離內(nèi)燃機(jī)組件10設(shè)置并且設(shè)置在組件10的外部?？梢栽O(shè)置一對(duì)柔性的燃料囊52，每個(gè)燃料囊具有燃料供送管路54和燃料返回管路56，每個(gè)管路在58處設(shè)置有閥門(mén)。所述兩個(gè)燃料供送管路和燃料返回管路分別在T形配合件60、62處結(jié)合，并且然后通向內(nèi)燃機(jī)組件10。主供送管路64可以設(shè)置有燃料濾清器和燃料/水分離器66。燃料供送管路和燃料返回管路還穿過(guò)主截留閥68。這些閥設(shè)置用于安全切斷朝著內(nèi)燃機(jī)的管路，并且還用于對(duì)于潛水操作將內(nèi)燃機(jī)容器與燃料囊密封隔離。輔助閥門(mén)58用于燃料囊之間的燃料平衡，例如當(dāng)加燃料時(shí)，以及安全儲(chǔ)備(back-up)，并且對(duì)于潛水操作不必閉合。
燃料囊52還通過(guò)跨接(crossover)管路70連接。在由于不正確地設(shè)置截留閥而造成一個(gè)燃料囊充滿的事件中，跨接管路允許燃料在燃料囊之間轉(zhuǎn)移，并且還允許通過(guò)多用途的配合件72清除收集在燃料系統(tǒng)中的空氣，這在潛水操作過(guò)程中是特別關(guān)鍵的?？梢酝ㄟ^(guò)使用手動(dòng)操作的泵(未示出)來(lái)清除所述空氣。卸壓閥同樣設(shè)置在管路中，從而在系統(tǒng)的過(guò)壓事件中提供壓力釋放。每個(gè)燃料囊可具有大約70加侖的容量，并且設(shè)置在船只的相反側(cè)上。
當(dāng)所述系統(tǒng)將用在航海環(huán)境中時(shí)，內(nèi)燃機(jī)14優(yōu)選為水冷的。未凈化的(raw)水的進(jìn)入管路74將水引導(dǎo)穿過(guò)船身底部76、穿過(guò)內(nèi)燃機(jī)組件容器12、并且進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)14上的冷卻孔中。所述進(jìn)入管路設(shè)置有球閥78和過(guò)濾器濾網(wǎng)(filter strainer)80。球閥可以設(shè)置在船員艙附近以允許關(guān)閉用于潛水操作。內(nèi)燃機(jī)的廢氣/水混合歧管84同樣向外開(kāi)口穿過(guò)容器、穿過(guò)廢氣蝶形閥86，其中廢氣以及冷卻水通過(guò)所述歧管84被排出。水/空氣分離器可以設(shè)置在排出系統(tǒng)中，如現(xiàn)有技術(shù)中公知的。
優(yōu)選作為內(nèi)燃機(jī)14的Yanmar內(nèi)燃機(jī)具有12伏的直流電力系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括交流發(fā)電機(jī)從而在內(nèi)燃機(jī)操作過(guò)程中提供12伏的輸出。啟動(dòng)器電池可以設(shè)置在容器12內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)和電池之間的電連接裝置以及位于容器外部的船體中的其它電子部件通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中公知的防水連接器箱形成。以類似的方式，船只或者其它操作環(huán)境對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的控制要求可包括下列事項(xiàng)，即需要液壓系統(tǒng)，通常通過(guò)液壓泵注入(charge)。適合的液壓泵和相關(guān)的外圍設(shè)備，包括調(diào)節(jié)器、蓄壓器、致動(dòng)器等，也可以設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)容器內(nèi)，其中液壓管路通過(guò)使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的適合的配合件而穿過(guò)容器。為了降低內(nèi)燃機(jī)組件的聲音特征，容器的內(nèi)部表面可以利用適合的隔音材料82涂覆，例如Soundown公司制造的QuietProTM隔音材料。另外，內(nèi)燃機(jī)安裝件24可以提供隔震和隔聲?？梢允褂肨relleborgIndustrial AVS的金屬橡膠結(jié)合類型的浮式(float)安裝件。
如上所述，本發(fā)明提供一種可密封的內(nèi)燃機(jī)“輪機(jī)艙”系統(tǒng)，其能夠安裝在各種要求保護(hù)內(nèi)燃機(jī)防止水的應(yīng)用中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的此處具體描述的對(duì)本發(fā)明的修改、適用和變形落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.可密封的內(nèi)燃機(jī)容納組件，包括防水容器；位于所述容器內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)；進(jìn)氣孔，用于來(lái)自容器外部的空氣通過(guò)，所述進(jìn)氣孔具有將所述進(jìn)氣孔與容器外部隔離的裝置；和排出孔，用于使內(nèi)燃機(jī)的廢氣通向容器外部，所述排出孔具有將所述排出孔與容器外部隔離的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于還包括防水聯(lián)結(jié)件，用于將驅(qū)動(dòng)軸的輸出傳遞到容器的外部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于至少一個(gè)閥可遠(yuǎn)程控制。
4.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括用于容器外部和內(nèi)燃機(jī)之間的燃料的防水通道。
5.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括聯(lián)結(jié)到容器內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)的液壓動(dòng)力源、以及用于液壓動(dòng)力源和容器外部之間的液壓管路的防水通道。
6.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于所述排出孔聯(lián)結(jié)到內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管。
7.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于所述排出孔的閥門(mén)設(shè)置在容器外部的排出孔上。
8.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于還包括由所述驅(qū)動(dòng)軸的輸出驅(qū)動(dòng)的噴水推進(jìn)器。
9.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括用于進(jìn)氣孔蓋的液壓操作器。
10.如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于所述蓋可沿著與所述進(jìn)氣孔的主軸線平行的直線軸線移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括位于容器內(nèi)部的空氣循環(huán)風(fēng)扇。
12.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括至少一個(gè)燃料囊以及燃料管路，所述燃料囊位于容器的外部，所述燃料管路從所述燃料囊穿過(guò)容器通向內(nèi)燃機(jī)。
13.如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于所述燃料囊的數(shù)目是兩個(gè)，并且位于船身的相反側(cè)上。
14.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于還包括位于容器內(nèi)的可再充電的電能存儲(chǔ)裝置，所述內(nèi)燃機(jī)具有聯(lián)結(jié)到其處的發(fā)電裝置。
全文摘要
一種可密封的內(nèi)燃機(jī)容納組件，為內(nèi)燃機(jī)和輔助設(shè)備提供防水環(huán)境，因此在可密封容器中提供“輪機(jī)艙”。該容器包括進(jìn)氣孔和排出孔，所述進(jìn)氣孔用于來(lái)自容器外部的空氣通過(guò)，排出孔用于將內(nèi)燃機(jī)的廢氣排出到容器的外部。進(jìn)氣孔和排出孔都具有閥門(mén)，從而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)不操作時(shí)將所述孔與容器外部隔離?？梢栽O(shè)置防水聯(lián)結(jié)件用于傳遞內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的輸出，并且可以設(shè)置防水聯(lián)結(jié)件用于電子的、液壓的和燃料管線。內(nèi)燃機(jī)組件能用在開(kāi)放式船身的潛水船只中，并且可以用在其它的這樣的環(huán)境中，其中可能的水的進(jìn)入會(huì)造成普通內(nèi)燃機(jī)組件的劣化。
文檔編號(hào)B63J99/00GK101044305SQ200580033915
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者羅伯特·迪格爾戈里奧 申請(qǐng)人:斯蒂德系統(tǒng)公司