[发明专利]燃料防溢设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于减少或消除与燃料溢出相关的危害的设备。具体来说，本发明涉及减少或消除与填充燃料储存容器——其包括但不限于船舶燃料箱——相关的燃料泄漏。

背景技术

众所周知，储箱用于保存各种各样的流体，举例而言，如油、汽油、以及柴油。对储箱的正确填充是一个普遍关注的问题，因为对储箱的过量填充可能造成泄漏、对储箱或填充设备的损坏、污染土地或地下水、或其他严重的并可能是危险的后果。如果储箱的内容物易燃、有毒和/或对环境有害，则对储箱内容物泄漏的关注更为敏感。

船舶——包括但不限于游乐和小型商业渔船——燃料箱的泄漏尤其令人担忧。仅美国的航道，当前此类燃料泄漏的估计是每年超过六百万加仑。在全球范围内，燃料泄漏量更是数倍于此。由此损失的燃料造成燃料资源的浪费和环境污染，因此对于经济和生态环境而言是有害的。这个问题已经导致美国国家环境保护局规定：任何这样的燃料泄漏都会受到重罚。

船舶内部的燃料箱通常设置有排气口，从而使得当燃料经由燃料注入管泵送入燃料箱时，蒸气和烟雾可以在压力下逸出。随着发动机消耗燃料，空气通过此排气口抽进燃料箱，以填充被消耗燃料的空间。排气也是为适应燃料受热时的膨胀所必须的。在燃料箱的填充过程中，当服务人员试图把燃料箱填充到最大容量时，一些燃料可能会通过排气口排入水中。事实上，还知道灌油服务人员有意地将燃料箱填充到燃料从通风口流出，以此来作为油箱是否完全加满的标志。燃料也可能在填充后从排气口流出。例如，当船舶因为波浪、风或其他原因而左右倾斜时，在填充到最大容量的油箱中，燃料可能通过排气口流出。此外，在填充到最大容量的油箱中，当周围环境温度随后上升而导致箱内燃料膨胀时，燃料也会通过排气口流出。

使用自动切断燃料流的燃料分配管嘴可有助于避免或限制填充过程中的燃料泄漏。典型的自动切断管嘴包括一带真空管的管口，真空管连通管嘴柄附近的一个文丘里管。该真空管终止于管口出口端附近的一个压力感应端口。文丘里管连接到一个膜，该膜与切断流经管嘴的燃料的机械设备相耦联。在操作中，燃料在流出管口之前先流经文丘里管。燃料流经管口，产生真空，且空气被抽进感应端口，穿过真空管进入文丘里管。因此在管嘴内形成一气流平衡，且膜保持静止。当燃料填满油箱并封住感应端口时，穿过真空管的气流被阻断，流经文丘里管的燃料在其中产生一个真空。形成于文丘里管中的真空导致膜运动，从而引发机械设备运动，导致管嘴切断。不幸的是，燃料自动切断不会在所有情况下于期望的时刻发生，比如在对带有通气孔的船舶燃料箱进行填充时。

具体来说，在填充船舶燃料箱时，燃料填充管和排气管都通向大气压并允许空气在燃料加注过程中自由地流入和流出。在填充过程中，燃料和空气的混合紊流在燃料箱内的燃料表面上产生泡沫。泡沫覆盖燃料的表面，并随燃料在燃料箱内的上升而上升到燃料填充管和排气管中。当泡沫通过燃料填充管后退并抵达燃料管嘴的感应端口时，其在感应端口处的粘度不足以在文丘里管内产生触发自动切断管嘴所需的真空。随着燃料继续进入燃料箱，泡沫状的燃料-空气混合物进入并穿过燃料填充管和排气管中的两者或其一而进入周围环境，直到如下时刻：感应端口处足够的液体燃料在文丘里管内产生切断燃料流所需的压差。

可以看出，如果不人工地切断管嘴，现有的填充程序和设备不能减少或消除燃料至少是通过燃料填充管、甚至可能通过排气管的溢出。此外，如前所述，通过排气管的泄漏甚至可能会在启动自动切断后发生。例如，如果燃料箱被填充到接近最大容量时，由于船舶倾斜或燃料膨胀，燃料可以通过排气管排出。

许多以前防止或减少溢出的办法依靠的是使用设计成捕获溢出燃料的较大容量的贮存器。不曾认真尝试改进自动切断设备的功能，现有系统仍然主要依赖操作者的注意。然而，贮存器的使用消耗了宝贵的船舶空间，且不能解决使用自动切断管嘴时产生的与燃料-空气泡沫混合物相关的问题。随着自动切断管嘴数量的持续增加，优选是有一种用于防止和减少燃料泄漏的替代解决方案而不是使用大的贮存器。具体来说，一种适合与自动切断管嘴结合使用、用于减少或防止燃料泄漏的设备是有用的。

因此，有必要设计一种设备，其设置成在填充储箱的过程中和之后减少或消除与船舶燃料箱相关的燃料泄漏。有利地，这个设备能和自动切断燃料管嘴结合使用，并且不需要设置大的溢出贮存器。此外有利地，该设备与现有的船舶燃料加注装置充分地兼容。

发明内容