帶有燃料室的能量產生模塊的製作方法

2023-09-22 11:26:25 5

專利名稱：帶有燃料室的能量產生模塊的製作方法
帶有燃料室的能量產生模塊
背景技術：
傳統發電系統通常用來在用電受到限制的邊遠地區產生電力或在斷電期間為市
區提供後備電源。更尤其是，這樣的傳統系統典型的是利用柴油機產生所需的電力，所述電 力既可用於主要(主源)能量，又可用於備用(冗餘源)能量。發電系統通常用於工業、施 工、採礦、油氣勘探及其他商業應用。例如，對於工業應用，這些系統可用於支撐工廠的主要
電力和/或備用電力；對於施工、採礦和油氣勘探來說，如果這些活動所處的位置經常很偏 遠，並且遠離市政電力網，那麼這些系統可用來為設備的運行產生主要動力；以及對於商業 應用來說，這些系統可為電力系統提供備用電力，如果市政電力網由於暴風雨、自然災害、 破壞等原因臨時失去動力。 發電系統一般會產生明顯的噪音，成本很高，並且可以從一個位置運輸到另一個 位置。同樣，發電系統通常被封閉起來，以便減少逸出到外面周圍環境中的噪音量，保護髮 動機及其他部件免於失竊和免受環境狀況的影響，以及便於運輸。用於發電系統的通用封 裝件是標準船運貨櫃，例如ISO(國際標準化組織)船運貨櫃。發電系統封閉在這樣的 貨櫃內，使得發電系統能夠容易地、快速地部署到各個位置的工作現場。發電系統的另一 種通用封裝件是方便載運式(drop-over)封裝件，可以設計成各式各樣的尺寸和構造。方 便載運式(drop-over)封裝件通常用於預定具有固定位置、例如商業樓頂上的發電系統。
根據特殊用戶要求，這在很大程度上由聯邦、州及當地法律規定，可能需要輔助設 備來操作和支持發電系統。該設備可以包括但不限於下列設備直流照明系統、電氣控制例 如開關裝置或電壓轉換板、消聲器、滅火系統、人員門、燃料櫃、用於通風的天窗、以及排氣 系統。由於發電系統臨近建築物、設備等，封裝件的軌跡常常受到限制，發電系統的設計者 會設法使發電系統的內部件包括發動機的尺寸最小化，從而使得封裝件的整體軌跡最小。 作為選擇，當使用標準船運貨櫃時，外部尺寸是固定的。所以，所有需要部件的大小必須 設計成裝配在貨櫃內部。 使用液體燃料、例如石油基燃料的發電系統可能會存在企圖使所需部件的尺寸最 小化的問題。燃料櫃不但必須滿足所有的聯邦、州及當地法律，還必須在封裝件的可用空間 內部實現發動機的燃料供給要求。所以，與使發電模塊及其部件的尺寸最小化的要求相比， 還存在使燃料櫃的尺寸最大化以便減小滿足發電系統所需的高成本再加燃料頻率的要求。
進一步，傳統燃料櫃設計成嵌入式的圓柱形形狀、正方形形狀和長方形形狀，作為 獨立部件經由管道和軟管連接到發動機上。假如使用最常見的尺寸和形狀的已有液體燃料 發動機，設計者通常必須將燃料櫃安裝在鼻端(前部)、尾部(後面)或發動機下方。如果 燃料櫃要滿足燃料容器的保險商實驗室(Underwriters Laboratories)標準，則燃料櫃必 須是雙壁的，這樣如果外壁被剌穿，沒有受到危及的內壁能夠防止燃料洩漏。同時，傳統燃 料櫃可以在發電系統內部，尤其是在工作區域建立粗糙表面。例如，如果燃料櫃位於發動機 下面，其外壁可能會有脫扣(trip)危險和/或形成不平的地板表面或壁表面，使得設計者 更難以優化發電系統內部的空間。

發明內容
本發明的實施例概括來說涉及能量產生模塊。更尤其是，實施例概括來說涉及的 能量產生模塊包括封裝件、能量產生裝置和燃料室，其中封裝件的外壁和內壁協作形成燃 料室，使得燃料室配置在封裝件外壁與封裝件外壁之間。 依照一個實施例，一種能量產生模塊，其包括封裝件、能量產生裝置、燃料室和一 個或多個可密封的口 。燃料室包括第一級容納櫃和第二級容納櫃，第一級容納櫃容裝在第 二級容納櫃中，第一級容納櫃和第二級容納櫃由一個或多個孔隙空間分隔開。燃料室的第 一級容納櫃包括一個或多個構造成容納燃料的隔室(cell)。封裝件包括多個封裝件外壁和 多個封裝件內壁。封裝件外壁和封裝件內壁協作形成燃料室的第二級容納櫃，使得第一級 容納櫃配置在封裝件外壁和封裝件內壁之間。可密封的口容許燃料通過封裝件外壁和第一 級容納櫃，用於將燃料引入第一級容納櫃的隔室中或從其中取出。能量產生裝置由封裝件 的封裝件內壁密閉，與第一級容納櫃隔室流體連通，並構造成利用從隔室接收的燃料產生 能量輸出。 依照另一個實施例，一種發電模塊，其包括封裝件、發電裝置、燃料室、一個或多個 可密封的口、一個或多個燃料傳感器和一個或多個燃料輸送裝置。燃料室包括第一級容納 櫃和第二級容納櫃，第一級容納櫃容裝在第二級容納櫃中，第一級容納櫃和第二級容納櫃 由一個或多個孔隙空間分隔開。封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁。封裝件外 壁和封裝件內壁協作形成燃料室的第二級容納櫃，使得第一級容納櫃配置在封裝件外壁和 封裝件內壁之間。燃料室的第一級容納櫃包括一個或多個構造成用於容納燃料的隔室。孔 隙空間構造成收集從第一級容納櫃的隔室洩漏到孔隙空間中的燃料。燃料傳感器設置在孔 隙空間中以及第一級容納櫃的一個或多個隔室中，以檢測隔室中存在的燃料以及從隔室洩 漏到孔隙空間中的燃料。可封閉的口容許燃料通過封裝件外壁和第一級容納櫃，用於將燃 料引入第一級容納櫃的隔室中或從其中取出。燃料輸送裝置構造成將燃料從第一級容納櫃 的隔室輸送到發電裝置。發電裝置由封裝件內壁封裝，並構造成利用從隔室接收的燃料產 生電力。 依照又一個實施例，一種發電模塊，其包括封裝件、發電裝置和一個或多個可密封 的口 。封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁，所述多個封裝件外壁和多個封裝件 內壁協作形成在封裝件外壁和封裝件內壁之間配置的燃料室。燃料室包括構造成用於容納 燃料的一個或多個隔室。可密封的口容許燃料通過封裝件外壁，用於將燃料引入燃料室的 隔室中或從其中取出。發電裝置由封裝件內壁封裝，與燃料室隔室流體連通，並構造成利用 從隔室接收的燃料產生電力。


結合閱讀下列視圖，可以更好地理解下面具體實施例的詳細描述，其中同樣的結 構用同樣的數字標記，以及其中 圖1示出了依照一個實施例的發電模塊的透視圖，其帶有在發電模塊的一端露出 的擋板； 圖2示出了依照一個實施例的發電模塊的透視圖，其露出了發電模塊的內部；
圖3示出了依照一個實施例的發電模塊的橫截面端視圖；禾口
圖4示出了依照一個實施例的發電模塊的部分橫截面透視圖。
具體實施例方式
視圖中所闡述的實施例本質上是示例性的，不作為對由權利要求所限定的實施例 的限制。此外，參考詳細說明，視圖和實施例的各個方面都將變得更加完全明顯和明白。
本發明的實施例概括來說涉及能量產生模塊。這些能量產生模塊包括封裝件、能 量產生裝置和燃料室。能量產生裝置可以利用容納於燃料室中的燃料產生能量輸出。例如， 但不限於，能量產生裝置可以是產生電力輸出的發電機引擎；產生熱量和/或熱空氣輸出 的鍋爐；產生冷空氣輸出的激冷設備；產生增壓空氣輸出的空氣壓縮機，或者可以是構造 成產生或其他方式生成能量輸出的任何其他能量產生裝置。僅僅為了簡化對本發明各種實 施例的描述，在此提供的揭示主要涉及的能量產生模塊為發電模塊，其包括構造成利用從 其燃料室接收到的燃料產生電力的發電裝置。同樣，在此提供的揭示不局限於發電模塊，其 可以應用於在此所述的任何能量產生模塊。進一步，在此所使用的術語〃 模塊〃 表示任何 構造的封裝件，無論是可運輸的還是固定於某一位置的，其能夠密閉能量產生裝置以生成 能量輸出，用於任何種類的用途或用途組合。 首先參見圖l-4，一種發電模塊IO，其基本上包括發電裝置12、封裝件14、一個或 多個可密封的口 20和燃料室22/38。發電裝置12通常為構造成產生電力的燃料驅動發動 機，但並不是必須的。發電裝置12可以是例如渦輪發動機、往復式發動機、電驅動/汽油 (或其他混合)驅動發動機、可以用來將發動機產生的熱量引導至附近的設施以用於生產 用途的熱電組合式發動機(CHP)、氫燃料電池發動機、太陽能發動機或風驅動發動機。實際 上，發電模塊10可以包括發電裝置12的任意的一個或多個組合，以增強發電模塊10的靈 活性和/或能量產生。對於示例性的風驅動發動機的實施例，例如，風力渦輪機可以安裝到 封裝件14上，在運輸過程中或者在發電模塊12靜止時用於產生電力。對於示例性的太陽 能發動機，例如太陽電池板可以設置在封裝件14的頂部或側面而產生電力。發電模塊10 可以包括蓄電池或其他充電-存儲裝置，這樣，由發電裝置12產生的電力可以在延遲一段 時間放電。發電裝置12由發電模塊10的封裝件14封裝，通常僅僅是被授權人員才可以進 入。 封裝件14可以是具有頂部、地板、一對側壁以及一對端壁的結構，當連接時，其提 供能夠封裝發電裝置12及各種其他與產生電力有關的部件和充當人員工作區的如同腔一 樣的內部。同樣，封裝件14可以是例如ISO貨櫃、方便載運式封裝件、鐵路貨運汽車或任 何其他構造成執行在此所述的目的的封裝件或容器。封裝件14可以由任意種類的不同材 料構造，例如但不限於玻璃纖維、鋁、不鏽鋼、碳鋼或FRP(玻璃纖維增強塑料)。雖然封裝 件14通常可以由碳鋼構造而成，但是，可以使用本領域中適於執行在此所述的任務的任何 替代材料。進一步，封裝件14可以直接附著到底盤系統上，以便於發電模塊IO在道路或導 軌上的運輸。 如圖2-4所示，發電模塊10的封裝件14基本上包括多個封裝件外壁16和多個封 裝件內壁18，封裝件外壁16限定發電模塊10的外部，封裝件內壁18限定發電模塊10的內 部。這些封裝件內壁18和外壁16分別限定了發電模塊10的封裝件14的外部頂部、地板、 側壁和端壁以及內部頂部、地板、側壁和端壁。雖然封裝件外壁16、內壁18通常是線性的，但是可以考慮這些壁16、18中的一個或多個壁是彎曲的。從而，發電模塊10的內部、發電 模塊10的外部或兩者都可以採取圓形或半圓形或其他彎曲形狀。彎曲壁可以提高封裝件 14減少從發電裝置12發出而從封裝件14逸出到周圍外界環境的噪音的能力。進一步，彎 曲壁可以包括一個或多個基本上引導噪音通過特別設計的口的通道，以最小化傳播到外部 環境的噪音量。外壁16和內壁18無論是線性的還是彎曲的，亦或者是它們的組合，都協作 形成發電模塊10的燃料室22/38的至少一部分。 發電模塊10的燃料室22/38構造成配置在封裝件14的外壁16和內壁18之間的 壁內氣密密封式燃料室。更尤其是，燃料室22/38可以利用發電模塊10的封裝件14的已 有外壁和內壁16、18(頂部、地板、側壁和端壁)作為燃料室22/38 (無論是雙壁燃料室22 還是單壁燃料室38)的一個或多個壁，正如在此更加詳細地描述的那樣。還可以構思燃料 室的另外的實施例，其中燃料室可配置成任何多壁結構，可以是雙壁、三壁或其他構造，其 包括多個容納櫃。 與具有暴露在封裝件的內部工作區中的正交連接的傳統發電系統燃料櫃相比，對 封裝件外壁16和內壁18設立多用途角色給燃料室22/38和發電模塊10的設計帶來更 大的靈活性；減少了建造燃料室22/38所需的材料和人工；由於暴露於噪音源(即發電裝 置12等等)的封裝件外壁空間較小而提供了額外的噪音衰減；消除了脫扣危險。對於傳 統燃料櫃來說，是將材料例如碳鋼對齊焊接在一起來實現要求大小和形狀的燃料櫃。對於 傳統雙壁燃料櫃，另一個外壁在內部燃料櫃周圍焊接在一起。這增加了構造傳統燃料櫃時 所需的人工成本和材料數量。本實施例的燃料室22/38利用封裝件14的已有外壁16和內 壁18 (頂部、地板、側壁和/或端壁)形成燃料室22/38，從而減少施工花費的時間、材料和 人工量。而且，發電模塊10的本實施例的構造帶有基本上環繞模塊10內部的壁內燃料室 22/38及容納其中的燃料和儲存在其中的發電裝置12，這種構造可以對發電裝置12產生的 噪音提供明顯的噪音衰減。所以，不需要像現有技術中通常的那樣在發電系統外部和/或 發電裝置外部周圍設置擋板和/或其他隔音材料，從而節約施工花費的額外的時間、材料、 人工和資金。 進一步，雙壁燃料室22以及單壁燃料室38實施例都潛在地能夠提供更大的立方 空間用於燃料容納，與傳統發電系統燃料櫃相比，沿封裝件14的全部六個壁的平方英尺數 量可以提供更大的燃料容量。所以，取決於燃料消耗速率，與傳統發電系統燃料櫃相比，發 電模塊10產生電力的運行時間顯著增加，燃料罐車向發電模塊10再添加燃料所需的再加 燃料行程和人力更少。 如圖3和4所示，發電模塊10的燃料室22可包括容納在第二級容納櫃26之內的 第一級容納櫃24。這在此可以被稱為雙壁燃料室22。第一級容納櫃24可以包括構造成容 納燃料的一個或多個隔室28。封裝件外壁16和封裝件內壁18協作形成燃料室22的第二 級容納櫃26。所以，第一級容納櫃24配置在發電模塊10的外部與內部之間，或者，更具體 地說，在封裝件14的封裝件外壁和內壁16、 18之間。根據待容納在其中的燃料量，確定第 一級容納櫃和第二級容納櫃24、26的厚度。 作為選擇，如圖2所示，與上述包括容納在第二級容納櫃26之內的第一級容納櫃 24的燃料室22相對比，發電模塊10的燃料室38可以是通過封裝件內壁和外壁16、 18的協 作形成的單壁燃料室38。更尤其是，在如圖2所示的示例性實施例中，封裝件外壁和內壁16、18協作形成單壁燃料室38。由此，單壁燃料室38配置在發電模塊10的封裝件外壁和 內壁16、18之間。與雙壁燃料室22類似，單壁燃料室38還可以包括一個或多個構造成容 納燃料的隔室。 對於雙壁燃料室22，第一級容納櫃和第二級容納櫃24、26可以由一個或多個孔隙 空間32分隔開。第一級容納櫃和第二級容納櫃24、26之間的孔隙空間32的寬度可以根據 規例或行業標準確定。雖然第一級容納櫃24可以通過氣密密封基本上阻止燃料由此洩漏， 可能會由於發電模塊10的製造缺陷、與外物碰撞或被外物剌穿危害封裝件外壁和內壁16、 18或者其他原因而出現洩漏。同樣，孔隙空間32可構造成收集從第一級容納櫃24洩漏的 燃料。還可以考慮可以氣密密封第二級容納櫃26以便基本上阻止燃料從孔隙空間32穿過 封裝件外壁和/或內壁16、18洩漏。 另外，一個或多個孔隙空間32可以至少部分地充填混凝土、隔離層或其他物質， 以進一步衰減發電裝置12發出的噪音和限制外物剌穿第一級容納櫃和第二級容納櫃24、 26。這種隔離物質可進一步以容許燃料流過的方式配置或設置在孔隙空間32內部，從而不 妨礙發電模塊IO適當檢測燃料，正如下面將要更加詳細地描述的那樣。進一步，孔隙空間 32的尺寸可由撐條(brace)保持，所述撐條可垂直地焊接到第一級容納櫃和第二級容納櫃 24、26的壁(即封裝件外壁16和內壁18)上。該撐條可以構造成支撐這些壁，並在第一級 容納櫃14存在洩漏的情況下允許燃料流過。 如圖3所示，發電模塊10可以包括位於孔隙空間32中的一個或多個燃料傳感器 34，以檢測由於第一級容納櫃24的洩漏而引起的燃料在孔隙空間32中的存在。孔隙空間 通常構造成將其中收集的燃料引導至燃料傳感器的位置用以檢測。並且，發電模塊10可以 包括位於第一級容納櫃24的隔室28中或位於單壁燃料室38的隔室中的一個或多個燃料 傳感器，用以檢測其中所容納的燃料水平以及通知發電模塊10的操作者需要再加燃料。
第一級容納櫃24內的隔室28和單壁燃料室38內的隔室可以構造成以累積的方 式或獨立地容納任何所需數量的燃料。在一個示例性實施例中，在具有帶有大約150%容積 的雙壁燃料室22的20英尺標準IS0貨櫃中，第一級容納櫃24中的隔室28構造成累積容 納大約1500加侖的燃料，而20英尺標準ISO貨櫃中的傳統燃料櫃通常只容納大約750加 侖，因而與本示例性實施例相比，只能提供發電裝置運行時間的大約50%。進一步，在另一 個示例性實施例中，在具有帶有大約150%容積的雙壁燃料室22的40英尺標準IS0貨櫃 中，隔室28構造成累積容納大約3000加侖的燃料，而同樣大小的貨櫃中的傳統燃料櫃通 常只容納大約1500加侖。另外，對於另外示例性實施例的提供大約200%容積的雙壁燃料 室22，隔室28可以構造成在20英尺標準ISO貨櫃中累積容納大約1100加侖的燃料或者 在40英尺標準ISO貨櫃中容納大約2200加侖的燃料。相反，傳統燃料櫃在20英尺和40 英尺標準ISO貨櫃中通常分別只能容納大約550加侖和1100加侖的燃料。所以，這些實 施例的雙壁燃料室22可以提供傳統燃料櫃通常可得到的燃料儲存量的200%。可以預測， 在此所述的這些實施例的單壁燃料室38甚至可以提供傳統燃料櫃通常可得到的燃料儲存 量的200%還多，而傳統燃料櫃的燃料儲存量的限制因素是它們各自的高度，當燃料櫃被限 制在封裝件的內部空間之內時，它們的高度受到封裝件內的內部工作區高度的限制。
另外，如上所述，不但可以氣密密封第一級容納櫃24和單壁燃料室38，而且也可 以分彆氣密密封第一級容納櫃24和單壁燃料室38各自的隔室，以便基本上阻止燃料在隔室之間洩漏以及從隔室洩漏到孔隙空間32或穿過封裝件外壁16。作為選擇，兩個或更多 個隔室可以流體互連，使得燃料可以穿過互連的隔室流動。另外，一個發電模塊10的燃料 室22/38的一個或多個隔室可以連接到另一個附近的發電模塊10的燃料室22/38的一個 或多個隔室。所以，可以設置多個互連的發電模塊10以產生比通過單個孤立的發電模塊10 可得到的更多的累計電力輸出。例如，但不限於，可以設置多個相鄰的流體連通的發電模塊 10，其都構造成能夠通過燃料輸送裝置例如軟管、管道、閥、夾具等等共用容納在各自的燃 料室22/38中的燃料。進一步，可以考慮，為便於運輸而支撐在底盤或軌道車上的發電模塊 10可以連接到罐裝卡車或罐裝軌道車上，除容納於燃料室22/38的燃料之外，所述罐裝卡 車或罐裝軌道車可容納數千加侖的燃料。 進一步，隔室內部可由多個間隔地焊接或連續地焊接於隔室內部的擋板30支撐， 如圖l-3所示。擋板30可以構造成保持隔室的預定尺寸。擋板30可以穿孔以便容許燃料 流過。進一步，擋板30可以構造和/或設置在隔室之內，以進一步衰減從發電裝置12發出 的噪音。也可以在隔室內部設置聲音隔離物質，例如但不限於混凝土、隔離層或其他物質， 以提供額外的噪音衰減益處，同時不會明顯妨礙燃料在隔室內部的流動。
如上所述，發電模塊10還包括一個或多個可密封的口 20。可密封的口 20可構造 成容許燃料通過封裝件外壁16和第一級容納櫃24，用於將燃料引入第一級容納櫃24和單 壁燃料室38的隔室中或從其中抽出。可密封的口 20通常位於隔室中所容納的燃料的最高 水平面上方，以便阻止燃料通過可密封的口 20洩漏到封裝件14外面。但是，可以考慮，可 密封的口 20可位於發電模塊10上的任何位置處。在可密封的口 20位於隔室中所容納的 燃料的最高水平面下方的實施例中，可密封的口 20、燃料室22/38或者兩者都可以構造成 防止或基本上防止燃料回流到可密封的口 20和/或穿過可密封的口 20回流，從而阻止燃 料通過可密封的口 20洩漏到封裝件14外面。 為發電模塊10設置多個可密封的口 20則可提供更大的再加燃料靈活性，如果到 可密封的口 20的通路被堵或收到其他妨礙，則可以減少再加燃料所需的時間。可以考慮， 在多個獨立的隔室位於第一級容納櫃24或單壁燃料室38之內的情況下，可以為每個隔室 設置可密封的口20。所以，在這樣的實施例中，各個隔室可以同時充加公用燃料或各種類型 的燃料，從而進一步減少給發電模塊10再加燃料所需的時間。進一步，對於發電模塊10的 再加燃料，可以考慮燃料可通過任何種類的燃料源傳送和提供。例如，燃料可以由罐裝拖車 或罐裝軌道車提供，所述罐裝拖車或罐裝軌道車被運輸到發電模塊10的位置。舉另一個例 子，發電模塊10本身可以被運輸到燃料站或靜止的或固定不動的罐裝車，發電模塊10與之 耦合以接收燃料。 進一步，發電模塊10可以包括一個或多個燃料輸送裝置26，用於將燃料從第一級 容納櫃24和單壁燃料室38的隔室輸送至發電裝置12。由此，封裝在發電模塊10內部的 發電裝置12經由燃料輸送裝置36與隔室流體連通。發電裝置12利用燃料輸送裝置36從 隔室接收的燃料產生電力。燃料輸送裝置36可以包括但不限於一個或多個管、軟管、夾具、 閥、密封件和/或其他另外的或類似的裝置。 另外，發電模塊10可以包括正常通風口和緊急通風口。第一級容納櫃24和單壁燃 料室38的封裝件外壁16通常具有位於它們各自的頂表面上的正常通風口和緊急通風口 ， 這些通風口用於自動解除內部的氣體壓力。第二集容納櫃26通常具有位於其頂表面的緊急通風口，用以解除第一級容納櫃和第二級容納櫃24、26內部經常由於外燃輻照或正常通 風口的堵塞而形成的超高壓力。 進一步，根據本發明的實施例可以考慮可以將基本上不能滲透的塗層或其他材 料塗覆到燃料室或櫃的一個或多個壁上，可免除雙壁、孔隙空間和/或第二級櫃的必要。更 尤其是，塗層可基本上防止拋射物或其他外物剌穿燃料室或櫃的壁。該塗層如果塗覆到燃 料室或櫃的壁上，可以消除對第二級容納和其中設置的任何保護或隔離材料的需要。這進 一步減少了發電模塊10的施工所需的材料、時間、人工和成本，容許燃料室擴大尺寸，以便 代替孔隙空間增加燃料儲存。塗層可以液體的形式施加，其在燃料室或櫃的壁周圍乾燥成 基本上不能滲透的材料。作為選擇，塗層也可以是以不能滲透的狀態在燃料室或櫃的壁周 圍附著或其他方式設置的材料，例如板層構造或封裝構造。還可以考慮塗層有助於衰減發 電裝置12產生的噪音。 由發電模塊10使用並容納於燃料室22/38的隔室中的燃料可以以壓縮或非壓縮 的狀態容納。另外，由發電模塊10使用並容納於燃料室22/38的隔室中的燃料不局限於任 何特定的燃料類型。優選地，燃料可以是但不限於任何石油基燃料，諸如汽油、丙烷、柴油、 噴射燃料、煤油或液化天然氣、任何生物質燃料或氫。實際上，燃料室22/38的各個密封隔 室可以容納不同類型的燃料。這不但容許能夠發電，還可以為使用各種燃料類型的車輛再 加燃料。依照構造成容許用從發電模塊10的燃料室22/38分配的燃料為車輛再加燃料的 實施例中，發電模塊10可以包括一個或多個與燃料室22/38中的燃料流體連通的接受器， 所述接受器構造成應用於車輛，用以向車輛的燃料櫃分配燃料。由此，發電裝置12不但可 以為電力網或其他電力系統提供動力，還可以利用同一發電模塊10的燃料室22/38中的燃 料為使用任何一種燃料類型的車輛再加燃料。另外，各種燃料類型的儲存還能夠使發電模 塊10的發電裝置12由任何種類的燃料類型中的一種或多種提供動力以產生電力。
對於包括發電裝置12和燃料室22/38以及產生電力所必須的其他部件的發電模 塊10來說，發電模塊10自給自足，除了向燃料室22/38再充注產生和排放電力和/或燃料 所必須的燃料外，不依賴任何外部資源。所以，除了偶爾的臨時維護、加燃料、電力網連接/ 斷開和運輸發電模塊10職務之外，發電模塊10可以無人員操作。發電模塊10的其他操作 可通過發電模塊10本身自己執行或遠程控制和/或監測。對於為車輛再加燃料，依照一個 示例性實施例，車輛操作者可以沿發電模塊的側面停放他們的車輛，將發電模塊10的接受 器耦合到他們的車輛上，然後從發電模塊10的燃料櫃向車輛分配燃料以便再加燃料。進一 步，發電模塊10可以構造成，使得車輛操作者可以通過信用卡或其他支付業務辦理燃料購 買，從而消除了人員到現場處理支付協議的必要。例如但不限於，車輛操作者可以在固定於 或聯接於發電模塊10的讀卡機上刷信用卡而為燃料進行預支付，就像目前大多數加油站 所提供的那樣。 如上所述，除發電裝置12夕卜，發電模塊IO通常還包括發電所必須的或有利於發 電的另外的部件。這些另外的部件可以包括但不限於交流發電機、蓄電池或其他充電存 儲裝置、直流電照明系統、諸如發動機開關裝置或電壓轉換板的電動控制部件，噪音衰減部 件、滅火系統、人員門、燃料櫃、通風天窗、風扇冷卻系統和排氣系統。這些零件的任意組合 可以認為是發電模塊10。排氣系統可以構造成包括對環境友好的清潔器，用以從發電模塊 10的發電裝置12產生的廢氣中去除或基本上去除有毒或有害物質，例如N0x。進一步，為
10了構造發電模塊IO，發電裝置12、交流發電機、電氣控制部件、空氣循環部件、排氣系統及 其他部件可以在單獨的設施中製造或者由單獨的設施提供。經構造和適當地配置後，就可 以將發電裝置12放置在發電模塊10的內部。 進一步，發電模塊10的封裝件14可以構造成封裝和支撐模塊化箱(cage)。該模 塊化箱可以構造成在發電模塊IO在道路或導軌上運輸的過程中穩定地支撐發電裝置12， 也可能支撐位於封裝件14內部的其他部件，例如但不限於，結合到發電裝置12中的散熱器 和交流發電機。更尤其是，發電裝置12可以被支撐固定到所述模塊化箱上，其組件放置在 封裝件14內部。該模塊化箱可以支撐發電裝置12，這樣，當模塊化箱固定在封裝件內部時， 發電裝置12在運輸期間可以在模塊化箱的邊界內部搖擺，以便隨著發電模塊10的運動自 動調平。僅舉例來說，模塊化箱在通過可調節的自動調平而保持穩定性時可以起到類似於 陀螺儀的作用。另外或作為替換，模塊化箱可以包括位於封裝件14內部的獨立懸架，從而 為模塊化箱和發電裝置12提供自動調平性能。同樣，模塊化箱也可以保護髮電裝置12及 由模塊化箱支撐的其他部件在運輸期間免受損壞，可以基本上減少運輸發電模塊10的掛 車或軌道車的傾翻。模塊化箱可設計成根據其尺寸而可靠地安裝在封裝件14內部。另外， 模塊化箱可以設計成重複地快速插入封裝件14的內部以及從其中拔出。例如，一條或多條 導軌可固定到封裝件14內部的地板上，以接收容納有發電裝置12和電子控制的模塊化箱， 並將其鎖定在適當位置。模塊化箱的這些特徵使發電模塊io及其部件的使用靈活性更大， 這些特徵在封裝件14和發電模塊10內是可以互換的，採取〃 即插即用〃 構造。
如圖1-4所示，發電模塊10還可以包括通風天窗40、門道42以及用於進入封裝在 內部的發電裝置12的門44。更具體地說，封裝件14的封裝件外壁和內壁16、18的部分可 以包括多個可關閉的天窗40和用於供人員檢修發電裝置12的門道42。除天窗40之外，發 電模塊10還可以包括風扇冷卻系統，用以冷卻發電裝置12。天窗40和/或冷卻系統可以 構造成從封裝件14的頂部、端部或側面抽吸空氣。這樣的構造可以保證存在足夠的氣流用 以支持和冷卻發電裝置12，有助於排氣。進一步，這樣的構造能夠足夠冷卻封裝件14的內 部工作區域，以容許人員進入。 進一步，雖然在此所述的室22/38被稱為〃 燃料室〃 ，但是可以考慮，這些室可用 於除了容納燃料之外的其他用途。實際上，這些室可以用來容納任何流體、液體或氣體。另 外，這些室可以提供從封裝件14的內部和/或外部進入的空間，而在其中可儲存各種各樣 的貨物和/或供給。同時，這些室可以容納用於溫度調節用途的絕熱層和/或用於聲音衰 減或減少用途的隔離層或其他材料。進一步，例如，可以考慮一些室可以容納燃料，而同一 封裝件14內的其他室可容納隔離層、噪音減弱面板、供給、便於進入封裝件的內部的梯子， 和/或可以在內部分割成不同的隔室，來容納上述或其他貨物中的一個或多個及其任意組 合。 可以考慮兩個或更多個發電模塊10可以並排或在相近位置定位，可以定位在相 鄰拖車底盤上，混凝土場地或其他地表上，或者單個或多個軌道車上。在單個位置上設置 多個發電模塊IO，能夠在發電模塊10由於再加燃料、維護或其他原因而導致不能操作時連 續地配置電力，以及同時配置電力，多個發電模塊IO以獨立的方式、不同組合的方式或累
積的方式配置電力。進一步，當發電模塊io位於單個或多個軌道車上時，其可以並排或一
個在另一個頂上堆疊地定位，或兩種方式都有，以便於運輸模塊10，以及利用多個發電模塊
11IO提供更大或更多用途的電力輸出。 進一步，可以考慮，發電模塊10不但可以用於這裡所述的工業、施工、採礦、油氣 勘探和商業應用，而且同樣可以用於海洋應用。更具體地說，發電模塊io可以設置在船塢、 碼頭或其他水邊位置，使得模塊10可以向船、舟或其他水船舶供應電力，而為船舶的儲能 裝置充電或利用模塊10的燃料室22/38內容納的燃料為船舶再加燃料。另外，發電模塊10 可以放置在水運船舶的甲板上，而為船舶提供主要或備用電力和/或為也位於船舶甲板上 的車輛提供燃料。 應該指出，在此所述的這些實施例的燃料室22/38沒有企圖改進已有的燃料容器 規則、標準或準則，例如保險商實驗室(UnderwritersLaboratories Inc)標準(參見UL 142和2085)。進一步，可以考慮發電模塊10和燃料室22/38可以根據UL標準142、2085 和/或任何其他的標準、規則或準則進行構造和製造。 應當指出，在此對實施例的部件以特定方式〃 構造〃 或以特定方式具體化特定性 能或功能進行的敘述是對照希望使用敘述所作的結構敘述。更具體地說，在此部件〃 構 造〃 的參考方式表示該部件的已有物理狀態，同樣將作為該部件的結構特徵的明確敘述。
應當指出，在此使用的類似〃 基本上〃 和〃 典型地〃 的術語不用於對要求保護的 實施例的範圍的限制，或者暗含著某些特徵是緊要的、根本的或甚至是對所要求保護的實 施例的結構或功能至關重要的。而且，這些術語僅僅用於識別實施例的特定方面或強調可 以在特定實施例中使用或不使用的替代或附加特徵。 應當指出，為了描述和限定這裡的實施例，在此所使用的術語〃 基本上〃 和〃 大 約〃 表示內在不確定程度，其是任何定量比較、數值、測量或其他表達的結果。在此使用的 術語〃 基本上〃 和〃 大約〃 還表示定量表達不同於所述基準的程度，但不會導致所述主題 的基本功能的改變。 雖然已經參照具體實施例詳細描述了本發明的實施例，但是，顯而易見的是，在沒 有脫離附帶的權利要求書所限定的實施例的範圍的情況下，任何修改和變化都是可能的。 更具體地說，雖然本發明的實施例的某些方面在此標識為優選或尤其優選，但是可以考慮 本發明的實施例不必局限於這些優選方面。
1權利要求
一種能量產生模塊，其包括封裝件、能量產生裝置、燃料室和一個或多個可密封的口，其中燃料室包括第一級容納櫃和第二級容納櫃，第一級容納櫃容裝在第二級容納櫃內，第一級和第二級容納櫃由一個或多個孔隙空間分隔開；燃料室的第一級容納櫃包括構造成容納燃料的一個或多個隔室；封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁；所述多個封裝件外壁和多個封裝件內壁協作形成燃料室的第二級容納櫃，使得第一級容納櫃配置在封裝件外壁與封裝件內壁之間；所述可封閉的口容許燃料通過封裝件外壁和第一級容納櫃，用於將燃料引入第一級容納櫃的隔室中或從其中取出；和，能量產生裝置由封裝件的封裝件內壁封裝，與第一級容納櫃的隔室流體連通，並構造成利用從隔室接收的燃料產生能量輸出。
2. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，第一級容納櫃的隔室分別被氣密密封，以 便基本上阻止燃料在隔室之間洩漏以及從隔室洩漏到孔隙空間。
3. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，第一級容納櫃的一個或更多個隔室可流 體互連，使得燃料可以穿過互連的隔室流動。
4. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，第一級容納櫃的隔室在內部由多個擋板 支撐，所述擋板構造成保持隔室的預定尺寸。
5. 如權利要求4所述的能量產生模塊，其中，隔室內的擋板被穿孔以便容許燃料流過。
6. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，第二級容納櫃被氣密密封，以便基本上阻 止燃料從孔隙空間穿過封裝件外壁和內壁洩漏。
7. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，孔隙空間構造成收集從第一級容納櫃洩 漏的燃料。
8. 如權利要求7所述的能量產生模塊，其中，能量產生模塊還包括位於孔隙空間中的 一個或多個燃料傳感器，用以檢測孔隙空間中燃料的存在。
9. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，孔隙空間中的一個或多個至少部分地充 填混凝土 、隔離層或其他物質。
10. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，能量產生模塊還包括位於第一級容納櫃 內的一個或多個隔室中的一個或多個燃料傳感器，用以檢測其中所容納的燃料水平。
11. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，沒有形成第二級容納櫃的封裝件內壁和 外壁的部分包括多個可關閉的天窗和用於進入能量產生裝置的門道。
12. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，封裝件是國際標準化組織船運貨櫃、 方便載運式封裝件或軌道貨運車。
13. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，可密封的口位於第一級容納櫃內的隔室 中所容納的燃料的最高燃料水平上方。
14. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，能量產生模塊還包括一個或多個燃料輸 送裝置，所述燃料輸送裝置構造成將燃料從第一級容納櫃內的隔室輸送到能量產生裝置。
15. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，能量產生模塊還包括下列中的一個或多 個用於能量產生模塊的外部、內部或外部和外部的照明系統，隔離層，電力系統和控制部件，空氣循環系統，噪音衰減部件，滅火系統，人員門，引導廢氣從能量產生裝置至能量產生模塊的外部的排氣系統，和支撐由封裝件的封裝件內壁封裝的能量產生裝置的模塊化箱。
16. 如權利要求1所述的能量產生模塊，其中，能量產生裝置為構造成利用從隔室接收的燃料產生電力的發電裝置。
17. —種發電模塊，其包括封裝件、發電裝置、燃料室、一個或多個可密封的口、一個或多個燃料傳感器和一個或多個燃料輸送裝置，其中燃料室包括第一級容納櫃和第二級容納櫃，所述第一級容納櫃容裝在第二級容納櫃內，第一級和第二級容納櫃由一個或多個孔隙空間分隔開；封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁；所述多個封裝件外壁和多個封裝件內壁協作形成燃料室的第二級容納櫃，使得第一級容納櫃配置在封裝件外壁與封裝件內壁之間；燃料室的第一級容納櫃包括構造成用於容納燃料的一個或多個隔室；孔隙空間構造成收集從第一級容納櫃的隔室洩漏到孔隙空間中的燃料；燃料傳感器設置在孔隙空間中以及第一級容納櫃的一個或多個隔室中，以檢測隔室中燃料的存在以及從隔室洩漏到孔隙空間中的燃料；可封閉的口容許燃料通過封裝件外壁和第一級容納櫃，用於將燃料引入第一級容納櫃的隔室中或從其中取出；燃料輸送裝置構造成將燃料從第一級容納櫃的隔室輸送到發電裝置；和，發電裝置由封裝件內壁封裝，並構造成利用從隔室接收的燃料產生電力。
18. —種發電模塊，其包括封裝件、發電裝置和一個或多個可密封的口，其中封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁；所述多個封裝件外壁和多個封裝件內壁協作形成在封裝件外壁和封裝件內壁之間配置的燃料室；燃料室包括構造成用於容納燃料的一個或多個隔室；可封閉的口容許燃料通過封裝件外壁，用於將燃料引入燃料室的隔室中或從其中取出；和，發電裝置由封裝件內壁封裝，與燃料室的隔室流體連通，並構造成利用從隔室接收的燃料產生電力。
19. 如權利要求18所述的發電模塊，其中，燃料室的隔室分別被氣密密封，以便基本上阻止燃料在隔室之間洩漏以及從隔室穿過封裝件外壁和內壁洩漏。
20. 如權利要求18所述的發電模塊，其中，隔室可以流體互連，使得燃料可以穿過互連的隔室流動。
全文摘要
一種能量產生模塊，其包括封裝件、能量產生裝置、燃料室和一個或多個可密封的口。在一個示例性實施例中，燃料室包括第一級容納櫃和第二級容納櫃，第一級容納櫃容裝在第二級容納櫃中，第一級和第二級容納櫃由一個或多個孔隙空間分隔開。封裝件包括多個封裝件外壁和多個封裝件內壁，所述多個封裝件外壁和多個封裝件內壁協作形成第二級容納櫃，使得第一級容納櫃配置在封裝件外壁與封裝件內壁之間。在另一個示例性實施例中，封裝件外壁和封裝件內壁協作形成在能量產生模塊的封裝件外壁和封裝件內壁之間配置的單壁燃料室。另外的示例性實施例包括配置成任何多壁結構的燃料室，可以是雙壁、三壁或其他，其包括多個容納櫃。
文檔編號H01M8/06GK101796681SQ200880105976
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月4日 優先權日2007年9月6日
發明者J·A·亨特 申請人:F3&I2有限責任公司