燃料箱
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燃料箱（也被稱為汽油箱或燃氣罐）是存放易燃液體（通常是汽油或柴油））的安全容器。儘管任何燃料儲存罐都可以被稱為燃料箱，但該術語通常適用於發動機系統的一部分，在該系統中，燃料被儲存並推進（燃料泵）或釋放（加壓氣體）到發動機中。從小型丁烷打火機到多腔低溫外掛油箱的航天飛機，燃料箱的大小和複雜程度各不相同。
用途
[編輯]通常情況下，燃料箱必須允許或提供以下功能：
- 燃料儲存：系統必須容納一定數量的燃料，必須避免泄漏並限制蒸發排放。
- 加註：必須以安全、無火花的方式加注燃油箱。
- 提供確定油箱中燃料水平的方法，測量（必須測量或評估油箱中的剩餘燃料量）。
- 排氣（如果不允許超壓，則必須通過閥門對燃油蒸汽進行管理）。
- 給發動機供油（通過泵）。
- 預測損壞的可能性並提供安全生存的可能性。
塑料（高密度聚乙烯HDPE）作為燃料箱的結構材料，雖然短期內在功能上是可行的，但由於汽油和柴油等燃料滲透到HDPE材料中，所以長期看的話有可能達到飽和。
考慮到車輛運輸過程中塑料油箱中燃料的慣性和動能，環境應力開裂是一個明確的潛在問題。燃料的易燃性使應力開裂成為災難性故障的可能原因。撇開緊急情況不談，高密度聚乙烯塑料適用於短期儲存柴油和汽油。在美國，經保險商實驗室認證（UL 142）的儲罐是最基本的設計要求。
燃料箱結構
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雖然大多數油箱都是人造的，但有些油箱仍然是由金屬工匠製作的，或者是手工製作的氣囊式油箱。其中包括用於汽車、飛機、摩托車、船隻甚至拖拉機的定製和修復油箱。油箱的製造遵循一系列特定步驟。工匠通常用泡沫板製作一個模型，以確定油箱的準確尺寸和形狀。接下來，要解決影響油箱結構的設計問題，如出口、排水口、液位指示器、接縫和擋板的位置。然後，工匠必須確定用於製造水箱的板材的厚度、回火和合金。將板材切割成所需的形狀後，對不同的板材進行彎曲，以形成油箱的基本外殼和/或兩端及擋板。許多油箱的擋板（特別是飛機和賽車）上都有照明孔。這些法蘭孔有兩個作用：減輕油箱重量，同時增加擋板強度。在製造末期，為加注頸、取油口、排水口和油位發送裝置增加開口。有時這些孔是在扁平殼體上開出的，有時則是在製造過程的最後階段添加的。擋板和端部可鉚接到位。鉚釘的頭部經常進行釺焊或焊接，以防止油箱泄漏。然後可將端部折邊並焊接，或將端部翻邊並釺焊（和/或用環氧類密封劑密封），或將端部翻邊後焊接。焊接、釺焊或熔接完成後，對油箱進行泄漏測試。[1]
在航空航天工業中，使用油箱密封膠是高溫整體油箱的常見應用。這種密封劑具有優異的耐流體性能，如水、酒精、合成油和石油基液壓油。[2]
汽車油箱
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乘用車
[編輯]油箱越大，汽車的續航里程越長，但油箱越大，對重量和空間的要求就越高，特別是對小型汽車而言。汽車油箱的平均容量為50-60升（12-16美加侖）。[3]
油箱最常見的材料是金屬或塑料。金屬（鋼或鋁）油箱通常由衝壓鈑金件焊接而成。塑料油箱通常採用吹塑工藝製造，可以使用更複雜的形狀。
有些車輛有一個較小的備用油箱，在主油箱空時使用。其他一些車輛，通常是四輪驅動車輛，有一個較大的輔助油箱（或 "副油箱"），以增加車輛的續航能力。
賽車燃料電池
[編輯]賽車燃料箱具有堅固的外殼和柔韌的內襯，以便在發生碰撞或其他事故導致車輛嚴重受損時，最大限度地減少穿孔的可能性。燃料箱內填充有開孔泡沫芯，以防止燃料箱空腔內的蒸汽爆炸，並儘量減少在比賽期間燃料晃動，這可能會使車輛失去平衡或導致燃料供應不足(燃料短缺)。[4]
飛機
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飛機通常使用三種類型的油箱：一體式、剛性可拆卸式和氣囊式。
- 一體式油箱是飛機結構內部的密封區域，用於儲存燃料。大型飛機常用的 "濕翼 "就是這種類型的一個例子。由於這些油箱是飛機結構的一部分，因此不能拆卸進行維修或檢查。必須提供檢查面板，以便對油箱進行內部檢查、維修和整體保養。大多數大型運輸機使用這種系統，將燃料儲存在機翼、機腹，有時甚至機尾。
- 剛性可拆卸式油箱安裝在專門為油箱設計的艙室中。它們通常為金屬結構，可拆卸檢查、更換或維修。飛機的結構完整性不依賴於油箱。這種油箱常見於小型通用飛機，如賽斯納172。
- 氣囊式油箱，或稱燃料電池[5]是一種加固的橡膠袋，安裝在飛機結構的一部分，以適應燃料的重量。氣囊被捲起並通過燃油加注頸或檢修面板安裝到艙內，並通過艙內的金屬按鈕或卡扣進行固定。許多高性能輕型飛機、直升機和一些小型渦輪螺旋槳飛機都使用氣囊式油箱。這種油箱的一個主要缺點是，在大量使用過程中，材料容易硬化，使其變脆，造成裂紋。一個主要的優點是能夠使用儘可能多的飛機來存儲燃料。
- 戰鬥機和直升機通常使用自密封油箱。
在航空災難中，油箱是事故的起因或使事故惡化（油箱爆炸）。[6]例如：
- 環球航空800航班爆炸和隨後墜毀的官方「可能原因」是飛機的一個燃料箱中存在爆炸性的燃料/空氣混合物。隨後，有缺陷的線路在油箱內提供了一個點火源，摧毀了客機。雖然官方調查結果的準確性在這起事件中仍受到質疑，但類似的爆炸在其他飛機上也發生過。可以通過在油箱內安裝燃料箱保溫系統或滅火泡沫來減少燃料箱爆炸的機會。[7]
- 燃燒的燃料可能會爆炸或引燃同一架飛機或鄰近的物體和人員。在1960年慕尼黑Convair 340空難中，一架運輸機墜毀在一條主要街道上。燃燒的燃料點燃了一輛電車。飛機上的20人和電車上的32名乘客全部死亡。[8]
供水
[編輯]供水系統可由柴油發電機提供主電源或備用電源，柴油發電機由一個小型 "日用油箱 "和一個大得多的散裝儲油罐供油。[9][10]
安全
[編輯]油箱的正確設計和構造對油箱所在系統的安全起着重要作用。在大多數情況下，完好無損的油箱是非常安全的，因為油箱中充滿的燃料蒸汽/空氣混合物遠遠高於可燃極限，因此即使存在火源（這種情況很少見）也不會燃燒。
捆綁式儲油罐用於安全儲存家用取暖油和其他危險品。保險公司通常要求採用捆綁式儲油罐，而不是單層儲油罐。
一些系統，如BattleJacket和橡膠氣囊，已經被開發和部署，用於保護衝突地區軍用車輛的油箱(免受敵人火力引起的爆炸)。[11]
對於固定油箱，保護其免受極端溫度和車輛碰撞等危險的經濟方法是將其掩埋。然而，地下儲油罐很難監測泄漏。這引起了人們對地下儲油罐環境危害的關注。
參考資料
[編輯]- ^ White, Kent. Tanks A Lot - Methods for Metal Fuel Tank Development and Fabrication. Home Shop Machinist. November–December 2010, 29 (6): 12–23.
- ^ WS-8020 Class B Sealant - High Temperature Fuel Tank Sealant | NSL Aerospace. 16 November 2016 [2020-03-13]. （原始內容存檔於2020-07-25） （美國英語）.
- ^ What Is The Average Size Of A Car Gas Tank?. www.mechanicbase.com. 19 September 2022 [4 January 2023]. （原始內容存檔於2023-06-08）.
- ^ Safety Fuel Cell Facts （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Fulesafe.com, retrieved 26 May 2019
- ^ Aircraft Fuel Cells. Floats and Fuel Cells, Inc. (FFC). [2014-11-05]. （原始內容存檔於8 November 2014）.
- ^ Connecticut Personal Injury Attorney. Trantolo Law. [24 December 2012]. （原始內容存檔於9 May 2008）.
- ^ Aviation Rulemaking Advisory Committee - Fuel tank harmonization working group final report (PDF). AIA, AECMA, ATA, ALPA, IATA, FAA, JAA, GAMA, API. July 1998 [24 December 2012]. （原始內容存檔 (PDF)於20 February 2013）.
- ^ The Leading Emergency Management Site on the Net. emergency-management.net. [24 December 2012]. （原始內容存檔於10 June 2010）.
- ^ Maciag, Mike. Backup Facility to Power Water Works During Outages. Erie Times-News. 7 June 2007: 5B.
the Erie Water Works is due to have a 20,000-gallon bulk storage tank and a 5,000-gallon day tank installed to support two diesel-fueled generators serving as backups to the Sommerheim Water Treatment Plant in Erie, Pennsylvania
- ^ Comprehensive Everglades Restoration Plan, Section 8, pp 8-3, 8-4, says that small- and medium-sized pumping stations are to be equipped with fuel storage tanks capable of storing seven days capacity, plus "floor-mounted packaged system day tanks"Section 8 (PDF). [2007-06-08]. （原始內容 (PDF)存檔於27 September 2007）.
- ^ [1] Monitor: Bang but no boom
外部連結
[編輯]- 降低運輸類飛機燃油箱的可燃性 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（美國環境保護署）。
- 油箱協調 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（航空規則制定諮詢委員會）
- 美國交通部公布關於飛機油箱的新規定 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。
- 2005 福特 GT 動力總成 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）