CN106677896A

CN106677896A - 一种燃油内燃机发电机组

Info

Publication number: CN106677896A
Application number: CN201710158257.3A
Authority: CN
Inventors: 黄诗鸿; 张文
Original assignee: Chongqing Industry Polytechnic College
Current assignee: Chongqing Industry Polytechnic College
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2017-05-17

Abstract

本发明公开了一种燃油内燃机发电机组，用于解决现有内燃机发电机组结构设计不合理，导致内燃机发电机组散热效果差，从而降低设备工作效率、缩短使用寿命的问题。它包括：位于正上方的供油系统，位于所述供油系统下方的内燃机和启动系统，与内燃机并列且水平设置的消音器，所述消音器位于非油箱正下方，所述进气管与导流管之间通过金属软管波纹管连接，所述消音器与内燃机之间留有合适间距，且所述消音器靠近内燃机一侧设有散热防护板。该发明通过改变消音器与内燃机的位置以及连接关系，降低了油箱附近因内燃机和消音器紧邻产生的热量所引起的温度变化，保证了发电机组的稳定运行，延长了使用寿命，使用更加环保。

Description

一种燃油内燃机发电机组

技术领域

本发明涉及一种发电机组合结构，具体来说，是一种更加静音环保的燃油内燃机发电机组。

背景技术

内燃机发电机组是将柴油、汽油等燃料的化学能转换为电能的组合装置，其包括供油系统（油箱）、内燃机（比如柴油机）、发电机以及控制系统（比如启动部）。对于静音型发电机组来说，还需要散热冷却装置和降噪装置（消音器）。但是此类的内燃机发电机组存在如下问题：发电机组在工作时发产生大量的热量，降噪装置在消音过程中也会产生大量热量，而发电机组与降噪装置并列紧邻设置在油箱正下方，内部散热效果较差，发电机和降噪装置共同工作产生的热量使得油箱处的冷却水温度达到90℃左右，甚至炸锅，这会加剧油箱内的柴油或汽油温度升高，导致压强、噪音增大，从而降低发电机组的工作效率，因此小型内燃机发电机组的结构设计并不合理，有待进行改良。

发明内容

针对现有技术存在的设计不合理，导致内燃机发电机组散热效果差，从而降低设备工作效率和使用寿命的问题，本发明提供了一种改进结构的小型内燃机发电机组，该设备通过合理的结构布局改造，能够大大降低噪音、减小振动，设备工作性能更加稳定，燃油燃烧更加充分，尾气排放更加环保，提高了发电机组的工作效率和使用寿命。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种燃油内燃机发电机组，其特征在于，包括：

位于内燃机发电机组上方的供油系统，其设有油箱；

位于所述供油系统下方并与油箱连通的内燃机，其具有导出内燃机废气的导流管；

与内燃机并列且水平设置的消音器，其具有进气管和出气管，所述进气管连接导流管并将内燃机废气导入消音器，所述出气管将所述消音器处理后的内燃机废气排出；

所述消音器位于非油箱正下方，所述进气管与导流管之间通过金属软管波纹管连接，所述消音器与内燃机之间留有合适间距，且所述消音器靠近内燃机一侧设有散热防护板。

采用上述技术方案的内燃机发电机组，由于将消音器设置在非油箱的下方位置，可以避免油箱底部因紧邻内燃机和消音器产生的热量所引起的高温现象，同时消音器靠近内燃机一侧设有散热防护板可以加快消音器的散热速度，避免其向油箱附近传递过多热量；再者，由于进气管与导流管之间留有合适间距，方便空气流通从而降低内部温度，而进气管与导流管之间通过金属软管波纹管连接，不但有利于内燃机与消音器之间的连接，而且金属软管波纹管还能对流经的废气起到一定的减震作用，这有利于后期消音器对废气进行降噪的处理。

优选地，所述内燃机和消音器底部均设有减震座。减震座的设置有利于降低内燃机和消音器的振动，从而降低噪音。

优选地，所述启动系统采用机械式单向离合器与弹簧旋转控制器配合启动方式。传统的手动启动器启动费力，启动时间长，拉线易断裂，蓄电瓶电磁电启动方式易失效，不能保证每次正常启动工作，而且有辐射，不环保，本方案采用的启动方式能够防水、防油、防灰，启动轻松方便。

优选地，所述消音器包括：

外壳，其包围限定内腔；

消音隔板，其位于所述内腔内将所述内腔分隔为至少两个消音室；

所述外壳采用热曲铝板材料，并通过卷口密封形成。

由于现有技术中的消音器的外壳大都采用冷轧钢板（低碳钢）来制成，但是冷轧钢板容易氧化，因此在消音器的外壳表面都要进行喷漆加工，但是即使外壳表面进行了喷漆保护，其也容易在高温环境下受到腐蚀，再加上这种材料制成的外壳散热效果并不好，使得消音器的使用寿命大为缩短，再者，喷漆加工的过程除了增加工艺成本和人工成本外，还会带来大量污染物，比如：油漆中含有的挥发性有机化合物（VOC）、甲醛、天那水、重金属等，这些污染物不仅污染环境，还会伤害人体。而上述限定消音器采用热曲铝板材料，并通过卷口密封形成后，具有如下的优点：1、热曲铝板新型材料抗腐蚀性能好，因此在使用过程中不用担心消音器外壳被氧化影响其使用效果的问题，因此热曲铝板制成的消音器使用寿命得到了大大提高，同时也提高了整个内燃机发电机组的使用寿命；2、消音器外壳表面即使形成一层污染，也只需要简单擦拭就能抹掉，完全不需要在热曲铝板制成的外壳表面进行喷漆操作来防止其氧化，因此制造工艺的难度和人工成本都得以大大降低。3、热曲铝板材料散热效果好，能够提高消音器的散热效果，降低消音器对油箱的温度影响，进一步确保发电机组的工作效率。

优选地，所述外壳为椭圆柱体状，所述消音隔板径向设置在所述外壳中，且所述消音隔板的整个外周接触壳体外壳的内周。椭圆柱体状的消声器外壳不但有利于内部气体的流动，提高散热效果，而且安装时可以将消声器较宽的方向水平布置，从而减小了竖直方向的布置高度，而消音隔板与外壳的结构关系能够使每个消音室之间除了通过进气管、出气管或其它管道连通外，没有其它连通点，这有利于噪音的分层级降噪。

优选地，所述外壳采用复合层结构。一般工业级消音器采用单层外壳，其发出的金属声噪音达到15/20分贝，不利于达到减振降噪的目的，而采用复合层结构的消音器既能隔热还能降低振动频率，能起变速变频的作用。

优选地，所述消音隔板为一个，其将所述内腔分隔成第一消音室和第二消音室；所述进气管进入第一消音室后穿过消音隔板延伸第二消音室内；所述岀气管从第一消音室穿过消音隔板并延伸至内腔外部；所述消音隔板上设有变频管，其从第二消音室穿过消音隔板延伸至第一消音室内。由于一般的消音器内腔结构为并列的三消音室结构，如图1所示，其中进气管从第一消音室进入第二消音室，第二消音室的废气通过迂回状的变频管道连通到第一消音室，然后再通过多级出气管将第一消音室的废气依次送到第二消音室、第三消音室，直至大气中。用于消音器空间有限，图5中的两块消音隔板距离比较近，进气管的出气端会直抵消音隔板位置，产生的热量会大大提高消音隔板的温度，而且迂回而行的变频管道使气体在内部滞积时间过长，排放造成消音器过热发红，容易使得消音隔板形变，而且整个消音器温度过高，无法快速散热，影响了消音效果。而本限定只通过一个消音隔板将内腔分隔成第一消音室和第二消音室，每个消音室的空间增大，因此延伸到第二消音室的进气管有足够的空间方便出气，避免了整个消音器出现过热的情况。

优选地，所述进气管位于第一消音室的出气端、所述变频管位于第二消音室的进气端以及所述出气管位于第一消音室的进气端的管壁上为若干进/出气孔。该限定利用了小孔消音器的原理，当气流经过小孔时，废气噪声频谱中可听声的频谱大部分会被滤除，保留下不可听的高频和超高频部分，这样就降低了噪音分贝，从而减少对外界产生的干扰和伤害。

优选地，所述出气管、变频管和出气管口径为Φ30~35mm，所述进/出气管的管璧孔径为Φ1.2/2.0mm。上述对尺寸的限定有利于选材和工艺制造。

本发明相比现有技术，具有如下有益效果：

1、通过改变消音器与内燃机、油箱的位置关系，降低了油箱附近因内燃机和消音器紧邻产生的热量所引起的升温变化，保证了发电机组的正常工作。

2、消音器与内燃机之间采用金属软管波纹管连接，这方便内燃机与消音器在两者具有一定距离的基础上进行连接，而且金属软管波纹管还能对内部流经的废气起到一定的减震作用，给后期消音器对废气进行降噪的处理减轻了负担。

3、消音器的外壳选用特殊的热曲铝板材料制成，可以利用热曲铝板抗腐蚀性、散热效果好以及工艺成本低的优点，在提高消音器消音效果的基础上，还提高了使用寿命，使用起来也比较环保。

4、消音器内腔的合理设计有利于提高废气在降噪过程中的散热效果，进一步确保发电机组的工作效率不会下降。

5. 发电机组的启动方面采用智能机械式单向离合器与弹簧旋转控制器的配套组合使用,启动轻松方便, 提高了发电机组的启动功效，更加环保，保证了发电机组的正常工作和使用寿命。

附图说明

图1为本发明燃油内燃机发电机组的结构示意图；

图2为本发明中消音器的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图2所示消音器的内部结构示意图；

图5为现有技术消音器的结构示意图。

其中各标示分别为：1供油系统；2内燃机；21导流管；3消音器；31外壳；32内腔；32a第一消音室；32b第二消音室；33消音隔板；34进气管； 35出气管；36变频管；37进/出气孔；4金属软管波纹管；41法兰；5散热防护板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种燃油内燃机发电机组，包括：

供油系统1，其位于内燃机发电机组正上方，设置油箱方便加油。

内燃机2，其位于所述供油系统1下方并与油箱连通，该内燃机2通过导流管21将内燃机废气导出。

启动系统，其位于内燃机2尾部，并采用机械式单向离合器与弹簧旋转控制器配合启动方式，方便启动。

单向离合器中的锲块功能只能向一个顺时针方向转动，起限制作用，利用手摇将弹簧圈紧后，再松开限位器，弹簧立即失放所产生的旋转力就能够启动发动机，使发动机工作。

为了使发动机工作时不影响弹簧失放启动发动机，弹簧旋转控制器前端用轴杆连接，单向离合器与轴承相套同心外套密封，轴承螺纹连接发动机，启动发动机工作时单向离合器和轴承同时工作，发动机工作时单向离合器不工作，轴承工作，达到启动目的。

消音器3，其与内燃机2并列且水平设置，同时设置进气管34和出气管35，所述进气管34连接导流管21并将内燃机废气导入消音器3进行孔化降噪处理，所述出气管35将所述消音器3处理后的内燃机废气向大气中排出。

为避免油箱附近因内燃机2和消音器3紧邻产生的热量所引起的高温现象，消音器3不要设置在油箱正下方的位置，同时确保消音器3与内燃机2之间留有合适间距便于空气流通而提高散热效果。在消音器3和内燃机2保持一定距离的基础上，原有的管道采用硬连接容易在工作断裂，为克服此现象发生，在消音器3与内燃机2之间增设一根金属软管波纹管4，其两端通过法兰41固定连接，金属软管波纹管4对流经的废气能起到一定的减震作用，这有利于减轻后期消音器3对废气进行降噪的处理负担。

即使进行上述限定后，消音器3散出的热量仍然会影响到油箱和发电机的工作，因此在消音器3外侧内侧靠近内燃机2设有散热防护板5，可以进一步降低消音器3产生的温度，避免烫伤人员，同时内燃机2和油箱附近的温度也得以降低，保证了整个内燃机2发电机组的正常安全工作。

内燃机2和消音器3底部均设置减震座以降低其振动和噪音。

实施例2：

如图2、图3所示，该实施例与实施例1的不同在于，限定了消音器3的结构及其外壳31使用的材料，具体如下：消音器3包括外壳31，该外壳31封闭形成一用于消音的内腔32，内腔32里内径方向上（垂直外壳31截面）设置消音隔板33，将所述内腔32分隔成多个微孔消音室，所述外壳31采用双层复合层结构。

由于传统的消音器3外壳31采用冷轧钢板来制成，这种材料易氧化，散热效果不好，还需要进行喷漆加工，不但使用寿命短、成本高，而且还污染环境、伤害人体。因此该实施例中，消音器3的外壳31采用新的热曲铝板材料，并通过卷口密封形成。这种材料制成的消音器3不喷漆加工、散热性能好，抗腐蚀性能好，维护简单，而且工艺成本低，使得消音器3不会成为发电机组使用寿命的短板。

外壳厚度为0.8/0.8mm。对于由热曲铝板制成的外壳来说，其厚度过大，散热效果相应会降低，厚度过薄，其消音效果又不好，因此外壳的厚度需要设置合理。

实施例3：

该实施例与实施例2的不同在于，限定了消音器3的外壳31形状和消音隔板33的设置。具体为所述外壳31设计成椭圆柱体状或近似椭圆柱体状的结构，两端封闭形成内腔32，这样设计有利于内部气体的流动，从而加快气体散热，而且该设计还可以减小消音器3在竖直方向的布置高度。消音隔板33的整个外周接触壳体外壳31的内周，该限定使得各个消音室之间完全隔开（除了通过进气管34、出气管35或变频管36外），有利于噪音的分层级降噪。

实施例4：

如图4所示，该实施例与实施例3的不同在于，进一步限定了消音器3内腔32的具体结构来提高消音器3散热效果，确保设备的正常工作。具体为消音隔板33为一个，将所述内腔32分隔为第一消音室32a和第二消音室32b，第一消音室32a和第二消音室32b分别设置进气管34和出气管35，其中进气连通内燃机2排出废气的管道，另一端进入第一消音室32a后穿过消音隔板33延伸第二消音室32b内，从而将内燃机2产生的废气导入到内腔32（具体为第二消音室32b）中，出气管35一端位于第一消音室32a，另一端从第一消音室32a穿过消音隔板33和第二消音室32b，最后延伸至内腔32外，从而将孔化降噪处理的废气向大气排出。

所述消音隔板33上设有变频管36，该变频管36一端位于第二消音室32b，一端穿过消音隔板33延伸至第一消音室32a，从而将进气管34第一次消音后的废气进行第二次消音。

实施例5：

该实施例与实施例4的不同在于，限定了外壳31、进气管34、变频管36和出气管35的大小和结构。具体结构为，进气管34、变频管36和出气管35均采用口径为Φ32mm，壁厚为1mm的碳钢管，其中进气管34位于第一消音室32a的出气端、变频管36位于第二消音室32b的进气端以及所述出气管35位于第一消音室32a的进气端均封闭，在封闭端附近的管壁上设置若干孔径为Φ1.2mm的进/出气孔37，进/出气孔37均匀分布在管壁上并封口变频处理。进/出气孔37的设置是利用了微孔变频的原理，这样当气流经过进/出气孔37时，废气噪声频谱中可听声的频谱大部分会被滤除，从而降低了噪音分贝，能够减少对人产生的干扰和伤害。

需要说明的是，整个内燃机2发电机组的固定采用的是机架为直经为32/28mm的圆形管，弯型焊接的结构，油箱上面设有安全保护装置，使油箱不受压榨而变形。

以上对本发明提供的一种燃油内燃机发电机组进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种燃油内燃机发电机组，其特征在于，包括：

位于内燃机发电机组上方的供油系统（1），其设有油箱；

位于所述供油系统（1）下方并与油箱连通的内燃机（2），其具有导出内燃机废气的导流管（21）；

启动系统，其位于内燃机（2）尾部；

与内燃机（2）并列且水平设置的消音器（3），其具有进气管（34）和出气管（35），所述进气管（34）连接导流管（21）并将内燃机废气导入消音器（3），所述出气管（35）将所述消音器处理后的内燃机废气排出；

所述消音器（3）位于非油箱正下方，所述进气管（34）与导流管（21）之间通过金属软管波纹管（4）连接，所述消音器（3）与内燃机（2）之间留有合适间距，且所述消音器（3）靠近内燃机（2）一侧设有散热防护板（5）。

2.根据权利要求1所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述内燃机（2）和消音器（3）底部均设有减震座。

3.根据权利要求1所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述启动系统包括机械式单向离合器和弹簧旋转控制器配合启动方式。

4.根据权利要求1所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述消音器（3）包括：

外壳（31），其包围限定内腔（32）；

消音隔板（33），其位于所述内腔（32）内将所述内腔（32）分隔为至少两个消音室（32a、32b）；

所述外壳（31）采用热曲铝板材料，并通过卷口密封形成。

5.根据权利要求4所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述外壳（31）为椭圆柱体型，所述消音隔板（33）径向设置在所述外壳（31）中，且所述消音隔板（33）的整个外周接触外壳（31）的内周。

6.根据权利要求4所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述外壳（31）采用复合层结构。

7.根据权利要求4~6任一项所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述消音隔板（33）为一个，其将所述内腔（32）分隔成第一消音室（32a）和第二消音室（32b）；所述进气管（34）进入第一消音室（32a）后穿过消音隔板（33）延伸第二消音室（32b）内；所述出气管（35）从第一消音室（32a）穿过消音隔板（33）并延伸至内腔（32）外部；所述消音隔板（33）上设有变频管（36），其从第二消音室（32b）穿过消音隔板（33）延伸至第一消音室（32a）内。

8.根据权利要求7所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述进气管（34）位于第一消音室（32a）的出气端、所述变频管（36）位于第二消音室（32b）的进气端以及所述出气管（35）位于第一消音室（32a）的进气端的管壁上设有若干进/出气孔（37）。

9.根据权利要求8任一项所述的燃油内燃机发电机组，其特征在于，所述出气管（35）、变频管（36）和出气管（35）口径为Φ30~ 35mm，所述进/出气孔（37）孔径为Φ1.2/2.0mm。