CN112534126B - 具有外部排气管道的集装箱式发电机组 - Google Patents

具有外部排气管道的集装箱式发电机组 Download PDF

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Abstract

一种集装箱式发电机组(1)，包括布置在集装箱(2)内的发电机(10)，集装箱(2)具有第一孔(30)，冷却空气(E)在使用中通过第一孔(30)排出。一对第一门(40)经布置在第一孔(30)的任一侧上向外枢转，可移除壁(50)可移除地安装在第一门之间并且在其安装位置中通过第一门(40)从其下端区域(51)到其上端区域(52)与集装箱(2)的本体(20)间隔开。可移除壁(50)和第一门(40)限定排气管道(70)，其优选地包括吸声材料(90)。排气管道(70)延伸集装箱的本体(20)的总高度的至少大部分以衰减来自发电机(10)的噪声。排出的冷却空气(E)从排气管道(70)的打开的上端向上流动并且远离直接操作环境。

Description

具有外部排气管道的集装箱式发电机组
技术领域
本发明涉及集装箱式发电机组。
背景技术
一种集装箱式发电机组，包括安装在集装箱内的发电机。典型地，该集装箱是联运集装箱，即一种刚性的、可堆叠的集装箱，其具有本体，经配置成矩形立方体并且具有标准化的尺寸和载重容量，带有由多个角柱连接的标准化角件，从而允许预定数量的此类集装箱在满载条件下堆叠以便海上运输，然后通过其角件提升以便通过公路或铁路继续运输。
联运集装箱通常称为运输集装箱或ISO集装箱，反映了其制造的国际标准，例如，控制角件的ISO 1161。
集装箱式发电机组通常用作临时的或备用的总承包电源。集装箱可以在现场准备最少的情况下运输和安装，并且还有助于抑制发电机的噪声，以便在靠近建筑物或行人通行区域时提供安全且可接受的封闭。
与运输联运集装箱相关联的成本和后勤约束(例如，通行便利性)主要取决于其尺寸而不是其重量。因此，期望使安装在任何给定尺寸的集装箱中的发电机的尺寸(因此，输出)最大化，从而能够以相同的成本输送更多的电力。
典型地，发电机将包括由内燃发动机驱动的交流发电机，其具有冷却系统，该冷却系统经由进气口将环境空气吸入集装箱并且通过排气口排出加热的空气。
已经提出了各种措施来减少从排气口发出的噪声，从而减少发电机对附近人的影响。
例如，CN104061069A公开了一种集装箱式发电机组，其中集装箱的内部被分成排气消声室、柴油发电机组室、进气口消声室和燃料箱室。空气通过集装箱门内的百叶窗排出。
US2016273211(A1)公开了一种具有带切口的端壁的集装箱式发电机组。门在切口的下边缘处铰接，以形成成角度的排气管道，用于从散热器上外侧排出热空气。该排气管道允许多个此类集装箱在使用中堆叠。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种根据权利要求所限定的集装箱式发电机组。
集装箱式发电机组包括集装箱和发电机，该集装箱包括本体和一对第一门。在集装箱的正常使用位置中，本体限定水平长度尺寸和水平宽度尺寸以及垂直高度尺寸，并且包括：基部，其在水平长度尺寸和水平宽度尺寸上延伸并且限定本体的内部空间的底板；顶部，其在垂直高度尺寸上与基部间隔开并且在水平长度尺寸上在本体的相对的第一端与第二端之间延伸；以及在水平宽度尺寸上间隔开的一对第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁中的每一个在水平长度尺寸上在本体的相对端之间并且在基部与顶部之间在垂直高度尺寸上延伸。发电机布置在本体的内部空间内以经由在本体的第一端或第一侧壁处的第一孔排出冷却空气。
第一门可枢转地连接到本体上以便在关闭位置与打开位置之间枢转移动，其中在关闭位置中，第一门关闭第一孔，并且在打开位置中，第一门在第一孔的任一侧上远离本体的第一端和第一侧壁中的所述相应一个在水平长度尺寸或水平宽度尺寸上向外延伸。
集装箱进一步包括可移除壁，该可移除壁是可移除地安装在第一门之间的安装位置中，在第一门的打开位置中，以便在可移除壁、第一门与本体的相应的第一端或第一侧壁之间限定在本体外部的向上打开的排气管道。该排气管道在垂直高度尺寸上在本体的总高度的至少大部分上从可移除壁的下端区域延伸至可移除壁的上端区域延伸。该可移除壁在其安装位置中通过第一门从其下端区域到其上端区域与本体间隔开。
在第二相关方面，本发明提供一种根据权利要求所限定的操作发电机的方法。
根据该方法，如上所述布置有集装箱式发电机组，并且排出的冷却空气从排气管道的上端向上排出。
附图说明
从现在将仅通过示例而非限制权利要求的范围的方式并参考附图描述的说明性实施例，进一步的特征和优点将变得明显，在附图中：
图1是在运输构造中的集装箱式发电机组(下文中称为“组”)的平面视图，其中顶部被切除以示出集装箱本体内的发电机；
图2是组在使用构造中的侧视图，其中侧壁被切除以示出集装箱本体内部的发电机；
图3是图2所示组的一个端区域的放大侧视图，其中排气管道在图7的III-III处截取；并且
图4-7示出了组的平面视图，分别示出了该组从其运输构造(图4)到其使用构造(图7)的构造中的四个连续步骤。
在多于一个附图中出现的附图标记或字符表示它们中的每一个中的相同或相应的元件。
具体实施方式
参见图1和图2，集装箱式发电机组(“组”)1包括集装箱2和发电机10。发电机可以是用于产生电力的任何布置，但典型地将包括发电单元11，诸如由原动机12(通常是如图所示的内燃发动机)驱动的交流发电机或直流发电机。
集装箱2包括本体20，如图所示，典型地，其将是刚性的，并且将限定矩形立方体。在集装箱的正常竖立使用位置，本体限定水平长度尺寸L、水平宽度尺寸B和垂直高度尺寸H。
本体20包括基部21、顶部22以及一对第一和第二侧壁23。基部在水平长度尺寸和水平宽度尺寸上延伸，其中基部的上表面限定本体的内部空间25的底板24。顶部22在垂直高度尺寸上与基部21间隔开并且在水平长度尺寸上在本体的相对的第一端26和第二端27之间延伸。侧壁23在水平宽度尺寸上是间隔开的，侧壁中的每一个在水平长度尺寸上在本体20的相对端26、27之间并且在垂直高度尺寸上在基部21与顶部22之间延伸。
在如图所示的示例中，集装箱2是联运集装箱，具有通过角柱29连接的标准角件28。联运集装箱经配置为一系列标准尺寸，具有8’(2.4m)的宽度、8’6”或9’6”(2.6m或2.9m)的高度，以及通常20’(如图所示)或40’(6.1m或12.2m)的长度，尽管更长和更短的变体是可用的。
在本说明书中，术语“长度”是指集装箱的水平轴线，其在侧壁的纵向方向上延伸。在联运集装箱中，长度尺寸通常比宽度尺寸长。然而，集装箱可以具有不同的构造，并且集装箱的宽度尺寸可以长于长度尺寸。
发电机10布置在本体的内部空间25内以便经由在本体的第一端26或第一侧壁23处的第一孔30排出冷却空气E。在如图所示的示例中，第一孔30在由一对第一门40关闭的第一端26处形成。
第一门40中的每一个通过铰链可枢转地连接到本体20，用于在关闭位置(如图1和图4所示)和打开位置(如图2和图5所示)之间枢转移动(优选地围绕垂直轴线)。在关闭位置中，第一门40关闭第一孔30，并且在打开位置中，第一门40在远离本体的第一端26的水平长度尺寸上在第一孔30的任一侧上向外延伸。
有利地，第一门40中的每一个可以在第一和第二侧壁23中的相应一个的端处通过铰链可枢转地连接到本体的第一端26，使得在它们的打开位置中第一门40基本上以本体20的宽度间隔开。方便地，如图所示，第一门40可以包括联运集装箱的传统端门，使得每个门在相应角柱29处铰接到本体。因此，端门在使用构造中限定排气管道的外表面，如以下进一步解释的。这提供了特别坚固、简单和成本有效的结构，在使用构造中具有方便简单的矩形覆盖区，同时使排气管道的宽度和截面面积最大化。
如图所示，本体的第二端27可以限定由第二门或一对门61关闭的第二孔60，其也可以包括的联运集装箱2的传统端门。如图2和图7所示，在第二门61打开的情况下，铰接雨罩62可以从本体20向外枢转且连接到打开的第二门61以形成在侧处由第二门61保护且在上方由雨罩62保护的小遮蔽物。
第二孔60限定进气口，在使用中，新鲜空气I通过该进气口经由雨罩62下方的遮蔽物吸入。该遮蔽物还提供通向用于控制发电机的操作的控制面板63的入口。可以采用其他的空气流动路径构造；然而，方便的是在本体的相对端设有进气口和排气口，以避免冷却空气通过发电机组再循环。
在使用中，发动机12消耗通过进气口流入的空气的一部分，并经由发动机排气口13将其排出，发动机排气口13可以布置在本体20上方向上突出，如图所示。
其余的空气由风扇(未示出)抽吸通过发电单元11并且经过发动机12以流动通过发电机的冷却系统，该冷却系统包括热交换器14，其限定热交换流动路径，冷却空气在流动方向F上流动通过该热交换流动路径。
典型地，热交换器将经配置具有限定多个孔的矩阵的传统散热器，使得垂直于流动方向F的热交换流动路径的总截面面积将由孔的组合截面面积来限定。
冷却空气在热交换器14中经加热，然后经由本体的第一端26中的第一孔30排出。
现在还参考图3-7，在第一和第二门40、61如图4所示关闭的情况下，组1在其运输构造中被输送到现场。
然后，第一门40向外枢转到打开位置(图5)。
然后将可移除壁50可移除地安装在第一门之间的安装位置，在第一门的打开位置，以在本体20的可移除壁50、第一门40和第一端26之间限定本体外部的向上打开的排气管道70，如图6所示。
参见图2和图3，可以看出，可移除壁50通过第一门40从可移除壁的下端区域51到在其安装位置中的可移除壁的上端区域52与本体20间隔开。
优选地，如图所示的，可移除壁50在其安装位置中在集装箱的竖立正常使用位置中基本垂直。如通过如图所示的实施例进一步例示的，排气管道70可以限定从排气管道的下端区域71到排气管道的上端区域72形成的用于排出冷却空气的最终流动路径的基本上矩形的内部水平截面。
排气管道70限定从其下端区域71到其上端区域72的最小内部水平截面面积，其可以被看作是在图6的平面视图中可见的并且由图7中的基部面板80覆盖的矩形面积。最小内部水平截面面积可以大于热交换流动路径的截面面积，使得冷却空气在进入排气管道70时减速。
排气管道70在垂直高度尺寸H上从可移除壁50的下端区域51延伸至可移除壁50的上端区域52，用于本体20的总高度的至少大部分，并且可以基本上从基部21延伸至顶部22，通过如图所示的实施例所例示的，其高度对应于联运集装箱的传统门的高度。
排气管道70可以在第一门40之间延伸，用于集装箱本体20在水平宽度尺寸B上的总宽度的至少大部分，并且有利地用于本体20的基本上总宽度，如图所示。
可移除壁50在其可以从其安装位置移除到储存或运输位置的意义上是可移除的。为了便于组装，可移除壁50可以是可移动的，但不能从集装箱2上拆卸下来，尽管它也可以是可拆卸的。在任一种情况下，可移除壁50可以在其运输构造中方便地布置在集装箱2内部，使得整个组1可以作为单个单元运输。
可移除壁可以包括至少两个面板53，面板53分别铰接地连接到第一门40。通过如图所示的实施例所例示的，两个面板53可以分别铰接到第一门40的开口远侧边缘，在关闭位置中位于集装箱的纵向中心轴线上(因此，与它们铰接到本体20的近侧边缘相对)。面板53向后折叠以抵靠第一门40的内表面，使得它们在组1的运输构造中被容纳在集装箱2内，并且在使用构造中向外折叠以形成可移除壁50，其中它们可以通过合适的紧固件(未示出)在其邻接远侧边缘54处连接在一起。
基部面板80可以可移除地安装在安装位置以关闭排气管道70的下端。如图2、3和7所示，方便地，基部面板80可以经布置与第一门40和可移除壁50或面板53中的一个或多个机械接合，以将第一门和可移除壁限制在刚性构造中。基部面板80可以是可拆卸的并且可储存在本体20内，或者可以铰接到本体20以便如图3中的箭头所指示地枢转以便在运输构造中在集装箱本体内折叠起来。
基部面板80可以布置在其安装位置中以便在集装箱的正常使用位置中远离本体20向下和向外倾斜，如在图2和3中最佳示出的，使得进入排气管道70的打开的上端中的雨水可以远离本体20排出。
在使用中，操作发电机，使得冷却空气从第一孔30排放到排气管道70中，然后从排气管道的打开的上端向上排放，优选基本上垂直向上排放。
排出的冷却空气可以以垂直于或倾斜于其垂直轴线的角度进入排气管道70，然后当它撞击排气管道的内表面时改变方向，如图3中的排气箭头E所示。
第一和第二门40、61以及顶部和侧壁22、23可以由金属制成，典型地，为钢片或面板。第一壁50或面板53和基部面板80可以由相同或不同的金属例如钢或铝制成。
当在图7所示的平面视图中考虑时，集装箱在使用中的覆盖区相对于其在图4所示的运输构造中的较小覆盖区被集装箱本体20外部的排气管道70覆盖的地面面积扩大。排气管道的高度经选择使得可移除壁50和第一门40形成屏障以将第一孔30和排气E的流动与集装箱的扩大覆盖区外部的地面水平环境隔离。该屏障引导排气E的流动向上远离紧邻的地面水平环境并且使从发电机组经由第一孔30发出的噪声衰减。
通过为排气管道提供吸声材料90可以获得特别好的声音衰减，该吸声材料90可以经配置成衬里以覆盖排气管道70的部分或优选大部分或全部内表面面积。在本说明书中，吸声材料是指与形成传统联运集装箱的侧门和端门的传统钢片或面板相比，基本上更有效地衰减声音的材料(其厚度通常为大约2mm)。可以选择本领域公知的传统吸声材料，例如，包括软的或纤维的或多孔的或重的材料，任选地包括表面层和一个或多个基材层以提供合适的可清洁和防水的表面，阻燃性和其他所需的特性。
在如图所示的示例中，吸声材料90布置成衬里以覆盖第一门40的内表面(即，限定排气管道的内部流动路径的表面)，可移除壁50包括其部件面板53，以及基部面板80，其中第一门40中的每一个，任选地，还有面板53和/或基部面板80，包括金属片或板的外层皮。
工业实用性
该新颖的布置可以应用于任何尺寸的集装箱式发电机组。
第一门40和可移除壁50的构造使排气管道70的内部水平截面面积从其下端区域到其上端区域最大化，使得从第一孔排出的冷却空气能够以相对低的速度从排气管道的下端区域向上移动到上端区域。排气管道70的高度引导排气E，使得排气E从排气管道的打开的上端以大致向上而不是向外的方向流出。
此外，第一门40和可移除壁50的构造使得能够形成从其下端区域71到其上端区域72具有相对大的水平截面面积的排气管道70，该水平截面面积可以大于热交换流动路径的截面面积。通过在联运集装箱的端门的传统位置的侧壁23的端处连接第一门40，可以获得特别大的截面面积。
因此，气流可以作为相对大体积和相对低速度的气流向上移动通过排气管道70，该流动可以比通过热交换流动路径的冷却空气流动的速度相对慢。可移除壁50在其安装位置中可以是基本上垂直的并且可以经布置与第一孔30相对，如通过如图所示的实施例例示的，使得排出的空气E撞击在可移除壁50上并且被由可移除壁形成的排气管道70的内表面垂直地向上引导。相对低的速度流动导致空气在排气管道的垂直表面的引导下以相对小的能量垂直向上移动，使得当它流出排气管道的上端时，倾向于大部分向上流动而不是向外流动超过集装箱的扩大的平面面积覆盖区。因此，组1可以位于建筑物和行人区域附近，而不会在其附近给人们带来不便。
由于气流能够相对缓慢地向上流动通过排气管道，因此限制或减少了从冷却系统发出的噪声，包括由撞击排气管道70的内表面的空气产生的噪声，特别是在排气管道包括吸声材料90的情况下。
因此，排气管道70的实质高度允许其衰减噪声，从而避免了在集装箱2的本体20内部布置吸声室的需要。转而，这允许相对较大和更强大的发电机组包含在其运输构造中的集装箱的任何给定标准尺寸的覆盖区内。
在一个特别方便的布置中，排气管道的所有部件可以在其运输构造中布置(例如通过折叠)在集装箱本体20内部，使得组1可以与其所有部件一起作为一个整体单元来运输。
总之，集装箱式发电机组1包括布置在集装箱2内的发电机10，集装箱2具有第一孔30，冷却空气E在使用中通过第一孔30排出。一对第一门40经布置在第一孔30的任一侧上向外枢转，可移除壁50可移除地安装在第一门之间，并且在其安装位置中通过第一门40从其下端区域51到其上端区域52与集装箱2的本体20间隔开。可移除壁50和第一门40限定排气管道70，排气管道70优选地包括吸声材料90。排气管道70延伸集装箱的本体20的总高度的至少大部分以衰减来自发电机10的噪声。排出的冷却空气E从排气管道70的打开的上端向上流动并远离直接操作环境。
在替代实施例中，第一孔30和第一门40可以替代地布置在第一侧壁23处，使得在打开位置中第一门在水平宽度尺寸上远离第一侧壁延伸，其中排气管道限定在第一门、可移除壁和第一侧壁之间。
集装箱不必是联运集装箱。
在权利要求的范围内，许多进一步的修改是可能的。
在权利要求中，括号中的附图标记或字符仅仅是为了便于参考而提供的，而不应被解释为限制特征。

Claims (10)

1.一种集装箱式发电机组(1)，包括：
集装箱(2)，以及
发电机(10)；
所述集装箱(2)包括：
本体(20)，以及
一对第一门(40)；
其中，在所述集装箱的正常使用位置中，所述本体(20)限定水平长度尺寸(L)、水平宽度尺寸(B)以及垂直高度尺寸(H)，并且包括：
基部(21)，其在所述水平长度尺寸和水平宽度尺寸上延伸并且限定所述本体的内部空间(25)的底板(24)；
顶部(22)，其在所述垂直高度尺寸上与所述基部间隔开并且在所述水平长度尺寸上在所述本体(20)的相对的第一端(26)和第二端(27)之间延伸；以及
一对第一侧壁和第二侧壁，其在所述水平宽度尺寸上间隔开，所述第一侧壁和第二侧壁中的每一个在所述本体的所述相对的第一端(26)和第二端(27)之间的所述水平长度尺寸上以及在所述基部(21)与所述顶部(22)之间的所述垂直高度尺寸上延伸；
所述发电机(10)布置在所述本体(20)的所述内部空间内以便经由在所述本体的所述第一端(26)或第一侧壁(23)处的第一孔(30)排出冷却空气(E)；
所述第一门(40)可枢转地连接到所述本体(20)以用于在关闭位置与打开位置之间枢转运动，其中在所述关闭位置中所述第一门(40)关闭所述第一孔(30)，并且在所述打开位置中所述第一门(40)在所述水平长度尺寸(L)或水平宽度尺寸(B)在所述第一孔(30)的任一侧上远离所述本体的所述第一端(26)和第一侧壁(23)中的所述相应一个向外延伸；
所述集装箱(2)进一步包括可移除壁(50)，所述可移除壁可移除地安装在所述第一门(40)之间的安装位置中，在所述第一门的打开位置中，以在所述可移除壁(50)、所述第一门(40)和所述本体(20)的所述第一端(26)或第一侧壁(23)之间限定所述本体(20)外部向上打开的排气管道(70)；
所述排气管道(70)在所述垂直高度尺寸(H)中从所述可移除壁的下端区域(51)延伸到所述可移除壁(50)的上端区域(52)，用于所述本体(20)的总高度的至少大部分；
所述可移除壁(50)通过所述第一门(40)在其安装位置中从其下端区域(51)到其上端区域(52)与所述本体(20)间隔开。
2.根据权利要求1所述的集装箱式发电机组，其中，所述第一孔(30)在所述本体的所述第一端(26)处形成，并且所述第一门(40)经布置在其打开位置在所述水平长度尺寸(L)上远离所述本体的所述第一端(26)向外延伸。
3.根据权利要求2所述的集装箱式发电机组，其中，所述第一门(40)中的每一个在所述第一侧壁和第二侧壁中的相应一个的端处可枢转地连接到所述本体(20)。
4.根据权利要求1所述的集装箱式发电机组，其中，所述排气管道(70)包括吸声材料(90)。
5.根据权利要求1所述的集装箱式发电机组，其中，所述排气管道(70)在所述垂直高度尺寸(H)中基本上从所述基部(21)延伸至所述顶部(22)。
6.根据权利要求1所述的集装箱式发电机组，其中，提供了基部面板(80)，所述基部面板可移除地安装在安装位置中以关闭所述排气管道(70)的下端。
7.根据权利要求6所述的集装箱式发电机组，其中，所述基部面板(80)经布置机械地接合所述第一门(40)和所述可移除壁(50)中的一个或多个，以将所述第一门(40)和所述可移除壁(50)限制在刚性构造中。
8.根据权利要求6所述的集装箱式发电机组，其中，在所述集装箱(2)的所述使用位置，所述基部面板(80)布置在其安装位置，以远离所述本体(20)向下和向外倾斜。
9.根据权利要求1所述的集装箱式发电机组，其中，所述可移除壁(50)包括至少两个面板(53)，所述面板(53)铰接地连接到所述第一门(40)。
10.一种操作发电机的方法，包括：
提供集装箱式发电机组(1)，包括：
集装箱(2)，以及
发电机(10)；
所述集装箱(2)包括：
本体(20)，以及
一对第一门(40)；
其中，在所述集装箱的正常使用位置中，所述本体(20)限定水平长度尺寸(L)、水平宽度尺寸(B)以及垂直高度尺寸(H)，并且包括：
基部(21)，其在所述水平长度尺寸和水平宽度尺寸上延伸并且限定所述本体(20)的内部空间(25)的底板(24)；
顶部(22)，其在所述垂直高度尺寸(H)上与所述基部(21)间隔开并且在所述水平长度尺寸(L)上在所述本体的相对的第一端(26)和第二端(27)之间延伸；以及
一对第一侧壁和第二侧壁，其在所述水平宽度尺寸(B)上间隔开，所述第一侧壁和第二侧壁中的每一个在所述水平长度尺寸(L)上在所述本体(20)的所述相对的第一端(26)和第二端(27)之间并且在所述垂直高度尺寸(H)上在所述基部(21)与所述顶部(22)之间延伸；
将所述发电机(10)布置在所述本体的所述内部空间(25)内以便经由在所述本体的所述第一端(26)或第一侧壁(23)处的第一孔(30)排出冷却空气(E)；
将所述第一门(40)可枢转地连接到所述本体(20)以便在关闭位置与打开位置之间枢转运动，其中在所述关闭位置中，所述第一门(40)关闭所述第一孔(30)，并且在所述打开位置中，所述第一门(40)在所述第一孔(30)的任一侧上远离所述本体的所述第一端(26)和第一侧壁(23)中的所述相应一个在水平长度尺寸或水平宽度尺寸上向外延伸；
将可移除壁(50)可移除地安装在所述第一门(40)之间的安装位置中，在所述第一门的所述打开位置中，以在所述可移除壁(50)、所述第一门(40)和所述本体的所述第一端(26)或第一侧壁(23)之间限定所述本体(20)外部向上打开的排气管道(70)，
所述排气管道(70)在所述垂直高度尺寸(H)中从所述可移除壁(50)的下端区域(51)延伸到所述可移除壁(50)的上端区域(52)，用于所述本体(20)的总高度的至少大部分，
所述可移除壁(50)通过所述第一门(40)在其安装位置中从其下端区域(51)到其上端区域(52)与所述本体(20)间隔开；以及
将所述排出的冷却空气(E)从所述排气管道(70)的上端向上排出。
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