CN114499043A - 一种内燃机驱动的直流发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机驱动的直流发电机组，包括：机架；位于机架内沿同一旋转轴线依次设置内燃机、电机、双叶风扇和逆变模块，电机包括电机定子和电机转子；以及沿所述旋转轴线设置的导风壳、连接件和模块罩壳，所述导风壳、连接件、模块罩壳依次相连使其内部形成第一冷却腔和第二冷却腔；电机设在导风壳内，逆变模块设在模块罩壳内，双叶风扇设在导风壳内、且双叶风扇两侧的叶片分别位于第一冷却腔和第二冷却腔；进风口设有至少两个，分别位于靠近内燃机的导风壳外圆周侧面和模块罩壳正表面，出风口设有至少一个，位于第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳上。本发明能够在快速提供直流电的同时兼顾系统的热平衡性能。

Description

一种内燃机驱动的直流发电机组

技术领域

本发明属于发电机技术领域，涉及一种内燃机驱动的直流发电机组。

背景技术

目前，现有的发电机组大多数为交流发电机组。能够方便的为普通大多数用电器提供电源。但对于蓄电池来说，普通发电机组无法长时间快速的为蓄电池充电。为此需要再配备一台充电器才能给蓄电池供电。目前随着无人机技术快速的发展，农业用的无人植保机在农村田地里使用频繁，无人机使用的蓄电池需要频繁快速的进行充电。现有的普通发电机组需要再配备价格昂贵的充电器才能给电池充电。

发明内容

为了解决现有发电机组无法稳定的直接给大功率电池充电的问题，本发明的目的在于提供一种内燃机驱动的直流发电机组，能够在快速提供直流电的同时兼顾系统的热平衡性能。

为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种内燃机驱动的直流发电机组，包括：

机架；

位于机架内沿同一旋转轴线依次设置内燃机、电机、双叶风扇和逆变模块，电机包括电机定子和电机转子；

以及沿所述旋转轴线设置的导风壳、连接件和模块罩壳，所述导风壳、连接件、模块罩壳依次相连使其内部形成第一冷却腔和第二冷却腔；

电机设在导风壳内，逆变模块设在模块罩壳内，双叶风扇设在导风壳内、且双叶风扇两侧的叶片分别位于第一冷却腔和第二冷却腔；

进风口设有至少两个，分别位于靠近内燃机的导风壳外圆周侧面和模块罩壳正表面，出风口设有至少一个，位于第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳上。

作为改进，双叶风扇两侧的叶片结构相同，均为叶根后弯，叶顶前弯的形式。

作为改进，双叶风扇包括设在两侧叶片之间的叶轮盘，双叶风扇两侧叶片的叶顶到中心的距离小于叶轮盘的半径。

作为改进，还包括设在内燃机侧面的消音器，所述消音器正对着出风口。

作为改进，消音器外侧设有导风隔热板，且导风隔热板上设有开口正对着出风口。

作为改进，导风隔热板的开口上方设有向上倾斜的挡风板。

作为改进，逆变模块的散热片正对着模块罩壳正表面的进风口、且散热片的方向为竖直方向；逆变模块周边和模块罩壳之间留有通风间隙。

作为改进，所述导风壳内还设有导流板，导流板设有若干通风孔，且通风孔正对着电机定子和电机转子之间的间隙。

作为改进，第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳的横截面为“几”字形凹槽。

作为改进，双叶风扇包括叶轮盘和设在叶轮盘两侧的叶片，叶轮盘位于“几”字形凹槽的中间位置。

作为改进，第二冷却腔对应的进风口上方还有向上倾斜的隔热板。

有益效果：

本发明逆变模块能够将发电机输出的交流电，转变为不同电压值的直流电，供蓄电池充电使用，同时能够再将直流电转变为交流电，供交流负载使用，使用一体化的逆变模块，减小空间占用，且提供多种电源电压，包括12V直流、60V直流以及220V/50Hz交流电源。与此同时，使用了双叶片的双叶风扇结构，将逆变模块和电机设在双叶风扇两侧，大大提升了整机的散热效果，提高了发电机组的运行稳定性。

本发明采用了节油模式，在不带负载情况下，内燃机为低转速运行，降低燃油消耗率，节约了使用成本。

本发明结构简单，散热效果好，安装便利，方便转移搬运，维修方便。

本发明的直流发电机组能够快速、可靠、高效的直接给蓄电池进行充电，无需再使用充电器。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本发明主题的一部分。

附图说明

附图不意在按比例绘制，除非特别说明。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。

图1为本发明的安装结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为发电机组冷却风道剖视图；

图4为导风壳“几”字结构剖视图；

图5为逆变模块安装位置示意图；

图6为导流板正面结构示意图；

附图标记定义：1.内燃机；2.电机；3.定子法兰支撑座；4.导风壳；5.连接件；6.模块罩壳；7.逆变模块；8.消音器；9.导风隔热板；10.面板组件；11.油箱组件；12.滚轮；13.把手；14.机架；15.支撑板；16.导流板；17.双叶风扇；18.隔热板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

一种内燃机驱动的直流发电机组，包括：

机架14；

位于机架14内沿同一旋转轴线依次设置内燃机1、电机2、双叶风扇17和逆变模块7，电机2包括电机定子和电机转子；

以及沿所述旋转轴线设置的导风壳4、连接件5和模块罩壳6，所述导风壳4、连接件5、模块罩壳6依次相连使其内部形成第一冷却腔和第二冷却腔；

电机2设在导风壳4内，逆变模块7设在模块罩壳6内，双叶风扇17设在导风壳4内、且双叶风扇17两侧的叶片分别位于第一冷却腔和第二冷却腔；

进风口设有至少两个，分别位于靠近内燃机1的导风壳4外圆周侧面和模块罩壳6正表面，出风口设有至少一个，位于第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳4上。

所述内燃机1和电机2通过曲轴相连接，双叶风扇17固定连接在电机转子上，内燃机1旋转带动双叶风扇17转动，使第一冷却腔、第二冷却腔与各部件之间的间隙形成第一冷却风道和第二冷却风道，同时给电机2和逆变模块7散热。

双叶风扇17两侧的叶片结构相同，均为叶根后弯，叶顶前弯的形式。双叶风扇17包括设在两侧叶片之间的叶轮盘，两侧叶片的叶顶到中心的距离小于叶轮盘的半径。

还包括设在内燃机1侧面的消音器8，所述消音器8正对着出风口。两个进风口的冷却风在一个出风口处合二为一，正对着消音器8；这是由于消音器8产生的热量远远大于电机2和逆变模块7的热量，因此双叶风扇17在吸走电机2和逆变模块7的热风后，同时又能够对消音器8进行冷却，吹走消音器8所产生的热量，以减少消音器8所产生的热量。

消音器8外侧设有导风隔热板9，且导风隔热板9上设有开口正对着出风口。

内燃机1的另一侧面设有面板组件10，内燃机1上方设有油箱组件11。

导风隔热板9的开口上方设有向上倾斜的挡风板。这是由于双叶风扇17是进行圆周运动，内燃机1吹出的热风至电机2处的出风口，会从出风口上部甩出，增加油箱组件11底部的温度，所以在此处设置了倾斜的挡风板，将向上的热风更改为水平方向，从而降低油箱组件11底部的温度。

导风隔热板9的内侧还粘贴有铝箔隔热材料，以阻挡消音器8热量带来的不利影响。

逆变模块7散热片正对着模块罩壳6正表面的进风口、且散热片的方向为竖直方向；逆变模块7周边和模块罩壳6之间留有通风间隙。模块罩壳6上的进风口正对逆变模块散热片，且逆变模块7周边和模块罩壳6之间留有间隙。用于隔绝热风，保持进风口的低温，便于通风。

所述导风壳4内还设有导流板16，导流板16设有若干通风孔，且通风孔正对着电机定子和电机转子之间的间隙。导流板16根据距离进风口位置的远近差异设置通风孔大小，将第一冷却腔分割为进风区和电机安装区，使冷却风尽可能均匀的吸入电机2内。

导风壳4和电机转子之间留有间隙，逆变模块7和模块罩壳6周边同样留有间隙。当内燃机1工作时，旋转带动叶片转动，叶片外缘的空气流速远远大于中心的空气流速。对于第一冷却风道来说，空气不断从导风壳4的进风口进入，经过电机定子与电机转子之间间隙，再通过电机转子上的通风孔，进入双叶风扇17的中心区域。冷却风在流过电机发热元件时，将带走大量的热量，从而降低电机2表面的温度。对于第二冷却风道来说，由于双叶风扇17的旋转，冷却风同样会从第二冷却腔的进风口进入，从逆变模块7与第二冷却腔之间的间隙流过，带走逆变模块7产生的热量，进入双叶风扇17中心区域，最终从出风口甩出。由此过程，不断将电机2和逆变模块7所产生的热量带走，从而保持整个系统的热平衡性。

第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳4的横截面为“几”字形凹槽。

双叶风扇17包括叶轮盘和设在叶轮盘两侧的叶片，叶轮盘位于“几”字形凹槽的中间位置。叶片沿叶轮盘内缘径向延伸至叶轮盘外缘，且叶片的外缘未超出叶轮盘外缘。

第二冷却腔对应的进风口上方还有向上倾斜的隔热板18。以阻挡上部内燃机1吹过来的热风，以及下部消音器8所产生的热风，使发电机组所产生的热量需要尽可能少的进入模块进风口，确保冷却效果。

机架14上连接有把手13和滚轮12，把手13和机架14铰接连接、滚轮12设在机架14同一侧。采用滚轮12和把手13这种同侧安装的零重量的运输结构，产品搬运方便，更适用于野外转运。

导风壳4上的进风口开设在发电机组的低温区，可以使系统获得较低温度的冷却风，使系统更加稳定的运行。

导风壳4固定在支撑板15上，支撑板15用于将内燃机1固定于机架14。

电机2通过定子法兰支撑座3连接到内燃机1上，双叶风扇17通过螺栓固定在电机转子上，导流板16通过螺钉固定在导风壳4内。

模块罩壳6上设有进线孔，面板线束及电机线束通过进线孔进入模块罩壳6，与逆变模块7连接。面板组件10上设置有插座、显示屏、启动开关等元件。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，包括：

机架；

位于机架内沿同一旋转轴线依次设置内燃机、电机、双叶风扇和逆变模块，电机包括电机定子和电机转子；

以及沿所述旋转轴线设置的导风壳、连接件和模块罩壳，所述导风壳、连接件、模块罩壳依次相连使其内部形成第一冷却腔和第二冷却腔；

电机设在导风壳内，逆变模块设在模块罩壳内，双叶风扇设在导风壳内、且双叶风扇两侧的叶片分别位于第一冷却腔和第二冷却腔；

进风口设有至少两个，分别位于靠近内燃机的导风壳外圆周侧面和模块罩壳正表面，出风口设有至少一个，位于第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳上。

2.根据权利要求1所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，双叶风扇两侧的叶片结构相同，均为叶根后弯，叶顶前弯的形式。

3.根据权利要求2所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，双叶风扇包括设在两侧叶片之间的叶轮盘，两侧叶片的叶顶到中心的距离小于叶轮盘的半径。

4.根据权利要求1所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，还包括设在内燃机侧面的消音器，所述消音器正对着出风口。

5.根据权利要求4所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，消音器外侧设有导风隔热板，且导风隔热板上设有开口正对着出风口。

6.根据权利要求5所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，导风隔热板的开口上方设有向上倾斜的挡风板。

7.根据权利要求1所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，逆变模块的散热片正对着模块罩壳正表面的进风口、且散热片的方向为竖直方向；逆变模块周边和模块罩壳之间留有通风间隙。

8.根据权利要求1所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，第一冷却腔和第二冷却腔相接处的导风壳的横截面为“几”字形凹槽。

9.根据权利要求8所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，双叶风扇包括叶轮盘和设在叶轮盘两侧的叶片，叶轮盘位于“几”字形凹槽的中间位置。

10.根据权利要求1所述的内燃机驱动的直流发电机组，其特征在于，导风壳内还设有导流板，导流板设有若干通风孔，且通风孔正对着电机定子和电机转子之间的间隙。

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