CN114981529A

CN114981529A - 发电设备

Info

Publication number: CN114981529A
Application number: CN202180009806.5A
Authority: CN
Inventors: 川岛将
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2022-08-30
Also published as: KR20220104827A; EP4080028A1; WO2021153602A1; JP2021116759A; US20230052778A1; EP4080028A4

Abstract

本发明提供一种发电设备，其具备：空气流路，具有空气入口部及空气出口部，以供冷却风流过；动力产生源；发电机，由动力产生源驱动；及散热器，配置在空气流路中，以在与动力产生源之间供冷却介质循环，冷却风向散热器的流入面积大于空气入口部的通道面积。

Description

发电设备

技术领域

本发明涉及一种由发电单元等构成的发电设备。

背景技术

发电设备例如通过在被称为机壳的框体的内部配置发电单元而构成。机壳配置于建筑物内部或建筑物外部。发电单元具有发电机和驱动发电机的动力产生源(引擎等)。机壳作为隔音罩而发挥作用，其用于降低从发电机或动力产生源产生的噪音。并且，机壳在内部配置送风机，并将由送风机从外部吸入的空气供给到发电单元。发电单元由来自外部的空气冷却。冷却了发电单元的空气排出到外部。

作为这种发电设备，例如有记载于下述专利文献1中的发电设备。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-125260号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

机壳作为隔音罩而发挥作用，并且以确保动力产生源的冷却通道的方式发挥作用。并且，在发电单元配置在建筑物外部的情况下，机壳作为雨水渗入对策而发挥作用。动力产生源的冷却效率由冷却风扇的风量和由机壳构成的冷却通道的面积来决定。因此，若动力产生源的输出变大，则需要提高冷却效率，存在导致冷却风扇或机壳大型化的问题。并且，若机壳大型化，则冷却风扇的振动或机壳的空气入口部的风噪声变大，导致所产生的噪音也变大。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种实现装置小型化的发电设备。

用于解决技术课题的手段

用于实现上述目的的本发明的发电设备，其具备：空气流路，具有空气入口部及空气出口部，以供冷却风流过；动力产生源；发电机，由所述动力产生源驱动；及散热器，配置在所述空气流路中，以在与所述动力产生源之间供冷却介质循环，所述冷却风向所述散热器的流入面积大于所述空气入口部侧的通道面积。

发明效果

根据本发明的发电设备，能够实现装置的小型化。

附图说明

图1是表示适用了第1实施方式的机壳的发电设备的侧视图。

图2是发电设备的俯视图。

图3是发电设备的后视图。

图4是表示适用了第2实施方式的机壳的发电设备的侧视图。

图5是发电设备的俯视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，本发明不受该实施方式的限定，并且，在存在多种实施方式的情况下，还包括将各实施方式组合而成的实施方式。并且，在实施方式中的构成要素中，包括本领域技术人员能够容易设想的构成要素、实质上相同的构成要素、所谓的相等范围的构成要素。

[第1实施方式]

[发电设备]

图1是表示适用了第1实施方式的机壳的发电设备的侧视图，图2是发电设备的俯视图，图3是发电设备的后视图。另外，在以下说明中，以发电设备的长度方向(图1及图2的左右方向)为X方向，以发电设备的宽度方向(图2的上下方向)为Y方向，以发电设备的高度方向(图1的上下方向)为Z方向进行说明。

在第1实施方式中，如图1至图3所示，发电设备10配置于建筑物(省略图示)的内部或外部。发电设备10具备机壳11和发电单元12。发电单元12配置于机壳11的内部。

机壳11具备底板21、框体22、进气管道23及排气管道24。在机壳11中，底板21、框体22、进气管道23及排气管道24沿着X方向配置成直线状。

底板21沿着X方向设置并固定在地面101上。底板21在俯视时呈矩形板形状，并具有防振装置31。底板21经由防振装置31设置在地面101上。防振装置31是多个防振橡胶，隔开规定间隔安装于底板21的下部。然而，防振装置31并不限定于该结构。

框体22呈长方体的箱型形状。框体22的X方向的长度比底板21短，Y方向的宽度与底板21大致相同。框体22具有左右侧壁部32、顶部33及后壁部34。框体22的Z方向的下方开放，在X方向的一端部(图1中为左端部)形成前连结开口部35，在X方向的另一端部(图1中为右端部)中的Z方向的上部形成后连结开口部36。框体22以覆盖底板21的上表面的方式配置并固定。

进气管道23呈方筒形状。进气管道23配置于框体22的X方向的另一端部中的Z方向的上部。进气管道23沿着X方向及Y方向配置。进气管道23在Y方向上的一端部和另一端部的Z方向的下部设置一对空气入口部41。并且，在进气管道23中，在一对空气入口部41之间的Z方向的下部形成连结开口部42。在进气管道23中，连结开口部42无间隙地连结于框体22的后连结开口部36。在此，进气管道23中的Y方向的宽度大于框体22中的Y方向的宽度。即，在进气管道23中，在Y方向上，一对空气入口部41从框体22向Y方向突出。

排气管道24呈方筒形状。排气管道24配置于框体22的X方向的一端部。排气管道24沿着Z方向配置且下方开放。排气管道24在Z方向的下端部的框体22侧形成连结开口部51。并且，排气管道24在Z方向的上端部的Y方向的两侧和X方向的一侧分别设置空气出口部52。在排气管道24中，连结开口部51无间隙地连结于框体22的前连结开口部35。排气管道24以下端部覆盖底板21的上表面的方式配置并固定。在此，排气管道24的Y方向的宽度与底板21及框体22的Y方向的宽度大致相同。

发电单元12具备发电机61及动力产生源62。动力产生源62具备引擎71、散热器72、冷却风扇(送风机)73、排气管74及消音器75。

引擎71例如是柴油发动机。引擎71通过冷却水在内部流过而夺取热量以使温度降低。散热器72可是空冷式，从冷却水夺取热量以使温度降低。引擎71和散热器72由供水管76、77连结。通过设置在引擎71中的水泵(省略图示)，冷却水经由供水管76、77在引擎71与散热器72之间循环。引擎71由冷却水冷却而温度降低，成为高温的引擎冷却水被散热器72冷却而温度降低。

冷却风扇73设置于引擎71中，并与引擎71的旋转同步地驱动旋转。冷却风扇73配置在引擎71与散热器72之间。即，冷却风扇73设置于引擎71的空气流动方向的下游侧。若冷却风扇73被驱动旋转，则从引擎71朝向散热器72产生空气流。散热器72具有冷却水流过的多个管。流过多个管的冷却水通过与由冷却风扇73产生的空气流接触而被冷却。

引擎71与排出废气的排气管74连结。排气管74设置有消音器75。发电机61驱动连结到动力产生源62的引擎71。发电机61被传递引擎71的旋转驱动力而驱动。发电机61通过驱动而使电力产生。

构成发电单元12的发电机61及动力产生源62搭载于底板21上。引擎71、散热器72、冷却风扇73及发电机61载置于底板21上。消音器75载置于框体22的上部。排气管74以连结引擎71与消音器75的方式沿着Z方向配置。排气管74贯穿框体22的顶部33。发电机61以驱动连结到引擎71的状态搭载于底板21上。

并且，在底板21上载置有引擎71、散热器72、冷却风扇73及发电机61的状态下，在底板21上配置框体22。框体22包围引擎71、散热器72、冷却风扇73及发电机61。框体22被连结进气管道23，并且被连结排气管道24。因此，形成空气流过进气管道23、框体22及排气管道24的空气流路。

在如此构成的发电设备10中，冷却风向散热器72的流入面积设定为大于空气入口部41侧的通道面积。并且，冷却风向散热器72的流入面积设定为大于空气出口部52侧的通道面积。此外，空气入口部41侧的通道面积设定为大于空气出口部52侧的通道面积。在此，空气入口部41侧的通道面积是空气入口部41的开口面积，空气出口部52侧的通道面积是排气管道24的通道面积。

即，从Z方向的上方观察到的发电设备10的投影面积A是对发电设备10的X方向的最大长度L1乘以发电设备10的Y方向的最大宽度W1而得的面积。冷却风向散热器72的流入面积B是从X方向的一侧观察到的散热器72的正面的面积，是对散热器72的最大高度H2乘以散热器72的Y方向的最大宽度W2而得的面积。在此，散热器72的最大高度H2和最大宽度W2例如不是散热器72的外形的最大高度和最大宽度，而是冷却风通过散热器72的区域的最大高度和最大宽度。

空气入口部41的通道面积C为对一个空气入口部41的沿着X方向的最大高度长度L3乘以空气入口部41的Y方向的最大宽度W3而得的面积的2倍。空气出口部52侧，即排气管道24的通道面积D是对到达空气出口部52的排气管道24的沿着Z方向的流路的沿着X方向的最大高度长度L4乘以空气出口部52的Y方向的最大宽度W4而得的面积。

于是，当将发电设备10的投影面积A设为1.00时，冷却风向散热器72的流入面积B、空气入口部41的通道面积C、排气管道24的通道面积D设定为以下范围，并且设定为以下关系。

冷却风向散热器72的流入面积B＝0.12～0.18

空气入口部41的通道面积C＝0.11～0.13

排气管道24的通道面积D＝0.09～0.13

B＞C

B＞D

C＞D

另外，B、C、D的数值范围是尤其优选的范围，若可以规定大小关系，则并不限定于上述数值范围。

[发电设备的运行]

在发电设备10中，若构成动力产生源62的引擎71驱动，则水泵同步运行，使冷却水在引擎71与散热器72之间循环。并且，若引擎71驱动，则冷却风扇73同步运行，使空气在机壳11内流动。

即，若冷却风扇73运行，则内部空气从引擎71侧流向散热器72侧。于是，在冷却风扇73的引擎71侧产生负压。所产生的负压作用于框体22及进气管道23，外部空气从空气入口部41被吸入。从空气入口部41被吸入的外部空气通过进气管道23导入到框体22中，并通过排气管道24从空气出口部52排出到外部。

流过框体22的内部的空气被引导至散热器72。散热器72将在引擎71与散热器72之间循环的冷却水进行冷却，以使温度降低。因此，引擎71通过由温度降低的冷却水冷却而温度降低。

并且，若引擎71驱动，则发电机61驱动，发电机61使电力产生。于是，作为热源的发电机61及动力产生源62的温度上升。然而，温度上升的发电机61及动力产生源62由流过框体22内部的空气冷却。

在第1实施方式中，将散热器72的流入面积B设定为大于空气入口部41的通道面积C，将散热器72的流入面积B设定为大于排气管道24的通道面积D。即，为了增加冷却引擎71的冷却水量而使散热器72大型化，另一方面，为了减少冷却风扇73的冷却风量而使冷却风扇73小型化。即，降低对由冷却风冷却引擎71的依赖性，提高对由冷却水冷却引擎71的依赖性。

因此，为了使冷却风量减少，空气入口部41的通道面积C和排气管道24的通道面积D变小，可以实现机壳11的小型化。并且，由于空气入口部41的通道面积C变小，因此吸入到机壳11内的空气量减少，雨天时与空气一同渗入机壳11内的雨水对策变得容易。

[第2实施方式]

图4是表示适用了第2实施方式的机壳的发电设备的侧视图，图5是发电设备的俯视图。另外，对具有与上述第1实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第2实施方式中，如图4及图5所示，发电设备10A配置在建筑物100内。发电设备10A具备进气管道81、排气管道82及发电单元12。

进气管道81呈方筒形状。进气管道81沿着X方向配置。进气管道81在X方向上的一端部设置空气入口部91。进气管道81在X方向的另一端部设置空气吐出口92。进气管道81插通于形成在建筑物100的壁部102上的开口部103中，空气入口部91位于建筑物100的外部，空气吐出口92位于建筑物100的内部。

排气管道82呈方筒形状。排气管道82沿着X方向配置。排气管道82在X方向上的一端部设置空气出口部93。排气管道82在X方向的另一端部设置空气吸入口94。排气管道82插通于形成在建筑物100的壁部104上的开口部105中，空气出口部93位于建筑物100的外部，空气吸入口94位于建筑物100的内部。

发电单元12具备发电机61及动力产生源62。动力产生源62具备引擎71、散热器72、冷却风扇73、排气管74及消音器75。

发电机61及动力产生源62搭载于底板21上。引擎71、散热器72、冷却风扇73及发电机61载置于底板21上。消音器75固定在建筑物100的顶部106。排气管74连结引擎71与消音器75。在排气管74中，前端部插通于形成在建筑物100的壁部104上的开口部107中，并位于建筑物100的外部。发电机61以驱动连结到引擎71的状态搭载于底板21上。

并且，引擎71、散热器72及冷却风扇73沿着X方向配置，散热器72在X方向上与排气管道82的空气吸入口94对置。即，引擎71、散热器72、冷却风扇73及排气管道82沿着X方向配置。进气管道81和排气管道82在Y方向及Z方向上错开配置。进气管道81配置在从地面101规定高度的位置，排气管道82配置在地面101上。因此，在建筑物100内形成空气从进气管道81经由发电机61及动力产生源62流到排气管道24的空气流路S。

在如此构成的发电设备10A中，冷却风向散热器72的流入面积设定为大于空气入口部91的通道面积。并且，冷却风向散热器72的流入面积设定为大于空气出口部93的通道面积。此外，空气入口部91的通道面积设定为大于空气出口部93的通道面积。

即，从Z方向的上方观察到的发电设备10的投影面积A是对发电单元12及建筑物100内的排气管道82的X方向的最大长度L1乘以Y方向的最大宽度W1而得的面积。冷却风向散热器72的流入面积B是从X方向的一侧观察到的散热器72的正面的面积，是对散热器72的最大高度H2乘以Y方向的最大宽度W2而得的面积。空气入口部91的通道面积C是对空气入口部91的沿着X方向的最大高度长度L3乘以Y方向的最大宽度W3而得的面积。空气出口部93的通道面积D是对到达空气出口部93的建筑物100内的排气管道82的沿着X方向的流路的沿着Z方向的最大高度H4乘以Y方向的最大宽度W4而得的面积。

冷却风向散热器72的流入面积B＝0.12～0.18

空气入口部41的通道面积C＝0.11～0.13

排气管道24的通道面积D＝0.09～0.13

B＞C

B＞D

C＞D

[本实施方式的作用效果]

第1方式所涉及的发电设备具备：空气流路S，具有空气入口部41、91及空气出口部52、93，并供冷却风流过；动力产生源62；发电机61，由动力产生源62驱动；及散热器72，配置在空气流路S中，以在与动力产生源62之间供冷却水循环，冷却风向散热器72的流入面积大于空气入口部41、91的通道面积。

在第1方式所涉及的发电设备中，由于冷却风向散热器72的流入面积大于空气入口部41、91的通道面积，因此冷却风量减少，能够使机壳11或进气管道81小型化。并且，由于吸入到机壳11或建筑物100内的空气量减少，因此与空气一同渗入机壳11或建筑物100内的雨水对策变得容易。此外，通过使冷却风扇73小型化，也能够抑制冷却风扇73产生振动或在空气入口部41、91中产生风噪声。

在第2方式所涉及的发电设备中，冷却风向散热器72的流入面积大于空气出口部52、93侧(排气管道24)的通道面积。由此，冷却风量减少，能够使机壳11或排气管道82小型化。

在第3方式所涉及的发电设备中，空气入口部41、91的通道面积大于空气出口部52、93侧排气管道24的通道面积。由此，能够使从空气入口部41、91吸入到机壳11或建筑物100内的空气的速度降低。

在第4方式所涉及的发电设备中，具有包覆动力产生源62、发电机61及散热器72的机壳11，在机壳11内的动力产生源62与散热器72之间设置冷却风扇73，由此构成空气流路。由此，能够使机壳11或冷却风扇73小型化。

在第5方式所涉及的发电设备中，在建筑物100内配置动力产生源62、发电机61及散热器72，在建筑物100的一个壁部102上配置进气管道81，在建筑物100的另一个壁部104上配置排气管道82，在建筑物100内部的进气管道81与排气管道82之间设置空气流路。由此，能够使进气管道81或冷却风扇73小型化。

另外，在上述实施方式中，机壳11或进气管道81及排气管道82并不限定于上述形状。

并且，在上述实施方式中，作为送风机而适用了构成动力产生源62的冷却风扇73，但并不限于该结构，也可以另外设置送风机。

符号说明

10、10A-发电设备，11-机壳，12-发电单元，21-底板，22-框体，23、81-进气管道，24、82-排气管道，31-防振装置，32-侧壁部，33-顶部，34-后壁部，35-前连结开口部，36-后连结开口部，41、91-空气入口部，42-连结开口部，51-连结开口部，52、93-空气出口部，61-发电机，62-动力产生源，71-引擎，72-散热器，73-冷却风扇，74-排气管，75-消音器，100-建筑物，101-地面，102、104-壁部，S-空气流路。

Claims

1.一种发电设备，其具备：

空气流路，具有空气入口部及空气出口部，以供冷却风流过；

动力产生源；

发电机，由所述动力产生源驱动；及

散热器，配置在所述空气流路中，以在与所述动力产生源之间供冷却介质循环，

所述冷却风向所述散热器的流入面积大于所述空气入口部侧的通道面积。

2.根据权利要求1所述的发电设备，其中，

所述冷却风向所述散热器的流入面积大于所述空气出口部侧的通道面积。

3.根据权利要求1或2所述的发电设备，其中，

所述空气入口部侧的通道面积大于所述空气出口部侧的通道面积。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其中，

具有包覆所述动力产生源、所述发电机及所述散热器的机壳，在机壳内的所述动力产生源与所述散热器之间设置送风机，由此构成所述空气流路。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其中，

在建筑物内部配置所述动力产生源、所述发电机及所述散热器，在所述建筑物的一个壁部上配置进气管道，在所述建筑物的另一个壁部上配置排气管道，在所述建筑物内部的所述进气管道与所述排气管道之间设置所述空气流路。