CN118564341B - 分体式船用发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分体式船用发电机组，涉及船用发电技术领域，包括安装箱、发电机体、主柴油机、副柴油机，所述安装箱内腔顶部固定设置有顶横板，所述安装箱于顶横板下方固定设置有分隔板，所述分隔板另一端上下面均固定设置有竖直板。本发明的主体结构包括副柴油机、主柴油机、以及发电机同时在副柴油机、主柴油机设置有切换组件，切换组件可在主柴油机意外故障时，临时控制主柴油机与发电机分离，同时控制副柴油机接入到发电机上，提供了冗余电力保障，确保在主柴油机故障时，船舶仍能获得持续的电力供应，从而维持导航、通信和其他关键设备的正常运行。这显著提高了船舶的可靠性和安全性，减少了因单一动力源故障而导致的停机时间和维修成本。

Description

分体式船用发电机组

技术领域

本发明涉及船用发电技术领域，尤其涉及分体式船用发电机组。

背景技术

分体式船用发电机组是一种用于船舶供电的设备，由多个独立的组件组成。这些组件包括发动机、发电机和控制系统，彼此分开安装并通过管道和电缆连接，允许在有限的空间内灵活布置各个部分，适应船舶结构的复杂性，同时，分体式设计便于维护和更换单个组件，提高了设备的可靠性和运行效率，这种发电机组通常用于各种类型的船舶，如货船、客船和军舰等。

现有技术中的分体式船用发电机组一般只会设置一个柴油机以及发电机，这种设计缺少冗余发电能力，当唯一的柴油机发生故障时，整个发电系统将停止运作，导致船舶失去电力供应。这种缺乏冗余的设计使得船舶在关键时刻面临高风险，尤其在遇到紧急情况或在偏远区域时，更容易导致电力中断，从而影响导航、通信和其他关键设备的正常运作，不仅可能危及航行安全，还可能增加维修时间和成本，影响船舶的运营效率和安全性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中分体式船用发电机组一般只会设置一个柴油机以及发电机，这种设计缺少冗余发电能力，当唯一的柴油机发生故障时，整个发电系统将停止运作，导致船舶失去电力供应。这种缺乏冗余的设计使得船舶在关键时刻面临高风险，尤其在遇到紧急情况或在偏远区域时，更容易导致电力中断，从而影响导航、通信和其他关键设备的正常运作，不仅可能危及航行安全，还可能增加维修时间和成本，影响船舶的运营效率和安全性的问题，而提出的分体式船用发电机组。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

分体式船用发电机组，包括安装箱、发电机体、主柴油机、副柴油机，所述安装箱内腔顶部固定设置有顶横板，所述安装箱于顶横板下方固定设置有分隔板，所述分隔板另一端上下面均固定设置有竖直板，所述竖直板侧面开设有减重槽，所述安装箱前侧面采用螺栓固定设置有前护板，所述安装箱后侧面采用螺栓固定设置有后护板，所述安装箱于顶横板后侧面垂直固定设置有后隔板，所述分隔板顶部固定设置有主柴油机，所述安装箱于分隔板下方固定设置有副柴油机，所述顶横板顶部边缘位置垂直固定设置有发电机体，所述后护板于发电机体出线端设置有观察口，所述安装箱于竖直板远离主柴油机一侧面设置有带有主柴油机或者副柴油机与发电机体对接的切换组件，所述顶横板顶部设置有对主柴油机或者副柴油机进行供油的公共供油组件。

可选地，所述切换组件包括一字杆、横移凸环、驱动锥齿轮、从动锥齿轮、切换齿轮，所述主柴油机、副柴油机输出端均固定设置有一字杆，所述一字杆另一端均活动插入有横移凸环，所述横移凸环末端固定设置有驱动锥齿轮，所述发电机体输出端固定设置有竖直柱。

可选地，所述竖直柱外壁等距固定设置有从动锥齿轮，所述驱动锥齿轮与从动锥齿轮稳定啮合，所述后隔板侧面中间位置转动连接有水平柱，所述水平柱一端固定设置有切换齿轮，所述水平柱另一端设置有可定时切换柴油机或者手动切换柴油机的复合驱动组件。

可选地，所述切换齿轮顶部啮合有顶齿杆，所述切换齿轮底部啮合有底齿杆，所述顶齿杆、底齿杆一端插入到竖直板侧面，所述顶齿杆、底齿杆靠近竖直板一端末端固定设置有橡胶块，所述竖直板于顶齿杆、底齿杆一端对应位置固定设置有微动开关。

可选地，所述顶齿杆顶部、底齿杆底部均垂直固定设置有拨动杆，所述拨动杆顶部开设有弧形面，位于所述顶齿杆顶部的拨动杆伸入到主柴油机输出端的横移凸环内部，位于所述底齿杆底部的拨动杆伸出到副柴油机输出端的横移凸环内部。

可选地，所述复合驱动组件包括电动推杆、切换齿杆、驱动齿轮，所述电动推杆垂直固定设置在后隔板侧面，所述电动推杆输出端固定设置有横移座，所述横移座前侧面开设有横移槽，所述横移槽内部滑动设置有横移块，所述横移块侧面与连接弹簧一端固定连接，所述连接弹簧另一端固定连接在横移槽侧面。

可选地，所述横移块一端垂直固定设置有切换齿杆，所述切换齿杆侧面垂直固定设置有横移把手，所述切换齿杆沿竖直方向稳定啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮中心位置与水平柱一端固定连接，所述驱动齿轮侧面边缘位置固定设置有辅助摇把。

可选地，所述公共供油组件包括公共油箱、竖直管、分支管、电磁阀，所述公共油箱固定设置在顶横板顶部，所述公共油箱顶部螺纹旋入有注油盖，所述公共油箱侧面底部固定设置有竖直管。

可选地，所述后隔板设置有控制器，所述安装箱于主柴油机、副柴油机进气端设置有散热窗。

可选地，所述竖直管侧面沿竖直方向等距固定设置有分支管，两组所述分支管依次固定连通到主柴油机进油端、副柴油机进油端，所述分支管顶部开设有电磁阀，所述微动开关控制线接入到电磁阀控制线上。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明的主体结构包括副柴油机、主柴油机、以及发电机同时在副柴油机、主柴油机设置有切换组件，切换组件可在主柴油机意外故障时，临时控制主柴油机与发电机分离，同时控制副柴油机接入到发电机上，提供了冗余电力保障，确保在主柴油机故障时，船舶仍能获得持续的电力供应，从而维持导航、通信和其他关键设备的正常运行。这显著提高了船舶的可靠性和安全性，减少了因单一动力源故障而导致的停机时间和维修成本。

2、本发明的切换组件核心组件之一为复合驱动组件，复合切换组件，一方面复合驱动组件可定时将主柴油机或者副柴油机接入到发电机上，避免了单一柴油机长期运行导致的过度磨损和性能下降。通过定时切换，不仅可以延长各柴油机的使用寿命，还能保持整个系统的高效运行。同时，这种平衡使用方式有助于提高发电系统的可靠性和稳定性，确保在任何情况下都能提供持续且稳定的电力供应，另一方面复合切换组件不仅可以实现电动切换，而且还可以实现手动切换将主柴油机或者副柴油机接入到发电机上，提高了系统的灵活性和可靠性。在电动切换系统故障或紧急情况下，手动切换功能提供了备用操作手段，确保柴油机之间的切换仍能顺利进行，这种双重切换方式减少了单一切换方式可能带来的风险，增强了系统在各种环境下的适应能力。

3、本发明在安装箱顶部设置有公共供油组件，公共供油组件可对主柴油机或者副柴油机进行供油，无需设置两个油箱，节约了整个设备的占用空间以及制造成本，且当切换组件选择主柴油机或者副柴油机接入到发电机上时，切换组件可自动控制公共供油组件对主柴油机或者副柴油机进行供油，公共供油组件通过统一的供油系统简化了设计，减少了设备的复杂性和维护难度。此外，当切换组件选择主柴油机或副柴油机接入发电机时，切换组件能够自动控制公共供油组件进行相应的供油调整，确保所选柴油机得到稳定的燃油供应。这种设计不仅提高了供油效率，还增强了系统的整体可靠性和灵活性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为图1的另一视角结构示意图。

图3为图1的半爆炸结构示意图。

图4为图1卸除前护板的结构示意图。

图5为图4的另一视角结构示意图。

图6为图4的后视结构示意图。

图7为分隔板与竖直板的结构示意图。

图8为主柴油机与副柴油机的空间分布图。

图9为切换齿杆与其连接件的结构示意图。

图10为图9的尾部结构示意图。

图11为切换组件的结构示意图。

图12为图11的另一视角结构示意图。

图13为切换齿杆与拨动杆的结构示意图。

图中：1、安装箱；2、前护板；3、顶横板；4、观察口；5、后护板；6、散热窗；7、发电机体；8、公共油箱；9、分隔板；10、从动锥齿轮；11、竖直柱；12、注油盖；13、主柴油机；14、副柴油机；15、控制器；16、辅助摇把；17、后隔板；18、电动推杆；19、微动开关；20、减重槽；21、竖直板；22、分支管；23、竖直管；24、电磁阀；25、横移把手；26、切换齿杆；27、横移块；28、连接弹簧；29、横移槽；30、横移座；31、一字杆；32、橡胶块；33、顶齿杆；34、底齿杆；35、驱动锥齿轮；36、横移凸环；37、驱动齿轮；38、水平柱；39、切换齿轮；40、拨动杆；41、弧形面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-13，分体式船用发电机组，包括安装箱1、发电机体7、主柴油机13、副柴油机14，安装箱1内腔顶部固定设置有顶横板3，安装箱1于顶横板3下方固定设置有分隔板9，分隔板9另一端上下面均固定设置有竖直板21，竖直板21侧面开设有减重槽20，安装箱1前侧面采用螺栓固定设置有前护板2，安装箱1后侧面采用螺栓固定设置有后护板5，安装箱1于顶横板3后侧面垂直固定设置有后隔板17。

分隔板9顶部固定设置有主柴油机13，安装箱1于分隔板9下方固定设置有副柴油机14，前护板2、后护板5、后隔板17、安装箱1组成了整个装置的安装框架，主柴油机13、副柴油机14为现有技术中常见的船用柴油机，如图2所示，主柴油机13、副柴油机14为垂直上下分布，因此在本申请文件中并未详细公开其具体结构。

顶横板3顶部边缘位置垂直固定设置有发电机体7，后护板5于发电机体7出线端设置有观察口4，便于发电机体7的发电线路从封闭的安装箱1内部伸出，安装箱1于竖直板21远离主柴油机13一侧面设置有带有主柴油机13或者副柴油机14与发电机体7对接的切换组件，切换组件包括一字杆31、横移凸环36、驱动锥齿轮35、从动锥齿轮10、切换齿轮39，主柴油机13、副柴油机14输出端均固定设置有一字杆31，一字杆31另一端均活动插入有横移凸环36，横移凸环36侧面于对应位置设置有一字槽，横移凸环36末端固定设置有驱动锥齿轮35，一字杆31与横移凸环36的设置允许驱动锥齿轮35沿一定范围内横移时，主柴油机13、副柴油机14均可通过其输出端固定设置的一字杆31带动驱动锥齿轮35转动。

切换齿轮39顶部啮合有顶齿杆33，切换齿轮39底部啮合有底齿杆34，顶齿杆33、底齿杆34一端插入到竖直板21侧面，顶齿杆33、底齿杆34靠近竖直板21一端末端固定设置有橡胶块32，竖直板21于顶齿杆33、底齿杆34一端对应位置固定设置有微动开关19，顶齿杆33、底齿杆34包括光滑段以及杆齿段，橡胶块32具体固定设置在顶齿杆33、底齿杆34的光滑段，底齿杆34、顶齿杆33的光滑段辅助顶齿杆33、底齿杆34横移。

顶横板3顶部设置有对主柴油机13或者副柴油机14进行供油的公共供油组件，发电机体7输出端固定设置有竖直柱11，竖直柱11外壁等距固定设置有从动锥齿轮10，驱动锥齿轮35与从动锥齿轮10稳定啮合，后隔板17侧面中间位置转动连接有水平柱38，水平柱38一端固定设置有切换齿轮39，水平柱38另一端设置有可定时切换柴油机或者手动切换柴油机的复合驱动组件。

顶齿杆33顶部、底齿杆34底部均垂直固定设置有拨动杆40，拨动杆40顶部开设有弧形面41，位于顶齿杆33顶部的拨动杆40伸入到主柴油机13输出端的横移凸环36内部，横移凸环36整体结构为一个圆柱体，圆柱体两端设置有圆盘，拨动杆40的宽度与两个圆盘之间的空隙宽度相同，拨动杆40顶部开设有的弧形面41与横移凸环36底部光滑接触。

位于底齿杆34底部的拨动杆40伸出到副柴油机14输出端的横移凸环36内部，复合驱动组件包括电动推杆18、切换齿杆26、驱动齿轮37，电动推杆18垂直固定设置在后隔板17侧面，电动推杆18输出端固定设置有横移座30，横移座30前侧面开设有横移槽29，横移槽29内部滑动设置有横移块27，横移块27侧面与连接弹簧28一端固定连接，连接弹簧28另一端固定连接在横移槽29侧面，横移块27一端垂直固定设置有切换齿杆26，当切换齿杆26未受外力时，横移块27处于贴合到横移槽29侧面的位置，此时连接弹簧28处于受压缩状态，且切换齿杆26与驱动齿轮37此时啮合。

切换齿杆26侧面垂直固定设置有横移把手25，切换齿杆26沿竖直方向稳定啮合有驱动齿轮37，驱动齿轮37中心位置与水平柱38一端固定连接，驱动齿轮37侧面边缘位置固定设置有辅助摇把16，便于用户手动摇动驱动齿轮37，横移把手25的设置便于用户克服连接弹簧28弹力横移切换齿杆26，带动切换齿杆26横移到不与驱动齿轮37啮合的位置，便于用户手动操作整个切换组件，为了便于用户操作切换组件，驱动齿轮37的直径设置远大于切换齿轮39的直径。

公共供油组件包括公共油箱8、竖直管23、分支管22、电磁阀24，公共油箱8固定设置在顶横板3顶部，公共油箱8顶部螺纹旋入有注油盖12，公共油箱8侧面底部固定设置有竖直管23，竖直管23侧面沿竖直方向等距固定设置有分支管22，两组分支管22依次固定连通到主柴油机13进油端、副柴油机14进油端，分支管22顶部开设有电磁阀24，微动开关19控制线接入到电磁阀24控制线上，后隔板17设置有控制器15，控制器15选择可编程逻辑控制器，从而可以定时控制电动推杆18启动，通过对应的结构定时将主柴油机13或者副柴油机14接入到发电机上，避免了单一柴油机长期运行导致的过度磨损和性能下降，通过定时切换，不仅可以延长各柴油机的使用寿命，还能保持整个系统的高效运行。

当橡胶块32一端压持到与之相同水平高度的微动开关19时，对应位置的电磁阀24会打开，公共油箱8会对主柴油机13或者副柴油机14进行供油，安装箱1于主柴油机13、副柴油机14进气端设置有散热窗6，供主柴油机13、副柴油机14自带的冷却系统与安装箱1外界的空气进行热交换。

需要补充地是，前护板2与后护板5的材质选择为透明亚克力板材质，便于用户观察安装箱1内部切换组件的状态，即切换组件选择主柴油机13还是副柴油机14接入到发电机体7上，另外驱动锥齿轮35、从动锥齿轮10的齿数比需要设置适当，当柴油机转速与发电机转速的匹配时，驱动锥齿轮35、从动锥齿轮10的齿数比为一比一，当柴油机转速与发电机转速的不匹配时，需要按照实际需求调整驱动锥齿轮35、从动锥齿轮10的齿数比。

本发明的具体实施步骤与原理如下：

当整个发电系统处于正常工作时，位于主柴油机13输出端的驱动锥齿轮35与竖直柱11上的从动锥齿轮10啮合，位于副柴油机14输出端的驱动锥齿轮35不与竖直柱11的从动锥齿轮10啮合，主柴油机13通过其输出端的驱动锥齿轮35与竖直柱11上的从动锥齿轮10将动力传递给发电机体7，持续进行发电工作，此时连接弹簧28处于受压缩状态，将切换齿杆26抵持到与驱动齿轮37啮合的位置。

此时顶齿杆33末端的橡胶块32压持到微动开关19侧面，此时主柴油机13侧面的电磁阀24被打开，公共油箱8通过竖直管23、分支管22往主柴油机13释放油。

当主柴油机13意外损坏或者控制器15的定时时间到达后，启动电动推杆18，电动推杆18通过切换齿杆26带动驱动齿轮37转动，从而带动水平柱38末端的切换齿轮39转动，一方面顶齿杆33带动橡胶块32横移不再压持到对应位置的微动开关19，底齿杆34侧面的橡胶块32压持到对应位置的微动开关19，竖直管23顶部的电磁阀24关闭，主柴油机13停止获得油液，竖直管23底部的电磁阀24开启，副柴油机14开始获得油液。

与此同时，切换齿轮39带动顶齿杆33顶部的拨动杆40横移，利用横移凸环36将主柴油机13输出端的驱动锥齿轮35与竖直柱11的从动锥齿轮10分离，同时带动底齿杆34顶部的拨动杆40横移，利用横移凸环36将副柴油机14输出端的驱动锥齿轮35与竖直柱11的从动锥齿轮10啮合，副柴油机14通过其输出端的驱动锥齿轮35与竖直柱11上的从动锥齿轮10将动力传递给发电机体7，持续进行发电工作。

当电动推杆18意外故障时，人力通过横移把手25横移切换齿杆26远离驱动齿轮37，此时连接弹簧28被继续压缩，最后人力通过辅助摇把16转动切换齿轮39顺时针转动或者逆时针转动，直至切换齿轮39的转动受到阻力，在此过程中，橡胶块32碰撞到竖直板21侧面，通过上述机构将当切换组件选择主柴油机13或者副柴油机14接入到发电机体7上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.分体式船用发电机组，包括安装箱（1）、发电机体（7）、主柴油机（13）、副柴油机（14），其特征在于，所述安装箱（1）内腔顶部固定设置有顶横板（3），所述安装箱（1）于顶横板（3）下方固定设置有分隔板（9），所述分隔板（9）另一端上下面均固定设置有竖直板（21），所述竖直板（21）侧面开设有减重槽（20），所述安装箱（1）前侧面采用螺栓固定设置有前护板（2），所述安装箱（1）后侧面采用螺栓固定设置有后护板（5），所述安装箱（1）于顶横板（3）后侧面垂直固定设置有后隔板（17），所述分隔板（9）顶部固定设置有主柴油机（13），所述安装箱（1）于分隔板（9）下方固定设置有副柴油机（14），所述顶横板（3）顶部边缘位置垂直固定设置有发电机体（7），所述后护板（5）于发电机体（7）出线端设置有观察口（4），所述安装箱（1）于竖直板（21）远离主柴油机（13）一侧面设置有带有主柴油机（13）或者副柴油机（14）与发电机体（7）对接的切换组件，所述切换组件包括一字杆（31）、横移凸环（36）、驱动锥齿轮（35）、从动锥齿轮（10）、切换齿轮（39），所述主柴油机（13）、副柴油机（14）输出端均固定设置有一字杆（31），所述一字杆（31）另一端均活动插入有横移凸环（36），所述横移凸环（36）末端固定设置有驱动锥齿轮（35），所述发电机体（7）输出端固定设置有竖直柱（11），所述竖直柱（11）外壁等距固定设置有从动锥齿轮（10），所述驱动锥齿轮（35）与从动锥齿轮（10）稳定啮合，所述后隔板（17）侧面中间位置转动连接有水平柱（38），所述水平柱（38）一端固定设置有切换齿轮（39），所述切换齿轮（39）顶部啮合有顶齿杆（33），所述切换齿轮（39）底部啮合有底齿杆（34），所述顶齿杆（33）、底齿杆（34）一端插入到竖直板（21）侧面，所述顶齿杆（33）、底齿杆（34）靠近竖直板（21）一端末端固定设置有橡胶块（32），所述竖直板（21）于顶齿杆（33）、底齿杆（34）一端对应位置固定设置有微动开关（19）所述顶齿杆（33）顶部、底齿杆（34）底部均垂直固定设置有拨动杆（40），所述拨动杆（40）顶部开设有弧形面（41），位于所述顶齿杆（33）顶部的拨动杆（40）伸入到主柴油机（13）输出端的横移凸环（36）内部，位于所述底齿杆（34）底部的拨动杆（40）伸出到副柴油机（14）输出端的横移凸环（36）内部，所述水平柱（38）另一端设置有可定时切换柴油机或者手动切换柴油机的复合驱动组件，所述复合驱动组件包括电动推杆（18）、切换齿杆（26）、驱动齿轮（37），所述电动推杆（18）垂直固定设置在后隔板（17）侧面，所述电动推杆（18）输出端固定设置有横移座（30），所述横移座（30）前侧面开设有横移槽（29），所述横移槽（29）内部滑动设置有横移块（27），所述横移块（27）侧面与连接弹簧（28）一端固定连接，所述连接弹簧（28）另一端固定连接在横移槽（29）侧面，所述顶横板（3）顶部设置有对主柴油机（13）或者副柴油机（14）进行供油的公共供油组件。

2.根据权利要求1所述的分体式船用发电机组，其特征在于，所述横移块（27）一端垂直固定设置有切换齿杆（26），所述切换齿杆（26）侧面垂直固定设置有横移把手（25），所述切换齿杆（26）沿竖直方向稳定啮合有驱动齿轮（37），所述驱动齿轮（37）中心位置与水平柱（38）一端固定连接，所述驱动齿轮（37）侧面边缘位置固定设置有辅助摇把（16）。

3.根据权利要求2所述的分体式船用发电机组，其特征在于，所述公共供油组件包括公共油箱（8）、竖直管（23）、分支管（22）、电磁阀（24），所述公共油箱（8）固定设置在顶横板（3）顶部，所述公共油箱（8）顶部螺纹旋入有注油盖（12），所述公共油箱（8）侧面底部固定设置有竖直管（23）。

4.根据权利要求3所述的分体式船用发电机组，其特征在于，所述后隔板（17）设置有控制器（15），所述安装箱（1）于主柴油机（13）、副柴油机（14）进气端设置有散热窗（6）。

5.根据权利要求4所述的分体式船用发电机组，其特征在于，所述竖直管（23）侧面沿竖直方向等距固定设置有分支管（22），两组所述分支管（22）依次固定连通到主柴油机（13）进油端、副柴油机（14）进油端，所述分支管（22）顶部开设有电磁阀（24），所述微动开关（19）控制线接入到电磁阀（24）控制线上。