CN1274798A - 发动机发电机组 - Google Patents

Abstract

发动机发电机组(10)包括由压铸铝合金制成的风扇(78),和具有铝基片(91)的电力控制装置。基片(91)上有一个电力控制电路(95)。风扇罩(78)有一个固定在电力控制装置上的安装部分(114)。当电力控制装置固定在风扇罩(78)上时,铝基片(91)的表面(112)能够与安装部分(114)的外表面(113)紧密接触。此装置产生的热量传至风扇罩(78),然后由作为散热构件的风扇罩(78)散去。

Description

发动机发电机组

本发明涉及一种发动机发电机组，它能防止发电机电力控制装置中温度的升高。

发动机发电机组作为通用的电力源在户外使用。近几年，对于由电力控制装置如换流器控制的这种发动机发电机组的输出的需求有所增加。

这种电力控制装置包括一个电路板，其上有一个用于控制由发动机发电机组供应的电力的电路。当大量供给此电路电量时，此电路板产生高热量。因此，必须使这样的受热板冷却下来。

用于冷却上述电路板的技术已经从，例如，日本实用新型公开待审的公开号为昭-63-171632的名称为“便携式发动机发电机组”和日本实用新型在后审查的公开号为平-6-11535的名称为“电子元件装置”的专利文献中得到。

在公开号为昭-63-171632中公开的发动机发电机组包括一个端表面盖，盖中有用于进入空气的开口，和一个具有一个面朝端表面盖的外表面的箱体构件。此箱体构件中装有一个控制电路装置。在箱体构件的外部表面有多个散热片。相邻的散热片之间确定了一个进口通道。进入开口的空气通过每个进口通道流入。由于这样的构造，当控制电路装置产生热量时，此热量就传给箱体构件。此箱体构件由如上所述的在进口通道中流过的空气进行冷却。

公开号为平-6-11535的专利申请中公开了一种具有铝制主体的电子元件装置，此主体中有一个装有许多电子元件的基片。此箱体由硬树脂填满来覆盖基片。由于这种结构，由基片产生的热借助改进了导热性的主体进行释放。

如在公开号为昭-63-171632的专利申请中所公开的，空气直接挨着箱体构件的外表面来冷却其中具有控制电路的箱体构件。但是，当发动机发电机组提供大的电力从而导致控制电路装置产生大量的热时，箱体构件不能充分的被冷却，因为其上有翼片的箱体构件的外表面有限。结果，此控制电路装置难以冷却。

再者，当在公开号为昭-6-11535的专利申请中所公开的电子元件提供大的电力从而产生大量热能时，作为一个散热片的主体表面需要有一个大的面积或需要在基片上加一个单独的每个大尺寸的散热片使其能有效地从主体散热。但是，在这种情况下，电子元件装置不可避免要制成大尺寸的。

本发明的目的是提供一种包括一个电力控制装置和一个散热构件的发动机发电机组，其中散热构件由现有的元件制成并设置成有效地对此装置进行冷却，从而即缩减了装置的尺寸又防止了装置温度的升高。

按照本发明的一种情况，有一台发动机发电机组，其上安装有一个发动机和一个由此发动机驱动的发电机组，此发动机发电机组包括：一个装在发电机的旋转轴上的冷却风扇；一个用于覆盖冷却风扇的风扇罩；一个电力控制装置，它包括一个铝基片，其上有一个用于控制发电机的输出的电力控制电路，此风扇罩由压铸铝合金制成；在铝基片的一个表面与风扇罩上的外表面紧密接触的情况下，电力控制装置固定在风扇罩上。

控制电路装置产生的热传递到由压铸铝合金制成的风扇罩上。然后从风扇罩散去。风扇罩与电力控制的铝基片的表面紧密接触。冷却风扇直接冷却挨着风扇罩上的空气。

由于铝基片的表面与风扇罩紧密接触，所以电力控制电路产生的热能有效地传给了风扇罩。另外，在电力控制装置运转期间，冷却风扇直接冷却挨着风扇罩的空气。这样，热量能够有效地从风扇罩散去从而防止电力控制装置的温度升高。

用于覆盖冷却风扇的风扇罩作为用于电力控制装置的散热构件使用。这就没有必要提供具有大尺寸的单独的散热构件如散热片的电力控制装置了。这样，就可能缩小电力控制装置的尺寸从而减小形成发动机发电机组的部件的数量。结果，降低了发动机发电机组的成本。

在本发明的较佳实施例中，风扇罩上有一个厚的安装部分，安装部分有一个平的外表面固定在铝基片的表面上。

装置中产生的热量从铝基片的表面通过有平的外表面的厚的安装部分传递至整个风扇罩。

由于风扇罩的安装部分做得厚，从而增加了它的热能，改进了向风扇罩的热传递。这就有可能防止装置温度的升高。

再者，平的安装部分的优点是在铝基片的表面和此装置之间能够快速地进行紧密接触，并且在那里能够容易地形成安装部分。

在本发明的另一个优选实施例中，发电机有一个飞轮结构，此飞轮结构包括一个固定在旋转轴上的外部转子，外部转子上安装有一个冷却风扇，并且用于覆盖冷却风扇的风扇罩是一个圆筒形结构并且在相对的两端敞开，其两端都固定在发动机上并且从这两端排出冷却空气。

冷却风扇直接使冷却空气沿着圆筒形的风扇罩送入发动机从而冷却发动机。

冷却空气连续进入圆筒形的风扇罩。风扇罩有一个暴露于冷却空气的内表面。因此，传给风扇罩的热量能够从此有效地排出。

在本发明的另一个较佳实施例中，外部转子有永磁铁，冷却风扇是一个离心风扇，外部转子和风扇罩的内表面之间确定了一个通道，迫使冷却空气流过通道进入发动机。

外部转子有永磁铁并且冷却风扇是一个离心风扇。由于这种结构，冷却空气从风扇的内部直接沿径向向外流出。然后流过在外部转子和风扇罩内表面之间所确定的通道，进入发动机。这样，由于大量的冷却空气直接挨着风扇罩的圆柱表面，所以风扇罩能够有效地得到冷却。

在本发明的再一个优选实施例中，电力控制装置是一个双向离子变频器或是一个用于把发电机的输出转换成有预定频率的电力的变换器。

变换器或双向离子变频器把发电机的输出转换成有预定频率的电力。

变换器或双向离子变频器产生大量的热，此热量相应于当控制发电机提供的大的能源所产生的能量损失。因此通常的变换器或换流器的尺寸难以缩小。但是，由于本发明使用了安装在风扇罩上的装置，所以此装置的尺寸能够缩小到通常装置尺寸的1/2至1/3。

本发明的任一较佳实施例都将在以后作出细致的描述，仅作为例子，参照附图，其中：

图1是本发明的发动机驱动型发电机的立体图；

图2是发动机驱动型发电机的正视图；

图3是从反冲起动器一侧看去的发动机驱动型发电机；

图4是发动机驱动型发电机的顶视图；

图5是发动机驱动型发电机的后视图；

图6是从发动机一侧看去的发动机驱动型发电机；

图7是沿图3中的7-7所得到的剖视图；

图8是拆去转换器盖的发动机驱动型发电机的双向离子变频器；

图9是分解了的风扇罩和双向离子变频器的立体图；

图10显示了如何操作风扇罩使其释放由双向离子变频器产生的热量。

以下的描述仅仅是实质上的示范，决不是用来限定本发明或其作用或用途的。

参照图1，用作通常目的的能源的发动机发电机组10包括一个是管状框架的框架11，一个发动机12，一个由发动机12驱动的发电机13(见图7)，一个用于储存发动机12中燃油的燃油箱14，一个与发动机12相连的空气滤清器15，一个与发动机12相连并由上盖16覆盖的消音器18(见图5)，一个用于启动发动机12的反冲起动器21，一个接收发电机13的输出的控制箱22，和一个用作电力控制装置的双向离子变频器23，此双向离子变频器把从发电机13的输出转换为预定频率的电力。控制箱22中有一个用于发动机或类似机械的点火控制装置43(见图2)。空气滤清器15设置在发动机12的进气侧。消音器18设置在发动机12的排气侧。电力控制装置可以采用一个变换器而代替双向离子变频器23。发动机12，发电机13，燃油箱14，空气滤清器15，消音器18，反冲起动器21，控制箱22，和双向离子变频器23都固定在框架11上。

如图1所示，在发动机发电机组10的前部设有控制箱22。

框架11包括设置在发动机发电机组10前面和后面的前框架和后框架31，32，还依次包括设置在前框架和后框架31，32之间的下部纵向梁33，34，设置在前框架和后框架31，32之间的上部纵向梁35，设置在前框架31前部之间的前横梁37(见图2)，和设置在后框架32的上部之间的后横梁38。前框架和后框架31，32有矩形结构。

前框架31包括垂直部分24，25，同样后框架32包括垂直部分26，27。参考数字28，28表示设置在前框架和后框架31，32上的定位支承部分。借助于定位支承部分28，28，通过支承部分28，28与下部纵向梁33，34的接合，多个发动机发电机组10能叠放在一起。参考数字29表示的是作为双向离子变频器23的盖来使用的变换器盖。

参考图2，控制箱22有一个固定在其前侧的操作板。在板41上，设置了一个用于使点火系统处于ON状态的用于点火系统的发动机开关42，一个用于控制点火时刻的点火控制装置43，一个用于输出直流电以给设置在发动机发电机组10外部的蓄电池充电的蓄电池充电输出端44，一个用于大量输出交流电的第一输出端45，用于少量输出交流电的第二输出端46，46，每一个第二输出端输出的都比从第一输出端45输出的交流电少，还设置有一个断路器47，用于切断从第一和第二输出端45，46输出的并且超过预定值的电流，还有一个用于达到50或60Hz频率的频率开关48，此频率是从第一和第二输出端45，46输出的电流的频率。用于显示制造商名称和控制箱22型号的张贴物49贴在控制箱22上。控制箱22包括通过电线50与双向离子变频器23电连接的内部构件。

如图3所示，反冲起动器21包括一个皮带轮，它借助于一个单向离合器与在反冲起动器21后部设置的发动机12的曲轴68相连。此皮带轮有一个缠绕其上的钢丝索。钢丝索的端部与一手柄51相连。由于这种结构，当拉动手柄51时，曲柄68旋转从而启动发动机12。反冲起动器21包括由罩52覆盖的旋转部分。罩52有多个狭长切口52a，52b，空气由此进入。

参看图4，燃油箱14与消音器18彼此横向对准地设置。

燃油箱14的前部和后部分别安装在前横梁37(见图2)和后横梁38上。燃油箱14有一个注入燃油的开口。此开口由盖54盖住。

参考图5。发动机12有一个连到排气管57上的汽缸盖56。排气管57安装到消音器18上。发动机12包括一个汽缸盖罩58。

消音器18有一个由防热罩17盖着的上部，这种设计使得消音器18产生的热不能传递给燃油箱14和消音器18附近的部件。防热罩1有一个由上盖16盖着的上部。

如图6所示，发动机12和发电机13都通过安装支架61安装在下部纵向梁34，33上。

发动机12有一个与发动机发电机组10的向后倾斜的汽缸部分62。换句话说，汽缸部分62远离于在发动机发电机组10前部的控制箱22倾斜。再有，汽缸部分62设置在消音器18的下方。发动机部分62有分别安装在其上部和下部上的上下发动机壳体63，64。壳体63，64设置成使冷却空气流过汽缸部分62和汽缸盖56。参考字母CL表示汽缸轴线。

由于汽缸部分62是远离控制箱22倾斜的，所以由汽缸部分62产生的热不会传至控制箱22。

如此倾斜的汽缸部分62具有的优点是发动机12的高度降低了从而使发动机发电机组10的总高度降低了。结果，发动机发电机组10能够稳定地布置。

消音器18的前部借助盘65与一个臂部66相连。臂部66从发动机12向前伸出。消音器18的后部由连在发动机12上的排气管57支承。

消音器18和控制箱22紧凑地设置，并且其间装有一个罩17的前板17a。

端盖67用来覆盖与纸面垂直延伸的曲轴68的一个端部。

参考图7。发电机13是一个包括飞轮结构的外部转子76的多极发电机。外部转子76的一端固定在曲轴68上。更特别的是，发电机13包括借助螺栓71，71固定在发动机12的端表面上的定子72，一个通过螺母74安装在曲轴68另一端部的法兰构件75，安装在法兰构件75上的杯状外部转子76紧挨着定子72设置在其径向外部，一个安装在法兰构件75前部的冷却风扇77，一个用于覆盖冷却风扇77和外部转子76的大致圆筒形的风扇罩78。外部转子76的前部有空气流过的孔76a(只画出一个)。曲轴68作为发电机13的旋转轴使用。

定子72包括一个定子铁心81和绕在定子铁心81上的定子线圈。定子铁心81有两种以上的磁性材料，如一个落一个的金属片。

外部转子76有安装在其内部圆周表面的永磁铁。

由于发电机13包括如此设置的外部转子76，所以外部转子76上就不必再有线圈了。这样，外部转子76的结构就变得简单了。

冷却风扇77是一个具有叶片84的离心风扇。风扇77的叶片84的转动使空气从叶片84的内部沿径向向外流动。

风扇罩78是一个通过螺栓85(只画出一个)安装在发动机12端表面的压铸铝合金产品。

冷却风扇77叶片84的转动还导致了向外流动的空气由外部转子76和风扇罩78之间的通道流向发动机12。从而冷却发电机13和发动机12。

参照图8，作为电力控制装置来使用的双向离子变频器23把发电机13(见图7)的输出转换为有预定频率的电力。例如，把从发电机13输出的交流电频率由装置23转换为50或60Hz的频率。双向离子变频器23包括一个其上安装有电子元件的铝基片，用于把基片91装在其中的机箱，具有大的电容量的电容器93，94，以及用于盖住机箱92和电容器93，94的转换器盖29。更特别的是，机箱92和电容器93，94有一个前侧上设置有电子元件。这种前端由盖29覆盖。电容器93，94安装在机箱92的下部。机箱92填满了硬树脂来覆盖安装在基片91上的电子元件。

在铝基片91上形成的是用于控制发电机13的输出的电力控制电路95(见图9)。基片91包括设置在前侧的输入端96，97，98。发电机13的输出输给输入端96，97，98。基片91有一个设置在前侧的对侧上的平面112(见图9)。

机箱92上有用于把双向离子变频器23安装到风扇罩78上的机箱安装孔101，102。

作为过滤器使用的电容器93，94有输出端103，104，105，106，它们把由装置23转换的频率进行输出。这些输出端103，104，105，106与图2中所示的第一输出端45和第二输出端46，46相连。

虽然作为电力控制装置使用的双向离子变频器23产生大量的热，而这些热量是相当于转换发电机13的电能而导致的损失，但是此装置能够有效地得到冷却从而防止此装置的温度升高。再有，装置23的尺寸缩小了。

参见图9，风扇罩78有一个曲线侧壁107和一个凸出的壁108。在壁107上，安装有用来安装装置23凸台部分109，111，和有一个平的外表面113的厚的安装部分114。外表面113做成平的使得当把装置23装到风扇罩78上时能与表面112紧密接触。凸台部分109，111的内部形成有内部螺纹115，116。

转换器盖29中形成有盖安装孔117，118。双向离子变频器23通过两个螺栓121，121(只画出一个)安装到风扇罩78上。更特别的是，为了把装置23安装到风扇罩78上，一个螺栓121通过孔117，101拧入凸台部分115而其它螺栓121通过孔118，102拧入凸台部分111从而使表面112与外表面113紧密接触。

由上所述，在双向离子变频器23的铝基片91上形成有用于控制发电机13的输出的电力控制电路95。在风扇罩78上有安装部分114，它有安装到基片表面112上的平的外表面113。因为外表面113是平的，所以在表面112和外表面113之间很容易做到紧密接触。另外，还能够快速地制成安装部分114。

将要进行论述的是图10中的具有与双向离子变频器23安装在一起的风扇罩78。

如箭头所示，由装置23产生的热通过安装部分114和与表面112紧密接触的外表面113从表面112传给整个风扇罩78。然后再从风扇罩78排入空气。

因为装置23的表面112是与压铸铝合金风扇罩78的外表面113紧密接触的，所以热量有效地从装置23传至风扇罩78。

风扇罩78的安装部分114制得厚从而使安装部分114的热能增加。因此，装置23产生的热传给风扇罩78时是通过厚的安装部分114要比通过不厚的安装部分114要好。

风扇罩78有由上述方法如操作装置23而传至它的热量。但是，由于风扇罩78的圆筒形表面有一个大的面积并且冷却风扇77在旋转时连续地使冷却空气直接挨着圆筒形内表面，因此风扇罩78能有效地被冷却以防止装置23的温度升高。

换句话说，用于覆盖冷却风扇77的风扇罩78作为用于释放由装置23产生的热量的散热构件来使用，从而省去了具有单独的散热构件的装置23。这样，构成发动机发电机组10的部件的数量就可以减少了从而降低了发动机发电机组10的成本。

回到图7，当发动机10转动而带动风扇转动时，冷却空气通过一个第一通道。这就意谓着冷却空气流过狭长切口52a，52b和反冲起动器21进入风扇罩78，此后空气直入风扇77的内部，然后再从风扇77的内部沿径向向外流出进入在冷却风扇77和风扇罩78的内表面之间的和外部转子76和风扇罩78的内表面之间的通道，如箭头所示。在通过这些通道之后，空气流过发动机12的外表面。另外，风扇77的转动使冷却空气通过一个第二通道。这就意谓着冷却空气通过孔76a(只画出一个)从发电机13的外部转子76的内部沿径向向外流出。在发动机12和发电机13之间，设有进气口(未画出)。通过这些进气口，冷却空气进入外部转子76。

即，发动机发电机组10由通过第一和第二通道的冷却空气冷却。

如上所述，由离心风扇制成的冷却风扇77使冷却空气通过在风扇罩78的内表面和外部转子76之间的通道流入发动机12。

由于这种结构，第一和第二通道的结构变得简单了。由于这样安排的通道对冷却空气流产生的阻力减小了，所以冷却空气能够直接高效地进入发电机13，风扇罩78和发动机12。因此，发电机13，风扇罩78和发动机12能够得到充分的冷却。

用于覆盖冷却风扇77的圆筒形风扇罩78有一端固定在发动机12上。因此，冷却风扇77的转动使冷却空气沿风扇罩78进入发动机12。另外，由发动机12产生的热量直接传给风扇罩78，此后从风扇罩78释放。结果，借助于冷却空气和风扇罩78冷却发动机12成为可能。

Claims (5)

1.一种安装在一个发动机(12)和一个由所述发动机(12)驱动的发电机(13)上的发动机发电机组(10)，所述发动机发电机组(10)包括：

一个安装在所述发电机(13)的转动轴上的冷却风扇(77)；

一个用于覆盖所述冷却风扇(77)的风扇罩(78)；

一个电力控制装置(23)，它包括一个铝基片(91)，此基片上有用于控制所述发电机(13)的输出的电力控制电路(95)；

所述风扇罩(78)是由压铸铝合金制成；

所述电力控制装置(23)固定在所述风扇罩(78)上，同时所述风扇罩(78)的外表面与所述铝基片(91)的表面(112)紧密接触。

2.如权利要求1所述的发动机发电机组，其特征在于：所述风扇罩(78)上有一个厚的安装部分(114)，所述的安装部分(114)有一个与所述铝基片(91)的所述表面(112)相连的平的外部表面。

3.如权利要求1所述的发动机发电机组，其特征在于：所述的发电机(13)包括一个飞轮结构的外部转子(76)，所述外部转子有一端固定在所述转动轴上，所述外部转子(76)上安装有所述冷却风扇(77)，用于覆盖所述冷却风扇的所述风扇罩(78)有一个圆筒形结构并在与固定在所述发动机(12)上的两个相对的端部开口且由此开口排出冷却空气。

4.如权利要求3所述的发动机发电机组，其特征在于：所述外部转子有永磁铁(83)，所述冷却风扇(77)由离心风扇制成，所述外部转子(76)和所述风扇罩(78)的内部表面之间确定了一个通道，并且使所述冷却空气通过所述通道流入所述发动机(12)。

5.如权利要求1所述的发动机发电机组，其特征在于：所述电力控制装置包括一个双向离子变频器(23)或一个变换器，用它来把从所述发电机(13)的输出转换成具有预定频率的电力。

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