WO2011124005A1

WO2011124005A1 - 一种发电机组的冷却结构

Info

Publication number: WO2011124005A1
Application number: PCT/CN2010/002003
Authority: WO
Inventors: 肖亨琳
Original assignee: 无锡开普动力有限公司
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2011-10-13
Also published as: CN101825011B; CN101825011A

Description

一种发电机组的冷却结构技术领域

[0001 ] 本发明涉及一种发电机组的冷却结构。背景技术

[0002] 水冷式发动机组，要求有足够多冷空气冷却发电机组的各个禽发热部分如发动机缸头、曲轴箱体、永磁发电机与电子元件等，同时又要满足日益提高的环保要求，故要求整体具有外观美观、污染少、能耗低、空间利用率髙等特点。

[0003] 在本发明做出以前,现有的发电机组的整体配置中，采用两种配置方式：

[0004] 一、开架式配置，这样可以最大限度的满足发电机组的散热要求，制造成本低廉，但是不能满足污染环境指标的要求；

[0005] 二、封闭式配置即把发电机组的各个功能性组件置于一个封闭的机柜内，这样可以通过比较复杂的风道系统，达到发电机组的散热要求，而且也可以满足人们对环保的要求和审美观，但是制造成本比较高昂，商品价格高，生产工艺比较复杂，不太适用于大批量生产。

[0006] 在现在市场的封闭式发电机产品中的箱式发电机中就注意到了这些要求，如整个动力和发电机单元被完全的封闭，他们都采用了比较复杂的风道系统来墙强整个机组的散热,采用了大容量的不规则几何外型的消声器来降低噪音的排放等措施。 ^;：但是同上所述有时这些结构都会加大整机的外观尺寸和重量，使得机型在相同的机械性能的条件下变的比较笨重，在各种人性化的环境中放置变的比较困难等。

[0007] 再者在己有技术中，发电机组冷却结构通常是采用全包围式冷却通风腔，即用冷却风罩和冷却通风腔导风罩把发动机、发电机、排气管、消声器整体的包容，通过冷却风扇吸进的冷却风对上所述部件全表面进行冷却，后通过排气槽排出腔外。此种冷却构造结合面不多，所构成的冷却通风腔较易保证密封要求，但无法保证对发电組发热量大的地方（如发动机气缸周围、发动机底部油壳、永磁发电机、电子元件）进行充分冷却。发明内容 _{! ή}

[0008] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以对 ¾电机组进行有效冷却、保证发动机的高效率运转及电子元件的稳定运行的发电机组冷却^构。

[0009] 按照本发明提供的技术方案，所述发电机组冷却结构，包括在封闭式机箱内安装的发动机、永磁发电机、电子元件安装箱与控制系统，发动机包括发动机 _¾飞轮壳、飞轮盘、冷却风扇、冷却水箱、消声器与曲轴箱体，永磁发电机包括发电机定子、发: 机转子、风扇垫块、电机风扇、风扇罩与密封海绵，电子元件安装箱包括安装箱、电子元与电子元件安装板,控制系统包括控制柜与输出柜，封闭式机箱由顶盖连接板分隔成上下层空间，封闭式机箱的下层空间由水箱隔板分隔成机组工作区与热交换区,所述发动机、电机、电子元件安装箱与控制系统安装在机组工作区内，封闭式机箱的上层空间由顶尊隔板分隔成热风区与冷风区,冷却风扇设置在水箱隔板上，机组工作区与热交换区通过冷却风扇连通，热交换区与热风区通过热风孔连通，机组工作区内产生的热风经热交换区、热风 '区排出机组外，冷风区与机组工作区通过冷风孔连通，冷风经冷风区进入机组工作区内。 '

[0010] 发动机、发电机、电子元件安装箱安装在机组工作区内的同一! ¾平线上,控制系统安装在电子元件安装箱上。 '

[001 1 ] 在冷风区内设有顶盖隔板,顶盖隔板的底端部与顶盖连接板之间具有通气空隙。

[0012] 所述冷风区由其进口端向其出口端呈截面缩小形状。

[0013] 在热风区内、对应热风孔顶端部设有倾斜设置的导风板。

[0014] 在封闭式机箱上设有进风隔栅，所述进风隔栅底端边缘设置在)!应顶盖隔板的底端部上方的封闭式机箱上。

[0015] 在热风区内的顶盖连接板上表面设有阻挡板，所述阻挡板与顶盖隔板之间存在间隙。：、

[0016] 本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0017] 本发明结构简单、紧凑、合理；使用发动机的冷却风扇驱动机组内部空气流通从而冷却高温部件（电子元件、永磁发电机、发动机），并对电子元件及永磁发电机进行针对性冷却，冷却风在热交换区进行热交换后通过顶盖热风区排出腔外，因此该冷却结构发动机组的冷却较为合理,能保证对发动机组发热量大的部件进行有效冷却 Ϊ实现了对发动机组的高效率冷却。 ' 附图说明

[0018] 图 1是本发明的整体结构示意图。

[0019] 图 2是本发明以及冷热风流向示意图。

[0020] 图 3是本发明处于盖连接板以上部位结构示意图。

[0021 ] 图 4是本发明的分解图。

[0022] 图 5是本发明除去封闭式机箱后的分解图。具体实施方式

[0023] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0024] 如图所示，本发明主要由顶盖挡板 1、顶盖隔板 3、热风孔 4、导风 5、进风隔栅 7、阻挡板 8、排风隔栅 9、封闭式机箱 100、底盘 110、前盖板 120、后盖板 13^、左侧板 140、右侧板 150、顶盖连接板 160、顶盖 170、水箱隔板 180、维修门 190、发动机 00、发动机飞轮壳 201、飞轮盘 202、冷却风扇 203、冷却水箱 204、消声器 205、发动机箱 _: 206、永磁发电机 300、发电机定子 301、发电机转子 302、风扇垫块 303、电机风扇 304、风扇 305、密封海绵 306、电子元件安装箱 400、安装箱 401、电子元件 402、电子元件安装板 403、控制系统 500、控制柜 501与输出柜 502等部件构成。

[0025] 该发电机组的冷却结构，包括在封闭式机箱 100内安装的发动机 200、永磁发电机 300、电子元件安装箱 400与控制系统 500，发动机 200包括发动机飞轮^ 201、飞轮盘 202、冷却风扇 203、冷却水箱 204、消声器 205与曲轴箱体 206，永磁发电机 300包括发电机定子 301、发电机转子 302、风扇垫块 303、电机风扇 304、风扇罩 305与密封海绵 306，电子元件安装箱 400包括安装箱 401、电子元件 402与电子元件安装板 403,控制系 ^'500包括控制柜 501与输出柜 502，封闭式机箱 100由顶盖连接板 160分隔成上下两层空间，封闭式机箱 100 的下层空间由水箱隔板 180分隔成机组工作区 B1与热交换区 B2，所述^ 机 200、发电机 300、电子元件安装箱 400与控制系统 500安装在机组工作区 B1内，封闭式机箱 100的上层空间由顶盖隔板 3分隔成热风区 A2与冷风区 A1，冷却风扇 203设置在水箱隔板 180上，机组工作区 B1与热交换区 B2通过冷却风扇 203连通，冷风区 A1与机组 ΐ作区 B1通过冷风孔 6连通，冷风经冷风区 A1进入机组工作区 B1内，热交换区 Β2与热区 Α2通过热风孔 4 连通，机组工作区 B1内产生的热风经热交换区 Β2、热风区 Α2通过排风隔栅 9排出机组外。本发明的发电机组冷却结构将冷风进口与热风出口设置在发电机组的顶部，可以有效地将发电机组噪音隔离，有效降低噪声污染，提髙隔音效果。

[0026] 发动机 200、发电机 300、电子元件安装箱 400安装在机组工作 B1内的同一水平线上，控制系统 500安装在电子元件安装箱 400上。该方式安装方式通风顺畅，使冷却风能逐级冷却封闭式机箱 100内的各个部件，首先冷却电子元件安装箱 400内的电子元件 402 后再冷却发电机 300，最后再冷却发动机 200。

[0027] 在冷风区 A1内设有顶盖挡板 1，顶盖挡板 1的底端部与顶盖连 ¾板 160之间具有通气空隙,顶盖挡板 1能够阻挡发电机组内部噪音向外辐射,有效降低噪声污染，提高隔音效果；进气隔板的高度设计合理，兼顾了气流通过的舒畅性和阻隔噪音的屏蔽性。

[0028] 在热风区 Α2内、对应热风孔 4顶端部设有倾斜设置的导风板 5， ''·风板 5可以使进入顶盖热风室的热气动能损失减小，提高冷却效果。

[0029] 所述冷风区 A1的进气格栅 7与热风区 A2内的排气格栅 9设置¾相对的侧面上，可以有效防止热循环，冷却效果好。

[0030] 在热风区 A2内的顶盖连接板 1上表面设有阻挡板 8，所述阻铛板 8与顶盖隔板 3 之间存在间隙，阻挡板 8可以加强顶盖的强度。 '

[0031 ] 本机组中整个封闭式机箱 100分成九个总成部件：底盘 110、前羞板 120、后盖板 130、左侧板 140、右侧板 150、顶盖连接板 160、顶盖 170、水箱隔板 180以： ¾维修门 190。将左侧板 140及右侧板 150固定在底盘 110的左右支梁上,再将水箱隔板 1«0、前盖板 120和后盖板 130连接左侧板 140、右侧板 150，安装完后水箱隔板 180就将封 ¾式机箱 100的下层空间分成机组工作区 B1和热交换区 B2。再将顶盖连接板 160安装侧板 140、右侧板 150,前盖板 120、后盖板 130上。顶盖 170通过顶盖隔板 3将冷风区 A1 热风区 A2隔开，将顶盖 170固定在顶盖连接板 160上,机组安装完毕。冷风经过顶盖的冷 l区 A1 ,再经过顶盖连接板 160上的冷风孔 6进入机组工作区 B1，部分冷风经过前盖板 12 '进入机组工作区 B 1，进入机组工作区 B1的冷风由发动机 200上的冷却风扇 203驱使经过散热器 204进行热交换后进入热交换区冷却消声器,经过热交换后，机组工作区 B1的风携带热量通过顶盖连接板 160上的热风孔 4进入顶盖 170的热风区 A2排出机组。整 4¾柜的进、排气顺畅，从而使机组工作区 B1内的电子元件、永磁发电机和发动机能够稳定 ^作。

[0032] 因为整个结构简单、内部空间大可在各个总成的内表面构件附力较多的吸音材料用来降低噪音，又因内部空间大，对发动机产生的噪音在机柜里产生二！:降低效果。整个机柜结构简单有效利用空间大，整机的生产和装配工艺简单，可大批量生产。机柜进、排气通畅，可保证柜内密闭空间的单位时间内的通气量。降噪效果明显，因为柜空间利用率髙可使得其在同样功率同样机型中的油箱容积较大，机组噪音低。 '： [0033] 发动机 200是直列式水冷发动机，包括装配在一起的发动机箱体 06、飞轮壳 201、飞轮盘 202。发动机有一个水平的曲轴与飞轮盘 202相连接，电机风 304、风扇垫块 303 以及发电机转子 302通过紧固件连接到飞轮盘 202上。电机风罩 305及发电机定子 301装在飞轮壳 201前面的法兰面上。电子元件安装箱 400固定在电机风罩 305的前面，在电机风罩 305与电子元件安装箱 401之间用密封海绵 306将两者间的空间密封，仅保留电子元件安装箱 401与电机风罩 305的通风道。电子元件 402固定在电子元件安装板 403上，电子元件安装板 403固定在电子元件安装箱 401的前端面上。 '

[0034] 发动机 200、永磁发电机 300、电子元件安装箱 400在同一条水^ ^上。发动机 200 运转时驱动发电机转子 302及电机风扇 304旋转,旋转的电机风扇将机 iE作区 B1前端冷风从电子元件安装板上的通气孔先冷却电子元件后进入安装箱，次冷却 i|通过安装箱与电机风罩间的通风道上进入永磁发电机冷却发电机转子与发电机定子,最 if通过电机风罩下部的通气孔及飞轮壳上的通气孔排入工作区 B1后端。

[0035] 以上的各零件组装完成后就组成了发电机组 1000的完整的冷去系统。

[0036] 下面对该冷却系统的性能进行分析：

[0037] 发电机组的冷风分别从顶盖 170的冷风区 A1及前盖板 120进入 1组工作区 B1，由发动机 200的冷却风扇 203驱使进入热交换区 B2，最后进入热风区 A2排 ¾外界。该冷却结构通风顺畅，能及时的带走电子元件 402、永磁发电机 300及发动机 20Q,,散出的热量。

Claims

1. 一种发电机组的冷却结构，包括在封闭式机箱（100) 内安装的发动机（200)、永磁发电机（300)、电子元件安装箱（400)与控制系统（500)，发动机（200)包括发动机飞轮壳

(201)、飞轮盘（202)、冷却风扇（203)、冷却水箱 (204)、消声器 (205)与曲轴箱体（206)，永磁发电机（300)包括发电机定子（301)、发电机转子（302)、风扇垫块（303)、电机风扇

(304)、风扇罩（305)与密封海绵（306)，电子元件安装箱（400)包括安装箱（401)、电子元件（402)与电子元件安装板（403) ,控制系统（500)包括控制柜（501)与输出柜（502)，其特征是：封闭式机箱（100)由顶盖连接板（160)分隔成上下两层空间，封闭式机箱（100)的下层空间由水箱隔板（180)分隔成机组工作区（B1)与热交换区（B2)，所述发动机（200)、发电机（300)、电子元件安装箱（400)与控制系统（500)安装在机组工作区（B1)内，封闭式机箱（100)的上层空间由顶盖隔板（3)分隔成热风区 (Λ2)与冷风区（A1) ,冷却风扇（203) 设置在水箱隔板（180)上，机组工作区（B 1)与热交换区（B2)通过冷却风扇（203)连通，热交换区（B2)与热风区（A2)通过热风孔（4)连通，机组工作区（B1)内产生的热风经热交换区（B2)、热风区（A2)排出机组外,冷风区（A1)与机组工作区（B1)通过冷风孔（6)连通，冷风经冷风区（A1)进入机组工作区（B1)内。

2. 如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构，其特征是：发动机（200)、发电机 (300)、电子元件安装箱（400)安装在机组工作区（B1)内的同一水平线上，控制系统（500) 安装在电子元件安装箱（400)上。 ¹

3.如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构，其特征是：在冷风区（A1)内设有顶盖挡板（1)，顶盖挡板（1)的底端部与顶盖连接板（160)之间具有通气空 '隙。

4.如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构组，其特征是：所述冷风区（A1)由其进口端向其出口端呈截面缩小形状。

5.如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构，其特征是：在^^区（A2)内、对应热风孔（4)顶端部设有倾斜设置的导风板（5)。 "

6. 如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构，其特征是：在封 i¾式机箱（100)上设有进风隔栅（7) ,所述进风隔栅（7)底端边缘设置在对应顶盖隔板（3) 底端部上方的封闭式机箱 (100)上。

7.如权利要求 1所述的一种发电机组的冷却结构，其特征是：在热风 fe (A2)内的顶盖连接板（160)上表面设有阻挡板（8)，所述阻挡板（8)与顶盖隔板（3)之存在间隙。