燃气轮机发电机组及移动式发电设备的制作方法

1.本实用新型涉及发电，特别是例如车载等移动应急发电的技术领域，尤其涉及一种燃气轮机发电机组及移动式发电设备。


背景技术：

2.在现代社会，电对人们的生产生活所具有的重要作用不言而喻。在通常情况下，人们的生产生活所需要的电依靠发电站、电网组成的完整系统提供。但在一些特殊情况下，人们的生产生活用电难以通过上述固定的发电站、电网组成的系统提供，例如在遇到自然灾害或其他因素导致上述系统被破坏时，在电网没有覆盖的区域需要进行工程建设时等。在这些情况下，为及时保障人们的生产生活用电需求，就要应用到大功率的应急发电设备，通过应急发电设备发电满足人们的用电需求。
3.此外，针对一些重要场景，如大型的会议、展览等活动或者工程建设工地，也需要配置应急发电设备作为备份保障，在大型发电站的黑启动、大型城市的调频调压等场景也需要大功率的临时电量提供，需要由应急发电设备来提供。
4.传统的应急发电设备一般为柴油发电机组，但柴油发电机组在不超过一定重量的限制(该重量限制一般为道路可承载重量方面的要求)时，其单机功率一般为2～3mw，不能满足上述应急用电需求。
5.针对柴油发电机组的上述不足，燃气轮机发电机组可以对应的解决。其原因在于，燃气轮机的功率密度相对较大，在输出同等功率时燃气轮机发电机组的整机重量和外形尺寸是常规柴油发电机组的1/2～1/3，而在满足道路运输重量方面的要求的前提下，燃气轮机发电机组的功率可以达到6～10mw，甚至更高。
6.现有的燃气轮机发电机组也存在一些问题，例如将燃气轮机和发电机放置在一个箱体内，虽然降低了传播到外界的噪音，但也会导致箱体内空间的散热负荷较大。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种燃气轮机发电机组及移动式发电设备，以解决上述现有技术中燃气轮机发电机组的散热负荷较大的技术问题。
8.本实用新型提供的燃气轮机发电机组，其包括燃气轮机、发电机和设备舱；所述燃气轮机设置在设备舱内，所述发电机设置在所述设备舱外，且所述发电机与位于所述设备舱内的燃气轮机连接，用于在所述燃气轮机的驱动下发电。
9.其中，所述燃气轮机和发电机之间设置有用于将二者连接的联轴器或齿轮箱。
10.其中，所述设备舱的舱壁上具有第一孔道，所述第一孔道处设置有空气过滤器；所述燃气轮机发电机组具有进气管，所述进气管的第一端设置在所述燃气轮机的进气道处，所述进气管的第二端在所述第一孔道处与设置在所述第一孔道处的所述空气过滤器相通。
11.其中，所述第一孔道处设置的所述空气过滤器设置在所述设备舱的顶部。
12.其中，所述设备舱的舱壁上具有第二孔道，所述第二孔道处设置有空气过滤器，所
述第二孔道用于将所述设备舱外的空气输入到所述设备舱内。
13.其中，所述设备舱的舱壁具有第三孔道，所述燃气轮机的排气口朝向所述第三孔道，且与所述第三孔道之间具有间隙。
14.其中，所述燃气轮机发电机组还包括排气管，所述排气管在所述第三孔道外侧与所述第三孔道相接；所述排气管内设置有消音结构；所述排气管的排气端设置有消音器。
15.其中，所述燃气轮机发电机组包括第一燃料容器和/或第二燃料容器，所述第一燃料容器内贮存有液体燃料，所述第二燃料容器内贮存有气体燃料；所述燃气轮机的燃烧室内用于燃烧的燃料为从所述第一燃料容器内引入的液体燃料和/或从第二燃料容器内引入的气体燃料。
16.其中，所述燃气轮机发电机组还包括通风机构，所述通风机构设置在所述发电机处，用于驱动所述发电机处的空气流通。
17.本实用新型提供的移动式发电设备，其包括载具和上述的燃气轮机发电机组。
18.本实用新型实施例提供的上述燃气轮机发电机组及移动式发电设备与现有技术相比具有如下优点：
19.本实用新型实施例提供的燃气轮机发电机组，其包括设备舱、燃气轮机和发电机，其燃气轮机设置在设备舱内，设备舱能够降低燃气轮机工作时所发出的声音向外部的传导，降低燃气轮机发电机组的噪音水平。而发电机设置在设备舱外部，使发电机在工作时产生的热量能够直接与设备舱外的外界介质进行交换，进行散热冷却；而无需再首先将热量传导到设备舱内，在通过设备舱内的换热冷却结构将该热量带入到设备舱外。通过上述设置，首先，设备舱的散热负荷得以降低，设备舱就能更好地维持其内部的温度在合适的水平，从而能更好地确保设备舱内的燃气轮机和其他部件或设备获得更良好的散热，维持其运行状态良好；其次，在设备舱的散热符合更低的情况下，对设备舱内的燃气轮机和其他部件或设备设计散热冷却方案的难度更低，也就能设计出散热冷却效率和效果更好的设计方案，藉此获得对燃气轮机和其他部件或设备更好的散热冷却效果；最后，在发电机设置在设备舱外时，在对发电机进行维护也更加方便，在该过程中无需打开设备舱或者进入到设备舱内。
20.本实用新型实施例提供的移动式发电设备，其包括上述的燃气轮机发电机组，具有与上述的燃气轮机发电机组一致的有益效果，不再赘述。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例中的燃气轮机发电机组的结构；
24.图2为图1所示燃气轮机发电机组中燃气轮机的排气口排气时的示意图。
25.图中：
26.10-设备舱；20-燃气轮机；30-发电机；
27.11-空气过滤器；12-空气过滤器
28.21-进气管；22-排气管。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.下面结合附图对本实用新型提供的燃气轮机发电机组及移动式发电设备的实施例进行说明。
31.(1)燃气轮机发电机组的实施例
32.参看图1，本实施例提供的燃气轮机发电机组包括设备舱10、燃气轮机20和发电机30。
33.设备舱10用于容纳燃气轮机发电机组中除发电机30外的其他主要设备，主要是燃气轮机20和相关设备，这些设备(主要是燃气轮机20)在工作过程中会产生巨大的噪音，将这些设备安装在设备舱10内，可以降低传播到设备舱10外的噪音，改善燃气轮机发电机组对周围人员的声音干扰。
34.在本实施例中，燃气轮机20设置在设备舱10内，发电机30设置在设备舱10外。发电机30与位于设备舱10内的燃气轮机20连接，用于在燃气轮机20的驱动下发电。具体地，发电机30和燃气轮机20之间设置联轴器或者齿轮箱，该联轴器或齿轮箱穿过设备舱10，一端位于设备舱10内，与燃气轮机20连接，另一端位于设备舱10外，与发电机30连接，从而使发电机30和燃气轮机20通过该联轴器或齿轮箱连接在一起。在燃气轮机20工作时，燃气轮机20的输出轴转动，该输出轴的转动经联轴器或齿轮箱的传递，带动发电机30中的运动部件进行做功发电。
35.燃气轮机20和发电机30是燃气轮机发电机组的核心组成部分，对于燃气轮机20和发电机30而言，燃气轮机20是主要的噪声来源，而发电机30所产生的噪声相对较小，因此，将燃气轮机20设置在设备舱10内，能够明显降低和改善设备舱10外的噪声水平；将发电机30设置在设备舱10的外部，而不是设备舱10的内部，却并不会明显提高设备舱10外的噪声水平。因此，上述将燃气轮机20和发电机30分别设置在设备舱10的内部和外部的方案在实际实施时可以维持在设备舱10外相对较低的噪声水平。
36.设备舱10内设置的燃气轮机20及一些其他部件在工作过程中会产生热量，这些热量首先会传递到设备舱10内。对于设备舱10而言，其需要及时地把这些热量从其内部带出到外部，不让这些热量在设备舱10内不断累积，否则就会造成设备舱10内的温度持续升高，从而影响燃气轮机20和其他部件或设备的运行。因此，对于设备舱10而言，其具有一定的散热负荷，或者更准确地，是具有较大的散热负荷。在本实施例中，将发电机30设置在设备舱10的外部，而不是设置在设备舱10的内部，发电机30在工作过程中产生的热量直接散热传递到外界，而不会传递到设备舱10内，也就不会增加设备舱10的散热负荷，这样就能够改善设备舱10的散热压力，从而使设备舱10能更好地维持其内部的温度在合适的水平，更好地
确保设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备的运行状态良好。
37.而且，相比于发电机30设置在设备舱10内的现有的燃气轮机发电机组，本实施例提供的燃气轮机发电机组的设备舱10的散热负荷更低，对设备舱10内的燃气轮机20及其他部件或设备设计散热冷却方案的难度更低，也就能针对设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备设计出散热冷却效率更高的设计方案，从而获得对燃气轮机20和其他部件或设备更好的散热冷却效果。
38.在发电机30设置在设备舱10外的情况下，在对发电机30进行维护也更加方便，在该过程中无需打开设备舱10或者进入到设备舱10内。
39.发电机30在工作过程中会产生热量，对于该部分产生的热量，可以通过发电机30与外界空气之间的自然流通实现散热，也可以在发电机30处设置通风机构，通过通风机构加速驱动发电机30处的空气流通，从而能更快地从发电机30处带走热量，提高发电机30的散热效率。具体地，该通风机构可以是一个独立的风机装置，或者，也可以是与发电机内部的运动部件连接从而被该发电机内部的运动部件驱动的旋转机构，该旋转机构在被带动而旋转时作用于发电机30处的空气，加速该区域的空气流通速度。
40.就燃气轮机20而言，其工作时需要吸气和排气。在本实施例中，燃气轮机发电机组具有进气管21，进气管21用于对燃气轮机20提供其工作时所需的进气。具体地，在设备舱10的舱壁上具有第一孔道，在第一孔道处连接有空气过滤器12，空气过滤器12与外界空气连通；进气管21的第一端设置在燃气轮机20的进气道处，进气管21的第二端在第一孔道处与设置在该第一孔道处的空气过滤器12相通。在燃气轮机20工作时，燃气轮机20的进气道处会产生吸力，在该吸力作用下，空气过滤器12周围的外界空气会被吸引，经空气过滤器12、进气管21被抽吸到进气管21的第一端，并进入到燃气轮机20的进气道内，从而保证燃气轮机20的进气需求。
41.具体地，设置在第一孔道处的空气过滤器12能够对引入到燃气轮机20的进气道处的空气进行过滤。这样设置可以保障进入到燃气轮机20的进气道内的空气质量，避免杂物进入到燃气轮机20的进气道，从而有利于燃气轮机20维持较好的工作状态，防止燃气轮机20的正常运行被干扰或因杂物等而导致燃气轮机20损坏。
42.优选地，空气过滤器12位于设备舱10的顶部。设备舱10的顶部远离地面，将进气管21的第二端设置在设备舱10的顶部，有利于防止地面上的灰尘、杂物或其他物体进入到进气管21内，有利于提高进入到进气管21内的空气质量，从而能够保障燃气轮机20的正常运行，降低燃气轮机20因其他物体进入到其进气道而被干扰或被损坏的几率。
43.如图1所示，设备舱10的舱壁上具有第二孔道，第二孔道处设置有空气过滤器11，第二孔道用于将设备舱10外的空气输入到设备舱10内。在图1中，空气过滤器11具体设置在第二孔道的位于设备舱10外的一侧；在其他的实施例中，空气过滤器11也可以设置在第二孔道的位于设备舱10内的一侧。经第二孔道进入到设备舱10内的外界空气与上述经第一孔道进入到设备舱10内的空气不同，经第二孔道进入到设备舱10内的外界空气用于对设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备在工作过程中产生的热量进行冷却。
44.继续参看图1，并结合图2，设备舱10的舱壁具有第三孔道，燃气轮机20的排气口朝向第三孔道，且与第三孔道之间具有间隙。经第三孔道，燃气轮机20在工作过程中所产生的废气在从其排气口排出后，该气体可以进一步从设备舱10排出到外界。并且，设置燃气轮机
20的排气口和第三孔道之间具有间隙，这样使燃气轮机20的排气口和设备舱10内的空间相通的，从而，在燃气轮机20向外排出气体时，燃气轮机20的排气口排出的气体所产生的流场能够影响并作用于设备舱10内的空气。具体来说，如图2所示，是在设备舱10内第三孔道的附近区域形成负压，在该负压的作用下，设备舱10内的空气会被抽吸并从第三孔道向外排出，一方面，这样能够在第三孔道处将设备舱10内的空气混入燃气轮机20的排气口排出的废气(具有高温)，降低从第三孔道向外排出的气体的温度，降低或避免因为排出的气体具有高温对周围人员、物体或环境造成的不良影响；另一方面，还能够作用在第二孔道处，使外界的空气会经第二孔道进入到设备舱10内，用于对设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备进行冷却，这样就无需在第二孔道处设置专门的风机等设备用于向设备舱10内通入外界空气。
45.燃气轮机发电机组还包括排气管22，排气管22在第三孔道外侧与第三孔道相接；排气管22内设置有消音结构。排气管22与设备舱10的舱壁上的第三孔道连接，能够引导燃气轮机20在工作过程中所排出的气体在排气管22中流动，并在排气管22的排气端排出到外界。可以理解的是，燃气轮机20工作过程中所排出的气体具有很高的温度，而通过排气管22，可以将燃气轮机20排出的气体在较高的位置或者远离周围人员的位置排出到外界空气中，避免对周围人员或物体产生危险。
46.排气管22内设置有消音结构，其可以降低在排气管22中的气流的声音，以及降低燃气轮机20工作过程中产生的噪音传导到外界。
47.排气管22的排气端设置有消音器。设置在该排气端的消音器属于安装在排气管22上的外部消音装置，能够在排气管22内设置的消音结构的基础上进一步降低噪音。
48.燃气轮机发电机组还包括燃料容器，燃料容器用于对燃气轮机20提供工作所需的燃料。在本实施例中，燃料容器包括第一燃料容器和第二燃料容器，第一燃料容器内贮存有液体燃料，第二燃料容器内贮存有气体燃料。燃气轮机的燃烧室内用于燃烧的燃料为从第一燃料容器内引入的液体燃料和从第二燃料容器内引入的气体燃料。换言之，在本实施例中，燃气轮机20为能够同时以液体燃料和气体燃料进行工作的构型。
49.对于第二燃料容器，处于安全性方面的考虑，其可以为外置容器，也即是，在燃气轮机20工作时，将第二燃料容器与燃气轮机20接通，而在燃气轮机20处于非工作状态是，第二燃料容器不与燃气轮机20接通，甚至单独储存，而不是放置在燃气轮机发电机组上。
50.当然地，除此之外，燃气轮机20还可以为仅以液体燃料进行工作或者仅以气体燃料进行工作的构型。此时，燃料容器仅包括上述的第一燃料容器或者仅包括上述的第二燃料容器。
51.综上所述，本实用新型实施例提供的燃气轮机发电机组，其包括设备舱10、燃气轮机20和发电机30，其燃气轮机20设置在设备舱10内，设备舱10能够降低燃气轮机20工作时所发出的声音向外部的传导，降低燃气轮机发电机组的噪音水平。而发电机30设置在设备舱10外部，使发电机30在工作时产生的热量能够直接与设备舱10外的外界介质进行交换，进行散热冷却；而无需再首先将热量传导到设备舱10内，在通过设备舱10内的换热冷却结构将该热量带入到设备舱10外。通过上述设置，首先，设备舱10的散热负荷得以降低，设备舱10就能更好地维持其内部的温度在合适的水平，从而能更好地确保设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备获得更良好的散热，维持其运行状态良好；其次，在设备舱10的散热
符合更低的情况下，对设备舱10内的燃气轮机20和其他部件或设备设计散热冷却方案的难度更低，也就能设计出散热冷却效率和效果更好的设计方案，藉此获得对燃气轮机20和其他部件或设备更好的散热冷却效果；最后，在发电机30设置在设备舱10外时，在对发电机30进行维护也更加方便，在该过程中无需打开设备舱10或者进入到设备舱10内。
52.(2)移动式发电设备的实施例
53.在本实施例中，移动式发电设备包括载具和上述的燃气轮机发电机组的实施例中所描述的燃气轮机发电机组。
54.具体地，如图1所示，本实施例中的载具为车辆或者其他类型的可载物移动的交通工具。在以车辆作为载具时，该车辆具体可以是具有动力装置的自驱车辆，也可以是不具有动力装置的拖车等。
55.本实用新型提供的移动式发电设备，其包括上述燃气轮机发电机组的实施例中所描述的燃气轮机发电机组，具有与上述燃气轮机发电机组一致的有益效果，不再赘述。
56.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。