专利名称：发动机驱动式发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机驱动式发电机，其使发电部的驱动轴与发动 机的曲轴相连，并且其中通过驱动轴使冷却风扇旋转，从而将冷却空气 导入发电部。
背景技术：
在传统公知的发动机驱动式发电机中，有一种发电机，其发电部的 驱动轴与发动机的曲轴同心连接，其中发电部的冷却风扇设置在发动机 与发电部之间，并且其中在发电部的与冷却风扇相对的一部分中设置有
外部空气进入口 。在日本专利申请特开公报No.HEI-7-312846中公开了这 种发动机驱动式发电机的一个示例。
对于在HEI-7-312846公报中公开的现有技术的发动机驱动式发电 机，外部空气可借助于冷却风扇经由驱动轴的旋转，通过在发电部中与 冷却风扇相对设置的空气进入口而被引入发电部，从而冷却发电部。更 具体地说，空气进入口位于发动机驱动式发电机的外侧部分上。从而， 如果发动机驱动式发电机在其容易在水分或小水滴(下文称为"水分") 的作用下变湿的环境中使用，那么含有水分的空气可能通过空气进入口 而被不期望地吸入，并被引入发电部的内部。因此，在这种环境下，可 能对发动机驱动式发电机的使用带来很大限制。
发明内容
考虑到现有技术的以上问题，本发明的目的是提供一种改进的发动 机驱动式发电机，该发动机驱动式发电机能够降低在其由于水分而容易 变湿的环境下使用所受的限制。
为了实现上述目的，本发明提供一种改进的发动机驱动式发电机，该发动机驱动式发电机包括发电部，该发电部具有与发动机的曲轴相 连的驱动轴，该发动机的燃料箱布置在所述发电部和所述发动机上方； 气液分离单元，该气液分离单元设置在所述发电部的上游，并具有用于 吸入冷却空气的空气入口，该空气入口布置在所述燃料箱的紧下方，所 述气液分离单元将经由所述空气入口吸入的冷却空气中含有的水分从该 冷却空气分离；以及冷却风扇，该冷却风扇能够通过所述驱动轴旋转， 从而将经由所述空气入口吸入并且已经经由所述气液分离单元分离出水 分的冷却空气导入所述发电部。
即使在其中发动机驱动式发电机容易在水或水分作用下变湿的环境 下，本发明也可借助于覆盖空气入口的燃料箱而防止含有水分的空气通 过空气入口被引入发电部。另外，布置在发电部上游的气液分离单元可 将水分从通过空气入口吸入的空气分离，从而防止含有水分的空气被引 入发电部。这样，本发明能够可靠地防止通过空气入口吸入的含有水分 的空气被引入发电部。
优选地，所述气液分离单元的所述空气入口形成在该气液分离单元 的一端部中，在其另一端部形成有空气出口，该空气出口用于将通过所 述空气入口吸入的空气排出所述气液分离单元，所述气液分离单元呈形 成大致环形的管道的形式，使得所述空气入口和所述空气出口在所述气 液分离单元的管道上部中邻近彼此定位，所述气液分离单元包括离心 分离部，该离心分离部设置在所述气液分离单元的位于所述空气入口与 管道下部之间的区域中，用于通过离心力将空气中含有的水分从空气分 离；以及重力分离部，该重力分离部设置在所述气液分离单元的位于所
述管道下部与所述空气出口部之间的另一区域中，用于利用水分的重量 将空气中含有的水分从空气分离。因为设置在所述空气入口与管道下部 之间的离心分离部通过离心力将水分从空气分离，而设置在管道下部与 所述空气出口部之间的重力分离部利用水分的重量将水分从空气分离， 因此本发明能够通过气液分离单元可靠地将水分从空气分离和除去。
另外，优选地，所述管道下部具有与所述离心分离部相对的台阶部， 该台阶部中形成有用于将分离的水分排出所述气液分离单元的向下的排水口。从而，当通过离心分离部从空气分离的水分向下运动至管道下部 时，水分撞击台阶部然后被导向向下的排水口。这样，已经撞击了台阶 部的水分能可靠地通过该排出口排出分离单元。
下面将参照附图仅以实施例的方式详细描述本发明的某些优选实施 方式，附图中-
图1是表示本发明的发动机驱动式发电机的实施方式的立体图； 图2是表示在图1的发动机驱动式发电机的实施方式中采用的发动
机/发电部单元的立体图3是表示发动机/发电部单元的分解立体图4是表示发动机/发电部单元的发电部的剖面图5是表示在发动机驱动式发电机的当前实施方式中釆用的气液分
离单元的分解立体图6是表示气液分离单元的剖面图7A和7B是说明在发动机驱动式发电机中如何通过冷却风扇吸入 空气的图；并且
图8A和8B是说明如何通过气液分离单元将含气水分与空气分离的图。
具体实施例方式
现在参照图1，图1表示本发明的发动机驱动式发电机的实施方式 的立体图。发动机驱动式发电机10包括框架ll，其由多个支柱12等 构成并具有大致立方体形状；控制面板B，其布置在一对支柱12之间； 发动机/发电部单元15，其布置在框架11内；以及燃料箱16和消音器17， 它们设置在发动机/发电部单元15上方。控制面板13中容纳有构成发动 机控制部和电力输出部的各种电子和电气部件。
接下来参照图2和图3，图2表示发动机/发电部单元15的立体图， 图3表示发动机/发电部单元15的分解立体图。发动机/发电部单元15包括发动机21;连接至发动机21的发电部
22;气液分离单元24，其布置在发电部22与发动机21之间的空间中； 冷却风扇25，其固定至发电部22的前端部22a;以及覆盖冷却风扇25 的风扇罩26。
在发动机21中，曲轴31的前端部31a向前伸出超过曲轴箱28的前 壁部28a。发电部22连接至曲轴箱28的前壁部28a。
发电部22包括驱动轴33，驱动轴33的后端部33a同心连接至曲轴 31的前端部31a。发电部22具有前盖35和后盖36，前盖35和后盖36 通过螺栓37固定至定子34的前端部34a和后端部34b，驱动轴33延伸 穿过定子34以及前盖35和后盖36,转子38安装在驱动轴33上。
入口 41在发电部22的后盖36的周壁36a的一部分中形成，与发电 部22内的冷却空气进入通道42 (另见图4)连通。出口 43形成在前盖 35的前壁35a中。
如图4所示，在发电部22内，冷却空气进入通道42由定子34与转 子38之间的空间限定。
布置在发电部22与发动机21之间的气液分离单元24呈大致环形管 道的形式，具有形成在一个端部24a中的空气入口 (也称为"管道入口") 45和形成在另一端部24b中的空气出口 (也称为"管道出口") 46。
管道入口 45位于图1所示的燃料箱16的紧下方，并且与发电部22 的入口 41连通。
气液分离单元24布置在发电部22的上游，用于将通过空气入口 45 吸入或引入的空气中所含的水分分离。稍后将参照图5和6讨论气液分 离单元24的细节。
在发电部22的前侧区域中，冷却风扇25设置在向前伸出超过前盖 35之外的驱动轴33上，冷却风扇25具有面向前盖35的前壁35a (更具 体地说，发电部22的出口 43)的后端部25a。例如，冷却风扇25呈复 叶扇的形式，原因在下面关于图4进行说明。
冷却风扇25覆盖有风扇罩26。风扇罩26通过螺栓47固定至发电 部22的前盖35的前端部22a。风扇罩26具有与冷却空气进入通道42的前端部42a连通的内部空间49 (另见图4)，并且还具有在其周壁26a的 大致三分之一区域中形成的出口 52 (另见图4)。
如图4所示，出口 52经由内部空间49与冷却空气进入通道42连通。 轴承53设置在风扇罩26的前壁26b上，如图4所示，驱动轴33的前端 部33b被可旋转地支撑在轴承53上。
图4是表示在当前实施方式中釆用的发动机/发电部单元15的发电 部22的剖面图。冷却风扇25容纳在风扇罩26的内部空间49中。风扇 罩26的内部空间49经由前盖35的出口 43与冷却空气进入通道42连通。
另外，冷却空气进入通道42通过后盖36的入口 41和气液分离单元 24的空气出口 46与气液分离单元24的内部空间55连通。
另外，气液分离单元24的内部空间55通过气液分离单元24的空气 入口45与外部连通。从而，风扇罩26的内部空间49通过冷却空气进入 通道42和气液分离单元24的内部空间55与外部连通。
另外，风扇罩26的内部空间49通过出口 52与外部连通。从而，通 过冷却风扇25的旋转，冷却空气可被输送至风扇罩26的内部空间49， 这样被输送的空气可通过出口 52而被排出发电机10。
当空气通过冷却风扇25的旋转而被这样输送时，冷却空气进入通道 42和气液分离单元24中的空气可被冷却风扇25吸入。这样，通过管道 入口 45吸入冷却空气进入通道42的外部空气可被引导通过发电部22的 内部，从而冷却发电部22。
冷却空气进入通道42利用定子34与转子38之间的空间形成。因此， 冷却空气进入通道42或多或少地靠近驱动轴33定位。这就是冷却风扇 为什么呈具有多个叶片57的复叶扇形式的原因。冷却风扇25通过其邻 近叶片57的径向内端57a的一部分吸入空气，并通过其邻近叶片57的 径向外端57b的一部分送出被吸入的空气。
冷却风扇25的叶片57的径向内端57a优选布置成与冷却空气进入 通道42轴向对准。从而，冷却空气进入通道42中的空气可被直接地导 向冷却风扇25，而不改变其流动方向。这样，冷却空气进入通道42中的 空气可以被冷却风扇25有效地吸入。在发动机驱动式发电机10的当前实施方式中，当发动机21被驱动 而转动曲轴31时，驱动轴33与曲轴31 —起旋转。因此，转子38与驱 动轴33—起旋转，从而产生电力。
另外，当驱动轴33旋转时，冷却风扇25旋转而将空气向下游输送 至风扇罩26的内部空间49。这样被输送至内部空间49的空气通过出口 52被排出发电机。
同时，通过冷却风扇25的旋转，空气从冷却风扇25的上游(即， 从发电部22的冷却空气进入通道42)被吸入。从而，通过管道入口 45 被吸入的外部空气通过发电部22的入口 41而被导向冷却空气进入通道 42，如箭头所示。通过被导向冷却空气进入通道42并沿着通道42流动 的空气，可以冷却发电部22。
图5是表示在发动机驱动式发电机的当前实施方式中的气液分离单 元24的分解立体图。后盖36通过螺栓56固定至曲轴箱28的前壁部28a， 使得曲轴31的前端部31a穿过后盖36的中心开口 36b伸入内部空间72 中。气液分离单元24通过紧固件(未示出)安装至后盖36。
气液分离单元24呈形成大致环形形状的管道的形式，包括固定在一 起的管道前半部61和管道后半部62。因为气液分离单元24包括一体固 定在一起的管道前半部61和管道后半部62，所以可容易地形成。
管道前半部61形成为这样的环形形状，即其一端61a和另一端61b 彼此相对地邻近彼此定位，管道前半部61具有由前壁64、前外周壁65 和前内周壁66限定的大致凹入截面形状。空气出口 (管道出口)46形成 在前内周壁66的邻近另一端61b的部分中。
管道后半部62也形成这样的环形外形，即其一端62a和另一端62b 彼此相对地邻近彼此定位，管道后半部62具有由后壁67、后外周壁68 和后内周壁69限定的大致凹入截面形状。管道入口 45形成在后壁67的 邻近所述一端62a的部分中。
通过将管道前半部61的前外周壁65和管道后半部62的后外周壁 68彼此相互接合并且将管道前半部61的前内周壁66和管道后半部62的 后内周壁69彼此相互接合而将气液分离单元24组装为整体单元。在管道前半部61和管道后半部62按上述方式彼此互相联接的情况下，气液 分离单元24具有大致矩形的封闭截面形状。另外，前外周壁65和后外周壁68彼此互相接合以提供气液分离单 元24的外周壁58。前内周壁66和后内周壁69彼此互相接合以提供气液 分离单元24的内周壁59。在气液分离单元24中，内周壁59具有由大直径内周壁部59a和小 直径内周壁部59b限定的台阶形状，内周壁59从后部装配在后盖36上。 通过将内周壁59装配在后盖36上，使气液分离单元24的管道出口 46 与后盖36的入口 41重合。这样，空气通过管道入口 45被导向气液分离单元24的内部空间71， 如箭头所示。这样被导向内部空间71的空气然后如箭头所示被沿着内周 壁59引导，接着经由管道出口 46和发电部22的入口 41被导向后盖36 的内部空间72。被导向后盖36的内部空间72的空气通过图4所示的冷 却空气进入通道42而被导向风扇罩26的内部空间49。图6是表示在发动机驱动式发电机IO的当前实施方式中的气液分离 单元24的剖面图。气液分离单元24在其一端部24a中设有空气入口 45， 在其另一端部24b中设有空气出口 46，空气出口 46用于将通过空气入口 45吸入的空气排出至气液分离单元24的外部，从而排出到后盖36的内 部空间72内。气液分离单元24形成为环形，使得管道入口45和管道出 口 46在气液分离单元24的管道上部24c中邻近彼此定位。空气入口 45 位于燃料箱16的紧下方，并被燃料箱16覆盖。气液分离单元24具有设置在其管道入口 45与管道下部24d之间的 导入侧区域(左半区域)中的离心分离部75，离心分离部75用于通过离 心力将空气中含有的水分从空气分离。气液分离单元24还具有设置在其 管道下部24d与空气出口部46之间的导出侧区域(右半区域)中的重力 分离部76，重力分离部76用于利用水分的重量将空气中含有的水分从空 气分离。气液分离单元24还在管道下部24d中具有台阶部77，在台阶部 77中具有向下的排水口 78。在离心分离部75中，内周壁59具有半径为R的圆形形状，外周壁58从内周壁59径向向外隔开较大的距离LI 。这样，一旦通过管道入口 45吸入的空气如箭头A所示流动而到达离 心分离部75，空气中含有的水分(下文称为"含气水分")81就通过离 心力而被径向向外驱动，如箭头B所示。这样，通过离心分离部75将含 气水分81与空气分离。己经与空气分离的含气水分撞击离心分离部75的外周壁58，然后 如箭头C所示流向管道下部24d，接着如箭头D所示通过排水口 78排出。台阶部77设置在管道下部24d中，与离心分离部75相对，并且台 阶部77相对于管道下部24d具有高度S。这样，已经流向管道下部24d 的水分81能够通过撞击台阶部77而通过排水口 78可靠地排出。注意， 台阶部77的高度S设定成不干扰已经从离心分离部75导向管道下部24d 的空气的流动。在设置于空气出口 46和发电部入口 41下方的重力分离部76中，内 周壁59具有半径为R的圆形形状，外周壁58从内周壁59径向向外隔开 距离L2。重力分离部76中的距离L2设定为大于在管道下部24d中的外 周壁58与内周壁59之间的距离L3。也就是说，重力分离部76具有比管道下部24d的流动截面积(S2， 未示出)大的流动截面积(Sl，未示出)。从而，已经经过管道下部24d 的空气的流速在空气如箭头E所示向上流动至重力分离部76时减小。因 为空气流速减小，所以将空气中仍然残留的水分(下文称为"残余水分") 82向上推动的作用力减小，使得残余水分82由于其自重而如箭头F所示 下降。按上述方式，残余水分82通过重力分离部76而与空气分离。这样 分离的残余水分82撞击重力分离部76中的外周壁58，于是如箭头G所 示流向管道下部24d，之后残余水分82借助于台阶部77而通过排水口 78排出。同时，已经通过重力分离部76而分离或除去了残余水分82的空气 借助于管道出口 46和发电部22的入口 41而被导向后盖36的内部空间 72。也就是说，因为气液分离单元24布置在后盖36的上游(即，发电 部22的上游)，所以其可将水分从通过管道入口45吸入的空气分离，并 将所得到的除去了水分的空气导向发电部22。以下段落参照图7和8描述如何在发动机驱动式发电机10中冷却发 电部22。图7A和7B是说明在发动机驱动式发电机10中如何通过冷却风扇 25的旋转而吸入空气的图。即，当发动机21使驱动轴33旋转时，冷却 风扇25与驱动轴33 —起旋转，如图7A中的箭头I所示。通过冷却风扇 25的旋转，空气如箭头J所示从冷却风扇25向下游(即，向风扇罩26 的内部空间49)输送，然后如箭头K所示经由罩出口 52排出至外部。而且，通过冷却风扇25的旋转，从冷却风扇25的上游(g卩，从发 电部22中的冷却空气进入通道42和后盖36的内部空间72)吸入空气， 如图7B中的箭头L所示。图8A和8B是说明如何通过气液分离单元24将含气水分从空气分 离的图。当空气通过冷却风扇25的旋转而被从发电部22中的冷却空气 进入通道42和后盖36 (如图7B所示)的内部空间72吸入时，外部空 气通过气液分离单元24的空气入口 45被吸入至气液分离单元24的内部 空间71，如箭头M所示。因为空气入口 45布置在燃料箱16的紧下方，所以管道入口 45可被 燃料箱16覆盖。从而，即使在发动机驱动式发电机10容易在水分的作 用下变湿的环境下，也可以借助于覆盖入口 45的燃料箱16防止含有水 分的空气通过空气入口 45被吸入。一旦通过空气入口 45吸入的空气如箭头M所示流动而到达离心分 离部75，含气水分81就通过离心力而被径向向外驱动，如箭头N所示。 这样，含气水分81与空气分离，并撞击离心分离部75的外周壁58，然 后如箭头0所示流向管道下部24d，接着撞击台阶部77，使其如箭头P 所示被导向排水口 78并通过排水口 78排出。同时，被吸入的空气经过管道下部24d，如箭头Q所示向上流动并 到达重力分离部76。因为重力分离部76具有比管道下部24d的流动截面积(S2)大的流动截面积(Sl)，所以一旦空气被导向重力分离部76，空 气的流速就降低。因为空气流速降低，所以将残余水分82向上推动的作 用力减小，使得残余水分82由于其自重而如箭头R所示下降。按上述方式，残余水分82与空气分离，撞击重力分离部76中的外 周壁58，于是如箭头S所示流向管道下部24d，之后残余水分82借助于 台阶部77通过排水口 78排出。同时，已经通过重力分离部76而除去了残余水分82的空气借助于 空气出口 46和发电部22的入口 41而被导向后盖36的内部空间72，如 箭头T所示。这样，其中不含水分的空气可被引入发电部22 (即，后盖 36的内部空间72)中。回头参照图7B，已经被引入后盖36的内部空间72的空气通过发电 部22中的冷却空气进入通道42被导向风扇罩26的内部空间49，如箭头 L所示。这样，可通过如箭头L所示沿着冷却空气进入通道42流动的空 气来冷却发电部22。在发动机驱动式发电机10的上述实施方式中(其中空气入口 45被 燃料箱16覆盖)，可以防止含有水分的空气通过管道入口 45被引入发电 部22中。此外，通过将气液分离单元24设置在发电部22的上游，可以 将水分从空气分离并排出发电机10。这样，发动机驱动式发电机10的该 实施方式能够可靠地防止含有水分的空气不期望地被引入发电部22，因 此可有效降低或减轻对于发电机10在其由于水或水分而容易变湿的环境中使用受到的限制。尽管以上已经就其中气液分离单元24包括离心分离部75和重力分 离部76的情况描述了本发明的发动机驱动式发电机10的实施方式，但 本发明不限于此，例如，气液分离单元24可仅包括离心分离部75和重 力分离部76中的任一个。另外，尽管以上己经就其中气液分离单元24具有台阶部77的情况 描述了发动机驱动式发电机10的实施方式，但也可省去该台阶部77。另外，尽管以上已经就其中气液分离单元24由固定在一起的管道前 半部和管道后半部构成的情况描述了发动机驱动式发电机10的实施方式，但气液分离单元24可构造成单件整体单元。本发明适用于这样一种发动机驱动式发电机，其使发电部的驱动轴 与发动机的曲轴相连，并且其中通过驱动轴使冷却风扇旋转，从而将冷 却空气导入发电部。
权利要求
1、一种发动机驱动式发电机(10)，该发动机驱动式发电机包括发电部(22)，该发电部具有与发动机(21)的曲轴(31)相连的驱动轴(33)，该发动机的燃料箱(16)布置在所述发电部(22)和所述发动机上方；气液分离单元(24)，该气液分离单元设置在所述发电部(22)的上游，并具有用于吸入冷却空气的空气入口(45)，该空气入口布置在所述燃料箱的紧下方，所述气液分离单元(24)将通过所述空气入口(45)吸入的冷却空气中含有的水分从该空气分离；以及冷却风扇(25)，该冷却风扇能够通过所述驱动轴(33)而旋转，从而将通过所述空气入口(45)吸入并且已经通过所述气液分离单元(24)分离出水分的冷却空气导入所述发电部(22)。
2、 根据权利要求1所述的发动机驱动式发电机(10)，其中，所述 气液分离单元(24)的所述空气入口 (45)形成在该气液分离单元的一 端部(24a)中，在该气液分离单元的另一端部(24b)中形成有空气出 口 (46)，该空气出口用于将通过所述空气入口吸入的空气排出所述气液 分离单元(24)，所述气液分离单元(24)呈形成大致环形的管道的形式，使得所述 空气入口 (45)和所述空气出口 (46)在所述气液分离单元的管道上部 (24c)中邻近彼此定位，并且 所述气液分离单元(24)包括离心分离部(75)，该离心分离部设置在所述气液分离单元(24)的 位于所述空气入口 (45)与管道下部(24d)之间的区域中，用于通过离 心力将空气中含有的水分从该空气分离；以及重力分离部(76)，该重力分离部设置在所述气液分离单元(24)的 位于所述管道下部(24d)与所述空气出口部(46)之间的另一区域中， 用于利用水分的重量将空气中含有的水分从该空气分离。
3、 根据权利要求2所述的发动机驱动式发电机(10)，其中，所述管道下部(24d)具有与所述离心分离部(75)相对的台阶部(77)，该 台阶部中形成有用于将分离的水分排出所述气液分离单元(24)的向下 的排水口 (78)。
全文摘要
本发明涉及一种发动机驱动式发电机。该发动机驱动式发电机(10)包括发电部(22)，该发电部具有与曲轴(31)相连的驱动轴(33)；气液分离单元(24)，该气液分离单元设置在所述发电部的上游，并具有用于吸入冷却空气的空气入口(45)，该空气入口布置在燃料箱(16)的紧下方，所述气液分离单元将水分从吸入空气分离；以及冷却风扇(25)，该冷却风扇可通过所述驱动轴旋转，从而将吸入空气导入所述发电部。
文档编号H02K9/06GK101534033SQ200910126590
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月14日
发明者初谷勉, 小野寺泰洋, 山田诚, 笹嶋刚 申请人:本田技研工业株式会社