用于燃机的基底框架组件的制作方法

本文中公开的主题涉及一种用于各种操作期间支承燃机的系统。

背景技术：

燃机在许多路上和海上应用中使用。在燃机的检修和保养(例如，维护、修理等)期间，燃机可能需要从它的基底框架或位置调整、运输、和/或移除。燃机的该移除和/或运输可涉及在检修的各种阶段期间在不同的支承框架之间转移燃机，或可涉及将燃机从支承框架移除以实现用于保养发动机的各种构件的容易的入口。另外，至燃机的各种连接可能需要被连接和/或断开，且燃机在重新安装时重新对准。所有的这些因素可增加发动机调换的时间，导致可引起收入损失的发动机停机。

技术实现要素：

在下文中概述了在范围上与原来提出的发明相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制提出的发明的范围，而相反，这些实施例仅旨在提供发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与下文陈述的实施例相似或不同的多种形式。

按照第一实施例，一种系统包括铸造安装塔架，其具有构造成支承发动机、发电机、或它们的任意组合的上部分以及联接至安装塔架的上部分且支承安装塔架的上部分的多个肋条。多个肋条沿与上部分横向的方向从上部分延伸，上部分和多个肋条整体地联接为铸造安装塔架的一件式结构，且铸造安装塔架构造成联接至框架。

按照第二实施例，一种系统包括支承框架，以及联接至支承框架的多个铸造安装塔架。多个铸造安装塔架构造成支承发动机驱动的发电机。

按照第三实施例，一种方法包括铸造用于支承发动机驱动的发电机的多个安装塔架。多个安装塔架中的至少一个塔架具有整体地联接至多个肋条作为一件式结构的上部分，并且多个肋条沿相对于上部分的横向方向从上部分延伸。

本发明的第一技术方案提供了一种系统，包括：铸造安装塔架，包括：上部分，其构造成支承发动机、发电机、或它们的任意组合；以及多个肋条，其联接至安装塔架的所述上部分且支承所述安装塔架的所述上部分，其中所述多个肋条沿横向于所述上部分的方向从所述上部分延伸，所述上部分和所述多个肋条整体地联接为所述铸造安装塔架的一件式结构，且所述铸造安装塔架构造成联接至框架。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，包括具有多个互相连接的梁的所述框架。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述多个肋条包括至少三个肋条。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，包括沿所述上部分的安装件设置的振动阻尼器。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述上部分包括第一引导件，其构造成与所述发动机或所述发电机的第二引导件对接。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，所述铸造安装塔架包括凹接头部分、凸接头部分、或它们的组合，其构造成与所述框架的相应的接头部分对接。

本发明的第七技术方案提供了一种系统，包括：支承框架；以及

联接至所述支承框架的多个铸造安装塔架，其中所述多个铸造安装塔架构造成支承发动机驱动的发电机。

本发明的第八技术方案是在第七技术方案中，所述多个铸造安装塔架包括构造成支承所述发动机的第一组铸造安装塔架和构造成支承所述发电机的第二组铸造安装塔架。

本发明的第九技术方案是在第七技术方案中，所述支承框架包括多个I梁、C梁、或它们的组合。

本发明的第十技术方案是在第七技术方案中，多个铸造塔架中的至少一个塔架包括整体地联接至多个肋条作为一件式结构的上安装部分。

本发明的第十一技术方案是在第七技术方案中，所述多个铸造塔架中的至少一个塔架包括凸接头部分、凹接头部分、或它们的组合，其与所述支承框架的相应的接头部分对接。

本发明的第十二技术方案是在第十一技术方案中，至少一个塔架包括设置在所述支承框架的梁的相对板之间的所述凸接头部分。

本发明的第十三技术方案是在第七技术方案中，所述至少一个塔架包括围绕所述支承框架的梁的板的相对侧延伸的所述凹接头部分。

本发明的第十四技术方案是在第七技术方案中，包括所述发动机和所述发电机，其中所述发动机或所述发电机中的至少一个由所述支承框架上的所述多个铸造安装塔架支承。

本发明的第十五技术方案是在第十四技术方案中，所述发动机包括往复式活塞发动机。

本发明的第十六技术方案提供了一种方法，包括：铸造用于支承发动机驱动的发电机的多个安装塔架，其中所述多个安装塔架中的至少一个塔架包括整体地联接至多个肋条作为一件式结构的上部分，并且所述多个肋条沿相对于所述上部分的横向方向从所述上部分延伸。

本发明的第十七技术方案是在第十六技术方案中，包括将振动阻尼器联接至所述多个安装塔架中的至少一个塔架。

本发明的第十八技术方案是在第十六技术方案中，包括将所述多个安装塔架联接至支承框架组件。

本发明的第十九技术方案是在第十八技术方案中，包括将所述发动机驱动的发电机安装至所述支承框架，其中所述多个安装塔架支承所述发动机、所述发电机、或它们的组合。

本发明的第二十技术方案是在第十八技术方案中，将所述多个安装塔架联接至所述支承框架包括将凹接头部分、凸接头部分、或它们的组合附接至所述支承框架的梁。

附图说明

在参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中贯穿附图相似的标号表示相似的零件，在附图中：

图1是基底框架组件和发动机-发电机组的实施例的示意图；

图2是具有四个发动机铸造安装塔架和四个发电机铸造安装塔架的基底框架组件的实施例的透视图；

图3是具有六个发动机铸造安装塔架和四个发电机铸造安装塔架的基底框架组件的实施例的透视图；

图4是铸造安装塔架的实施例的透视图；

图5是具有凹口的铸造安装塔架的实施例的透视图；

图6是具有I形侧梁的基底框架组件的实施例的横截面端视图；

图7是具有C形侧梁的基底框架组件的实施例的横截面端视图；以及

图8是具有I形侧梁的基底框架组件的实施例的横截面端视图。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简要描述，实际的实施方式的所有特征可能未在说明书中描述。应当认识到的是，在任何此类实际实施方式的开发中，如任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实施方式特定的决定来实现开发者的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束，这可从一个实施方式到另一个不同。此外，应当认识到的是，此开发工作可能很复杂且耗时，但对于受益于本公开内容的普通技术人员仍是进行设计、制作和制造的常规任务。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，词语"一"、"一个"、"该"和"所述"旨在表示存在一个或更多个元件。用语"包括"、"包含"和"具有"旨在为包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。

如下文详细讨论的，公开的实施例包括用于支承发动机-发电机组(诸如通过燃机驱动的发电机或变速箱)的至少部分地铸造结构的支承系统。燃机可包括往复式活塞发动机，其具有在相应的汽缸中的往复的多个活塞。系统包括基底，其由多个件制作到支承框架组件中，该组件适用于支承和承载发动机、发电机或变速箱、或两者的组合的重量。制作的支承框架可以以多种方式联接至发动机-发电机组。一种联接包括附接在支承框架组件和发动机之间的许多点处的安装塔架(mounting tower)。安装塔架可包括也由多个构件制作(例如，焊接)的塔架。然而，在另一个实施例中，安装塔架可以是铸件，且因此在一个步骤中构造(减少时间和金钱的量)，同时还增加刚度。此外，安装塔架可设计和组装成调节基底框架组件的刚度。

图1是具有发动机发电机组4的发电系统2的实施例的示意图，该发动机发电机组4包括驱动地联接至发电机8的燃机6。如下面详细讨论的，发动机发电机组4联接至基底框架组件10且由其支承，基底框架组件10包括多个铸造安装塔架11(例如，经由金属铸造过程形成为一件式结构)。

在所示出的实施例中，发动机6包括往复式内燃机，其具有一个或多个燃烧室13，各自由在相应的汽缸15中往复的活塞14限定。例如，发动机可包括1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26或更多燃烧室13、活塞14、和汽缸15。氧化剂供应源16构造成将加压氧化剂16(诸如空气、氧、富氧空气、少氧空气或它们的任何组合)提供至各个燃烧室14。燃烧室14还构造成接收来自燃料供应源17的燃料17(例如，液体和/或气态燃料)，且燃料-氧化剂混合物在各个燃烧室13内点燃且燃烧。热加压燃烧气体促使邻近于各个燃烧室13的活塞14在汽缸15内线性移动，且将由气体施加的压力转换成旋转运动，其引起轴旋转。此外，轴可联接至负载(例如，发电机8)，负载经由轴的旋转供能。例在某些实施例中，燃料17可为任何适合的气态燃料，诸如天然气、相关联的石油气、丙烷、生物气体、沼气、垃圾气体、煤矿气体。虽然所示出的实施例将发动机6描绘为往复式内燃机，但发动机6的某些实施例可包括例如燃气轮机、蒸汽轮机、旋转式发动机、或能够驱动发电机8的任何其它发动机。

本文公开的系统2可适用于在静止应用(例如，工业发电发动机)或移动应用(例如，移动配电单元，诸如半卡车拖车安装的发电系统2，或海上发电系统2)中使用。移动应用还可包括发电发动机直接驱动移动(例如，路上或海上驱动系统)的实施例。发动机6(例如，往复式活塞发动机)可为二冲程发动机、三冲程发动机、四冲程发动机、五冲程发动机或六冲程发动机。发动机6还可包括任何数目的燃烧室13、活塞14和相关联的汽缸15(例如，1-24)。例如，在某些实施例中，系统2可包括具有在汽缸15中往复的4,6,8,10,16,24或更多活塞14的大规模工业往复式发动机。在一些此类情况中，汽缸15和/或活塞14可具有在大约13.5-34厘米(cm)之间的直径。在一些实施例中，汽缸15和/或活塞14可具有在大约10-40cm、15-25cm之间或大约15cm的直径。系统2可生成10kW到10MW范围的功率。在一些实施例中，发动机6可在大约1800转每分钟(RPM)下操作，特别是对于在60Hz下操作的给电网供能的发动机6。其它的实施例可在大约1500RPM下操作，特别是对于在50Hz下操作的给电网供能的发动机6。在一些实施例中，发动机6可在小于大约2000 RPM, 1900 RPM, 1800 RPM, 1700 RPM, 1650 RPM, 1500 RPM, 1400 RPM, 1300 RPM, 1200 RPM, 1000 RPM, 或900 RPM下操作。在一些实施例中，发动机6可在大约800-2000RPM、900-1800RPM或1000-1600RPM之间操作。在一些实施例中，发动机6可在大约1800RPM、1500RPM、1200RPM、1000RPM或900RPM下操作。例如，示例性发动机6可包括General Electric公司的Jenbacher发动机(例如，Jenbacher2型、3型、4型、6型或J920 FleXtra)或Waukesha发动机(例如，Waukesha VGF、VHP、APG、275GL)。

如图所示，发动机6通过多个安装塔架11(例如，前发动机安装塔架18和后发动机安装塔架20)附接至框架组件10。同样地，发电机8通过多个安装塔架11(例如，前发电机安装塔架22和后发电机安装塔架24)附接至框架组件10。安装塔架18,20,22,24中的每一个可以是铸造而不是制作(例如，通过焊接过程)。铸造安装塔架18,20,22,24而不是制作、组装、或焊接具有增加的刚度、减少的成本、以及对于多个框架组件的更广泛的应用、以及将发电机8或发动机滑出操作位置以用于保养的能力的益处。此外，安装塔架18,20,22,24可由相同的模具或在相同的模型中铸造，使安装塔架18,20,22,24能够互换地安装或替换。换言之，安装塔架11的铸件可产生一个或更多个模块化的塔架，其基本上是统一的或相同的。塔架11的铸件还使多个(例如，2,3,4或更多个)邻近的塔架的铸件为单个、一件式结构。

图2是具有四个发动机铸造安装塔架18,20(例如，一件式铸造金属塔架)和四个发电机铸造安装塔架22,24(例如，一件式铸造金属塔架)的基底框架组件的实施例的透视图。框架组件制作带有右侧梁26和左侧梁28。侧梁26,28支承安装塔架18,20,22,24，且维持安装塔架18,20,22,24之间的相对位置，其可取决于框架组件10支承的发动机或发电机而改变。图2示出了任何数目的发动机安装塔架18,20可联接至侧梁26,28。例如，框架组件10的侧梁26,28可包括2,3,4,5,6,8,10或更多个发动机安装塔架18,20。类似地，发电机8可由任何数目的发电机安装塔架22,24支承。例如，框架组件10可包括2,3,4,5,6,8,10或更多个发电机安装塔架22,24。安装塔架18,20,22,24的数目可取决于安装塔架18,20,22,24支承的发电机8或发动机6的相对大小，或者安装塔架18,20,22,24的数目可取决于发电机8或发动机6的类型。框架组件还包括顶起支柱(jacking bar)30和横部件(crossmember)32，它们联接侧梁26,28且限定框架组件10的宽度。顶起支柱30和横部件32可被制作且随后焊接或栓接至侧梁26,28来形成框架组件10。如图所示，框架组件10包括座板34，其安装在各个安装塔架18,20,22,24下面来增加安装塔架18,20,22,24的强度，以支承发电机8和发动机6。座板34可由金属或弹性体材料构成，以将安装塔架18,20,22,24和框架组件10装固至地面。即，座板34可栓接至地面，以刚性地锚定安装塔架18,20,22,24。

图3是具有六个发动机铸造发动机安装塔架18,20和四个发电机铸造安装塔架22,24的基底框架组件10的实施例的透视图。图3还示出了任何数目的发动机安装塔架18,20可联接至侧梁26,28。例如，框架组件10的侧梁26,28可包括2,3,4,5,6,8,10或更多个发动机安装塔架18,20。类似地，发电机8可由作为用于发电机和框架组件10的平台的任何数目的发电机安装塔架22,24支承。例如，框架组件10可包括2,3,4,5,6,8,10或更多个发电机安装塔架22,24。发电机安装塔架22,24可均匀地间隔开或可集中支承发电机8的一个或更多个特定区域。安装塔架22,24实现发电机8的便利入口和用于保养或替换的便利移除。

在某些实施例中，安装塔架18,20,22,24中的两个或更多个可以是成对的和/或彼此连接以进一步增加框架组件10的刚度和替换或调整的速度。例如，发动机安装塔架18,20中的每一个可连接在一起，和/或发电机安装塔架22,24中的每一个可连接在一起。安装塔架18,20,22,24的组可包括横部件32和/或顶起支柱30，其可将多个件合并成单个组件。此外，组可包括一个横部件32和/或顶起支柱30每对安装塔架18,20,22,24，两个横部件32和/或顶起支柱30每对安装塔架18,20,22,24，更多个横部件32和/或顶起支柱30，或者对于每两队安装塔架18,20,22,24一个横部件32或顶起支柱30。安装塔架18,20,22,24和横部件32/顶起支柱30可组装在一起(即，焊接在一起)或在一些实施例中可铸造在一起作为一件，一对或两队塔架可与横部件32组合。

图4是铸造安装塔架40(例如，一件式铸造金属塔架)的实施例的透视图。铸造安装塔架40可安装为发动机安装塔架18,20(或发电机安装塔架22,24)中的任一个(或所有)。铸造安装塔架40包括上安装部分42和结构支承肋条44，其支承上部分42且用于将安装塔架40附接至框架组件10的侧梁26,28。如图所示，肋条44可从安装塔架40的上部分42沿横向延伸。安装塔架40的上部分42可包括用于安装塔架40至发电机8或发动机6的直接联接的安装件45。安装件45(例如，板或平坦的结构)可包括对应于螺栓的孔46，其使发电机8或发动机6能够栓接至安装塔架40。发电机8和发动机6还可以以其它方式附接至安装塔架40。例如，安装塔架40可通过焊接、夹紧、捆扎、凹凸接头或紧固件、胶接、连结、或任何其它合适的安装件或紧固件来附接。

安装塔架40肋条44支承安装塔架40的上部分42且附接至框架组件10。肋条44可经由焊接点、螺栓、夹具、凹凸接头、燕尾榫接头、钩槽接头、或它们的任意组合来附接至框架组件10。肋条的数目不受所示实施例的限制。即，尽管图4示出带有三个肋条44的安装塔架40，但其它实施例可包括1,2,3,4,5,6,7,8,9,10或更多个肋条44来支承安装塔架40的上部分42且将安装塔架40附接至框架组件10。肋条44与上部分42铸造在一起，且可成形成遵循与框架组件10相关联的轮廓或形状。例如，图4中所示的安装塔架40铸造成形成肋条44的顶区段48和底区段50。肋条44的顶区段48(例如，上肋条48)靠在侧梁26,28的顶部，安装塔架40附接到侧梁26,28上。肋条44的底区段50(例如，下肋条50)延伸越过侧梁26,28的顶部，且可附接至侧梁26,28的底部，可靠在侧梁26,28下的地面，或可靠在安装在每个安装塔架40下的座板34上。如所认识到的，塔架40的铸造构成创建了具有塔架40的所有构件(包括上安装部分42和结构支承件或肋条44)的一件式金属结构。肋条44与上安装部分42的整体式铸件增加塔架42的刚度和刚性、以及振动阻尼能力。如所示出的，上肋条44,48整体地联接至安装部分42和上安装件45。安装件45继而与肋条44,50整体地联接。下肋条44,50整体地联接在一起来限定框架47，例如，肋条44,50、安装件45、以及下本体49。框架47在肋条44,50之间具有多个开口51。在某些实施例中，开口51可与安装塔架40所整体地联接至的侧梁26,28上的相对应特征对接。开口51的对接可提高联接件的刚度和刚性。

图5是具有安装凹槽或凹口52(例如，凹的安装部分)铸造安装塔架40的实施例的透视图。铸造安装塔架40包括平坦的肋条44，其可成形为匹配其所整体地联接至的侧梁26,28上的相对应的安装表面。在某些实施例中，肋条44可包括凹口52以围绕框架组件10的侧梁26,28的一部分形成。如图所示，凹口52可形成细长的切口，使得侧梁26,28的板或其它薄的零件可以安装在凹口52内。在其它实施例中，凹口52可具有更宽的形状，对应于圆形或方形的侧梁26,28。更具体地，如在下面详细解释的，凹口52匹配侧梁26,28的形状以安装塔架40和侧梁26,28之间的连接的安全性。因此，凹口52接合侧梁26,28形成凹凸接头。此外，如下面关于图7详细解释的，肋条44可包括下部分55，其形成为配合到相对应的接收腔内。为了增强安装塔架40和发电机8或发动机6之间的安全性，如图所示，上部分42可包括安装件45周围的边缘54(例如，矩形的唇缘)。边缘可保持树脂以向发电机8或发动机6更好地提供安装件45的树脂堵塞。安装件45还可包括安装孔46(例如，螺栓孔)或其它的合适的安装件或紧固件。

图6是具有I形侧梁26,28的基底框架组件10的实施例的横截面前端视图。框架组件10包括安装在各个侧梁26,28的内侧60中的各个侧梁26,28上的铸造安装塔架40(例如，一件式铸造金属塔架)。将铸造安装塔架40安装在内部60可在肋条44相对于框架组件10施加向外的力的一些情形中是期望的。而且，如在图6中所示，铸造安装塔架40包括凹口52，其围绕I形侧梁26,28的上板62的顶侧和底侧延伸。铸造安装塔架40可焊接至上板62以提高连接的强度或刚度。图6中所示的铸造安装塔架40示出了刚性安装构造的实施例。这不同于关于图7解释的弹性安装。

图7是具有I形侧梁26,28的框架组件10的实施例的横截面前端视图。框架组件10包括安装在各个侧梁26,28的外侧64中的各个侧梁26,28上的铸造安装塔架40。将安装塔架40安装在外部64可在肋条44相对于框架组件10施加向内的力的一些情形中是期望的。类似于图6中所示的实施例，图7的铸造安装塔架40包括凹口52，其围绕I形侧梁26,28的上板62的顶侧和底侧延伸。铸造安装塔架40可焊接至上板62以提高连接的强度或刚度。图7中所示的安装塔架40具有弹性安装构造的实施例。这不同于关于图6解释的刚性安装。对于弹性安装，安装塔架40包括在安装件45和发电机8或发动机6之间的衬垫66(例如，减震器、振动阻尼器、或弹性体材料)和引导杆68。衬垫66在操作期间阻尼或软化发电机8或发动机6振动或其它移动。衬垫66可整体地联接至铸造安装塔架40，或可铸造成用于铸造安装塔架40的一件式设计的一部分。例如，衬垫66可在铸造安装塔架40的铸造期间形成为弹簧。在所示的实施例中，引导杆68配合到相对应的引导孔内以帮助发电机8和/或发动机6在安装塔架40上维持恰当的对准。

如上面所提到的，铸造安装塔架40包括底部凸部分55，其配合到为侧梁26,28的一部分的相对应的腔70内。腔70可由金属的窄条形成，使得它仅围绕肋条44中的一个延伸，或可被制作以沿侧梁26,28的整个长度行进，因此形成来自所有的铸造安装塔架40的所有肋条4安装到其中的通道。腔70可基于对刚度和安全性的期望而比所示出的实施例更深或更浅。

图8是具有C形侧梁26,28的基底框架组件的实施例的横截面端视图。正如图6，图8的安装塔架40示出刚性安装的实施例。安装塔架40安装在框架组件10的内侧60上，且凹口52接收各个侧梁26,28的一部分。正如上面的实施例，安装塔架40铸造成匹配针对各个位置的特定特性，且安装塔架40可在发电机8或发动机6下针对任意位置互换地安装。

此外，安装的角度可随不同的涉及而变化。例如，如图所示，铸造安装塔架40可安装带有铸造安装塔架40的凹口52、安装件45、和底部平行于地面。在其它实施例中，铸造安装塔架40可安装带有肋条44的后侧72垂直于地面。在这样的实施例中，凹口52和安装件45等可成在大约15-90度、30-60度、30-45度的角度、或其它角度来安装以支承发动机-发电机组4。

本公开的技术效果包括制作包括多个安装塔架11,18,20,22,24,40的框架组件10，这些安装塔架作为一件式结构铸造为匹配各个安装位置的细节的特定特性。安装塔架18,20,22,24,40可包括上部分42和支承上部分42且将安装塔架附接至侧梁26,28的在上部分42下延伸的多个肋条44。上部分42和肋条44整体地形成为一件式，由此提高铸造安装塔架44的刚度、刚性、和可靠性。铸造安装塔架44还显著地有助于框架组件10的总体刚度。

本书面描述使用了实例来公开包括最佳模式的发明，且使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，且执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果这些其它实例包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。