船舶用发电机的制作方法

1.本发明涉及船舶用发电机。


背景技术：

2.通常情况下，船舶用发动机由气缸(cylinder)、活塞(piston)以及曲轴(crank shaft)等组成。曲轴通过连接轴承等方式与连杆(connecting rod)相连，从而将活塞的垂直运动转换为旋转运动。
3.如图1所示，在连接到发动机舱10并且暴露于所述发动机舱10的外部的曲轴11的一侧端部连接用于推动船舶的螺旋桨20并旋转，并且具有预定程度的质量的质量块30也连接到所述曲轴11，从而起到满足预定程度的转动惯量以防止曲轴振动的作用。
4.近期，通过在这种曲轴11上安装发电机(generator)来提高能量效率的研究正在进行。
5.(专利文献1)kr10
‑
2014
‑
0024077a(2014.02.28)


技术实现要素：

6.技术课题
7.本发明的一个目的在于提供一种具有增加空间利用率和改进能量效率的船舶用发电机。
8.此外，另一个目的在于，提高将发电机安装在船舶时的安装工作效率和便利性。
9.课题解决手段
10.本发明涉及船舶用发电机。
11.根据本发明的船舶用发电机连接到用于容纳设置有曲轴(crankshaft)的发动机的发动机舱，所述船舶用发电机可以包括：可拆卸式防振单元，连接到所述曲轴，并且具有预定程度的质量以减少所述发动机的振动；转子单元，连接到所述可拆卸式防振单元，并且由所述可拆卸式防振单元支撑；定子单元，固定到所述发动机舱以面对所述转子单元；冷却单元，连接到所述定子单元；以及至少一个励磁机，连接到所述曲轴和所述定子单元。
12.此外，所述可拆卸式防振单元可以包括：支撑件，一端连接到曲轴，另一端沿所述曲轴的径向延伸，所述转子单元可以包括：转子，连接到所述支撑件，从而与所述曲轴的外圆周间隔开。
13.此外，所述可拆卸式防振单元可以包括：支撑件，所述支撑件的一个表面与所述转子接触；以及防振构件，联接或分离地设置在与所述支撑件的一个表面相对的表面，并且具有预定程度的质量。
14.此外，所述可拆卸式防振单元还可以包括支架支撑件，联接到所述支撑件的所述一个表面，并且所述支架支撑件的端部在所述曲轴的长度方向上折弯并延伸，所述转子单元可以包括所述转子，固定到所述支架支撑件以与所述曲轴平行地设置。
15.此外，所述防振构件可以包括第一防振构件，联接或分离地设置在所述支撑件的
一个表面，并且具有预定程度的质量；以及第二防振构件，联接或分离地设置在所述第一防振构件上，并且具有预定程度的质量。
16.此外，所述可拆卸式防振单元可以包括：支撑件，在与所述防振构件联接的一个表面上设置有螺纹槽；所述第一防振构件和第二防振构件，分别设置有与所述螺纹槽对应的锁紧孔；以及锁紧构件，端部穿过所述锁紧孔并插入到所述螺纹槽中。
17.此外，所述转子可以通过螺栓固定到所述支架支撑件的延伸部。
18.此外，所述定子单元可以包括：第一框架，连接到发动机舱；第二框架，连接到所述第一框架并连接有定子；第三框架，一侧连接到所述第二框架，并且所述第三框架的端部在所述曲轴的外圆周方向上延伸；以及第四框架，连接到所述第三框架的所述端部。
19.此外，所述励磁机可以包括：励磁机转子，连接到所述曲轴；以及励磁机定子，连接到所述第四框架以面对所述励磁机转子，其中，所述励磁机转子和所述励磁机定子的至少一部分可以存在于所述转子的外圆周的延长线内。
20.此外，所述冷却单元可以包括：冷却壳体，连接到所述第二框架；冷却器，设置在所述冷却壳体的内部；气泵，连接到所述气泵、第四框架以及所述曲轴。
21.此外，所述冷却单元还可以包括：导风构件，连接到所述第三框架，并且所述导风构件的端部折弯并延伸以面对转子。
22.此外，所述冷却单元可以包括：第一冷却风扇，连接到所述支架支撑件的端部，并且所述第一冷却风扇的端部朝向所述曲轴的外圆周延伸。
23.此外，所述励磁机转子可以通过联接构件连接到所述曲轴，所述冷却单元可以包括第二冷却风扇，连接到所述联接构件，并且所述第二冷却风扇的端部朝向所述转子的外圆周延伸。
24.此外，所述可拆卸式防振单元还可以包括第一密封构件，设置在所述支撑件和所述防振构件中的至少一个上并且沿所述定子单元的方向延伸。
25.此外，所述定子单元还可以包括第二密封构件，设置在所述第一框架和所述第二框架的至少一个上，并且沿所述曲轴的方向延伸。
26.此外，所述风道和所述导风构件可以是非磁性材料。
27.此外，所述第一密封构件可以是非磁性材料。
28.此外，所述第二密封构件可以是非磁性材料。
29.另一方面，根据本发明另一实施例的船舶用发电机连接到用于容纳设置有曲轴(crankshaft)的发动机的发动机舱，所述船舶用发电机可以包括：可拆卸式防振单元，连接到所述曲轴，并且具有预定程度的质量以减少所述发动机的振动；转子单元，连接到所述可拆卸式防振单元，并且由所述可拆卸式防振单元支撑；定子单元，固定到所述发动机舱以面对所述转子单元；冷却单元，连接到所述定子单元；以及导流单元，连接到所述曲轴和所述定子单元。
30.此外，所述定子单元可以包括：第一框架，连接到发动机舱；第二框架，连接到所述第一框架和定子；以及第三框架，一侧连接到所述第二框架，并且所述第三框架的端部在所述曲轴的外圆周方向上延伸，所述导流单元可以连接到所述曲轴和所述第三框架。
31.此外，所述导流单元可以包括：第一导流框架，连接到所述第三框架，并且倾斜地设置；以及第二导流框架，连接到所述曲轴，并且沿所述第一导流框架的方向延伸，所述第
二导流框架的端部与所述第一导流框架间隔开。
32.此外，所述可拆卸式防振单元可以包括：支撑件，一端连接到所述曲轴，另一端沿所述曲轴的径向延伸，所述转子单元可以包括：转子，连接到所述支撑件，从而与所述曲轴的外圆周间隔开，所述定子单元可以包括：定子，连接到所述第二框架，从而面向所述转子。
33.此外，所述发动机舱可以包括机舱盖；所述定子可以包括第一框架，联接到所述发动机舱的所述机舱盖；所述机舱盖与所述第一框架之间可以设置有非磁性材料的第一连接垫。
34.此外，所述支撑件与所述曲轴之间可以设置有非磁性材料的第二连接垫。
35.发明效果
36.根据本发明，可以提高船舶的空间利用率，并且提高能源效率。
37.此外，可以提高将发电机安装在船舶上的操作效率和便利性。
附图说明
38.图1示出了传统的连接到曲轴的螺旋桨。
39.图2示意性地示出了根据本发明的船舶用发电机。
40.图3示意性地示出了根据本发明另一实施例的船舶用发电机。
41.图4示意性地示出了根据本发明另一实施例的船舶用发电机。
42.图5示意性地示出了根据本发明另一实施例的船舶用发电机。
43.图6示意性地示出了根据本发明另一实施例的船舶用发电机。
具体实施方式
44.为便于理解本发明实施例的描述，附图中以相同的附图标记表示的元件为相同元件，在每个实施例中执行相同功能的元件之中的相关元件由相同或延伸数字的附图标记来表示。
45.此外，为了阐明本发明的要旨，将省略对现有技术中公知的元件和技术的描述，下面将参照附图详细描述本发明。
46.然而，本发明的精神不限于所呈现的实施例，本领域技术人员可以通过添加、改变或去除特定元件的其它形式提出，但这也包括在与本发明相同的精神范围内。
47.另外，以下将要描述的船舶用发电机可以作为安装有发动机的发电机(engine mounted generator，emg)应用于船舶。
48.图2示出了根据本发明的船舶用发电机100，船舶用发电机100的配置可以具有基于图2的中心线cl上下对称的结构。另外，船舶的螺旋桨200可以连接到图2所示的曲轴52以向船舶提供动力。
49.如上图2所示，根据本发明的船舶用发电机100可以连接到用于容纳设置有曲轴(crankshaft)52的发动机(未示出)的发动机舱50，并且，所述船舶用发电机100在与所述螺旋桨200相对的方向上连接到发动机舱50。
50.在本发明的一实施例中，船舶用发电机连接到所述发动机舱50的所述曲轴52，并且包括：可拆卸式防振单元110，具有预定程度的质量以减少所述发动机(未示出)特别是曲轴52的振动；转子单元120，连接到所述可拆卸式防振单元110，并且由所述可拆卸式防振单
元110支撑；定子单元130，固定到所述发动机舱以面对所述转子单元120；冷却单元140，连接到所述定子单元；以及至少一个励磁机150，连接到所述曲轴52和所述定子单元。
51.此时，所述可拆卸式防振单元110支撑所述转子单元120，使得所述转子单元120能够旋转。为了使所述转子单元120能够旋转，所述可拆卸式防振单元110可以使用轴承(未示出)等部件，但其具体方法不限于本发明。
52.所述可拆卸式防振单元110可以包括支撑件111，所述支撑件111的一端连接到所述曲轴52，另一端沿所述曲轴52的径向延伸，所述转子单元120可以包括转子121，所述转子121连接到所述支撑件111，从而与所述曲轴52的外圆周间隔开。
53.通过这样的构造，转子121被可旋转地支撑，同时，能够与曲轴52联动旋转。据此，通过使转子121与曲轴52联动，可以提高船舶的能源效率。
54.这种转子121可以连接到支撑件111的一个表面。另外，为了将所述转子121连接到所述支撑件，所述可拆卸式防振单元110还可以包括支架支撑件113。
55.支架支撑件113可以联接到所述支撑件111的所述一个表面，并且所述支架支撑件113的端部可以形成为在所述曲轴52的长度方向上折弯并延伸。
56.另外，所述转子121可以通过螺栓b1固定到所述曲轴52的折弯的延伸单元113a，因此，所述转子121可以与所述曲轴52平行地设置。
57.所述支架支撑件113也可以通过诸如螺栓(未示出)的联接构件联接到所述支撑件111。然而，该方法不限于本发明。
58.根据如上所述的本发明，可以有效地设定发电机100内部的相关部件的布置关系，最终可以通过减小发电机的尺寸来提高空间利用率。
59.不仅如此，还可以提高曲轴52与转子121的联接或分离操作的便利性，从而缩短工作时间。
60.另一方面，所述支撑件111上设置有防振构件112，具体地，所述防振构件112设置在与联接所述支架支撑件113的所述支撑件111的一个表面相对的表面上，并且，所述防振构件112被设置为可以与所述支撑件111联接或分离。
61.所述防振构件112是具有预定质量的质量物品，当满足预定程度的惯性矩旋转曲轴52时，可以起到防止连接到所述曲轴52的发动机(未示出)的扭转振动的作用。
62.所述防振构件112的质量值可以根据船舶的规模、曲轴52以及螺旋桨的规格等适当地选择并适用。
63.如上所述，当防振构件112安装到支撑件111上时，可增加发电机内部的空间利用率，并且可以通过防止曲轴52的振动来提高发电机的能源效率。
64.在本发明的一实施例中，如图3所示，所述防振构件112可联接或分离地设置在所述支撑件111的一个表面，并且可以包括具有预定程度的质量的第一防振构件112a，以及可联接或分离地设置在所述第一防振构件112a且具有预定程度的质量的第二防振构件112b。
65.第一防振构件112a和第二防振构件112b被设置为具有不同的质量，从而可以有效地提供适合曲轴52或发动机(未示出)的规格的水平的惯性矩。
66.此外，在本发明的一实施例中，所述可拆卸式防振单元110可以包括：所述支撑件111，所述支撑件111在与所述防振构件112联接的一个表面上具有螺纹槽114；所述第一防振构件和所述第二防振构件，分别具有对应于所述螺纹槽的锁紧孔115；以及锁紧构件116，
所述锁紧构件116的端部穿过所述锁紧孔并插入到所述螺纹槽中。
67.此外，在本发明的另一实施例中，所述可拆卸式防振单元110还可以包括第一密封构件117，所述第一密封构件117设置在所述支撑件111和所述防振构件112中的至少一个上，并且沿所述定子单元130的方向延伸。
68.第一密封构件117的端部沿曲轴52的径向延伸并朝向所述定子单元130，所述第一密封构件117可以阻挡可能从发动机舱50流入的润滑油。
69.另一方面，如图2和图3所示，所述定子单元130可以包括：第一框架131，通过螺栓(图2中的b2)联接到所述发动机舱50的机舱盖51；第二框架132，连接到所述第一框架131并连接有与所述转子121面对的定子135；第三框架133，一侧连接到所述第二框架132，并且所述第三框架133的端部在所述曲轴52的外圆周方向上延伸；以及第四框架134，连接到所述第三框架的所述端部。
70.此外，在一实施例中，所述定子单元130可以进一步包括第二密封构件136，设置在所述第一框架131和所述第二框架132中的至少一个上，并且沿所述曲轴52的方向延伸。
71.所述第二密封构件136的端部在曲轴52的外圆周方向上延伸且与所述第一密封构件117接合，然而以预定间隙与所述第一密封构件117接合，从而可以设置为在所述第一密封构件117由曲轴52的旋转而旋转时不受到干涉。
72.根据如上所述的第一密封构件117和第二密封构件136可以更有效地阻挡可能从发动机舱50流入的润滑油和异物等，从而有助于提高发电机的耐久性。
73.另一方面，所述励磁机150可以包括：励磁机转子151，连接到所述曲轴52，以与发动机相同的速度旋转；以及励磁机定子152，连接到所述第四框架134，以间隔预定间隙地面对所述励磁机转子，其中，所述励磁机转子和所述励磁机定子的至少一部分可以存在于向所述转子121的外圆周的中心线cl方向延伸的延长线内。
74.根据如上所述的定子单元130和励磁机150的结构，可以直接将船舶用发电机100联接到机舱盖51，并且通过将励磁机150安装在船舶用发电机100的内部，可以减小发动机舱50本身和船舶用发电机本身的尺寸和规格，从而可以提高船舶的空间利用率。
75.另一方面，在本发明中，如图4所示，还可以包括冷却单元140，所述冷却单元140包括：冷却壳体141，连接到所述第二框架；冷却器142，设置在所述冷却壳体的内部；气泵143，固定到所述冷却壳体的外部；以及风道144，连接到所述气泵、第四框架以及所述曲轴52，并且在所述风道144的内部包括冷却流路144a。
76.所述冷却单元140通过冷却船舶用发电机100来提高能源效率。
77.此时，所述冷却单元可以包括：导风构件145，连接到所述第三框架，并且所述导风构件145的端部折弯并延伸以面对转子121；以及第一冷却风扇146，连接到所述支架支撑件113的端部，并且所述第一冷却风扇146的端部朝向所述曲轴52的外圆周延伸。
78.据此，可以在船舶用发电机100的内部通过转子121的旋转产生冷却流量。
79.此外，通过将冷却器142、气泵143、以及风道144设置在船舶用发电机100的靠近外部的部分，即通过设置在尽可能靠近曲轴52的顶部，可以实现更容易地维护冷却单元140的效果，其中，所述气泵143固定在所述冷却壳体地外部，所述风道144与所述气泵、第四框架以及所述曲轴52连接。
80.此外，所述导风构件145起到将冷却流量集中到转子121侧的作用，从而起到提高
转子121的冷却效率的作用。
81.另一方面，如上所述，励磁机150可以包括励磁机转子151和励磁机定子152，所述励磁机转子151可以通过联接构件153连接到所述曲轴52。另外，所述联接构件153可以连接到所述曲轴52，所述励磁机定子152可以设置为面对所述励磁机转子151且彼此之间具有预定间隔。
82.另外，所述励磁机转子151和所述励磁机定子152的至少一部分在垂直于所述转子单元120和中心线cl的方向上位于同一条线上，从而提高船舶用发电机100的空间效率。
83.另一方面，所述冷却单元可以包括第二冷却风扇147，连接到所述联接构件153，并且所述第二冷却风扇147的端部朝向所述转子的外圆周延伸。根据如上所述的第一冷却风扇146和第二冷却风扇147的相互作用，可以通过增加朝向转子121的冷却流体的流量来提高船舶用发电机100的冷却效率，并且径流转子121的冷却流体通过风道144a通畅地循环，可以有效地进行冷却流体的热交换。
84.根据本发明的一实施例，所述风道144和所述导风构件145可以是非磁性材料。
85.根据本发明的一实施例，所述风道144和所述导风构件145可以由包括橡胶的材料制成。然而，本发明不限于此，所述风道144和所述导风构件145的材料可以在非磁性材料的范围内由本领域技术人员适当地选择和适用。
86.如果所述风道144和所述导风构件145由非磁性材料构成，可以防止穿过定子135和转子121的磁束以及穿过励磁机定子152和励磁机转子151的磁束的部分成分穿过所述定子单元130的现象。
87.具体地，如果所述风道144和所述导风构件145由非磁性材料构成，可以防止穿过所述定子135和所述转子121的磁束以及穿过励磁机定子152和励磁机转子151的磁束的部分成分穿过所述定子单元130的第一框架131、第二框架132、第三框架133和第四框架134而使发动机(未示出)被电腐蚀或电解腐蚀的现象。
88.此外，如果所述风道144和所述导风构件145由非磁性材料构成，可以防止穿过所述定子135和所述转子121的磁束以及穿过励磁机定子152和励磁机转子151的磁束的部分成分穿过所述第一密封构件117、所述第二密封构件136以及所述联接构件153而使发动机(未示出)被电腐蚀或电解腐蚀的现象，从而最终可以防止整个推进系统故障的现象。
89.另一方面，如图5所示，根据本发明的另一实施例的船舶用发电机100连接到用于容纳设置有曲轴(crankshaft)52的发动机(未示出)的发动机舱50，并且所述船舶用发电机100可以包括：可拆卸式防振单元110，连接到所述曲轴52，并且具有预定程度的质量以减少所述发动机的振动；转子单元120，连接到所述可拆卸式防振单元110，并且由所述可拆卸式防振单元110支撑；定子单元130，固定到所述发动机舱50以面对所述转子单元；冷却单元140，连接到所述定子单元；以及导流单元160，连接到所述曲轴52和所述定子单元130。
90.所述定子单元130可以包括：第一框架131，联接到发动机舱50；第二框架132，连接到所述第一框架131并且连接有定子135；以及第三框架133，一侧连接到所述第二框架132，并且所述第三框架133的端部在所述曲轴的外圆周方向上延伸。
91.另外，所述导流单元160可以连接到所述曲轴52和所述第三框架133以引导船舶用发电机100内部的空气流动。
92.在本发明的一实施例中，所述导流单元160可以包括：第一导流框架161，连接到所
述第三框架133，并且倾斜地设置；以及第二导流框架162，连接到所述曲轴52并沿所述第一导流框架161的方向延伸，所述第二导流框架162的端部与所述第一导流框架161间隔开。
93.通过如上所述的导流单元160，可以通过从船舶用发电机100中去除励磁机150来实现船舶用发电机100的轻量化。
94.此外，因为可以简化船舶用发电机100的结构，所以可以最小化船舶用发电机100发生故障的可能性。
95.因此，可以提高船舶用发电机100的可靠性。
96.此外，通过如上所述的导流单元160，可以优化船舶用发电机100内部的空气流动，从而提高船舶用发电机100的冷却效率。
97.另一方面，如图6所示，根据本发明的另一实施例的船舶用发电机100的所述可拆卸式防振单元110可以包括支撑件111，所述支撑件111的一端连接到所述曲轴52，另一端沿所述曲轴52的径向延伸。
98.所述转子121可以连接到所述支撑件111的一个表面。
99.所述支撑件111的一个表面上设置有防振构件112，并且所述支撑件111的另一个表面上设置有支架支撑件113。
100.所述防振构件112被设置为可以与所述支撑件111联接或分离。所述防振构件112是具有预定质量的质量物品，当满足预定程度的惯性矩旋转曲轴52时，可以起到防止连接到所述曲轴52的发动机(未示出)的扭转振动的作用。
101.所述转子单元120可以包括转子121，所述转子121连接到所述支撑件111，从而与所述曲轴52的外圆周间隔开。
102.所述定子单元130可以包括所述定子135，所述定子135连接到所述第二框架132，从而面对所述转子121。
103.另外，所述发动机舱50可以包括在其内部具有容纳空间的机舱盖51，并且所述曲轴52可以容纳在所述机舱盖51的内部。
104.在本发明的一实施例中，所述定子单元130可以包括第一框架131，所述第一框架131联接到所述发动机舱的所述机舱盖51。
105.在这种情况下，所述机舱盖51与所述第一框架131之间可以设置有非磁性材料的第一连接垫171。
106.据此，所述机舱盖51、所述第一连接垫171以及所述第一框架131通过穿过它们的螺栓b2被联接。
107.此外，在一实施例中，所述支撑件111与所述曲轴52之间可以设置有非磁性材料的第二连接垫172。
108.联接所述支撑件111、所述第二连接垫172以及所述曲轴52的方法不必受到本发明的限制，并且可以通过诸如螺栓等的联接单元适当地联接所述支撑件111、所述第二连接垫172以及所述曲轴52。
109.通过所述第一连接垫171和所述第二连接垫172，可以防止磁束的成分使发动机(未示出)被电腐蚀或电解腐蚀的现象。
110.尽管以上描述的内容已经详细描述了本发明的一实施例，但是本发明的权利范围不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离权利要求书中记载的本发明
的技术精神的范围内，可以进行各种修改和变型。
111.附图标记说明
112.50：发动机舱
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100：船舶用发电机
113.110：可拆卸式防振单元
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111：支撑件
114.112：防振构件
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113：支架支撑件
115.114：螺纹槽
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115：锁紧孔
116.116：锁紧构件
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117：第一密封构件
117.120：转子单元
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121：转子
118.130：定子单元
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131：第一框架
119.132：第二框架
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133：第三框架
120.134：第四框架
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135：定子
121.136：第二密封构件
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140：冷却单元
122.141：冷却壳体
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142：冷却器
123.143：气泵
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144：风道
124.145：导风构件
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146：第一冷却风扇
125.147：第二冷却风扇
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150：励磁机
126.151：励磁机转子
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152：励磁机定子
127.153：联接构件
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160：导流单元
128.161：第一导流框架
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162：第二导流框架
129.171：第一连接垫
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172：第二连接垫