动力系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种动力系统。动力系统外壳包括容纳动力源的壳体。所述动力系统外壳还包括外壳入口，该外壳入口连接到壳体，以使吸入流体进入壳体。将外壳排气装置连接到所述壳体以导流来自壳体的流体。此外，安全风门设置在外壳排气装置中。安全风门的至少一部分构造成当壳体内的压力超过预定的阈值时打开。该实用新型提供了缓冲器，以较长时间地将动力系统中的废气保持较高浓度，由于可以逐渐释放废气，这种缓冲器进一步增强了动力系统的安全性。
【专利说明】动力系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力系统外壳，尤其涉及一种用于动力系统外壳的通风系统。
【背景技术】
[0002]一种常规动力系统包括外壳，该外壳用于容纳动力源，如发动机。动力源系统还包括通风系统，以便给在动力源操作过程中产生的废气通风。这种通风系统通常包括各种组件，比如管道、通风口、风扇、传感器、风门等。此外，动力源系统设有灭火系统，以适应外壳内的火灾紧急情况。通风系统可以有选择地防止灭火过程中产生的气体排出外壳。
[0003]美国专利公开N0.2006080971公开了一种外壳，其包括在电动力生成系统中用于空气管理、声衰减和灭火的元件。由导管、风扇、密封件和护栏墙来提供空气管理。此外，通过建立远离火花产生设备的气流，可能泄漏的任何燃料将不会积聚在火花产生设备附近，并因此减小了着火和爆炸的风险。在外壳的管道、墙壁、地板和天花板中有目的设计有声音抑制，以达到可接受的噪声水平。火警检测器、灭火系统和节风门允许快速控制壳体内的火。顶板密封系统在组装和维修过程中提供进入外壳的通路，同时在运输和操作过程中实现防水和噪音密封。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在提供一种用于动力系统外壳的通风系统。在本实用新型的一个方面，描述了一种动力系统外壳。该动力系统外壳包括容纳动力源的壳体。该动力系统外壳还包括外壳入口，其连接到壳体，以使吸入流体进入壳体；外壳排气装置，其连接到壳体，以导流来自壳体的流体；和安全风门，其设置在外壳排气装置中。安全风门的至少一部分构造为在壳体内的压力超过预定的阈值时打开。
[0005]在本实用新型的另一个方面，描述了一种动力系统。该动力源系统包括动力源和动力系统外壳。动力系统外壳包括壳体，其将所述动力源容纳在其中；外壳入口，其连接到所述壳体，以使吸入流体进入壳体；外壳排气装置，其连接到所述壳体，以导流来自所述壳体的流体；安全风门，其设置在所述外壳排气装置中，其中所述安全风门构造为限制壳体内的压力。
[0006]所述安全风门包括:第一部分和第二部分，其中所述第一部分枢转地连接到所述第二部分；并且其中所述第一部分构造为当所述壳体内的压力超过所述预定的阈值时独立于所述第二部分打开。
[0007]所述第二部分构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述第二部分构造为在事故模式期间关闭。
[0008]所述安全风门设置为由弹簧力关闭，在所述壳体内的压力足以克服所述弹簧力时使得所述安全风门开启。
[0009]所述安全风门设置为由其自身重力关闭，在所述壳体内的压力足以克服所述自身重力时使得所述安全风门开启。
[0010]还包括排气风门，其设置在所述外壳排气装置中，其中所述排气风门构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述排气风门构造为在事故模式期间关闭。
[0011 ] 还包括以下中的至少一个:入口风扇，其构造为通过所述外壳入口选择性地产生所述吸入流体的流动；和出口风扇，其构造为通过所述外壳排出装置选择性地产生流体的流动。
[0012]在本实用新型的又一方面，描述了一种动力系统，该动力系统包括动力源和动力源外壳。动力系统外壳包括壳体，其将所述动力源容纳在其中；外壳入口，其连接到所述壳体，以使吸入流体进入壳体；外壳排气装置，其连接到所述壳体，以导流来自所述壳体的流体；和排气风门，其设置在外壳排出装置中，所述排气风门构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述排气风门构造为在事故模式期间关闭。动力系统外壳还包括安全风门，其设置在外壳排气装置中，其中排气风门的至少一部分构造为在壳体内的压力超过预定的阈值时打开。
[0013]所述安全风门包括:第一部分和第二部分，其中所述第一部分枢转地连接到所述第二部分；并且其中所述第一部分构造为在所述壳体内的压力超过所述预定的阈值时独立于所述第二部分打开。
[0014]所述第二部分构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述第二部分构造为在事故模式期间关闭。
[0015]本实用新型的上述技术方案提供的缓冲器以较长时间地将动力系统中的废气保持较高浓度。由于可以逐渐释放废气，这种缓冲器进一步增强了动力系统的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本实用新型的其它特征和方面根据以下说明书和附图将显而易见。
[0017]图1是根据本实用新型的一个实施例的动力系统的分解透视图；
[0018]图2是根据一个实施方案的图1的动力系统在正常运行模式期间的正面示意图；以及
[0019]图3是图2的动力系统在事故模式期间的示意图。
[0020]图4A、图4B和图4C示出了图2的动力系统的出口风门组件在事故模式期间的正面示意图。
[0021]图5是根据另一实施方案的图1的动力系统在正常工作模式期间的正面示意图；
[0022]图6示出了图5的动力系统在事故模式期间的正面示意图；以及
[0023]图7A、图7B和图7C示出了图5的动力系统的出口风门组件在事故模式期间的正面示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型涉及一种动力系统100。图1示出了动力系统的分解透视图，在该图中可实现所公开的实施例。在一个实施例中，动力系统100可以是固定的。在可选实施例中，动力系统100可以是移动的，例如，一种装在拖车上的移动的电动力产生系统。动力系统100包括动力源102和动力系统外壳104。动力源102可以是任何类型的发动机。在一个实施例中，动力源102可以是一台燃气涡轮发动机，该发动机可以驱动用于动力生成的发生器或其它机械组件，例如压缩机。在其它实施例中，动力源102可以是往复式发动机，如柴油发动机或燃气发动机。
[0025]动力系统外壳104包括容纳动力源102的壳体106。壳体106的尺寸和形状设置成可容纳动力源102。壳体106还可容纳由动力源102驱动的设备。如图1所示，壳体106可以是立方形的。在其它实施例中，壳体106可具有任何其它的形状，例如圆柱形、球形等等。本领域的普通技术人员应当理解，本文公开的壳体106的形状实质上是示例性的，并不限制本实用新型的范围。
[0026]在一个实施例中，动力系统外壳104包括连接到壳体106的动力源空气系统108。动力源空气系统108包括入口 110和排气装置(未图示)。入口 110可提供大气压空气到动力源102用于燃料的燃烧。排气装置可以排出来自动力源102经过燃料燃烧之后的废气。在一个实施例中，排气装置可以设置在动力源空气系统108中，使得来自动力源102的废气经由动力源空气系统108导出。因此，废气可以与壳体106内部的流体保持隔离。在可选实施例中，废气可以与壳体106内部的流体混合。
[0027]在一个实施例中，如图1所示，入口 110示出为连接在壳体106的顶部114。然而，在可选实施例中，入口 110可以定位并连接到壳体106的任何其它适当部分，例如在壳体106的任何一个侧面116上。
[0028]如图1所示，动力系统外壳104包括通风系统118。该通风系统118包括外壳入口120和外壳排气装置122。外壳入口 120和外壳排气装置122可以设置在壳体106的外部。外壳入口 120连接到壳体106，以能够吸入流体进入壳体106 (如具有箭头的虚线A所示)。在一实施例中，吸入流体可以是空气。如图1所示，外壳入口 120可以连接在壳体106的第一端124的附近。
[0029]在一个实施方案中，外壳入口 120可以包括入口风扇202 (如图2所示)以及一个或多个入口风门113 (如图2所示)。入口风扇202可以提供抽吸力到进入外壳入口 120的吸入流体。或者，入口流体可通过自然对流进入。入口风门113设置在入口管115中。吸入流体通过被动吸入或者通过自然对流进入外壳入口 120，进入通过入口风门113并围绕壳体106内的动力源102流动。吸入流体可以吸收从动力源102辐射的热量，并冷却壳体106，同时也扩散存在于壳体106中的任何气态组分。在使用入口风扇202的情况下，入口风扇202可提高通过外壳入口 120和壳体106的吸入流体的流速。从而，吸入流体的提高的流速可有助于从动力源102吸收更多的热，并冷却壳体106，同时扩散在壳体106中存在的任何气态组分。在可选实施例中(未示出)，外壳入口 120可由动力源102提供所需空气用于燃料的燃烧，从而不需要动力源空气系统108。
[0030]外壳排气装置122包括排气管126和出口风门组件119 (如图2所示)。排气管126连接到壳体106以将来自壳体106的废气导流至出口风门组件119。如图1所示，排气管126可以连接在壳体106的第二端128附近。
[0031]在一个实施方案中，外壳排气装置122进一步可包括出口风扇204 (图2中示出)，所述出口风扇204构造为将废气从壳体106中吹出。如在设置在外壳入口 120处的入口风扇202的情况下，位于外壳排气装置122处的出口风扇204还可促进废气的强制对流。因此，位于外壳排气装置122处的出口风扇204可以使外壳排气装置122能够经由排气管126将废气(如具有箭头的虚线B所示)引入大气。在多个可选实施例(未示出)中，可以提供入口风扇202和出口风扇204之一。
[0032]如图1所示，外壳入口 120与外壳排气装置122可定位在壳体106的顶部114上。在另一实施例中(未示出)，外壳入口 120与外壳排气装置122可定位在壳体106的侧面116。典型地，定位外壳入口 120和外壳排气装置122可以基于壳体106中的气体的流动方式，同时也考虑到气体的密度。
[0033]如图1所示，动力系统100还包括灭火系统130。该灭火系统130在火灾紧急情况期间在动力系统100内是可操作的。
[0034]图2示出了动力系统100的动力系统外壳104在正常工作模式期间的正面示意图。在一个实施例中，正常运行模式可相当于动力系统100的正常工作。
[0035]如图2所示，通风系统118包括外壳入口 120。外壳入口 120设置在壳体106外面。外壳入口 120连接到壳体106，以能够吸入流体进入壳体106 (如具有箭头的虚线A所示)。外壳入口 120还包括入口风扇202。入口风扇202选择性地构造为产生吸入流体通过外壳入口 120的流动。在一个实施例中，吸入流体是空气。外壳入口 120还包括入口风门113。入口风门113围绕轴线I枢转地设置在入口管115中。另外，入口风门113构造为在正常操作模式期间打开。入口风门113可以电气地、机械地、液压地和/或气动地进行操作。
[0036]图2进一步不出了灭火系统130。灭火系统130包括灭火材料外壳132。灭火材料外壳132可包括干化学品、泡沫剂、水、湿化学品和水添加剂、清洁试剂、二氧化碳、气雾剂等作为灭火剂。灭火材料外壳132进一步连接到导管134。导管134构造为将灭火剂从灭火材料外壳132传输到动力系统外壳104的内部。导管134进一步连接到一个或多个喷嘴136，它们设置在动力系统外壳104里面。喷嘴136构造为如果发生火灾在动力系统外壳104里面喷洒灭火剂。图2的通风系统118还包括外壳排气装置122。外壳排气装置122设置在壳体106外面。外壳排气装置122连接到壳体106以导流来自壳体的废气(如具有箭头的虚线B所示)。外壳排气装置还包括出口风扇204。出口风扇204选择性地构造为将废气流至外壳排气装置122形成气流。外壳排气装置122进一步包括出口风门组件119。出口风门组件119包括一个或多个排气风门206，以及安全风门208。排气风门206与安全风门208围绕轴线E枢转地设置在排气管126中。如图2所示，排气风门206构造为在正常运行模式期间打开。此外，安全风门208可以构造为在正常运行模式期间保持至少部分打开。在可选实施例中，安全风门208在正常运行模式期间可以打开，如将在下文中参考图5描述的那样。排气风门206可以电气地、电子地、机械地、液压地、和/或气动地操作。在一个实施方式中，安全风门208构造为针对压力而操作。此外，安全风门208设有弹簧元件210和弹簧偏压元件212。在可选实施例中(未示出)，将安全风门208的重量可用于致动安全风门208，并且弹簧元件210和弹簧偏压元件212可以不存在。弹簧偏压元件212可以支持弹簧元件210，使得弹簧元件210通常朝向关闭位置偏压安全风门208。然而，壳体106内的压力可以作用于弹簧偏压，并保持安全风门208至少部分打开，如图2所示。可由入口风扇202和/或出口风扇204产生壳体106内的压力。在一个实施例中，弹簧元件210可以是机械弹簧，例如螺旋弹簧、扭簧等。如图2所示，入口风门113、排气风门206和安全风门208的打开位置纯粹是示例性的，而入口风门113和排气风门206可以枢转至对应于多个打开位置的多个角度方向。
[0037]图3示出了动力系统100的动力系统外壳104在事故模式期间的正面示意性。事故模式可相当于动力系统100中发生火灾危险的情况。火灾危险可由于电气故障(像动力系统外壳104内部的短路)，火可由于来自动力源102的油或燃料泄漏，壳体106温度上的升高可由于某些电气或机械故障等。
[0038]在事故模式期间，动力源102、入口风扇202和出口风扇204可被关断。另外，入口风门113和排气风门206构造为在事故模式期间关闭。当入口风扇202和出口 204被关断时，壳体106内的压力可降低。从而，安全风门208可由于弹簧偏压而关闭。动力源102、入口风扇202和出口风扇204的关断以及入口风门113和排气风门206的关闭可以通过紧急状况系统(未示出)进行控制。紧急状况情况系统可包括一个或多个烟雾探测器、温度探测器、火探测器等等，它们可构造为启动动力源102、入口风扇202和出口风扇204的关断以及入口风门113和排气风门206的关闭。
[0039]图3进一步示出了在事故模式期间通过灭火系统130对火灾危险的抑制。在操作中，灭火系统130将灭火剂从灭火材料外壳132传输通过导管134。灭火剂经由导管134到达喷嘴136，并且喷射在动力系统100内。图3进一步示出了在动力系统100中的火已被扑灭之后在壳体106里面废气的聚集(通过具有箭头的虚线C示出)。在事故模式中，废气可以包括灭火剂以及来自火灾危险和/或动力源102的任何残留的气体。在一个实施例中，废气可以包括用作为灭火剂的二氧化碳。
[0040]图4A示出了在事故模式期间通风系统118用于从动力系统100排放废气的操作。如前所述，在事故模式期间，动力源102、入口风扇202、出口风扇204、入口风门113、排气门206关闭，并且灭火系统130进行操作以灭火。由于火在壳体106中被熄灭并且废气在积累，壳体106内的废气压力开始增加。废气上升并进一步到达出口风门组件119。在操作中，安全风门208构造为当壳体106内的废气压力超过预定的阈值时打开。该预定的阈值可以是安全压力极限，超过该极限动力系统壳体104的各种部件可能损坏。在一个实施例中，预定的阈值大致等于所需的转动力矩，以将安全风门208绕轴线E旋转到打开位置，克服弹簧元件210的偏压，如图4B所示。
[0041]图4B示出了处于打开位置的风门208的正面示意图。当排气压力超过预定的阈值时，安全风门208旋转到打开位置，从而使废气能够排出(用具有箭头的虚线C示出)。此夕卜，由于安全风门208旋转到了打开位置时，因此弹簧元件210也可以受到压缩抵靠弹簧偏置元件212。从而，弹簧元件210产生弹性压缩力。
[0042]图4C示出了安全风门208在关闭位置期间的正面h示意图。如前面所描述的，随着将安全风门208打开到打开位置以排放废气，弹簧元件210产生弹性压缩力。当废气被排出壳体106，壳体106内的废气压力下降。此外，由于壳体106内部的废气压力下降到预定的阈值以下，则弹簧元件210的弹性压缩力将安全风门208致动到关闭位置。在其它实施例(未示出)中，弹簧元件210的弹性压缩力的重量可以由安全风门208替换。
[0043]图5示出了根据本实用新型的另一实施例的动力系统100的动力系统外壳104在正常工作模式期间的正面示意图。如图5所示，通风系统118包括外壳入口 120。外壳入口120设置在壳体106之外。图5的通风系统118还包括外壳排气装置122。外壳排气装置122被设置在壳体106之外。外壳排气装置122包括出口风门组件504。另外，出口风门组件504包括多个排气风门506和多个安全风门508。在排气管126中围绕轴线E枢转地设置排气风门506。
[0044]安全风门508的每个包括第一部分510和第二部分512。该安全风门508在正常操作模式期间处于打开位置。第一部分510可围绕轴线E枢转地连接到第二部分512。第二部分512也可围绕轴线E枢转。第二部分512包括多个支承元件514 (图7A中所示)，第一部分510置于所述的多个支承元件514上。支撑元件514确保第一部分510与第二部分512 —起沿着第一旋转方向D1旋转到关闭位置(如图6所示)。如图5所示，所述第一方向D1是围绕轴线E的顺时针方向。然而，在可选实施例(未示出)中，第一方向D1可以是逆时针方向。排气风门506和安全风门508构造为在正常运行模式期间打开。排气风门506和安全风门508的第二部分512可电气地、电子地、机械地、液压地和/或气动地进行操作。在其它实施例(未示出)中，第一部分510可设置有稳定元件，例如弹簧等，以减少第一部分510的振动。
[0045]图6示出了涉及事故模式的动力系统100的动力系统外壳104的正面示意图。事故模式可对应于火灾危险在动力系统100中发生的时候。
[0046]图6示出了关闭动力源102，入口风扇202、出口风扇204、入口风门113和出口风门组件504构造为以与参考图4所说明的方式类似的方式在事故模式期间关闭。安全风门508中的每一个的第一部分510和第二部分512 —起旋转至关闭位置。图6进一步示出了以与参考图4所说明的方式类似的方式在事故模式期间通过灭火系统130抑制火灾危险。
[0047]图7A示出了用于在事故模式期间动力系统100排放废气的通风系统118的操作。如前所述，在事故模式期间，动力源102、入口风扇202、出口风扇204、入口风门113和出口风门组件504关闭，并且灭火系统130操作以灭火。当火在壳体106中被熄灭并且废气(用带箭头的虚线C示出)积累时，壳体106内的排气压力开始增加。废气上升并进一步到达出口风门组件504。在操作中，安全风门508的第一部分510构造为在壳体106内的排气压力超过预定的阈值时打开。在一个实施例中，预定的阈值基本上等于围绕轴线E旋转第一部分510所需的转动力矩。如图7A所不，位于一端的第一部分510沿着第二方向D2打开，其中D2与第一方向D1相反。此外，位于相对端的第一部分510沿着第一方向D1打开。支撑元件514可以允许第一部分510沿着第一方向D1和第二方向D2旋转。
[0048]图7B示出了处于打开位置的第一部分510的正面示意图。当排气压力超过预定的阈值时，第一部分510独立于第二部分512旋转到打开位置，从而能够排放废气。此外，在第一部分510旋转到打开位置时，排气压力支撑第一部分510的重量。
[0049]图7C示出了处于关闭位置的第一部分510的正面示意图。如前面所描述的，在第一部分510打开到打开位置以废气时，废气支撑第一部分510的重量。当废气被排出的壳体106时，壳体106内的排气压力下降。进一步地，在排气压力下降到预定的阈值以下时，第一部分510的重量使第一部分510能回到关闭位置。
[0050]工业实用性
[0051]一种用于动力系统外壳的常规通风系统通常设有卸压阀。卸压阀设置在动力系统外壳上，并且需要安装空间。在一些情况下，卸压阀可以进一步设置有导管，在导管中具有清洗系统设置在其中。清洗系统可将废气传送到远离人员的区域。此外，可将卸压阀设置在用于噪音减少的套管中。而且，卸压阀可容易发生故障，从而需要定期维护。因此，常规通风系统是复杂且昂贵的。
[0052]根据本实用新型的一个实施例提供了通风系统118。通风系统118包括外壳排气装置122。外壳排气装置122在不同的实施例中进一步包括出口风门组件119、504。出口风门组件119,504分别包括排气风门206,506和安全风门208、508。安全风门208,508可枢转地设置在外壳排出装置122中。至少部分的安全风门208、508构造为当排气压力高于预定的阈值时，在事故模式期间打开以废气。安全风门208、508可以在排气压力下降到预定的阈值以下后关闭。因此，安全风门208、508可限制壳体106内的压力。在壳体106内的压力可以保持等于或小于预定的阈值。这种设计可以在结构上简单，易于维护，并且节约成本。
[0053]此外，在释放了动力系统外壳104内的废气之后，废气(例如，二氧化碳)可往往比空气重，并且将保持被约束在排气管126中，从而用作缓冲器，以保持废气在动力系统壳体104中较高浓度的时间更长。由于可以逐渐释放废气，这种缓冲器进一步增强了动力系统100内的安全。
[0054]虽然已经参照以上实施方式特别示出和描述了本实用新型的各方面，但本领域中的那些普通技术人员可以理解，可以通过修改所公开的机器、系统和方法构想出各种其它的实施例，而不背离本实用新型的精神和范围。这些实施例应当被理解为落在由基于权利要求及其任何等同物确定的本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种动力系统，其特征在于，包括: 动力源；和 动力系统外壳，包括: 壳体，其将所述动力源容纳在其中； 外壳入口，其连接到所述壳体，以使吸入流体进入所述壳体； 外壳排气装置，其连接到所述壳体，以导流来自所述壳体的流体；和安全风门，其设置在所述外壳排气装置中，其中所述安全风门的至少一部分构造为当所述壳体内的压力超过预定的阈值时打开。
2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述安全风门包括: 第一部分和第二部分，其中所述第一部分枢转地连接到所述第二部分；并且 其中所述第一部分构造为当所述壳体内的压力超过所述预定的阈值时独立于所述第二部分打开。
3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述第二部分构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述第二部分构造为在事故模式期间关闭。
4.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述安全风门设置为由弹簧力关闭，在所述壳体内的压力足以克服所述弹簧力时使得所述安全风门开启。
5.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述安全风门设置为由其自身重力关闭，在所述壳体内的压力足以克服所述自身重力时使得所述安全风门开启。
6.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括排气风门，其设置在所述外壳排气装置中，其中所述排气风门构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述排气风门构造为在事故模式期间关闭。
7.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括以下中的至少一个: 入口风扇，其构造为通过所述外壳入口选择性地产生所述吸入流体的流动；和 出口风扇，其构造为通过所述外壳排出装置选择性地产生流体的流动。
8.一种动力系统，其特征在于，包括: 动力源； 动力系统外壳，包括: 壳体，其将所述动力源容纳在其中； 外壳入口，其连接到所述壳体，以使吸入流体进入所述壳体； 外壳排气装置，其连接到所述壳体，以导流来自所述壳体的流体； 排气风门，其设置在所述外壳排出装置中，其中所述排气风门构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述排气风门构造为在事故模式期间关闭；和 安全风门，其设置在所述外壳排气装置中，其中所述安全风门的至少一部 分构造为当所述壳体内的压力超过预定的阈值时打开。
9.根据权利要求8所述的动力系统，其特征在于，所述安全风门包括: 第一部分和第二部分，其中所述第一部分枢转地连接到所述第二部分；并且 其中所述第一部分构造为在所述壳体内的压力超过所述预定的阈值时独立于所述第二部分打开。
10.根据权利要求9所述的动力系统，其特征在于，所述第二部分构造为在正常运行模式期间打开，并且其中所述第二部分构造为在事故模式期间关闭。
【文档编号】F02C7/18GK204186476SQ201420611372
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】尼古拉.穆勒, 路易吉.贝得里尼, 马可.奇世蓝多尼, 佛朗科.拉在瑞 申请人:索拉透平公司