CN107508433A - 一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：它包括发动机，所述发动机的外壳体通过连接管与碳粉吸收装置的壳体底部的进风口相连，所述壳体的内部中心位置安装有整流器，所述整流器的外部设置有减速滤网，所述壳体的内部顶端设置有吸风罩，所述吸风罩与出风口相连，所述吸风罩的顶部安装有电机，所述电机驱动轴流风机。替换传统的大型发电机碳粉吸收装置普遍采用的集尘袋或过滤网过滤方式，提出了一种长过滤寿命、高过滤效率、少人工维护、低运维成本的发电机碳粉过滤方案，契合大型电站“无人值班、少人值守、精细管理”的目的。

Description

一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置

技术领域

本发明涉及一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，属于发电机辅助工作装置领域。

背景技术

发电机碳刷用于将外部励磁电流传导到运动的发电机转子上，碳刷与集电环为滑动接触，具有一定摩擦损耗，磨损后产生碳粉散落，如不进行清理，对高压电气设备绝缘形成威胁。大型发电机由于励磁电流大，需要较多碳刷集中布置在集电环周围，在发电机运行中，产生的碳粉量大，一旦不能及时清理，将可能造成励磁系统绝缘强度降低，严重时可能影响发电机定转子的绝缘，造成发电机停机事件，所以大型发电机均应装有碳粉吸收装置，用于吸收碳刷磨损产生的粉尘。

目前国内大型发电机碳粉吸收装置过滤系统普遍使用集尘袋或过滤网过滤、收集碳粉，使用中存在以下问题：

1.集尘袋或过滤网易被碳粉堵塞，过滤能力迅速衰减，需要定期更换耗材。

2.为保证碳粉吸收装置吸收范围能覆盖发电机所有碳刷，要求较大的风量，由于集尘袋或过滤网方式效率低，需要安装尺寸较大过滤器件，造成碳粉吸收装置尺寸大，影响现场布置的灵活性。

3.集尘袋或过滤网需要定期更换或清理，易造成工作人员粉尘吸入和现场二次污染，耗费人力物力。

4.为保证长期有效过滤吸收碳粉，过滤器要求配置驱动功率较大的风机，电能消耗大；另外集尘袋和过滤网仅能一次性使用，运行维护成本较高，不符合节能环保的理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，替换传统的大型发电机碳粉吸收装置普遍采用的集尘袋或过滤网过滤方式，提出了一种长过滤寿命、高过滤效率、少人工维护、低运维成本的发电机碳粉过滤方案，契合大型电站“无人值班、少人值守、精细管理”的目的。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：它包括发动机，所述发动机的外壳体通过连接管与碳粉吸收装置的壳体底部的进风口相连，所述壳体的内部中心位置安装有整流器，所述整流器的外部设置有减速滤网，所述壳体的内部顶端设置有吸风罩，所述吸风罩与出风口相连，所述吸风罩的顶部安装有电机，所述电机驱动轴流风机。

所述壳体的底部设置有集尘箱。

所述整流器为锥形结构，其顶部直径大于底部直径。

本发明有如下有益效果：

1、过滤效果好。本发明针对碳粉单一种杂质，通过专门优化设计过滤装置结构和吸气口的尺寸、布置，形成最有利于碳粉与空气分离的气旋，使碳粉有效过滤。

2、过滤器寿命长。本发明使用气旋进行过滤，气道不存在堵塞情况，可保证碳粉吸收装置随大型发电机长期运行，过滤效率无下降。

3、碳粉吸收装置体积小。气旋过滤效率高，不需使用大尺寸的过滤器，整个碳粉吸收装置结构简单、尺寸紧凑，可结合发电机系统灵活布置，使现场简洁美观，尤其对空间紧凑的地下式厂房节约空间效果明显。

4、运行维护成本低、无耗材。由于气旋过滤的高效性及长寿性，无需使用大功率风机驱动，降低使用电能消耗；过滤装置不需更换，积尘空间大，维护周期可数倍延长；清理积尘操作简单，人员维护工作量小。

5、无二次污染。使用气旋过滤碳粉吸收装置，有效改善电站生产环境，提高高压电气绝缘水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明气旋过滤原理图。

图中：集尘箱1、进风口2、减速滤网3、整流器4、吸风罩5、壳体6、轴流风机7、电机8、出风口9、连接管10、发动机11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

如图1所示，一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：它包括发动机11，所述发动机11的外壳体通过连接管10与碳粉吸收装置的壳体6底部的进风口2相连，所述壳体6的内部中心位置安装有整流器4，所述整流器4的外部设置有减速滤网3，所述壳体6的内部顶端设置有吸风罩5，所述吸风罩5与出风口9相连，所述吸风罩5的顶部安装有电机8，所述电机8驱动轴流风机7。

进一步的，所述壳体6的底部设置有集尘箱1。

进一步的，所述整流器4为锥形结构，其顶部直径大于底部直径。

本发明的具体工作过程和工作原理为：

如图2，碳粉颗粒具有一定质量m，在高速气旋作用下，碳粉颗粒将围绕中心做圆周运动，会产生离心力，离心力F=(mv²)/rm代表质量，v代表圆周运动时的线速度，r代表离心运动半径，离心力的大小与运动半径成反比，与质量以及速度的平方成正比。通过气旋控制碳粉颗粒圆周运动速度，即可实现碳粉与空气的分离。

当F小于碳粉颗粒转动的离心力，碳粉将被甩离气旋中心，本发明的碳粉吸收装置利用风机气流作为动力、通过优化设计排列的过滤器吸气口和内部气道设计，产生围绕整流器中心的气旋，将碳粉和空气产生高速旋转，由于碳粉颗粒具有一定重量，重量大于空气分子，将在离心力的作用下远离中心，在过滤器外壁处，由于气流速度降低，碳粉在重力作用下下降，落到底部气流运动较小的集尘箱中，以此实现空气和碳粉的分离。

工作过程中，过滤装置由轴流风机7提供动力，过滤器下部侧面开进风口2，顶部为出风口9，中间设整流器4和减速滤网3，底部为集尘箱1，出风口9为多个按规律排列的风口，与整流器配合，形成高速旋转的气旋，带动进气产生高速旋转，当碳粉被抛离中心后，被减速滤网隔离，在过滤器外壁因气流速度降低，在重力作用下落到过滤器底部的集尘箱中。

可结合每台发电机碳粉不同特点，通过优化设计气道，调节气旋的特征，采用3D打印制造更具针对性的气道，实现更高效的过滤。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：它包括发动机（11），所述发动机（11）的外壳体通过连接管（10）与碳粉吸收装置的壳体（6）底部的进风口（2）相连，所述壳体（6）的内部中心位置安装有整流器（4），所述整流器（4）的外部设置有减速滤网（3），所述壳体（6）的内部顶端设置有吸风罩（5），所述吸风罩（5）与出风口（9）相连，所述吸风罩（5）的顶部安装有电机（8），所述电机（8）驱动轴流风机（7）。

2.根据权利要求1所述的一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：所述壳体（6）的底部设置有集尘箱（1）。

3.根据权利要求1所述的一种高效气旋过滤式大型发电机碳粉吸收装置，其特征在于：所述整流器（4）为锥形结构，其顶部直径大于底部直径。