CN1738986B - 回转电机 - Google Patents

Abstract

公开了一种回转电机，其可通过循环氢气(8)冷却回转电机本体，在所述回转电机中，一个刷式密封件(21)被安装得在指定位置与转轴(7)的外周面接触，在这种情况下，就可防止密封油与氢气(8)接触，轴承的润滑油与密封油接触和氢气(8)泄漏到所述回转电机的外部。

Description

回转电机

技术领域

本发明涉及一种回转电机，其具有一个轴密封装置，所述轴密封装置使用一种冷却介质例如氢气冷却回转电机本体，并且密封轴贯通部。

背景技术

在大功率涡轮发电机中，例如，加压氢气密封在机内，并且构成发电机本体(回转电机本体)的转子和定子均使用氢气冷却。由于氢气具有比空气低的密度和高的比热，因此，所述氢气冷却发电机可高效率地操作。因此，许多大功率的涡轮发电机均使用上述这种冷却系统。在这种氢气冷却发电机中，用于防止机内的氢气从轴承泄漏到外部的轴密封装置安装在发电机的两端上(见(现有技术文献1：日本特开平7-75291号公报)和(现有技术文献2：日本特开平10-14158号公报))。

下面，将参看附图描述传统的轴密封装置。图28是在传统的氢气冷却回转电机中将氢气密封在机内的轴密封装置99附近的回转电机的一端的剖视图。附图标记1表示具有圆筒形状的定子框架，并且一个尾架3借助于一个定子框架端板2固定在定子框架1的一端上。一个轴承座4固定在尾架3上，一个轴承台5连接在轴承座4的内侧，并且一个轴承装置(轴承)6连接在轴承台5的内侧。轴承6以可使转轴(轴)7转动的方式支承着转轴7。

构成轴密封装置99的一个密封壳9和一个密封圈10用于将氢气8密封在由定子框架1、定子框架端板2、尾架3和类似物包围着的机内，目的是使氢气不要从随着回转电机的运转而转动的转轴7处所形成的间隙泄漏掉。而且，挡油器11和12分别设在机外侧和机内侧，从而，轴密封装置99和轴承6中所使用的润滑油不会泄漏，并且有一个称为密封腔13的空间设在内侧挡油器12和外侧挡油器11之间。

图29是一个放大图，示出了构成轴密封装置99的密封壳9和密封圈10的细节。在图29中，密封圈10包括两个密封圈10A和10B，它们在轴向上彼此对正，并且每个密封圈均被加工成内径稍大于转轴7的外径。

密封油17从密封壳9供给，其压力稍大于用于发电机冷却的氢气的气体压力。密封油17借助于密封圈10A和10B之间的轴向间隙18供给至由密封圈10A和10B和转轴7形成的狭窄间隙19。通过在此形成油膜，就可防止机内的氢气8泄漏到机外。一个弹簧20挤压着密封圈10A和10B，其可调节转轴7与密封圈10A和10B之间的圆周方向间隙19。

图30是沿着图29中的箭头30-30所作的剖视图，密封圈10B由一个密封圈上半部10Ba和一个密封圈下半部10Bb形成，所述密封圈上半部10Ba和密封圈下半部10Bb相对于转轴7在圆周方向上分别形成一个半圆。密封圈10A与密封圈10B相同。

弹簧20由设在密封壳9中的螺钉20a固定。弹簧20以环形状态沿着密封圈10A和密封圈10B之间的结合处安置，并且在施加了最佳的挤压力的情况下与转轴7形成圆周方向间隙19。通过调节圆周方向间隙19供给最佳油量，以使密封油17充满圆周方向间隙19，从而，可将氢气8密封在机内。

已从圆周方向间隙19流出的密封油17流至密封腔13侧和所述轴承装置侧。已流出至密封腔13侧的密封油17被单独或选择性地回收，已流出至所述轴承装置侧的密封油与来自轴承装置6的润滑油一同回收。每种回收的油在回收之后再次混合起来，如图31所示，它们使用压力泵59加压，并且分别送至所述轴密封装置和所述轴承装置。然而，已从圆周方向间隙19流至轴承装置6侧的密封油17和来自所述轴承装置的润滑油周围包围着空气，因此，会在油中混合有空气的状态下返回到压力泵59。由于油是在加压之后送至所述轴密封装置的，因此，已从圆周方向间隙19流至密封腔13侧的密封油17中混入的部分空气会逸出到密封腔13侧。这样，取而代之的就是处于密封腔13内的机内的氢气8与密封油17混合和排放到机外。逸出至密封腔13中的空气会借助于挡油器12与转轴7之间的间隙取代机内的氢气8，这样，机内的氢气8的纯度就会降低。

为了避免出现以上问题，在通常的轴密封装置中，油要在进入压力泵59之前在抽真空装置(排气装置)58中经受抽真空(脱气)处理，从而，油可在没有混入气体例如冷却氢气8或空气的状态下供给至所述轴密封装置或轴承装置6。

然而，抽真空装置58相对较贵，因此，这是导致氢气或类似物用作冷却介质的回转电机的成本增加的一个重要因素。

应当指出，在图31中，除了上述结构以外，回转电机本体可容纳在所述框架中，或其可包括一个将在循环系统(未示出)中循环的氢气抽出的氢气抽出装置55、一个用于将空气从轴承装置6内的润滑油中抽出的空气抽出装置56以及一个用于将已去除空气的润滑油送至抽真空装置58和轴承装置6的润滑油系统57。

除了上述轴密封装置的现有技术实例以外，还有一个非接触式密封装置，其以如下方式构造。例如如图28所示，密封圈10容纳于连接在尾架3上的密封壳9内，并且弹簧20被支承得可在其自身与转轴7之间形成一个狭窄间隙。密封圈10在转轴7的轴向上并排布置成两列，压力稍大于机内的气体压力的油从外部供给至密封圈10与转轴7之间的间隙。高压油通过所述间隙，并且机内的气体由于图29中的箭头所示的泄漏油的形成而得到密封。在这种类型的结构中，由于密封圈10、密封壳9和转轴7等在操作过程中会以复杂的方式发生热变形，因此，密封油(冲洗用油)的量可超过设计值，有时会增加到超过过渡中(特别是在起动时)所期望的量。而且，由于变形，油膜的局部厚度会减小，从而这部分的摩擦力会引起振动。近年来，用于解决上述这些问题的刷式接触密封件已取得了巨大发展，现正用作气体涡轮机或蒸汽涡轮机的空气密封件、低压差的液体密封件或灰尘防护密封件。然而，在使用液体作为密封介质(冲洗用油)的用于高压差的液体密封件中，例如在将气体密封在涡轮发电机内的情况下，不能获得足够好的密封性能，而且，需要大量的密封油。

除了上述现有技术以外，还存在以下现有技术文献：现有技术文献3(日本特开2002-81552号公报)、现有技术文献4(日本特开2003-161108号公报)、现有技术文献5(日本特开2002-303371号公报)和现有技术文献6(日本特开2001-90842号公报)。

在现有技术文献3中，类似转轴的转动体具有一个改进的刷式密封装置，其设在贯通压力隔壁的部分上，下面将对其进行描述。换言之，该实例描述的是具有“在圆周方向上分割的多个刷式密封段”的这种结构的刷式密封装置，目的是在制造时或在已开始操作之后的检查时可拆开刷式密封装置和便于取出内部的转轴。然而，没有描述用于解决刷式密封件因泄漏油的压力而可能出现的翻倒的任何措施。

现有技术文献4仅描述了一种为了在密封装置的安装方法中便于连接和拆卸和用于防止安装误差的结构。在所述密封装置中，迷宫式密封件与刷式密封件一起使用，以提高具有迷宫式密封件的涡轮装置中的转轴的密封性能。现有技术文献4为一种迷宫式密封件，其是一种安置在高压侧和低压侧之间以抑制流体从高压侧泄漏到低压侧的密封机构，并且其与使轴承位于中间的挡油器不同。基本上，在挡油器中，夹装有挡油器的两侧的流体压力相同，并且挡油器不能限制流体泄漏量。而且，挡油器的目的是防止或抑制雾状油或液状油泄漏，因此，其与迷宫式密封件不同。

同时，在现有技术文献4中，描述了迷宫式密封件的作用效果，其中，通过在所述迷宫式密封件的高压侧和所述刷式密封件的低压侧设置一个背板可改善密封性能，或作为一种替代性方法，通过在所述迷宫式密封件的两侧连接一个刷式密封件也可改善密封性能，这一点与挡油器不同。

现有技术文献5描述了一种将油雾(雾状油粒)密封在轴承腔内的装置。为了将轴承腔中产生的油雾密封在轴承腔内，轴承腔可连接在轴承壳的一侧或连接在两侧侧面上。从而，当现有技术文献5将油雾(雾状油粒)密封在轴承腔内时，会出现两种类型，一种类型是，从所述轴承的侧面喷出的液状油(通常称为侧漏)与使用将气体密封在机内的油的轴密封装置的密封油彼此分离(不会彼此接触)，另一种类型是，在机内使用的所有油(密封油和轴承油)均被切断与外部空气的接触。因此，两种类型下均不必设在轴承侧面上。

现有技术文献6描述了：一种特殊的密封刷(其中，编织有极细纤维)用于减少流体的泄漏，并且，不会像金属刷那样出现异常放电，而且，不会像金属刷和陶瓷刷那样出现破损。然而，使用这种特殊的密封刷的刷式密封件可连接在机内外之间具有压力差的机器上，其与基本上不能对具有压力差的情况实现密封的刷式密封件明显不同。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种回转电机，其包括一个可防止冷却气体与密封油接触和在不需要对密封油脱气的情况下抑制机内的冷却气体的纯度降低的轴密封装置。

本发明的第二个目的是提供一种回转电机，其中，对从起动到正常转动的所有运转条件来说少量油就足够，并且没有过大的油量变动，所述回转电机还包括一个具有良好的振动稳定性的耐高压的刷式接触密封装置。

本发明的第三个目的是提供一种回转电机，其中，机内的冷却介质的纯度不会降低，并且不必在密封介质供给之前对其进行脱气处理，所述回转电机包括一个不需要抽真空装置的低成本轴密封装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第一个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架中；冷却介质循环系统，其用于使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；密封圈装置，其将密封介质供给至所述转轴的外周面侧，并且防止所述冷却介质泄漏到所述框架的外部；以及密封机构，其被布置成与所述转轴的外周面接触，并且防止所述冷却介质和所述密封介质，或是所述密封介质和/或所述轴承装置内的润滑介质与外部空气接触。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第二个方面的回转电机，其包括：轴承装置，在该轴承装置中，带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；冷却介质循环系统，其用于使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；挡油器，其安置在位于所述轴承装置框架的内外侧中的至少一侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑介质流到所述框架内侧或流到所述框架外侧；密封装置，其被安置成用于在所述框架内在所述轴承装置与所述框架内侧的所述挡油器之间形成密封腔，并且将密封介质供给至所述转轴的所述外周面侧，以防止所述冷却介质泄漏到所述框架的外部；以及接触型的刷式密封件，其被布置成与所述转轴的外周面接触，并且防止下述接触中的至少一种：冷却介质和密封腔内的介质之间的接触，冷却介质和密封介质之间的接触，密封介质和密封腔内的介质之间的接触，密封腔内的介质和轴承装置内的润滑介质之间的接触，密封介质和外部空气之间的接触，轴承装置内的润滑介质和外部空气之间的接触.

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第三个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；冷却介质循环系统，其将冷却介质供给至所述框架内，以冷却所述回转电机本体；刷式密封件保持器，其安装在所述框架的内部和外部中至少一个上，并且通过包围着所述转轴的外周侧形成预定容纳空间；一个刷式密封机构本体，其包括一个圆环形刷式密封件和一个支承部，所述圆环形密封刷处于所述刷式密封件保持器中，并且被以下述方式容纳，即在所述转轴的轴向上形成多段，每段均与所述转轴接触，所述支承部用于在所述转轴相反侧中的每侧支承着所述刷式密封件，每个所述刷式密封件均沿着所述轴向设有多个径向分割部，相邻各段刷式密封件的所述分割部的位置相互错开，以防止所述框架内的冷却介质泄漏到所述框架的外部；以及翻倒防止件，其防止所述刷式密封件保持器中的所述刷式密封件由于所述冷却介质与所述框架外侧之间的压力差而在轴向上翻倒。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第四个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；润滑介质循环系统，其用于使润滑介质在所述轴承装置中循环；冷却介质循环系统，其用于使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；挡油器，其安置在位于所述轴承装置框架的内侧和/或外侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑介质流到所述框架内侧或流到所述框架外侧；密封圈装置，其以比所述轴承装置更靠近机内侧的方式安置在所述框架内，并且将密封介质供给至所述转轴的外周面侧，而且防止所述冷却介质泄漏到所述框架外侧；以及密封机构，其由刷式密封件形成以与转轴外周面接触，并且防止所述密封介质与所述润滑介质彼此接触。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第五个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；润滑介质循环系统，其使润滑介质在所述轴承中循环；冷却介质循环系统，其使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；挡油器，其被安置成与位于所述轴承装置的框架内侧和/或外侧的转轴外周面接触，并且防止供给至所述轴承装置的润滑介质流到所述框架的内侧或流到所述框架的外侧；以及密封机构，其定位在所述轴承的外侧面上或与所述轴承相隔的外侧，并且包括一个具有与所述转轴的外周面接触的刷式密封件的结构，而且防止所述密封介质与外部空气彼此接触。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第六个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；润滑介质循环系统，其用于使润滑介质在所述轴承装置中循环；冷却介质循环系统，其用于使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；挡油器，其安置在位于所述轴承装置框架的内侧和/或外侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑介质流到所述框架的内侧或流到所述框架的外侧；密封圈装置，其以比所述轴承装置更靠近所述框架内侧的方式安置在所述框架内，并且将密封介质供给至所述转轴的外周面侧，而且防止所述冷却介质泄漏到所述框架的外侧；以及密封机构，其位于所述轴承装置的所述框架内侧，并且由刷式密封件形成以与转轴外周面接触，而且防止所述冷却介质与所述轴承装置中的所述润滑介质彼此接触和防止所述冷却介质泄漏到机外侧。

为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的第七个方面的回转电机，其包括：轴承装置，其将带有转子的转轴可旋转地支承在容纳着回转电机本体的框架内；润滑介质循环系统，其用于使润滑介质在所述轴承装置中循环；冷却介质循环系统，其用于使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；挡油器，其安置在位于所述轴承装置框架的内侧和/或外侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑介质流到所述框架的内侧或流到所述框架的外侧；以及密封机构，其位于所述挡油器、所述轴承装置或所述轴承装置的所述框架的外侧，并且由刷式密封件形成以与转轴外周面接触，而且防止所述轴承装置中的所述润滑介质与所述密封介质彼此接触。

附图说明

图1是剖视图，示出了包括根据本发明的第一实施例的轴密封装置的回转电机的一端；

图2是剖视图，示出了根据本发明的第二实施例的回转电机的轴密封装置；

图3是剖视图，示出了包括根据本发明的第三实施例的轴密封装置的回转电机的一端；

图4是剖视图，示出了根据本发明的第四实施例的回转电机的轴密封装置；

图5是剖视图，示出了根据本发明的第五实施例的回转电机的轴密封装置；

图6是剖视图，示出了根据本发明的第六实施例的回转电机的轴密封装置；

图7是示出了根据本发明的第七实施例的示意性结构的视图；

图8A和8B均是示出了根据图7所示的第七实施例的刷式密封件的正面结构的视图；

图9是解释图，示出了根据本发明的第八实施例的刷式密封件的一种翻倒防止方法；

图10是解释图，示出了根据图9所示的本发明的第八实施例的刷式密封件的另一种翻倒防止方法；

图11是解释图，示出了用于塞填根据本发明的第九实施例的刷式密封件之间的间隙的一种方法；

图12示出了第十实施例，是一个解释图，示出的是用于塞填根据图11所示的第九实施例的刷式密封件之间的间隙的另一种方法；

图13是解释图，示出了根据本发明的第十一实施例的转轴与刷式密封件的同心状态的一种保持方法；

图14示出了第十二实施例，是一个解释图，示出的是根据第十实施例的所述转轴与所述刷式密封件的同心状态的另一种保持方法；

图15示出了第十三实施例，是一个解释图，示出的是根据图13和14所示的本发明实施例的所述转轴和所述刷式密封件的同心状态的一种外部控制保持方法；

图16示出了第十四实施例，是一个解释图，示出的是根据图13至15所示的本发明的实施例的所述转轴和所述刷式密封件的同心状态的另一种外部控制保持方法；

图17示出了本发明的第十五实施例，示出的是说明一种用于将刷式接触密封件应用于涡轮发电机的方法的结构；

图18示出了图17所示的第十五实施例，示出的是当所述刷式接触密封件应用于所述涡轮发电机时的结构；

图19示出了第十六实施例，示出的是当所述刷式接触密封件应用于所述涡轮发电机时的结构；

图20是根据本发明的第十七实施例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图21是根据本发明的第十七实施例的一种改型例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图22是根据本发明的第十八实施例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图23是根据本发明的第十八实施例的一种改型例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图24是根据本发明的第十八实施例的另一种改型例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图25是根据本发明的第十八实施例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图26是根据本发明的第十九实施例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图27是根据本发明的第十九实施例的另一个改型例的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图；

图28是所述传统轴密封装置的剖视图；

图29是剖视图，其中，图28的密封壳部分被放大；

图30是当从箭头的方向看时的沿着图29中的线30-30所作的剖视图；以及

图31是所述传统回转电机的轴承装置和密封介质的管道系统图。

具体实施方式

下面，将参看附图描述根据本发明的包括轴密封装置的回转电机的实施例。图1是根据本发明的第一实施例的回转电机的轴密封装置的附近区域的轴向剖视图，其与示出了上述现有技术的图28的不同之处在于，不需要由密封刷形成的润滑件的用作密封机构的刷式密封件21设在一个内侧挡油器12的密封腔13处。换言之，在本实施例中，轴密封装置100由安装在密封壳9的内侧的密封圈10和安装在内侧挡油器12上的刷式密封件21构成。

在根据第一实施例的所述回转电机的如此构造的轴密封装置100中，由于内部压力和转轴7或类似物的搅拌作用，用作机内的冷却介质的氢气8会试图从内侧挡油器12与转轴7之间的间隙进入密封腔13.然而，由于本身与转轴7之间基本没有任何间隙的刷式密封件21安装在内侧挡油器12的密封腔13侧，因此氢气8不会进入密封腔13中.

因此，密封油17可进入密封腔13中，但密封油17和氢气8决不会彼此接触，从而，机内的氢气8的纯度决不会由于密封油17内的混入气体(空气)而降低。这样，就不必对密封油17进行脱气处理，因此，不必在图31所示的润滑油供给系统中设置一个抽真空装置(排气装置)58。在这种情况下，必须在所述密封圈与转轴7之间供给(充满)没有混入空气的密封介质例如密封油。

应当指出，刷式密封件21根据其特性自然不需要润滑件。而且，刷式密封件21可由内周面上具有巴氏合金(白金属)的密封圈替换。

下面，将参看图2描述本发明的回转电机的轴密封装置的第二实施例。换言之，提供了这样一种结构，其中，作为密封机构的刷式密封件22安装在密封壳9的密封腔13侧，所述密封壳9保持着密封圈10A和10B，所述密封圈10A和10B与现有技术中所安装的密封圈相同。

在具有上述结构的第二实施例的轴密封装置101中，密封油从密封腔侧的密封圈10A和轴承侧的密封圈10B的轴向间隙18分别流至密封圈10A与转轴7之间和密封圈10B与转轴7之间的狭窄间隙19，然后，分别向密封腔侧和轴承侧流动。然而，由于刷式密封件22设在密封腔13侧，因此，来自密封腔13侧的密封油17决不会流回密封腔13。

因此，从内侧挡油器12与转轴7之间的间隙进入密封腔13的氢气8不会与密封油17接触。因而，即使来自外部的空气混入了密封油17中，用作机内的冷却气体的氢气8的纯度也决不会降低。从而不需要对密封油17进行脱气处理。因此，不必在图31所示的现有技术的润滑油供给系统中设置抽真空装置58。

下面，将参看图3描述本发明的回转电机的轴密封装置的第三实施例。在本实施例中，没有设置图28中的内侧挡油器12，而是不需要一个润滑件的密封机构例如刷式密封件24由一个刷式密封件保持器23支承着且在部分上安装在尾架3上。刷式密封件24在轴向上设有多段(在图3中为3段)。轴密封装置102由刷式密封件24和安装在密封壳9上的密封圈10构成。

在如上构造的第三实施例中，刷式密封件24可阻止用作机内的冷却气体的氢气8进入密封腔13中。而且，刷式密封件24可以相同的方式阻止从密封圈10与转轴7之间的间隙流出的密封油17从密封腔13流出至机内。因而，由于机内的氢气8和密封油17决不会彼此接触，因此，即使密封油17中混入了空气，密封油17中混入的空气也不会排放到机内的氢气8中，从而，氢气的纯度不会降低。因此，不必在密封油17的供给系统中设置一个用于对密封油17进行脱气处理的抽真空装置，从而，就不必设置图31所示的密封油17的供给系统中的抽真空装置58，而这一装置在现有技术的回转电机的轴密封装置中已成为必需。

下面，将描述包括本发明的轴密封装置的回转电机的第四实施例。如图4所示，在本实施例中，在由密封腔侧的密封圈10C和轴承侧的密封圈10B构成的密封圈10中，密封圈10C的轴向长度(宽度)大于密封圈10B的轴向长度(宽度)。

在以上述方式形成的第四实施例的密封圈装置103中，密封油17从密封圈10的轴向间隙18分别流入密封圈10C与转轴7之间和密封圈10B与转轴7之间的狭窄间隙19中，然后，分别流出至密封腔侧和轴承侧.

在这种情况下，由于密封腔侧的密封圈10C的轴向长度大于轴承侧的密封圈10B的轴向长度，因此，当密封油17流动至轴向间隙(狭窄间隙)19时，密封腔侧的密封圈10C的流路阻抗大于轴承侧的密封圈10B的流路阻抗。这样，即使间隙19处于同一圆周方向上，流出至密封腔13侧的所述密封油(图中虚线箭头所示)也会少于流出至轴承侧的密封油17。

通过以这种方式调节密封腔侧的密封圈10C和轴承侧的密封圈10B的轴向长度，流出至密封腔13侧的密封油17的量可变得极少，从而，排放到密封腔13内的氢气8中的密封油17中的混入空气的量也会极少。

除了密封腔侧的密封圈10C的形状以外，第四实施例具有与现有技术相同的构造，并且密封腔13由处于机较内侧的内侧挡油器12形成。由于机内侧的冷却氢气8与密封腔13侧的氢气8之间的循环量由于存在内侧挡油器12而会降低，因此，密封油17中混入的空气使机内的氢气8的纯度降低的程度会非常低。

因此，不必在图31所示的密封油17的供给系统中设置用于对密封油17进行脱气处理的抽真空装置58。从而，就不再需要密封油17的供给系统中的抽真空装置58，而这一装置在现有技术的回转电机的轴密封装置中已成为必需。

下面，将描述包括本发明的轴密封装置104的回转电机的第五实施例。如图5所示，所述密封腔侧的密封圈用一个刷式密封件25代替，并且刷式密封件25和轴承侧的密封圈10B均由密封壳9保持着。刷式密封件25和密封圈10B之间具有一个轴向间隙18，并且其外周由一个弹簧20挤压着。刷式密封件25的内周与转轴7的外周面接触，但在所述密封圈10B的内周与转轴7的外周之间具有一个圆周方向间隙19。

在以上述方式构造的实施例中，密封油17借助于轴承侧的密封圈10B与转轴7之间的圆周方向间隙19从轴向间隙18仅流出至所述轴承侧。而且，由于存在刷式密封件25，已借助于内侧挡油器12与转轴7之间的间隙进入密封腔13中的机内的氢气8不会与密封油17直接接触，并且密封油17内的空气不会排放到氢气8中，从而，机内的氢气8的纯度不会降低。因此，不必在图30、31所示的密封油17的供给系统中设置用于对密封油17进行脱气处理的抽真空装置58，从而，在密封油17的供给系统中就不需要抽真空装置58，而这一装置在现有技术的回转电机的轴密封装置中已成为必需。此外，由于所述氢气因刷式密封件21A不会进入密封腔13中，因此也不需要抽真空装置58。

下面，将描述包括本发明的轴密封装置105的回转电机的第六实施例。如图6所示，内侧挡油器12和外侧挡油器11分别由刷式密封件21A和21B代替，并且这些可以以相同的方式通过将尾架3和轴承座4连接起来获得。根据图6的实施例，由于没有设置挡油器11和12，因此，部件数目较少，从而可使成本降低。

图7是一个示出了根据本发明的第七实施例的示意性结构的视图。如图7所示，刷式密封机构包括刷式密封件保持器15和一个刷式密封机构本体。

刷式密封件保持器15包围着回转电机的框架的内部和/或回转电机的框架的外部和转轴7的外周侧，并且其中形成了一个预定的容纳空间.所述刷式密封机构本体被这样容纳，即多段刷式密封件21沿着位于刷式密封件保持器15内的转轴7的轴向形成，并且每个刷式密封件21均具有一个与转轴7接触的圆环形密封刷21b和一个在转轴相反侧支承着所述刷式密封件的基端支承部21a.如图8A和8B所示，每个刷式密封件21均被沿着径向分割成多段，并且相邻段的基端支承部21a的分割部21ac和密封刷21b的分割部21bc的位置偏移错开，从而，框架中的冷却气体不会泄漏到框架之外.图8A和8B分别示出了当沿着轴向看时的图7所示的两个刷式密封件21的结构，它们被形成为包围着转轴7的圆形.而且，如图8A和8B所示，所述刷式密封件由于组装原因在径向上被分割成2段(或3段以上).在这种情况下，由于在分割部中形成有间隙，因此，在这点上可能出现图7中的大量的油泄漏14.

然后，刷式密封件21以两段或多段的形式沿着所述转轴的轴向布置，并且刷式密封件21的分割部21ac和21bc这样地容纳在所述刷式密封件保持器中，即它们的位置在圆周方向上错开，在这种情况下，从分割部的油泄漏14可得到减少。

应当指出，如图7所示，设在刷式密封件21的基端支承部21a上的夹持部的宽度大于密封刷21b的宽度，因此，会在刷式密封件保持器15与刷式密封件21之间和密封刷21b之间形成间隙。

由于上述原因，刷式密封件21会因从高压部向低压部的油的压力作用而翻倒(弯曲)，并且在转轴7与密封刷21b的前端之间形成一个间隙，因此，不能再维持着合适的挤压(转轴外径-密封刷内径)。

图9是用于说明已被设想用于解决这些问题的本发明的第七实施例的视图。刷式密封件保持器15的内周部具有一个翻倒防止件35(台阶)，其可防止刷式密封件21翻倒。通过上述方式，在翻倒防止件35的作用下可夹卡着刷式密封件21，因此，可防止刷式密封件21翻倒，从而，可具有耐压性和良好的密封性能。

图10是用于说明本发明的第八实施例的视图。刷式密封件21具有一个可移动的翻倒防止件26，其用于任意地改变刷式密封件21的夹卡宽度，从而，翻倒防止件26的推出量可通过调节螺钉28调节。通过采用这种结构，可提供合适的夹卡宽度。

如图7所示，具有多段的刷式密封件21之间具有间隙。从第一段刷式密封件21的分割部21ac和21bc泄漏的液体可通过所述间隙，然后沿着所述转轴的圆周方向流动，最后泄漏到下一段刷式密封件21的分割部。

通过上述这种方式，存在以下可能：液体可到达最后一段刷式密封件并泄漏掉。在图9和10所示的实施例中，上述间隙可被形成得较小，但如图9和10所示仍然保留着非常大的间隙。

图11是用于说明已被设想用于解决上述问题的本发明的第九实施例的视图，在本实施例中，用作间隔件的密封板29交替设在多个刷式密封件21之间。这样，在刷式密封件21之间就会只有很小或没有间隙，从而，流体泄漏的路径就会堵塞，因此，可降低泄漏量。

图12是用于说明本发明的第十实施例的视图，在本实施例中，图11中所示的间隔件29由与转轴7接触的小的刷式密封件30代替，从而，可获得与图11相同的效果。

下面，将描述第十一实施例。

刷式密封件21和转轴7在操作过程中需要保持在同心状态下，但上述同心状态可能与在组装时的不同，这是由于转轴7的上浮或刷式密封件保持器15的热变形引起的。

图13是用于说明用于解决上述问题的方法的本发明的第十一实施例的视图。设有一个保持器支承壳51，所述密封机构容纳在保持器支承壳51内，并且弹簧42支承着圆周上的多个位置，从而，可沿着径向移动所述密封机构。因此，所述密封机构会由于刷式密封件21在转轴7的偏心方向上的反作用力作用回到同心位置。

图14是用于说明本发明的第十二实施例的视图，在本实施例中，图13的功能通过另一种结构实现。换言之，一个支承板34安装在刷式密封件21的外周面上，并且由支承板34与刷式密封件保持器15之间的弹簧33支承着。应当指出，密封垫圈53设在刷式密封件保持器15与支承板34之间的滑动面上，从而，可防止从滑动面发生泄漏。

图15是用于说明本发明的第十三实施例的视图。图14中的弹簧33由波纹管50和一个用于探测管36、转轴7和刷式密封件21的相对位置的间隙传感器38代替，其中，所述管36用于供给和排放波纹管50中的高压流体37，从而，可从外部控制同心状态。

转轴7和刷式密封件保持器15的偏心状态可通过安装在刷式密封件保持器15上的间隙传感器38测量。供给或排放所述高压流体37，以通过降低已被偏压的波纹管50中的压力来消除偏心量，或增加相反侧的波纹管50内的压力，从而，波纹管50的长度可得到调节。

通过至少在圆周上以90°的间隔安置四个间隙传感器38和波纹管50，任何方向上的偏心均可得到处理。

图16是用于说明本发明的第十四实施例的视图。图15中的波纹管50由一个压电元件39代替，压电元件39的长度可通过改变施加给其的电压来控制，从而，可获得与图15相同的功能。

图17和18均示出的是本发明的第十五实施例，在本实施例中，一个刷式接触密封装置应用于涡轮发电机上。所提供的所述接触密封装置即为密封件安装座44的机外侧和机内侧的接触密封件40和41，其中，所述密封件安装座44安装在轴承座4的内周上。所述接触密封装置在接触密封件40和41之间供给密封油17，以将氢气8密封在机内。

第十五实施例即所述接触密封装置的应用可使现有技术的系统的浮动密封件中所产生的过多密封油量的增大或由摩擦力引起的摩擦振动降低。

图19是用于说明本发明的第十六实施例的视图。除了设在图17中所示的尾架3的内周缘上的密封件安装座44以外，刷式接触密封件40A和41A如图15所示地设在机内侧和机外侧。其他可能结构的实例自然包括间隙传感器38A和38B、波纹管50A和50B和密封垫圈27A和27B。在这种情况下，同样可获得与图15相同的效果。

图20是回转电机的轴密封装置区域的轴向剖视图，用于说明本发明的第十七实施例。本实施例与图28中所示的现有技术的不同之处在于，包括一个刷式密封件的密封机构31安装在密封壳9中的与轴承6相对的侧面上，所述密封壳9安装在现有技术的尾架3上，从而，所述刷式密封件可与所述转轴的外周面接触。除了上述以外，其他结构元件与图28中的相同，并且轴密封装置(其包括密封壳9和密封圈10)的基本作用完全相同。

在如此构造的图20的实施例中，安装在现有技术的轴密封装置的密封壳9的轴承装置(包括轴承座4、轴承台5和轴承6)侧的刷式密封件31可防止供给至构成现有技术的轴密封装置的密封壳9和转轴7之间的间隙的密封油17与供给至所述轴承装置的润滑油混合.由于每一种油分别在不同的循环系统中循环，因此，不会出现油的混合.因此，润滑油中的混入空气决不会通过刷式密封件31和排放到现有技术的轴密封装置内.而且，混入到密封油17中的机内的氢气8决不会通过刷式密封件31和排放到所述轴承装置侧.因此，机内的氢气8的纯度不会由于密封油17中的混入空气降低，从而，不必对密封油17进行脱气处理，因而，也不必如现有技术中那样在润滑剂供给系统中设置抽真空装置58.刷式密封件31根据其特性自然不需要润滑剂.

图21是用于解释图20的一个改型例的视图，在本改型例中，图20中所示的刷式密封件31没有安装在所述轴密封装置的密封壳9的侧面上，而是安装在轴承6的与密封壳9相对的侧面上。可获得与图21和22的情况下相同的作用效果。

下面，将参看图22、23、24和25描述包括本发明的轴密封装置的回转电机的第十八实施例。图22是根据本发明的第十八实施例的所述回转电机的所述轴密封装置的附近区域的轴向剖视图。本实施例与图28中所示的现有技术的不同之处在于，刷式密封件安装在轴承6的与外侧挡油器11相对的侧面上。除了上述以外，其他结构构件与图28中的相同，并且轴密封装置107的基本作用与现有技术完全相同。

在如此构造的第十八实施例中，通过在所述轴承装置的轴承6的轴端侧的侧面上设置刷式密封件31，供给至现有技术的轴密封装置的密封油17和供给至所述轴承装置的润滑油决不会与外部空气接触。空气不会混入这些油中，而是仅混入与机内侧接触的冷却氢气8中，因此，空气决不会从这些油排放到机内的氢气8中。因此，机内的氢气8的纯度决不会降低，并且不需要对密封油17进行脱气处理，从而，图30所示的润滑剂供给系统中不需要具有抽真空装置58。

图23示出了一个实例，其中，刷式密封件31设在外侧挡油器11中的靠近机内侧的侧面上，而不是设在轴承6的轴端侧的侧面上。如图23所示，通过将刷式密封件31设在机外侧的外侧挡油器11的侧面上，润滑油也可对轴承6的轴端侧的侧面进行润滑，并且轴承装置的冷却性能不会降低。

图24示出了一个实例，其中，刷式密封件31设在外侧挡油器11的轴端侧上，而不是设在轴承6的轴端侧的侧面上。在刷式密封件31如图24所示设在外侧挡油器11的轴端侧的情况下，刷式密封件31容易安装，并且也可用于已被设计好的装置。

图25示出了一个实例，其中，外侧挡油器11用刷式密封件保持器23代替，所述刷式密封件保持器23安装在轴承座4的位于轴端一侧的侧面上，并且刷式密封件31设在刷式密封件保持器23上。在刷式密封件31如图25所示地代替外侧挡油器11的结构中，部件数目会较少，因此，可降低成本。

下面，将参看图26和27描述本发明的回转电机的第十九实施例。图26和27均是所述回转电机的所述轴密封装置的附近区域的轴向剖视图。

本实施例与图28中所示的现有技术的不同之处在于，在图26中，刷式密封件31安装在轴承6中的靠近机内侧的侧面上，在图27中，没有外侧挡油器11设在轴承座4上，取而代之的是具有一个嵌入的刷式密封件31的刷式密封件保持器23安装在轴承座4上，并且均没有安装作为现有技术轴密封装置的密封圈9。其他结构元件与图28中相同。

在以上述方式构造的第十九实施例中，在图26的结构中，由于机内的氢气8可得到设在轴承6中的靠近机内侧的侧面上的刷式密封件31的再次密封而不会泄漏到机外，因此，氢气8不会泄漏到机外，并且不会与供给至轴承6的润滑剂接触.在图27的结构中，对轴承6进行润滑的润滑油和机内的氢气8由一个新设在轴端部的刷式密封件31密封起来，从而，不会泄漏到机外，其中刷式密封件31在径向上相对于转轴7的间隙基本为零.因此，润滑油不会与外部空气接触，氢气也不会泄漏到外部.因此，即使在润滑油借助于循环装置再次供给到轴承6和流出至机内侧的情况下，空气也决不会从所述润滑油排放到机内的氢气8中，从而，机内的氢气8的纯度不会降低.因此，由于不必在图29所示的润滑剂供给系统中设置抽真空装置58来对润滑剂进行脱气处理，因而，润滑油供给系统中不再需要抽真空装置58，而这一装置在现有技术的回转电机的轴密封装置中已成为必需.

本发明并不局限于上述实施例，而是可以以各种不同的改型例实现。例如，上述刷式密封件21、21A、21B和31可由耐火材料形成。由于由耐火材料形成，即使在氢气8泄漏和点燃的不太可能出现事件的情况下，密封部也不会被火焰损坏而导致氢气8的泄漏量增加。因此，可使泄漏量最小化，从而，可提高使用氢气8作为冷却气体的回转电机的安全性。

工业实用性

本发明可应用于连续循环冷却介质的回转电机、具有使轴承润滑剂和密封介质分别单独循环的润滑系统的发电机和使用完全密封的冷却介质冷却的回转电机中的任意一种。

Claims (3)

1.一种回转电机，其具有容纳着回转电机本体的框架，并且包括：

轴承装置，其可旋转地支承着转轴，所述转轴具有位于所述框架内的转子；

冷却介质循环系统，其设置成使冷却介质在所述框架内循环，以冷却所述回转电机本体；

挡油器，其安置在相对于所述轴承装置位于框架内侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑剂流到所述框架内侧；

密封装置，其被安置成用于在所述框架内在所述密封装置与所述挡油器之间形成密封腔，并且将密封介质供给至所述转轴的所述外周面侧，以防止所述冷却介质泄漏到所述框架的外侧，所述密封装置允许将所述密封介质供应到所述密封腔；以及

接触型的刷式密封件，其被布置成与所述转轴的外周面接触，并且在所述密封腔中安装在所述挡油器上，以抑制冷却介质被供应到所述密封腔，从而防止冷却介质与密封介质在密封腔中混合。

2.如权利要求1所述的回转电机，其特征在于，还包括第二挡油器，其安置在相对于所述轴承装置位于框架外侧的转轴外周面上，并且防止供给至所述轴承装置的润滑剂流到所述框架外侧。

3.如权利要求1所述的回转电机，其特征在于，还包括：

润滑介质循环系统，其设置成使相当于密封介质的润滑介质在所述轴承装置内循环。

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