[发明专利]具有螺旋风扇的滑环装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有滑环装置的旋转电机、例如发电机，尤其涡轮发电机，或马达。本发明还涉及一种用于这种旋转电机的改装套件。

背景技术

具有滑环和滑动接触元件、例如所谓的电刷的滑环装置形成滑动接触部或电刷桥，所述滑动接触部或电刷桥实现：在相互旋转的构件之间传输电功率或信号。特别地，能够将滑环装置应用在发电机、同步机或涡轮发电机中，用于借助于滑环装置的滑动接触部将所需要的励磁电压从固定式的励磁装置中馈送到转动件的或转子的励磁绕组中。

必须冷却这种滑环装置，以便导出通过摩擦和电流产生的温度。

此外，通过在滑动接触部处的机械摩擦形成摩擦尘，所述摩擦尘必须被导出，因为其通常会损害滑动接触装置的功能并且尤其能够损害其电接触特性。

发明内容

本发明的目的是：提出具有改进运行特性的、具有滑环装置的旋转电机，所述滑环装置尤其具有更低的故障性和提高的使用寿命。

所述目的通过具有用于旋转电机的滑环装置的、根据独立权利要求的旋转电机来实现。

具有滑环装置的旋转电机具有：转子；设置在转子上的滑动接触装置，所述滑动接触装置具有滑环和能够通过滑环电接触的滑动接触元件；和，设置在转子上的径流式风扇叶轮，所述径流式风扇叶轮具有抽吸装置，其中抽吸装置构成为，使得在径流式风扇叶轮运行期间，冷却流体能够沿着滑动接触装置穿过抽吸装置抽吸到径流式风扇叶轮中。此外，滑环装置具有围绕径流式风扇叶轮的径向环周的、螺旋形构成的螺旋壳体。

旋转电机能够是任意的电机，即例如马达或发电机，其中能够经由滑动接触装置例如将信号或电功率从定子传输到转子上。特别地，旋转电机能够是涡轮发电机。

滑动接触装置能够在滑环和滑动接触元件之间构成电的滑动触点，通过所述滑动触点能够在定子或转子之间传输电压或信号。

滑动接触元件也称作为电刷、碳刷、接触电刷或电机电刷。所述滑动接触元件的组成必须匹配于对接触和要传输的功率的要求并且能够变化。所述滑动接触元件能够具有石墨，该石墨富含金属成分、例如铜、银或钼，或也仅具有金属成分。

通过摩擦和强的热量形成，在滑动接触装置处和尤其在滑动接触元件处出现材料磨损，所述材料磨损在下面与材料组成无关地称作为碳尘。所述碳尘能够严重地损害滑动接触装置的电特性，使得尤其由于对在发电机中的励磁电流传输提出的高要求而能够损害滑环装置的功能和使用寿命，并且整体上损害其可用性。

为了产生冷却流体流和进一步为了导出碳尘，设置在转子上的径流式风扇叶轮设有抽吸装置。特别地，抽吸装置能够构成为，使得将在滑动接触装置处例如从冷却流体储备器中提供的冷却流体通过抽吸装置抽入，使得所述冷却流体沿着滑动接触装置引导，并且特别地，在所述冷却流体通过例如由转子驱动的径流式风扇叶轮吹出之前，在滑环和滑动接触元件之间的区域中流过。

特别地，抽吸装置能够具有抽吸接管，所述抽吸接管基本上围绕设置在转子上的滑动接触装置并且构成通到径流式风扇叶轮的通道。在径流式风扇叶轮例如通过转子而旋转时，位于径流式风扇叶轮的叶片之间的空气通过离心力向外运送，使得在抽吸装置的或抽吸接管的区域中形成抽吸，通过所述抽吸能够沿着滑动接触装置引导冷却流体。

为了能够将加热的且被碳尘污染的冷却流体有针对性地且有效地导出，该装置具有螺旋壳体，所述螺旋壳体在垂直于转子的旋转轴线的剖平面中具有螺旋形设置的内壁。

内壁的螺旋形的布置实现：被碳尘污染的冷却流体的流通过螺旋壳体基本上不受阻碍地导出，其中避免螺旋壳体之内的具有大的压力差的区域。由此能够避免涡流、回流区域和具有小的流动速度的死流区域，在所述回流区域中在小的空间上出现具有不同定向的颗粒运动。

已经表明：这尤其积极地影响摩擦尘的导出，因为所述摩擦尘由于其表面特性和电荷特性而容易在回流区域和死流区域中结块和/或积聚在内壁上。因此，通过壳体的螺旋形的设计引起掺有摩擦尘的冷却流体的均匀的流出，由此能够避免在螺旋壳体的区域中的积聚和结块。

由此，一方面改进经过螺旋壳体的质量流并且另一方面改进摩擦尘的排出。能够延长维护间隔并且改进整个滑环装置的使用寿命。同时，能够实现保持不变的电的接触特性，由此实现滑环装置对于在高功率发电机中使用的改进的适用性。

在一个实施方式中，螺旋壳体具有螺旋区域和设置在螺旋区域下游的流出区域，所述流出区域具有流出开口，其中在螺旋区域中，螺旋壳体的内壁以基本上对应于螺旋函数的方式与转子的旋转轴线间隔开。