专利名称：交流发电机的火花阻塞结构和火花阻塞方法
技术领域：
本发明涉及提供一种火花阻塞的交流发电机(称作“交流发电机”)，并且特别涉及提供一种火花阻塞结构和方法，当该交流发电机安装在机动车或小型船舶的发动机室时，用于在操作期间防止从机体向外放出所产生的火花。
一般来说，交流发电机是经向机动车或小型船舶施加的发动机功率，由其转子旋转而产生交流电压。该电压通过预定电路供给系统负荷或发动机控制系统。为了概括说明其一般结构，
图1用断面图示出了该交流发电机。
交流发电机10包括前座架和后座架1和2，它们各有一个杯状结构。当前座架和后座架1和2连接在一起时，它们形成一个内腔，以密封按如下所述的预定次序组装的部件。
在内腔中环绕座架1和2的内周表面适当安装一个定子4。在邻近交流发电机10的轴的两端具有较小直径的圆形孔的周围各自固定支承轴承5和6，以便转轴7可旋转地支承其间。在内腔中转轴7包括一个安装其上的转子9。转子9包括铁芯，绕其外周部分安排一个励磁线圈8。在转轴7上邻近转子9的前部和后部各自安装冷却风扇11和12，它们随转轴7的旋转而旋转。
转轴7穿过支承轴承6伸出后座架2，在其端部固定一个皮带轮13。皮带轮13与一条皮带(没有示出)连接，以便向那里传送发动机功率。并且，转轴7有一端以预定长度从支承轴承5突出延伸，一个通常包括两部分的滑环14装配其上，以便与此后叙述的电刷18以面对面结构接触。滑环14与转子9电气连接。
从另一方面来说，在前座架1的外表面上安装一个端壳15，以密封转轴7的端部。在端壳15中以常规方式安装一个电刷夹16。电刷夹16至少包括一个电刷18，用弹簧17弹性夹住，以便电刷18以面对面接触结构与滑环14配合。并且，电刷夹16包括一个电压调节器19和一个交流整流器20，适当地并且各自地安排在其一侧部和下部。基于这样结构，在后座架1密接支承轴承5的一侧上构成一个排放通路30，以便把滑环14与电刷18之间由面对面摩擦所产生的电刷粉末引到外部。交流发电机10具有与常规结构相同的结构，其详细说明省略。
因此，交流发电机10使滑环14能够与电刷18的下端电气接触，以便对励磁线圈8施加电源。当为了操作系统而对交流发电机10施加电源时，转子9与转轴7和滑环14一起旋转。在那个时候，由于滑环14与电刷18之间形成电气和机械接触，引起了电刷粉末和火花产生，并且通过排放通路30引到交流发电机10外部。这意味着如果交流发电机安装在密封的机动车或小型船舶的发动机室里，就非常危险。实际上，没有烧完的易燃的燃烧气体可能留在密封的发动机室里。如果发动机室不经常通风，就有危险在起动交流发电机时易燃气体可能会爆炸。
关于这些问题，在Chiampas先生等人发布的美国专利No.4,680,495中公开了一种典型技术，其目的是提供一种火花阻塞结构，用于密封滑环和电刷夹。
该专利包括一种火花保护的交流发电机，在交流发电机壳的一个端板上有一个外腔，在交流发电机轴延伸部分上具有连通环，并且在该外腔内安置了配合的金属电刷。外腔与交流发电机四周的空气有效地密封，以便对电刷与连通环之间产生的火花提供保护，其中利用了壳和板的最小面积。端板从外腔的侧壁整个延伸，部分径向地环绕轴延伸部分和连通环。一个其中固定电刷的电刷夹具有多个突出部分，与侧壁中的多个槽配合，以便径向地封闭外腔，并且一个端盖(包括一个垫圈)封闭了外腔的一个开口端，而端板有效地封闭了外腔的另一端。电刷夹构成封闭外腔的壁的部分，并且这样使连通环和电刷与周围空气密封所要求的外腔的尺寸最小。
但是，这个专利是提供防止连通环与电刷之间产生的火花放出端盖外部，相反，它并没有公开保护火花对壳的转子侧释放的技术内容。换句话说，没有提供用于排除连通环与电刷之间接触处由于摩擦所产生的电刷粉末的结构。它假定火花和电刷粉末可以移入转子侧上形成的一个放出孔，并且然后放出到交流发电机四周的空气中。这意味着存在由于火花放出到周围空气中而引起的危险。
为了解决这些问题和缺点，本发明的一个目的是提供一种交流发电机的火花阻塞结构，用于有效地遮断火花引向一个座架侧，并把电刷粉末放出到交流发电机外部，以及一种火花阻塞方法。
本发明的另一个目的是提供一种交流发电机的火花阻塞结构，制成与一个用于放出电刷粉末的孔的形状相同，以及一种火花阻塞方法。
本发明的又一个目的是提供一种交流发电机的火花阻塞结构，用于有效地遮断火花引向一个端壳侧，以及一种火花阻塞方法。
按照本发明，一台交流发电机包括一个座架结构，包括至少一个座架，其中形成一个腔，在该交流发电机中，在其轴线上可旋转地安装一个转轴，在该转轴上固定一个转子，并且环绕其周边表面安排一个定子；以及在一个座架的后部上安装一个端壳，在该端壳中，在从座架结构以预定距离伸出的转轴的端部装配滑环，并且安装一个电刷夹，以强制至少一个电刷与滑环以面对面布置接触，该端壳包括一个构成弯曲状的放出通路，用于把电刷粉末从滑环与电刷之间的接触处引入座架结构，以及可移动地插入该放出通路的火花阻塞部件，以防止火花引入座架结构，其中火花阻塞部件用优良导热材料制成，并且在断面图中具有与弯曲放出通路相同的形状，并且其本体有多个孔或缝隙，以允许电刷粉末通过那里，而强制火花被阻塞。
并且，注意到火花阻塞部件可以构成为装配在滑环与电刷之间的端部间隙中，由此阻塞火花暴露在端壳外部的周围空气中。
因此，保证了本发明能够使滑环与电刷之间接触处所产生的电刷粉末放出到外部，并且相反火花与周围空气隔离，由此改善了产品的可靠性。并且，有一个优点，即本发明其结构简单，与其它相同产品很好适应。
现在将参考附图详细叙述本发明，其中图1是说明一般交流发电机结构的断面图；图2是说明按照本发明在交流发电机中安装火花阻塞结构的断面图；图3是说明按照本发明的第一实施例构造的火花阻塞结构的透视图；图4是说明按照本发明的第二实施例构造的火花阻塞结构的透视图；图5是说明按照本发明的第三实施例构造的火花阻塞结构的透视图；以及图6是说明按照本发明的第四实施例构造的火花阻塞结构的透视图。
为了说明本发明，图2仅表示一台交流发电机的一部分，在那里安装了火花阻塞结构，其另外部分与图1中现有技术的结构相同。当然，意图不是把本发明限定在如下所述的权利要求和说明的范围内。
参考图2，在座架1的后部上安装一个端壳，以在其中形成一个空腔。转轴7的端部穿过支承轴承5以预定距离从座架1伸出。滑环14装配到转轴7的端部。在端壳15中安装一个电刷夹17，以便强制至少一个电刷与滑环以面对面配置接触，其中电刷18用弹簧19弹性支承。在座架1与支承轴承5之间以弯曲形状延伸一个放出通路30，以便在交流发电机10操作期间，把滑环14与电刷18之间由于面对面摩擦所产生的电刷粉末放出到外部。在放出通路30中可动地安装一个火花阻塞部件21，并且其本体具有与图2所示放出通路30相同的结构。
因此，如图3所示，放出部件21具有一个基于放出通路30的菱形形状，并且其本体具有多个预定布置的孔22。孔22有足够尺寸通过电刷粉末，但是防止火花从那里通过。并且，孔22可以具有如图4所示的多边形状。并且，孔22可以如图5所示那样，用环绕火花阻塞部件周边部分以迷宫形式形成的多个间隙23来代替。
如图6所示，火花阻塞部件21包括多个薄板，其中薄板在放出通路30中以预定间隔安排。各火花阻塞薄板还有多个取预定形状的孔。火花阻塞部件21能构造为装配在滑环14与电刷18之间的端部空间中，其形状与该空间相同，由此阻塞火花暴露在端壳外部的周围空气中。火花阻塞部件21最好用铝、铜、不锈钢等优良导热材料制成。
如上所述，尽管一台装备了火花阻塞结构的交流发电机安装在一个密封的发动机室里，但是交流发电机中产生的火花与留在发动机室中的没有燃烧的易燃气体相隔离。因此，本发明防止了由于电刷粉末引起的交流发电机的内部污染，并且强制火花与周围空气隔离，由此改善了产品的可靠性。
权利要求
1.一种用于交流发电机的火花阻塞结构，该交流发电机包括一个座架结构，其包括至少一个座架，其中形成一个空腔，在该交流发电机中，在其轴线上可旋转地安装一个转轴，一个转子固定在该转轴上，并且一个定子环绕其外周表面安排；以及在一个座架的后部上安装一个端壳，其中在以预定距离从座架结构伸出的转轴的端部装配滑环，并且安装一个电刷夹，以强制至少一个电刷以面对面布置与滑环接触，其中，所述火花阻塞结构包括一个以弯曲形状构成的放出通路，用于把电刷粉末从滑环与电刷之间的接触处引入座架结构中；以及一个在放出通路中可动插入的火花阻塞部件，用于防止火花引入座架结构；其中火花阻塞部件用优良导热材料制成，并且在断面图中具有与弯曲放出通路相同的形状，并且其本体有多个孔或间隙，以允许电刷粉末通过那里，而强制火花被阻塞。
2.如权利要求1所述的火花阻塞结构，其中所述火花阻塞部件有多个穿通的孔。
3.如权利要求2所述的火花阻塞结构，其中所述孔具有多边形状。
4.如权利要求1所述的火花阻塞结构，其中所述火花阻塞部件有多个在其侧边部分上以迷宫形式构成的间隙。
5.如权利要求1所述的火花阻塞结构，其中所述火花阻塞部件有多个在放出通路中以预定间隔安排的薄板。
6.一种用于交流发电机的火花阻塞方法，该交流发电机包括一个座架结构，其包括至少一个座架，其中形成一个空腔，在该交流发电机中，在其轴线上可旋转地安装一个转轴，一个转子固定在该转轴上，并且一个定子环绕其外周表面安排；以及在一个座架的后部上安装一个端壳，其中在以预定距离从座架结构伸出的转轴的端部装配滑环，并且安装一个电刷夹，以强制至少一个电刷以面对面布置与滑环接触，其中，所述火花阻塞方法包括以弯曲形状构成一个放出通路，用于把电刷粉末从滑环与电刷之间的接触处引入座架结构；安装一个装备了多个孔的滑环阻塞部件，可动地插入放出通路中；以及防止火花引入座架结构，而允许电刷粉末通过那里。
全文摘要
在一台交流发电机中，一种火花阻塞部件包括一个安装在座架与支承轴承之间的放出通路中，并且包括多个以预定形状在其上构成孔的火花阻塞部件，该火花阻塞部件用优良导热材料制成，由此阻塞火花使得与周围空气隔离，而将电刷粉末放出。
文档编号H02K5/136GK1141530SQ96104518
公开日1997年1月29日 申请日期1996年4月10日 优先权日1995年4月10日
发明者朴真豪 申请人:万都机械株式会社