本实用新型涉及一种碳粉收集装置，特别是一种静态励磁发电机碳粉收集装置，属于大型汽轮发电机装置技术领域。
背景技术：
对于静态励磁发电机，集电环与电刷(碳刷)间摩擦产生碳粉，如果碳粉不被及时排出，碳粉会散落在集电环正负极之间并堆积，导致发电机转子绝缘下降或发电机转子接地。国内汽轮发电机目前主要采用滤网式碳粉收集装置进行碳粉收集，以解决碳粉堆积造成发电机转子绝缘下降问题。
此类碳粉收集装置尺寸较大，考虑更换滤网以及清理积尘盒内碳粉，装置旁要预留检修空间，同时考虑到风路的畅通，在装置旁边还要留空间，对发电厂房空间要求非常大。此类装置由于有风扇和电机，运行时还会产生较大噪音污染。此类装置运行时控制柜或电机若发生故障，整个碳粉收集装置就变成了大风阻元件，导致风量急剧下降，造成集电环过热或烧毁，严重危及发电机安全运行。滤网容易堵塞，此类碳粉收集装置在运行一段时间后，除碳粉效率降低，需对滤网进行定期维护、清洗或更换，滤网寿命短。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种不需要设置抽风电机，避免碳粉粉尘堆积在过滤板影响弃流通道，以实现装置体积小化，延长装置维护周期，以及在无外界动力的情况下保证气流的流通效果，并且提高碳粉粉尘收集效果，降低挡板的承载力，有利于汽轮发电机装置技术领域发展的发电机碳粉收集装置。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种发电机碳粉收集装置，包括具有含有碳粉的集电环热风流通道的壳体，该壳体的上部两侧分别设置有用于引入热风流的进风口和排放热风流的出风口，该壳体内侧顶部和底部上设置有多个不通风的隔板机构，所述壳体底部还设置有用于收集碳粉的集尘盒，该含有碳粉的集电环热风流通过隔板机构进行上下流动并使碳粉碰撞隔板后下落到集尘盒内。
本实用新型的一种发电机碳粉收集装置采用不透风的隔板机构以使热风流在流动的过程中撞击隔板机构，在撞击过程中，碳粉粉尘撞击后动能减下，气体因收到隔板机构的阻挡动能也随之下降，从而不能够带动碳粉进行流动，在自然重力作用下，碳粉粉尘自然下落，由于下方设置的集尘盒，碳粉收集到集尘盒内，在收集到一定状态时对积尘盒进行清理即可解决装置维护的问题，为了保证热风流在流动过程中能耗损失效果，采用壳体能上下设置隔板机构，从而延长了热风流的路程，充分缩小收集装置的体积。另外，该方式的设计采用非能动的设计理念，有效取消抽风装置的设置，节省抽风装置的空间设计，并且不需要消耗能耗，能够有效节省能源消耗。因此，能够有效降低碳粉收集装置的制造成本以及节省资源，提高厂区安装空间的利用率，延长整体装置的维护周期，避免装置产生的噪音污染，降低人工成本。使结构更加简单，避免电气自动化控制故障带来的停机情况，使发电机的工作效率更高。在大型汽轮发电机中，辅助装置体积小化设计能够有效改善对装置的实用性以及推广性具有积极显著的效果，带来明显的经济效效益和有益效果。
本实用新型的一种发电机碳粉收集装置，所述隔板机构分别设置在壳体内侧顶部和底部侧壁上，并等间距交叉设置。有效的延长热风流的通道路程。
进一步的，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度低于位于壳体底部的隔板机构顶部的高度，以使集电环热风流通道形成“S”形通道。该方式能够确保热风流在流动的过程中与隔板机构具有充分的撞击，并且在一定程度上能够全面抵挡热风流，使能耗损失的效果更加，更利于碳粉的收集。
进一步的，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度低于进风口底部的高度。该设计方式能够保证热风流进入壳体后被隔板机构全面阻挡，有利于降低热风流的动能，从而利于碳粉的收集。
本实用新型的一种发电机碳粉收集装置，所述隔板机构包括固定于壳体内侧壁上的隔板，该隔板面向进风口的一侧设置有吸能板。该方式能够保证碳粉撞击能耗的效果，有利于碳粉的收集效果，解决装置维护周期短的问题，并利用吸能板提升能耗效果。
进一步的，该隔板面向出风口的一侧设置有吸能板。热风流在遇到隔板机构阻挡的情况下回出现气流回流的情况，在回流的过程中，碳粉会随着热风运动，在遇到隔板机构时，该方式能够充分增加能量的消耗，加强碳粉的收集效果。
进一步的，所述吸能板通过螺栓连接固定在隔板上。该连接方式便于吸能板的维护，有利于装置的检修，节省维护时间。
进一步的，所述隔板通过焊接固定连接在壳体内部，以加强接缝的密封效果。该设计方式保证隔板的密封效果，保证热风流的阻挡效果。
进一步的，该进风口和出风口所在的壳体下部内侧设置有吸能板，该吸能板位于进风口和出风口的下方。采用该方式的设计保证热风流在壳体内运动通道中能够充分产生撞击降低动能的效果。
进一步的，所述吸能板包括板体，该板体上设置有用于加强吸能效果，增大能量损失的通孔。该设计方式基于能量消耗的过程，通过通孔的设计能够有效增加碳粉的撞击，加大能量的损失，通过吸能板本身以及隔板的阻挡增大碳粉的收集率，避免碳粉造成的其他问题影响。
一种发电机碳粉收集装置的收集方法，包括一下步骤：
a、在收集装置壳体两侧的上部设置进风口和出风口，并在壳体内侧的顶部与底部交叉焊接隔板；
b、焊接隔板时，使壳体顶部的隔板底部的高度低于壳体底部隔板顶部的高度，通过隔板与壳体内腔形成“S”形热风流通道；
c、在隔板的两侧、进风口下方所在壳体的内侧以及出风口下方所在壳体的内侧设置开设有通孔的吸能板；
d、在壳体底部设置集尘盒，集尘盒延伸至隔板和壳体，使在流动过程中动能不足的碳粉粉尘，撞击吸能板以及通过吸能板通孔撞击隔板能量损失后的碳粉粉尘在重力作用下自然下落到集尘盒内；
e、将热风流从进风口引入，在自然状态下进行壳体内，并从出风口排出，完成碳粉的收集。
进一步的，所述步骤a中，位于壳体顶部的隔板的数量比位于壳体底部的隔板的数量多1个，以使靠近进风口和出风口的隔板位于壳体顶部。该方式能够保证进入的热风流充分被阻挡，从而流向下方，起到有效的缓冲作用，另外，在靠近出风口的位置采用该设计能够充分利用装置内部的空间，对装置体积小化具有明显的效果。
进一步的，所述步骤a中，进风口的截面积小于隔板的截面积，以保证热风流的充分撞击到隔板上。由于进风口口径的偏小，热风流进入壳体后由细小的口径转换为较大的腔体，气体的动能有效降低，从而降低热风流带动碳粉运动的动能，直径较大的碳粉粉尘直接下落到集尘盒内。
进一步的，所述步骤c中，通孔的直径远大于碳粉粉尘直径以避免风量过大造成碳粉粉尘堆积堵塞通孔以及增加吸能板的负载。
本实用新型的一种发电机碳粉收集装置利用多个层隔板机构的设计以降低热风流的动能，在实际应用中，气流流速下降后动能下降，气体中混合的杂质尤其是重量偏重一点的粉尘会在重力的作用下自然下落。而本设计中，隔板机构主要实现两个目的，一是采用隔板机构的设置延长热风流的流动路程，使热风流的能量有效损失；二是采用隔板机构对热风流进行阻挡，并且用于热风流内粉尘撞击，在撞击的过程中，能量损失明显。该两种目的的设计基于气体动能低能够实现气体与粉尘之间的分离。而在目前汽轮发电机的碳粉收集装置中，通常采用的手段为抽风机构加过滤板的设计，而采用传统的技术不仅增大滤网的负载，同时缩短维护周期，同时，设备体积大，对安装面积也有更大的要求。传统的收集装置是增大热风流的动能，以实现气体的排放和碳粉的过滤，而本设计是采用自然重力，毋须外界动力，并且在实际收集过程中，尽可能的增加热气流的能量损耗，从而实现结构简单，节省能耗，便于安装和维护，装置体积小的设计，在汽轮发电机领域中能够具备显著的贡献和经济效益。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的设计不需要加设风机，依靠自然物理原理，实现“非能动性”碳粉收集，更不需要电气控制装置，维护起来更加方便，安全可靠性强，不存在故障隐患，具备固有的高安全性和可靠性；
2、本实用新型的设计无过滤网和风机及控制设备，运行时不需要定期维护、清洗或更换，由于通孔的直径远大于碳粉粉尘直径，结合热风流的能量损失，不会出现通孔堵塞，不会增加隔板机构的负载，因此，仅需定期清理积尘盒中的碳粉；
3、本实用新型的设计采用“S”形的气体通道增加气体的路程，同时采用“非能动”碳粉收集的方式，不仅节省能源的消耗，结合无风机设计，有效的减小了装置的体积，由于装置空间小，可置于厂房顶部安装，厂房有效空间占用少，利用该设计方式不会产生噪音，避免噪音污染，降低安装环境，同时，该结构的优化有效的降低制造成本和维护成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型右视图的结构示意图；
图3是本实用新型实施例2的结构示意图；
图4是本实用新型隔板机构的结构示意图。
图中标记：1-壳体、2-进风口、3-出风口、4-集尘盒、5-隔板、6-吸能板、61-板体、62-通孔、11-第一壳体、12-第一进风口、13-第一出风口、14-第一集尘盒、15-滤网、16-电机、17-控制柜、18-风扇。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种发电机碳粉收集装置，如图1和图2所示，包括具有含有碳粉的集电环热风流通道的壳体1，该壳体1的上部两侧分别设置有用于引入热风流的进风口2和排放热风流的出风口3，该壳体1内侧顶部和底部上设置有多个不通风的隔板机构，壳体1底部还设置有用于收集碳粉的集尘盒4，该含有碳粉的集电环热风流通过隔板机构进行上下流动并使碳粉碰撞隔板后下落到集尘盒内。
本实施例中，采用不透风的隔板机构以使热风流在流动的过程中撞击隔板机构，在撞击过程中，碳粉粉尘撞击后动能减下，气体因收到隔板机构的阻挡动能也随之下降，从而不能够带动碳粉进行流动，在自然重力作用下，碳粉粉尘自然下落，由于下方设置的集尘盒，碳粉收集到集尘盒内，在收集到一定状态时对积尘盒进行清理即可解决装置维护的问题，为了保证热风流在流动过程中能耗损失效果，采用壳体能上下设置隔板机构，从而延长了热风流的路程，充分缩小收集装置的体积。另外，该方式的设计采用非能动的设计理念，有效取消抽风装置的设置，节省抽风装置的空间设计，并且不需要消耗能耗，能够有效节省能源消耗。因此，能够有效降低碳粉收集装置的制造成本以及节省资源，提高厂区安装空间的利用率，延长整体装置的维护周期，避免装置产生的噪音污染，降低人工成本。使结构更加简单，避免电气自动化控制故障带来的停机情况，使发电机的工作效率更高。在大型汽轮发电机中，辅助装置体积小化设计能够有效改善对装置的实用性以及推广性具有积极显著的效果，带来明显的经济效效益和有益效果。
基于上述具体实施方式的设计原则上，为了实现更好的效果，在另一具体实施方式中，隔板机构分别设置在壳体1内侧顶部和底部侧壁上，并等间距交叉设置。
基于上述具体实施方式的设计原则上，由于采用的设计是为了降低热风流的能量，加大能量的损失以使碳粉自然下落再进行收集，因此，为了有效的延长气体的行程，在另一具体实施方式中，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度不高于位于壳体底部的隔板机构顶部的高度。在其中一具体实施方式中，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度低于位于壳体底部的隔板机构顶部的高度，以使集电环热风流通道形成“S”形通道。该方式能够确保热风流在流动的过程中与隔板机构具有充分的撞击，并且在一定程度上能够全面抵挡热风流，使能耗损失的效果更加，更利于碳粉的收集。当然，作为另外两种方式，一是位于壳体顶部的隔板机构底部的高度等于位于壳体底部的隔板机构顶部的高度。该方式对隔板机构的要求较高，并且加大了安装的难度。二是位于壳体顶部的隔板机构底部的高度高于位于壳体底部的隔板机构顶部的高度。由于隔板之间不存在重叠部分，产生的间隙不具备阻挡作用，热风流会通过间隙向出风口流动，因此该方式不能有效实施碳粉收集效果。
更加具体的，基于上述具体实施方式的设计基础上，在另一具体实施方式中，位于壳体顶部的隔板机构的数量比位于壳体底部的隔板机构的数量多1个，以使靠近进风口和出风口的隔板机构均位于壳体内部的顶部。
在设计中，出于装置设计的原理，在另一具体实施方式中，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度不高于进风口底部的高度。为了更好的加工以及连接装置部件，保证收集的效果，在其中一具体实施方式中，位于壳体顶部的隔板机构底部的高度低于进风口底部的高度。具体的，即为进风口的截面积小于隔板的截面积。根据气体流动的原理，结合小口径管道到大口径管道能够有效降低气体的能量，因此，在另一具体实施方式中，进风口的截面积为壳体径向截面面积的1/3-1/2。
基于上述具体实施方式的设计原则上，为了提高热风流能量损失的效果，在其中一具体实施方式中，如图4所示，隔板机构包括固定于壳体内侧壁上的隔板5，该隔板5面向进风口的一侧设置有吸能板6。该方式能够保证碳粉撞击能耗的效果，有利于碳粉的收集效果，解决装置维护周期短的问题，并利用吸能板提升能耗效果。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，该隔板5面向出风口的一侧设置有吸能板6。热风流在遇到隔板机构阻挡的情况下回出现气流回流的情况，在回流的过程中，碳粉会随着热风运动，在遇到隔板机构时，该方式能够充分增加能量的消耗，加强碳粉的收集效果。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，吸能板6通过螺栓连接固定在隔板上。该设计方式可以设置为多种，其具体实施方式如下：
其一，在隔板上开设螺纹槽，双头螺栓连接于螺纹槽内，双头螺栓的另一头上设置有限位的限位台，并在吸能板上开设安装孔，双头螺栓穿过安装孔，并通过限位台限位，采用螺母进行把合；
其二，在隔板上设置有螺纹通孔，吸能板通过具有螺帽的全螺纹螺栓和螺纹通孔固定在隔板上，吸能板与隔板之间所在的全螺纹螺栓上设置有一螺母，通过螺母可以调节吸能板与隔板之间的间距；
其三，连接螺栓焊接在隔板上，连接螺栓另一端通过限位台与螺母或者通过螺帽与螺母将吸能板连接在隔板上。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在其中一具体实施方式中，隔板5通过焊接固定连接在壳体1内部，以加强接缝的密封效果。该方式的设计能够充分保证隔板对热风流的阻挡效果，强制热风流沿设计方向流动。当然，同理可得，吸能板也可以采用焊接的方式固定连接在壳体内部。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在其中一具体实施方式中，该进风口2和出风口3所在的壳体下部内侧设置有吸能板6，该吸能板位于进风口和出风口的下方。充分保证了碳粉撞击效果，保证能量损失效果。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，位于壳体内侧底部的吸能板的底部高度高于集尘盒的高度，集尘盒延伸至隔板处。并延伸至进风口与出风口下方所在壳体处。当然，在另一具体实施方式中，在隔板与集尘盒之间、进风口和出风口下方壳体与集尘盒之间设置有用于时碳粉进入集尘盒内倾斜设置的导板。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式，吸能板6包括板体61，该板体61上设置有用于加强吸能效果，增大能量损失的通孔62。具体的，在其中一具体实施方式中，通孔的直径远大于碳粉粉尘直径。更加具体的，该通孔62均匀分布在吸能板板体的。其数量和孔径大小根据板体强度以及风量风速进行设计。
基于上述具体实施方式的设计原则上，一种发电机碳粉收集装置的收集方法，包括一下步骤：
a、在收集装置壳体两侧的上部设置进风口和出风口，并在壳体内侧的顶部与底部交叉焊接隔板；
b、焊接隔板时，使壳体顶部的隔板底部的高度低于壳体底部隔板顶部的高度，通过隔板与壳体内腔形成“S”形热风流通道；
c、在隔板的两侧、进风口下方所在壳体的内侧以及出风口下方所在壳体的内侧设置开设有通孔的吸能板；
d、在壳体底部设置集尘盒，集尘盒延伸至隔板和壳体，使在流动过程中动能不足的碳粉粉尘，撞击吸能板以及通过吸能板通孔撞击隔板能量损失后的碳粉粉尘在重力作用下自然下落到集尘盒内；
e、将热风流从进风口引入，在自然状态下进行壳体内，并从出风口排出，完成碳粉的收集。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，步骤a中，位于壳体顶部的隔板的数量比位于壳体底部的隔板的数量多1个，以使靠近进风口和出风口的隔板位于壳体顶部。该方式能够保证进入的热风流充分被阻挡，从而流向下方，起到有效的缓冲作用，另外，在靠近出风口的位置采用该设计能够充分利用装置内部的空间，对装置体积小化具有明显的效果。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，步骤a中，进风口的截面积小于隔板的截面积，以保证热风流的充分撞击到隔板上。由于进风口口径的偏小，热风流进入壳体后由细小的口径转换为较大的腔体，气体的动能有效降低，从而降低热风流带动碳粉运动的动能，直径较大的碳粉粉尘直接下落到集尘盒内。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，步骤c中，通孔的直径远大于碳粉粉尘直径以避免风量过大造成碳粉粉尘堆积堵塞通孔以及增加吸能板的负载。
具体的，其他与碳粉的运动轨迹结合图1、图3和图4可以看出。
本实施例中，利用多个层隔板机构的设计以降低热风流的动能，在实际应用中，气流流速下降后动能下降，气体中混合的杂质尤其是重量偏重一点的粉尘会在重力的作用下自然下落。而本设计中，隔板机构主要实现两个目的，一是采用隔板机构的设置延长热风流的流动路程，使热风流的能量有效损失；二是采用隔板机构对热风流进行阻挡，并且用于热风流内粉尘撞击，在撞击的过程中，能量损失明显。该两种目的的设计基于气体动能低能够实现气体与粉尘之间的分离。而在目前汽轮发电机的碳粉收集装置中，通常采用的手段为抽风机构加过滤板的设计，而采用传统的技术不仅增大滤网的负载，同时缩短维护周期，同时，设备体积大，对安装面积也有更大的要求。传统的收集装置是增大热风流的动能，以实现气体的排放和碳粉的过滤，而本设计是采用自然重力，毋须外界动力，并且在实际收集过程中，尽可能的增加热气流的能量损耗，从而实现结构简单，节省能耗，便于安装和维护，装置体积小的设计，在汽轮发电机领域中能够具备显著的贡献和经济效益。
实施例2
一种发电机碳粉收集装置，如图3所示，包括具有用于热风流流通腔体的第一壳体11，该第一壳体11上设置有第一进风口12和第一出风口13，该第一壳体11底部设置有用于收集碳粉的第一集尘盒，第一壳体11内部并位于第一集尘盒上方还设置有用于过滤碳粉的滤网15，在滤网15与第一出风口13之间还设置有用于抽风的电机16，该电机16与滤网15之间设置有风扇18，通过电机16和18将热风流抽出第一出风口，第一壳体11上还设置有用于控制电机转动的控制柜。
具体的，滤网15还可以为滤袋或者滤筒。
本实施例为目前汽轮发电机采用的一种碳粉收集装置，含有碳粉的热风从第一进风口进入碳粉收集装置，经过滤网的过滤作用，热风和碳粉分离，热风穿过滤网继续向第一出风口流动，碳粉则附着在滤网上，随着时间的推移，碳粉越积越多，在重力作用下，碳粉掉落在第一集尘盒中。滤网风阻较大，在吸附碳粉后风阻更大。因此，为防止风阻过大影响集电环风量，现有的碳粉收集装置还包括风扇和电机以及控制柜等一套装置设置在出风口进行抽风。
此类碳粉收集装置尺寸较大，考虑更换滤网以及清理第一集尘盒内碳粉，装置旁要预留检修空间，同时考虑到风路的畅通，在装置旁边还要留空间，对发电厂房空间要求非常大。此类装置由于有风扇和电机，运行时还会产生较大噪音污染。此类装置运行时控制柜或电机若发生故障，整个碳粉收集装置就变成了大风阻元件，导致风量急剧下降，造成集电环过热或烧毁，严重危及发电机安全运行。滤网容易堵塞，此类碳粉收集装置在运行一段时间后，除碳粉效率降低，需对滤网进行定期维护、清洗或更换，滤网寿命短。
综上所述：
1、本实用新型的设计不需要加设风机，依靠自然物理原理，实现“非能动性”碳粉收集，更不需要电气控制装置，维护起来更加方便，安全可靠性强，不存在故障隐患，具备固有的高安全性和可靠性；
2、本实用新型的设计无过滤网和风机及控制设备，运行时不需要定期维护、清洗或更换，由于通孔的直径远大于碳粉粉尘直径，结合热风流的能量损失，不会出现通孔堵塞，不会增加隔板机构的负载，因此，仅需定期清理积尘盒中的碳粉；
3、本实用新型的设计采用“S”形的气体通道增加气体的路程，同时采用“非能动”碳粉收集的方式，不仅节省能源的消耗，结合无风机设计，有效的减小了装置的体积，由于装置空间小，可置于厂房顶部安装，厂房有效空间占用少，利用该设计方式不会产生噪音，避免噪音污染，降低安装环境，同时，该结构的优化有效的降低制造成本和维护成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。