[發明專利]能量采集軸承配置

無效

• 申請號: 201280054231.X
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103917793A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: F.巴特爾;A.C.范德哈姆
• 申請（專利權）人: SKF公司
• 主分類號: F16C35/00
• 分類號: F16C35/00;F16C37/00;F16C41/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

技術領域

本發明涉及利用集成到軸承或軸承箱內的冷卻系統發電的設備和方法。

背景技術

軸承用于支撐許多旋轉物體。軸承通常集成到不同的機器內。該軸承是有助于該機器的可靠性的關鍵因素。系統通常通過設計安裝一個或多個軸承狀態監控裝置來確保軸承保持正常運轉。大部分狀態監控裝置的運行需要低壓電能。一些系統包括其他也利用電能的部件。

電池具有有限的容量，其規定有限的供給并因此規定有限的運行時間。從商用市電電源處獲得能量的成本會很高，尤其是對于遠程設施而言。由市場上可買到的電源轉換電能可能需要運行大規模且昂貴的電力電纜和支持設備。必須考慮這些系統的維護。電池的更換涉及到零件和人力成本兩者。對于臨時設施而言，這些顧慮加劇了。

一部分軸承生成可觀的熱量。這些軸承包括散熱和傳熱系統。一個示例性的傳熱系統包括一個或多個集成冷卻液通道。液體冷卻劑通過該集成冷卻液通道泵入，以用于從軸承或軸承組件吸熱。

渦輪通常用于各種應用。其中一個應用將來自流動的液體的能量轉化為電能。其中一個公知的示例是風車。另一個公知的示例是水壩。

更緊湊的低電平發電機已被集成到諸如龍頭、淋浴噴頭等的家用電器中，在這些家用電器中，流動的水的能量被轉換為電能并隨后被用于使LED發光。

監控各種參數來持續判斷軸承的狀態。該軸承的應用可能限制了對用于監控軸承狀態的傳感器進行供電的有效性或簡易性。期望的是這樣一種發電系統，其可以被集成到軸承組件中，從而從該軸承組件處采集能量并利用采集到的能量發電。

發明內容

本發明涉及一種利用軸承或軸承組件的冷卻系統發電的設備和相應方法。

本發明的第一方面是一種發電軸承組件，所述發電軸承組件包括：

軸承；

軸承箱，包括：

軸承座，

至少一個集成冷卻液通道，以及

渦輪安裝端口，在軸承箱的外部表面之間延伸并且穿透其中一個集成冷卻液通道，其中，渦輪安裝端口大致垂直于該集成冷卻液通道；

渦輪組件，包括：

渦輪殼，

被組裝在渦輪殼內的渦輪軸，

由該渦輪軸可旋轉地支承的渦輪葉片子組件，

穿過該渦輪殼的渦輪流體通道，該渦輪流體通道被定向為垂直于渦輪葉片子組件的旋轉軸線，以及，

可操作地與渦輪葉片子組件結合的發電機，其中，該渦輪葉片子組件的旋轉運動使該發電機發電；

其中，渦輪被插入渦輪安裝端口中，將渦輪流體通道定位在冷卻液通道中，使渦輪葉片子組件定向為圍繞垂直于通過該冷卻液通道的流體流的軸線旋轉，將由流動通過該冷卻液通道的流體提供的能量轉化為電能。

第二方面，該渦輪朝向渦輪旋轉軸線而安裝，該旋轉軸線大致垂直于流體流動方向。

另一方面，該渦輪殼的外部表面為渦輪安裝端口提供密封。

另一方面，密封材料置于渦輪殼的外部表面和渦輪安裝端口之間，以提供其間的密封。

另一方面，渦輪殼和渦輪安裝端口包括帶螺紋的表面，以允許其間的螺紋連接組裝。

另一方面，該渦輪還包括從發電機以電導通的方式延伸的電纜。

另一方面，該渦輪殼被設置為具有圓形橫截面形狀。

另一方面，該渦輪殼被設置為具有管狀橫截面形狀。

另一方面，安裝該渦輪，使該渦輪組件與該冷卻液通道的直徑居中對齊。

另一方面，安裝該渦輪，使該渦輪葉片子組件的縱軸線與該冷卻液通道的直徑居中對齊。

另一方面，該渦輪臨近于冷卻系統進口而安裝。

另一方面，該渦輪臨近于冷卻系統出口而安裝。

另一方面，可將電磁子組件安裝板集成到該渦輪組件內，以有助于將該渦輪組件安裝到軸承箱內。該電磁子組件安裝板可進一步提供密封的功能性。

另一方面，所生成的電能被用于向分立的電驅動裝置供電。

另一方面，所生成的電能被用于向至少一個軸承狀態監控傳感器供電。

另一方面，所生成的電能被用于向與同一軸承組件相關聯的至少一個軸承狀態監控傳感器供電。

另一方面，所生成的電能被用于向與同一軸承組件相關聯的至少一個軸承狀態監控傳感器以及與位于該發電軸承組件附近的分立的軸承組件相關聯的至少一個軸承狀態監控傳感器供電。