[發明專利]用于使熱能從可旋轉軸中的電子構件消散走的系統和方法

有效

• 申請號: 201511036163.6
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN105756725B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: K·K·施萊夫;D·W·肖;Z·J·施奈德;M·J·阿塞諾瓦
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;G01D11/00;H05K7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;周心志

本發明涉及用于使熱能從可旋轉軸中的電子構件消散走的系統和方法。具體而言，一種用于使熱能從配置在可旋轉軸內的電子構件消散走的系統包括環形承載軸，該承載軸具有形成為連接于轉子軸端部的一端。該系統還包括變送器組件。變送器包括外殼體、子板和電路板，該電路板在該變送器外殼的內腔內電子地聯接于該子板。電路板包括導熱材料條。變送器組件還包括蓋，該蓋至少部分地密封內腔。蓋的接觸表面與電路板的導熱材料熱連通，且蓋的頂表面的至少一部分在承載軸的旋轉期間熱聯接于承載軸的內表面。還提供一種用于使熱能從電路板消散走的方法。

技術領域

本發明大體上涉及用于渦輪機的滑環組件。更具體而言，本發明涉及一種用于使熱能從封裝在可旋轉軸中的電子構件消散走的系統和方法。

背景技術

諸如風力渦輪、燃氣渦輪、蒸汽渦輪的渦輪機、泵、風扇、發電機、馬達和其他形式的商用設備通常包括軸、葉片、和其他旋轉構件。在本領域中已知，將一個或更多個傳感器安裝在旋轉構件上以測量那些組件的不同特性，以便控制、監測、和/或改善旋轉構件的操作。例如，測量旋轉構件的溫度、速度、應力、應變、振動、和/或其他特性的傳感器允許較早地檢測異常、調整修理或維護計劃、和/或改善操作的其他措施。

在本領域中，已知各種滑環和遙測系統將來自旋轉構件的模擬傳感器數據發送到定子構件以用于進一步的分析。來自傳感器的模擬和數字信號通過導線發送到沿滑環組件的可旋轉中心開孔或軸部分軸向地定位的單獨的滑環或接觸環。靜止的接觸臂或電刷然后提供信號路徑，以用于將信號從旋轉的接觸環或滑環傳送到控制器、數據處理器等。

為了適應用于渦輪機的測試和操作的不斷增加的數據需求，在將模擬信號傳遞到滑環或接觸環之前，需要數字化或壓縮來自傳感器的模擬信號中的一些。這需要各種電子構件諸如電路板安裝在諸如承載軸中，該承載軸在一端處聯接于渦輪機的轉子軸。在操作期間，各種電子構件生成相當大量的熱，該熱必須消散，以避免對其的熱疲勞。然而，電子器件可密封在承載軸內。因此，用來使熱能從配置在其中的電子構件消散走的系統或方法將是有用的。

發明內容

下面在說明書中闡述本發明的方面和優勢，可能根據說明而是顯而易見的，或者可能通過本發明的實踐而習得。

本發明的一個實施例是一種用于使熱能從配置在可旋轉軸內的電子構件消散走的系統。該系統包括環形承載軸，該承載軸具有從外表面徑向地間隔的內表面，和形成為聯接于轉子軸的端部的一端。變送器組件被徑向地支撐在該承載軸內。該變送器組件包括變送器外殼，該變送器外殼在其中限定內腔。子板跨過變送器外殼的底部部分側向地且縱向地延伸。電路板電子地聯接于子板，且在內腔內基本上垂直于子板而延伸。導熱材料條沿電路板的頂部部分配置。蓋連接至變送器外殼的頂部部分，且至少部分地密封內腔。蓋的接觸表面與電路板的導熱材料熱聯接。蓋的頂表面的至少一部分與承載軸的內表面在其旋轉期間熱連通。

本發明的另一實施例是渦輪機。該渦輪機包括環形轉子軸、從轉子軸的內通道向外延伸的多個傳感器導線束、形成為在一端處連接于轉子軸端部部分的環形承載軸。該承載軸包括與第一端軸向地間隔的第二端和與外表面徑向地間隔的內表面。該渦輪機還包括在承載軸內周向地間隔的多個變送器組件。各變送器組件包括變送器外殼，該變送器外殼在其中限定內腔。子板跨過變送器外殼的底部部分側向地且縱向地延伸，且在一端處電子地聯接于多個導線束中的一個導線束。電路板電子地聯接于子板。電路板在內腔內基本上垂直于子板而延伸，且包括沿電路板的頂部部分配置的導熱材料條。變送器組件還包括蓋，該蓋聯接于變送器外殼的頂部部分，至少部分地密封內腔。蓋的接觸表面與電路板的導熱材料熱連通。蓋的頂表面的至少一部分與承載軸的內表面在其旋轉期間熱連通。