[发明专利]能量采集轴承配置

说明书

技术领域

本发明涉及利用集成到轴承或轴承箱内的冷却系统发电的设备和方法。

背景技术

轴承用于支撑许多旋转物体。轴承通常集成到不同的机器内。该轴承是有助于该机器的可靠性的关键因素。系统通常通过设计安装一个或多个轴承状态监控装置来确保轴承保持正常运转。大部分状态监控装置的运行需要低压电能。一些系统包括其他也利用电能的部件。

电池具有有限的容量，其规定有限的供给并因此规定有限的运行时间。从商用市电电源处获得能量的成本会很高，尤其是对于远程设施而言。由市场上可买到的电源转换电能可能需要运行大规模且昂贵的电力电缆和支持设备。必须考虑这些系统的维护。电池的更换涉及到零件和人力成本两者。对于临时设施而言，这些顾虑加剧了。

一部分轴承生成可观的热量。这些轴承包括散热和传热系统。一个示例性的传热系统包括一个或多个集成冷却液通道。液体冷却剂通过该集成冷却液通道泵入，以用于从轴承或轴承组件吸热。

涡轮通常用于各种应用。其中一个应用将来自流动的液体的能量转化为电能。其中一个公知的示例是风车。另一个公知的示例是水坝。

更紧凑的低电平发电机已被集成到诸如龙头、淋浴喷头等的家用电器中，在这些家用电器中，流动的水的能量被转换为电能并随后被用于使LED发光。

监控各种参数来持续判断轴承的状态。该轴承的应用可能限制了对用于监控轴承状态的传感器进行供电的有效性或简易性。期望的是这样一种发电系统，其可以被集成到轴承组件中，从而从该轴承组件处采集能量并利用采集到的能量发电。

发明内容

本发明涉及一种利用轴承或轴承组件的冷却系统发电的设备和相应方法。

本发明的第一方面是一种发电轴承组件，所述发电轴承组件包括：

轴承；

轴承箱，包括：

轴承座，以及

至少一个集成冷却液通道；

涡轮组件，包括：

涡轮壳，

被组装在涡轮壳内的涡轮轴，

可旋转地由该涡轮轴支承的涡轮叶片子组件，以及

可操作地与涡轮叶片子组件结合的发电机，其中，该涡轮叶片子组件的旋转运动使该发电机发电；

其中，该涡轮被集成到该冷却液通道内，并将由流动通过该冷却液通道的流体所提供的能量转化为电能。

第二方面，该涡轮还包括从发电机以电导通的方式延伸的电缆。

另一方面，该涡轮壳被设置为具有圆形横截面形状。

另一方面，该涡轮临近于冷却系统进口而安装。

另一方面，该涡轮临近于冷却系统出口而安装。

另一方面，安装该涡轮，使涡轮的旋转轴线大致平行于流体流的方向而定向。

另一方面，安装该涡轮，使涡轮叶片子组件逆着该流体流而定向。

另一方面，安装该涡轮，使涡轮叶片子组件顺着该流体流而定向。

另一方面，该涡轮壳还包括位于其第一端处的流体进口和位于其相对的第二端处的流体进口。

另一方面，所生成的电能被用于向分立的电驱动装置供电。

另一方面，所生成的电能被用于向至少一个轴承状态监控传感器供电。

另一方面，所生成的电能被用于向与同一轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器供电。

另一方面，所生成的电能被用于向与同一轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器以及与位于该发电轴承组件附近的分立的轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器供电。

本发明的一个优势在于能够使用轴承组件的冷却系统生成持续的电流。可利用一个或多个传感器来监控轴承的状态。该传感器通常利用电能运行。该传感器可监控各种参数以持续判断轴承的状态。可利用通信装置作为将信息传递到远程监控设施的工具。这些通信装置也使用电能运行。不寻常的情况是，利用轴承的系统可能位于难以获取电能的偏远地区。可利用布置在偏远位置的设备上的轴承。该轴承的应用可能限制向用于监控轴承状态的传感器供电的有效性和简易性。将发电装置包含在轴承系统内消除了对外部电力源的需求。此外，通过将涡轮组件集成到冷却系统内，电能不会从轴承或系统的其他旋转元件的旋转汲取能量。因此，该涡轮组件不会影响该系统的旋转元件的效率。

本发明的另一个优势在于安装的简易性。可通过将涡轮组件插入冷却系统端口内来完成该安装。该冷却系统端口可为进口或出口。如有必要，该冷却系统端口可被扩大或加深以容纳该涡轮组件。