[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，

至少一个集成冷却液通道，以及

涡轮安装端口，在轴承箱的外部表面之间延伸并且穿透其中一个集成冷却液通道，其中，涡轮安装端口大致垂直于该集成冷却液通道，并且涡轮安装端口的中心轴线偏离该被穿透的集成冷却液通道的中心；

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，

穿过该涡轮壳的涡轮流体通道，该涡轮流体通道被定向为垂直于涡轮叶片子组件的旋转轴线，该涡轮流体通道的中心偏离涡轮壳的直径的中心，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，涡轮被插入涡轮安装端口中，将涡轮流体通道定位在冷却液通道中，使涡轮叶片子组件定向为围绕垂直于通过该冷却液通道的流体流的轴线旋转，将由流动通过该冷却液通道的流体提供的能量转化为电能。

第二方面，该涡轮朝向涡轮旋转轴线而安装，该旋转轴线大致垂直于流体流动方向。

另一方面，该涡轮壳的外部表面为涡轮安装端口提供密封。

另一方面，密封材料置于涡轮壳的外部表面和涡轮安装端口之间，以提供其间的密封。

另一方面，涡轮壳和涡轮安装端口包括带螺纹的表面，以允许其间的螺接组装。

另一方面，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，该涡轮壳被设置为具有管状横截面形状。

另一方面，该涡轮与该涡轮组件的旋转轴线对齐地安装，该旋转轴线偏离冷却液通道的直径的中心。

另一方面，该涡轮与该涡轮叶片子组件的纵轴线对齐地安装，该纵轴线偏离冷却液通道的直径的中心。

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，可将电磁子组件安装板集成到该涡轮组件内，以助于将该涡轮组件安装到轴承箱内。该电磁子组件安装板可进一步提供密封的功能性。

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。