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齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱

阅读：570发布：2021-03-01

IPRDB可以提供齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱，涉及齿轮箱技术领域。所述齿轮箱热电转换结构包括集热元件、导热系统、热电转换板和散热装置；其中，集热元件设置在齿轮箱本体上，用于收集齿轮箱本体内产生的热量；导热系统其连接齿轮箱本体的温度较高的区域以及集热元件；热电转换板一侧与集热元件连接，并能够将热能转换为电能；散热装置设置在热电转换板的另一侧。所述无源自供电主动式节能齿轮箱包括齿轮箱本体和上述的齿轮箱热电转换结构。本发明通过将齿轮箱产生的热量集中于集热元件上，然后通过热电转换板将热能转换为电能，并可通过该电能为其他用电结构供电，实现节约能源。，下面是齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿轮箱热电转换结构，其特征在于，包括：

集热元件(1)，设置在齿轮箱本体上，用于收集齿轮箱本体内产生的热量；

导热系统，其连接齿轮箱本体的温度较高的区域以及所述集热元件(1)；

热电转换板(5)，其一侧与所述集热元件(1)连接，并能够将热能转换为电能；

散热装置(2)，其设置在所述热电转换板(5)的另一侧。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱热电转换结构，其特征在于，所述导热系统包括：第一导热组件(3)，其一端连接齿轮箱本体的轴承，另一端连接所述集热元件(1)；

第二导热组件(4)，其一端连接齿轮箱本体的油池，另一端连接所述集热元件(1)。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱热电转换结构，其特征在于，所述第一导热组件(3)包括轴承集热部(31)和轴承导热部(32)，所述轴承集热部(31)与所述轴承接触，所述轴承导热部(32)一端连接所述轴承集热部(31)，另一端连接所述集热元件(1)。

4.根据权利要求3所述的齿轮箱热电转换结构，其特征在于，所述轴承集热部(31)包括轴承端盖(311)和轴承集热块(312)，所述轴承集热块(312)固定在所述轴承端盖(311)上，所述轴承导热部(32)的一端与所述轴承集热块(312)连接。

5.根据权利要求2所述的齿轮箱热电转换结构，其特征在于，所述第二导热组件(4)包括油池集热部(41)和油池导热部(42)，所述油池集热部(41)与所述齿轮箱本体的油池中的润滑油接触，所述油池导热部(42)一端连接所述油池集热部(41)，另一端连接所述集热元件(1)。

6.根据权利要求1所述的齿轮箱热电转换结构，其特征在于，所述散热装置(2)包括散热板(21)和散热风扇(22)，所述散热风扇(22)与所述热电转换板(5)电连接。

7.一种无源自供电主动式节能齿轮箱，包括齿轮箱本体，其特征在于，所述齿轮箱还包括权利要求1-6任意一项所述的齿轮箱热电转换结构。

8.根据权利要求7所述的无源自供电主动式节能齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱本体包括外壳(6)，所述集热元件(1)设置在所述外壳(6)的顶部。

9.根据权利要求7所述的无源自供电主动式节能齿轮箱，其特征在于，还包括用于监测所述齿轮箱本体的运行参数的监测装置(7)，所述监测装置(7)与所述热电转换板(5)电连接。

10.根据权利要求9所述的无源自供电主动式节能齿轮箱，其特征在于，所述监测装置(7)包括蓄电池，所述蓄电池与所述热电转换板(5)电连接。

说明书全文

齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱

技术领域

[0001] 本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其涉及一种齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱。

背景技术

[0002] 齿轮箱是机械传动中广泛应用的重要部件。齿轮箱在运行过程中，齿轮的轴承和油池均会产生很多热量，为了保护齿轮箱长时间的正常运行，需要采用散热装置对齿轮箱持续降温，以保证各部件的正常使用，延长齿轮箱的使用寿命。另外，为了检测齿轮箱的实时状态，需要在齿轮箱上设置监测装置，以保证在齿轮箱运行出错时及时报警。

[0003] 为了提高齿轮箱的散热效率，会增加散热风扇等散热结构，而风扇需要供电。监测装置也需要供电才能正常工作。如果采用外接电源对风扇或检测装置供电，则需要额外接线，需要对接线进行维护，且会造成齿轮箱结构复杂；如果采用蓄电池供电，那么在使用一段时间后还需要更换新的电池。总体来讲，齿轮箱中附加的需要电能的结构会消耗更多的能源，同时需要不断进行维护，以保证齿轮箱的正常工作。

[0004] 基于以上问题，亟需一种齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱，通过齿轮箱的自身产生的电能为齿轮箱上需要电能的结构供电，以实现节约能源、免维护的目的。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提出一种齿轮箱热电转换结构及无源自供电主动式节能齿轮箱，通过齿轮箱的自身产生的电能为齿轮箱上需要电能的结构供电，以实现节约能源、免维护的目的。

[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种齿轮箱热电转换结构，包括：

[0008] 集热元件，设置在齿轮箱本体上，用于收集齿轮箱本体内产生的热量；

[0009] 导热系统，其连接所述齿轮箱本体的温度较高的区域以及所述集热元件；

[0010] 热电转换板，其一侧与所述集热元件连接，并能够将热能转换为电能；

[0011] 散热装置，其设置在所述热电转换板的另一侧。热电转换板两侧分别连接散热装置和集热元件，使得热电转换板两侧形成温度差，热电转换板通过温度差将热能转换为电能。齿轮箱产生的热量能够转换为电能为其他部件供电，对比直接将热量散出，实现了能量的重复利用，节能减排。

[0012] 作为上述齿轮箱热电转换结构的一种优选方案，所述导热系统包括：

[0013] 第一导热组件，其一端连接齿轮箱本体的轴承，另一端连接所述集热元件；

[0014] 第二导热组件，其一端连接齿轮箱本体的油池，另一端连接所述集热元件。

[0015] 作为上述齿轮箱热电转换结构的一种优选方案，所述第一导热组件包括轴承集热部和轴承导热部，所述轴承集热部与所述轴承接触，所述轴承导热部一端连接所述轴承集热部，另一端连接所述集热元件。

[0016] 作为上述齿轮箱热电转换结构的一种优选方案，所述轴承集热部包括轴承端盖和轴承集热块，所述轴承集热块固定在所述轴承端盖上，所述轴承导热部的一端与所述轴承集热块连接。

[0017] 作为上述齿轮箱热电转换结构的一种优选方案，所述第二导热组件包括油池集热部和油池导热部，所述油池集热部与所述齿轮箱本体的油池中的润滑油接触，所述轴承导热部一端连接所述油池集热部，另一端连接所述集热元件。

[0018] 作为上述齿轮箱热电转换结构的一种优选方案，所述散热装置包括散热板和散热风扇，所述散热风扇与所述热电转换板电连接。

[0019] 一种无源自供电主动式节能齿轮箱，包括齿轮箱本体，所述齿轮箱还包括上述的齿轮箱热电转换结构，实现该齿轮箱的运行中产生的热量通过热电转换结构产生电能，并能够通过电能为齿轮箱其他用电部位供电，能够避免外接电源，方便维护。

[0020] 作为上述无源自供电主动式节能齿轮箱的一种优选方案，所述齿轮箱本体包括外壳，所述集热元件设置在所述外壳的顶部。

[0021] 作为上述无源自供电主动式节能齿轮箱的一种优选方案，还包括用于监测所述齿轮箱本体的运行参数的监测装置，所述监测装置与所述热电转换板电连接。监测装置通过热电转换板供电，避免外接电源，以使齿轮箱结构简单，无需时常维护。

[0022] 作为上述无源自供电主动式节能齿轮箱的一种优选方案，所述监测装置包括蓄电池，所述蓄电池与所述热电转换板电连接。

[0023] 本发明的有益效果：

[0024] 本发明提出的齿轮箱热电转换结构，通过导热系统将齿轮箱本体产生的热量集中于集热元件上，热电转换板在集热元件和散热装置的作用下，两侧形成温度差，从而实现热电转换板将热能转换为电能，并可通过该电能为齿轮箱的其他用电结构供电，实现节约能源。

附图说明

[0025] 图1是本发明具体实施方式提供的无源自供电主动式节能齿轮箱的结构示意图；

[0026] 图2是图1中A处的局部放大图；

[0027] 图3是本发明具体实施方式提供的齿轮箱另一角度(未示出护罩)的结构示意图。

[0028] 其中，1、集热元件；2、散热装置；3、第一导热组件；4、第二导热组件；5、热电转换板；6、外壳；7、监测装置；

[0029] 21、散热板；22、散热风扇；23、固定板；24、护罩；

[0030] 31、轴承集热部；32、轴承导热部；311、轴承端盖；312、轴承集热块；

[0031] 41、油池集热部；42、油池导热部。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0033] 如图1和图2所示，本实施方式提出一种齿轮箱热电转换结构，该齿轮箱热电转换结构包括集热元件1、导热系统、热电转换板5和散热装置2。由于齿轮箱在工作过程中产生热量的区域一般有齿轮轴和轴承相互接触的部分以及不同齿轮相互啮合的部分，齿轮箱本体中齿轮的转动会带起油池中的润滑油，通过润滑油进行润滑和冷却齿轮，齿轮之间产生的热量通过润滑油传递到油池中，因此齿轮箱中温度较高的部分为轴承和油池，因此，导热系统包括第一导热组件3和第二导热组件4。第一导热组件3一端连接齿轮箱本体的轴承，另一端连接集热元件1；第二导热组件4一端连接齿轮箱本体的油池，另一端连接集热元件1；集热元件1设置在齿轮箱本体外部，通过第一导热组件3和第二导热组件4分别收集齿轮箱本体的轴承和油池产生的热量；热电转换板5两侧分别连接散热装置2和集热元件1，使得热电转换板5两侧形成温度差，热电转换板5通过温度差将热能转换为电能。该热电转换结构能够使齿轮箱本体内产生的热量转换为电能，并可以将该电能为其他部件供电，对比直接将热量散出的情况，实现了能量的重复利用和节能减排。

[0034] 继续参照图1，第一导热组件3用于收集轴承处产生的热量，具体包括轴承集热部31和轴承导热部32。轴承集热部31包括轴承端盖311和轴承集热块312，轴承端盖311与轴承直接接触，轴承集热块312为紫铜块，固定于轴承端盖311的外表面上，轴承与齿轮轴相对转动时产生的热量通过轴承端盖311集中到轴承集热块312上；轴承导热部32为紫铜传热管，一端连接轴承集热块312，另一端连接集热元件1，通过轴承导热部32将轴承产生的热量传递到集热元件1上。

[0035] 其中，轴承导热部32靠近齿轮箱本体的外壁设置，能够缩小第一导热组件3的占用空间，使得热电转换结构更加紧凑。另外，轴承集热块312和轴承导热部32还可以选用其他的导热性能好的材料。

[0036] 第二导热组件4包括油池集热部41和油池导热部42，油池集热部41与齿轮箱本体的油池中的润滑油接触，油池集热部41为紫铜块，将油池通过润滑油带来的热量通过油池集中到油池集热部41上；油池导热部42为紫铜传热管，一端连接油池集热部41，另一端连接集热元件1，将油池中的热量传递到集热元件1上。同样的，油池导热部42靠近齿轮箱的外壁设置，以使热电转换结构紧凑。油池集热部41和油池导热部42也可以采用其他导热性能好的材料。

[0037] 其中，集热元件1为板状的紫铜块，轴承导热部32和油池导热部42均连接在集热元件1上，将轴承和油池处产生的热量向集热元件1处集中。

[0038] 参照图2，热电转换板5一侧与集热元件1贴合，另一侧与散热装置2连接。参照图1和图3，散热装置2包括散热板21、散热风扇22和固定板23，散热板21设置在散热风扇22的外围，散热风扇22和散热板21均固定在固定板23上；在散热板21和散热风扇22的外围设置有护罩24，起到对散热风扇22的保护作用。通过散热风扇22和散热板21直接对热电转换板5进行散热，能够使得热电转换板5的两侧形成足够的温度差，实现热电转换板5将热能转换为电能。

[0039] 散热风扇22与热电转换板5电连接，通过热电转换板5转换而成的电能为散热风扇22供电。具体的供电过程为：当齿轮箱本体不停运转时，热量由第一导热组件3和第二导热组件4传递到集热元件1，热电转换板5的另一侧通过散热板21散热，使得热电转换板5的另一侧附近保持低温，从而在热电转换板5的两侧形成温差，热电转换板5在温差的作用下将热能转换成电能，当给散热风扇22供电后，散热风扇22加快热电转换板5另一侧的散热，并扩大了热电转换板5的两侧的温差，从而实现热电转换板5连续不断的发电，也使齿轮箱本体内产生的热量连续不断的传递到集热元件1。该结构既能实现对齿轮箱本体的散热，还能通过齿轮箱本体产生的热量转换为电能，实现为散热风扇22的供电，节约能源。

[0040] 本实施方式还提出一种无源自供电主动式节能齿轮箱，该齿轮箱包括齿轮箱本体和齿轮箱热电转换结构。该齿轮箱在运行中产生的热量能够通过热电转换结构产生电能，并能够通过电能为齿轮箱的其他用电部位供电，能够避免外接电源，方便维护。

[0041] 齿轮箱本体包括外壳6，集热元件1设置在外壳6的顶部。对应的热电转换板5和散热装置2均设置在集热元件1的上方。如图3所示，齿轮箱还包括用于监测齿轮箱的运行参数的监测装置7，监测装置7与热电转换板5电连接，通过热电转换板5为其供电，还可以通过自身带有的蓄电池供电。当监测装置7包括蓄电池时，热电转换板5与蓄电池电连接，并可以为蓄电池充电，有效实现对收集的热量的充分利用。

[0042] 其中，监测装置7为温度传感器或振动传感器。当监测装置7为温度传感器时，可对齿轮箱温度或环境温度进行监测，当监测装置7为振动传感器时，可对齿轮箱的振动情况进行监测。

[0043] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

标题	发布/更新时间	阅读量
齿轮-专利编号CN106917858A	2020-05-12	486
齿轮及齿轮组-专利编号CN103883707B	2020-05-12	537
齿轮-专利编号CN103542063A	2020-05-11	689
一种齿轮-专利编号CN109654197A	2020-05-13	418
齿轮-专利编号CN106979313A	2020-05-11	636
齿轮-专利编号CN104806726A	2020-05-11	536
齿轮箱-专利编号CN110307327A	2020-05-13	750
齿轮轴-专利编号CN106917813A	2020-05-13	595
齿轮-专利编号CN106907458A	2020-05-11	929
齿轮及齿轮组-专利编号CN103883707A	2020-05-12	403

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