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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung beinhaltet allgemein eine Schleifringanordnung für eine Turbomaschine. Insbesondere beinhaltet die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Abführen von thermischer Energie weg von elektronischen Komponenten, die in einer rotierbaren Welle gepackt angeordnet sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Turbomaschinen, wie etwa Windkraftanlagen, Gasturbinen, Dampfturbinen, Pumpen, Gebläse, Generatoren, Motoren und andere Arten von kommerziellen Ausrüstungen enthalten häufig Wellen, Schaufeln und andere rotierende Komponenten. Auf dem Gebiet ist es bekannt, eine oder mehrere Sensoren an den rotierenden Komponenten zu installieren, um verschiedene Eigenschaften dieser Komponenten zu messen, um den Betrieb der rotierenden Komponenten zu regeln, zu überwachen und/oder zu verbessern. Zum Beispiel können Sensoren, die wie Temperatur, die Drehzahl, die Beanspruchung, die Belastung, die Vibrationen und/oder andere Eigenschaften der rotierenden Komponenten eine frühe Erkennung von Abweichungen, Anpassungen für Reparatur- oder Instandhaltungspläne und/oder andere Aktionen ermöglichen, um den Betrieb zu verbessern.
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Verschiedene Schleifring- und Telemetriesysteme sind auf dem Gebiet zur Übertragung der analogen Sensordaten von den rotierenden Komponenten zu Statorkomponenten zur weiteren Analyse bekannt. Analoge und digitale Signale von den Sensoren werden über Leitungen zu individuellen Schleif- oder Kontaktringen geleitet, die axial entlang einer rotierbaren Zentralbohrung oder eines Wellenabschnitts der Schleifringanordnung angeordnet sind. Stationäre Kontaktarme oder Bürsten stellen dann einen Signalpfad zur Leitung der Signale von den rotierenden Kontakt- oder Schleifringen zu einer Steuereinheit, einem Datenprozessor oder dergleichen bereit.
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Um die stets ansteigenden Datenanforderung für das Testen und das Betreiben der Turbomaschine zu befriedigen ist es notwendig, zumindest einige der analogen Signale von den Sensoren zu digitalisieren und zu komprimieren bevor die Signale auf die Schleifoder Kontaktringe gelangen. Dies erfordert verschiedene elektronische Komponenten, wie etwa Leiterplatten, die etwa in einer Trägerwelle untergebracht werden müssen, die an einem Ende mit der Rotorwelle der Turbomaschine gekoppelt ist. Während des Betriebs erzeugen die verschiedenen elektronischen Komponenten eine beträchtliche Menge an Wärme, die abgeführt werden muss, um deren thermische Ermüdung zu vermeiden. Jedoch kann die Elektronik innerhalb der Trägerwelle abgedichtet sein. Daher wäre ein System und ein Verfahren zum Abführen von thermischer Energie weg von den elektronischen Komponenten, die darin angeordnet sind, nützlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in der Beschreibung erläutert, können sich aus der Beschreibung ergeben oder können durch das Ausüben der Erfindung erkannt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Abführen thermischer Energie von elektronischen Komponenten, die innerhalb einer rotierbaren Welle angeordnet sind. Das System enthält eine ringförmige Trägerwelle mit einer Innenfläche, die radial mit Abstand von einer Außenfläche angeordnet ist und mit einem Ende, das ausgestaltet ist, um mit einem Ende der Rotorwelle gekoppelt zu werden. Eine Senderanordnung ist radial innerhalb der Trägerwelle aufgenommen. Die Senderanordnung enthält ein Sendergehäuse, das darin eine innere Tasche bildet. Eine Zusatzleiterplatte erstreckt sich in Seitenrichtung und in Längsrichtung über einen Bodenabschnitt des Sendergehäuses. Eine Leiterplatte ist elektronisch mit der Zusatzleiterplatte verbunden und erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Zusatzleiterplatte innerhalb der inneren Tasche. Ein Streifen eines thermisch leitfähigen Materials ist entlang eines oberen Abschnitts der Leiterplatte angeordnet. Ein Deckel ist mit einem oberen Abschnitt des Sendergehäuses verbunden und dichtet die innere Tasche zumindest teilweise ab. Eine Kontaktfläche des Deckels ist in thermischer Verbindung mit dem thermisch leitfähigen Material der Leiterplatte. Zumindest ein Abschnitt einer oberen Fläche des Deckels ist in thermischer Verbindung mit der Innenfläche der Trägerwelle während deren Rotation.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das System außerdem eine thermisch leitfähige Scheibe aufweist, die zwischen dem oberen Abschnitt der Leiterplatten und der Kontaktfläche des Deckels angeordnet ist, wobei die Scheibe einen thermisch leitfähigen Pfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material und der Kontaktfläche des Deckels bereitstellt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das System außerdem ein Kontaktelement aufweist, das mit dem oberen Abschnitt der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei das Kontaktelement einen thermisch leitfähigen Pfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material und der Kontaktfläche des Deckels bereitstellt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des Deckels gekrümmt ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des Deckels und die innere Fläche der Trägerwelle im Wesentlichen dasselbe Profil aufweisen.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass die Leiterplatte eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten aufweist, die mit der Leiterplatte benachbart zu dem oberen Abschnitt verbunden und thermisch mit dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material gekoppelt sind.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das System außerdem eine Unterteilungsplatte aufweist, wobei sich der obere Abschnitt der Leiterplatte zumindest teilweise dort hindurch erstreckt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das Sendergehäuse einen vertikal ausgerichteten Schlitz aufweist, der innerhalb der inneren Tasche angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass die Leiterplatte innerhalb des vertikal ausgerichteten Schlitzes sitzt.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Turbomaschine. Die Turbomaschine enthält eine ringförmige Rotorwelle, eine Mehrzahl von Sensorleitungsbündeln, die sich von einem inneren Durchgang der Rotorwelle nach außen erstrecken, eine ringförmige Trägerwelle, die ausgebildet ist, um an einem ersten Ende mit einem Endabschnitt der Rotorwelle gekoppelt zu werden. Die Trägerwelle enthält ein zweites Ende, das axial beabstandet von dem ersten Ende angeordnet ist und eine innere Fläche, die radial von einer äußeren Fläche beabstandet ist. Die Turbomaschine enthält auch eine Mehrzahl von Senderanordnungen, die innerhalb der Trägerwelle in Umfangsrichtung beabstandet sind. Jede Senderanordnung weist ein Sendergehäuse auf, das eine innere Tasche darin bildet. Eine Zusatzleiterplatte erstreckt sich in Seitenrichtung und in Längsrichtung über einen Bodenabschnitt des Sendergehäuses und ist elektronisch an einem Ende mit einem Leitungsbündel der Mehrzahl von Leitungsbündeln verbunden. Eine Leiterplatte ist elektronisch mit der Zusatzleiterplatte verbunden. Die Leiterplatte erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Zusatzleiterplatte innerhalb der inneren Tasche und enthält einen Streifen aus thermisch leitfähigem Material, der entlang eines oberen Abschnitts der Leiterplatte angeordnet ist. Die Senderanordnung enthält außerdem einen Deckel, der mit oberen Abschnitt des Sendergehäuses verbunden ist, der die innere Tasche zumindest teilweise abdichtet. Eine Kontaktfläche des Deckels ist in thermischer Verbindung mit dem thermisch leitfähigen Material der Leiterplatte. Zumindest ein Abschnitt der oberen Fläche des Deckels ist in thermischer Verbindung mit der Innenfläche der Trägerwelle während deren Drehung.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die Turbomaschine außerdem eine thermisch leitfähige Scheibe aufweist, die zwischen dem oberen Abschnitt der Leiterplatte und der Kontaktfläche des Deckels angeordnet ist, wobei die Scheibe einen thermisch leitfähigen Pfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material und der Kontaktfläche bildet.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die Turbomaschine außerdem ein Kontaktelement aufweist, das mit dem oberen Abschnitt der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei das Kontaktelement einen thermisch leitfähigen Pfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material und der Kontaktfläche des Deckels bildet.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des Deckels und die Innenfläche der Trägerwelle im Wesentlichen dasselbe Profil aufweisen.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die Leiterplatte eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreiskomponenten aufweist, die benachbart zu dem oberen Abschnitt mit der Leiterplatte verbunden und thermisch mit dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material gekoppelt sind.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die Turbomaschine außerdem eine Unterteilungsplatte aufweist, wobei sich der obere Abschnitt der Leiterplatte zumindest teilweise dort hindurch erstreckt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass das Sendergehäuse einen vertikal ausgerichteten Schlitz aufweist, der in der inneren Tasche angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Turbomaschine kann es vorteilhaft sein, dass die Leiterplatte innerhalb des vertikal ausgerichteten Schlitzes sitzt.
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Ausführungen der vorliegenden Erfindung können auch ein Verfahren zum Abführen von thermischer Energie von elektronischen Komponenten aufweisen, die innerhalb einer rotierbaren Welle angeordnet sind. Das Verfahren enthält das thermische Koppeln einer Außenfläche eines Deckels einer Senderanordnung mit einer Innenfläche einer ringförmigen Trägerwelle mittels Zentrifugalkräften durch das Rotieren der Trägerwelle, wobei der Deckel mit einem oberen Abschnitt eines Sendergehäuses der Senderanordnung verbunden ist und zumindest teilweise eine innere Tasche abdichtet, die innerhalb des Sendergehäuses gebildet ist. Das Verfahren enthält auch das Hindurchleiten eines Stromes durch zumindest eine elektrische Komponente, die an einer Leiterplatte angeordnet ist, die innerhalb der inneren Tasche angeordnet ist, wobei die Komponente thermische Energie erzeugt, wenn der Strom hindurchströmt und wobei die Leiterplatte einen Streifen aus thermisch leitfähigem Material aufweist, der entlang eines oberen Abschnitts der Leiterplatte angeordnet ist. Der Streifen aus thermisch leitfähigem Material ist thermisch mit der elektrischen Komponente gekoppelt. Das Verfahren enthält auch das leitende Übertragen von zumindest einem Teil thermischer Energie, die durch die elektronische Komponente erzeugt wurde, von der Leiterplatte auf den Deckel mittels des Streifens aus thermisch leitfähigem Material und einer Kontaktfläche des Deckels und das leitende Übertragen der thermischen Energie von dem Deckel auf die Trägerwelle.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass zumindest ein Teil der thermischen Energie leitend von der Leiterplatte auf die Kontaktfläche des Deckels übertragen wird, mittels eines Kontaktelements, das thermisch mit dem Streifen aus dem thermisch leitfähigen Material gekoppelt ist und/oder einer thermisch leitfähigen Scheibe, die zwischen dem oberen Abschnitt der Leiterplatte und der Kontaktfläche des Deckels angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren außerdem das Richten eines Kühlmittels über die Außenfläche der Trägerwelle aufweist.
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Die Durchschnittsfachleute werden die Merkmale und Aspekte von solchen Ausführungen und anderen beim Lesen der Beschreibung besser verstehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine vollständige und ausführbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich der bevorzugten Ausführungsform davon, ist genauer in dem verbleibenden Teil der Beschreibung für einen Durchschnittsfachmann ausgeführt, enthalten die Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen:
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1 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Turbomaschine ist, mit einer Rotorwelle, die sich entlang einer axialen Mittellinie der Turbomaschine erstreckt, wie sie in verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung enthalten sein kann;
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2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Systems zum Abführen von thermischer Energie weg von elektronischen Komponenten ist, die innerhalb einer rotierbaren Welle angeordnet sind, entsprechend verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
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3 eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Senderanordnung entsprechend verschiedenen Ausführungsbeispielen vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der Senderanordnung ist, wie sie in 3 gezeigt ist, entsprechend zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine perspektivische Ansicht einer Senderanordnung ist, wie sie in 4 gezeigt ist, entsprechend zumindest einem Ausführungsbeispiel;
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6 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer beispielhaften Leiterplatte ist, wie sie in 5 gezeigt ist, entsprechend verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Seitenansicht eines oberen Abschnitts einer beispielhaften Leiterplatte ist, aufweisend einen Streifen aus thermisch leitfähigem Material, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 eine Querschnittsvorderansicht einer beispielhaften Senderanordnung in einem zusammengebauten Zustand ist, entsprechend einem oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
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9 eine Rückansicht des Systems ist, wie es in 2 teilweise zusammengesetzt gezeigt ist, entsprechend verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
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10 eine Querschnittsseitenansicht des Systems zum Abführen von thermischer Energie weg von elektronischen Komponenten darstellt, die innerhalb einer rotierbaren Welle angeordnet sind, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 ein Blockschaltbild darstellt, das verschiedene Schritte eines beispielhaften Verfahrens zum Abführen von thermischer Energie von elektronischen Komponenten veranschaulicht, die innerhalb einer rotierbaren Trägerwelle angeordnet sind, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Jedes Beispiel ist lediglich zur Erläuterung der Erfindung bereitgestellt und beschränkt die Erfindung nicht. Tatsächlich wird es Fachleuten offenbar werden, dass Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich und dem Gedanken davon abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil eines Ausführungsbeispiels dargestellt oder beschrieben sind in anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um noch ein weiteres Ausführungsbeispiel zu erhalten. Daher ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung solche Modifikationen und Variationen abdeckt, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente liegen.
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Obwohl beispielhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung allgemein im Kontext einer Gasturbine zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben sind, wird ein Durchschnittsfachmann leicht verstehen, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bei irgendeiner Turbomaschine angewandt werden können. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung bei einer Dampfturbine, einer Windkraftanlage, einem Gebläse oder dergleichen angewandt werden, die bzw. das Elektronik, wie etwa Analog-Digitalwandler aufweist, die mit einer rotierenden Welle verbunden sind und die Beschreibung ist nicht dazu bestimmt, auf eine Gasturbinen-Turbomaschine beschränkt zu sein, solange es nicht in den Ansprüchen anders angegeben ist.
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Nunmehr bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen identische Nummern durchgängig durch die Figuren dieselben Elemente bezeichnen, stellt 1 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Turbomaschine 10 mit einer Rotorwelle 12 dar, die sich entlang einer axialen Mittellinie der Turbomaschine 10 erstreckt. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, wie in 1 veranschaulicht, ist die Turbomaschine 10 eine Gasturbine 14. Die Gasturbine 14 enthält allgemein einen Einlassabschnitt 16, der eine Reihe von Filtern, Kühlwicklungen, Feuchtigkeitsabscheider und/oder andere Einrichtungen (nicht dargestellt) aufweisen kann, um Luft 18 zu reinigen oder anderweitig zu konditionieren, die in die Gasturbine 14 gelangt. Ein Kompressorabschnitt 20 aufweisend einen Kompressor 22 ist stromabwärts von dem Einlassabschnitt 16 angeordnet. Ein Verbrennungsabschnitt 24 ist stromabwärts von dem Kompressorabschnitt 20 angeordnet und kann eine Mehrzahl von Brennkammern 26 aufweisen, die ringförmig um ein äußeres Gehäuse 28 angeordnet sind, wie etwa ein Kompressorauslassgehäuse.
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Ein Turbinenabschnitt 30 aufweisend eine Hoch- und/oder Niederdruckturbine 32 ist stromabwärts von dem Verbrennungsabschnitt 24 angeordnet. Die Gasturbine 14 kann auch einen Auslassabschnitt 34 haben, der einen Auslasskanal oder Diffusor 36 aufweist, der stromabwärts von dem Auslass der Turbine 32 angeordnet ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen bilden der Einlassabschnitt 16, der Kompressor 22, der Verbrennungsabschnitt 24, die Turbine 32 und der Auslasskanal 36 einen Primärströmungsdurchgang durch die Gasturbine 12.
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Der Kompressor 20 enthält allgemein mehrere Reihen oder Stufen von Kompressorschaufeln 38 (nur eine Stufe ist gezeigt), wobei jede Reihe von Kompressorschaufeln 38 mit der Rotorwelle 12 über eine Kompressorrotorscheibe 40 verbunden ist. Zusätzlich enthält die Turbine 32 allgemein mehrere Reihen oder Stufen von Turbinenschaufeln 42 (nur eine Stufe ist dargestellt), wobei jede Reihe von Turbinenschaufeln 42 mit der Rotorwelle 12 mittels einer Turbinenrotorscheibe 44 verbunden sein kann. Die Kompressor- und Turbinenschaufeln 38, 42 sind allgemein befestigt, gewinkelt und/oder ausgebildet, so dass eine Rotation der Rotorwelle 12 die Luft 18 veranlasst, in den Einlassabschnitt 16 und in den Kompressor 22 gesaugt zu werden.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Rotorwelle 12 mit einem Motor und/oder Generator 46 verbunden sein, um die Rotorwelle 12 zu drehen und/oder elektrische Leistung und/der mechanische Arbeit zu erzeugen. Die Rotorwelle 12 kann eine einzelne Welle sein oder mehrere Wellen aufweisen, die verbunden sind, um eine einzige Welle durch die Turbomaschine 10 oder die Gasturbine 14 zu bilden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist die Rotorwelle 12 ringförmig ausgeführt, um einen inneren Durchgang 48 zu gestalten oder zu bilden, der sich darin axial erstreckt.
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Beim Betrieb wird Luft 18 durch den Einlassabschnitt 16 und in den Kompressor 22 gesaugt, wo sie zunehmend komprimiert wird, um komprimierte Luft 50 für den Verbrennungsabschnitt 24 bereitzustellen. Die komprimierte Luft 50 wird zu den Brennkammern 26 geleitet, wo sie mit einem Brennstoff gemischt wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch in jeder Brennkammer 26 wird verbrannt, wodurch Hochtemperaturverbrennungsgase 52 mit einer hohen Geschwindigkeit erzeugt werden. Das Verbrennungsgas 52 wird durch die Turbine 32 geleitet, wo thermische und kinetische Energie aus den Verbrennungsgasen 52 an die Turbinenschaufeln 42 abgegeben wird, wodurch die Rotorwelle 12 veranlasst wird zu rotieren. Das Verbrennungsgas 52 wird durch den Auslasskanal 36 abgegeben.
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Während des Betriebs einer Turbomaschine 10, wie etwa einer hierin beschriebenen Gasturbine 14, sind die verschiedenen rotierbaren Komponenten, wie etwa die Kompressorschaufeln 38, die Kompressorrotorscheiben 40, die Turbinenschaufeln 42, die Turbinenrotorscheiben 44, die Rotorwelle 12 und verschiedene andere rotierbare Turbomaschinenkomponenten einer potentiell Lebensdauer begrenzenden thermischen und/oder mechanischen Belastung ausgesetzt. Als Folge davon ist es allgemein wünschenswert, die verschiedenen Betriebsparameter, wie etwa Temperatur, Geschwindigkeit, Beanspruchung, Belastung, Vibrationen und/oder andere Eigenschaften der rotierenden Komponenten zu überwachen, die eine frühe Erkennung von Abweichungen, die Anpassungen an Reparatur- oder Instandhaltungspläne und/oder andere Aktionen ermöglichen können, um den Betrieb und/oder die Effizienz der Turbomaschine 10 zu verbessern.
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Um die verschiedenen Betriebsparameter an den verschiedenen rotierbaren Komponenten zu überwachen, können Sensoren 54 verbunden sein mit oder benachbart angeordnet sein zu den verschiedenen rotierbaren Komponenten innerhalb der Turbomaschine 10. Die Sensoren 54 können Druckdetektoren, Dehnungsmessstreifen oder Beschleunigungsmesser aufweisen, die ein oder mehrere Signale erzeugen, die Vibrationen oder eine Bewegung durch die Kompressorschaufeln 38, Turbinenschaufeln 42 oder andere rotierende Komponenten widerspiegeln. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Sensoren 54 Thermoelemente oder Widerstandstemperaturdetektoren aufweisen, die ein oder mehrere Signale erzeugen, die die Temperatur von den verschiedenen rotierenden Komponenten widerspiegeln. Ein Durchschnittsfachmann wird leicht verstehen, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt sind auf irgendeinen bestimmten Sensor, solange er nicht eigens in den Patentansprüchen angegeben ist.
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Die Sensoren 54 können an den Kompressorschaufeln 38, den Kompressorrotorscheiben 40, den Turbinenschaufeln 42 und den Turbinenrotorschaufeln 44 innerhalb des inneren Durchgangs 48 der Rotorwelle 12 oder an irgendeiner rotierbaren Komponente der Turbomaschine angeordnet sein. Signale werden von den rotierbaren Sensoren 54 an einen stationären Datenprozessor 56 wie etwa einen Controller oder eine Recheneinrichtung über Leitungen 58 und eine Schleifringanordnung übermittelt. Bei besonderen Ausführungsbeispielen sind zumindest einige der Sensoren 54 elektronisch mit verschiedenen Elektronikeinrichtungen 60 verbunden, die die Signale von den Sensoren 54 verarbeiten, modifizieren oder auf andere Weise manipulieren können. Zum Beispiel können die Elektronikeinrichtungen 60 Analog-Digitalwandler aufweisen, um die Signale stromaufwärts von einem Schleifring 62 und/oder dem stationären Datenprozessor 56 zu digitalisieren. Daher kann es in vielen Fällen notwendig sein, die Elektronikeinrichtungen 60 mit und/oder innerhalb der Rotorwelle 12 zu befestigen, wodurch die Elektronikeinrichtungen 60 potentiell lebensdauerbegrenzenden g-Belastungen und/oder thermischen Beanspruchungen ausgesetzt werden.
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2 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines Systems zum Abführen von thermischer Energie weg von elektronischen Komponenten dar, die innerhalb einer rotierbaren Welle 100 angeordnet sind, auf das hierin als „System“ Bezug genommen wird, entsprechend verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 veranschaulicht, kann das System 100 mit einem Ende 64 der Rotorwelle 12 verbunden werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das System 100 mit der Rotorwelle 12 mittels einer Verlängerungswelle 66 verbunden werden. Die Verlängerungswelle 66 kann ein Mittel zum Verlegen von Leitungen 58 von der Rotorwelle 12 zu dem System 100 und/oder für das elektronische Verbinden der Leitungen 58 mit dem System 100 bereitstellen, zum Beispiel mittels einer Mehrzahl von Stegverbindern (nicht dargestellt), die mit Abschlussenden der Leitungen 58 verbunden sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 2 veranschaulicht ist, enthält das System eine ringförmige Trägerwelle 102 und zumindest eine Senderanordnung 104. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das System 100 eine Mehrzahl von Senderanordnungen 104, die ringförmig um eine axiale Mittellinie der Trägerwelle 102 angeordnet sind. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das System 100 eine Mehrzahl von Schienenelementen 106, eine vordere Hauptplatine 108, die angeordnet ist an und/oder sich radial und in Umfangsrichtung über ein vorderes Ende 110 der Trägerwelle 102 erstreckt, und eine hintere Hauptleiterplatte 112, die angeordnet ist an und/oder sich radial und in Umfangsrichtung erstreckt über ein hinteres Ende 114 der Trägerwelle 102, aufweisen.
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Die Trägerwelle 102 enthält eine Innenfläche oder Innenseite 116 und eine Außenfläche oder Außenseite 118, die radial getrennt von der Innenfläche 116 ist. Die Trägerwelle 102 ist zumindest teilweise aus einem thermisch leitfähigen Material hergestellt. Zum Beispiel kann die Trägerwelle 102 aus Aluminium, Metall, Metalllegierungen oder anderen thermisch leitfähigen Materialien hergestellt sein. Der vordere Endabschnitt 110 der Trägerwelle 102 kann ausgebildet sein, um mit dem Ende 64 der Rotorwelle 12 (1) verbunden zu werden. Zum Beispiel, wie es in 2 dargestellt ist, kann das vordere Ende 110 der Trägerwelle 102 einen sich radial erstreckenden Flansch 120 aufweisen.
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3 stellt eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Senderanordnung 200 bereit, die repräsentativ für zumindest eine Senderanordnung 104 der Mehrzahl von Senderanordnungen 104 entsprechend der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, wie in 3 gezeigt, enthält die Senderanordnung 200 ein Sendergehäuse 202, einen Primärschaltkreis oder eine Zusatzleiterplatte 204 und zumindest eine Leiterplatte 206. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Leiterplatte 206 vertikal innerhalb einer inneren Tasche 208 befestigt, die in Sendergehäuse 202 gebildet ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen weist die Senderanordnung 200 eine Mehrzahl von Leiterplatten 206 auf, die vertikal innerhalb der inneren Tasche 208 befestigt sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die Senderanordnung 200 eine Unterteilungsplatte 210. Zusätzlich oder alternativ kann die Senderanordnung 200 eine Scheibe 212 aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist die Scheibe 212 zumindest teilweise aus einem thermisch leitfähigen Material gebildet, wie etwa Kupfer, Aluminium oder einem anderen thermisch leitfähigen Material. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann zumindest ein Abschnitt der Unterteilungsplatte 210 aus einem thermisch leitfähigen Material, wie etwa Kupfer, Aluminium oder einem anderen thermisch leitfähigen Material gebildet sein.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen enthält die Senderanordnung 200 einen Deckel 214. Der Deckel ist ausgebildet, um sich seitlich oder in einer Seitenrichtung 216 und länglich oder in einer Längsrichtung 218 über einen oberen Abschnitt 220 des Sendergehäuses 202 zu erstrecken. Bei einem Ausführungsbeispiel dichtet der Deckel 214 die Leiterplatten 206 innerhalb der inneren Tasche 208 zumindest teilweise ab. Der Deckel 214 enthält eine Innen- oder Kontaktfläche 222, die radial separat von einer Außenfläche oder oberen Fläche 224 ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist zumindest ein Abschnitt der Außenfläche 224 gekrümmt. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen hat die Außenfläche 224 des Deckels einen Radius, der gleich ist oder im Wesentlichen gleich ist wie der Radius der Innenfläche 116 der Trägerwelle 102. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist zumindest ein Abschnitt des Deckels 214 aus einem thermisch leitfähigen Material, wie etwa Kupfer, Aluminium oder einem anderen thermisch leitfähigen Material hergestellt, wodurch eine Wärmeleitungsübertragung zwischen der Kontaktfläche 222 und der Außenfläche 224 ermöglicht ist.
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4 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der Senderanordnung 200 dar, wie sie in 3 gezeigt ist, gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt ist, streckt sich die Zusatzleiterplatte 204 in Seitenrichtung 216 und in Längsrichtung 218 über einen unteren Abschnitt 226 des Sendergehäuses 202. Die Zusatzleiterplatte 204 kann an dem Sendergehäuse 202 mittels mechanischen Haltern (nicht dargestellt), Epoxidharz, Lot oder durch irgendwelche Mittel befestigt sein, die geeignet sind, um die Zusatzleiterplatte 204 an dem Sendergehäuse 202 zu befestigen.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen, wie in 4 gezeigt ist, enthält das Sendergehäuse 202 eine vordere Wand 228, eine hintere Wand 230 und ein Paar von seitlich gegenüberliegenden Seitenwänden 232, 234, die zumindest teilweise die innere Tasche 208 darin bilden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Sendergehäuse 202 eine Zwischenwand 236 enthalten, die sich seitlich zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 232, 234 innerhalb der inneren Tasche 208 erstreckt. Die Zwischenwand 236 kann zumindest teilweise eine erste innere Tasche 238 und eine zweite innere Tasche 242 innerhalb des Sendergehäuses 202 bilden. Zum Beispiel können die vordere, die Zwischen- und Seitenwände 228, 236, 232, 234 die erste innere Tasche 238 und die Zwischen-, hintere und Seitenwände 236, 230, 233, 234 die zweite innere Tasche 240 innerhalb des Sendergehäuses 202 bilden.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen sind vertikal ausgerichtete Schlitze 242, 244, 246, 248 gebildet, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der Zusatzleiterplatte 204 sind entlang zumindest einigen oder allen der Innenflächen 250, 252, 254, 256 von der vorderen Wand 228 und/oder Zwischenwand 236 und/oder der hinteren Wand 230. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen dichtet die Zusatzleiterplatte 204 die innere Tasche 208 zumindest teilweise ab. Bei einem Ausführungsbeispiel dichtet die Zusatzleiterplatte 204 die erste und die zweite innere Tasche 240, 242 zumindest teilweise ab.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Leiterplatte 206 elektronisch mit der Zusatzleiterplatte 204 innerhalb des Sendergehäuses 202 verbunden, insbesondere innerhalb der inneren Tasche 208 oder der ersten und zweiten Tasche 238, 240. Zum Beispiel wie es in 4 gezeigt, kann die Leiterplatte 206 elektronisch mittels einer oder mehrerer Steckverbinder 258 verbunden sein, die mit der Zusatzleiterplatte 204 verbunden sind. Bei einem Ausführungsbeispiel sind zumindest einige der Leiterplatten 206 elektronisch mit der Zusatzleiterplatte 204 mittels Steckverbindern 260 gekoppelt, die entlang eines unteren Abschnitts 262 von jeder entsprechenden Leiterplatte 206 angeordnet sind.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist ein vorderer oder erster Steckverbinder 264 mit der Zusatzleiterplatte 204 benachbart zu einem vorderen Endabschnitt 266 der Zusatzleiterplatte 204 verbunden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist ein zweiter oder hinterer Steckverbinder 268 elektronisch mit der Zusatzleiterplatte 204 benachbart zu einem hinteren Endabschnitt 270 der Zusatzleiterplatte 204 verbunden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Steckverbinder 264, 268 elektronisch miteinander über eine oder mehrere der Leiterplatten 206 und/oder eine oder mehrere Schaltkreise (nicht dargestellt) verbunden, die auf der Zusatzleiterplatte 204 angeordnet sind.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Leiterplatte 206 dazu eingerichtet sein, die verschiedenen Signale, die von den Sensoren 54 oder anderen Komponenten, die mit der Rotorwelle 12 verbunden sind, zu empfangen, zu verarbeiten und zu übertragen. Zum Beispiel kann die Leiterplatte 206 verschiedene Schaltkreise, elektronische Komponenten und/oder Prozessoren aufweisen, die dazu eingerichtet und/oder programmiert sind, analoge Signale von den Sensoren 54 über die Leitungen 58, die vordere Hauptleiterplatte 108 und den ersten oder vorderen Steckverbinder 262 zu empfangen, zu digitalisieren und/oder komprimieren und/oder auf andere Weise die Signale zu verarbeiten und die verarbeiteten Signale mittels des zweiten oder hinteren Steckverbinders 208 an den Schleifring 62 zu übermitteln.
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5 stellt eine perspektivische Ansicht der Senderanordnung 200 dar, wie sie in 4 gezeigt ist, entsprechend zumindest einem Ausführungsbeispiel. Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 5 gezeigt ist, ist die Mehrzahl von Leiterplatten 206 zwischen der ersten und zweiten inneren Tasche 238, 240 aufgeteilt. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen, wie in 5 gezeigt ist, sind zumindest einige der Leiterplatten 206 der Mehrzahl von Leiterplatten 206 vertikal über die Schlitze 242, 244 oder 246, 248 abgestützt. Auf diese Weise können die Schlitze 242, 244 oder 246, 248 tangentiale g-Belastungen auf die Leiterplatten 206 während der Drehung der Rotorwelle 12 und/oder der Trägerwelle 102 begrenzen oder reduzieren, wodurch die Unversehrtheit der Verbindung zwischen den Leiterplatten 206 und der Zusatzleiterplatte 204 aufrecht erhalten bleibt.
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6 stellt eine vergrößerte Querschnittansicht einer beispielhaften von den Leiterplatten 206 dar, wie sie in 5 gezeigt sind, und einen Abschnitt des Deckels 214, entsprechend mehrerer Ausführungsbeispiele. Wie in 6 gezeigt ist, kann die Leiterplatte 206 eine allgemein bekannte mehrlagige oder gedruckte Leiterplatte (PCB) sein. Zum Beispiel können die Lagen abwechseln zwischen einer Polyimide- oder Isolationslage 272 oder einer Kupferbahn oder leitenden Lage 274.
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Beim Betrieb kann zumindest eine elektronische Komponente 276, wie etwa ein integrierter Schaltkreischip (IC), Widerstand, Kondensator oder dergleichen Wärme oder thermische Energie 278 erzeugen, wenn Strom durch die elektronische Komponente 276 fließt. Typischerweise ist die thermische Energie 278 über die Luft (Konvektionskühlung) oder ein anderes Kühlungsmedium abgeführt. Jedoch ist dieses Verfahren zum Kühlen der elektronischen Komponenten 276 oder Komponenten, die innerhalb der inneren Tasche 208, 238, 240 der Senderanordnung 200 angeordnet sind, nicht verfügbar.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, wie in 6 gezeigt, enthält die Leiterplatte 206 einen Streifen eines thermisch leitfähigen Materials 280 oder „Streifen 280“, der entlang zumindest eines Abschnitts eines oberen Abschnitts 282 der Leiterplatte 206 oder der Leiterplatten 206 angeordnet oder aufgebracht ist. Der Streifen 280 kann Kupfer, Aluminium oder irgendein anderes thermisch leitfähiges Material aufweisen, das für die hierin beschriebene Betriebsumgebung geeignet ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen steht der Streifen 280 über zumindest einen der leitfähigen Lagen 274 in thermischer Verbindung mit der elektronischen Komponente 276. Bei einem Ausführungsbeispiel steht der Streifen 280 in Kontakt und/oder thermischer Verbindung mit der Kontaktfläche 222 des Deckels 214. Auf diese Weise ist ein thermischer Leitungspfad dazwischen gebildet.
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7 stellt eine Seitenansicht eines oberen Abschnitts 282 einer Leiterplatte 206 bereit, aufweisend den Streifen aus thermisch leitfähigen Material 280, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 gezeigt ist, kann zumindest ein Kontaktelement 284 mit dem oberen Abschnitt 282 der Leiterplatte 206 verbunden sein. Das Kontaktelement 284 ist thermisch mit dem Streifen 280 und/oder der elektronischen Komponente 276 verbunden. Zum Beispiel kann das Kontaktelement 284 gelötet oder auf andere Weise an der Leiterplatte 206 befestigt sein. Wenn es in dem Sendergehäuse 202 installiert ist, ist das Kontaktelement 284 in thermischer Verbindung mit der Kontaktfläche 222 des Deckels 214. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Kontaktelement 284 über eine Scheibe 212 in thermischer Verbindung mit der Kontaktfläche 222 des Deckels stehen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Kontaktelement 284 eine Feder oder ein Kompressionselement 286 aufweisen. Das Kompressionselement 286 erstreckt sich radial von dem oberen Abschnitt 282 der Leiterplatte 206 zu der Innen- oder Kontaktfläche 222 des Deckels 214 und/oder der Scheibe 212 hin. Während des Betriebs und/oder wenn es in dem Sendergehäuse 202 installiert ist, drückt das Kompressionselement 286 gegen die Innen- oder Kontaktfläche 222 und/oder gegen die Scheibe 212, wodurch ein thermischer Leitungspfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigen Materials 280 der Leiterplatte 206 und der Kontaktfläche 222 des Deckels 214 gebildet ist.
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8 stellt eine Querschnittsvorderansicht der Senderanordnung 200 in einem zusammengesetzten Zustand bereit, entsprechend einem oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, wie es in 8 gezeigt ist, erstreckt sich die Leiterplatte 206 im wesentlichen rechtwinklig zu der Zusatzleiterplatte 204 zu der Innen- oder Kontaktfläche 222 des Deckels 214 hin. Als Folge davon kann der Deckel 214 eine radiale Bewegung beschränken und/oder radiale g-Belastungen reduzieren, die während der Drehung der Rotorwelle 12 und/oder der Trägerwelle 102 auf die Leiterplatten 206 wirken, wodurch die Unversehrtheit der Verbindung zwischen den Leiterplatten 206 und der Zusatzleiterplatte 204 aufrecht erhalten bleibt. Zusätzlich stellt die Beaufschlagung den thermischen Leitungspfad zwischen dem Streifen aus thermisch leitfähigem Material 280 (7) und dem Deckel 214 bereit. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann der obere Abschnitt 282 der Leiterplatte 206 während der Rotation der Trägerwelle 102 die Innenfläche 222 des Deckels 214 beaufschlagen oder in Kontakt mit der Innenfläche 222 des Deckels 214 gelangen.
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9 stellt eine hintere Ansicht eines Abschnitts des Systems 100 enthaltend eine Senderanordnung 104, 200 der Mehrzahl der Senderanordnungen 104 bereit, die in die Trägerwelle 102 eingesteckt sind, entsprechend einem oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Während der Montage des Systems 100, können die Senderanordnungen 104, 200 zwischen zwei benachbarte Schienenelemente 106 der Mehrzahl von Schienenelementen 106 eingesteckt werden. Die benachbarten Schienenelemente 106 sind in Umfangsrichtung entlang der Innenfläche 116 der Trägerwelle 102 beabstandet. Jedes der Schienenelemente 106 kann fest verbunden sein mit und/oder an der Innenfläche 116 der Trägerwelle 102. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Sendergehäuse 202 und/oder der Deckel 214 Führungs- oder Stützschienen 288, 290 bilden, die an benachbarten Schienenelementen 106 angreifen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen stützen die Schienenelemente 106 und/oder die Stützschienen 288, 290 die Senderanordnung 104, 200 innerhalb der Trägerwelle 102 radial ab. Die Stützschienen 288, 290 können einen thermischen Leitungspfad zwischen dem Sendergehäuse 202 und der Trägerwelle 102 mittels der Schienenelemente 106 bilden.
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Während der Rotation der Trägerwelle 102 belasten Zentrifugalkräfte CF jedes Sendergehäuse 202, insbesondere die Außenfläche 224 von jedem Deckel 214 gegen die Innenfläche 116 der Trägerwelle 102. Ein Strom, der durch die verschiedenen elektronischen Komponenten 276 (6) fließt, erzeugt thermische Energie 278, die mittels des Streifens aus thermisch leitfähigen Material 280 und/oder dem Kontaktelementen 284 auf die Innen- oder Kontaktfläche 222 des Deckels 214 durch Wärmeleitung übertragen wird. Die thermische Energie 278 wird dann von der Außenfläche 224 des Deckels 214 mittels der Innenfläche 116 auf die Trägerwelle 102 übertragen. Die thermische Energie 278 kann dann von der Außenfläche 118 der Trägerwelle 102 abstrahlen, wodurch die Wärme oder thermische Energie von der elektronischen Komponente 276 oder von den elektronischen Komponenten 276 weg abgeführt wird, die mit der Leiterplatte 206 oder den Leiterplatten 206 verbunden sind, die innerhalb der inneren Tasche 208 oder der inneren Taschen 240, 242 des Sendergehäuses 202 angeordnet sind. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, wie es in 10 gezeigt ist, kann die abgestrahlte thermische Energie 278 mittels Konvektionskühlung von der Trägerwelle 102 weggetragen werden, wodurch die Gesamtkühlungseffektivität des Systems 100 weiter verbessert wird. Zum Beispiel kann bei einem Ausführungsbeispiel ein Kühlungsmittel 292, wie etwa Luft, über die Außenfläche 118 der Trägerwelle 102 geleitet werden.
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Das System 100, wie es hierin beschrieben und veranschaulicht ist, stellt ein Verfahren 300 zum Abführen von thermischer Energie 278 von der elektronischen Komponente 276 oder den elektronischen Komponenten 276 bereit, die innerhalb der rotierbaren Trägerwelle 102 angeordnet sind. 11 stellt ein Flussdiagram bereit, das die verschiedenen Schritte des Verfahrens 300 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei 302 enthält das Verfahren 300 das thermische Verbinden der Außenfläche 224 des Deckels 214 von zumindest einer der Senderanordnungen 104, 200 an der Innenfläche 116 der ringförmigen Trägerwelle 102 mittels Zentrifugalkräften CF durch Rotation der Trägerwelle 102, wobei der Deckel 214 mit einem oberen Abschnitt 220 des Sendergehäuses 202 verbunden ist, so dass der Deckel 214 die innere Tasche 208 zumindest teilweise abdichtet. Bei 304 enthält das Verfahren 300 das Durchleiten eines Stromes durch zumindest eine elektrische Komponente 276, die an einer Leiterplatte 206 angeordnet ist, die innerhalb der inneren Tasche 208, 238, 240 angeordnet ist, wobei die elektrische Komponente 276 thermische Energie 278 erzeugt, wenn der Strom dort hindurch fließt. Bei 306 enthält das Verfahren 300 das leitende Übertragen von zumindest einem Teil der thermischen Energie 278 von der Leiterplatte 206 zu dem Deckel 214 mittels der Kontaktfläche 222 des Deckels 214. Bei 308 enthält das Verfahren das leitende Übertragen der thermischen Energie 278 von dem Deckel 214 auf die Trägerwelle 102.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird zumindest ein Teil der thermischen Energie 278 leitend von der elektronischen Komponente 276 und/oder der Leiterplatte 206 mittels dem Kontaktelement 284 und/oder der thermisch leitfähigen Scheibe 212, die zwischen dem oberen Abschnitt 282 der Leiterplatte 206 und der Kontaktfläche 222 des Deckels 214 angeordnet ist, leitend auf die Kontaktfläche 222 des Deckels 214 übertragen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 300 das Leiten des Kühlungsmittels 292 über die Außenfläche 118 der Trägerwelle 102 aufweisen, wodurch die Trägerwelle 102 konvektiv gekühlt wird.
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Die schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele um die Erfindung zu offenbaren, enthaltend das bevorzugte Ausführungsbeispiel, und um irgendeinen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, einschließlich des Herstellens und des Verwendens irgendeiner Einrichtung oder eines Systems und des Ausführens irgendeines beinhaltenden Verfahrens. Der patentierbare Schutzbereich der Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert und kann andere Beispiele enthalten, die den Fachleuten offenbar werden. Solche anderen Beispiele sind dazu bestimmt innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche zu liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich nicht von dem Wortlaut der Patentansprüche unterscheiden oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit nicht substantiellen Unterschieden von dem Wortlaut der Patentansprüche enthalten.
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Ein System zum Abführen von thermischer Energie von elektronischen Komponenten, die innerhalb einer rotierbaren Welle angeordnet sind, weist eine ringförmige Trägerwelle mit einem Ende auf, da ausgeführt ist, um mit einem Ende einer Rotorwelle verbunden zu werden. Das System enthält auch eine Senderanordnung. Der Sender enthält ein Außengehäuse, eine Zusatzleiterplatte und eine Leiterplatte, die elektronisch mit der Zusatzleiterplatte innerhalb einer inneren Tasche des Sendergehäuses verbunden ist. Die Leiterplatte weist einen Streifen aus thermisch leitfähigem Material auf. Die Senderanordnung enthält außerdem einen Deckel, der die innere Tasche zumindest teilweise abdichtet. Eine Kontaktfläche des Deckels steht in thermischer Verbindung mit dem thermisch leitfähigen Material der Leiterplatte und zumindest ein Abschnitt einer oberen Fläche des Deckels ist thermisch mit einer Innenfläche der Trägerwelle während deren Drehung verbunden. Ein Verfahren zum Abführen von thermischer Energie weg von der Leiterplatte ist auch bereitgestellt. BEZUGSZEICHEN LISTE
| Bezugszeichen | Komponente |
| 10 | Turbomaschine |
| 12 | Rotorwelle |
| 14 | Gasturbine |
| 16 | Einlassabschnitt |
| 18 | Luft |
| 20 | Kompressorabschnitt |
| 22 | Kompressor |
| 24 | Verbrennungsabschnitt |
| 26 | Brennkammer |
| 28 | Außengehäuse |
| 30 | Turbinenabschnitt |
| 32 | Turbine |
| 34 | Auslassabschnitt |
| 36 | Auslasskanal |
| 38 | Kompressorschaufel |
| 40 | Kompressorscheibe |
| 42 | Turbinenschaufel |
| 44 | Rotorscheibe |
| 46 | Generator/Motor |
| 48 | innerer Durchgang |
| 50 | komprimierte Luft |
| 52 | Verbrennungsgas |
| 54 | Sensor |
| 56 | Datenprozessor |
| 58 | Leitung |
| 60 | Elektronikeinrichtung |
| 62 | Schleifring |
| 64 | Rotorwellenende |
| 66 | Verlängerungswelle |
| 67–99 | NICHT VERWENDET |
| 100 | System |
| 102 | Trägerwelle |
| 104 | Senderanordnung |
| 106 | Schienenelemente |
| 108 | vordere Hauptleiterplatte |
| 110 | vorderes Ende – Trägerwelle |
| 112 | hintere Hauptleiterplatte |
| 114 | hinteres Ende – Trägerwelle |
| 116 | Innenfläche/Innenseite |
| 118 | Außenseite |
| 120 | Flansch |
| 126 | Flanschabschnitt |
| 128 | Loch |
| 130 | Sickendichtung |
| 132 | innere Hülse |
| 134 | Steckverbinder |
| 136 | abschließendes Ende |
| 138 | Rückhaltekragen |
| 140 | Ausrichtstift |
| 142 | Loch |
| 144 | Ende – Sickendichtung |
| 146 | Außenfläche |
| 148 | mechanischer Halter |
| 150 | Schleifringanordnung |
| 152 | digitaler Schleifring |
| 154 | Innenfläche |
| 200 | Senderanordnung |
| 202 | Sendergehäuse |
| 204 | Zusatzleiterplatte |
| 206 | Leiterplatte |
| 208 | innere Tasche |
| 210 | Unterteilungsplatte |
| 212 | Scheibe |
| 214 | Deckel |
| 216 | seitlich |
| 218 | länglich |
| 220 | oberer Abschnitt – Sendergehäuse |
| 222 | Innenfläche / Kontaktfläche – Deckel |
| 224 | Außenfläche / obere Fläche – Deckel |
| 226 | unterer Abschnitt – Sendergehäuse |
| 228 | vordere Wand |
| 230 | hintere Wand |
| 232 | Seitenwand |
| 234 | Seitenwand |
| 236 | Zwischenwand |
| 238 | erste innere Tasche |
| 240 | zweite innere Tasche |
| 242 | Schlitz |
| 244 | Schlitz |
| 246 | Schlitz |
| 248 | Schlitz |
| 250 | Innenfläche |
| 252 | Innenfläche |
| 254 | Innenfläche |
| 256 | Innenfläche |
| 258 | Steckverbinder (Zusatzleiterplatte) |
| 260 | Steckverbinder (Leiterplatte) |
| 262 | unterer Abschnitt (Leiterplatte) |
| 264 | erster/vorderer Steckverbinder |
| 266 | vorderer Endabschnitt – Zusatzleiterplatte |
| 268 | zweiter/hinterer Steckverbinder |
| 270 | hinterer Endabschnitt |
| 272 | Isolationsschicht |
| 274 | Leitungsschicht |
| 276 | elektronische Komponente |
| 278 | thermische Energie |
| 280 | Streifen – thermisch leitfähiges Material |
| 282 | oberer Abschnitt – Leiterplatte |
| 284 | Kontaktelemente |
| 286 | Feder/Kompressionselement |
| 288 | Stützschiene |
| 290 | Stützschiene |
| 292 | Kühlmittel |
