[發明專利]機電飛輪容置系統

有效

• 申請號: 201280064785.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN104011428B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 克勞德·邁克爾·卡利夫
• 申請（專利權）人: 羅特尼克香港有限公司
• 主分類號: F16F15/30
• 分類號: F16F15/30;F16F15/18;F16F15/315
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 歸瑩,張穎玲

優先權聲明

本申請要求于2011年12月31日提交的名為ELECTROMECHANICAL FLYWHEEL CONTAINMENT SYSTEM的美國臨時專利申請No.61/582，332的權益。

已知的飛輪存儲動能，即，運動的能量。當要求釋放該能量時，飛輪隨著動能被耗盡而減速。已知的還有驅動電機的飛輪或者由電機驅動的飛輪。幾十年來，已經設計制造了這種機電動械，并且這種機電機械在運行上已經獲得了不同程度的成功。然而，廣泛的應用受困于飛輪的制造，即使是最先進的商用機械在運行上也會受到嚴重限制，同時超過了較好的替代性執行方式的成本。盡管小型飛輪制造業一直堅持不懈地努力，但現代的機電飛輪僅在一些利基市場中得到有限地應用，并且目前對于發展世界的能量供給沒有做出重大貢獻。

背景技術

已知的飛輪存儲動能，即，運動的能量。當要求釋放該能量時，飛輪隨著動能被耗盡而減速。已知的還有驅動電機的飛輪或者由電機驅動的飛輪。幾十年來，已經設計制造了這種機電動械，并且這種機電機械在運行上已經獲得了不同程度的成功。然而，廣泛的應用受困于飛輪的制造，即使是最先進的商用機械在運行上也會受到嚴重限制，同時超過了較好的替代性執行方式的成本。盡管小型飛輪制造業一直堅持不懈地努力，但現代的機電飛輪僅在一些利基市場中得到有限地應用，并且目前對于發展世界的能量供給沒有做出重大貢獻。

技術領域

本發明涉及機電領域。特別地，至少部分通過多壁容置系統來實現機電飛輪的排空功能、安全功能、熱傳遞功能和支撐功能。

相關技術的論述

機電飛輪包括在大氣條件下運行的機械和在真空條件下運行的機械。雖然在真空環境下運行的機械有益于高速運行，但這些機械同樣受現有技術的限制而不能夠控制磁性部件溫度和安全的容置。

發明內容

本發明提供一種機電飛輪，所述機電飛輪具有環繞固定的定子的轉子以及定子繞組，所述定子繞組包括環繞定子旋轉軸線的勵磁繞組。

在一種實施方式中，機電飛輪包括：芯部組件，所述芯部組件包括電動發電機定子；電動發電機轉子，所述電動發電機轉子圍繞所述定子；所述定子的特征在于，所述定子限定一旋轉軸線，所述定子具有環繞旋轉軸線的勵磁線圈，并且所述定子具有并不環繞旋轉軸線的電樞線圈；飛輪體，所述飛輪體環繞所述轉子并且聯接至所述轉子以便與所述轉子一起旋轉；以及可排空的殼體，所述可排空的殼體封閉所述飛輪體。所述轉子由間隔開的第一懸架組件和第二懸架組件支撐，所述第一懸架組件包括第一電磁軸承，所述第一電磁軸承用于對所述轉子施加對中力和懸浮力，所述第二懸架組件包括第二電磁軸承，所述第二電磁軸承用于對所述轉子施加對中力。

在一種實施方式中，機電飛輪容置系統包括：內封閉部和外封閉部，所述內封閉部和所述外封閉部分別限定內壁和外壁；拋射防護件，所述拋射防護件位于所述內封閉部和所述外封閉部的壁部之間；能量交換塊，所述能量交換塊包括芯部組件和旋轉組件，所述芯部組件包括電動發電機定子和定子支撐件，所述旋轉組件包括電動發電機轉子、飛輪體和轂部；所述電動發電機轉子圍繞所述電動發電機定子；所述內封閉部包圍所述能量交換塊；所述外封閉部包圍所述內封閉部；第一環形流動通路，所述第一環形流動通路用于輸送流體冷卻劑，所述第一環形流動通路的外徑由所述外封閉部的壁部限定；并且，其中，用于輸送冷卻劑的容置系統流體回路包括所述第一環形流動通路和定子支撐件流動通路。

在一種實施方式中，上述機電飛輪容置系統還包括：內封閉部和外封閉部的內壁和外壁同心地布置；拋射防護件環繞所述內壁；圍罩環繞所述拋射防護件；所述圍罩被所述外封閉部的外壁環繞；所述第一環形流動通路的內徑由所述圍罩限定；所述圍罩和所述拋射防護件限定第二環形流動通路；并且，其中，用于輸送冷卻劑的所述容置系統流體回路包括所述第二環形流動通路。

在又一實施方式中，機電飛輪容置系統包括：內封閉部和外封閉部，所述內封閉部和所述外封閉部分別限定內壁和外壁；拋射防護件，所述拋射防護件位于所述內壁與所述外壁之間；環形流動通路，所述環形流動通路用于輸送流體冷卻劑；所述環形流動通路的內徑由所述拋射防護件限定；電動發電機定子，所述電動發電機定子懸掛在所述內封閉部上；旋轉組件，所述旋轉組件包括電動發電機轉子，所述旋轉組件限定一旋轉軸線，并且所述旋轉組件環繞電動發電機定子且限定一旋轉軸線；飛輪體，所述飛輪體圍繞并聯接至所述轉子；并且，其中，所述定子的勵磁繞組環繞所述旋轉軸線，而所述定子的電樞繞組不環繞所述旋轉軸線。

附圖說明