[實用新型]高儲能飛輪系統(tǒng)的散熱裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320158969.2
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN203166685U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琬;何林;楊立
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;F28D15/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務(wù)所 52100
• 代理人: 程新敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機械科學領(lǐng)域，尤其是一種高儲能飛輪系統(tǒng)的散熱裝置。

背景技術(shù)

高儲能飛輪系統(tǒng)具有瞬時釋放能量的顯著特點。常用于放電時間短，瞬時功率大的場合。飛輪工作過程中，由可轉(zhuǎn)動的支撐組件，及其他的一系列組件，比如發(fā)電機，在飛輪系統(tǒng)中產(chǎn)生熱量，使溫度超過設(shè)計范圍，系統(tǒng)操作壽命降低。

因此目前常用的冷卻方式有循環(huán)水冷、風冷、散熱器冷卻等。循環(huán)水冷效果較風冷好，但循環(huán)水冷存在設(shè)備復雜、易漏、難以管理的缺點。使用傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)對飛輪支撐結(jié)構(gòu)、電機、軸承、外殼內(nèi)產(chǎn)熱等部件散熱，如果熱量不能及時、足量耗散，則飛輪儲能系統(tǒng)中各組件溫度將超出最佳溫度范圍，影響系統(tǒng)的操作壽命，降低飛輪系統(tǒng)工作可靠性。

為保證高儲能飛輪系統(tǒng)運行可靠性，防止突然失效帶來對周圍事物的傷害，通常將高儲能飛輪置于地下，其主要散熱性能的好壞，主要由與發(fā)熱組件緊密相連的部分——土壤決定，而土壤的導熱性能不良，其散熱系統(tǒng)的散熱性能很差。這樣高儲能飛輪系統(tǒng)產(chǎn)生熱量就不能有效地散發(fā)到土壤中，系統(tǒng)組件的溫度不能保持在最佳狀態(tài)，降低組件的操作壽命及高儲能飛輪系統(tǒng)的平均無故障時間。

李文圣等（專利號ZL?200410010855.9）所公開的飛輪儲能系統(tǒng)中的散熱系統(tǒng)，利用佩爾捷效應(yīng)使系統(tǒng)溫度維持正常。具有延長軸承系統(tǒng)的壽命、尺寸小、易維護、成本低等特點。

先有技術(shù)采用的散熱方式往往需要外加電流。這樣不僅結(jié)構(gòu)復雜，而且導致了使用成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是：提供一種高儲能飛輪系統(tǒng)的散熱裝置，它結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易、能達到較好的散熱效果，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：高儲能飛輪系統(tǒng)的散熱裝置，包括飛輪儲能系統(tǒng)的外殼，在外殼上設(shè)有導熱轉(zhuǎn)子支撐組件，在外殼外設(shè)有導熱耦合元件，導熱耦合元件耦合在外殼上，導熱耦合元件與導熱轉(zhuǎn)子支撐組件連接；導熱耦合元件與導熱元件的一端連接，在導熱元件的另一端上設(shè)有散熱組件。

所述的導熱元件為管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為密閉的空腔，在空腔中填充有導熱介質(zhì)。

在導熱元件的外表面上設(shè)有厚度為0.5～0.8mm的鍍層。鍍層采用電鍍的方式鍍上錫或其它材料，它可有效降低高性能導熱元件與耦合元件及散熱組件之間的接觸熱阻。

導熱元件具有一個水平方向仰角，該仰角大于5°。有助于系統(tǒng)循環(huán)使用。

由于采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型將高儲能飛輪系統(tǒng)的組件產(chǎn)生的熱量通過高性能的導熱元件導出至散熱組件上進行散耗，這種方式能夠持續(xù)的接收并傳導熱量，使高儲能飛輪系統(tǒng)的多個產(chǎn)熱組件能夠保持在合適的操作溫度，該溫度等于或低于額定溫度；由于本實用新型的導熱元件利用內(nèi)部的導熱介質(zhì)汽化、冷凝循環(huán)傳輸熱量，在循環(huán)過程中將熱量由高儲能飛輪系統(tǒng)運送到散熱組件上，散熱組件可設(shè)置在高儲能飛輪系統(tǒng)的工作范圍外，而無需安裝在真空環(huán)境中，因此散熱方式及結(jié)構(gòu)都能極大的獲得簡化，而且導熱效果好。本實用新型容易制作，成本低廉，使用效果好。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的實施例：高儲能飛輪系統(tǒng)的散熱裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括飛輪儲能系統(tǒng)的外殼1，在外殼1上設(shè)有導熱轉(zhuǎn)子支撐組件2，在外殼1外設(shè)有導熱耦合元件3，導熱耦合元件3通過螺栓連接的方式機械耦合在外殼1上，導熱耦合元件3能提供一個表面區(qū)域，該區(qū)域面積可有效將熱量從飛輪儲能系統(tǒng)的產(chǎn)熱元件上傳輸?shù)綄嵩?上，導熱耦合元件3與導熱轉(zhuǎn)子支撐組件2連接；導熱耦合元件3與導熱元件4的一端連接，導熱元件4具有一個水平方向仰角，該仰角大于5°，在導熱元件4的另一端上設(shè)有散熱組件5；所述的導熱元件4為管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為密閉的空腔，在空腔中填充有導熱介質(zhì)；在導熱元件4的外表面上電鍍有一層厚度為0.5～0.8mm的錫鍍層。裝配耦合過程中可通過增加各部件之間的接觸壓力，或添加導熱脂、導熱墊及導熱材料等方式來降低接觸熱阻。

散熱組件5是由與工作環(huán)境相適應(yīng)的導熱性能良好的散熱翅片組成，本實施例中的工作環(huán)境為大氣，散熱翅片的數(shù)量，間隔，厚度及尺寸由需傳輸熱量確定，當傳熱量為550W時，采用鋁制翅片，形狀為圓形，厚度為6mm，16~20個散熱翅片即可滿足要求，散熱組件5的散熱翅片上可添加能增大對流傳熱系數(shù)的任何形式，如改變散熱翅片的表面形狀,釘狀、梅花狀等，散熱組件5外部可采用空氣對流，強制空氣對流，水對流，強制水對流等方式增大傳熱系數(shù)。