[實用新型]飛輪儲能器的散熱系統

有效

• 申請號: 201520091034.6
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN204408103U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李文圣;崔小兵;李云飛
• 申請（專利權）人: 李文圣
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19
• 代理公司: 無錫大揚專利事務所(普通合伙) 32248
• 代理人: 趙臻淞

技術領域

本實用新型涉及電力設備領域，尤其是一種飛輪儲能器的散熱系統。

背景技術

飛輪儲能系統作為化學電池和超級電容器的一種替代產品，具有壽命長、維護量小、高效率和高功率的優點。飛輪儲能依靠旋轉的飛輪轉子慣性把電能轉換為動能儲存起來，在停電的情況下實現不間斷電源供給。飛輪長期高速旋轉時，轉子的發熱量較大，在大電流集中放電的情況下，定子發熱量較大，如果熱量不能夠及時散出，過高的溫度就會對定子和轉子產生損害，導致整個機器損壞。同時，飛輪儲能器作為一種高速旋轉的機械裝置，軸承系統是其關鍵部件，軸承的潤滑和散熱效果的好壞也是整個系統能否可靠運行的關鍵。

現有飛輪儲能器的散熱方法，通常設計為流體泵驅動散熱液在循環系統里流動并進行熱交換，但是散熱區域非常有限，不能同時兼顧轉子、定子與軸承的散熱。而且為了減少高速旋轉飛輪因空氣摩擦帶來的能量損失，飛輪一般放置在真空或者氣壓較小的密閉容器中，真空環境中的循環系統工作壓力非常小，泵的進口壓力過小導致泵無法正常工作，并且也容易產生汽蝕，后果是散熱液供給不足導致設備過熱燒壞。

實用新型內容

本申請人針對上述現有飛輪儲能器散熱不能兼顧各部件、泵的進口壓力小不能正常工作，容易產生汽蝕無法散熱等缺點，提供一種結構合理的飛輪儲能器的散熱系統，從而不僅可以對定子、轉子、和軸承這些關鍵部件均進行散熱，同時也能兼顧軸承的潤滑。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種飛輪儲能器的散熱系統，所述飛輪儲能器由殼體與內部盤式電機組成，所述殼體為真空密封結構，殼體上下部分別設置有上油腔與下油腔，殼體內至少包含一組飛輪，飛輪的中心軸為中空芯軸，中央設置有軸孔，軸孔連通上油腔與下油腔；油箱設置在在殼體外部，油箱通過上油管連通至上油腔，通過回油管連通至下油腔，回油管上安裝有第三閥門、油泵與散熱器。

作為上述技術方案的進一步改進：

在上軸承座內，位于上軸承上方，設置有上密封件，將上油腔分隔為上軸孔腔與上軸承腔；在下軸承座內，位于下軸承下方，設置有下密封件，將下油腔分隔為下軸承腔與下軸孔腔；上軸孔腔、下軸孔腔與軸孔相連通，上軸孔腔與上油管相連通，下軸孔腔與第一回油管相連通；上軸承腔、下軸承腔與容器內腔相連通，下軸承腔與回油管相連通。

上密封件采用迷宮密封，可以允許部分油通過密封到達上軸承；下密封件具有足夠的密封度，使下軸孔腔內外有足夠的壓力差。

所述殼體由筒體、上蓋板與下蓋板組成并密封連接，上蓋板和下蓋板中央分別固定有上軸承座和下軸承座，上軸承鑲嵌在上軸承座內形成上油腔，下軸承鑲嵌在下軸承座內形成下油腔。

下飛輪下表面布置有磁場方向和強度相同的環形的上永磁體，下蓋板上面也布置有磁場方向和強度相同的環形的下永磁體。

軸向相對，并且磁體互斥，構成了軸向的永磁軸承，承載了整個轉子的重量。

在定子盤上表面設置有散熱盤，散熱盤表面上設置有曲折環繞的曲線狀流道，散熱盤上方承接油箱下方設置的散熱進油管，散熱盤通過下方的散熱出油管連通至下油腔。

定子盤使用導熱但非導電材料。

若下油腔壓力小于油泵的進口壓力，打開真空閥門，允許空氣進入增大油壓防止汽蝕。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型通過軸孔對轉子進行冷卻降溫，可以及時帶走高速旋轉的轉子的大量熱量，確保飛輪儲能器的安全穩定運行。通過密封件的設置將該回路與真空腔體隔離，可以保證泵的進口具有充分的進口壓力，并且避免低壓使泵產生汽蝕等缺陷。

本實用新型的部分冷卻油同時流經上下軸承，既可以對上下軸承進行散熱，也可以對其進行潤滑，保證了關鍵部件軸承的可靠工作。

本實用新型利用流經軸承的部分冷卻油，也可以對定子盤進行及時散熱。針對經常會出現大電流集中放電的特殊工作機型，通過設置獨立散熱油管與散熱盤，對定子進行單獨散熱，確保定子的穩定工作。

對于一些在工作中可以暫時降低容器真空度的機型，本實用新型設立了容器真空度調節措施，以暫時降低容器的真空度，使泵的進口壓力增大，避免泵的汽蝕，使泵正常工作，從而及時把油從下面的空腔抽回到油箱。

附圖說明

圖1為本實用新型的中剖圖。

圖2為本實用新型的散熱盤的俯視圖。

圖3為本實用新型實施例二的中剖圖。

圖4為圖3中的A部放大圖。

圖5為圖3中的B部放大圖。