一种飞轮真空及冷却一体化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种飞轮真空及冷却一体化系统，抽真空装置包括泵壳、偏心安装在泵壳内腔的泵转子、伸缩旋片组件，泵壳分布有第一进气口、第二进气口以及出气口；伸缩旋片组件包括四个伸缩旋片，四个伸缩旋片将泵壳的内腔分隔为四个独立的气室；在泵转子带动伸缩旋片组件旋转时，抽真空装置经过抽真空排气状态以及吸大气排气状态；在抽真空排气状态，通过第一进气口将飞轮气室中气体抽入气室，通过出气口将从飞轮气室中抽取的气体输出至风冷装置；随着飞轮气室中空气浓度降低，进入吸大气排气状态，通过第二进气口吸入大气且将大气通过出气口输出至风冷装置。一个抽真空装置能够实现抽真空与辅助风冷两种功能，集成度高，占用空间小。间小。间小。

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮真空及冷却一体化系统


[0001]本技术属于飞轮储能
，具体涉及一种飞轮真空及冷却一体化系统。

技术介绍

[0002]飞轮储能的工作原理是：在电力富裕的条件下，由电能驱动飞轮储能系统中的电机带动飞轮高速旋转，电能转变为机械能储存；在用户需要电时，飞轮减速带动发电机发电，供用户使用。该技术由于其能量转换效率高、无污染、维护性好、储能密度高等优点，得到广泛的应用。
[0003]飞轮本体是飞轮储能系统中的核心部件。在本领域中，力求提高转子的极限角速度，减轻转子重量，最大限度地增加旋转飞轮系统的储能量，随着碳纤维材料在转子上的应用，飞轮转子外缘线速度已经可以达到音速(340m/s)。
[0004]现有会通过真空泵降低转子所在腔体的空气浓度，使得转子在高速旋转工况下，摩擦发热极低。不仅提高了系统的效率，且保证了系统的稳定性。同时，飞轮旋转工作时，转子铁芯、永磁体、定子铁芯、绕组都是热源，这些热源除了通过气隙和外机壳散发到大气环境中，也需要增加冷却系统如风冷、水冷、氢冷等方法将热量带走。
[0005]现有的冷却系统和真空系统各自属于独立的子系统，整个飞轮储能系统的集成度低，占用空间大。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种飞轮真空及冷却一体化系统，它能够借用抽真空系统对飞轮储能装置进行冷却，提高了系统的集成度，降低了占用空间。
[0007]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种飞轮真空及冷却一体化系统，包括飞轮储能装置、抽真空装置、风冷装置；所述飞轮储能装置包括电机、飞轮转子、飞轮定子、飞轮气室，所述飞轮转子位于所述飞轮气室中；
[0009]所述抽真空装置包括泵壳、偏心安装在所述泵壳内腔的泵转子、安装在所述泵转子上的伸缩旋片组件，所述泵壳分布有第一进气口、第二进气口以及出气口；所述伸缩旋片组件包括四个伸缩旋片，四个所述伸缩旋片将所述泵壳的内腔分隔为四个独立的气室；在所述泵转子带动所述伸缩旋片组件旋转的过程中，所述抽真空装置经过抽真空排气状态以及吸大气排气状态；
[0010]在抽真空排气状态，通过所述第一进气口将所述飞轮气室中气体抽入所述气室，通过所述出气口将从所述飞轮气室中抽取的气体输出至所述风冷装置；
[0011]随着所述飞轮气室中空气浓度降低，进入吸大气排气状态，通过所述第二进气口吸入大气且将大气通过所述出气口输出至所述风冷装置。
[0012]作为优选方案，所述泵转子朝向X方向偏心，所述出气口设置在所述泵壳的X方向侧，所述第一进气口、所述第二进气口设置在所述泵壳与X方向相反的一侧，且所述第一进
气口、所述第二进气口对应不同的气室。
[0013]作为优选方案，所述伸缩旋片包括外端敞开的套杆、推杆、弹簧，所述套杆安装于所述泵转子，所述推杆可移动设置在所述套杆的内腔，所述弹簧可伸缩设置在所述套杆的内腔，所述推杆与所述弹簧连接，在所述泵转子旋转的过程中，四个所述推杆的外端与所述泵壳的内壁接触，以形成四个所述气室。
[0014]作为优选方案，所述第一进气口设置有第一单向差压阀，所述第二进气口设置有第二单向差压阀。
[0015]作为优选方案，所述第一进气口设置有第一过滤网，所述第二进气口设置有第二过滤网。
[0016]作为优选方案，所述出气口通过输气管道将气体输送至所述风冷装置。
[0017]作为优选方案，所述第一进气口与所述飞轮气室通过进气管道连接。
[0018]作为优选方案，所述风冷装置包括冷却循环管路，所述出气口输出的气体输送至所述冷却循环管路。
[0019]作为优选方案，所述推杆的外端设置有润滑油。
[0020]作为优选方案，还包括水冷装置，所述水冷装置用于对所述飞轮储能装置进行散热。
[0021]本技术的一种飞轮真空及冷却一体化系统的有益效果在于：将排真空的气体用于对飞轮储能装置进行冷却，在真空度达到要求时，可抽大气对飞轮储能装置进行持续风冷，一个抽真空装置能够实现抽真空与辅助风冷两种功能，集成度高，占用空间小。
附图说明
[0022]图1是本技术实施例飞轮真空及冷却一体化系统的原理图；
[0023]图2是本技术实施例抽真空装置的剖视图；
[0024]图3是本技术实施例伸缩旋片的过程变化图；
[0025]图4是本技术实施例抽真空装置在抽真空排气状态时的状态图；
[0026]图5是本技术实施例抽真空装置在吸大气排气状态时的状态图。
[0027]图中部件名称和标号如下：
[0028]飞轮储能装置10、飞轮转子11、飞轮定子12、飞轮气室13、抽真空装置20、底座201、泵壳21、伸缩旋片22、套杆221、推杆222、弹簧223、第一进气口23、第二进气口24、出气口25、第一单向差压阀261、第二单向差压阀262、第一过滤网271、第二过滤网272、进气管道281、输气管道282、泵转子29、水冷装置30、水箱31、水泵32、散热器33、风机34、循环水管35。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
[0030]如图1和图2所示，本实施例公开了一种飞轮真空及冷却一体化系统。该飞轮真空及冷却一体化系统包括飞轮储能装置10、抽真空装置20、风冷装置；飞轮储能装置10包括电机、飞轮转子11、飞轮定子12、飞轮气室13，飞轮转子11位于飞轮气室13中；
[0031]抽真空装置20包括泵壳21、偏心安装在泵壳21内腔的泵转子29、安装在泵转子29上的伸缩旋片组件，泵壳21分布有第一进气口23、第二进气口24以及出气口25；伸缩旋片组件包括四个伸缩旋片22，四个伸缩旋片22将泵壳21的内腔分隔为四个独立的气室；第一进气口23与飞轮气室13连接，第二进气口24用于进大气，出气口25输出的气体输送至风冷装置以对飞轮储能装置10进行风冷；在泵转子29带动伸缩旋片组件旋转的过程中，抽真空装置20经过抽真空排气状态以及吸大气排气状态；
[0032]在抽真空排气状态，通过第一进气口23将飞轮气室13中气体抽入气室，通过出气口25将从飞轮气室13中抽取的气体输出至风冷装置；
[0033]随着飞轮气室13中空气浓度降低，进入吸大气排气状态，通过第二进气口24吸入大气且将大气通过出气口25输出至风冷装置。
[0034]本实施例能够节约能源，将排真空的气体用于对飞轮储能装置10进行冷却，在真空度达到要求时，可抽大气对飞轮储能装置10进行持续风冷。其中主要对电机进行冷却。在真空度达到要求时，可抽大气进行持续对电机进行风冷，一个抽真空装置20能够实现抽真空与辅助风冷两种功能，集成度高，占用空间小。
[0035]本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮真空及冷却一体化系统，其特征在于，包括飞轮储能装置(10)、抽真空装置(20)、风冷装置；所述飞轮储能装置(10)包括电机、飞轮转子(11)、飞轮定子(12)、飞轮气室(13)，所述飞轮转子(11)位于所述飞轮气室(13)中；所述抽真空装置(20)包括泵壳(21)、偏心安装在所述泵壳(21)内腔的泵转子(29)、安装在所述泵转子(29)上的伸缩旋片组件，所述泵壳(21)分布有第一进气口(23)、第二进气口(24)以及出气口(25)；所述伸缩旋片组件包括四个伸缩旋片(22)，四个所述伸缩旋片(22)将所述泵壳(21)的内腔分隔为四个独立的气室；在所述泵转子(29)带动所述伸缩旋片组件旋转的过程中，所述抽真空装置(20)经过抽真空排气状态以及吸大气排气状态；在抽真空排气状态，通过所述第一进气口(23)将所述飞轮气室(13)中气体抽入所述气室，通过所述出气口(25)将从所述飞轮气室(13)中抽取的气体输出至所述风冷装置；随着所述飞轮气室(13)中空气浓度降低，进入吸大气排气状态，通过所述第二进气口(24)吸入大气且将大气通过所述出气口(25)输出至所述风冷装置。2.根据权利要求1所述的一种飞轮真空及冷却一体化系统，其特征在于：所述泵转子(29)朝向X方向偏心，所述出气口(25)设置在所述泵壳(21)的X方向侧，所述第一进气口(23)、所述第二进气口(24)设置在所述泵壳(21)与X方向相反的一侧，且所述第一进气口(23)、所述第二进气口(24)对应不同的气室。3.根据权利要求1所述的一种飞轮真空及冷却一体化系统，其特征在于：所述伸缩旋片(22)包括外端敞...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鲍，胡东旭，张华良，陈海生，徐玉杰，张志来，王继平，
申请(专利权)人：中科南京未来能源系统研究院，
类型：新型
国别省市：