[发明专利]一种飞轮储能系统中的新型冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞轮储能系统中的新型冷却系统，尤其是指使用了专门的轴承冷却系统的飞轮储能系统。

背景技术

飞轮储能系统因其优越的性能和更长的使用寿命而成为蓄电池的替代品。然而，飞轮储能系统的关键组件之一——轴承系统限制了飞轮储能系统的寿命。轴承系统的配置方式主要有以下三种：机械轴承、磁轴承、和复合轴承。机械轴承的成本要比磁轴承低得多。如果设计合理，传递到轴承的载荷能够足够减少，以至于轴承系统的疲劳寿命和飞轮系统的寿命相当。

然而，机械轴承润滑剂的寿命有可能比飞轮系统的寿命短。降低轴承在运行时产生的温度会延长润滑剂的寿命。在飞轮系统运行期间，机械轴承会产生明显的热量，从而温度会大幅度上升。为了延长轴承寿命，这些热量必须被移除。为了减少空气阻力，高性能的飞轮储能系统一般运行于真空容器中，但这为去除轴承上的热量带来了困难。因此需要一种高效可靠、长寿命、低成本的轴承冷却系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种飞轮储能系统中的新型冷却系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种飞轮储能系统中的新型冷却系统，包括一飞轮系统以及内部安装有飞轮系统的密封容器，所述飞轮系统包括带有转子的飞轮单元和转子进行磁作用的定子，所述飞轮单元由上机械轴承、下机械轴承围绕其竖直轴旋转，所述上机械轴承、下机械轴承所在的容器壁外设有上冷却单元和下冷却单元，所述上冷却单元、下冷却单元由散热器和佩尔捷效应冷却模块组成，其佩尔捷效应冷却模块与上机械轴承、下机械轴承热接触，所述上冷却单元、下冷却单元分别与供电单元连接，所述飞轮系统与密封容器的底部之间设有磁轴承，所述密封容器上设有一密封直通孔，所述定子由电源连接线通过密封直通孔与外部的电力电子驱动器相连接。

为了维持容器内的真空度，进一步的：所述密封容器内部与一外部的真空泵连接。

在低速飞轮系统中，为了节约成本，同时容器内的摩擦，进一步的：所述密封容器内部充满氦气。

为了将散热器上的热量吹走，进一步的降低轴承的温度，进一步的：所述上冷却单元和下冷却单元上设有一风扇。

为了便于安装与拆卸，进一步的：所述飞轮单元由两个钢结构的圆盘构成，所述两圆盘同时过盈配合在铝质的圆管上。

为了获得更好的冷却效果，提供轴承更低的温度，本发明还提供了另一种结构，一种飞轮储能系统中的新型冷却系统，包括一飞轮系统以及内部安装有飞轮系统的密封容器，所述飞轮系统包括带有转子的飞轮单元和转子进行磁作用的定子，所述飞轮单元由上机械轴承、下机械轴承围绕其竖直轴旋转，所述上机械轴承、下机械轴承设置于上轴承架和下轴承架内，所述上轴承架和下轴承架嵌入于密封容器壁内，所述上轴承架和下轴承架上设有上冷却单元和下冷却单元，所述上冷却单元、下冷却单元由散热器和佩尔捷效应冷却模块组成，其佩尔捷效应冷却模块与上机械轴承、下机械轴承热接触，所述上冷却单元、下冷却单元分别与供电单元连接，所述飞轮系统与密封容器的底部之间设有磁轴承，所述密封容器上设有一密封直通孔，所述定子由电源连接线通过密封直通孔与外部的电力电子驱动器相连接。

为了维持容器内的真空度，进一步的：所述密封容器内部与一外部的真空泵连接。

在低速飞轮系统中，为了节约成本，同时容器内的摩擦，进一步的：所述密封容器内部充满氦气。

为了将散热器上的热量吹走，进一步的降低轴承的温度，进一步的：所述上冷却单元和下冷却单元上设有一风扇。

为了便于安装与拆卸，进一步的：所述飞轮单元由两个钢结构的圆盘构成，所述两圆盘同时过盈配合在铝质的圆管上。

本发明的有益效果是：能够延长轴承系统的寿命，并且具有尺寸小、能够长期可靠运行、容易维护、成本低等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种飞轮储能系统中的新型冷却系统装配图。

图2是本发明的另一种飞轮储能系统中的新型冷却系统装配图。

图中：1、密封容器，2、飞轮单元；3、定子；4、上机械轴承；5、下机械轴承；6、散热器；7、佩尔捷效应冷却模块；8、供电单元；9、磁轴承；10、密封直通孔；11、电源连接线；12、电力电子驱动器；13、真空泵；14、风扇；15、上轴承架；16、下轴承架；17、直通管。

具体实施方式