[发明专利]高储能飞轮系统的散热方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械科学领域，尤其是一种高储能飞轮系统的散热方法及装置。

背景技术

高储能飞轮系统具有瞬时释放能量的显著特点。常用于放电时间短，瞬时功率大的场合。飞轮工作过程中，由可转动的支撑组件，及其他的一系列组件，比如发电机，在飞轮系统中产生热量，使温度超过设计范围，系统操作寿命降低。

因此目前常用的冷却方式有循环水冷、风冷、散热器冷却等。循环水冷效果较风冷好，但循环水冷存在设备复杂、易漏、难以管理的缺点。使用传统的散热系统对飞轮支撑结构、电机、轴承、外壳内产热等部件散热，如果热量不能及时、足量耗散，则飞轮储能系统中各组件温度将超出最佳温度范围，影响系统的操作寿命，降低飞轮系统工作可靠性。

为保证高储能飞轮系统运行可靠性，防止突然失效带来对周围事物的伤害，通常将高储能飞轮置于地下，其主要散热性能的好坏，主要由与发热组件紧密相连的部分——土壤决定，而土壤的导热性能不良，其散热系统的散热性能很差。这样高储能飞轮系统产生热量就不能有效地散发到土壤中，系统组件的温度不能保持在最佳状态，降低组件的操作寿命及高储能飞轮系统的平均无故障时间。

李文圣等（专利号ZL 200410010855.9）所公开的飞轮储能系统中的散热系统，利用佩尔捷效应使系统温度维持正常。具有延长轴承系统的寿命、尺寸小、易维护、成本低等特点。

先有技术采用的散热方式往往需要外加电流。这样不仅结构复杂，而且导致了使用成本的增加。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高储能飞轮系统中的散热装置，它结构简单、安装容易、能达到较好的散热效果，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：高储能飞轮系统的散热方法，采用导热转子支撑组件与高储能飞轮系统的产热元件接触，导热转子支撑组件通过导热耦合元件将热量传递到导热元件上，利用导热元件中流动的导热介质将热量传递到处于高储能飞轮系统工作环境外的散热组件上，使高储能飞轮系统产生的热量在散热组件上导出到环境中，从而提高高储能飞轮系统的散热效果。

高储能飞轮系统中的散热装置，包括飞轮储能系统的外壳，在外壳上设有导热转子支撑组件，在外壳外设有导热耦合元件，导热耦合元件耦合在外壳上，导热耦合元件与导热转子支撑组件连接；导热耦合元件与导热元件的一端连接，在导热元件的另一端上设有散热组件。

所述的导热元件为管状结构，其内部为密闭的空腔，在空腔中填充有导热介质。

在导热元件的外表面上设有厚度为0.5～0.8mm的镀层。镀层采用电镀的方式镀上锡或其它材料，它可有效降低高性能导热元件与耦合元件及散热组件之间的接触热阻。

导热元件具有一个水平方向仰角，该仰角大于5°。有助于系统循环使用。

由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明将高储能飞轮系统的组件产生的热量通过高性能的导热元件导出至散热组件上进行散耗，这种方式能够持续的接收并传导热量，使高储能飞轮系统的多个产热组件能够保持在合适的操作温度，该温度等于或低于额定温度；由于本发明的导热元件利用内部的导热介质汽化、冷凝循环传输热量，在循环过程中将热量由高储能飞轮系统运送到散热组件上，散热组件可设置在高储能飞轮系统的工作范围外，而无需安装在真空环境中，因此散热方式及结构都能极大的获得简化，而且导热效果好；本发明方法简单，所采用的装置容易制作，成本低廉，使用效果好。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：高储能飞轮系统的散热方法，采用导热转子支撑组件与高储能飞轮系统的产热元件接触，导热转子支撑组件通过导热耦合元件将热量传递到导热元件上，利用导热元件中流动的导热介质将热量传递到处于高储能飞轮系统工作环境外的散热组件上，使高储能飞轮系统产生的热量在散热组件上导出到环境中，从而提高高储能飞轮系统的散热效果。