[实用新型]一种飞轮真空及冷却一体化系统

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型属于飞轮储能技术领域，具体涉及一种飞轮真空及冷却一体化系统。

背景技术

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。

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)。

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。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

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；

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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。