一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统技术方案

技术编号:40631369 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-13 21:16
本技术涉及一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其中,包括中空转子、机壳和冷凝装置;所述机壳的顶壁设有通孔;所述中空转子设置于所述机壳内且绕竖直方向转动,所述中空转子的顶部设置有与所述通孔对应的第一开口,所述第一开口与所述通孔之间转动密封连通;所述中空转子内用于放置液态制冷工质;所述冷凝装置固定于所述机壳的外部且密封连通于所述通孔,用于将来自所述中空转子内吸热升华的气态制冷工质冷却为液态制冷工质。其有益效果是,通过制冷工质的物态变化可以在中空转子内直接将热量带走,提高了转子的散热效率,设备结构简易,便于制作,不破坏机壳内部的真空环境,保证减少磁悬浮飞轮储能设备内部的风摩耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及飞轮储能冷却,尤其涉及一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统


技术介绍

1、对于功率较大的飞轮储能系统,其产生的热量较大,在飞轮工作时需要对内部的电机定子、转子及轴承等进行散热,且现有技术中飞轮一般转速较高,转子风摩耗也非常大,为降低风摩耗,飞轮内部需要抽真空。

2、电机定子为静止件且靠近机壳,因此定子的冷却较容易,而磁悬浮飞轮储能转子相对机壳会产生位移,该类转子产生的热量主要由转子外表面依次经过定子和机壳向外辐射或者传递给其他制冷工质进行间接冷却;有研究结果表明,可以从转子内部直接进行散热,但仅仅针对转子相对机壳的位置不变的情形,不适合对磁悬浮飞轮储能转子进行散热,飞轮转子积累的热量导致电机损耗大,间接影响飞磁悬浮飞轮储能装置的运行。有时为了达到散热效果,需要对冷却介质进行加压才能进入转子内部进行充分冷却,因此,目前磁悬浮飞轮储能转子散热效率有待提高,散热部件结构复杂。

3、因此,亟需建立一种关于磁悬浮飞轮储能转子的高效冷却方式,以解决上述存在技术问题。


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足,本技术提供一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其解决了磁悬浮飞轮储能转子冷却效率低、散热部件结构复杂的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的,本技术采用的主要技术方案包括:

5、第一方面,本技术实施例提供一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,包括中空转子、机壳和冷凝装置;所述机壳的顶壁设有通孔;所述中空转子设置于所述机壳内且绕竖直方向转动,所述中空转子的顶部设置有与所述通孔对应的第一开口,所述第一开口与所述通孔之间转动密封连通;所述中空转子内用于放置液态制冷工质;所述冷凝装置固定于所述机壳的外部且密封连通于所述通孔,用于将来自所述中空转子内吸热升华的气态制冷工质冷却为液态制冷工质。

6、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,还包括密封组件;所述密封组件可转动的连接于所述中空转子的顶端,固定于所述机壳,且密封所述通孔和所述第一开口之间的空间,以与所述中空转子和所述机壳围成与所述机壳内部隔绝的制冷工质循环腔室。

7、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述密封组件包括动密封件和柔性连接件;所述动密封件活动密封套接于所述中空转子顶端的侧壁上;所述柔性连接件套接于所述动密封件的外部,所述柔性连接件一端密封接于所述动密封件,另一端密封接于所述通孔的边缘。

8、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述动密封件包括静止部和旋转部;所述静止部固定套设于所述中空转子所述一端的外壁上;所述旋转部活动密封套接于所述静止部的外壁上;所述柔性连接件的所述一端密封接于所述旋转部。

9、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述冷凝装置内部设有冷凝腔室;所述冷凝腔室由上至下为漏斗型,下方连通于所述通孔。

10、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述冷凝装置还包括次级冷却部;所述次级冷却部沿所述冷凝腔室的内壁设置,所述次级冷却部的两端贯通且分别密封伸出所述冷凝腔室的外壁;所述次级冷却部的内部包括次级冷却介质,以与来自所述中空转子内吸热升华的气态制冷工质进行热交换。

11、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述次级冷却介质为水或空气。

12、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,所述制冷工质为氟化液体。

13、可选地,所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,用于磁悬浮式飞轮储能设备中。

14、(三)有益效果

15、本技术的有益效果是:本技术的一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,由于在中空转子的一端和机壳之间采用转动密封连通,然后在机壳外部设置冷凝装置,连通中空转子的内部,即在不影响机壳内真空环境的情况下,在机壳内外部连通形成一个独立的空间,在该空间内中空转子内的液态制冷工质吸热升华进入冷凝装置,经过冷凝装置的冷却重新变为液态回流至中空转子内,进入下一次循环吸热。将相对于现有技术而言,通过制冷工质的物态变化可以在中空转子内直接将热量带走,提高了转子的散热效率,设备结构简易,便于制作,不破坏机壳内部的真空环境,保证减少磁悬浮飞轮储能设备内部的风摩耗。

16、另外,密封组件中在动密封件和机壳之间采用柔性连接件,在磁悬浮飞轮储能转子加速或减速过程中,在转子旋转的中心轴向起到柔性矫正的作用,减少转子加速或减速过程中对相邻工作部件的磨损。

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【技术保护点】

1.一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

2.如权利要求1所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

3.如权利要求2所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

4.如权利要求3所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

5.如权利要求1所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

6.如权利要求5所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

7.如权利要求6所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

8.如权利要求1所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

9.如权利要求1-8任一所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

2.如权利要求1所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

3.如权利要求2所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

4.如权利要求3所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能转子系统,其特征在于:

5.如权利要求1所述的自冷却的磁悬浮飞轮储能...

【专利技术属性】
技术研发人员:宫晓张娜娜杨海江张振伟宋福川
申请(专利权)人:愿景动力有限公司
类型:新型
国别省市:

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