复合式飞轮制造技术

一种飞轮（12）包含具有复合式轮缘结构（26）的轮，所述复合式轮缘结构（26）具有多个径向钢材料层。环氧树脂类型粘接剂（34）可将所述多个不锈钢层接合在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合式飞轮相关申请案本申请案主张2010年9月14日申请的美国临时申请案第61/382，694号的权利。上述申请案的全部教示内容以引用方式并入本文中。
技术介绍
复合式飞轮可包含纤维或丝状体，该等纤维或丝状体缠绕成轮且通过粘接剂接合在一起。此类纤维可以是金属线。具有金属线的复合式飞轮的大小或速度通常受到限制，相对较小，以使得线与粘接剂不会彼此分离。
技术实现思路
本专利技术可提供一种飞轮，与现有复合式飞轮相比较，所述飞轮可制造得较大且较重，且能以较高速度旋转。飞轮可包含具有复合式轮缘结构的轮，复合式轮缘结构具有多个径向不锈钢材料层。环氧树脂类型粘接剂可将多个不锈钢层接合在一起。在特定实施例中，径向不锈钢材料层可具有一系列型腔。在一些实施例中，不锈钢材料可包含一定长度的不锈钢纤维。环氧树脂类型粘接剂可被真空浸溃于不锈钢纤维与不锈钢材料的径向层之间的空间中。在一个实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢钢丝绳。在另一实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢编织线的网。在另一实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢网格的网。复合式轮缘结构可围绕核心组件的外部圆周而定位。核心组件可安装于中央轴上。在一个实施例中，复合式轮缘结构可具有一系列离散同心圆形不锈钢材料环。在另一实施例中，复合式轮缘结构可具有一定长度的连续螺旋形缠绕的不锈钢材料。在其他实施例中，多个径向非金属纤维材料层可被包含且经定位，使得相邻的径向不锈钢材料层具有在彼此之间接合的非金属纤维材料层。非金属纤维材料可由碳形成。本专利技术还可提供一种飞轮，所述飞轮包含具有复合式轮缘结构的轮。复合式轮缘结构可具有多个径向多孔钢网材料层及多个径向多孔非金属纤维网材料层，从而形成交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层。粘接剂可将交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层接合在一起。在特定实施例中，多孔钢网材料和多孔非金属纤维网材料从连续长度缠绕成双层螺旋形配置。多孔钢网材料可由合金钢形成，合金钢在一些实施例中为不锈钢。多孔非金属纤维网材料可由碳形成。多孔钢网材料可呈网格形式，且多孔非金属纤维网材料可呈织物形式。金属性核心组件可被包含且具有外部圆周，复合式轮缘结构围绕所述外部圆周而定位。本专利技术还可提供一种包含轮的飞轮，所述轮具有复合式轮缘结构，复合式轮缘结构具有多个经表面处理的径向钢材料层。粘接剂可将多个经表面处理的径向钢材料层接合在一起。在特定实施例中，钢的表面可经处理以移除铁锈和油。此外，钢的表面可经处理以增加与粘接剂接合的表面面积。在一些实施例中，钢的表面可经处理而具有铁锈抑制保护性涂层。本专利技术还可提供一种形成飞轮的方法，所述方法包含使多个径向不锈钢材料层形成为轮。可用环氧树脂类型粘接剂使多个径向不锈钢材料层接合在一起以形成轮的复合式轮缘结构。在特定实施例中，可向径向不锈钢材料层提供一系列型腔。在一些实施例中，可向不锈钢材料提供一定长度的不锈钢纤维。环氧树脂类型粘接剂可被真空浸溃于不锈钢纤维与不锈钢材料的径向层之间的空间中。在一个实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢钢丝绳。在另一实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢编织线的网。在另一实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢网格的网。复合式轮缘结构可围绕核心组件的外部圆周而定位。核心组件可安装于中央轴上。在一个实施例中，复合式轮缘结构可由一系列离散同心圆形不锈钢材料环形成。在另一实施例中，复合式轮缘结构可由一定长度的连续螺旋形缠绕的不锈钢材料形成。在其他实施例中，复合式轮缘结构可包含多个径向非金属纤维材料层，所述多个径向非金属纤维材料层经定位，使得相邻的径向不锈钢材料层具有在彼此之间接合的非金属纤维层。径向非金属纤维材料层可由碳形成。本专利技术还可提供一种形成飞轮的方法，所述方法包含使多个径向多孔钢网材料层及多个径向多孔非金属纤维网材料层形成为轮，从而具有交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层。可用粘接剂将多个径向多孔钢网材料层和多个径向多孔非金属纤维网材料层接合在一起以形成轮的复合式轮缘结构。在特定实施例中，多孔钢网材料和多孔非金属纤维网材料可从连续长度缠绕成双层螺旋形配置。多孔钢网材料可由合金钢形成，合金钢在一些实施例中可以是不锈钢。多孔非金属纤维网材料可由碳形成。多孔钢网材料可呈网格形式，且多孔非金属纤维网材料可呈织物形式。复合式轮缘结构可围绕金属性核心组件的外部圆周而定位。本专利技术还可提供一种形成飞轮的方法，所述方法包含使多个经表面处理的径向钢材料层形成为轮。可用粘接剂使多个经表面处理的径向钢材料层接合在一起以形成轮的复合式轮缘结构。在特定实施例中，钢的表面可经处理以移除铁锈和/或油。此外，钢的表面可经处理以增加用于与粘接剂接合的表面面积。在一些实施例中，钢的表面可经处理而具有铁锈抑制保护性涂层。【附图说明】前述内容会在以下对于本专利技术实例实施例的更详细描述中显而易见，附图中亦作出相应图示，其中在所有各自不同的附图中，类似参考字符指代相同零件。附图不一定按比例绘制，而是着重于图示本专利技术的实施例。图1为本专利技术中飞轮系统的实施例的透视图。图1为本专利技术中飞轮的实施例的透视图。图2为本专利技术中飞轮的实施例的正视图。图3为图2的飞轮在省略核心情况下的透视图。图4为图2的飞轮的透视图。图5为图2的飞轮的截面图。图6为图5中由参考数字6指示的一部分的放大视图。图7为载入于本专利技术中的真空腔室壳体或外壳的实施例内的飞轮的分解透视图。图8为载入于真空壳体内的飞轮的正视图。图9为载入于真空壳体内且连接至真空泵和粘接剂贮存器的飞轮的侧视图。图10为本专利技术中真空腔室壳体或外壳的一半(例如，上半部)的实施例的透视图。图11为图10的真空腔室半部的正视图。图12为图10的真空腔室半部的侧视图。图13为图10的真空腔室半部的截面图。图14为图10的真空腔室半部内部的仰视图。图15为在支撑框架上的飞轮壳体的实施例的透视图。图16为形成本专利技术中具有缠绕钢丝绳的飞轮的实施例的示意性透视图。图17为形成本专利技术中具有同心圆形网格环的飞轮的另一实施例的示意性透视图。图18为形成本专利技术中具有缠绕网格的飞轮的另一实施例的示意性透视图。图19为用于形成本专利技术中飞轮的另一实施例的过程的示意图。图20为由图19的方法形成的飞轮中的一部分的侧向示意图。图21为描绘图19的飞轮的数个层中的一部分的示意图。【具体实施方式】本专利技术的实例实施例的描述如下。参看图1，飞轮系统或装置10的实施例包含可由复合式材料形成的飞轮12。飞轮12可围绕横向或水平的支撑轴或驱动轴18旋转，支撑轴或驱动轴18具有纵向轴线A并由轴承17支撑，支撑轴或驱动轴18可以被包含在壳体、腔室或外壳14内。壳体14的内部可具有真空以减小飞轮12上的风阻(wind resistance)。壳体14及轴承17可以被支撑或安装在支撑框架、基座或平台16上。驱动单元20可以可旋转的方式连接至轴18的一个末端，以将飞轮12驱动至所要速度。驱动单元20可具有电动机和可变变速器，该电动机可以旋转并增大至所要速度。发电机单元22以可旋转的方式连接至轴杆18，连接在轴18的另一末端上，以通过飞轮12的旋转来发电。可将飞轮12增速至所要旋转速度以存储能量，所存储的能量在需要时可由发电机单元22转换成电。发电机单元22可包含由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞轮，其包括：具有复合式轮缘结构的轮，所述复合式轮缘结构包括多个径向不锈钢材料层；以及环氧树脂类型粘接剂，所述环氧树脂类型粘接剂将所述多个径向不锈钢材料层接合在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞轮，其包括: 具有复合式轮缘结构的轮，所述复合式轮缘结构包括多个径向不锈钢材料层；以及 环氧树脂类型粘接剂，所述环氧树脂类型粘接剂将所述多个径向不锈钢材料层接合在一起。2.根据权利要求1所述的飞轮，其中所述径向不锈钢材料层具有一系列型腔。3.根据权利要求2所述的飞轮，其中所述不锈钢材料包括一定长度的不锈钢纤维。4.根据权利要求3所述的飞轮，其中所述环氧树脂类型粘接剂被真空浸溃于所述不锈钢纤维与所述不锈钢材料的所述径向层之间的空间中。5.根据权利要求4所述的飞轮，其中所述不锈钢材料包括不锈钢钢丝绳。6.根据权利要求4所述的飞轮，其中所述不锈钢材料包括不锈钢编织线的网。7.根据权利要求4所述的飞轮，其中所述不锈钢材料包括不锈钢网格的网。8.根据权利要求4所述的飞轮，其进一步包括具有外部圆周的核心组件，所述复合式轮缘结构围绕所述外部圆周而定位。9.根据权利要求8所述的飞轮，其进一步包括中央轴，所述核心组件安装于所述中央轴上。10.根据权利要求1所述的飞轮，其中所述复合式轮缘结构具有一系列离散同心圆形不锈钢材料环。11.根据权利要求1所述的飞轮，其中所述复合式轮缘结构具有一定长度的连续螺旋形缠绕的不锈钢材料。12.根据权利要求1所述的飞轮，其进一步包括多个径向非金属纤维材料层，所述多个径向非金属纤维材料层经定位，使得相邻的径向不锈钢材料层具有在彼此之间接合的非金属纤维材料层。13.根据权利要求12所述的飞轮，其中所述径向非金属纤维材料层由碳形成。14.一种飞轮,其包括: 具有复合式轮缘结构的轮，所述复合式轮缘结构包括多个多孔钢网材料层及多个径向多孔非金属纤维网材料层，从而形成交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层；以及 粘接剂，所述粘接剂将所述交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层接合在一起。15.根据权利要求14所述的飞轮，其中所述多孔钢网材料和所述多孔非金属纤维网材料从连续长度缠绕成双层螺旋形配置。16.根据权利要求15所述的飞轮，其中所述多孔钢网材料由合金钢形成。17.根据权利要求16所述的飞轮，其中所述合金钢为不锈钢。18.根据权利要求16所述的飞轮，其中所述多孔非金属纤维材料由碳形成。19.根据权利要求14所述的飞轮，其中所述多孔钢网材料呈网格形式，且所述多孔非金属纤维网材料呈织物形式。20.根据权利要求14所述的飞轮，其进一步包括具有外部圆周的金属性核心组件，所述复合式轮缘结构围绕所述外部圆周而定位。21.一种飞轮，其包括:具有复合式轮缘结构的轮，所述复合式轮缘结构包括多个经表面处理的径向钢材料层；以及 粘接剂，所述粘接剂将所述多个经表面处理的径向钢材料层接合在一起。22.根据权利要求21所述的飞轮，其中所述钢的表面经处理以移除铁锈和油中的至少一者.23.根据权利要求21所述的飞轮，其中所述钢的表面经处理以增加用于与所述粘接剂接合的表面面积。24.根据权利要求21所述的飞轮，其中所述钢的表面经处理而具有铁锈抑制保护性涂层。25.一种形成飞轮的方法，其包括: 使多个径向不锈钢材料层形成为轮；以及 使所述多个径向不锈钢材料层与...

【专利技术属性】
技术研发人员：佛德瑞克·E·摩根，克里斯多夫·V·巴隆尼，杰佛瑞·史托黑克尔，
申请(专利权)人：动力树公司，
类型：
国别省市：