[实用新型]飞轮储能器的散热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其是一种飞轮储能器的散热系统。

背景技术

飞轮储能系统作为化学电池和超级电容器的一种替代产品，具有寿命长、维护量小、高效率和高功率的优点。飞轮储能依靠旋转的飞轮转子惯性把电能转换为动能储存起来，在停电的情况下实现不间断电源供给。飞轮长期高速旋转时，转子的发热量较大，在大电流集中放电的情况下，定子发热量较大，如果热量不能够及时散出，过高的温度就会对定子和转子产生损害，导致整个机器损坏。同时，飞轮储能器作为一种高速旋转的机械装置，轴承系统是其关键部件，轴承的润滑和散热效果的好坏也是整个系统能否可靠运行的关键。

现有飞轮储能器的散热方法，通常设计为流体泵驱动散热液在循环系统里流动并进行热交换，但是散热区域非常有限，不能同时兼顾转子、定子与轴承的散热。而且为了减少高速旋转飞轮因空气摩擦带来的能量损失，飞轮一般放置在真空或者气压较小的密闭容器中，真空环境中的循环系统工作压力非常小，泵的进口压力过小导致泵无法正常工作，并且也容易产生汽蚀，后果是散热液供给不足导致设备过热烧坏。

实用新型内容

本申请人针对上述现有飞轮储能器散热不能兼顾各部件、泵的进口压力小不能正常工作，容易产生汽蚀无法散热等缺点，提供一种结构合理的飞轮储能器的散热系统，从而不仅可以对定子、转子、和轴承这些关键部件均进行散热，同时也能兼顾轴承的润滑。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种飞轮储能器的散热系统，所述飞轮储能器由壳体与内部盘式电机组成，所述壳体为真空密封结构，壳体上下部分别设置有上油腔与下油腔，壳体内至少包含一组飞轮，飞轮的中心轴为中空芯轴，中央设置有轴孔，轴孔连通上油腔与下油腔；油箱设置在在壳体外部，油箱通过上油管连通至上油腔，通过回油管连通至下油腔，回油管上安装有第三阀门、油泵与散热器。

作为上述技术方案的进一步改进：

在上轴承座内，位于上轴承上方，设置有上密封件，将上油腔分隔为上轴孔腔与上轴承腔；在下轴承座内，位于下轴承下方，设置有下密封件，将下油腔分隔为下轴承腔与下轴孔腔；上轴孔腔、下轴孔腔与轴孔相连通，上轴孔腔与上油管相连通，下轴孔腔与第一回油管相连通；上轴承腔、下轴承腔与容器内腔相连通，下轴承腔与回油管相连通。

上密封件采用迷宫密封，可以允许部分油通过密封到达上轴承；下密封件具有足够的密封度，使下轴孔腔内外有足够的压力差。

所述壳体由筒体、上盖板与下盖板组成并密封连接，上盖板和下盖板中央分别固定有上轴承座和下轴承座，上轴承镶嵌在上轴承座内形成上油腔，下轴承镶嵌在下轴承座内形成下油腔。

下飞轮下表面布置有磁场方向和强度相同的环形的上永磁体，下盖板上面也布置有磁场方向和强度相同的环形的下永磁体。

轴向相对，并且磁体互斥，构成了轴向的永磁轴承，承载了整个转子的重量。

在定子盘上表面设置有散热盘，散热盘表面上设置有曲折环绕的曲线状流道，散热盘上方承接油箱下方设置的散热进油管，散热盘通过下方的散热出油管连通至下油腔。

定子盘使用导热但非导电材料。

若下油腔压力小于油泵的进口压力，打开真空阀门，允许空气进入增大油压防止汽蚀。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过轴孔对转子进行冷却降温，可以及时带走高速旋转的转子的大量热量，确保飞轮储能器的安全稳定运行。通过密封件的设置将该回路与真空腔体隔离，可以保证泵的进口具有充分的进口压力，并且避免低压使泵产生汽蚀等缺陷。

本实用新型的部分冷却油同时流经上下轴承，既可以对上下轴承进行散热，也可以对其进行润滑，保证了关键部件轴承的可靠工作。

本实用新型利用流经轴承的部分冷却油，也可以对定子盘进行及时散热。针对经常会出现大电流集中放电的特殊工作机型，通过设置独立散热油管与散热盘，对定子进行单独散热，确保定子的稳定工作。

对于一些在工作中可以暂时降低容器真空度的机型，本实用新型设立了容器真空度调节措施，以暂时降低容器的真空度，使泵的进口压力增大，避免泵的汽蚀，使泵正常工作，从而及时把油从下面的空腔抽回到油箱。

附图说明

图1为本实用新型的中剖图。

图2为本实用新型的散热盘的俯视图。

图3为本实用新型实施例二的中剖图。

图4为图3中的A部放大图。

图5为图3中的B部放大图。