[发明专利]用于飞轮能量存储的轻质量复合材料的安全容纳装置

权利要求书

1.一种用于存储和释放能量的飞轮组件，其包含：

至少一个大体圆柱形的转子组件，其在真空腔室内，所述组件包含具有内表面和外表面的转子；

定子组件，其被放置得紧密靠近所述转子组件；

至少一个转子磁体，其被固定到所述转子的内表面；

至少一个定子磁体，其被固定到定子；

其中所述转子组件通过所述至少一个转子磁体和所述至少一个定子磁体无轮毂地磁耦合到所述定子组件；以及

容纳层，其大体上包围所述转子组件，所述容纳层包含多个可变形的托架，所述托架被定向为容纳冲击，所述托架均具有用于容纳由于飞轮组件失效的碎片的表面，并且其中所述托架均包含多层并且至少一层包含烧灼颗粒。

2.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中用于容纳冲击的所述表面提供了沿冲击方向的从0.1°到5°的掠射角。

3.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中所述飞轮组件包含以从300m/s到3000m/s的速度旋转的至少一个转子，并且所述托架在低于所述转子的速度的速率下变形。

4.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中所述托架具有从2GPa到20GPa的拉伸强度。

5.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中所述托架是S形的，并且所述托架包括响应于向外的冲击沿径向向外的方向产生可预见弹性变形的中部。

6.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中所述托架充分地变形以在所述容纳层中产生大体环形的腔体。

7.根据权利要求1所述的飞轮组件，其中所述托架由从含有碳化纤维的材料、含有玻璃纤维的材料、含有金属的材料或其组合组成的组中选择的材料制成。

8.根据权利要求7所述的飞轮组件，其中所述含有碳化纤维的材料是含有碳纳米管的材料。

9.一种包含根据权利要求1-8中任一项所述的飞轮组件的能量存储设备。

10.一种用于容纳来自受损坏的飞轮组件的飞轮转子碎片的方法，其包含以下步骤：

在真空腔室内提供大体圆柱形的飞轮转子组件和飞轮定子组件；

提供被固定到每个转子的内表面的多个转子磁体；

提供被固定到每个定子的多个定子磁体；

其中所述飞轮转子组件通过所述多个转子磁体和所述多个定子磁体无轮毂地磁耦合到所述飞轮定子组件；以及

提供包围所述转子组件的容纳层，所述容纳层包含多个可变形的托架，其被定向为容纳冲击，所述托架均包含多层，其中至少一层包含烧灼颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述托架是S形的，并且所述托架响应于向外的冲击沿径向向外的方向产生可预见弹性变形，以产生凹形内表面。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述托架充分地变形以产生大体环形的腔体。

13.根据权利要求10所述的方法，其中至少一个托架层包含从由含有碳化纤维的材料、含有玻璃纤维的材料、含有金属的材料或其组合组成的组中选择的材料。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述含有碳化纤维的材料是含有碳纳米管的材料。