[发明专利]一种涡轮直驱飞轮储能装置

说明书

一种涡轮直驱飞轮储能装置，包括：飞轮储能机构，包括：飞轮转子，以及与所述飞轮转子传动相连的发电机；所述飞轮储能机构通过飞轮转子驱动发电机发电；涡轮，所述涡轮与所述飞轮转子直驱相连，以带动所述飞轮转子转动。通过将涡轮与飞轮转子直驱相连，可以有效地解决现有技术中的飞轮储能装置，具有在偏远地点受供电条件限制难以实现，以及体积大、重量沉、难以实现轻量化的问题。

技术领域

本发明涉及飞轮储能技术领域，具体涉及一种涡轮直驱飞轮储能装置。

背景技术

电磁弹射系统中的脉冲功率电源具有高功率、短时间、脉冲制的独特品质，通常以较长的时间用相对较小的功率将电能储存起来。再根据需要实现瞬态释放，实现能量在时间尺度上的压缩和功率的倍增，支撑电磁弹射的高功率需求。在上述脉冲功率电源中，储能单元是核心部件，常见类型包括电容、电感和惯性飞轮储能电机。惯性飞轮储能电机融合了飞轮转子储能和脉冲发电机技术。该飞轮的储能密度远高于电容储能，小型轻量化发展前景广阔。因此，飞轮储能也具有广泛应用到新能源电网装备技术的前景，使得飞轮储能成为新能源电网中重要的长寿命、高效率、大功率物理储能技术。

现有技术中通常采用传统的电力方式，比如通过电动机来为飞轮储能。但是，电动机等传统电力方式在偏远地点会受供电条件限制，所以难以实现用电动机为飞轮储能。而且，传统的电力驱动方式还存在装置的体积和质量较大的问题。因此，本领域技术人员需要一种体积小、重量轻，并且在受供电条件限制环境下容易实现的飞轮储能装置。

发明内容

本发明旨在提供一种涡轮直驱飞轮储能装置，以解决现有技术中的飞轮储能装置，具有在偏远地点受供电条件限制难以实现，以及体积大、重量沉、难以实现轻量化的问题。本发明从而提供一种涡轮直驱飞轮储能装置，包括：

飞轮储能机构，包括：飞轮转子，以及与所述飞轮转子传动相连的发电机；所述飞轮储能机构通过飞轮转子驱动发电机发电；

涡轮，所述涡轮与所述飞轮转子直驱相连，以带动所述飞轮转子转动。

可选的，所述飞轮储能机构的飞轮转子为立式结构；

所述飞轮储能机构还包括：分别设置在所述飞轮转子轴向方向两端位置的上部径向轴承和下部径向轴承，以及与所述飞轮转子配合相连的轴向轴承；

所述发电机设置在所述上部径向轴承和所述下部径向轴承之间。

可选的，所述轴向轴承设置在所述飞轮转子靠近所述涡轮的一侧。

可选的，所述上部径向轴承和/或所述下部径向轴承为磁悬浮轴承；和/或，

所述轴向轴承为磁悬浮轴承。

可选的，所述飞轮储能机构还包括：分别设置在所述飞轮转子轴向两端位置的上部机械轴承和下部机械轴承；

所述上部机械轴承设置在所述上部径向轴承靠近所述涡轮的一侧；

所述下部机械轴承设置在所述下部径向轴承远离所述发电机的一侧。

可选的，所述发电机的外侧还设置有供冷却介质通过的导流通道；

所述导流通道与所述涡轮相连通，所述涡轮转动产生的气流通入所述导流通道内。

可选的，所述发电机的外部设置有套置在该发电机上的套筒，所述套筒的内腔壁与所述发电机的外周壁围成所述导流通道。

可选的，所述飞轮储能机构还包括：外壳体，所述外壳体内为真空结构。

可选的，所述飞轮转子上还设置与磁性结构的所述上部径向轴承磁性相同的环形限位件；与所述上部径向轴承相适配的所述环形限位件为两个、且分别设置在所述上部径向轴承长度方向的两侧，以限制所述飞轮转子轴向窜动；和/或，