一种飞轮储能装置的制作方法

本申请涉及飞轮储能，具体地，涉及一种飞轮储能装置。

背景技术：

1、随着飞轮储能技术的日益发展，大功率、高转速、短时高频次充放电的应用场景，导致飞轮储能装置对损耗与效率提出了更高的要求。其中为了降低风摩损耗，要求飞轮储能装置达到足够的真空度，因此飞轮储能装置的气密结构设计与真空获得方式是关键组件之一。

2、常规飞轮储能装置多采用外置真空泵等方式获得真空环境，并辅以密封圈等静密封或磁流体密封等动密封结构实现高气密性设计，最终实现稳定的真空环境，抑制高转速带来的风磨损耗。但这种常规的真空与密封设计往往导致系统辅助设备过多，增加了系统体积。

技术实现思路

1、本申请实施例中提供了一种飞轮储能装置，以解决现有的飞轮储能装置需额外设置静密封或动密封结构、系统辅助设备过多、体积较大的问题。

2、为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种飞轮储能装置，包括：

4、机壳和飞轮转轴，所述飞轮转轴经轴承转动连接于所述机壳内，且所述飞轮转轴的一端延伸至所述机壳的外侧；

5、真空抽吸组件，位于所述机壳的外侧；所述真空抽吸组件包括真空壳体和叶轮，所述叶轮固定于所述飞轮转轴上，并在所述飞轮转轴带动下旋转，所述真空壳体罩设在所述叶轮的外侧，且与所述叶轮偏心设置；所述机壳设有连通所述机壳的内腔与所述真空壳体的内腔连通的抽气孔，所述真空壳体具有连通内腔与外界的排气孔；

6、所述真空壳体的内腔设有工作介质，所述叶轮在转动过程中，工作介质在周向形成封闭环体得到容积式泵结构，通过所述抽气孔从所述机壳内抽气，并随着转动从所述排气孔排出。

7、可选地，所述叶轮包括：

8、叶轮轮毂和若干个叶片，各所述叶片在所述叶轮轮毂的周向外壁呈环形等距排列，相邻所述叶片之间的距离沿径向自内至外逐渐增大。

9、可选地，所述叶轮为直叶片叶轮。

10、可选地，所述叶轮轮毂和所述叶片为一体式设置。

11、可选地，所述机壳的纵向两端分别设有上磁轴承和下磁轴承，所述飞轮转轴的两端分别经所述上磁轴承和所述下磁轴承与所述机壳连接。

12、可选地，所述真空壳体与所述机壳可拆卸的固定连接。

13、可选地，所述工作介质为油。

14、可选地，所述工作介质为所述机壳内的冷却或润滑介质油。

15、可选地，所述叶轮与所述飞轮转轴可拆卸的固定连接。

16、可选地，所述叶轮和所述飞轮转轴键连接。

17、本申请实施例提供的飞轮储能装置，包括：机壳和飞轮转轴，飞轮转轴经轴承转动连接于机壳内，且飞轮转轴的一端延伸至机壳的外侧；真空抽吸组件，位于机壳的外侧；真空抽吸组件包括真空壳体和叶轮，叶轮固定于飞轮转轴上，并在飞轮转轴带动下旋转，真空壳体罩设在叶轮的外侧，且与叶轮偏心设置；机壳设有连通机壳的内腔与真空壳体的内腔连通的抽气孔，真空壳体具有连通内腔与外界的排气孔；真空壳体的内腔设有工作介质，叶轮在转动过程中，工作介质在周向形成封闭环体得到容积式真空，通过抽气孔从机壳内抽气，并随着转动从排气孔排出。

18、采用本申请实施例中提供的一种飞轮储能装置，相较于现有技术，具有以下技术效果：

19、在机壳上设置与真空壳体的内腔连通的抽气孔，在真空壳体设置连通其内腔与外界的排气孔，通过设置真空抽吸组件对机壳内部进行抽真空，保持机壳内部的稳定的真空环境，并保证气体的单方向流动，形成机壳的真空密封结构，由此以无需额外设置静密封罩或动密封结构，实现飞轮储能装置的真空获得与真空密封耦合为一体。

技术特征：

1.一种飞轮储能装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述叶轮包括：

3.根据权利要求2所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述叶轮为直叶片叶轮。

4.根据权利要求3所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述叶轮轮毂和所述叶片为一体式设置。

5.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述机壳的纵向两端分别设有上磁轴承和下磁轴承，所述飞轮转轴的两端分别经所述上磁轴承和所述下磁轴承与所述机壳连接。

6.根据权利要求5所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述真空壳体与所述机壳可拆卸的固定连接。

7.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述工作介质为油。

8.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述工作介质为所述机壳内的冷却或润滑介质油。

9.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述叶轮与所述飞轮转轴可拆卸的固定连接。

10.根据权利要求9所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述叶轮和所述飞轮转轴键连接。

技术总结
本申请实施例中提供了飞轮储能装置，包括：机壳、飞轮转轴和真空抽吸组件包括真空壳体和叶轮，叶轮固定于飞轮转轴上，并在飞轮转轴带动下旋转，真空壳体罩设在叶轮的外侧，且与叶轮偏心设置；机壳设有连通机壳的内腔与真空壳体的内腔连通的抽气孔，真空壳体具有连通内腔与外界的排气孔；真空壳体的内腔设有工作介质，叶轮在转动过程中，工作介质在周向形成封闭环体得到容积式真空，通过抽气孔从机壳内抽气，并随着转动从排气孔排出，由此保持机壳内部的稳定的真空环境，并保证气体的单方向流动，形成机壳的真空密封结构，由此以无需额外设置静密封罩或动密封结构，实现飞轮储能装置的真空获得与真空密封耦合为一体。

技术研发人员：蔡华,王少鹏,马逊,柳伟,曹斌,杨浩丰,王江云,孙绍哲,王兆晖,穆易,付辰丰,李萍
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16