CN103075463A - 离心式飞轮 - Google Patents

离心式飞轮 Download PDF

Info

Publication number
CN103075463A
CN103075463A CN201310016814XA CN201310016814A CN103075463A CN 103075463 A CN103075463 A CN 103075463A CN 201310016814X A CN201310016814X A CN 201310016814XA CN 201310016814 A CN201310016814 A CN 201310016814A CN 103075463 A CN103075463 A CN 103075463A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flywheel
cylindrical body
spring
spoke
slideway
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310016814XA
Other languages
English (en)
Inventor
程超
汪久根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201310016814XA priority Critical patent/CN103075463A/zh
Publication of CN103075463A publication Critical patent/CN103075463A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种离心式飞轮。在飞轮的每个辐条滑道内均设有离心运动的圆柱体，圆柱体的内部充满粘性介质。或在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体。本发明的圆柱体可以在滑道内滑动，飞轮运转后，圆柱体向飞轮边缘滑动，增大了飞轮的转动惯量，提高了机械的运转平稳性；滑道内填充粘性介质，在圆柱体的滑动运动中可以起到润滑作用；圆柱体通过拉伸或者压缩弹簧与飞轮相连而成为一个储能元件，飞轮运转后，既可以改变转动惯量，也可以贮存和释放弹性变形能量，进一步提高机械的运转平稳性。

Description

离心式飞轮
技术领域
本发明涉及一种飞轮，尤其涉及具有转动惯量可变的一种离心式飞轮。
背景技术
飞轮是一个转动惯量                                                
Figure 201310016814X100002DEST_PATH_IMAGE001
很大的回转体，它的作用在于调节机械的周期性速度波动。飞轮以角速度
Figure 488954DEST_PATH_IMAGE002
回转时的动能为
                        
Figure 201310016814X100002DEST_PATH_IMAGE003
                            （1）
与飞轮的最大角速度
Figure 824120DEST_PATH_IMAGE004
、最小角速度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
相对应，其动能分别为最大动能
Figure 428408DEST_PATH_IMAGE006
、最小动能
Figure DEST_PATH_IMAGE007
。
Figure 937581DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 435559DEST_PATH_IMAGE007
之差表示一个周期内动能的最大变化量
Figure 144889DEST_PATH_IMAGE008
                                 （2）
为飞轮的平均角速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，相当于轮轴转速；为机械运转速度的不均匀系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，值越小，说明机械运转越平稳。
根据式（2）可知，当
Figure 584649DEST_PATH_IMAGE008
一定，飞轮以额定转速运转时，若能提高转动惯量
Figure 22584DEST_PATH_IMAGE001
，则值会下降，机械运转会更加平稳。一般飞轮设计完成后，在其运转过程中，转动惯量
Figure 853454DEST_PATH_IMAGE001
不会发生变化，因此难以通过改变转动惯量
Figure 966903DEST_PATH_IMAGE001
来降低不均匀系数
Figure 829817DEST_PATH_IMAGE012
的值。由此可知，飞轮以额定转速运转后，就难以进一步提高机械运转的平稳性了。
基于上述背景，如果运转后能使飞轮的转动惯量变大，就能实现降低不均匀系数
Figure 54125DEST_PATH_IMAGE012
值的目的，从而提高机械运转的平稳性。另外，如果给飞轮设计一个储能元件，由能量守恒可知
Figure 115622DEST_PATH_IMAGE014
             （3）
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示飞轮加速后的动能，
Figure 337656DEST_PATH_IMAGE016
表示弹簧在飞轮速度
Figure DEST_PATH_IMAGE017
时的弹性变形能，表示飞轮减速后的动能，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
表示弹簧在飞轮速度时的弹性变形能。
储能元件在飞轮动能增加（加速）时可以吸收部分动能储存起来，降低了飞轮的动能增加量，也就降低了飞轮角速度
Figure 333665DEST_PATH_IMAGE002
的增加量；当飞轮动能减小（减速）时，储能元件可以释放部分能量而降低飞轮的动能减少量，于是降低了飞轮角速度
Figure 523338DEST_PATH_IMAGE002
的减少量。最终，飞轮通过储能元件的调节提高了机械运转的平稳性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心式飞轮，飞轮运转后，在离心力作用下，圆柱体向飞轮边缘滑动，增大飞轮的转动惯量，当滑动圆柱体同弹簧同时使用时，可以弹性储存机械能，提高机械的运转平稳性。
本发明所采用的技术方案是：
本发明在飞轮的每个辐条滑道内均设有离心运动的圆柱体，或在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体。
所述在飞轮的每个辐条滑道内设有离心运动的圆柱体的内部充满粘性介质。
所述在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体，是在靠近中心处的圆柱体一端面设有拉伸弹簧。
所述在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体，是在远离中心处的圆柱体一端面的为压缩弹簧。
本发明具有的有益效果是：
1）圆柱体可以在滑道内滑动，飞轮运转后，圆柱体向飞轮边缘滑动，增大了飞轮的转动惯量，提高了机械的运转平稳性。
2）圆柱体通过弹簧与飞轮相连而成为一个储能元件，飞轮运转后，既可以改变转动惯量，也可以吸收和释放能量，进一步提高机械的运转平稳性。
附图说明
图1是充有粘性介质并有滑动圆柱体的飞轮示意图。
图2是连接有拉伸弹簧的具有滑动圆柱体的飞轮示意图。
图3是连接有压缩弹簧的具有滑动圆柱体的飞轮示意图。
图中：1、粘性介质；2、圆柱体；3、拉伸弹簧；4、圆柱体；6、圆柱体； 5、压缩弹簧。 
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明在飞轮的每个辐条滑道内均设有离心运动的圆柱体，或在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体。
如图1所示，在六条辐条滑道内的圆柱体2两端面充满粘性介质1。圆柱体2位于滑道内，可以沿飞轮径向滑动，滑道内充有粘性介质1，用以润滑圆柱体的运动。
如图2所示，在六条辐条滑道内的圆柱体4靠近中心处的一端面为拉伸弹簧3。圆柱体4位于滑道内，通过拉伸弹簧3与飞轮轮毂部分相连，圆柱体可以沿飞轮径向滑动，并通过弹簧的拉伸作用复位。
如图3所示，在所述每个辐条滑道内的圆柱体6远离中心处的一端面为压缩弹簧5。圆柱体6位于滑道内，通过压缩弹簧5与飞轮轮缘部分相连，圆柱体可以沿飞轮径向滑动，并通过弹簧的压缩作用复位。
当飞轮转速增大时，滑道内的圆柱体由于离心力作用向轮缘移动，从而增大了飞轮的转动惯量
Figure 360844DEST_PATH_IMAGE022
，由公式（3）可知飞轮的转速增加较少。当飞轮转速
Figure 926955DEST_PATH_IMAGE021
增大时，滑道内的圆柱体由于离心力增大而移向轮缘，弹簧开始弹性变形而贮存机械能，由公式（3）可知飞轮的转速增加较少；进一步提高机械的运转平稳性。
当飞轮转速
Figure 228623DEST_PATH_IMAGE021
减小时，滑道内的圆柱体由于离心力作用向轮毂移动，从而减小了飞轮的转动惯量
Figure 526880DEST_PATH_IMAGE022
，由公式（3）可知飞轮的转速减小较少。当飞轮转速
Figure 913999DEST_PATH_IMAGE021
减小时，滑道内的圆柱体由于离心力减小而移向轮毂，弹簧恢复弹性变形而释放机械能，由公式（3）可知飞轮的转速减小较少；进一步提高机械的运转平稳性。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种离心式飞轮，其特征在于：在飞轮的每个辐条滑道内均设有离心运动的圆柱体，或在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体。
2.根据权利要求1所述的一种离心式飞轮，其特征在于：所述在飞轮的每个辐条滑道内设有离心运动的圆柱体的内部充满粘性介质。
3.根据权利要求1所述的一种离心式飞轮，其特征在于：所述在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体，是在靠近中心处的圆柱体一端面设有拉伸弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种离心式飞轮，其特征在于：所述在飞轮的每个辐条滑道内设有弹簧贮存和释放弹性变形能量的圆柱体，是在远离中心处的圆柱体一端面的为压缩弹簧。
CN201310016814XA 2013-01-17 2013-01-17 离心式飞轮 Pending CN103075463A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310016814XA CN103075463A (zh) 2013-01-17 2013-01-17 离心式飞轮

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310016814XA CN103075463A (zh) 2013-01-17 2013-01-17 离心式飞轮

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103075463A true CN103075463A (zh) 2013-05-01

Family

ID=48152107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310016814XA Pending CN103075463A (zh) 2013-01-17 2013-01-17 离心式飞轮

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103075463A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103629301A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 东风小康汽车有限公司重庆分公司 转动惯量可变的飞轮
CN107620779A (zh) * 2016-07-15 2018-01-23 电子科技大学 一种转动惯量可变的飞轮及带有该飞轮的运动装置
CN109296498A (zh) * 2018-10-23 2019-02-01 中船天力（天津）科技股份有限公司 摆动发电装置
CN110748602A (zh) * 2019-11-06 2020-02-04 西南石油大学 一种两级离心式变转动惯量的储能飞轮
CN113839514A (zh) * 2021-11-01 2021-12-24 茂硕电源科技股份有限公司 一种飞轮储能装置
CN116771854A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 国网甘肃省电力公司营销服务中心 一种微电网用发电机储能装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3248967A (en) * 1964-01-06 1966-05-03 Exxon Research Engineering Co Variable inertia liquid flywheel
JPH0246344A (ja) * 1988-08-09 1990-02-15 Toyota Autom Loom Works Ltd 慣性モーメントが変化するフライホイール
CN2381840Y (zh) * 1999-08-17 2000-06-07 上海交通大学 离心式转动惯量自适应飞轮
US20050188783A1 (en) * 2004-02-28 2005-09-01 Stanimirovic Velimir M. Energy conservation fly wheel with variable moment of inertia (ECF-VMI)
JP2006183744A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd 可変イナーシャ装置
CN201588906U (zh) * 2009-12-07 2010-09-22 烟台大学 变转动惯量飞轮
CN101865853A (zh) * 2010-03-16 2010-10-20 苏州市玮琪生物科技有限公司 一种稳定化的β-羟丁酸检测试纸及其制备方法
CN201865853U (zh) * 2010-11-30 2011-06-15 葛付平 风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置
CN203082114U (zh) * 2013-01-17 2013-07-24 浙江大学 一种离心式飞轮

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3248967A (en) * 1964-01-06 1966-05-03 Exxon Research Engineering Co Variable inertia liquid flywheel
JPH0246344A (ja) * 1988-08-09 1990-02-15 Toyota Autom Loom Works Ltd 慣性モーメントが変化するフライホイール
CN2381840Y (zh) * 1999-08-17 2000-06-07 上海交通大学 离心式转动惯量自适应飞轮
US20050188783A1 (en) * 2004-02-28 2005-09-01 Stanimirovic Velimir M. Energy conservation fly wheel with variable moment of inertia (ECF-VMI)
JP2006183744A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd 可変イナーシャ装置
CN201588906U (zh) * 2009-12-07 2010-09-22 烟台大学 变转动惯量飞轮
CN101865853A (zh) * 2010-03-16 2010-10-20 苏州市玮琪生物科技有限公司 一种稳定化的β-羟丁酸检测试纸及其制备方法
CN201865853U (zh) * 2010-11-30 2011-06-15 葛付平 风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置
CN203082114U (zh) * 2013-01-17 2013-07-24 浙江大学 一种离心式飞轮

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103629301A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 东风小康汽车有限公司重庆分公司 转动惯量可变的飞轮
CN103629301B (zh) * 2013-11-29 2015-12-30 东风小康汽车有限公司重庆分公司 转动惯量可变的飞轮
CN107620779A (zh) * 2016-07-15 2018-01-23 电子科技大学 一种转动惯量可变的飞轮及带有该飞轮的运动装置
CN109296498A (zh) * 2018-10-23 2019-02-01 中船天力（天津）科技股份有限公司 摆动发电装置
CN110748602A (zh) * 2019-11-06 2020-02-04 西南石油大学 一种两级离心式变转动惯量的储能飞轮
CN113839514A (zh) * 2021-11-01 2021-12-24 茂硕电源科技股份有限公司 一种飞轮储能装置
CN116771854A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 国网甘肃省电力公司营销服务中心 一种微电网用发电机储能装置
CN116771854B (zh) * 2023-08-22 2023-10-13 国网甘肃省电力公司营销服务中心 一种微电网用发电机储能装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103075463A (zh) 离心式飞轮
CN203082114U (zh) 一种离心式飞轮
CN201568525U (zh) 稳定转速装置
CN103629301B (zh) 转动惯量可变的飞轮
RU2016129179A (ru) Сферическое колесо для обеспечения движения транспортного средства и транспортное средство, содержащее колесо
EP2420674A3 (en) Method of accumulating kinetic energy and rotor device for accumulating and dissipating kinetic energy
CN103129532A (zh) 一种刹车能量回收装置
US20130239743A1 (en) Flywheel
CN106427385B (zh) 一种利用轮胎行驶变形高效发电车轮
CN107620779A (zh) 一种转动惯量可变的飞轮及带有该飞轮的运动装置
CN108843513A (zh) 无级调速风力发电系统
CN103629302B (zh) 内平衡飞轮
CN203627647U (zh) 转动惯量可变的飞轮
CN203717781U (zh) 内平衡飞轮
CN104033357A (zh) 真空气泵及擦玻璃装置
CN204122678U (zh) 一种锻造操作机钳头回转缓冲装置
CN103434353A (zh) 用于发动机的轮毂减振器及具有它的发动机
CN203847627U (zh) 高性能减震飞轮
CN105526187A (zh) 一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置及蒸汽离心压缩机
CN205859000U (zh) 一种单向离合解耦器
CN206206528U (zh) 一种风力发电设备的减速装置
CN104653291A (zh) 无曲轴切线传动多错位阻弹可控式高速节能发动机
CN105546036A (zh) 一种增矩储能飞轮
CN107313203B (zh) 洗衣机波轮以及包括有该波轮的洗衣机
JP6650824B2 (ja) 電磁式発電機内蔵タイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130501