CN107532645A - 飞轮托架 - Google Patents

Abstract

用于能量储存和回收的飞轮装置，通常包括壳体(1)，在该壳体(1)内有腔室(1a)，飞轮(3)在腔室(1a)中的轴(4)上转动。腔室(1a)被抽空到或接近真空压力，从而减小飞轮(3)转动时与空气阻力相关的能量损失。在腔室(1a)内保持近真空压力需要壳体(1)和轴(4)之间的有效密封。不管飞轮(3)和壳体(1)的任何相对运动(特别是平移运动)，都必须保持有效的密封。为此，轴(4)通过轴承设备(2)被安装在托架(12、13)上，托架(12、13)上还安装有密封设备(11)。托架(12、13)安装在壳体(1)上，使得托架(12、13)、轴承设备(2)和密封设备(11)相对于壳体(1)基本上一起运动。

Description

飞轮托架

技术领域

本发明涉及一种包括在用于能量储存和回收的飞轮装置中的托架。具体地，涉及一种在其上安装有轴承设备和密封设备的托架。

背景技术

用于能量储存和回收的飞轮通常安装在壳体中的轴上，使得飞轮和轴基本上一起运动。轴通过轴承设备安装在壳体上，轴承设备使得轴(进而飞轮)相对于壳体转动。通过增加飞轮的转速可在飞轮中储存动能。通过将飞轮的转动能量转移到另一个实体，例如车辆驱动轴，可从飞轮回收能量。

由于飞轮的高尖端速度，以高速(例如，超过15,000rpm或20,000rpm的速度)转动的飞轮会受到较大的空气阻力或“风阻”。这会导致飞轮动能的损失。为了减少这种损失，可使用真空泵，至少部分地抽空壳体中的腔室，飞轮被置于该腔室中。最佳地，抽空腔室将腔室中的压力降低到大约真空的水平，意味着当其在腔室中转动时，飞轮受到很小的空气阻力。

为了抽空壳体中的腔室，并且将腔室中的压力维持在较低的水平，必须在壳体壁和轴之间提供密封件(seal)，以阻止(或至少减少)诸如空气或轴承润滑剂等流体进入抽空的腔室。甚至当轴相对于壳体高速转动时，该密封件依然是有效的。然而，密封件会对飞轮的转动引入尽可能小的阻力(例如通过密封件和轴之间的摩擦)，否则会失去抽空腔室的优点。

飞轮和壳体在一些情况下可相对于彼此进行平移运动(除了预期的相对于彼此的转动运动)。飞轮和壳体相对于彼此的平移运动可包括，例如壳体中飞轮和轴的振动运动。

出于一些原因，飞轮和壳体的相对平移运动可能存在问题。首先，轴相对于壳体的平移运动很难对轴和壳体的壁之间的密封件进行保持，这意味着诸如空气和油等的流体可穿过密封件并进入抽空腔室，增加腔室中的压力。其次，壳体中飞轮和轴的平移运动(例如，振动)可导致壳体本身相对于壳体被安装于其上或其中的任何主体的平移运动(例如，振动)。振动可以是喧吵的和/或使人身体上不舒服的，因此对于飞轮装置的使用者来说是非常不愉悦的。如果飞轮和/或壳体的零件由于振动而变松脱，也会导致不希望的结果。如果一个或多个振动主体达到振动的共振模式，这些问题会变得尤为糟糕。

发明内容

本发明旨在克服或至少改善上述问题。

因此，提供了一种装置，包括：安装在轴上的飞轮；用于容纳飞轮的壳体；第一托架；轴承设备；以及密封设备，其中轴承设备和密封设备被安装在第一托架上；轴通过轴承设备被安装在第一托架上；密封设备对轴形成密封；并且第一托架被安装在壳体上；其中托架、密封设备和轴承设备被设置为相对于壳体沿径向方向和/或沿平行于轴的轴线方向基本上一起运动。

有利地，这可使得密封设备在飞轮和壳体的相对平移动作期间对轴保持密封。

轴承设备可包括一个或多个轴承，每个轴承包括内圈(race)、外圈以及设置在内圈和外圈之间的滚动元件。

密封设备可包括接触或几乎接触轴的两个密封件，以及由该两个密封件部分地限定的腔。腔可围绕轴周向地延伸。腔可至少部分地填充有密封流体，并且该两个密封件可被配置为在腔中保持密封流体。密封设备可对轴形成气密密封。

轴承设备和密封设备可彼此相邻地被安装在第一托架上。轴承设备和密封设备可被设置为使得密封设备沿着轴的轴线比轴承设备更靠近飞轮。

在一些实施例中，第一托架、轴承设备和密封设备可被设置为与轴基本上一起运动。这可使得密封设备甚至在飞轮和壳体的相对平移运动期间对轴保持密封(即，保持第一托架和轴之间的密封)。

该装置可被设置为使得壳体和飞轮的相对运动导致第一托架、轴承设备和密封设备相对于壳体的运动。

该装置可被设置为允许第一托架、轴承设备和密封设备相对于壳体在沿着轴的径向线的方向上的运动。在一些实施例中，该装置可被设置为允许第一托架、轴承设备和密封设备相对于壳体在基本上平行于轴的纵向轴线的方向上的运动。

该装置还可包括用于阻尼壳体和飞轮的相对运动的第一阻尼器。在一些实施例中，第一托架可通过第一阻尼器被安装在壳体上。第一阻尼器可被设置为阻尼壳体和第一托架的相对运动，阻尼轴承设备和密封设备的相对运动。在一些实施例中，第一阻尼器可被设置为阻尼壳体和飞轮在沿着轴的径向线的方向上的相对运动。在一些实施例中，第一阻尼器可被设置为阻尼壳体和飞轮在基本上平行于轴的纵向轴线的方向上的相对运动。

在一些实施例中，第一阻尼器可包括弹性体阻尼器。在一些实施例中，第一阻尼器可包括环。环的轴线可基本上平行于轴的轴线。在一些实施例中，第一阻尼器在径向截面上可为大致圆形的。

该装置还可包括用于阻尼飞轮和壳体的相对运动的第二阻尼器。

该装置可包括第二托架，第二托架与第一托架在飞轮的相对侧上被轴向地隔开。在一些这样的实施例中，第一托架和第二托架可各自设有用于阻尼飞轮和壳体在沿着轴的径向线的方向上的相对运动的至少一个阻尼器，并且第二托架还可设有用于阻尼飞轮和壳体在基本上平行于轴的轴线的方向上的相对运动的至少一个阻尼器。

飞轮可被配置为以15,000rpm或更高的速度转动。

密封设备可被设置为使得在壳体中保持真空。

在一些实施例中，在托架和壳体之间可提供另外的密封设备。另外的密封设备可为静态密封设备。另外的密封设备可由弹性体材料制成。另外的密封设备还可阻尼飞轮和壳体的相对运动。

密封设备可被设置为在其两侧保持约1个大气压的压力差。另外地或可替代地，另外的密封设备可被设置为在其两侧保持约1个大气压的压力差。

该装置还可包括至少一个飞轮接触表面和至少一个壳体接触表面，其中托架在轴的轴线的径向方向上相对于壳体的可允许运动小于飞轮接触表面和壳体接触表面之间的径向间隙。

该装置还可包括至少一个飞轮接触表面和至少一个壳体接触表面，其中托架在轴的轴线的轴向方向上相对于壳体的可允许运动小于飞轮接触表面和壳体接触表面之间的轴向间隙。

附图说明

现在将以非限制性实例的方式来描述本发明的具体实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的飞轮装置的横截面；

图2示意性地详细示出了图1的横截面的第一部分；

图3示意性地详细示出了图1的横截面的第二部分；以及

图4示意性地示出了根据本发明实施例的飞轮装置的部分横截面。

具体实施方式

本发明实施例代表了申请人当前已知的将本发明付诸于实践的最佳方式，但不是可实现本发明的仅有方式。现在，仅以实例的方式对其进行说明和描述。

参照图1至图4，飞轮3被安装在壳体1中的轴4上。壳体1包括接触表面1b，其被设置为如果飞轮3与接触表面1b，例如支撑飞轮3的轴4或轴承设备等部件失效从而导致飞轮3明显偏离其相对于壳体1的预期位置时，降低飞轮3的转动速度。

飞轮3相对于壳体1的预期位置可考虑到飞轮3的接触表面1c和壳体1的接触表面1b之间的径向方向上的一个或多个预期间隙。飞轮3的接触表面1c和壳体1的接触表面1b之间的预期间隙可考虑到飞轮3和壳体1的一些相对径向运动，下文将更详细地进行讨论。飞轮3的接触表面1c可以是其最外面的圆柱面，但优选的是，飞轮3的内径上的一个或多个径向圆柱面。

飞轮3相对于壳体1的预期位置也可考虑到飞轮3的表面和壳体1的另外的或可替代的接触表面之间的轴向方向(基本上平行于轴4的纵向轴线的方向)上的一个或多个预期间隙。飞轮3的这种接触表面优选为飞轮3的轴向面。

飞轮3被安装在轴4上，使得飞轮3和轴4能够作为一个质量块基本上一起运动(特别是，转动)。轴4可以是与飞轮3分离的部件，或可与飞轮3一体形成。飞轮3可具有任意数量的辐条(spoke)。例如，在一些实施例中，飞轮3可具有围绕飞轮3一直延伸的一个连续的“辐条”，而在其他实施例中，飞轮3具有围绕飞轮3的圆周彼此分离的多个辐条。在一些实例中，飞轮3可具有围绕飞轮3的圆周分布的五个或六个辐条。

轴4穿过第一托架12的孔隙。轴4通过轴承设备被安装在第一托架12上。轴承设备包括两个轴承2，每个轴承2包括内圈2a(径向最接近图1中的轴4)、外圈2b(径向最远离图1中的轴4)以及设置在内圈2a和外圈2b之间的滚动元件2c。轴承2可以是角接触轴承或其他类型的轴承。

轴承设备被安装在第一托架12上。轴承设备可以被至少一个定位环(例如卡环或弹性挡圈(circlip))以及第一托架12的至少一个肩部，相对于第一托架12轴向地(即，在沿着平行于轴4的轴线的线的方向上)约束。定位环、轴承设备和第一托架12的肩部可被设置为使得允许轴承设备和第一托架12的较小程度的相对轴向运动，下文将更详细地进行说明。

在图示的实施例中，最接近飞轮3的轴承2的外圈2b的飞轮侧的位置被设置为接近第一托架12的肩部。最远离飞轮3的轴承2的外圈2b的外侧(相对于飞轮3)的位置被设置为接近定位环(例如垫片中的弹性挡圈)。定位环(例如弹性挡圈)可向最远离飞轮3的轴承2的外圈2b施加力，以朝着最接近飞轮3的轴承2的外圈2b推动外圈2b，从而朝着第一托架12的肩部推动两个外圈2b，并将轴承2的外圈2b相对于第一托架12保持基本上轴向固定。第一托架12的肩部、弹性挡圈和轴承2的相对位置只允许轴承设备和第一托架12的较小程度的相对轴向运动。

因此，轴承设备和第一托架12被定位环(例如弹性挡圈)以及第一托架12的肩部约束，从而基本上一起轴向运动。轴承设备和第一托架12不能相对彼此轴向地运动(或仅可以相对彼此移动较小的轴向距离，因为定位环允许较小程度的相对轴向运动)。如果第一托架12移动相当大的轴向距离，轴承设备仅可以移动相当大的轴向距离。

在一些实施例中，飞轮装置的附加部件可有助于轴承设备和第一托架12相对彼此轴向地固定。例如，可以有一个或多个附加定位环，一个或多个锁紧螺母，一个或多个有耳垫圈(tab washer)，和/或一个或多个开口销，从而保持轴承设备和第一托架12相对彼此在轴向方向上固定。一个或多个这些附加部件可以起到保持内圈2a和第一托架12相对彼此轴向固定的作用，和/或一个或多个这些附加部件可以起到保持外圈2b和第一托架12相对彼此轴向固定的作用。可替代地或另外地，一个或多个附加部件可直接作用在内圈2a和外圈2b上，从而保持内圈2a、外圈2b和第一托架12相对彼此轴向地固定。

密封设备11也被安装在第一托架12上。密封设备11包括接触或几乎接触轴4并且被设置为沿着轴4的轴线彼此稍微隔开的两个密封件10，从而两个密封件10彼此面对，并沿着轴4的轴线在密封件10之间提供有腔。

在图示的实例中，密封件10是唇形密封件，但是也可以使用其他类型的密封件。密封件10可以是例如聚酰亚胺密封件或橡胶密封件的聚合物密封件。密封件10可包括聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、二硫化钼和/或其他材料。在一些实例中，密封件10可以是磁性液体旋转密封件或机械面密封件或轴密封件。密封件10基本上接触轴4，从而密封件10抵靠轴4进行密封。密封设备11相对于第一托架12，被另一个定位环(例如，卡环或弹性挡圈)和第一托架12的另一个肩部基本上轴向地固定。密封设备11因而被约束为与第一托架12轴向地运动。密封设备11不能相对于第一托架12轴向地运动。如果第一托架12轴向地运动(由于另一个定位环允许的较小程度的相对运动)，密封设备11仅可以轴向地运动。密封设备11的外表面与第一托架12的内表面过盈配合，并与其形成密封。

轴承设备相对于轴4，由轴承设备一侧邻接的轴4的肩部9以及轴承设备另一侧邻接的固定螺母8轴向地固定。

在图示的实例中，轴承设备以如下方式被固定螺母8预加载。固定螺母8向最远离飞轮3的轴承2的内圈2a施加力，以便朝着飞轮3推动内圈2a。内圈2a朝着飞轮3推动最远离飞轮3的轴承2的外圈2b(通过内圈2a和外圈2b之间对应的滚动元件2c)。最远离飞轮3的轴承2的外圈2b朝着飞轮3推动最接近飞轮3的轴承2的外圈2b，最接近飞轮3的轴承2的外圈2b继而朝着飞轮3推动其内圈2a(通过对应的滚动元件2c)并抵靠肩部9。

因而，两个轴承2的外圈2b在螺母8(邻接轴向向外、径向内圈2a)和肩部9(邻接轴向向内、径向内圈2a)的作用下彼此邻接。径向内圈2a可以或可以不彼此邻接。在一些实例中，径向内圈2a之间可存在分离元件。在其他实例中，可没有这种分离元件。该配置可使轴承设备和轴4相对彼此保持基本上轴向固定。

因而，由于轴承设备和轴4相对彼此被轴向地固定，第一托架12和轴承设备相对彼此被轴向地固定(由于弹性挡圈和径向向外肩部允许的较小程度的运动，如上所述)，第一托架12和轴4相对彼此被轴向地固定。其结果是，第一托架12被约束为与轴4轴向地运动。第一托架12不能相对于轴4轴向地运动。如果轴4轴向地运动，第一托架12仅可轴向地运动。轴承圈2a、2b在轴4上并且在托架中紧密滑动配合或过盈配合，使得第一托架12被约束为与轴4径向地运动。第一托架12不能相对于轴4径向地运动。如果轴4径向地运动，第一托架12仅可径向地运动。

可使用其他和/或附加的紧固装置，以确保第一托架12相对于轴4被轴向地固定。在一些实例中，也包括轴承设备的调整工具。

如上所述，在密封件10之间限定腔。密封件10限定腔的轴向边界，即密封件10限定腔沿着平行于轴4的轴线的线延伸多远。轴4限定腔的径向内边界，即，轴4在轴4的径向上划定腔的内边界。圆周壁(例如第一托架12的壁)限定腔的径向外边界，即，圆周壁在轴4的径向上划定腔的外边界。

密封件10和腔围绕轴4周向地延伸，从而环绕轴。密封件10和腔被定位并在与轴4的轴线大致正交的平面上延伸。腔被设置为使其至少部分地被密封流体填充。密封流体可以是任何适当的液体或气体。在图示的实例中，腔被作为密封流体的油填充。密封件10被设置为使其将密封流体保持在腔中，或在腔中保持尽可能多的密封流体。经最靠近飞轮的密封件10从腔中泄露并进入抽空腔室1a的任何密封流体可由抽空腔室1a的真空泵回收。真空泵例如可从抽空腔室1a的底部清扫密封流体，并将密封流体回流到密封流体储液器(reservoir)。

在一些实例中，密封流体可以是在密封件10和耦合到飞轮的驱动系统(例如飞轮传动装置)之间共享的流体。密封流体例如可以是齿轮油、自动传动装置流体，或例如在牵引驱动的情况下使用的牵引流体等无级变速传动装置流体。

在一些实例中，密封流体可以是低粘度油。例如，油在飞轮装置的工作温度下可具有约5mm²/s和15mm²/s之间的运动粘度。有利地，低粘度油可减少密封设备中的阻力。

取决于划定腔的径向外边界的壁的几何形状，腔的横截面可以是环形的，具有圆形的径向外边界。在图示的实例中，腔与轴4同心。然而，在其他实例中，腔和轴4可以是偏心的。

密封件10连同密封流体被设置为以阻止流体(例如空气、润滑剂)和其它物质进入壳体1内的腔室1a。密封件10和密封流体有助于在腔室1a内密封设备11的飞轮侧保持低的(理想地，真空)压力。密封设备11被设置为在其两侧，即，密封设备11的飞轮(真空)侧和密封设备11的大气侧之间保持约1个大气压的压力差。密封设备11可抵靠轴形成气密密封。密封设备的密封件10的唇缘和轴4之间的薄流体层或薄流体膜可确保形成了密封。

密封设备11被安装在第一托架12上，使得密封设备11与轴承设备相邻。在图示的实例中，密封设备11被安装在轴承设备的飞轮侧的第一托架12上，使得密封设备11沿着轴4的轴线比轴承设备更靠近飞轮3。在其他实例中，轴承设备比密封设备11更靠近飞轮3地被安装。

由于密封设备11和轴承设备被固定安装在相同的第一托架12上，任何导致第一托架12运动的力也会导致密封设备11和轴承设备运动。类似地，任何导致轴承设备运动的力也会导致第一托架12和密封设备11运动。第一托架12、轴承设备和密封设备11基本上一起运动。轴承设备和密封设备11被安装在第一托架12上，以便轴承设备、密封设备11和第一托架12共同运动。

如果施加到轴4的力导致轴4相对于壳体1的平移运动，则轴4的运动导致轴承设备进而第一托架12和密封设备11相对于壳体1的相应运动。第一托架12、轴承设备、密封设备11和轴4均由于施加到轴4的力而基本上一起运动。

例如，如果飞轮3和轴4的转动运动导致轴4相对于壳体1进行平移运动(例如振动)，借助于施加在轴4和轴承设备之间的力，会导致轴承设备、第一托架12和密封设备11相对于壳体1进行相应的平移运动。因为轴承设备和密封设备11被安装在第一托架12上并相对于第一托架12被固定，第一托架12、轴承设备、密封设备11、轴4和飞轮3均可相对于壳体1基本上一起运动(例如振动)。

如果施加到第一托架12的力导致第一托架12相对于壳体1的运动，第一托架12的运动导致轴承设备、密封设备11和轴4相对于壳体1相应的运动。第一托架12、轴承设备、密封设备11和轴4均由于施加到第一托架12的力而基本上一起运动。

例如，如果由壳体1施加到第一托架12的力和/或由于重力加速度施加到第一托架12的力导致第一托架12相对于壳体1进行平移运动，也会导致轴承设备、密封设备11和轴4相对于壳体1进行相应的平移运动。

第一托架12、轴承设备、密封设备11被设置为使其均与轴4基本上一起运动的事实意味着，当轴4相对于壳体1进行平移运动时，密封设备11能最好地与轴4保持接触，因此，在轴4和壳体1的相对平移运动期间，能对轴4最好地保持密封。

当轴4相对于壳体1进行平移运动时，密封设备11与轴4保持接触并且对轴4保持密封降低了流体(例如，空气、油)或其他物质经密封设备11朝着飞轮3运动和增加(密封设备11的飞轮侧的)壳体1中腔室1a的压力的可能性。保持尽可能低的密封设备11的飞轮侧的压力使得飞轮3以最小空气阻力相关的能量损失在腔室1中转动。

轴4相对于壳体1的平移运动包括，例如轴4相对于壳体1在轴向方向上(即，在基本上平行于轴的纵向轴线的方向上)，或径向方向上(即，沿着轴4的径向线的方向上)的运动，以及轴向和径向组合的方向上的运动。

轴4相对于壳体1的平移运动不包括轴4围绕其纵向轴线相对于壳体1的转动。然而，轴4围绕与其纵向轴线不同的轴线(即，围绕偏离轴4的纵向轴线的轴线和/或与轴4的纵向轴线成角度的轴线)相对于壳体1的转动可产生至少一部分轴4相对于壳体1的平移运动。特别地，围绕这种轴线的转动可导致通过轴承设备中一个或多个轴承2被安装在第一托架12上的一部分轴4相对于壳体1的平移运动，从而导致轴承设备、第一托架12和密封设备11的相应的平移运动。

围绕这种轴线的转动可导致轴4相对于壳体1的摆动运动。轴承2沿着轴4在轴向上的宽间距可有助于阻止这种摆动运动。因此，在一些实施例中，在飞轮3的一侧有至少一个轴承设备，在飞轮3的另一侧有至少一个其他轴承设备。在其他实施例中，轴4可以仅在飞轮3的一个轴向侧以悬臂方式由一个或多个轴承设备支撑。不论哪种情况，支撑轴承2之间的间距可被设置为尽可能的宽。

轴承设备和密封设备11相对彼此以及相对于抽空腔室1a的定位也可以是变化的。例如，在一些实施例中，一个轴承设备被定位在抽空腔室1a的外部(即，密封设备11的轴向外部)，另一个轴承设备被定位在抽空腔室1a的内部。抽空腔室1a内部的轴承设备可以与处于抽空腔室1a外部的轴承设备在飞轮3的同侧，或可以在飞轮3的相对侧。

在一些实施例中，例如图1中示出的实施例，飞轮装置可包括用于阻尼或衰减壳体1和/或飞轮3的相对运动、振动或共振模式的至少一个阻尼器6、7。第一托架12和第二托架13可通过一个或多个阻尼器6、7被安装在壳体1上。阻尼器6、7可将托架12、13与壳体1分离。

在图1中示出的具体实施例中，在飞轮3的右侧有四个阻尼器6(图1右侧的阻尼器6，图2更详细地示出)，用于阻尼飞轮3和壳体1在径向方向上的相对运动；在飞轮3的左侧有四个阻尼器6(图1左侧的阻尼器6，图3更详细地示出)，用于阻尼飞轮3和壳体1在径向方向上的相对运动；并且在飞轮3的左侧有两个阻尼器7，用于阻尼飞轮3和壳体1在轴向方向上的相对运动(图1左侧的阻尼器7，图3更详细地示出)。阻尼器的其他布置，包括没有阻尼器也是可行的。

阻尼器6、7减小飞轮3和/或壳体1的振动，这种振动的产生通常是由于当其高速转动时飞轮和轴的振动模式，或由于所安装的飞轮系统的快速加速(例如，如果飞轮系统被安装在正在穿越崎岖地形的车辆中)。在衰减这种动作或振动时，阻尼器6、7也增加了飞轮3和壳体1的可允许相对运动。这种增加的相对运动可能不利于密封设备11的密封和耐久性。限制轴4和密封设备11一起运动，从而提高密封设备11的密封性能和耐久性。

如图1的右侧(以及图2更详细)所示，第一托架12通过四个阻尼器6被安装在壳体1上。阻尼器6被设置为在基本上沿着轴4的径向线的方向阻尼壳体1和第一托架12的相对运动。因为被安装在第一托架12的轴承2与轴4和被安装在轴4上的飞轮3直接接触，使得飞轮3和轴4基本上一起运动，壳体1和第一托架12的相对径向运动的阻尼阻尼了壳体1和飞轮3的相对径向运动。

在基本上沿着轴4的径向线的方向上作用来阻尼壳体1和飞轮3的相对运动的阻尼器6可被称为“径向”阻尼器。阻尼器6被安装，用于径向压缩。阻尼器6可被安装在基本上正交于轴4的轴线的平面中，用于剪切。阻尼器6为飞轮3提供径向约束。阻尼器6可被配置为使其允许飞轮3和壳体1的相对径向运动高达一定距离。阻尼器6例如可允许飞轮3从其相对于壳体1的径向平衡位置(即，当不再向壳体1和/或飞轮3施加附加外力时，飞轮3返回到的相对于壳体1的径向位置)移动的径向距离稍微小于当飞轮3处于其径向平衡位置(即，飞轮3的接触表面和壳体1的接触表面1b之间在径向方向上的预期间隙)时，飞轮3的径向接触表面和壳体1的径向接触表面之间的径向距离。当飞轮3在正常条件下转动时，这会阻止飞轮3接触壳体1，因为壳体1和转动的飞轮3之间的接触会对飞轮装置造成严重的损坏。然而，在飞轮系统的部件出现故障时(如前面所述)，最小化飞轮3的接触表面和壳体1的接触表面1b之间的间隙会实现有效的飞轮抑制(containment)。

一个或多个托架12、13优选从轴承设备的轴向方向上(即，在平行于轴4的轴线的方向上)延伸。优选地，在密封设备11的内表面(例如，在密封件10的径向内表面上密封件10非常接近轴4的地方)形成轴4和密封设备11之间的密封；从而减小密封设备11和轴4之间接口处耗散的摩擦功率。优选地，密封设备11的外表面与托架12、13形成密封。这种密封可由密封设备11的外表面和托架12、13的内表面之间的过盈配合形成。具体地，密封设备11的外表面和托架12、13的内表面之间的密封可在密封设备11的密封件10以过盈配合被压入托架12、13的地方形成。该密封可以是密封设备11与托架12、13之间形成的静态密封。

托架12、13的外表面，或与其接触的另一个密封设备，优选与壳体1形成密封。优选地，托架12、13各自径向邻近不与轴4转动的轴承圈。该圈通常是外圈2b。因此，托架12、13通常位于一个或多个轴承2的径向外侧(特别地，一个或多个外圈2b的径向外侧)，它们并不相对于壳体1转动。托架12、13各自优选为环形形式，并位于(i)密封设备11/轴承设备(相对于轴4的轴线位于托架12、13的径向内侧)和(ii)壳体1之间。

如图1和图4的左侧(以及图3更详细)所示，轴4穿过第二托架13。第二托架13与第一托架12在轴向上(即，沿着轴4的轴线)被隔开。第二托架13被安装在与第一托架12在飞轮3的相对侧的壳体1上。第二托架13通过另一个“径向”阻尼器6被安装在壳体1上。另一个径向阻尼器，类似于将第一托架12安装在壳体1上的阻尼器6(图1的右侧)，被设置为在沿着轴4的径向线的方向上阻尼壳体1和第二托架13的相对动作。

类似于第一托架12，第二托架13在其上安装了轴承设备(包括两个轴承2)和密封设备11。类似于第一托架12上，轴承设备和密封设备11被安装在第二托架13上，使得密封设备11比轴承设备更靠近飞轮3，即，密封设备11沿着轴4的轴线从轴承设备朝着飞轮3被安装。

轴承设备和密封设备11被安装在第二托架13上，使得轴承设备和密封设备11以被安装在第一托架12上的轴承设备和密封设备11被约束为与第一托架12相对于壳体1轴向地运动同样的方式，而被约束为与第二托架13相对于壳体1轴向地运动。被安装在第二托架13上的轴承设备和密封设备11不能相对于壳体1轴向地运动，除非第二托架13相对于壳体1轴向地运动。

类似于第一托架12，第二托架13相对于轴4，被轴承设备中轴承2的其中一个内圈2a一侧邻接的轴4的肩部9、轴承设备中轴承2的另一个内圈2a一侧邻接的固定螺母以及靠近轴承设备中其中一个轴承2的外圈2b定位的定位环(例如弹性挡圈)轴向地固定。另一个轴承2的外圈2b被定为为靠近第二托架13的肩部，并可向第二托架13施加力，保持第二托架13相对于轴承设备和轴4轴向地固定。因而，第二托架13被约束为与轴4轴向地运动。第二托架13不能相对于轴4轴向地运动。如果轴4轴向地运动(由于定位环允许的较小程度的运动)，第二托架13仅可以轴向地运动。轴承圈2a、2b在轴上并且在托架中紧密滑动配合或过盈配合，使得第二托架13被约束为与轴4径向地运动。第二托架13不能相对于轴4径向地运动。如果轴4径向地运动，第二托架13仅可径向地运动。

从图3中可以看出，第二托架13通过另外的阻尼器7也被安装壳体1上。阻尼器7被设置为阻尼壳体1和第二托架13在基本上平行于轴4的纵向轴线的方向上的相对运动。因为第二托架13、轴承设备和密封设备11被约束为使其能够相对于壳体1轴向地运动，仅当轴4相对于壳体1轴向地运动时，壳体1和第二托架13的相对轴向运动的阻尼阻尼了壳体1和飞轮3的相对轴向运动。在基本上平行于轴4的纵向轴线的方向上作用来阻尼壳体1和飞轮3的相对运动的阻尼器7可被称为“轴向”阻尼器。

阻尼器7被安装，用于轴向压缩。阻尼器7可被安装在基本上正交于轴4的轴线的平面中，用于剪切。阻尼器7为飞轮3提供轴向约束。类似于阻尼器6，阻尼器7可被配置为使其允许飞轮3和壳体1的相对轴向运动高达一定距离。阻尼器7例如可允许飞轮3从其相对于壳体1的轴向平衡位置(即，当不再向壳体1和/或飞轮3施加附加外力时，飞轮3返回到的相对于壳体1的轴向位置)移动的轴向距离稍微小于当飞轮3处于其轴向平衡位置(即，飞轮3的接触表面和壳体1的接触表面1b之间在轴向方向上的预期间隙)时，飞轮3的轴向接触表面和壳体1的轴向接触表面之间的轴向距离。当飞轮3在正常条件下转动时，这会阻止飞轮3接触壳体1，因为壳体1和转动的飞轮3之间的接触会对飞轮装置造成严重的损坏。然而，在飞轮系统的部件出现故障时(如前面所述)，最小化飞轮3的接触表面和壳体1的接触表面1b之间的间隙会实现有效的飞轮抑制。

在图示的实施例中，第一托架12没有轴向阻尼器7。第一托架12和壳体1在轴向方向上的相对运动不被直接地阻尼。第二托架13和壳体1在轴向方向上的相对运动被图1、图3和图4中示出的阻尼器7直接地阻尼。因而，在图示的实施例中，将第二托架13安装在壳体1上的阻尼器7独自阻尼壳体1和飞轮3的相对轴向运动。

由于其轴向运动不被阻尼器直接约束，第一托架12因此比第二托架13具有更大的轴向运动自由度(相对于壳体1)。第一托架12可在壳体1中在轴向上自由地浮动，而第二托架13受到轴向阻尼器7的约束，轴向阻尼器7限制了第二托架13在壳体1中的轴向运动并将第二托架13与壳体1隔开。

第一托架12更大的轴向运动自由度可使飞轮装置继续运转(不用施加太大的应力和/或损坏任何轴承设备，密封设备11或托架12、13)，例如，如果在飞轮装置的操作期间轴4经历热膨胀，或轴4没有被制造成最佳或预期的尺寸。第一托架12更大的轴向运动自由度因此可增加某些尺寸的飞轮装置的可允许公差，从而降低成本。

阻尼器6、7可由任何适当的用于实现阻尼壳体1和飞轮3的相对运动的材料制成。阻尼器6、7例如可包括诸如天然橡胶、碳氟化合物或聚氨酯等弹性体材料。每个阻尼器可优选地采用环的形式，优选为O型环，但是阻尼器也可以是弹性条或弹性片。适当的材料包括诸如碳氟化合物、聚氨酯或天然橡胶等任何弹性物质。如图1至图4所示，托架12、13通过阻尼器6、7被安装在壳体1上，使得阻尼器6、7被定位在托架12、13和壳体1之间。在一些实例中，一个或多个托架12、13可包括金属弹性(metalastic)衬套(bush)，包括围绕其圆周结合有任何适当的阻尼材料的圆柱形金属套筒。这种衬套通过阻尼材料的压缩可提供径向阻尼，并通过阻尼材料的剪切提供轴向阻尼。在图示的实例中，阻尼器6、7(和/或金属弹性衬套)可被定位为轴承设备径向向内，以阻尼轴4和壳体1的相对运动。

考虑到可施加到飞轮装置以导致壳体1和飞轮3的相对平移运动的力的大小和方向，可选择和/或配置阻尼器6、7的材料、尺寸和其他特性，使阻尼率适合壳体1中飞轮3的预期应用。阻尼器6、7可被设置为产生壳体1和飞轮3的相对运动的临界阻尼、欠阻尼或过阻尼。

具体地，取决于飞轮装置的应用，阻尼器6、7可被设置为允许但是阻尼飞轮3和壳体1的相对轴向和/或径向运动，或完全阻止飞轮3和壳体1相对轴向和/或径向动作。阻尼器6、7可被设置为阻尼一个或多个飞轮3和/或壳体1呈现的振动模式，特别是在飞轮3的操作速度范围内可能发生的共振模式。阻尼器6、7例如可被设置为阻尼在其轴承2上摆动的飞轮3的摆动模式。如上所述，轴承2可被有利地沿着轴4的轴线被较宽地隔开，以减小摆动运动的影响。

在图示的实例中，“径向”阻尼器6大致为环形，即轴向横截面为环形的。阻尼器6的轴线在基本上平行于轴4的纵向轴线的方向延伸。图示的阻尼器6围绕托架12、13周向地延伸，并与轴4基本上同心。每个径向阻尼器6因为是环形的，所以能够在任何径向方向阻尼轴4相对于壳体1的径向运动。

在其他实例中，阻尼器6可具有其他轴向横截面。阻尼器6在轴向横截面上例如可以是椭圆形的。可替代地，阻尼器6可以不是一直围绕托架12、13的外表面延伸。阻尼器6，可替代地，可以是围绕轴4的特定点处在壳体1和第一和第二托架12之间放置的适当材料的小片(例如，条、长方体、楔或其他形状)。在这种情况下，可以有足够多的片，即，围绕托架12、13的较大百分比的外表面，以便将轴4相对于壳体1在任何径向方向上的径向运动阻尼到期望的水平。阻尼器6在其材料中可包括槽口或切口，以实现期望的形状和/或阻尼特性。

图示的径向阻尼器6在径向横截面上为大致圆形的。图示的径向阻尼器6因此可以是O型环。有利地，O型环阻尼器6比其他径向横截面形状的阻尼器更容易地且更便宜地生产和安装。

在其他实例中，径向阻尼器6可具有其他径向横截面形状。径向阻尼器6例如可在基本上平行于轴4的轴线的方向上延伸，从而阻尼器6沿着具有轴线基本上平行于轴4的轴线的假想圆柱的弯曲表面轴向地(以及周向地)延伸。

阻尼轴4和壳体1的相对径向运动的径向阻尼器6通过在壳体1和托架12、13的径向外表面之间的空间中提供静态(非转动)密封，可被设置为对以下一种或多种进行密封：设置为向和/或从轴承2输送流体的通道、设置为向和/或从密封设备11输送流体的通道，以及抽空腔室1a。一个或多个油通道的大小可适于提供组件需要的阻尼。

图示的“轴向”阻尼器7具有不同于图示的径向阻尼器6的径向横截面形状。图示的轴向阻尼器7在沿着轴4的径向线的方向上延伸，从而阻尼器7在基本上正交于轴4的轴线的平面中延伸。在其他实例中，阻尼器7可以有圆形的径向横截面，类似于图1至图4中示出的径向阻尼器6，或可具有不同的横截面轮廓，例如方形、半圆形或其他形状。

图示的轴向阻尼器7在平行于轴4轴线的方向上被间隔开来，使得一个轴向阻尼器7在第二托架13的每个端部被定位。其中一个图示的轴向阻尼器7可以是压缩的，另一个图示的轴向阻尼器7可通过第二托架13相对于壳体1在沿着平行于轴4轴线的线的一个方向上的运动被延伸。第二托架13相对于壳体1在沿着平行于轴4轴线的线的相反方向上的运动可导致一个阻尼器7被延伸，另一个阻尼器7被压缩。因而，一个或两个轴向阻尼器7可有助于阻尼和/或约束第二托架13和壳体1在平行于轴4轴线的方向上的相对运动。

图示的轴向阻尼器7可以具有环形的轴向横截面，类似于图示的径向阻尼器6。可替代地，如上文径向阻尼器6的上下文所述，轴向阻尼器7可具有其他轴向横截面或包括围绕第二托架13的外表面分布的多个片(例如，条、长方体、楔或其他形状)。

在其他实施例中，可以只有一个轴向阻尼器，被定位在第二托架13的一端。在进一步的实施例中，第一托架12的一端(例如图2中第一托架12的右侧端)可包括一个轴向阻尼器，第二托架13的一端可包括另一个轴向阻尼器(例如图3中第二托架13的左侧端)。一个或两个阻尼器的压缩和/或延伸可有助于阻尼和/或约束第二托架13和壳体1的相对运动。在其他实施例中，第一托架12和第二托架13各自可提供有两个轴向阻尼器，以阻尼和/或约束托架12、13和壳体1的相对轴向运动。

通过阻尼器6、7在壳体1上安装托架12、13意味着托架12、13以及安装在其上的所有部件(包括轴承设备、密封设备11和轴4)相对于壳体1运动，并且使其相对于壳体1的运动基本上一起被阻尼。具体地，阻尼器6、7基本上相同地阻尼轴承设备和密封设备11相对于壳体1的运动。阻尼器6、7使得飞轮3和轴4相对于壳体1运动，而不使得飞轮3和轴4相对于密封设备11显著地运动。

通过阻尼器6、7在壳体上安装托架12、13从而使得密封设备11保持密封。阻尼器6、7对托架12、13，轴承设备，密封设备11和轴4相对于壳体1的运动的共同阻尼使得密封件10和密封设备11的密封流体在飞轮3和壳体1的相对动作期间与轴4基本上保持接触。阻尼器6、7不因为密封设备11而使对轴4形成的密封打折扣(compromise)，因此阻尼器6、7不会导致增加风阻损失，并且本身在实现腔室1a的持续或连续抽真空中不是必须的。

在飞轮3和壳体1的相对动作期间，除了要维持有效的密封外，托架12、13，轴承设备，密封设备11和轴4相对于壳体1基本上一起的运动减少了轴4的运动对密封设备11导致的损坏。

在图示的实例中，第一托架12和第二托架13由钢制成。这确保了托架12、13足够硬，当向其施加力时，他们不会挠曲(flex)。例如，当轴4(通过轴承设备)或壳体1向其中一个托架施加力，导致被施加力的那部分托架运动时，托架12、13基本上不会挠曲。该刚度确保了整个托架基本上一起运动，因此被安装在已知托架上的密封设备11会与沿着相同的托架进一步被安装的任何轴承设备基本上一起运动。其结果是，托架、轴承设备、密封设备和轴均会基本上一起运动。

在图示的实施例中，通过第一托架12提供通道5。通道5可用于向安装在第一托架12上的密封设备11中的腔提供密封流体(例如，最初填充腔或加满腔中密封流体的水平)。流过通道5的流体可通过腔的外壁的入口孔隙进入密封设备11中的腔。在图示的实例中，该入口孔隙靠近或处于腔的底部，出口孔隙在腔的顶部，从而确保了腔充满油。

通道5也可或可替代地(例如，通过未图示的辅助通道)向轴承2提供流体(例如，如果密封流体为油，因此可用作润滑剂)。在腔的密封流体作为轴承2的润滑剂的情况下，可从共同流体源(例如，共同储液器)供给流体。流体可从轴承2排出回到流体储液器。

图示的通道5可以是被密封流体(例如，油)穿过以到达腔的很多通道中的一个。例如可围绕第一托架的圆周提供多个通道和多个入口孔隙，使得多个通道均位于大致正交于轴4的纵向轴线的平面中。

在一些实施例中(例如图示的实施例)，通过沿着第一托架12彼此轴向间隔的第一托架12提供附加的通道。附加的通道可被设置为向轴4或轴承2(提供附加的入口孔隙)直接提供流体(例如润滑油)，而通道5被设置为向密封设备11输送流体。附加的通道和通道5可被设置为从共同流体源被供给，从而密封设备11、轴承2和轴4均从相同的来源(例如，储液器)被供给流体。在其他实例中，不同的通道可被设置为从不同的来源被供给，从而可向密封设备11、轴承2和轴4提供不同类型的流体。

此外，在一些实例中，通过第一托架12的一个或多个通道可用作密封流体的排出口。该一个或多个排出通道可使密封流体从腔通过一个或多个出口孔隙排出。腔的一个或多个出口孔隙可被定位成与入口孔隙大致相对—靠近或处于腔的顶部。可提供附加的排出通道和附加的出口孔隙，使得流体从轴承、轴或两者排出。

通过第一托架12的通道可使轴4被冷却(例如，通过向轴4输送冷却流体)。冷却轴4可达到冷却飞轮3的目的，可延长飞轮的耐久性或操作包线(envelope)，例如通过使得飞轮3以更高的速度转动使其储存更多的动能。以此方式冷却飞轮3可有利地克服如何冷却置于处于或接近真空压力的抽空腔室1a中的物体的问题。

在一些实例中，通道5和排出通道的结合可实现通过腔提供持续或连续密封流体流。通过排出通道排出的密封流体可被引导到密封流体储液器，例如向腔供给密封流体的储液器。这样，在优选的实施例中，密封流体可通过通道5和入口孔隙从储液器循环至密封设备11，并通过出口孔隙和排出通道回到储液器。类似的布置可通过轴承2和/或经过轴4实现持续或连续流体流。在其他实施例中，可以有与被排出有密封流体的储液器分离的密封流体源。

如图1、图3和图4所示，第二托架13提供有类似的通道布置，能够使流体以类似于第一托架12的方式被第二托架13引导到轴承2、密封设备11和/或轴4。在其他实施例中，仅其中一个托架12、13可提供有通道。可替代地，可能的是，托架12、13都不包括这种通道。

壳体1可包括孔隙，真空泵(未示出)可通过该孔隙抽空腔室1a，以便在腔室1a中产生(和/或保持)期望的真空或近真空条件。

上文描述的飞轮装置可适合车辆中使用。在这种情况下，动能可在车辆减速期间被加入到飞轮3。飞轮3中储存的动能可用于驱动车辆车轮，例如使得车辆正向加速。

另外地或可替代地，如果车辆例如是诸如火车、反铲装载机、轮式装载机、挖掘机、自卸货车等类似服务车辆、工程车辆或越野/非公路车辆，飞轮3的动能可用来使得车辆的另一部分，例如提升臂、机铲、驾驶室或车尾升降等运动。该部分的复位动作(例如，在重力作用下)在一些情况下可导致动能被加入到飞轮3。

当飞轮3用于车辆时，阻尼器6、7可用于阻尼车辆加速或制动、转弯、行驶在崎岖地形上或装载有货物或其他材料而导致的飞轮3和壳体1的相对动作。

飞轮装置可包括另外的密封设备，例如壳体1和一个或两个托架12、13之间的一个或多个密封设备。这种另外的密封设备可采用环的形式，并且可提供壳体1和托架之间的密封，以阻止流体或其他物质进入壳体1。优选地，这种另外的密封设备由弹性体制成，优选地，为O型环。具体地，另外的密封设备可阻止流体或其他物质进入壳体1中的腔室1a。当将已知托架安装到壳体1的径向阻尼器允许壳体1和托架的显著相对运动时，这种另外的密封设备就变得尤为重要，因为阻尼器本身不必提供壳体1和托架之间的有效密封(在一些实施例中，尽管一个或多个径向阻尼器6可用作密封抽空腔室1a)。另外的密封设备被设置为容忍比托架12、13和轴4之间提供的密封设备11能容忍的更大的壳体1和托架的相对轴向和/或径向运动。当另外的密封设备不转动时，其密封可设有比接触轴4的密封件更大的过盈，没有增加损失的类似惩罚(penalty)。

虽然图示的轴承2是滚子元件式(例如，滚珠轴承式)轴承，也可使用能够允许期望形式的轴和托架的相对运动的其他类型的轴承。例如，可使用其他类型的滚动元件轴承，例如流体轴承、磁性轴承或滑动轴承(plain bearing)。

另外，虽然在图示的实例中，每个轴承设备有两个轴承2，每个托架有一个轴承设备，但每个轴承设备可以有任何数量的轴承2，每个托架可以有任何数量的轴承设备，包括每个轴承设备仅有一个轴承，每个轴承设备有两个以上轴承，和/或每个托架有两个或多个轴承设备。这也适用于轴4以悬臂设备支撑，即，轴4只在飞轮3的一侧被支撑的实施例。

虽然在图示的实例中，第二托架13提供有径向和轴向阻尼器，第一托架12仅提供有径向阻尼器，其他实例为第一托架12和第二托架13均仅包括径向阻尼器，第一托架12和第二托架13均仅包括轴向阻尼器，两个托架12、13都包括径向和轴向阻尼器，或者两个托架都不包括阻尼器。

图示的实例包括每个托架四个径向阻尼器。然而，在其他实例中，每个托架可以有任何数量的径向阻尼器，包括每个托架没有径向阻尼器以及每个托架仅有一个径向阻尼器。

一些实例可包括作为径向阻尼器和轴向阻尼器两者的阻尼器，即阻尼器能够阻尼在沿着轴4的径向线的方向上飞轮3和壳体1的相对运动，以及在基本上平行于轴4的轴线的方向上飞轮3和壳体1的相对运动。在一些这样的实例中，阻尼器例如可被安装在托架的一端或两端。这种阻尼器的一部分可在基本上平行于轴4的轴线的方向上，沿着托架的一个(例如，周向的)外表面(即，托架的径向外表面)延伸，从而阻尼器的该部分可提供径向阻尼。阻尼器的另一部分可基本上正交于轴4的轴线，沿着托架的不同(例如，轴向的)外表面(即，托架的轴向外表面)延伸，从而阻尼器的该部分可提供轴向阻尼。

可以是只有一种形式的托架被制造，并且这种形式的托架可被装配到飞轮3任一侧上的轴4的任一端，即这一种形式的托架适合用作第一托架12或第二托架13。第一托架12和第二托架13因而为相同的形式。第一托架12和第二托架13的设置的不同之处仅在于，第二托架13通过径向阻尼器6和轴向阻尼器7被安装在壳体1上，而第一托架12单独通过径向阻尼器6被安装在壳体1上。制造可被用作第一托架或第二托架的仅有一种形式的托架能够更便宜地制造飞轮装置，因为一个托架可被大量地制造。

在一些实施例中，第一托架12和第二托架13的其中一个可不包括密封设备11，对应的轴承设备可被安装在壳体1的抽空腔室1a内部。有利地，这样可减小飞轮装置中的摩擦损失，因为其会减小接触轴4的部件的数量。在其他实施例中，可以只有一个托架。在这种情况下，飞轮可以悬臂方式被安装，进一步减小了飞轮装置中的摩擦损失。这一个托架可不提供有阻尼器，仅提供径向阻尼器，仅提供轴向阻尼器，或提供径向和轴向阻尼器两者。

一些实施例可允许轴4和密封设备11之间的一些相对轴向运动，而约束轴4和密封设备11基本上一起径向地运动。例如，轴承设备不被轴向地定位在托架12、13内，但是在轴4和轴承设备中轴承的内圈2a之间，以及轴承外圈2b和托架12、13之间存在良好的径向配合，使得托架12、13和轴4基本上一起径向地运动。在这种实施例中，可以没有(在其他实施例中)能够在托架12、13中轴向地保持并定位轴承设备的定位环和托架12、13的肩部。这种实施例可适合于不能容忍相对于轴4的径向运动但是能容忍一些相对轴向运动的密封设备11。例如，这些实施例可适合于密封设备11是例如迷宫密封等的机械轴封，其中密封件的密封圆柱内表面与轴4圆柱外表面紧密公差滑动(和转动)配合。在两个相对的机械轴封之间有填充流体的腔，流体仍然有效地保持在腔中。

一些实施例可允许轴4和密封设备11之间的一些相对径向运动，而约束轴4和密封设备11基本上一起轴向地运动。例如，轴承设备中轴承2的外圈2b可被“径向”阻尼器6与托架的圆柱内表面分离，但是在托架12、13中仍然有轴承设备的轴向位置(使用前面所述的定位环和托架12、13的肩部)，从而托架12、13和轴4基本上一起轴向地运动。这些实施例可适合于不能容忍相对于轴4的轴向运动但是能容忍一些径向相对运动的密封设备11。

Claims (35)

1.一种装置，包括：

安装在轴上的飞轮；

用于容纳所述飞轮的壳体；

第一托架；

轴承设备；以及

密封设备，

其中所述轴承设备和所述密封设备安装在所述第一托架上；所述轴通过所述轴承设备安装在所述第一托架上；所述密封设备对所述轴形成密封；并且所述第一托架安装在所述壳体上；其中所述托架、所述密封设备和所述轴承设备被设置为相对于所述壳体沿径向方向和/或沿平行于所述轴的轴线方向基本上一起运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述轴承设备包括轴承，所述轴承包括内圈、外圈以及设置在所述内圈和所述外圈之间的滚动元件。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述密封设备包括接触或几乎接触所述轴的两个密封件，以及由所述两个密封件部分地定义的腔。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述腔围绕所述轴周向地延伸。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述腔至少部分地填充有密封流体，并且所述两个密封件被配置为在所述腔中保持所述密封流体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述密封设备对所述轴形成气密密封。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述轴承设备和所述密封设备彼此相邻地安装在所述第一托架上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述轴承设备和所述密封设备被设置为使得所述密封设备沿着所述轴的轴线比所述轴承设备更靠近所述飞轮。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一托架、所述轴承设备和所述密封设备被设置为与所述轴基本上一起运动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置被设置为使得所述壳体和所述飞轮的相对运动致使所述第一托架、所述轴承设备和所述密封设备的运动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置被设置为允许所述第一托架、所述轴承设备和所述密封设备相对于所述壳体在沿着所述轴的径向线的方向上的运动。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置被设置为允许所述第一托架、所述轴承设备和所述密封设备相对于所述壳体在基本上平行于所述轴的纵向轴线的方向上的运动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括用于阻尼所述壳体和所述飞轮的相对运动的第一阻尼器。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一托架通过所述第一阻尼器安装在所述壳体上。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其中，所述第一阻尼器被设置为阻尼所述壳体和所述第一托架的相对运动，阻尼所述轴承设备和所述密封设备的相对运动。

16.根据权利要求13、14或15所述的装置，其中，所述第一阻尼器被设置为阻尼所述壳体和所述飞轮在沿着所述轴的径向线的方向上的相对运动。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的装置，其中，所述第一阻尼器被设置为阻尼所述壳体和所述飞轮在基本上平行于所述轴的纵向轴线的方向上的相对运动。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的装置，其中，所述第一阻尼器包括弹性体阻尼器。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的装置，其中，所述第一阻尼器包括环。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述环的轴线基本上平行于所述轴的轴线。

21.根据权利要求13至20中任一项所述的装置，其中，所述第一阻尼器在径向截面上为大致圆形的。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的装置，还包括用于阻尼所述飞轮和所述壳体的相对运动的第二阻尼器。

23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括第二托架，所述第二托架与所述第一托架在所述飞轮的相对侧上被轴向地隔开。

24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述第一托架和所述第二托架各自设有用于阻尼所述飞轮和所述壳体在沿着所述轴的径向线的方向上的相对运动的至少一个阻尼器，并且其中所述第二托架还设有用于阻尼所述飞轮和所述壳体在基本上平行于所述轴的轴线的方向上的相对运动的至少一个阻尼器。

25.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述飞轮被配置为以15,000rpm或更高的速度转动。

26.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述密封设备被设置为使得在所述壳体中保持真空。

27.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述托架和所述壳体之间提供另外的密封设备。

28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述另外的密封设备为静态密封设备。

29.根据权利要求27或28所述的装置，其中，所述另外的密封设备由弹性体材料形成。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的装置，其中，所述另外密封设备还阻尼所述飞轮和壳体的相对运动。

31.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述密封设备被设置为在其两侧保持约1个大气压的压力差。

32.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述轴在所述密封设备的内表面上转动。

33.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述托架和所述密封设备的外表面之间提供或形成密封。

34.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括至少一个飞轮接触表面和至少一个壳体接触表面，其中所述托架在关于所述轴的轴线的径向方向上相对于所述壳体的可允许运动小于所述飞轮接触表面和所述壳体接触表面之间的径向间隙。

35.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括至少一个飞轮接触表面和至少一个壳体接触表面，其中所述托架在关于所述轴的轴线的轴向方向上相对于所述壳体的可允许运动小于所述飞轮接触表面和所述壳体接触表面之间的轴向间隙。