CN114301223B - 一种飞轮储能系统的转子散热机构 - Google Patents
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Abstract
一种飞轮储能系统的转子散热机构，包括设置在飞轮储能系统壳体内的冷却套和两组辐射板组件，冷却套外圆面与所述壳体内壁相接触，冷却套内设有通有冷却介质的介质流道，所述两组辐射板组件均套设在飞轮轴上，并分别位于电机转子的轴向两端，辐射板组件包括相对设置的壳体辐射板和转轴辐射板，其中壳体辐射板的外圆柱面与冷却套内壁连接，壳体辐射板的内圆柱面和飞轮轴之间留有间隙，转轴辐射板的内圆柱面与飞轮轴连接，外圆柱面与冷却套内壁之间留有间隙。本发明可以避免系统内部采用复杂的散热管路设计，降低系统结构设计的难度和复杂性，从而降低生产成本及维护成本。
Description
技术领域
本发明属于飞轮储能系统，具体涉及一种飞轮储能系统的转子散热机构。
背景技术
飞轮储能系统在高真空的特殊条件下运行，飞轮轴上的电机转子在运转过程中会产生热量，且被外部的上下壳体包围，内部为真空环境，飞轮轴在运行过程中处于悬浮状态，热量无法通过导热或空气介质进行对流传热，只能依靠转子自身的辐射或其他特殊方式进行散热。针对真空条件下，飞轮储能系统各转子散热困难的问题，目前行业采用轴内通冷却介质，将冷却介质循环至外部的散热系统中，通过外部散热系统换热将热量排至环境中。
现有的散热方式中，飞轮轴为空心轴，会降低轴的强度，而且现有飞轮轴散热需将轴内介质与外接散热系统连通，导致系统结构设计难度高、成本高、密封复杂、后期维护困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞轮储能系统的转子散热机构，避免系统内部采用复杂的散热管路设计，降低系统结构设计的难度和复杂性，从而降低生产成本及维护成本。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种飞轮储能系统的转子散热机构，包括设置在飞轮储能系统壳体内的冷却套和两组辐射板组件，冷却套外圆面与所述壳体内壁相接触，冷却套内设有通有冷却介质的介质流道，所述两组辐射板组件均套设在飞轮轴上，并分别位于电机转子的轴向两端，辐射板组件包括相对设置的壳体辐射板和转轴辐射板，其中壳体辐射板的外圆柱面与冷却套内壁连接，壳体辐射板的内圆柱面和飞轮轴之间留有间隙，转轴辐射板的内圆柱面与飞轮轴连接，外圆柱面与冷却套内壁之间留有间隙。
作为优选，所述壳体辐射板和转轴辐射板上分别加工有径向间隔布置的凸齿，相对设置的壳体辐射板和转轴辐射板凸凹配合，并保留有间隙，所述凸齿为闭合的圆环形或周向间断分布的圆弧形。
进一步的，所述壳体辐射板上的凸齿为圆环形，凸齿两侧形成凹槽，在凹槽内填充导热树脂。
更进一步的，在壳体辐射板的外圈凹槽内沿周向间隔设置多个热电制冷片。
作为安装的一种方式，两组辐射板组件中，壳体辐射板位于转轴辐射板的下方。
优选的，所述壳体辐射板和转轴辐射板均经过能够提高发射率的表面处理。
进一步的，所述的表面处理为阳极氧化处理。
在安装时，所述的壳体辐射板与冷却套过盈配合连接。
作为一种选择，所述冷却套内的冷却介质为冷却水。
本发明的原理是：本发明在飞轮转轴和冷却套之间设置辐射板组件，其中的壳体辐射板与冷却套接触连接，与飞轮轴保持一定的间隙，而转轴辐射板则与飞轮轴接触连接，与冷却套保持一定的间隙，运行过程中转轴辐射板温度较高，壳体辐射板温度较低，两者之间进行辐射换热，热量传导至壳体辐射板，壳体辐射板再将热量传导至冷却套，最后由冷却介质带走热量。壳体辐射板上热电制冷片的冷端和热端产生温差，使得壳体辐射板温度更低，加强与转轴辐射板的辐射换热效果，而导热树脂也可以进一步加强导热。
本发明中转轴辐射板和壳体辐射板之间辐射换热的过程中，两者凸凹配合的结构可以进一步增大辐射面积，提高辐射效率。
本发明的有益效果是：本发明提出的飞轮储能系统的转子散热机构可以保证飞轮轴的强度，确保系统运行的安全性，在此基础上实现对转子的散热，其散热机构无需在系统内布置复杂的管路，降低了系统结构设计的难度和复杂性，从而降低生产成本及维护成本。
附图说明
图1为本发明在飞轮储能系统内安装后的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为壳体辐射板端面的结构示意图；
图中标记：1、上盖，2、壳体，3、飞轮，4、冷却套，5、介质流道，6、壳体辐射板，7、电机转子，8、转轴辐射板，9、下盖，10、热电制冷片，11、凸齿，12、导热树脂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
参照附图1所示，飞轮储能系统包括由上盖1和下盖9封闭的壳体2、壳体2内的飞轮3、安装在飞轮轴的电机转子7，系统内的其他结构与本发明的结构设置无关，因此在图1中未予显示。
本发明所述的飞轮储能系统的转子散热机构设置在壳体2内安装有电机转子7的一端空腔内。结合图1、2所示，转子散热机构包括冷却套4和两组辐射板组件。所述的冷却套4以过盈配合的方式装配在壳体2的内壁上，冷却套4上靠近壳体2的一侧设有螺旋形的介质流道5，冷却介质在介质流道5内与外部形成循环。所述的介质流道5可以是设置在冷却套4内，也可以是开设在冷却套4的外圆柱面上。在后一种设置方式中，介质流道5为开放式的，在冷却套4装在壳体2内壁上以后，壳体2内壁可以对介质流道5进行封闭。
作为一种选择，所述的冷却套4为冷却水套，冷却介质为冷却水。
继续参考图1、2所示，所述的两组辐射板组件均套设在飞轮轴上，并分别位于电机转子7的轴向两端，辐射板组件包括相对设置的壳体辐射板6和转轴辐射板8，其中壳体辐射板6的外圆柱面与冷却套4内壁以过盈配合的方式连接，壳体辐射板6的内圆柱面和飞轮轴之间留有间隙，转轴辐射板8的内圆柱面与飞轮轴固定连接，外圆柱面与冷却套4内壁之间留有间隙。
系统运行过程中，电机转子7的热量传导至转轴辐射板8，使得转轴辐射板8的温度较高，而壳体辐射板6温度较低，因此两者会发生辐射换热，热量被辐射至壳体辐射板6，再传导至冷却套4，由冷却水将热量带走。
为了进一步的提高转轴辐射板8和壳体辐射板6之间的热辐射效率，壳体辐射板6和转轴辐射板8上分别加工有径向间隔布置的凸齿11，相对设置的壳体辐射板6和转轴辐射板8凸凹配合，并保留有间隙，以增大两个散热板之间的散热面积，进而提高散热效率。在系统运行时，转轴辐射板8随飞轮旋转，而壳体辐射板6静止，因此为了保证两者的凸齿不会干涉，所述凸齿11设计为闭合的圆环形或周向间断分布的圆弧形，并和飞轮轴同心设置。
如图3所示，所述壳体散热板6上的凸齿11设置为圆环形，凸齿11两侧形成凹槽，在凹槽内填充导热树脂12，提高导热性，并在最外圈的凹槽内安装多个沿周向间隔分布的热电制冷片10。热电制冷片10的冷端和热端产生温差，使得壳体辐射板6温度更低，加强与转轴辐射板8的辐射换热效果。
两组辐射板组件在安装时，每一组中的壳体辐射板6位于转轴辐射板8的下方。
为了加强辐射换热，两种辐射板还可进行阳极氧化等表面处理以提升发射率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (1)
1.一种飞轮储能系统的转子散热机构，其特征在于：包括设置在飞轮储能系统壳体内的冷却套和两组辐射板组件，冷却套外圆面与所述壳体内壁相接触，冷却套内设有通有冷却介质的介质流道，所述两组辐射板组件均套设在飞轮轴上，并分别位于电机转子的轴向两端，辐射板组件包括相对设置的壳体辐射板和转轴辐射板，其中壳体辐射板的外圆柱面与冷却套内壁连接，壳体辐射板的内圆柱面和飞轮轴之间留有间隙，转轴辐射板的内圆柱面与飞轮轴连接，外圆柱面与冷却套内壁之间留有间隙；
所述壳体辐射板和转轴辐射板上分别加工有径向间隔布置的凸齿，相对设置的壳体辐射板和转轴辐射板凸凹配合，并保留有间隙，所述凸齿为闭合的圆环形或周向间断分布的圆弧形；
所述壳体辐射板上的凸齿为圆环形，凸齿两侧形成凹槽，在凹槽内填充导热树脂；
在壳体辐射板的外圈凹槽内沿周向间隔设置多个热电制冷片；
两组辐射板组件中，壳体辐射板位于转轴辐射板的下方；
所述壳体辐射板和转轴辐射板均经过能够提高发射率的表面处理；
所述的表面处理为阳极氧化处理；
所述的壳体辐射板与冷却套过盈配合连接；
所述冷却套内的冷却介质为冷却水。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS573549A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | Generator-motor direct-coupled flywheel device |
| JPS614435A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | フライホイ−ル電源装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS573549A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | Generator-motor direct-coupled flywheel device |
| JPS614435A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | フライホイ−ル電源装置 |
| CN111525734A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-11 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种飞轮储能系统的冷却结构 |
| CN112531962A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种飞轮储能转子散热系统 |
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