CN203166684U - 磁动式飞轮储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁动式飞轮储能装置，其主要是利用磁铁异极性相吸、同极性相斥的特性，于飞轮顶、底面上设置磁盘，并于顶部磁盘上侧设置一端部设有磁盘的动力源，于底部磁盘下侧设置一磁浮盘，藉此，该飞轮利用其底面磁盘与磁浮盘同极性相斥而磁浮于该磁浮盘上，该动力源驱动其端部磁盘旋转，以异极相吸原理磁力牵引设于飞轮的顶面磁盘驱使飞轮转动，使飞轮在惯性运动下而逐渐增加转速，达到以磁力驱动飞轮储能的目的。

Description

磁动式飞轮储能装置

技术领域

本实用新型涉及一种飞轮储能装置，特别是指磁力驱动飞轮的磁动式飞轮储能装置

背景技术

在所有常用的能量型态之中，电能的储存比较困难。如果能有效的储存电能，电力公司就可以在离峰时把多余的电能储存，或是用低成本机组发电储存，在尖峰用电时再把它释放出来，如此就不必盖太多的尖载机组来供应短时间的尖峰需求。

目前大规模的电能只能使用“抽蓄水力”，利用两个水池的水位落差来储存能量。蓄电池为另一种储能，然其储能密度不大，且储存少量的电能却要耗用相当的体积与重量亦不环保。又如风力、太阳能、波浪及潮汐发电等再生能源，电能的产生是间歇且不连续的，其电能储存方式是把所产生的电能用来电解水，产生氢气与氧气储存起来，再运送到燃料电池的发电厂做为燃料，惟其能量数次转换过程中易有损耗且增加制作成本。

值得注意的是，飞轮系统是一种在旋转运动中用于储存旋转动能的机械装置，其在充电时，电流流经马达驱动飞轮增加速度，藉由飞轮旋转运动，将能量以动能(旋转)的形式储存电力，在飞轮系统放电时，则经由飞轮的旋转带动发电机产生电流，输出供给负载；其中，飞轮所储存的能量和其质量原正比，亦和飞轮旋转的速度平方成正比，随着材料科学提出高强度碳纤维和玻璃纤维的出现，大幅提升飞轮的最高容许转速，亦增加了单位质量的动能储量，且利用磁浮原理将飞轮以磁力承载，亦可以飞轮的摩擦降到最低，使飞轮能顺利将旋转动能转换成频率与电压稳定的电能输出。

实用新型内容

本实用新型主要是利用磁铁异极性相吸、同极性相斥的特性，令一端部设有磁盘的动力源，藉磁力驱动一端部设有磁盘的飞轮旋转，达到提供一种磁动式飞轮储能装置的目的。

为达上述目的，依据本实用新型所提供的一种磁动式飞轮储能装置，包括：一动力源，具有一传动轴，定义沿该传动轴延伸方向为一X方向；一驱动磁盘，系中心为该传动轴末端穿设固定的多极性磁盘，具有相对的一朝向该动力源的顶面以及一沿周缘设有复数磁石的底面，各该磁石具有分别朝向驱动磁盘周缘及中心的二磁极；一磁浮盘，具有极性相异的相对一顶面磁极及一底面磁极，令该磁浮盘顶面磁极朝向该驱动磁盘地为一轴杆沿该X方向穿置；一飞轮，成形为薄缘形态飞轮，该飞轮具有一朝向该驱动磁盘的顶面及一朝向该磁浮盘的底面，该顶面及该底面中心处分别凹设一顶槽及一底槽，该顶槽与该底槽之间具有一沿该X方向开设的轴孔连通，令该轴杆穿置该飞轮轴孔且容置于飞轮的该顶槽及该底槽内；一第一磁盘，具有中心为该轴杆穿置且嵌固于该飞轮顶槽的一盘体，令该盘体朝向该驱动磁盘的面沿其周缘设有复数磁石，各该磁石具有分别朝向该第一磁盘周缘及中心的二磁极，且该第一磁盘磁石与该驱动磁盘磁石系以相异极性的磁极对应设置；一第二磁盘，具有极性相异的相对二磁极面，令该第二磁盘为该轴杆穿置嵌固于该飞轮底槽内，且该第二磁盘朝向该磁浮盘的该磁极面与磁浮盘的该顶部磁极极性相同。

进一步的，所述飞轮的所述顶面与底面之间具有一周面连接，所述飞轮周面设有复数磁石并围设有一套环件，所述套环件具有相对的一内环面及一外环面，所述套环件内环面设有复数磁极与所述飞轮周面磁石极性相同的磁石。

进一步的，所述飞轮储能装置的磁浮盘轴杆周围成形有一基面，所述套环件成形有复数支脚供设置于所述基面。

藉此，该飞轮利用其底面的第二磁盘与磁浮盘同极性相斥而磁浮于该磁浮盘上，该驱动磁盘为该动力源驱动旋转后，利用异极相吸原理，磁力牵引设于飞轮顶面的第一磁盘驱使飞轮转动，配合飞轮的惯性运动而逐渐增加转速，达到以磁力驱动飞轮储能的目的。

有关于本实用新型为达成上述目的，所采用的技术、手段及其他功效，兹举一较佳可行实施例并配合图式详细说明如后。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1本实用新型的外观结构示意图；

图2本实用新型的结构侧视示意图；

图3本实用新型的驱动磁盘底面的磁石排列示意图；

图4本实用新型的飞轮顶面磁盘的磁石排列示意图；

图5本实用新型的飞轮周围设置磁力环的侧视结构剖视示意图；

图6本实用新型的飞轮及其周围磁力环的上视结构示意图。

主要附图标记说明：

动力源10                     传动轴11

X方向

驱动磁盘20                   顶面21

底面22                       磁石23

磁极231、232

磁浮盘30                     顶面磁极31

底面磁极32                   轴杆33

飞轮40                       顶面41

顶槽411                      底面42

底槽421                      轴孔43

周面44                       磁石45

第一磁盘50                   盘体51

磁石52                       磁极521、522

第二磁盘60                   磁极面61

磁极面62

套环件70                     内环面71

外环面72                     磁石73

支脚74                       基面A

具体实施方式

为使贵审查员对本实用新型的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下配合附图详述如后。

请以图1配合参阅图2-4所示，本实用新型提供一种磁动式飞轮储能装置，其主要是利用磁铁异极性相吸、同极性相斥的特性，在一端部设有一驱动磁盘20的动力源10以及一磁浮盘30之间设置一飞轮40，利用磁力牵引设于飞轮40的一第一磁盘50及一第二磁盘60达到使该飞轮40磁浮以及驱动飞轮40转动储能的目的，其中：

如图1所示，该动力源10具有一传动轴11，定义沿该传动轴11延伸方向为一X方向，该传动轴11末端穿设固定于该驱动磁盘20中心，于本实施例中，该驱动磁盘20如图3成形为多极性磁盘，其具有相对的一朝向该动力源10的顶面21以及一沿周缘设有复数磁石23的底面22，各该磁石23具有分别朝向驱动磁盘20周缘及中心的二磁极231、232。

该磁浮盘30具有极性相异的相对一顶面磁极31及一底面磁极32，令该磁浮盘30顶面磁极31朝向该驱动磁盘20地为一轴杆33沿该X方向穿置；该飞轮40具有一朝向该驱动磁盘20的顶面41及一朝向该磁浮盘30的底面42，于本实施例中，该飞轮40成形为中央厚而周缘薄的薄缘形态飞轮，其顶面41与底面42之间具有一周面44连接，且该顶面41及该底面42中心处分别凹设一顶槽411及一底槽421，该顶槽411与该底槽421之间具有一沿该X方向开设的轴孔43连通，令该轴杆33穿置该飞轮40轴孔43且容置于飞轮40的该顶槽411及该底槽421内。

该第一磁盘50及该第二磁盘60分别设于该飞轮40的顶槽411及该底槽421内，其中，该第一磁盘50具有中心为该轴杆33穿置且嵌固于该飞轮40顶槽411的一盘体51，令该盘体51朝向该驱动磁盘20的面沿其周缘设有复数磁石52，各该磁石52具有分别朝向该第一磁盘50周缘及中心的二磁极231、232、521、522，且该第一磁盘50磁石52与该驱动磁盘20磁石23以相异极性的磁极对应设置，以令该第一磁盘50为该驱动磁盘20磁力牵引进而驱动飞轮40旋转；该第二磁盘60具有极性相异的相对二磁极面61、62，令该第二磁盘60为该轴杆33穿置嵌固于该飞轮40底槽421内，且该第二磁盘60朝向该磁浮盘30的该磁极面61/62与磁浮盘30的该顶部磁极31极性相同，以使该飞轮40磁浮于磁浮盘30上侧。

以上所述即为本实用新型实施例主要构件及其组态说明，至于本实用新型较佳实施例的操作方式及其功效，做以下说明。

请复参阅图1-4所示，本实用新型的该飞轮40，利用其底面42的第二磁盘60与磁浮盘30同极性相斥，而磁浮于该磁浮盘30之上，藉以降低飞轮40转动的摩擦力，增加其转速而达到提供较较飞轮40储能效果；当该磁动式飞轮储能装置作动时，先以该动力源10传动轴11驱动该驱动磁盘20旋转，此时，由于磁铁异极相吸原理，以相异磁极对应设置的驱动磁盘20磁石23与第一磁盘50磁石52，将因驱动磁盘20旋转而形成带动该第一磁盘50的磁场，进而牵引该飞轮40转动，由于飞轮40具有相当重量，在为驱动磁盘20驱动开始旋转后，将因惯性作用而逐渐加速储能。藉此，当输入功较输出功大时，飞轮40会将多余能量转换为本身的动能，同时使飞轮40加速；当输入功较输出功小时，飞轮40会减速，释放的动能即可成为功率的输出。

另请配合参阅图5、图6所示，为提高飞轮40转动时的稳定度，本实用新型所提供的磁动式飞轮储能装置，其磁浮盘30轴杆33周围成形有一基面A，该基面A供设置一围设于飞轮40周面44的套环件70，如图5所示，该飞轮40周面44设有复数磁石45，该套环件70具有相对的一内环面71及一外环面72，该内环面71设有复数磁极与该飞轮40周面44磁石45极性相异的磁石73，且该套环件70成形有复数支脚74设置于该基面A上；透过在飞轮40周面44与套环件70内环面71之间设置极性相同的磁石45、73，利用磁铁同极性相斥原理，使该飞轮40为磁场牵引，而不易偏移稳定地以X方向为轴心转动，且在飞轮40转动时，该相斥磁场亦形成牵引飞轮40加速的力量，具提升本实用新型磁动式飞轮储能装置的储能效果。

综上所述，本新型透过上述结构，该飞轮40确实可利用磁场牵引，而为该驱动磁盘20磁性驱动旋转，配合其本身的惯性运动及该磁浮盘30的设置，达到加速储能及降低旋转摩擦力的目的；此外，利用同极性相斥原理在飞轮40周面44周围设置该套环件70，当该飞轮40旋转时，间隔设置的磁石45、73，确实可藉其磁场牵引飞轮40持续旋转，且可有效避免飞轮40在旋转过程中偏移该X方向。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种磁动式飞轮储能装置，其特征在于，包括：

一动力源，具有一传动轴，定义沿所述传动轴延伸方向为一X方向；

一驱动磁盘，中心为所述传动轴末端穿设固定的多极性磁盘，具有相对的一朝向所述动力源的顶面以及一沿周缘设有复数磁石的底面，各所述磁石具有分别朝向驱动磁盘周缘及中心的二磁极；

一磁浮盘，具有极性相异的相对一顶面磁极及一底面磁极，令所述磁浮盘顶面磁极朝向所述驱动磁盘地为一轴杆沿所述X方向穿置；

一飞轮，成形为薄缘形态飞轮，所述飞轮具有一朝向所述驱动磁盘的顶面及一朝向所述磁浮盘的底面，所述顶面及所述底面中心处分别凹设一顶槽及一底槽，所述顶槽与所述底槽之间具有一沿所述X方向开设的轴孔连通，令所述轴杆穿置所述飞轮轴孔且容置于飞轮的所述顶槽及所述底槽内；

一第一磁盘，具有中心为所述轴杆穿置且嵌固于所述飞轮顶槽的一盘体，令所述盘体朝向所述驱动磁盘的面沿其周缘设有复数磁石，各所述磁石具有分别朝向所述第一磁盘周缘及中心的二磁极，且所述第一磁盘磁石与所述驱动磁盘磁石以相异极性的磁极对应设置；

一第二磁盘，具有极性相异的相对二磁极面，令所述第二磁盘为所述轴杆穿置嵌固于所述飞轮底槽内，且所述第二磁盘朝向所述磁浮盘的所述磁极面与磁浮盘的所述顶部磁极极性相同。

2.如权利要求1所述的磁动式飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮的所述顶面与底面之间具有一周面连接，所述飞轮周面设有复数磁石并围设有一套环件，所述套环件具有相对的一内环面及一外环面，所述套环件内环面设有复数磁极与所述飞轮周面磁石极性相同的磁石。

3.如权利要求1所述的磁动式飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮储能装置的磁浮盘轴杆周围成形有一基面，所述套环件成形有复数支脚供设置于所述基面。

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