CN215646421U - 一种用于液冷散热的飞轮转子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于液冷散热的飞轮转子，飞轮转子安装在飞轮储能系统中，包括转子本体，在转子本体中心孔中安装有自吸管，自吸管的顶端与转子本体固定连接，自吸管的管腔为进液流道，自吸管的下端从转子本体中心孔伸出，并设有进液口，自吸管和转子本体中心孔之间留有间隙，作为出液流道，转子本体中心孔下端的开口为出液流道的出液口，自吸管上端的侧面设有多个用于连通进液流道和出液流道的循环孔。本实用新型的转子在不使用其他外设设备的情况下实现冷却液的自动循环，降低了总体的成本和功率损耗，并且结构简单，制造方便，并且有效的隔离油路和其他部件。
Description
技术领域
本实用新型属于飞轮储能系统的散热领域，具体涉及一种用于液冷散热的飞轮转子。
背景技术
磁悬浮飞轮储能系统中，转子上的热量来源包括了电机的铁损，磁轴承的铁损，其中电机的铁损较大，并且由于转子完全悬浮在真空中，转子只能通过辐射来散热，没法进行热交换，热量累积会使转子达到很高的温度，从而导致转子上磁钢退磁以及材料的性能降低，造成安全隐患。
现有的转子散热系统一般都是在空气状态下，使用风冷散热或者液冷散热。而磁悬浮飞轮储能系统内部没有空气，无法进行风冷散热；液冷散热一般为纯机械系统，系统内部没有电气部分，而飞轮系统内部的电气部分导致普通的液冷系统会对电气部分造成影响，需要隔离冷却液和电气部分，从而需要专门设计液冷系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于液冷散热的飞轮转子，在转子本体中心孔设置自吸管，可以在旋转中吸取冷却液槽的冷却液，通过冷却液的上升流动和回流，形成对飞轮转子的持续冷却，并且冷却中冷却液始终在转子本体中心孔中循环，因此可以有效的与飞轮储能系统中的其他结构分隔开。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于液冷散热的飞轮转子，飞轮转子安装在飞轮储能系统中，包括转子本体，在转子本体中心孔中安装有自吸管，自吸管的顶端与转子本体固定连接，自吸管的管腔为进液流道，自吸管的下端从转子本体中心孔伸出，并设有进液口，自吸管内设有自吸结构，自吸管和转子本体中心孔之间留有间隙，作为出液流道，转子本体中心孔下端的开口为出液流道的出液口，自吸管上端的侧面设有多个用于连通进液流道和出液流道的循环孔。
所述循环孔在自吸管上沿自吸管的圆周方向均匀间隔设置。
所述自吸管的自吸结构为进液口内壁加工的沿自吸管轴向延伸的螺旋槽。
所述自吸管的自吸结构为安装在自吸管进液口处的一个带有斜角的叶轮。
所述自吸结构在使用时整体或者一部分浸泡在冷却液中。
所述出液口位置固定安装自吸管稳定环，自吸管稳定环的内径和自吸管的外径相吻合。
所述的自吸管稳定环在自吸管上设置多个。
所述自吸管稳定环上设有围绕自吸管间隔设置的多个过液孔，过液孔与出液流道连通。
所述过液孔沿自吸管稳定环的周向均匀分布，且过液孔为弧形孔。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的转子在不使用其他外设设备的情况下实现冷却液的自动循环，降低了总体的成本和功率损耗，并且结构简单，制造方便，并且有效的隔离油路和其他部件。
在使用时，自吸管的下端浸没在冷却液液面以下，在自吸管高速旋转的情况下，自吸管内部上下存在压差，使冷却液向上运动；在自吸管进液口的螺旋槽或叶轮可以构成自吸结构，将冷却液持续吸入自吸管，形成稳定的、连续的冷却液流，带走流经的转子本体部分的热量，冷却液到达自吸管管腔顶部时，在离心力作用下从循环孔中被甩出到出液流道内，然后在重力作用下向下流动，从出液口流出，回到下方的冷却液槽中，完成一次液冷循环。冷却液槽中的冷却液还可以被外接的冷却设备所冷却，从而进一步的提高对飞轮转子的冷却效果。
本实用新型中的自吸管稳定环可以对自吸管下部进行周向固定，防止自吸管在高速旋转中出现晃动，保证结构的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中一种自吸管的结构示意图；
图3为图2中自吸管的A-A剖视图；
图4为本实用新型中另一种自吸管的剖视图；
图5为本实用新型中自吸管稳定环的结构示意图；
图中标记：1、转子本体，2、自吸管，3、出液流道，4、转子本体中心孔，5、自吸管稳定环，6、循环孔，7、进液流道，8、叶轮，9、螺旋槽，10、进液口，11、过液孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。
参照附图所示，图1为本实用新型所述的可用于液冷散热的飞轮转子结构示意图；图2为本实用新型中自吸管的结构示意图，由于自吸管长度较大，为了突出其内部和两端部的结构，将中间部分予以省略，因此图2～4为自吸管结构的省略画法；图5为本实用新型中自吸管稳定环的结构示意图。
如图所示，本实用新型所述的用于液冷散热的飞轮转子包括转子本体1，在在转子本体中心孔4中安装有自吸管2，自吸管2的顶端与转子本体1固定连接，以保证自吸管2可以与转子本体1高速旋转，自吸管2的管腔为进液流道7，自吸管2的下端从转子本体中心孔4伸出，并设有进液口10，在使用时，进液口10要伸入到冷却液的液面以下，随着自吸管2的高速旋转，自吸管2内部上下存在压差，使冷却液向上运动；自吸管2和转子本体中心孔4之间留有间隙，作为出液流道3，转子本体中心孔4下端的开口为出液流道3的出液口，自吸管2上端的侧面沿周向均匀间隔设有多个用于连通进液流道7和出液流道3的循环孔6，在转子本体1的高速旋转中，进入自吸管2的冷却液可以经循环孔6被离心力甩入出液流道3，随着冷却液在出液流道3的聚集，在自重影响下向下流动，经出液口流出，回到下方的冷却液槽中。
为了进一步确保冷却液可以持续进入自吸管2，并在进液流道7内冷却液流动的连续性，自吸管2的下端进液口10位置设置自吸结构，使用时自吸结构全部或部分浸入冷却液面以下，随着转子的高速旋转，自吸结构将冷却液引导入自吸管2，并向上流动。自吸结构可以是如图2、3所示的螺旋槽9，螺旋槽9开设在进液口10内壁上，沿自吸管2轴向延伸；自吸结构也可以是如图4所示的叶轮8。
在图2、3中，自吸管2的进液口10内壁设有沿自吸管2轴向向上延伸的螺旋槽9，引导冷却液沿螺旋槽9流动。
在图4中，在自吸管2的进液口10处通过支架安装叶片倾斜设置的叶轮8，在转子旋转时，叶轮8随着自吸管2旋转，产生泵的作用，将冷却液持续送入自吸管2的进液流道7。
在使用中，可以根据需要设置所述螺旋槽9的槽型、宽度以及高度，还可以根据需要设计叶轮8的叶片数量、叶片角度，只要可以保证自吸管2内形成持续的液流即可。
作为进一步的改进，所述自吸管2的下端呈锥形，锥形段的小直径端设置所述的进液口10。
在飞轮转子1高速旋转时，为了避免自吸管2出现晃动，在所述的出液口位置固定设置一个环形的自吸管稳定环5，自吸管稳定环5的外圆面与转子本体中心孔4固接，内圆面与自吸管2的外圆面固接。
进一步的，所述自吸管稳定环5上设有围绕自吸管2均匀间隔设置多个过液孔11，且过液孔11均为弧形孔，可以增大冷却液的通过面积，因此过液孔11需要与出液流道3连通。
本实用新型在使用时，所述的冷却液槽中放置的冷却液为冷却油，随着转子本体1和自吸管2的高速旋转，冷却油被自吸结构提升到进液流道7内，在此过程中冷却油可以对飞轮转子进行冷却散热，当冷却油到达自吸管2顶部时，在离心力作用下，经循环孔6进入出液流道3，由于出液流道3内壁为光滑的，因此在重力作用下，冷却油向下流动，在向下流动的过程中，冷却油再一次对飞轮转子降温冷却，最后冷却油经自吸管稳定环5的过液孔11流出，回到冷却液槽中，完成一次散热循环。
为了进一步的提高散热效果，还可以利用外接的冷却设备对冷却液槽进行散热，使得回流的冷却油温度降低，满足下一次循环散热的需要。
以上实施例仅用以说明本实用新型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实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型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 (9)
1.一种用于液冷散热的飞轮转子，飞轮转子安装在飞轮储能系统中，包括转子本体，其特征在于：在转子本体中心孔中安装有自吸管，自吸管的顶端与转子本体固定连接，自吸管的管腔为进液流道，自吸管的下端从转子本体中心孔伸出，并设有进液口，自吸管内设有自吸结构，自吸管和转子本体中心孔之间留有间隙，作为出液流道，转子本体中心孔下端的开口为出液流道的出液口，自吸管上端的侧面设有多个用于连通进液流道和出液流道的循环孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述循环孔在自吸管上沿自吸管的圆周方向均匀间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述自吸管的自吸结构为进液口内壁加工的沿自吸管轴向延伸的螺旋槽。
4.根据权利要求1所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述自吸管的自吸结构为安装在自吸管进液口处的一个带有斜角的叶轮。
5.根据权利要求3或4所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述自吸结构在使用时整体或者一部分浸泡在冷却液中。
6.根据权利要求5所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述出液口位置固定安装自吸管稳定环，自吸管稳定环的内径和自吸管的外径相吻合。
7.根据权利要求6所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述的自吸管稳定环在自吸管上设置多个。
8.根据权利要求6所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述自吸管稳定环上设有围绕自吸管间隔设置的多个过液孔，过液孔与出液流道连通。
9.根据权利要求8所述的一种用于液冷散热的飞轮转子，其特征在于：所述过液孔沿自吸管稳定环的周向均匀分布，且过液孔为弧形孔。
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