CN217977208U - 一种储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统，该储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统结构简单，能够有效的对飞轮轴进行降温；该结构包括传输组，其一端用于固定在飞轮轴底部开设的散热槽内，与散热槽内侧壁之间形成出口流道，且传输组跟随飞轮轴进行旋转；进油装置一端穿设在传输组另一端内；储油槽与散热槽相邻设置，且进油装置的另一端置于储油槽内；该机构包括壳体及飞轮轴，还包括储能飞轮的散热结构；飞轮轴底部开设散热槽；传输组一端固定在散热槽内，进油装置一端穿设在传输组另一端；储油槽设置在壳体底部，并与散热槽相邻设置；本实用新型提出的储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统结构简单，能够在降低设计难度的同时降低制造成本和后期维护的难度。

Description

一种储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统

技术领域

本实用新型涉及储能飞轮技术领域，尤其是涉及一种储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统。

背景技术

储能飞轮系统在高真空的特殊条件下运行，飞轮转子发热无法通过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。

现有技术中，公开号CN 114562556 A，名称一种散热结构和飞轮储能转子散热机构；其公开了飞轮轴顶部开设的储油槽中设置叶轮组，并通过连接部进行连通储油槽和散热部，并在飞轮轴旋转的过程中通过叶轮组将储油槽中的冷却介质置于连接部内，并经过连接部的传送进入到冷却板上，并在冷却板上的冷却道内进行传送，并在传送的过程中与外部进行热交换，完成散热，进一步的循环操作实现对飞轮轴的降温；

然而，现有技术中，是在飞轮轴顶部开设储油槽，并通过连接部将冷却介质传输到外部的冷却板后进行散热，其中连接部与储油槽之间需要确保密封性，避免出现冷却介质的外泄；另外，冷却介质在冷却板上进行散热，同样需要保证冷却板与壳体顶部内部之间形成的传输空间的密封性，避免冷却介质外泄；由此可知，由于多个位置之间并非直接连接，因此，需要考虑多个位置的密封性，进而造成整体结构复杂程度增加，这样便造成了设计阶段需要增加更多的精力来解决上述问题，进而增加了设计难度的同时增加制造成本和后期维护难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统，该储能飞轮的散热结构及储能飞轮系统结构简单，能够有效的对飞轮轴进行降温；

本实用新型提供一种储能飞轮的散热结构，包括：

传输组，一端用于固定在飞轮轴底部开设的散热槽内，与散热槽内侧壁之间形成出口流道，传输组的内部与所述出口流道连通，且传输组能够跟随飞轮轴旋转；

进油装置，一端穿设在传输组另一端内，进油装置中的油液能够在传输组的旋转下进入传输组的内部；

用于盛放油液的储油槽，与散热槽相邻设置，且进油装置的另一端置于储油槽内。

作为进一步的技术方案，传输组包括：

传输管，一端固定在散热槽内的底部，与散热槽的内侧壁之间形成所述出口流道，另一端置于储油槽内的油液中；

扰流结构，设置在传输管另一端的内侧壁上，且扰流结构上设置有进油道；

若干排油孔，设置在传输管所述散热槽2固定的一端，从而使得传输组内部与出口流道连通。

作为进一步的技术方案，扰流结构包括：

固定套筒，设置在传输管另一端的内侧壁上；

若干叶片，设置在固定套筒内侧壁上，且若干叶片远离固定套筒内侧壁的一端形成进油道。

优选的，若干叶片等间距设置在固定套筒内侧壁的周面上。

优选的，若干排油孔等间距设置在传输管与所述散热槽2固定的一端的外周面。

优选的，若干排油孔的中心线均与传输管的中心线垂直。

作为进一步的技术方案，进油装置包括：

进油部，设置在储油槽内；且进油部上设置有若干进油孔；

输油部，一端与进油部连通，另一端穿设在传输组的另一端内。

优选的，输油部的直径小于传输组另一端的内径。

本实用新型还提出一种储能飞轮系统，包括壳体及飞轮轴，还包括储能飞轮的散热结构；壳体收容飞轮轴，飞轮轴底部开设散热槽；传输组一端固定在散热槽内，进油装置一端穿设在传输组另一端；储油槽设置在壳体底部，并与散热槽相邻设置。

作为进一步的技术方案，还包括：散热装置，设置在储油槽外侧表面。

本实用新型的技术方案通过飞轮轴带动传输组进行旋转，并通过传输组产生的力使储油槽中的油液进入到进油装置，并通过进油装置的传输后进入到传输组，经传输组传输后，油液在传输组一端排出到散热槽内，通过油液与散热槽之间的热交换带走飞轮轴的热量，而获取热量的油液在自身重力的作用下经出口流道排出后回流到储油槽，循环操作实现对飞轮轴进行持续降温；与现有技术相比，本实用新型的技术方案结构简单，能够在降低设计难度的同时降低制造成本和后期维护的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中储能飞轮系统的结构示意图；

图2为扰流结构与进油装置的结构示意图；

图3为进油装置的结构示意图；

图4为扰流结构的结构示意图；

图5为扰流结构的剖视图。

附图标记说明：

1-传输组；11-传输管；12-扰流结构；121-固定套筒；122-叶片；123- 导流壁；13-进油道；14-排油孔；2-散热槽；3-出口流道；4-进油装置； 41-进油部；42-进油孔；43-输油部；5-储油槽；6-壳体；7-飞轮轴；8-散热装置。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向 "、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直 "、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-4所示，本实用新型提出的一种储能飞轮的散热结构，包括：

传输组1一端用于固定在飞轮轴7底部开设的散热槽2内，与散热槽 2内侧壁之间形成出口流道3，传输组1的内部与出口流道3连通，且传输组1能够跟随飞轮轴7旋转；进油装置4一端穿设在传输组1另一端内，进油装置4中的油液能够在传输组1的旋转下进入传输组1的内部；储油槽5与散热槽2相邻设置，且进油装置4的另一端置于储油槽5内，通过储油槽5盛放油液；使用阶段，需要保证进油装置4的另一端置于储油槽 5内，并固定在储油槽5底部，避免在传输组1的作用下出现进油装置4 的晃动；另外，传输组1的另一端需要保证置于储油槽5内油液的液面以下，确保更好的使油液进入到传输组1；

当飞轮轴7进行旋转时，由于传输组1与飞轮轴7为固定连接，因此飞轮轴7会带动传输组1同时进行旋转；在传输组1的作用下，一方面使储油槽5的油液进入到传输组1内，另一方面使油液进入到进油装置4，并通过进油装置4使进入的油液传输到传输组1，供传输组1进行传输；传输组1内被传送的油液是由传输组1的另一端传输到传输组1一端，当达到传输组1一端时，将油液排出到散热槽2，并与散热槽2之间进行热交换，获取热量后的油液在自身重力的作用下经出口流道3回流，回流至储油槽5，完成一次对飞轮轴7的降温；循环操作实现持续对飞轮轴7的降温；其中，

传输组1包括传输管11、扰流结构12和若干排油孔14，该传输管11 一端固定在散热槽2的底部，与散热槽2的内侧壁之间形成出口流道3，本实用新型中，优选的传输管11的一端铆接在散热槽2内的底部，另一端置于储油槽5内的油液中；扰流结构12设置在传输管11另一端的内侧壁上，且扰流结构12上设置有进油道13；若干排油孔14设置在传输管11 与散热槽2固定的一端，从而使得所述传输组1内部与所述出口流道3连通；当飞轮轴7进行旋转时，会带动传输管11一同进行旋转；由于扰流结构12设置在传输管11另一端，因此，当传输管11进行旋转时，扰流结构 12随之一同进行旋转，这样在扰流结构12的作用下，会产生吸力，将油液吸入到进油装置4中，并通过进油装置4将油液传输到传输管11中；

当然，本实用新型中，由于传输管11的另一端处于液面以下，这样当传输管11进行旋转时会将邻近传输管11另一端的油液吸入到传输管11 内，并配合进油装置4进入的油液同时在传输管11中进行传输；即进入到传输管11的油液在扰流结构12的作用下会由传输管11的另一端向传输管 11的一端传输；并在传输到若干排油孔14的位置后，将传输管11中的油液排出到散热槽2；

而，在本实用新型中，若干排油孔14等间距设置在传输管11与所述散热槽2固定的一端的外周面；这样经过若干排油孔14排出的油液可以更加均匀的排出到散热槽2内；且，优选的若干排油孔14的中心线均与传输管11的中心线垂直；这样经若干散热槽2排出的油液会直接喷洒在散热槽2内侧壁上，能够进一步提高热交换的效率，提高散热效果；

如图2-4所示，扰流结构12包括固定套筒121和若干叶片122，该固定套筒121设置在传输管11另一端的内侧壁上；若干叶片122设置在固定套筒121内侧壁上，且若干叶片122远离固定套筒121内侧壁的一端形成进油道13；具体的，叶片122为弧形结构，且沿固定套筒121的内侧壁设置，如图5所示，固定套筒121的内侧壁为导流壁123，且为与叶片122 的弧形结构相适配的弧形结构；当然为保证油液均匀进入，优选的，若干叶片122等间距设置在固定套筒121内侧壁的周面上；

如图2或4所示，叶片122为弧形结构，且凹陷一侧的面朝向飞轮轴 7所在方向，这样在跟随飞轮轴7进行旋转时，由于叶片122结构的存在会产生吸力，将油液吸入传输管11；而由于进油装置4穿设在传输管11 的另一端内，因此，当旋转时，叶片122产生的吸力会传导到进油装置4 中，并使油液通过若干进油孔42进入到进油装置4内，并经进油装置4传输后进入到传输管11，进行后续的传输；其中，

所述进油装置4包括进油部41和输油部43，该进油部41设置在储油槽5内；且进油部41上设置有若干进油孔42；输油部43一端与进油部41 连通，另一端穿设在传输组1的另一端内；这样在扰流结构12的作用下油液经若干进油孔42进入到进油部41内，并在进油部41内持续传输后进入到输油部43，经输油部43进入到传输组1，通过传输组1进一步传输；其中，进油部41的直径大于输油部43的直径，这样能够保证进油部 41有足够的油液储备，保证进入到输油部43的油液的充足；提高油液进入的效果；

另外，本实用新型中，优选的，输油部43的直径小于传输组1另一端的内径；穿设在传输组1内的输油部43的直径小于扰流结构12的内径，即穿设在传输组1内的输油部43的直径小于进油道13的直径，这样使得输油部43与进油道13之间存在空隙，进而降低叶片122对进入油液的阻力，确保足够的油液进行到传输组1内；提高油液传输的效率；

如图1所示，本实用新型还提出一种储能飞轮系统，包括壳体6及飞轮轴7，还包括储能飞轮的散热结构；壳体6收容所述飞轮轴7，飞轮轴7 底部开设散热槽2；传输组1一端固定在散热槽2内，进油装置4一端穿设在传输组1另一端；储油槽5设置在壳体6底部，并与散热槽2相邻设置；本实用新型中，可以将储油槽5设置在壳体6外侧，并与壳体6密封连接后形成储油槽5的结构，这样一方面能够释放壳体6内的空间，另一方面能够更好的使吸收热量的油液在储油槽5中与壳体6之间进行热交换；

当然，为提高散热效率，本实用新型中优选的设置有散热装置8，该散热装置8设置在储油槽5外侧表面；这样带有热量的油液进入到储油槽 5后，与壳体6之间进行热交换，而获取热量的壳体6与散热装置8进行热交换，通过散热装置8将热量传输到外部；本实用新型中，优选的散热装置8为风冷板或液冷板等，具体的以实际情况为准，本实用新型对此不再进一步限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种储能飞轮的散热结构，其特征在于，包括：

传输组(1)，一端用于固定在飞轮轴(7)底部开设的散热槽(2)内，与所述散热槽(2)内侧壁之间形成出口流道(3)，所述传输组(1)的内部与所述出口流道(3)连通，且所述传输组(1)能够跟随飞轮轴(7)旋转；

进油装置(4)，一端穿设在所述传输组(1)另一端内，所述进油装置(4)中的油液能够在传输组(1)的旋转下进入传输组(1)的内部；

用于盛放油液的储油槽(5)，与所述散热槽(2)相邻设置，且所述进油装置(4)的另一端置于所述储油槽(5)内。

2.根据权利要求1所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，所述传输组(1)包括：

传输管(11)，一端固定在散热槽(2)的底部，与所述散热槽(2)的内侧壁之间形成所述出口流道(3)，另一端置于所述储油槽(5)内的油液中；

扰流结构(12)，设置在所述传输管(11)另一端的内侧壁上，且所述扰流结构(12)上设置有进油道(13)；

若干排油孔(14)，设置在所述传输管(11)与所述散热槽(2)固定的一端，从而使得所述传输组(1)内部与所述出口流道(3)连通。

3.根据权利要求2所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，所述扰流结构(12)包括：

固定套筒(121)，设置在所述传输管(11)另一端的内侧壁上；

若干叶片(122)，设置在所述固定套筒(121)内侧壁上，且若干叶片(122)远离所述固定套筒(121)内侧壁的一端形成进油道(13)。

4.根据权利要求3所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，若干叶片(122)等间距设置在所述固定套筒(121)内侧壁的周面上。

5.根据权利要求2所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，若干所述排油孔(14)等间距设置在所述传输管(11)与所述散热槽(2)固定的一端的外周面。

6.根据权利要求5所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，若干所述排油孔(14)的中心线均与传输管(11)的中心线垂直。

7.根据权利要求1所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，所述进油装置(4)包括：

进油部(41)，设置在所述储油槽(5)内；且所述进油部(41)上设置有若干进油孔(42)；

输油部(43)，一端与所述进油部(41)连通，另一端穿设在所述传输组(1)的另一端内。

8.根据权利要求7所述的储能飞轮的散热结构，其特征在于，所述输油部(43)的直径小于所述传输组(1)另一端的内径。

9.一种储能飞轮系统，包括壳体(6)及飞轮轴(7)，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的储能飞轮的散热结构；所述壳体(6)收容所述飞轮轴(7)，所述飞轮轴(7)底部开设所述散热槽(2)；所述传输组(1)一端固定在所述散热槽(2)内，所述进油装置(4)一端穿设在所述传输组(1)另一端；所述储油槽(5)设置在所述壳体(6)底部，并与所述散热槽(2)相邻设置。

10.根据权利要求9所述的储能飞轮系统，其特征在于，还包括：散热装置(8)，设置在所述储油槽(5)外侧表面。

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