KR102352596B1 - 플라이휠 시스템 - Google Patents

Abstract

본 개시는 플라이휠 시스템에 관한 것이다. 이 플라이휠 시스템은, 회전 축 및 이 회전 축에 연결되는 플라이휠 로터를 포함한다. 또한, 본 시스템은 플라이휠 로터에 연결되는 구동기 및/또는 발전기를 포함한다. 본 발명에 따르면,플라이휠 로터는, 적어도 0.85 m, 바람직하게는 적어도 1 m, 더 바람직하게는 적어도 1.30 m의 반경 방향의 외측 반경을 갖는다. 본 발명은 또한 적어도 0.30 m, 바람직하게는 적어도 0.45 m, 더 바람직하게는 적어도 0.60 m의 축방향 두께를 갖는 플라이휠 로터에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 적어도 2.5 톤, 바람직하게는 적어도 4 톤, 더 바람직하게는 적어도 5 톤의 중량을 갖는 로터를 포함하는 플라이휠 시스템에 관한 것이다.

Description

플라이휠 시스템{A FLYWHEEL SYSTEM}

본 개시는 플라이휠 시스템에 관한 것이다.

많은 플라이휠 시스템은 일반적으로 적어도 플라이휠 및 구동기/발전기를 포함하는 것으로 알려져 있다. 통상적인 용도의 경우, 예컨대 차량 등에서 에너지를 절감하기 위해, 본 기술 분야에서는 점점 더 컴팩트하고 더 작은 플라이휠 시스템을 제공하고자 하는 경향이 있다.

그러한 기술 분야에서의 이러한 경향에도 불구하고, 특히 정치식 구성의 경우에는 오랜 시간 동안 에너지를 저장하는 효율적인 방식이 요망되고 있다. 본 개시에 대해 더 관련 있는 기술 분야라고 생각되는 이 기술 분야에서, 플라이휠 시스템의 잠재성이 완전히 간과되었다.

본 개시는 에너지의 예상되는 고용량 및 고 에너지 저장을 위한 적절한 치수의 플라이휠에 근거하여 특히 기계적인 방식으로 오랜 시간 동안 에너지를 저장하기 위한 효율적인 시스템을 제공하고자 한다.

US-2003/192449에는 스포크(spoke) 구성을 갖는 큰 링형 플라이휠이 개시되어 있는데, 스포크는 회전 축과 링형 플라이휠 사이의 연결 요소를 형성한다. US-2011/120455에는 디스크형 플라이휠이 개시되어 있으며, 이 플라이휠은 회전 축에 바로 접하며, 그리고 WO-03/017449에는 각기 허브에 회전가능하게 연결되어 있는 복수의 판으로 구성된 플라이휠이 개시되어 있고, 상하측 벽은 판을 위한 공간을 형성하고 양력을 발생시키는 날개 프로파일을 갖는다.

본 개시의 실시 형태는 플라이휠 시스템을 제공하는 바, 이 플라이휠 시스템은, 회전 축; 링형 플라이휠 로터; 상기 링형 플라이휠 로터를 회전 축에 연결하는 적어도 하나의 연결 요소; 및 상기 플라이휠 로터에 연결되는 구동기 및/또는 발전기를 포함하고, 상기 플라이휠 로터는, 적어도 0.85 m, 바람직하게는 적어도 1 m, 더 바람직하게는 적어도 1.30 m의 반경 방향의 외측 반경, 적어도 0.30 m, 바람직하게는 적어도 0.45 m, 더 바람직하게는 적어도 0.60 m의 축방향 두께, 및 적어도 2.5 톤, 바람직하게는 적어도 4 톤, 더 바람직하게는 적어도 5 톤의 중량을 갖는다. 특정 실시 형태에서 상기 두께는 직립 또는 누워 있는 배향에서 축의 길이에 관계될 수 있고 또는 다른 실시 형태에서는, 더욱 사실상은, 회전 축이 연장되어 있는 방향으로의 플라이휠 로터의 두께에 관계될 수 있다. 이러한 치수는 단지 플라이휠 및 특히 플라이휠 시스템의 비교적 큰 크기의 예일 뿐이고, 거기에 저장될 수 있는 상관된 증가된 양의 에너지가 그로부터 많이 명백하게 될 수 있다. 크기와 중량의 이러한 치수는 관련 기술 분야에서의 소형화 경향과는 크게 대조적인 것이다. 그럼에도, 그로 인해 상당한 효율이 얻어질 수 있고, 고효율을 갖는 시스템이 예기치 않게 얻어질 수 있다.

본 개시에 따르면, 그리고 전술한 종래 기술에 추가로, 상기 적어도 하나의 연결 요소는 디스크형이고, 링형 플라이휠 로터의 제 1 축방향 단부 상에 또는 제 1 축방향 단부에 접해 배치되어 링형 플라이휠과 회전 축을 고정적으로 연결하며, 상기 디스크형 연결 요소는 수축 끼워맞춤 연결을 통해 회전 축에 연결된다.

본 개시의 실시 형태는 저장될 수 있는 다량의 에너지에 대해 독특한 이점과 발명 효과를 갖는다. 그러한 기본적으로 더 큰 치수의 플라이휠 덕분에, 유효한 사용이 요구될 때까지 저장될 수 있는 관련된 더 많은 양의 에너지가 얻어질 수 있다.

일 특별한 실시 형태에서, 상기 플라이휠 시스템에서 상기 플라이휠 로터는 링형일 수 있고, 적어도 0.75 m, 바람직하게는 적어도 1 m, 더 바람직하게는 적어도 1.10 m의 반경 방향의 내측 반경을 가질 수 있다.

예컨대, 위에서 언급한 바와 같은 치수의 적절한 조합을 갖는 플라이휠 시스템에서, 플라이휠 시스템의 사용시 상기 구동기 및/또는 발전기는 적어도 600 rpm 내지 1800 rpm, 바람직하게는 1000 rpm 이상 또는 적어도 1400 rpm 이상, 더 바람직하게는 최대 약 1800 rpm의 속도로 플라이휠을 회전시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 언급된 회전 속도와의 조합과 함께 그러한 조합으로(반드시 공기 상승과 조합될 필요는 없음), 손실이 예컨대 기껏해야 시간 당 7.5%로 제한될 수 있는 효율이 얻어질 수 있다. 즉, 상기 시스템은 시간 당 플라이휠에 입력되는 에너지 양의 7.5% 미만의 매우 낮은 손실을 보일 수 있다. 당업자라면 이해하는 바와 같이, 이러한 결과는 적어도 놀라운데, 본 개시의 그러한 실시 형태의 이점 및/또는 발명 효과를 나타내는 것이다.

전술한 바와 같이, 플라이휠 시스템은 플라이휠 로터가 링형이라는 특징을 갖는다. 공기 부양에 근거한 비제한적인 실시 형태에서, 플라이휠 로터는 폐쇄 요소로서, 외측 둘레 있는 고질량 링과 중심에 있는 회전 축을 연결하는 디스크형 요소를 포함할 수 있다. 이러한 점은, 특히 공지된 플라이휠에 비해 증가된 치수를 갖는 플라이휠에 대해 공기 부양을 개선하는데에 기여한다. 또한, 디스크형 요소는 원심력으로 인해 작용하는 인장력을 전체 축 및/또는 허브에 고르게 분산시키는데에 기여한다.

공기 부양에 근거하지 않는 실시 형태에서는, 폐쇄 요소는, 고질량 플라이휠 로터가 매우 높은 회전 속도로 회전 축 주위로 회전될 수 있다는 이점 및/또는 발명 효과를 가질 수 있고, 플라이휠 로터의 외주는 음속에 가까운 절대 속도 움직일 수 있다. 폐쇄 요소 또는 특히 디스크형 요소를 사용함으로써, 플라이휠 로터와 회전 축 사이에 견고한 연결부가 제공될 수 있고, 이는 플라이휠 링에 의해 발생되는 인장력과 당김력 및 폐쇄 요소 또는 디스크형 요소에 작용하는 원심력을 모든 반경 방향으로 고르게 견디도록 설계될 수 있다.

본 개시의 실시 형태는 공기 부양에 근거하고 다른 것은 그렇지 않음을 유의해야 한다. 예컨대, 플라이휠의 주위 어느 곳에서 대기압을 갖는 실시 형태를 고려할 수 있지만, 이는 덜 매력적인 것으로 생각되는데, 왜냐하면, 공기 항력이 발생되어 플라이휠에 작용할 것이기 때문이다. 따라서, 공기 부양 실시형태는 바람직하게는(하지만 비배타적으로) 플라이휠 아래에서 그 플라이휠에 공기 쿠션을 발생시키는 것에 근거하는데, 그 공기 쿠션은 플라이휠을 둘러싸는 다른 공간 보다 더 높은 압력을 갖지만, 이 압력은 대기압에 비해서는 여전히 상당히 감소된 압력이다. 공기 부양에 근거하지 않은 실시 형태에서는, 플라이휠에 있는 전체 주변 공간은 바람직하게는 상당히 감소된 압력으로 있고, 공기 부양을 가능하게 하는 어떠한 격실도 없지만, 바람직하게는 가능한 한 균일한 진공을 갖는다.

또한, 상기 플라이휠 시스템은, 링형 플라이휠을 지지하는 폐쇄 요소 또는 연결 요소는 영구적인 변형을 보이지 않으면서 원심력을 견디기에 충분한 가요성을 갖는다는 대안적인 또는 추가적인 특징을 갖는다 폐쇄 요소 또는 연결 요소의 특별한 실시 형태에 따르면, 휨은 불가피할 수 있다. 그러나, 이러한 특별한 특징으로, 연결 요소 및 플라이휠의 전체적인 휨은 신뢰적인 방식으로 수용될 수 있다. 폐쇄 요소 또는 연결 요소의 신장 또는 당김은 제어가능한 정도의 반경 방향 연장을 야기할 수 있는데, 이 때에도 영구적인 변형은 일어나지 않는다.

본 개시의 실시 형태에서, 링형 플라이휠 로터를 갖는 플라이휠 시스템은, 적어도 하나의 연결 요소가 링형 플라이휠 로터의 제 1 축방향 단부와 회전 축 사이에 배치되는 특징을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 추가적인 연결 요소가 플라이휠 로터와 회전 축의 축방향으로 마주하는 축방향 단부 사이에 배치될 수 있다. 이러한 연결 요소 또는 추가적인 연결 요소는 링형 플라이휠 로터에 작용하는 반경 방향 하중, 변형과 팽창 및 횡력을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 특정 실시 형태에서 그러한 연결 요소는 링형 플라이휠 로터의 두께에 대해 축방향 중심 위치에서 디스크형 커버 요소, 휠 스포크 또는 디스크로 형성될 수 있다(여기서 더 상세히 설명하지는 않겠음). 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 본 개시에 따른 플라이휠 시스템에서, 연결 요소와 추가적인 연결 요소 중의 적어도 하나는 디스크형일 수 있고, 바람직하게는 링형 플라이휠 로터의 축방향 단부에 또는 그에 접해 배치된다. 공기 부양이 이루어지는 실시 형태에서(본 개시는 이에 한정되지 않음), 그러한 디스크형 연결 요소는 상기 폐쇄 요소와 비교될 수 있고, 무거운 플라이휠 로터의 공기 인상(lift) 또는 부양에 필요한 진동 또는 압력차를 좋게 하기 위해, 링형 플라이휠 로터의 내부 공간을 폐쇄하는 역할을 한다. 또한, 공기 부양 외에도, 디스크형 연결 요소는 그의 원주 주위에서 링형 플라이휠 로터에 균일하게 고정될 수 있어, 매우 견고하고 신뢰적인 연결부 및 어셈블리가 얻어져, 매우 높은 속도(어떤 실시 형태에서는 음속, 예컨대 1.3 m의 반경에 대응하는 외주에서 1800 rpm에 접근할 수 있음)에서 그리고 플라이휠 로터의 상기 외주 주위의 모든 반경 방향 위치에서 디스크형 플라이휠 로터의 팽창 및/또는 변형 및/또는 그에 작용하는 횡력을 감소시키거나 심지어는 없앨 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 디스크형 연결 요소 또는 폐쇄 요소는 링형 플라이휠 로터를 지지하도록 가요적일 수 있다. 특히, 축방향으로 마주하는 디스크형 연결 요소를 갖는 본 개시의 실시 형태에서, 결과적인 어셈블리의 강성은 축방향으로 마주하는 디스크형 연결 요소의 상기 중복으로 향상된다.

디스크형 연결 요소 또는 추가적인 연결 요소를 갖는 실시 형태에서, 연결 요소는 링형 플라이휠 로터에서 보다 회전 축에서 더 두꺼울 수 있다. 상기 두께는 축방향으로 측정된 것이다. 이러한 두께 관련 특징은 원하는 정도의 가요성을 제공할 수 있다. 그 외에도, 디스크형 연결 요소 및/또는 추가적인 연결 요소의 강성은 그의 두께에 달려 있다. 회전 축(또는 허브)으로부터 반경 방향으로 두께가 감소되는 것과 관련한 특징에 의해, 링형 플라이휠 로터와 하나 또는 두개의 디스크형 연결 요소 사이에서 하중, 인장, 힘, 팽창 및 변형의 최적의 분산이 이루어질 수 있다. 그 결과, 링형 플라이휠 로터와 하나 또는 두개의 디스크형 연결 요소의 어셈블리가 갑작스런 하중 변화 없이 일정한 하중을 받게 되며, 그리하여, 피로 관련 현상이 본질적으로 회피되거나 없어질 수 있다. 예컨대, 상기 회전 축에서 하나 또는 두개의 디스크형 연결 요소의 두께는 13 mm 이상, 바람직하게는 16 mm 이상, 더 바람직하게는 18 mm 이상, 가장 바람직하게는 대략 20 mm 이다. 또한, 일 예로서, 링형 플라이휠 로터에서의 두께는 19 mm 미만, 바람직하게는 17 mm 미만, 더 바람직하게는 15 mm 미만, 가장 바람직하게는 대략 12 mm 이다. 이들 치수는 주로, 전술한 특정 실시 형태 및/또는 플라이휠 로터의 반경, 두께 및 링 형상과 관련하여 위에서 규정되고 설명된 구성에 대한 것이지만, 어떤 대안적인 구성에도 적응될 수 있다. 대안적으로, 연결 요소(들) 및/또는 링형 플라이휠 로터 또는 다른 형태의 로터와 관려한 다른 특징은, 높은 회전 속도에서의 높은 원심력으로 인한 링의 팽창이 허용될 수 있게 해주는 원하는 정도의 변형성을 얻은데에 기여할 수 있다.

적어도 하나의 바람직하게는 디스크형 연결 요소를 갖는 본 개시의 실시 형태에서는, 전술한 특징에 대해 대안적으로 또는 그에 추가적으로, 허브가 상기 회전 축에 배치되어 있거나 회전 축의 일 부분을 형성하고, 상기 허브에는 적어도 하나의 연결 요소가 연결되어 있고 허브로부터 링형 플라이휠 로터까지 연장되어 있다. 허브에 의해, 회전 축에 대한 적어도 하나의 연결 요소의 가장 신뢰적이고 회전 대칭적인 부착이 가능하게 된다. 상기 실시 형태에서, 상기 적어도 하나의 연결 요소는 수축 끼워맞춤 연결을 통해 허브에 연결된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 적어도 하나의 연결 요소는 허브와 연결되어 예압(pre-stress)를 받는다. 연결 요소와 추가적인 연결 요소 중의 적어도 하나가 극히 강성적이면, 과도한 반경 방향 인장 및 힘이 생길 수 있다. 마찬가지로, 연결 요소와 추가적인 연결 요소 중의 적어도 하나의 부착이 극히 강성적이면, 링형 플라이휠 로터 및/또는 연결 요소(들)에서 과도한 반경 방향 힘과 스트레스 또는 인장이 생기게 된다. 그러나, 위에 있는 가요성 연결부 또는 허브에서의 부착은 회전 중에 불안정성을 야기할 수 있고, 이 경우, 특히 연결 요소(들)가 허브로부터 느슨하게 되면, 최소한의 불균형이 일어나더라도 플라이휠 로터의 편심 회전이 심하게 증폭되고, 이와 더불어 매우 큰 반경 방향 힘이 발생된다. 적어도 하나의 연결 요소의 수축 끼워맞춤 연결 및/또는 예압은 그러한 문제를 피하거나 심지어는 없애기 위해 효과적으로 채용될 수 있다. 디스크형 연결 요소는 주로(하지만 비배타적으로), 용접이나 볼트 및/또는 다른 통상적인 스트레스 발생 가능성 없이 수축 끼워맞춤 연결의 결과로 팽창될 수 있고, 적어도 하나의 바람직하게는 디스크형인 연결 요소의 팽창이 일어나더라도, 주로(하지만 비배타적으로) 디스크형 연결 요소 및/또는 추가적인 디스크형 연결 요소의 예압의 결과로 허브에 대한 유격 또는 움직임이 생기지 않는다. 허브와 연결 요소 사이의 연결부에 예압을 주는 효과와 비교하여, 예압을 위한 적절히 설계된 대안적인 구성에 의해 동일한 효과를 얻을 수 있음이 자명하다. 예컨대, 스프링 요소가 허브와 디스크형 연결 요소의 내측 림 사이에서 허브의 원주 주위에 고르게 분산되어, 연결 요소의 직경 증가, 특히 허브를 수용하기 위한 중앙 통로의 직경 증가를 보상할 수 있다. 또 다른 대안예도 본 개시 및/또는 발명의 범위에서 가능하다.

또한, 플라이휠 시스템의 대안적인 또는 추가적인 특징으로서, 상기 공기 링은 동심 링 요소들을 포함하고, 상기 공기 배출부는, 각 쌍의 서로 인접하는 동심 링 요소 사이에 배치되어 펌프와 같은 공기 배출기에 연결되어 있는 적어도 하나의 공기 배출 연결부를 포함한다. 그 결과, 별도의 공기 배출 스테이지가 형성되어, 공기 링에 의해 형성되는 공간 내의 공기 쿠션에서 플라이휠을 공기 상승시키기 위한 최적의 상황이 얻어질 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 상기 적어도 하나의 공기 배출 연결부와 관련된 적어도 하나의 위치를 제외하고 상기 동심 링 요소 사이에는 충전 요소가 배치되어 있고, 충전 요소의 상측 가장자리는 배출 연결부를 향해 위쪽으로 만곡되어 있고 또한 동심 링 요소의 상부 영역을 향해 아래쪽으로 만곡되어 있는 추가 특징이 제공될 수 있다. 이리하여, 동심 링 요소의 내부로부터 공기가 배출되어야 하는 공간의 크기가 최소화될 수 있다.

또한, 상기 플라이휠 시스템의 대안적인 또는 추가적인 특징으로서, 상기 공기 링 또는 동심 링 요소들 중의 적어도 하나는 정상부를 포함하고, 정상부는 플라이휠 로터 쪽으로 연장되어 있는 적어도 2개의 돌출부 및 돌출부에 대해 플라이휠 로터로부터 물러난 위치에서 상기 돌출부 사이에 있는 중간 오목부를 갖는다. 그 결과, 공기 포켓이 형성되어, 공기 링 또는 동심 링 요소 위에서 또는 위로의 플라이휠의 공기 상승을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 플라이휠 시스템의 대안적인 또는 추가적인 특징으로서, 상기 공기 링은 엘리베이터에 장착되고, 엘리베이터는 플라이휠 로터가 유휴(rest) 상태일 때 상기 공기 링을 하강시키고 플라이휠 로터의 시동 중에는 공기 링을 상승시키며 또한 플라이휠 시스템의 완전 작동 상태에서 플라이휠 로터가 작동 회전 속도로 회전하고 있을 때에는 공기 링을 올리도록 되어 있다. 이리하여, 특히 플라이휠의 회전 운동의 초기화 중에 플라이휠이 공기 링과 마찰 접촉하는 것을 방지하면서 그 플라이휠의 휨을 수용할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 적어도 시동 및 작동 상태 중에 상기 엘리베이터는 플라이휠 로터와의 접촉 없이 플라이휠 로터를 대략 50 ㎛의 거리로 가깝게 있게 하는 추가적인 특징이 제공될 수 있다. 내부 링과 플라이휠 사이에 공기 틈이 있음으로해서, 예컨대 플라이휠 자체의 파라미터에 따라, 심지어 가장 무거운 플라이휠의 효과적인 공기 상승이 이루어질 수 있다(다른 치수도 마찬가지로 효과적인 것으로 입증될 수 있지만).

또한, 상기 플라이휠 시스템의 대안적인 또는 추가적인 특징으로서, 적어도 상기 공기 링 및 위에 있는 플라이휠 로터를 수용하는 하우징을 더 포함하고, 하우징은 펌프와 같은 공기 배출기와 연결되어 있는 적어도 하나의 공기 연결부를 포함하고 있어, 상기 하우징 내부를 공기 링과 플라이휠 로터에 의해 형성되는 공간의 내부 대해 과소 압력으로 유지시킨다.

또한, 상기 플라이휠 시스템의 대안적인 또는 추가적인 특징으로서, 상기 구동기 및/또는 발전기와 관련된 제어기, 및 진동 센서와 같은 적어도 하나의 센서를 더 포함하고, 상기 센서가 진동과 같은 작동 상태의 불안정성을 검출하면 상기 제어기는 플라이휠 로터의 회전 속도를 조절하도록 되어 있다. 당업자라면 바로 이해할 수 있는 바와 같이, 고유 진동수의 발생을 피하기 위해 그러한 플라이휠 시스템을 설계할 때 모든 합당한 노력이 들어갈 필요가 있다. 그러나, 이 특별한 세트의 특징에 의해, 플라이휠 시스템이 잠재적으로 위험한 상태에서 벗어나도록 진동을 검출하고 플라이휠의 회전 속도를 변경하여, 플라이휠 장치를 모니터링할 수 있고 과도한 진동을 방지할 수 있다.

본 개시의 실시 형태의 양태에 대한 전술한 대체적인 언급 다음에, 이하 본 발명에 따른 플라이휠 시스템의 특정 실시 형태를 예시적으로 설명할 것이며, 첨부된 청구 범위에 따른 보호 범위는 그 특정 실시 형태에 한정되지 않는다.

도 1 내지 10은 본 개시에 따른 플라이휠의 예시적인 특정 실시 형태 및/또는 그의 특정 상세를 각각 나타내는 도이다.

도 1에서, 플라이휠(1)은, 구동축(3)에 배치되는 플라이휠 로터(2), 및 구동기 및/또는 발전기(4)를 포함하는 것으로 나타나 있다. 구동기 및/또는 발전기(4)는, 구동축(3)에 의해 규정되는 직립 축선 둘레로 플라이휠(2)을 회전 운동으로 구동시키는 모터를 포함할 수 있고, 그리고/또는 플라이휠 로터(2)의 회전 운동으로부터 전기 에너지 또는 전력을 발생시키는데에 사용될 수 있다. 로터(2)는 수평 회전 축선 둘레로 회전할 수 있도록 직립 배치될 수 있다.

플라이휠 로터(2) 및 구동기/발전기(4)의 어셈블리는 하우징(5) 안에 수용되며, 이 하우징 안에는, 펌프(6) 형태의 많은 공기 배출기가 제공되어 있어 공기 부양(이는 본 개시에서는 선택적 사항임)은 제공한다. 플라이휠 로터를 내장하는 종래 기술의 시스템과는 달리, 본 실시 형태는 비교적 매우 크다. 사실, 본 실시 형태의 플라이휠 시스템은, 유지 보수 작업자 등이 하우징(5) 안에 들어갈 수 있게 해주는 접근구(7)를 하우징이 포함하기에 충분히 크게 되어 있다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 실제 플라이휠 로터(2)는 링형이다. 도 1에 있는 플라이휠 시스템의 허브(8)가 회전 축을 형성하는 구동축(3)에 연결되어 있고, 또한 허브(8)와 링형 플라이휠 로터(2) 사이의 연결 요소를 형성하는 하측 디스크형 커버 요소(9) 및 허브(8)와 링형 플라이휠 로터(2) 사이의 추가적인 연결 요소를 형성하는 상측 디스크형 커버 요소(10)를 통해 실제 플라이휠 로터(2)에 연결된다. 바람직하게는, 커버 요소(9, 10)는 구동축(3), 로터(8) 및 커버 요소(9, 10)의 어셈블리(도 4에 나타나 있음)에 큰 강성을 부여하게 된다. 그러나, 실제 플라이휠(2)의 특정한 중량에서는, 커버 요소(9, 10)의 휨은 불가피한 것이며, 그러한 경우, 커버 요소(9, 10)를 위한 또는 그의 재료는, 가능한 한 강직하고 강성적이며, 하지만 동시에, 플라이휠 로터(2)의 상당한 중량 때문에 휘어질 수 있도록 필요한 정도의 가요성을 갖도록 확실히 선택될 수 있다. 또한, 플라이휠 로터(2)가 회전하고 또한 팽창하기 쉬운 높은 속도에서 커버 요소(9, 10)에 가해지는 큰 인장과 원심력을 보상하기 위해 커버 요소(9, 10)의 휨 또는 팽창이 가능해야 한다. 특히, 커버 요소(9, 10)의 두께는 회전 축에서 반경 방향으로 변할 수 있는데, 이는 13 mm 이상, 바람직하게는 16 mm 이상, 더 바람직하게는 18 mm 이상, 가장 바람직하게는 대략 20 mm 이상이다. 링형 플라이휠 로터(2)에서 두께는 19 mm 미만, 바람직하게는 17 mm 미만, 더 바람직하게는 15 mm 미만, 가장 바람직하게는 대략 12 mm 이다. 이러한 두께 변화(단지 예시적임)가 일어나면, 고속에서의 플라이휠 로터(2)의 팽창은 커버 요소(9, 10)에 의해 흡수될 수 있고, 그 결과 커버 요소는 신장될 수 있다(변형되지는 않음).

구동축(3)과 커버 요소(9, 10)는, 용접, 스크류 또는 볼트(도 4에서는 볼트가 나타나 있음)에 추가로 또는 그에 대한 대안으로, 수축 끼워맞춤 연결을 사용하여 연결될 수 있다. 허브(8)와 커버 요소(9, 10) 사이의 상대적인 온도차가 없어지면 구동축과 커버 요소가 조립 후에 함께 융접 또는 수축 끼워맞춤될 수 있도록, 예컨대, 허브(8)는 -170℃의 온도로 냉각될 수 있고 이때 커버 요소(9, 10)는 200℃의 온도로 가열될 수 있다. 플라이휠 로터(2)의 1800 rpm의 회전 속도에서 커버 요소(9, 10)가 예컨대 0.35 mm 팽창할 수 있도록, 상기 조립 전에, 허브는 0.6 내지 1.2 mm, 더 바람직하게는 0.8 내지 1.0 mm 만큼 과치수로 될 수 있다. 대안적으로, 커버 요소(9, 10)는 허브(8)를 사이에 두지 않고 구동축(3) 상에 수축 끼워맞춤될 수 있다. 커버 요소(9, 10)와 허브(8) 또는 구동축(3)의 그러한 연결을 이루기 위한 요건으로서, 허브(8) 또는 축(3)이 냉각되고 요소(9, 10)가 가열되는 경우 그들의 치수는 최대 온도차의 상태에서 매우 가깝게 일치해야 한다. 온도차가 줄어들 때, 허브(8) 또는 축(3)은 예컨대 실온까지 가열될 때 팽창하는 경향이 있을 것이고, 반면 커버 요소(9, 10)는 냉각시 수축 끼워맞춤되는 경향이 있을 것이다. 이와 관련하여, 아주 신뢰적인 연결이 이루어질 수 있다.

구동축(3)은 구동기/발전기(4)까지 또는 그 안으로 연장되어 있어, 플라이휠 로터(2)가 회전 운동으로 구동될 수 있거나 그러한 계속되는 회전 운동으로부터 전력 또는 전기 에너지를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 플라이휠 시스템은 비교적 크다. 보다 구체적으로, 플라이휠 시스템에서 플라이휠 로터(2)는 적어도 0.75 m, 바람직하게는 적어도 1 m, 더 바람직하게는 적어도 1.10 m의 반경 방향의 내측 반경을 가질 수 있다. 플라이휠 시스템에서 플라이휠 로터(2)는 적어도 0.85 m, 바람직하게는 적어도 1 m, 더 바람직하게는 적어도 1.30 m의 반경 방향의 외측 반경을 가질 수 있다. 또한, 플라이휠 시스템(1)에서 플라이휠 로터(2)는 적어도 0.30 m, 바람직하게는 적어도 0.45 m, 더 바람직하게는 적어도 0.60 m의 축방향 두께를 가질 수 있다. 특정 실시 형태에서, 링형 플라이휠 로터(2)는 사실 금속과 같은 어떤 재료로도 만들어질 수 있는데, 바람직하게는 비교적 높은 질량 밀도를 갖는 재료로 만들어진다. 개시된 실시 형태에서, 그 재료는 강일 수 있고, 심지어는 납 등에 의해 가중될 수 있다. 특히, 플라이휠 시스템(1)에서 플라이휠 로터(2)는 적어도 2.5 톤, 바람직하게는 적어도 4 톤, 더 바람직하게는 적어도 5 톤의 중량을 가질 수 있다. 첨부된 도면에 따른 실시 형태에서, 그러한 플라이휠은 1800 rpm 이상의 회전 속도를 낼 수 있는데, 이 경우 플라이휠의 중량은 대략 5 톤이다. 매우 놀랍게도, 이러한 매우 크고 무거운 플라이휠 로터(2)는 7.5 % 이하의 손실로 작동될 수 있다. 이러한 효율은 종래 기술에서 볼 때는 완전히 예상치 못한 것인데, 종래 기술에서는 플라이휠 시스템을 더 컴팩트하게 만들고자 하며, 그래서 비교적 작은 플라이휠을 갖는 플라이휠 시스템이 얻어진다. 그러나, 물론, 본 개시 및 첨부된 청구 범위에 따른 보호 범위는 그러한 사용 파라미터에 한정되지 않으며, 일 대안적인 실시 형태의 플라이휠은 심지어 더 낮은 회전 속도, 예컨대 600 rpm, 또는 적어도 1000 rpm, 바람직하게는 적어도 1400 rpm, 또는 훨씬 더 높은 회전 속도에서도 작동될 수 있다. 플라이휠 로터(2)가 커버 요소(9, 10)를 통해 축(3) 또는 허브(8)에 연결된 상태로 있도록, 회전 속도는 제한되어야 하는데, 이를 위해 제어 시스템이 사용될 수 있다. 예시의 목적으로, 여기서, 일 실시 형태에서 1.3 m의 외측 반경을 갖는 로터(2)의 주변은 예컨대 1800 rpm의 속도로 회전할 때 대략 음속이거나 그 음속을 초과함에 유의해야 한다. 그에 대한 속도 증가가 요망된다면, 허브(8) 또는 최전 축(3)에서의 적절하고 튼튼한 연결을 보장하기 위한 추가 조치가 취해질 필요가 있다.

도 2는 도 1에 따른 플라이휠 시스템(1)의 분해도를 나타낸다. 여기서도, 하우징(5)은 적어도 하부 케이싱(15)에서 펌프(6)와 플라이휠 로터(2)를 수용하는 것으로 나타나 있다. 하부 케이싱(15)은 본질적으로 구동기/발전기(4)를 위한 원통형 수용부(16)를 포함한다. 본 실시 형태에서, 하우징(5)은 풀라이휠 로터(2)를 더 밀접히 수용하기 위해 상부 케이싱(11)를 또한 포함하며, 상부 케이싱(11) 위에는 뚜껑(12)이 배치될 수 있다. 도 2의 사시도에서, 상부 케이싱(11)은 명백히 링형으로 되어 있는데, 그의 중앙 개구는 공기 링(14)을 포함하는 캐리어 구조체(13)를 수용하는 역할을 한다. 캐리어 구조체(13)는 구동기/발전기(4)를 구동축(3)에 부착하는 역할을 하며, 구동축은 플라이휠 로터(2)에 연결된다.

도 3은 도 1에서 Ⅲ - Ⅲ 선을 따라 취한 단면도로, 조립 상태에 있는 플라이휠 시스템(1)의 상세(예컨대, 도관(17))를 나타내며, 그 도관은 관련된 배기 연결부(뒤에서 상세히 설명함)의 위치에 대응하여 펌프(6) 중의 선택된 펌프에 연결되며(미도시), 공기는 플라이휠(2)의 바로 주변으로부터 배기될 것이다. 여기서도, 공기 부양 및 관련된 모든 사항은 본 개시에 대해서는 선택적인 것임을 유의해야 한다.

도 5는 도 2 및 3의 캐리어 구조체(13)의 사시도를 나타낸다. 캐리어 구조체(13)는 기부판(18)을 포함하고, 이 기부판은 하우징(5)의 어셈블리의 일 부분을 형성할 수 있거나 적어도 그에 부착될 수 있다. 동시에 또는 대안적으로, 기부판(18)은 캐리어 구조체(13) 자체의 일 부분을 형성할 수 있다. 도 5에는 또한 공기 링(14)이 더 상세히 나타나 있는데, 이 공기 링은 여러 개의 동심 공기 링 요소(19, 20, 21)를 포함한다. 지나가는 공기 흐름을 감속시키기 위해, 개별 링 요소의 정상면은 비상 정지의 경우에(그러한 상황에서 공기가 챔버 안으로 들어갈 수 있음) 가능한 한 큰 공기 항력을 발생시키도록 설계될 수 있다. 예컨대, 프로파일이 정상면 안에 또는 정상면 상에 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 그러한 공기 브레이크는 정상적인 작동 중에 가능한 한 작은 항력을 주기 위해 특히 비진공 챔버 안에서 연장될 수 있다. 도 7의 상면도에서도 보는 바와 같이, 최내측 링 요소(19)와 중앙 링 요소(20) 사이에 있는 배기 연결부(22)가 도관(17) 중의 선택된 도관에 연결되며, 중앙 링 요소(20)와 외측 링 요소(21) 사이에 있는 배기 연결부(23)는 나머지 도관(17) 중의 선택된 도관에 연결된다. 충전 요소(24)가 최내측 링 요소(19)와 중앙 링 요소(20) 사이에 제공되어 있고, 충전 요소(25)는 중앙 링 요소(20)와 최외측 링 요소(21) 사이에 제공되어 있다. 그리하여, 동심 링 요소(19 ∼ 21) 사이의 공간으로부터 공기가 배기되는 효율이 최적화되며, 동심 링 요소(19 ∼ 21) 사이의 개방 공간을 최소화하여 이러한 개방 공간으로부터 배기되는 공기의 양을 최소화하고 공기 배기 효율을 최적화하기 위해, 충전 요소(24, 25)의 상측 가장자리는 배기 연결부(22, 23)를 향해 아래쪽으로 만곡되어 있고 또한 동심 링 요소(19 ∼ 21)의 상부 영역을 행해 위쪽으로 만곡되어 있다. 충전 요소는 금속, 또는 다른 편리하거나 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 공기/가스를 배기 연결부로터 펌프에 이송하기 위한 이상적인 관 직경은 공기 링의 정상면에 맞지 않기 때문에, 조립된 충전 요소(24, 25, 40)의 매우 잘 미리 정해진 만곡을 제공하여 공기 배출을 가능한 한 효율적으로 촉진시키기 위해 3D 프린트된 인서트(40)를 배기 연결부(22) 가까이에 제공할 수 있다.

거리 센서(26)가 기부판(18) 상에 제공되거나 또는 링 요소(19 ∼ 21) 중의 임의의 링 요소(예컨대, 최외측 링 요소(21))와 접촉하게 제공될 수 있다. 또한, 도 10에서 보는 바와 같이, 진동 센서가 구동축에 제공되거나 플라이휠 시스템(1) 내의 어떤 곳에도 제공될 수 있다. 진동 센서의 기능은 원치 않는 진동을 검출하는 것인데, 그러한 진동은 특히 플라이휠 로터(2) 자체의 높은 질량을 감안하면 플라이휠 시스템에 유해할 수 있다. 예컨대, 플라이휠(2)의 특정 회전 속도(대략 고유 진동수이고, 이 고유 진동수에서 시스템이 공진을 시작할 수 있음)에서 진동이 일어나면, 제어기(미도시)가 거리 검출기(26) 또는 진동 검출기로부터 측정 신호를 받아 플라이휠 로터(2)의 회전 속도를 조절할 수 있다.

도 8은 도 7에서 Ⅷ - Ⅷ 선을 따라 취한 단면도로, 도 7 자체는 도 5의 화살표 Ⅶ 방향에서 본 상면도이다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 링 요소(19 ∼ 21) 각각은 동심형의 정상부(돌출부(27)와 오목부(28)로 이루어져 있음)를 가지며, 이는 구동축(3)에 대해 동심으로 배처된다. 최내측 링 요소(19)와 중앙 링 요소(20) 사이의 공간으로부터 배기 연결부(22), 도관(17) 및 관련된 펌프(6)를 통해 인출되는 공기는 최내측 링 요소(19)를 넘어 도 8의 화살표(A) 방향으로 이동하게 된다. 중앙 링 요소(20)와 최외측 링 요소(21) 사이의 공간으로부터 배기 연결부(22), 도관(17) 및 관련된 펌프(6)를 통해 인출되는 공기는 중앙 링 요소(20)를 넘어 도 8의 화살표(A) 방향으로 이동하게 된다. 예컨대 도 3에서 보는 바와 같이, 플라이휠(2)은 공기 링(14)의 바로 위에 배치되지만 그 공기 링과 접촉은 하지 않는다. 공기 링(14)과 플라이휠(2) 사이의 거리는 매우 작아서, 그들 사이의 틈은 예컨대 50 ㎛에 불과할 수 있다. 바람직하게는, 공기 링(14)과 플라이휠 로터(2) 사이의 공기 틈은 50 ㎛ 미만일 수 있고, 본 개시의 다른 실시 형태는 더 큰 공기 틈으로도 기능할 수 있다. 공기 링(14)의 정상 표면에 대한 오목부(28)는 최내측 또는 중앙 링 요소(19, 20)를 넘어 이동하는 공기의 일부를 잡는 역할을 한다. 이들 공기 포켓 및 화살표(A, B) 방향의 공기 흐름으로 인해, 플라이휠 로터(2)가 공기 링(14)의 위쪽에서 상기 짧은 거리에서 공기 부상될 수 있다.

공기 링(14)의 외부에서, 펌프(6)는 도 3의 공간(31)에 연결되어, 도 8의 화살표(C) 방향으로 공기 흐름을 끌어낼 수 있다. 펌프(6)는 도관(17)에 연결되어, 도 6에 나타나 있는 기부판(18) 및 축(3)에 근처에 있는 구멍(35)을 통해 플라이휠 로터(2) 아래에서 도 3의 공간(32) 내부를 배기할 수 있다. 그리고, 공기가 내부 공간(32)으로부터 공기 링(14)을 넘어 흐를 수 있도록, 챔버 또는 공간(32) 내의 공기 압력은 대기압 보다 낮더라도 그리고 챔버 또는 공간(31) 내의 공기 압력 보다 낮더라도 더 높은 압력으로 유지되어야 한다. 예컨대, 공간(32) 내의 압력은 300 내지 350 mb 부근일 수 있고, 공간(31)은 대략 1 mb 등의 값으로 배기된다.

위에서 언급한 바와 같이, 특히 비회전 상태에서 휘어짐을 가능한 한 많이 피해야 하지만, 커버 요소(9, 10) 및 플라이휠 로터(2)는 휴지시 또는 낮은 회전 속도에서 휘어질 수 있다. 따라서, 플라이휠(2)은 공기 링(14) 상에 안착될 수 있는데, 이는 바람직하지 않은 상황이다. 그러한 비회전 상태에서, 플라이휠 로터(2)와 링(14) 사이에 접촉이 있는 경우, 특히 매우 무거운 플라이휠은 회전될 수 없다. 플라이휠 로터(2)가 작동 회전 속도에 도달하면, 원심력에 의해 커버 요소(9, 10) 및 플라이휠 로터(2)가 곧게 되는데, 하지만 그러한 작동 회전 상태가 먼저 얻어질 필요가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 예커대 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 특별한 점이 실시 형태에 포함되어 있다.

제 1 조치로서, 공기 링(14)은 예컨대 실린더로 이루어져 있는 엘리베이터(29)에 배치되며, 이 엘리베이터는 유압 오일 또는 공압식일 수 있다. 엘리베이터(29)는 하우징(5)에 대해 공기 링(14)을 상승 또는 하강시켜, 플라이휠 로터(2)가 정지되어 있거나 저속으로 회전하고 있을 때 공기 링(14)를 하강시키거나 또는 커버 요소(9, 10) 및/또는 무거운 플라이휠 로터(2)의 곧은 상태와 관련해서는 공기 링(14)을 상승시킴으로써, 공기 링(14)의 위치를 커버 요소(9, 10) 및/또는 무거운 플라이휠 로터(2)의 곧은 상태에 대해 적합하게 할 수 있다. 그리하여, 모든 상황에서, 내측 링(14)과 플라이휠(2) 사이의 틈이 유지될 수 있다. 위에서 언급한 거리 검출기(26)는 그러한 틈의 크기를 결정하는 역할을 할 수 있고 제어기가 엘리베이터(29)를 구동시켜, 공기 링(14)과 플라이휠(2) 사이의 일정한 틈 크기를 예컨대 50 ㎛로 유지할 수 있다. 본 개시된 실시 형태에서 공기 링(14)은 플라이휠을 커버 요소(9, 10)의 곧은 위치까지 적극적으로 상승시키도록 되어 있거나 설계되어 있지 않으며, 또한 플라이휠(2)의 작동 속도가 얻어지면 그러한 곧음은 원심력 때문에 얻어짐을 유의해야 한다. 그러나, 일 대안적인 실시 형태에서, 공기 링(14)을 적극적으로 사용하여 플라이휠(2)을 상승시킬 수 있다.

또한, 제 2 조치로서, 정지 상태에서 또는 저속 회전시 하측 커버 요소(9) 및/또는 플라이휠 로터(2)를 지지하기 위해, 도 3에도 나타나 있는 바와 같이, 글라이드 베어링(30)을 상부 케이싱(11)의 내측 상부 표면의 위에 제공할 수 있다. 이러한 글라이드 베어링(30)도 예컨대 구동기/발전기(4)의 구동 기능을 사용하여 플라이휠 로터(2)를 운동시키는 것을 용이하게 해준다. 플라이휠 로터(2)의 회전 속도가 증가함에 따라 그리고 그 회전 속도가 작동 회전 속도에 도달하기 전에, 한편으로 하측 커버 요소(9) 및/또는 플라이휠 로터(2)와 다른 한편으로 글라이드 베어링(30) 사이의 접촉은, 커버 요소(9, 10) 및/또는 플라이휠 로터(2)가 원심력 때문에 곧게 되기 때문에, 줄어들다가 없어질 것이다.

도 9는 캐리어 구조체(13)(그 위에는 공기 링(14)이 있음)와 제 1 장착판(33) 및 제 2 장착판(36)(도 3에도 나타나 있음)의 어셈블리의 사시도를 나타내고, 도 10은 그 어셈블리의 측단면도를 나타낸다. 캐리어 구조체(13)와 장착판(33)(이 장착판에 캐리어 구조체가 구성되며 도관(17) 등의 조립을 가능하게 해줌)의 상기 어셈블리는 링형 상부 케이싱(11)의 중앙 통로에서(플라이휠 로터(2)도 그 중앙 통로에 배치됨) 전술한 상부 케이싱(11)의 내측 정상 표면(34) 상에 배치된다. 보다 구체적으로, 전술한 바와 같이, 플라이휠 로터(2)는 정상 표면(34) 또는 공기 링(14) 상에 안착되지 않는다. 따라서, 캐리어 구조체(13)는 실제로 플라이휠 로터(2)의 중량을 지탱하지 않고 플라이휠 로터(2)는 공기 링(14)의 상방에서 매우 짧은 거리로 공기 링(14) 위에 공기 부상될 수 있다. 그럼에도, 사실 캐리어 구조체(13)는 구동기/발전기(4)를 지탱한다.

도 10은 지지 포스트(39)의 보어(38) 안에 있는 피스톤(37)을 포함하는 엘리베이터의 구성을 보다 상세히 나타낸다. 보어(38)로부터 피스톤(37)을 연장시키면공기 링(14)이 상승된다.

당업자에게 자명한 바와 같이, 전술한 실시 형태는 첨부된 청구 범위에 따른 본 개시의 실시 형태에 대한 보호 범위의 한계 내에 있는 유일한 가능한 실시 형태인 것은 아니다. 예컨대, 공기 부양은 생략될 수 있다. 플라이휠 로터(2)는 무겁거나 중실체일 수 있지만, 회전 축으로부터 떨어진 거리에서 무게의 집중을 최대로 하기 위해 개방 중심을 갖는 링형이어야 한다. 플라이휠(2) 및 커버 요소(9, 10)는 일체화된 유닛 또는 어셈블리를 형성할 수 있다. 플라이휠 로터 및 연결 요소를 형성하는 관련 커버 요소의 치수와 작동 속도 및 압력값은 본원에서 위에서 개시된 것에 대해 변할 수 있다. 펌프와 도관의 수는 여기서 설명하고 나타나 있고 개시된 실시 형태에 대해 최소화될 수 있다. 하우징의 구조에 따라서는 상부 케이싱의 구성을 생략할 수 있다. 추가적인 그리고/또는 대안적인 실시 형태가 청구 범위의 특정적으로 규정된 사항의 바탕이 되는 단일적인 발명의 개념에서 벗어나지 않는다면, 다른 변경 또는 개작도 가능하며, 첨부된 청구 범위에 규정되어 있는 보호 범위의 한계 내에 포함된다.

Claims (23)

1. 플라이휠 시스템으로서.
   회전 축을 형성하는 구동축;
   링형 플라이휠 로터;
   상기 링형 플라이휠 로터를 회전 축을 형성하는 상기 구동축에 연결하는 적어도 하나의 연결 요소;
   및
   상기 플라이휠 로터에 연결되는 구동기 및/또는 발전기를 포함하고,
   상기 플라이휠 로터는,
   적어도 0.85 m, 적어도 1 m, 또는 적어도 1.30 m의 반경 방향의 외측 반경,
   적어도 0.30 m, 적어도 0.45 m, 또는 적어도 0.60 m의 축방향 두께, 및
   적어도 2.5 톤, 적어도 4 톤, 또는 적어도 5 톤의 중량을 가지며,
   상기 적어도 하나의 연결 요소는 디스크형이고, 링형 플라이휠 로터의 제 1 축방향 단부 상에 또는 제 1 축방향 단부에 접해 배치되고, 상기 링형 플라이휠 로터와 상기 회전 축을 형성하는 상기 구동축은 상기 디스크형 연결 요소를 통해 고정적으로 연결되며, 상기 회전 축을 형성하는 상기 구동축은 상기 플라이휠 로터에서부터 상기 구동기 및/또는 발전기까지 연장되어 상기 링형 플라이휠 로터와 상기 구동기 및/또는 발전기의 회전 운동을 링크시키고, 상기 디스크형 연결 요소와 상기 회전축을 형성하는 상기 구동축의 사이 연결은 수축 끼워맞춤 연결인, 플라이휠 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   플라이휠 시스템의 사용시 상기 구동기 및/또는 발전기는 적어도 600 rpm 내지 1800 rpm, 1000 rpm 이상 또는 적어도 1400 rpm, 또는 최대 1800 rpm의 속도로 플라이휠 로터를 회전시킬 수 있는, 플라이휠 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플라이휠 로터의 아래에 있는 공기 링; 및
   적어도 상기 공기 링 또는 공기 링에 의해 형성되는 공간과 관련된 공기 배출부를 포함하고,
   상기 공기 링은, 상기 공기 링에 의해 형성되고 둘러싸여 있는 공간 내의 공기 쿠션 상에서 플라이휠 로터를 공기 부양시키도록 되어 있는, 플라이휠 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 플라이휠 로터는 적어도 0.75 m, 적어도 1 m, 또는 적어도 1.10 m의 반경 방향의 내측 반경을 갖는, 플라이휠 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 추가적인 연결 요소가 플라이휠 로터의 축방향으로 마주하는 축방향 단부와 상기 회전 축을 형성하는 구동축 사이에 배치되어 있는, 플라이휠 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 추가적인 연결 요소는 디스크형인, 플라이휠 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 디스크형 연결 요소는 링형 플라이휠 로터를 지지하도록 가요성을 갖는, 플라이휠 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스크형 연결 요소는 상기 회전 축을 형성하는 구동축에서 링형 플라이휠 로터에서보다 더 두껍게 되어 있는, 플라이휠 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 회전 축을 형성하는 구동축에서의 두께는 13 mm 이상, 16 mm 이상, 18 mm 이상, 또는 20 mm 이상인, 플라이휠 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 링형 플라이휠 로터에서의 두께는 19 mm 미만, 17 mm 미만, 15 mm 미만, 또는 12 mm 인, 플라이휠 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    허브가 상기 회전 축을 형성하는 구동축에 배치되어 있거나 상기 회전 축을 형성하는 구동축의 일 부분을 형성하고, 상기 허브에는 상기 적어도 하나의 연결 요소가 연결되어 있고 허브로부터 링형 플라이휠 로터까지 연장되어 있는, 플라이휠 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연결 요소는 허브와 연결되어 예압(pre-stress)를 받는, 플라이휠 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 회전 축을 형성하는 구동축 또는 허브는 적어도 하나의 연결 요소와의 조립 전에 냉각되고 상기 적어도 하나의 연결 요소는 상기 회전 축을 형성하는 구동축 또는 허브와의 조립 전에 가열되는, 플라이휠 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 축을 형성하는 구동축 또는 허브를 위한 상기 적어도 하나의 연결 요소에 있는 수용부는 동일한 온도 상태에서 상기 회전 축을 형성하는 구동축 또는 허브의 과치수 부분 보다 작은, 플라이휠 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 링형 플라이휠 로터와 적어도 하나의 연결 요소의 어셈블리가 1800 rpm 이하의 속도로 회전할 때 상기 적어도 하나의 연결 요소가 0.35 mm 만큼 팽창할 수 있록, 상기 회전 축을 형성하는 구동축 또는 허브는 상기 수용부에 대해 0.6 내지 1.2 mm, 또는 0.8 내지 1.0 mm 만큼 과치수로 되어 있는, 플라이휠 시스템.
16. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 압축 또는 팽창 요소가 허브와 적어도 하나의 연결 요소 사이에 배치되어 있는, 플라이휠 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 압축 또는 팽창 요소는 스프링을 포함하는, 플라이휠 시스템.
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