慣性能積蓄裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種用于積蓄慣性能的裝置，包括限定了轉(zhuǎn)子室(16)的殼體(12)，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子(18)，其具有底端面(26)和大致相對(duì)的頂端面(24)，所述轉(zhuǎn)子(18)安裝在所述轉(zhuǎn)子室(16)中以便其能夠相對(duì)于所述殼體(12)繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(20)旋轉(zhuǎn)并留有間隙(32)，其中密封(36)設(shè)置于隔開(kāi)所述轉(zhuǎn)子室(16)的上部(34)和所述轉(zhuǎn)子室(16)的底部(38)的所述間隙(32)中，用于將在所述底部(38)中的所述轉(zhuǎn)子(18)的至少底端面(26)暴露在氣體壓力下的機(jī)構(gòu)(40)，與被施加給所述上部(34)中的大致相對(duì)的頂端面(24)的壓力相比，所述氣體壓力產(chǎn)生至少部分地補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)子(18)的重量的向上的差壓力，并且所述裝置設(shè)置有用于減少在所述上部中的壓力的機(jī)構(gòu)(40)。

Inertial energy storage device

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u79ef\u84c4\u60ef\u6027\u80fd\u7684\u88c5\u7f6e\uff0c\u5305\u62ec\u9650\u5b9a\u4e86\u8f6c\u5b50\u5ba4(16)\u7684\u58f3\u4f53(12)\uff0c\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u8f6c\u5b50(18)\uff0c\u5176\u5177\u6709\u5e95\u7aef\u9762(26)\u548c\u5927\u81f4\u76f8\u5bf9\u7684\u9876\u7aef\u9762(24)\uff0c\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50(18)\u5b89\u88c5\u5728\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50\u5ba4(16)\u4e2d\u4ee5\u4fbf\u5176\u80fd\u591f\u76f8\u5bf9\u4e8e\u6240\u8ff0\u58f3\u4f53(12)\u7ed5\u5782\u76f4\u65cb\u8f6c\u8f74\u7ebf(20)\u65cb\u8f6c\u5e76\u7559\u6709\u95f4\u9699(32)\uff0c\u5176\u4e2d\u5bc6\u5c01(36)\u8bbe\u7f6e\u4e8e\u9694\u5f00\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50\u5ba4(16)\u7684\u4e0a\u90e8(34)\u548c\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50\u5ba4(16)\u7684\u5e95\u90e8(38)\u7684\u6240\u8ff0\u95f4\u9699(32)\u4e2d\uff0c\u7528\u4e8e\u5c06\u5728\u6240\u8ff0\u5e95\u90e8(38)\u4e2d\u7684\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50(18)\u7684\u81f3\u5c11\u5e95\u7aef\u9762(26)\u66b4\u9732\u5728\u6c14\u4f53\u538b\u529b\u4e0b\u7684\u673a\u6784(40)\uff0c\u4e0e\u88ab\u65bd\u52a0\u7ed9\u6240\u8ff0\u4e0a\u90e8(34)\u4e2d\u7684\u5927\u81f4\u76f8\u5bf9\u7684\u9876\u7aef\u9762(24)\u7684\u538b\u529b\u76f8\u6bd4\uff0c\u6240\u8ff0\u6c14\u4f53\u538b\u529b\u4ea7\u751f\u81f3\u5c11\u90e8\u5206\u5730\u8865\u507f\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50(18)\u7684\u91cd\u91cf\u7684\u5411\u4e0a\u7684\u5dee\u538b\u529b\uff0c\u5e76\u4e14\u6240\u8ff0\u88c5\u7f6e A mechanism (40) for reducing pressure in the upper portion is provided.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】慣性能積蓄裝置本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種慣性能積蓄裝置，其允許，例如，吸收與用于生產(chǎn)能量的單位，t匕如風(fēng)力渦輪機(jī)，有關(guān)的能量生產(chǎn)和/或消耗中的波動(dòng)。這種類(lèi)型的裝置也可以用于恢復(fù)并且隨后以其它方式存儲(chǔ)或使用制動(dòng)和/或減速能量。裝置也可能用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。各種類(lèi)型的儲(chǔ)能系統(tǒng)是已知的。一種類(lèi)型基于飛輪，也就是說(shuō)在能量的輸入停止后，至少一個(gè)通過(guò)輸入能量設(shè)置為旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量在慣性的作用下可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)質(zhì)量連接至馬達(dá)，該馬達(dá)構(gòu)成在能量?jī)?chǔ)存期間輸入能量的機(jī)構(gòu)，或在能量恢復(fù)期間的發(fā)電機(jī)。飛輪越重并且越能以盡可能低的摩擦快速旋轉(zhuǎn)，則越能存儲(chǔ)更多的能量。飛輪軸承的問(wèn)題，或更普遍的是其如何樞軸安裝的問(wèn)題，因此成為關(guān)鍵。在一些類(lèi)型的飛輪中，軸承通過(guò)應(yīng)用電磁力部分地減輕飛輪的重量。另一種類(lèi)型在PCT申請(qǐng)PCT/NL2009/000248有所描述。這種慣性能積蓄裝置包括框架并且安裝有至少一個(gè)飛輪，以便其可以相對(duì)于框架繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，還包括用于使飛輪的至少一個(gè)面暴露在氣體壓力下的機(jī)構(gòu)，該氣體壓力通過(guò)與施加到飛輪的大致相對(duì)的面的壓力相比，產(chǎn)生用于至少部分地補(bǔ)償飛輪重量的向上的差壓力，如借助于圍繞暴露在氣體壓力下的所述飛輪的面的所謂氣流減速機(jī)構(gòu)。其所指出的是，在這種裝置中不僅飛輪軸承至少部分地減輕飛輪的重量，由此增加其壽命，而且每千瓦時(shí)的成本也被大大減少。這些氣流減速機(jī)構(gòu)使得在泄漏空間中在壓頭中產(chǎn)生差降成為可能。其通常形成于飛輪和與框架一體的表面之間。在實(shí)施方式中，這些氣流減速機(jī)構(gòu)包括迷宮密封。在這種密封中，氣體流路包括一系列特殊的特征以在壓頭中產(chǎn)生差降(“壓頭差”)。例如，氣體通道的橫截面交替的減小和擴(kuò)大。現(xiàn)在，在根據(jù)所述PCT申請(qǐng)的裝置的實(shí)驗(yàn)比例模型中顯現(xiàn)出高出尋常的總能量損失，并且其結(jié)果是飛輪可以傳遞能量，例如給一個(gè)或多個(gè)其他器械充電，的時(shí)間段相對(duì)變短。因此所述裝置不能以經(jīng)濟(jì)可行的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)基于轉(zhuǎn)子的慣性能積蓄裝置的進(jìn)一步的改進(jìn)。本專(zhuān)利技術(shù)的總的目的是改進(jìn)這種裝置的效率。本專(zhuān)利技術(shù)的進(jìn)一步的目的是減少這種裝置的能量損失。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)，慣性能積蓄裝置包括限定了轉(zhuǎn)子室的殼體，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子，其具有底端面和大致相對(duì)的頂端面，所述轉(zhuǎn)子安裝在所述轉(zhuǎn)子室中以便其能夠相對(duì)于所述殼體繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)以留有間隙，其中密封設(shè)置于隔開(kāi)所述轉(zhuǎn)子室的上部和所述轉(zhuǎn)子室的底部的所述間隙中，用于將在所述底部中的所述轉(zhuǎn)子的至少底端面暴露在氣體壓力下的機(jī)構(gòu)，與被施加給所述上部中的大致相對(duì)的頂端面的壓力相比，所述氣體壓力產(chǎn)生至少部分地補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)子的重量的向上的差壓力，并且所述裝置設(shè)置有用于減少所述上部中的壓力的機(jī)構(gòu)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的慣性能積蓄裝置具有殼體，其除了所描述的必要的連接之外，通常相對(duì)于環(huán)境密封。殼體的內(nèi)壁限定了轉(zhuǎn)子室。在該轉(zhuǎn)子室中安裝有轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的輪廓由頂端面和與該頂端面相對(duì)的底端面以及端面之間的直壁限定。轉(zhuǎn)子可以繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。通常旋轉(zhuǎn)軸從轉(zhuǎn)子的兩個(gè)端面延伸進(jìn)入合適的軸承，該軸承設(shè)置在殼體的頂部和底部中。至少在使用過(guò)程中，間隙存在于殼體的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子的外周之間。在間隙中有密封，其位置將在下文作更詳盡的論述。該密封將轉(zhuǎn)子室的上部與下部分離。在轉(zhuǎn)子的底面包含于下部中的同時(shí)，其頂面包含于上部中。所述裝置設(shè)置有機(jī)構(gòu)(以下也稱(chēng)作真空機(jī)構(gòu)或第二機(jī)構(gòu))，其用于減少上部中的壓力，例如100毫巴以下，比如50、10或5毫巴。還存在機(jī)構(gòu)(也稱(chēng)作第一機(jī)構(gòu))，其用于以相對(duì)于轉(zhuǎn)子室的上部的壓力的過(guò)壓例如100毫巴向轉(zhuǎn)子的底端面吹氣以此來(lái)抬起該轉(zhuǎn)子，從而補(bǔ)償該轉(zhuǎn)子的重量并因此減少軸承上的負(fù)載。由于在上部中的低壓，包含于轉(zhuǎn)子室中的氣體與轉(zhuǎn)子之間的摩擦很小。與根據(jù)PCT申請(qǐng)PCT/NL2009/000248的裝置相比摩擦損耗明顯減小，允許所述裝置以經(jīng)濟(jì)可行的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。有利的是，第一機(jī)構(gòu)以這樣的方式設(shè)計(jì)，以便作用于轉(zhuǎn)子的底端面上的絕對(duì)氣壓小于大氣壓力，例如在100-200毫巴的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子可能是直筒型。又或者其可以具有錐形，有利的是，轉(zhuǎn)子是頂面朝下安裝的去頂圓錐體，以致較大的直徑位于頂部。這種結(jié)構(gòu)的效果是所述裝置具有自調(diào)節(jié)懸浮。在轉(zhuǎn)子室的底部(暫時(shí))增加的氣體壓力將進(jìn)一步的向上抬起所述轉(zhuǎn)子，但是同時(shí)在密封中的氣體通道增加，從而減少壓力差降，并且因此底面與頂面之間的壓力差減小，結(jié)果懸浮降低，總的效果是轉(zhuǎn)子懸浮幾乎沒(méi)有變化。同樣地(暫時(shí))減少的氣流將得到補(bǔ)償。這使得所述轉(zhuǎn)子在使用過(guò)程中可以自動(dòng)保持在恒定的懸浮層。有利的是，轉(zhuǎn)子的圓周壁與其垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)之間的角度在0.25-10°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是在3°以上，比如1°。在殼體的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子表面之間的間隙中的密封允許氣體從轉(zhuǎn)子室的底部到其上部限制性地流動(dòng)。有利的是，在間隙中的密封是迷宮密封，其包括一如從氣體供應(yīng)或吸走的流動(dòng)方向觀(guān)察一在壓頭中產(chǎn)生差降的一系列的突起和/或槽。通常，在間隙中的氣體通道的橫截面以交替的方式減小和擴(kuò)大。優(yōu)選地，包含在迷宮中的突起具有至少部分圓形的頂端。突起的圓形頂端提供了從該突起的高壓側(cè)到其另一側(cè)的氣體的相對(duì)平滑的流動(dòng)，從而減少會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響的湍流。有利的是，突起的頂端是翼型。更優(yōu)選的是，迷宮是半迷宮。在本申請(qǐng)的上下文中這種表達(dá)的意思是殼體和轉(zhuǎn)子其中之一設(shè)置有一系列垂直隔開(kāi)的突起(或凹槽)，比如與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同軸的環(huán)形，而另一個(gè)是平的。通常，迷宮的突起或凹槽設(shè)置于根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的裝置的固定殼體中，不論其是否與殼體一體或是由分離的元件組裝。在優(yōu)選實(shí)施方式中，真空機(jī)構(gòu)的吸入側(cè)在密封的位置連接至轉(zhuǎn)子室，例如在(半)迷宮的鄰接的突起之間的凹槽內(nèi)。在所述實(shí)施方式中，保持了在轉(zhuǎn)子室的上部中的低壓，與此同時(shí)為了抬起轉(zhuǎn)子而持續(xù)供應(yīng)至下部的氣體也被去除。在密封的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，特別是半迷宮密封的突起設(shè)置于固定的殼體，有利的是，突起的頂端位于平行于轉(zhuǎn)子的傾斜直壁的線(xiàn)上。換句話(huà)說(shuō)，同軸突起的內(nèi)徑從下部至上部與轉(zhuǎn)子的直徑成比例的增加。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子室的底壁設(shè)置有凸起的中央平臺(tái)，并且轉(zhuǎn)子的底端面具有與該平臺(tái)相匹配的凹形。第一機(jī)構(gòu)引導(dǎo)轉(zhuǎn)子的底端面的凹槽中的氣流。優(yōu)選地，平臺(tái)具有頂端去除的錐形，并且轉(zhuǎn)子的底端面包括相匹配的錐形凹槽。轉(zhuǎn)子的錐形凹槽的底端面確保氣體穩(wěn)定的流向迷宮密封以及自動(dòng)定心效果，從而增加轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。有利的是，錐體的角度很小，例如在從幾度到20°的范圍內(nèi)。在所述實(shí)施方式中，密封優(yōu)選地位于凸起的平臺(tái)的外周與凹槽的內(nèi)周之間的間隙中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述裝置包括氣體輸送管道，其用于以相對(duì)的過(guò)壓將氣體輸送到連接至轉(zhuǎn)子室下部的轉(zhuǎn)子的底端面；以及也連接至下部的吸入管道，其用于去除氣體，其中管道通過(guò)在轉(zhuǎn)子的底端面上的小間隙彼此流體連通。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述裝置包括中央的氣體輸送管道和外部同心的吸入管道。優(yōu)選地，用于降低在上部中的壓力的所述機(jī)構(gòu)，通常是壓縮機(jī)或真空泵，其輸送側(cè)連接至下部以將轉(zhuǎn)子的底端面暴露在相對(duì)的過(guò)壓下。在這個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的所述裝置包括具有吸入側(cè)和輸送側(cè)的壓縮機(jī)或真空泵，該輸送側(cè)連接至轉(zhuǎn)子室的下部用于將氣體供應(yīng)至轉(zhuǎn)子的底端面，并且該吸入側(cè)連接至殼體，優(yōu)選地至少在密封處，以致上部保持在相對(duì)的低壓，例如小于例如10毫巴。在通常的存儲(chǔ)期間，由壓縮機(jī)消耗的能量只代表存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)子中的能量的一小本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于積蓄慣性能的裝置，包括限定了轉(zhuǎn)子室(16)的殼體(12)，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子(18)，其具有底端面(26)和大致相對(duì)的頂端面(24)，所述轉(zhuǎn)子(18)安裝在所述轉(zhuǎn)子室(16)中以便其能夠相對(duì)于所述殼體(12)繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(20)旋轉(zhuǎn)并留有間隙(32)，其中密封(36)設(shè)置于隔開(kāi)所述轉(zhuǎn)子室(16)的上部(34)和所述轉(zhuǎn)子室(16)的底部(38)的所述間隙(32)中，用于將在所述底部(38)中的所述轉(zhuǎn)子(18)的至少底端面(26)暴露在氣體壓力下的機(jī)構(gòu)(40)，與被施加到所述上部(34)中的大致相對(duì)的頂端面(24)的壓力相比，所述氣體壓力產(chǎn)生至少部分地補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)子(18)的重量的向上的差壓力，并且所述裝置設(shè)置有用于減少在所述上部(18)中的壓力的機(jī)構(gòu)(40)。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】2011.03.08 NL 20063551.一種用于積蓄慣性能的裝置，包括限定了轉(zhuǎn)子室(16)的殼體(12)，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子(18)，其具有底端面(26)和大致相對(duì)的頂端面(24)，所述轉(zhuǎn)子(18)安裝在所述轉(zhuǎn)子室(16)中以便其能夠相對(duì)于所述殼體(12)繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(20)旋轉(zhuǎn)并留有間隙(32)，其中密封(36)設(shè)置于隔開(kāi)所述轉(zhuǎn)子室(16)的上部(34)和所述轉(zhuǎn)子室(16)的底部(38)的所述間隙(32)中，用于將在所述底部(38)中的所述轉(zhuǎn)子(18)的至少底端面(26)暴露在氣體壓力下的機(jī)構(gòu)(40)，與被施加到所述上部(34)中的大致相對(duì)的頂端面(24)的壓力相t匕，所述氣體壓力產(chǎn)生至少部分地補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)子(18)的重量的向上的差壓力，并且所述裝置設(shè)置有用于減少在所述上部(18)中的壓力的機(jī)構(gòu)(40)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中暴露所述轉(zhuǎn)子(18)的至少底端面(26)的所述機(jī)構(gòu)(40)適于將所述底端面(26)暴露在小于I個(gè)大氣壓的氣體壓力下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中用于減少所述上部(18)中的壓力的所...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：卡爾馬里亞·德弗里斯，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：S四能源公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：