飞轮转子.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106715935A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201580045758.X(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31(22)申请日2015.08.17100代理人李丹丹(30)优先权数据14/469,3822014.08.26US(51)Int.Cl.14/811,0122015.07.28USF16C32/04(2006.01)F16F15/03(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2017.02.24(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2015/0455452015.08.17(87)PCT国际申请的公布数据WO2016/032788EN2016.03.03(71)申请人安珀动力能源公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人S·桑德斯E·孙M·何M·塞内斯基E·齐奥权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称飞轮转子(57)摘要一种具有改进的材料特性的实心钢飞轮转子在降低的成本下提供改进的能量存储。本发明还提供用于制造转子的方法。CN106715935ACN106715935A权利要求书1/2页1.一种飞轮转子，其包括由单片钢制成的旋转对称质量，其具有至少900MPa的屈服强度、至少70MPa·m0.5的断裂韧性和2mm或更小的最大固有缺陷尺寸。2.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，不包括穿过所述质量的中心轴线的孔。3.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量的至少一些部分距离所述质量的外表面大于4英寸。4.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量具有比沿着第二轴线的厚度更大的沿着第一轴线的直径。5.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，还包括从所述质量突出的多个轴颈，每个轴颈成形为物理地联接到外轴。6.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述转子具有2吨到5吨范围内的质量。7.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量在其最大点处具有在36英寸到72英寸范围内的外径。8.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量由真空电弧重熔(VAR)、贯通硬化和回火的300M钢形成。9.根据权利要求1所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量包括鱼尾形状。10.一种飞轮转子，其包括由单片真空电弧重熔(VAR)、贯通硬化和回火的300M钢制成的旋转对称质量，所述质量包括从所述质量突出的多个轴颈，每个轴颈成形为物理地联接到外轴。11.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，具有至少900Mpa的屈服强度。12.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，具有至少70MPa·m0.5的断裂韧性。13.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，具有2mm或更小的最大固有缺陷尺寸。14.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，不包括穿过所述质量的中心轴线的孔。15.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量的至少一些部分距离所述质量的外表面大于4英寸。16.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量具有比沿着第二轴线的厚度更大的沿着第一轴线的直径。17.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述转子具有2吨到5吨范围内的质量。18.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量在其最大点处具有36英寸到72英寸范围内的外径。19.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述质量包括鱼尾形状。20.一种用于制造飞轮转子的方法，包括：使多个元素合金化以形成300M钢的单片质量；使用真空电弧重熔(VAR)工艺精炼所述质量；执行多步锻造工艺以在所述质量内对准晶粒尺寸和方向；2CN106715935A权利要求书2/2页加热和淬火所述质量以使所述质量贯通硬化；回火所述质量；以及加工所述质量。3CN106715935A说明书1/7页飞轮转子[0001]政府权利说明[0002]本发明在政府支持下根据由美国能源部授予的合同OE-0000232做出。政府在对本发明中有一定权利。[0003]背景技术领域[0004]本说明书一般来说涉及能量存储，并且具体来说涉及使用飞轮的能量存储。背景技术[0005]许多能量源，具体来说清洁能源如风力涡轮机和太阳能板，产生并不暂时匹配所经历的负载的能量。在许多发达国家，能量产生遵循所经历的负载，使得根据需要提供能量。在高负载的环境下，诸如使用风化发生器以及在热发电机上的旋转和非旋转储备的技术允许匹配高和可变负载的产生。然而，尽管有这些技术可用，通常存在能量存储对满足能量负载是很重要的情况。[0006]现有能量存储系统都具有这样或那样的缺点。当设计能量存储系统时，尺寸、价格、存储效率、功效和安全都是关注点。一般