飞轮能量系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103038541A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103038541A(43)申请公布日2013.04.10(21)申请号201180035118.2(51)Int.Cl.(22)申请日2011.06.03F16F15/315(2006.01)F16C32/04(2006.01)(30)优先权数据F16C39/06(2006.01)61/352,8102010.06.08USH02K7/02(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.17(86)PCT申请的申请数据PCT/CA2011/0006412011.06.03(87)PCT申请的公布数据WO2011/153612EN2011.12.15(71)申请人时间功率有限公司地址加拿大安大略(72)发明人J·A·韦尔特里(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人王初权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书1313页页附图附图1515页(54)发明名称飞轮能量系统(57)摘要一种能量存储系统，包括壳体和飞轮，该飞轮具有连结到圆柱形铁磁性转子部分上的驱动轴部分。驱动轴部分限定大体竖向轴线，转子部分为了转动绕该大体竖向轴线安装。磁性轴承组件按绕竖向轴线的静止对中关系安装在壳体上在转子部分上方，从而向永磁体的下部正面沿轴向向上吸引转子部分，由此支撑飞轮重量的显著大部分，该磁性轴承组件包括环形永磁体，该环形永磁体没有电磁元件。至少一个低摩擦机械轴承组件绕驱动轴部分安装在壳体内，以提供转子部分的径向定位，并且限制转子部分相对于下部正面的至少向上轴向运动。环形永磁体平衡地覆盖转子的端面的一部分，为磁通提供返回通路。CN103854ACN103038541A权利要求书1/4页1.一种能量存储系统包括：a）第一壳体，其具有端面；b）至少一个飞轮，其具有驱动轴、转子，并且具有铁磁性质，该转子能够随所述驱动轴转动，所述驱动轴限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在所述第一壳体内转动；c）磁性轴承组件，其并置在所述端面与所述转子之间，所述磁性轴承组件具有至少一个永磁体，该至少一个永磁体安装在所述第一壳体和所述转子之一上，以向着所述端面沿轴向向上吸引所述转子，以至少部分地支撑所述飞轮的重量；d）第一机械轴承组件，其在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，并且限制所述转子相对于所述端面的至少向上轴向运动，从而在所述端面与所述转子之间限定最小间隙；以及e）第二机械轴承组件，其沿所述驱动轴与所述第一轴承组件间隔开，并且在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，所述第二机械轴承组件容许在所述轴与所述壳体之间的相对轴向运动。2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述至少一个机械轴承组件也限制所述转子相对于所述端面的向下轴向运动，从而在所述端面与所述转子之间进一步限定最大间隙。3.根据权利要求1或2任一项所述的能量存储系统，其中，所述永磁体安装在所述端面上。4.根据权利要求3所述的能量存储系统，其中，所述第一壳体的所述端面沿径向延伸超越所述永磁体，以覆盖所述转子，并且建立在所述壳体与所述转子之间的磁通量通路。5.根据权利要求4所述的能量存储系统，其中，所述转子和壳体的所述端面构造成，所述间隙被保持为超越所述永磁体。6.根据权利要求4或5任一项所述的能量存储系统，其中，非磁性隔板介入在所述永磁体与所述端面之间。7.根据权利要求3至6任一项所述的能量存储系统，其中，所述磁性轴承组件还包括铁磁性金属的环形垫板，该环形垫板绕所述竖向轴线按静止对中关系安装到所述第一壳体的顶部壁表面的下侧上，所述垫板具有至少与所述转子的半径一样大的半径，所述永磁体连结到所述垫板的下表面上。8.根据权利要求7所述的能量存储系统，其中，所述垫板沿径向延伸超越所述永磁体的外部径向边缘，以超越其形成向下突出周界裙部部分，所述裙部部分具有至少与所述转子部分的外部半径相等的外部半径，该周界裙部部分具有下表面，该下表面与所述永磁体的所述下部正面轴向共同终止，从而也保持在所述转子部分与所述裙部部分之间的所述最小间隙。9.根据权利要求8所述的能量存储系统，其中，所述磁性推力轴承组件还包括非磁性垫片环，该非磁性垫片环介入在所述永磁体的外部径向边缘与所述裙部部分的内部径向边缘之间。10.根据权利要求1至9任一项所述的能量存储系统，其中，所述永磁体与所述竖向轴线相平行地被磁化。2CN103038541A权利要求书2/4页11.根据权利要求1至10任一项所述的能量存储系统，其中，所述永磁体包括一层磁化材料。12.根据权利要求1至10任一项所述的能量存储系统，其中，所述永磁体包括磁化材料的多个沿竖向堆叠