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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2291541

Schwungrad-Energiespeichersystem

Name des Erfinders: Sibley B. Lewis (US)
Der Name des Patentinhabers: Sibley B. Lewis (US)
Korrespondenzanschrift: 129010, Moskau, ul. Boris Spassky, 25, S. 3, Ltd. "Gorodissky und Partner", pat.pov. SA Dorofeev, Kenn-Nr 146
Startdatum des Patents: 2002.09.12

Die Erfindung betrifft Systeme Energiespeicher Schwungrad. Das technische Ergebnis besteht darin, die Sicherheit und Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer zu erhöhen. die Energiespeichervorrichtung umfasst eine Welle, ein Schwungrad, eine Einrichtung zum wahlweise das Schwungrad zu drehen, wenn durch die Drehung seines Schwungrads elektrische Energie oder elektrische Leistungserzeugung anwenden. Mittel zum Verbinden des Schwungrads und Mittel, um das Schwungrad selektiven Drehen oder Erzeugung elektrischer Energie mit einem Teil der Lagermittel, die relativ zu der Welle dreht, umfasst das innere Element einen drehbaren Teil in Bezug auf die Welleneinrichtung trägt. Seine äußere Element fest mit dem Schwungrad und eine Kombination von Mitteln zum Drehen des Schwungrades oder Erzeugung elektrischer Energie. Mittel, um die Verbindungselemente eine Fortsetzung Mitdrehen des äußeren Elements an dem inneren Element bereitstellt, wenn eine Drehgeschwindigkeit einer Kombination von internen und externen Komponenten, Schwungrad und Schwungradrotationseinrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie oder einen Pegel erreicht, bei dem die Zentrifugalkraft, die diese Elemente trennt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schwungradsystem Energiespeicherung für die Integration von High faserverstärkten Verbund Schwungrad dicker Ring wirtschaftliche Entwürfe Schwungräder und Befestigungsbuchsen hergestellt unter Verwendung Endlosfilament ungebundenen Stahldraht und andere Filament mit Subminiatur, und in einigen Fällen Low-Cost herkömmlichen Motor -Generator und elektronische Steuerungssysteme auf der Basis digitaler Signalverarbeitung, ausfallsichere Vakuumkammern, Systeme und Notfallstromausfall Lokalisierung und Kugel-, Rollen- und Gleitlagern mit Festschmierstoffen, die zuverlässig für viele Jahre ohne Wartung betrieben werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung und die gyroskopischen durch solche Schwungrad erzeugten Moment für die Last der aufgehängten Einheit Orientieren, wie im US-Patent №5632222, zusätzlich zur Energiespeicherung oder Ersatz beschrieben.

Die Anhäufung von Energie als kinetische Energie eines rotierenden Schwungrad bekannt. Trotz der jüngsten Verbesserungen in faserverstärkten Verbundwerkstoffe, die Ringstrukturen der Wunde Endlosfilament, elektronische Steuerungen, und die Lagerschmierung Technologien und Dämpfungs Schwungrad-Energiespeichersystem ist nur noch möglicherweise im Wettbewerb mit alternativen Energiespeichervorrichtung, wie beispielsweise chemische Batterien und sverhkondensatory .

Herkömmliche Materialien verwendet, um das Schwungrad-Energiespeicherfähigkeit auszuführen begrenzt durch ihre Zugfestigkeit durch die Fliehkraft bei hohen Drehzahlen zu sorgen.

Die Elektromotoren, Generatoren und Steuerungen, wird in der Regel mit Schwungräder verwendet wird, zu sperrig und kann bei hohen Geschwindigkeiten nicht arbeiten, die für eine kompakte Schwungrad-Energiespeichersystem zu erhalten nach den Grenzen in Bezug auf die Möglichkeiten für den Einsatz in Autos und anderen Fahrzeugen.

Die Verwendung von Schwungrad-Energiespeichersysteme mit geringerer Energiedichte Grafiken laden stationäre Kraftwerke auszurichten ist nicht erfolgreich, was teilweise auf das Fehlen einer bewährten Konstruktion wirtschaftlich Materialien Ring aus Endlosfaser verwendet wird.

Der Elektromotor mit einem Permanentmagneten mit einem Transversalflussmotor bietet eine hohe Leistungsdichte mit hohem Wirkungsgrad, und es scheint, dass es zuerst von Dr. H.Weh in einem Papier 1988 und mit dem Titel "Eine neue synchrone Elektromaschine mit Dauermagneterregung, veröffentlicht wurde, mit hohe Effizienz bei niedrigen Geschwindigkeiten "(" New Permanentmagnet erregten Synchronmaschine mit hohem Wirkungsgrad bei niedrigen Geschwindigkeiten "), als ein Mittel, hohe spezifische Leistung mit hoher Effizienz zu erhalten, um Gewicht, Kosten, Energieverluste und Wartung zu reduzieren.

In herkömmlichen industriellen bürstenlosen Gleichstrommotoren verwendet werden Hall-Effekt, dh die magnetisch schaltbaren berührungslose Sensoren Rotorposition zu bestimmen. Das Signal wird in einem Inverter zugeführt in die nächste Phase in der Sequenz zum Umschalten, wenn der Wurzelmagnetachse eine vorbestimmte Position erreicht. Auf diese Weise sind die Motorwicklungen erregt der maximale Wert des Ausgangsdrehmoments des Motors bei jeder gegebenen Geschwindigkeit zu erhalten, wodurch. Jedoch sind bekannte Hall-Effekt-Systeme sind komplex in der Konstruktion, sind umständlich und schwierig herzustellen, Installation und Ausrichtung, die ihre Verwendung in Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen begrenzt, wo ein Zeichen für Mangel an Bürsten von besonderem Vorteil ist.

Herkömmliche Hochgeschwindigkeitslager erfordern eine Zufuhr von Luft-Ölnebel, Schmieröl oder das regelmäßige Nachfüllen fettig Schmiermittel zirkuliert eine ausreichende Schmierung zwischen den sich bewegenden Oberflächen zu gewährleisten, so die Reibung der Lager nicht überhitzen und Selbstzerstörung während des Betriebs.

In den Schwungrad-Energiespeichersystemen mit hoher Geschwindigkeit, nicht herkömmliche Lager keine ausreichende Lebensdauer der Vakuumumgebung, um durch den Luftwiderstand und eine Überhitzung des Schwungring aus Verbundmaterial verursachten Verluste zu minimieren, die erforderlich bereitzustellen. Somit beruhen einige Schwungradsysteme auf der Verwendung von aktiven Magnetlagern. Auch Magnetlager benötigen Hilfs Kugel- oder Rollenlager zur Lagerung des Rotors im Falle eines versehentlichen Stromausfall Magnetlager oder die scharfen gyroskopischen Rangieren oder Stoßbelastungen, die die Fähigkeit der Magnetlager überschreiten Belastung standhalten.

Fette Schmiermittel und synthetische Schmieröle mit ultra niedriger Flüchtigkeit erforderlich im Hochvakuum solcher Systeme mit kostengünstigen Kugellagern, keine Wirkung von synthetischen Kohlenwasserstoffadditive oder konventionelle Öle auf Ölbasis, wobei sie unannehmbar niedrige Fähigkeit haben Grenzschmierung und Haltbarkeit der Lager zu gewährleisten. In dieser Hinsicht sm. Zum Beispiel Dokument Autoren und Mahncke von Schwartz, mit dem Titel "Fette und Schmierstoffe Lager in Raumfahrzeugen rollen" ( "Fettschmierung von Wälzlagern in Raumfahrzeugen"), veröffentlicht in der "Sammlung der American Society of Lubrication" ( "ASLE Transaktionen"), Band 17, №3, str.172-181.

Hohen Drehzahlen führen in solchen signifikanten Ausdehnung der Fliehkraft Schwungrades Ringe, die erfordern Spezialwerkzeuge für die Montage der Ringe auf Lagern Rotoren von der Motor-Generator-Rotor gehalten wird. Das Befestigungssystem in U.S. Patent №4860611 beschrieben, beinhaltet im Wesentlichen hohen Geschwindigkeiten zur Verwendung Hülsenkonstruktion Montage geeignet, aber noch höhere Geschwindigkeiten wünschenswert. Daher sind weitere Verbesserungen Befestigungsstrukturen erforderlich.

Adäquat zuverlässige High-Speed-Lagersysteme für den Festschmierstoff, insbesondere für den Einsatz in Hochvakuum-Umgebungen sind nicht bekannt. Lagerindustrie liefert auf den Markt verschiedene Arten von Trockenlagermaterialien auf Basis von Molybdändisulfid, Graphit, Teflon und andere als Festschmierstoffe verwendeten Kunststoffe. Glasfaserverstärkte Teflon Lager werden durch Verbinden eines starren Metallsubstrat mit einer dünnen Verbundschicht aus weichem Schmier Teflon hergestellt, mit Glasfaser verstärkt solide. Eine sehr dünne Schicht aus Teflon schmiert die Glasfasern mit minimalen Sicherheiten elastische Verformung, plastische Verformung und minimalen Verschleiß. In diesen bekannten Ausführungen zu der Festschmierstoff Lager sporadischen disruptive Lagerschäden entstehen.

Standalone gesichert geschmiert-for-life-Lager haben eine begrenzte Fähigkeit, mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten und erfordern häufige Ersatz von Fett.

Die Hochgeschwindigkeitsrotor mit einer Drehzahl oberhalb der kritischen Lager arbeiten, sind üblicherweise durch zirkulierende Öl geschmiert. Im Falle von Hochgeschwindigkeits Kugel- oder Rollenlager, dieses Schmieröl oft durch einen ringförmigen Raum in dem Gehäuse, die den nicht-rotierenden Lagerring von dem Vorrichtungshauptkörper, so dass die Radiallast zirkuliert wird, trennt den Ölfilm komprimiert. Rotorschwingungen werden durch viskoses Fließen in Form eines Ölfilms gedämpft, wenn der Rotor für die Beschleunigung und Verzögerung in Bezug auf seine Betriebsdrehzahl die kritische Geschwindigkeit überwindet.

Die derzeit verfügbaren Geräte sind rotierende Dämpfungsmittel auf dem "kondensierten Film" weit verbreitet und exakt ausgewuchtete Rotoren Vibrationseffekt und Lagerbelastungen in hoher Geschwindigkeit rotierende Geräte zu steuern. Leider Geräte, Dämpfung ihre eigenen Druckfilminstabilität zu haben, aufgrund der Öl wirbelt und Buttern, und oft Instabilität dieser High-Speed-Geräte an die Arbeit bringen. Zusätzlich zufriedenstellend entwickelte das Design auf der Druckdämpfungsfolie. Darüber hinaus bieten die Dämpfungsvorrichtungen für Druck Film nicht einen hohen Grad an Dämpfung. Folglich wird, wenn eine Dämpfungseinrichtung für die Druck Film haben oft hohe Schwingungslagerbelastungen und Systeminstabilitäten.

Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Schwungrad Ringe aus Kompositmaterial des textilen Flächengebildes. Die vorliegende Erfindung in Bezug auf solche Ringe umfassen Ring, Pol gewickelten Ringe und andere Konstruktionen Handräder Endlosfaserverbundmaterial des Textilgewebes und Schwungräder und einfach abgekoppelt von der kontinuierlichen hochfesten Stahldraht oder einem anderen Filament und ihre Befestigungssysteme verstärkt. Schwungräder nach der Erfindung hergestellt durch Faserwickeltechniken unter Verwendung einer nassen oder trockenen Wicklung durch Harztransferformen, durch Spritzgießen und durch Autoklav Formen oder Vakuum- / Druckformung elastischen Beutel hergestellt werden. Dieser Autoklav Formen oder Vakuum / Druckbeutel Form mit elastischen vorimprägnierten Materialien durchgeführt.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung für die Integration solcher Ringe Schwungräder aus einem Verbundmaterial aus Gewebe und den anderen oben, Motorgeneratoren Raumvektorantrieb genannten Schwungräder Typen mit der Oberwelle gesteuert auf die digitale Signalverarbeitung beruht, um die kompakte ohne Sensor umgeschaltet werden, mit der Längs- oder Querfluss, radialen oder axialen Luftspalt Permanentmagneten oder ohne dass diese als reaktive Strukturen in hoch Schwungrad-Energiespeichersystem mit Kugel-, Rollen- und andere Lageranordnungen auf Festschmierstoff bezeichnet zusammen mit Blasebalg Axialbelastung Permanentmagnet mit Magnetfluss nicht penetrierenden vernachlässigbare Nachfüllen des Schmiermittels oder Wartung erfordert oder nicht, es überhaupt benötigen. Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Wärmerohrlager und Motorrotoren gekühlt bietet, ausfallsichere, schnelle Energiesysteme und Geometrien zu absorbieren Schmierung von Kugel zu erleichtern, Wälz- und Gleitlagern, als auch, und gemeinsame Schwingungsmontagesysteme in der Schwungrad-Energiespeichersystem zu verhindern, die Arbeit mit mit hoher Geschwindigkeit überkritische Rotation um die Rotormassenzentrum bietet und minimieren somit Lagerbelastungen bei den Hochgeschwindigkeitsbetrieb und eine längere Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Sicherheit.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Schwungrad Ringe des Pols gewickelten Doppelhochtemperaturverbundwerkstoff auf Basis von Kohlenstofffasern und einer carbonisierten Matrix oder ein anderes Verbundmaterial aus Gewebe, das auf dem Rotor mittels der Nabe mit der Änderung der Krümmung an der Schnittstellenverbindung zwischen den Speichen und der Felge montiert werden kann . Das Rad kann Widerhaken in die Mitte jeder Brücke haben die zentrifugalen Belastungen in der Anordnung zu reduzieren.

Schwungrad Ringe können direkt auf den gerillten Rotoren von Elektromotoren oder Generatoren mit Permanentmagneten oder einem Strahltyp Vorrichtung ohne Magneten montiert werden, auftretende Bereitstellen natürlich das Magnetfeld schwächen, indem der Spalt zwischen den Umfangssegmenten zunehmender aus Zentrifugaltrennung bei einer Rotationsgeschwindigkeit erhöht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet die Verwendung von Verbundmaterialien mit einer Metallmatrix und Faser eine flexible Felgennabe zu erhalten, die die Leistung besitzen, mit einem Hochleistungs-Rotoren kombiniert ohne Verlust bewährte Stabilität und Verfolgungsfähigkeit. Diese Materialien bieten Flexibilität in der Größe der Schwungradnabe in Bezug auf den Durchmesser und die Länge, selektive Flächenbewehrung und verschiedene wirtschaftliche Fertigung in großen Stückzahlen.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung Umsetzung sensorless Motorgenerator Betriebsbedingungen Umschalten des System effektiv arbeitet, auf dem Hall-Effekt.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung magnetische Dämpfung Bewegung durch eine Fortsetzung der Lageranordnung durchgeführt Schwingungsamplitude zu begrenzen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein autonomes Kühlsystem für das Schwungrad-Energiespeichersystem mit hoher Geschwindigkeit einen Wärmeabführungsrohr Welle der Vorrichtung, um eine große Wärmemenge durch den Motorgenerator und den Lagern erzeugte entfernen.

Weitere zusätzliche Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen sowohl die Verwendung von Elektromotoren mit Längs- und Querfluss als axiale oder radiale Luftspalt und angetrieben mit digitalen und räumlichen harmonischen Wellenvektor und Vektor-Kontrolle.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung des Schwungrades des Verbundmaterials, wobei jeder solcher Ring in dem Rotor mit einem einzelnen Ring oder mehrere Ringe können vorzugsweise aus Ring bestehen aus mindestens zwei separaten Ringe aus Verbundmaterial durch Warmschlüssig verbunden und aus unterschiedlichen Zusammensetzungen. Andere Zusammensetzungen können Verbundmaterialien umfassen auf Basis von Kohlenstofffasern und dem carbonisierten Matrix, die die Möglichkeit der thermischen Beschädigung des Rotors zu minimieren, da diese Materialien bei sehr hohen Temperaturen ohne Schwächung betreiben. Pyrolyseprodukte karbonisierten Matrix-Verbundmaterial auf Basis von Kohlenstofffasern während der Herstellung minimiert auch Ausgasen und dies ergibt sich aus der Möglichkeit der Überdruck der Zündung und Explosion im Falle einer Beschädigung des Rotors.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die kritische Sequenz und speziellen Bearbeitungsmodus Faserspann während des Wickelns und Aushärten bestimmter der Verbund Schwungrades Ringe verwendet. Es kann nass oder trocken ringförmige Wicklungsgarnführung oder eine Kombination von Ringen geflochtenen Verbundradial Pol mit Spannung verwendet werden, um die notwendige Verteilung von Eigenspannungen im fertigen Ring zu schaffen, die zentrifugalen und thermischen Belastungen erzeugt entgegenzuwirken, wenn diese Ringe in abgeschlossen Schwungrad-Energiespeichersystemen verwendet werden.

Die Installation der Schwungradnabe für solche Ringe können eine modifizierte Krümmung in der Nähe der Verbindung zwischen den Speichen und der Felge und verdickte Abschnitt in dem Mittelabschnitt des Rands zwischen den Speichen verwendet werden.

Alternative Materialien für diese Knotenpunkte durchgeführt wird, wie beispielsweise Verbundwerkstoffe und Metallmatrix der Faser stellt die Nabe Design-Flexibilität und eine niedrigere Produktionskosten. Verwendung von Verbundmaterialien mit einer Metallmatrix-Hub oder Faser ist wünschenswert, dass zentrifugale Expansion der Naben bei hohen Drehzahlen nicht die maximale Vorspannung nicht überschreitet am heißen Rotoranordnung möglich bei unterschiedlichen Temperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elemente.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch alternative Verfahren und die Anlage der Ringe von Verbundschwungradvorrichtung mit einer sehr hohen Energiedichte erhalten.

Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung, einen Motorgenerator und der Controller umfasst, extrem kompakte elektromechanische Vorrichtungen haben eine maximale Effizienz mit minimalen Energieverlusten und minimalen Wärmeerzeugung, sondern auch Wärmerückgewinnung in jedem Fall in die Steuerung, wo Wärme ist es die unvermeidliche Erzeugung von Rest entweder in dem Rotor oder in Stator. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung für die getrennte Temperaturmessung und Wasserkühlung des Motorstator und Motorrotor durch den Wärmestrahlungsrippen in der Vakuumkammer, sondern auch durch Lager und dem Schwungring ausgestattet sein. In einer Ausführungsform ist die komplette Schwungrad-Energiespeichersystem, das in sich geschlossenes Kühlsystem mit Wärmerohr.

In verschiedenen Ausführungsformen gemäß der Motorgenerator der vorliegenden Erfindung werden als die elektromagnetische Struktur mit longitudinalen und transversalen Fluss radialen oder axialen verwendet, um den Luftspalt des Rotors und des Stators Erwärmung zu minimieren und die Effizienz zu maximieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, Motordesign Permanentmagnet mit transversalen Magnetflusses ist für eine größere Zuverlässigkeit wesentlich vereinfacht. Dies ist sehr wichtig für Schwungrad-Energiespeichersystemen des Typs, auf den die vorliegende Erfindung, die eine lange Lebensdauer ohne periodische Wartung erfordert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt der Controller einen virtuellen Hall-Effekt-Signale. In diesem Fall erfordern die Motorrückkopplung nicht Sensoren die Position des Rotors zu bestimmen, wobei die Umschaltung ohne den Einsatz von Sensoren erhalten wird, die Kosten und erhöht die Zuverlässigkeit verringert. Permanentmagnete in den Rotoren normalerweise in solchen Gleichstrommotoren verwendet werden, können von der Konstruktion weggelassen werden und kann Reluktanz Design verwendet werden.

Die Motorgeneratoren der Schwungrad-Energiespeichersysteme der vorliegenden Erfindung können in ihrer speziellen Controller-Schaltung für High-Speed-Statoren mit zusätzlichen Wicklungen für eine schnelle Dämpfung überschüssige Energie in Schwungrad-Modus zerlumpt angesammelt haben, aufgenommen.

Verwendung der zusammengesetzten Schwungradringe, bei sehr hohen Geschwindigkeiten, bei denen herkömmliche Befestigungsnabe ungeeignet, den Betrieb einer alternativen Ausführungsform des Rotors des Motors verwendet werden kann. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in axialer Richtung gemacht werden geschnitten oder teilweise aufgeschnitten Rotorsegmente fest eingestellt in die Löcher der Ringe passen schrumpfen. Mit zunehmender Geschwindigkeit dieser Drehanordnung Preßverband durch die zentrifugale Expansion des Rotors und zwischen den Kanten der Segmente eliminiert wird ein kleiner Spalt ausgebildet. Der kleine Spalt führt zu einer Schwächung des Magnetfeldes Reduktionsstrom und einer Pulsbreitenmodulation in dem Motor, die Effizienz zu erhöhen und zu reduzieren Rotorheizung. innerhalb welcher enthält Permanentmagneten, einen inneren zylindrischen zentralen Abschnitt in Bezug auf den Aspekt der Erfindung auf die Ausführung von axialen Schlitzen oder teilweise Nuten in dem Rotor an der Drehwelle in Bezug verbunden, der Rotorteil des Motorgenerators durch einen länglichen axialen Körper kann eine zylindrische Außen mit zentralen Abschnitt gebildet werden, und einen Zwischenabschnitt der inneren und äußeren zylindrischen zentralen Abschnitte zum erleichtern der gemeinsamen Drehung des äußeren zylindrischen Mittelabschnitt mit dem Schwungrad als die Schwungraddrehzahl nähert sich dem Verbindungswelle, und die Frequenz, bei der das Schwungrad von der Welle trennt. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist der Zwischenabschnitt ist vorzugsweise abgerundet und vorzugsweise dünner als die inneren und äußeren zylindrischen zentralen Abschnitte.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist das Schwungrad auf der Außenfläche des äußeren zylindrischen Mittelabschnitt des Gehäuses angebracht ist bevorzugt. Vorzugsweise weist das Gehäuse axial langgestreckte Schlitze zwischen benachbarten Permanentmagneten. Vorzugsweise ist die Nuten in dem zylindrischen Teil des Gehäuses ausgeführt. Weiterhin bevorzugt enden die Rillen axial näher an der Mitte der Vorrichtung als die Spitze der Permanentmagnete in axialer Richtung. Einige der Schlitze in der gleichen Winkelposition und axial ausgerichtet werden. Die Erfindung und sieht vor, dass die Spitze von mindestens einem Teil der Schlitze von der Mitte der Vorrichtung als die Spitze der Permanentmagnete in axialer Richtung kann weiter.

Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung beinhaltet die Verwendung von digitalen Steuervektor mit einer räumlichen harmonischen Welle in die elektronische Steuerung der Motorgenerator auf der Grundlage digitaler Signalverarbeitung, die die Verluste und die Erwärmung verringert und verbessert die Dynamik. Diese Vektorsteuerung und das Phänomen der Dämpfung des Magnetfeldes erhöht den Leistungsfaktor von Kraftwerken, Größe, Gewicht und Kosten der Leistungselektronikeinrichtung zu minimieren und somit die Gesamtsystemwirkungsgrad zu verbessern.

Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung auf die Lager beziehen, umfasst die Lageranordnung einen Lageraußenring und dem Innenring des Lagers, wobei die inneren und äußeren Lagerringe Nuten zum Halten der Rollkugeln oder Rollen der Lageranordnung aufweisen. Die Lageranordnung kann ferner eine Mehrzahl von Kugeln oder Rollen umfassen, die in der Baugruppe angebracht ist für einen Eingriff mit entsprechenden Nuten versehenen Walzen äußeren und inneren Lagerringe und Festschmierstoff neben einem oder mehreren Kugeln oder Rollen, die zwischen den inneren und äußeren Ringen Walzgut, mit sind Innen- und Außenring zu der angelegten Last und Tragelemente verbunden ist. Und das feste Schmiermittel kann ohne dass eine Mehrzahl von Kugeln oder Rollen in der Gleitlagerschale Volumen enthalten sein.

Gemäß Aspekten der Erfindung auf das Lager beziehen, zu verringern und die Steuerung in einem hohen Reibungsmedium, das Schwungrad-Energiespeichersystem verwendet, kann ein synthetisches Fett optimal geringe Flüchtigkeit als zusätzliches Schmiermittel verwendet werden. Hilfs Schmiermittel kann mit einem porösen Kunststoffelement, wie ein Nylon mit derselben geringen Flüchtigkeit Öl imprägnierte Einlage hergestellt werden, die in Verbindung mit dem synthetischen Fett-Schmiermittel verwendet wird, um Feuchtigkeit zu erhalten und Schmiermittel Trocknen im Vakuum verhindern. Aspekte der Erfindung auf die Lagerschmierung und Reibungskontrolle umfassen die Verwendung von gewundenen Labyrinthdichtungen Zusammenhang Rest Ausgasen des schwerflüchtigen Fett auf ein vertretbares Maß zu begrenzen.

Ein festes Schmierelement in den Lagern ist vorzugsweise ein Mitglied aus Kohlenstoff Graphit, vorzugsweise gepresst, manchmal - samoprizhimayuschiysya die Kugeln, Rollen Lagern oder anderen sich bewegenden Oberflächen, so dass der Graphit "verschmiert" ist, die auf die Kugeln, Rollen oder andere bewegliche Oberfläche geläppt (Oberflächen), eine dünne Graphit verlassen Schmierfilm und ultrafeinen Partikeln eine "tragen Produkte" des Festschmierstoff. Wenn das Lager diese Produkte tragen zwischen den Oberflächen der Kugeln oder Rollen und Rollnuten gefangen. Schmierelement Verschleißprodukte sind Kugeln oder Rollen auf die Rollnut transportierte dreht, in denen montiert sind Kugeln oder Rollen, so daß eine Graphitfolie zwischen den Kugeln oder Rollen und Rollflächen der Nut zu bilden, und der Film wird für die Lagerlebensdauer ohne die Notwendigkeit für nachfolgende kontinuierlich nachgefüllt Anwendung zusätzlicher Schmiermittel.

Bei niedrigen Drehzahlen des Lagers samoprizhimaniya Wirkung in diesen Festschmierstoff Ringe können durch die Elastizität der Ringe selbst als eine Folge der Tatsache, daß die Ringe geschnitten und angeordnet sind, vorgesehen sein, so dass sie mit einer kleinen Abweichung in der Richtung der Kugeln oder Rollen geladen sind. Im Falle von Wälzlagern und der Hochgeschwindigkeitsbetrieb von Kugellagern Trägheitslasten auf den Lagerelementen und den Festschmierstoff Ringe aus einem Material, das für solche Ausführungsformen vorzugsweise ohne kakih-libo Schnitte ausgeführt verwenden, sind ausreichend, um eine ausreichende Pressung oder diskontinuierlich in Kontakt zu gewährleisten mit Kugeln oder Rollen die gewünschten Produkte Schmiermittel Verschleiß und Transferfolien herzustellen. In der High-Speed-System Schwungrad-Energiespeicher die Kugeln bewegen, so dass sie mit den Festschmierstoffringen kollidieren zufällig. Wenn Rollenlager verwendet werden, Neigen kommen die Rollen zufällig in Kontakt mit den Festschmierstoffringe in solchen Lagern eingebaut in Kontakt mit den Enden der Rollen.

Schmierelement ist vorzugsweise in einer Ringform durchgeführt, aber es kann in der Form von Einsätzen aus festem Schmiermittelmaterial oder einer relativ dicken Beschichtung aus einem festen Schmiermittel mit zugehörigen Lager Joch sein. Lage des festen Schmiermittels kann variieren. Ring oder Käfig muss eine Mindestgrenze der Bahnbewegung der Kugeln oder Rollen erstellen. Die Mindestgrenze der Bahnbewegung erforderlichen Abrasion der Gleitlack auf den Oberflächen der Kugel oder Rolle / Rollenlager Nut zu minimieren.

In sehr hoher Geschwindigkeit von Anwendungen, wenn die Zentrifugalkräfte auf dem Festschmierstoff Ringe oder Käfiglager groß genug ist, übermäßigen Verschleiß und Spannungen zu erzeugen, kann ein Metallband verwendet werden, um die auftretenden Spannungen in der Schmiermittelring zu enthalten. Alternativ kann der Clip mit dem Abscheider oder dem festen Schmiermittel als Einsätze oder Beschichtungen auf den Oberflächen des Halters eingebaut werden, in Kontakt mit den Fasen und Kugeln oder Rollen Führungsring kommt. Wie bei der Festschmierstoff-Ring, um Einschränkungen auf Orbital Kugeln oder Rollen zu minimieren, mit einem Halter große Abstände in der Umlaufrichtung, und Führungsfase und haben einen kleinen Spalt wenig Reibung auftritt.

Die erforderliche geringe Reibung an den Oberflächen der Käfigführungsschrägen kann mit der Verwendung von hydrodynamischen oder gasdynamischen Drucklagern mit geringer Reibung oder eine ähnliche Geometrie Führungsfasen Halter erreicht werden. Notwendige automatische hydrodynamischen Schmierung dieser Führungsfasen Halterflächen wird durch zentrifugale Verformung des Führungshalters bei hohen Geschwindigkeiten erleichtert, wenn die Führungen in jedem Käfig zwischen den Taschen von Kugeln oder Rollen in dem Käfig radial nach außen ausgelenkt werden, den Kamm bildet, der Führungsfase Halter für die Filmbildung der hydrodynamischen Schmierung auf der konischen Gleitfläche Führungsfase.

Sie können beim Einlaufen Kontaktlagerflächen eine sehr dünne Beschichtung aus festem Schmiermittel auf den Kugeln oder Rollen und Rollnuten für die anfängliche Schmierung schaffen, doch wird nicht starten, um die Filmtransportmechanismus und capture Verschleißschmiermittelprodukte zu betreiben, die Vollendung eines kontinuierlichen Films zu gewährleisten, und eine längere Lebensdauer der Lager. Festschmierstoffelemente sind in Lagern angeordnet sind, um hohe Spannungen an der Oberfläche zu vermeiden, den Gleitlack Nachfüllen; Andernfalls ist es für den Verschleiß des Schmiermittels können unerwünschte größere Teilchen bilden, die zu der Unmöglichkeit, die Versorgung der erforderlichen feinsten kontinuierlichen Nachfüllmenge Fettpartikel führen würde.

Vorzugsweise stellt die Erfindung einen gewissen Grad an losen Toleranzen Kugellager oder Rollenkontaktflächen der Rollenlager für erfährt ausreichend Raum in der Nähe der lasttragende Kontaktstellen Nut einen Film aus einem festen Schmiermittel zu erzeugen. Zur gleichen Zeit wird die Geometrie der Nuten von Wälzlagern eliminiert den Überschuß Kantenkontakt, die den Film von Schmiermittel auf den Kontaktflächen brechen könnte. All dies trägt Trümmereinfangschicht und Übertragung der Schmierfilm des festen Schmiermittels direkt auf die Kontaktbahn Kugel-, Rollen- oder Gleitlager zu tragen, die zwar nicht wesentlich die Umlaufbewegung der rotierenden Elemente in den Lagern zu begrenzen.

In der Schwungrad-Energiespeichersystem gemß der vorliegenden Erfindung ist die dominante radiale Belastung der Lager ist ein Restlastungleichgewicht, das mit dem Rotor dreht, während der überwiegende axiale Last Vorspannung normalerweise durch Federn, die auf die feststehende Lagerringen erzeugt wird. Diese stationären Lagerringe sind vorzugsweise auf einem festen Teil der Struktur mit einem Schiebesitz gelagert.

Obwohl das bevorzugte Material für den Festschmierstoff Kohlenstoffgraphit imprägniert ist, können andere Ausführungsformen, Materialien zu verwenden, wie beispielsweise Molybdändisulfid, Wolframmetallkomplex Chalkogeniden und zweiten Generation, die für Hochtemperaturlager besonders geeignet sind. Solche Formulierungen sind feste Schmiermittel, Graphit das bevorzugte Kohlenstoff ist, kann in den Lagern der Erfindung verwendet in getrennte Formelementen und festen Schmiermitteln und Beschichtungen eingearbeitet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehring am Rotor Schwungrad-Energiespeichersystem montiert, um eine flexible Kupplungsvorrichtung verwendet, die die kritischen Rotordrehzahl effektiv ändert, wenn der Rotor auf die Drehzahl Design ausgewählt beschleunigt. Таким образом, подшипники никогда не подвергаются высоким нагрузкам от нарушения баланса, которые возникают при критической скорости обычного ротора.

Такая изоляция вибрации достигается благодаря тому, что кольцевое пространство между ротором и вращающимся кольцом подшипника перекрывается гибким элементом, таким как эластомерное уплотнительное кольцо, или вулканизированный эластомерный элемент, или гибкий металлический элемент, имеющий пригодную податливость. Кольцевого пространства не существует при начале вращения, поскольку детали плотно примыкают друг к другу, когда ротор неподвижен; при промежуточной скорости вращения ротора, за счет центробежного отклонения внешнего элемента узла, детали отделяются друг от друга и образуется кольцевое пространство, создающее зазор. Эту скорость "отрыва" подбирают так, чтобы она составляла приблизительно 2/3 первой критической скорости вращения ротора, когда зазора или кольцевого пространства не существует, и приблизительно на 1/3 выше модифицированной критической скорости, когда зазор или кольцевое пространство создано. Таким образом, ротор никогда не работает точно с критической скоростью и, таким образом, никогда не подвергает подшипники воздействию вибрации с большой амплитудой (амплитудами), которая могла бы возникать при простой работе без демпфирования при критической скорости (скоростях) вращения ротора.

Rotoren dies minimiert Systemvibrationstrenn bei Geschwindigkeiten schneller als die Geschwindigkeit der Trennung arbeitet, drehen sich um die Mitte der Masse, und nicht um die geometrische Mitte des Lagertraganordnung. Als Ergebnis wird die Notwendigkeit für hoher Präzision Auswuchten des Rotors reduziert und es ist nur ein kleiner (oder überhaupt nicht auftreten) zentrifugalen Verformung Präzisionsmontagefläche trägt. Dies ist besonders wichtig für die Hochgeschwindigkeitsschwungradringe aus Faserverbundwerkstoff, bei dem Zentrifugal-Wachstums groß sein kann, da solche Systeme die radiale Verträglichkeit solcher Ringe als ausgewogen und genaues System breiten Betriebsdrehzahlbereich des Schwungrad-Energiespeichersystem beibehalten.

Gemäß einem Aspekt der Zusammenhang vorliegende Erfindung für rotierende Maschinen Vibrationstrennsystem zu minimieren, um die Erfindung und enthält eine Kopplungsvorrichtung, die mit Beschleunigungskörper kritische Geschwindigkeit Überwindung erleichtert dreht, umfasst die Vorrichtung ein Paar von zusammenpassenden ersten und zweiten Körperteile, die miteinander in Kontakt sind, wenn der Körper in Ruhe ist. Vorrichtung und eine Einrichtung zum elastisch den zweiten Abschnitt mit dem ersten Abschnitt verbindet seine fortgesetzte Drehung im wesentlichen als eine Einheit zu erleichtern, wenn der zweite Teil vom ersten Teil unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft bewegt sich weg bei Drehzahl unterhalb der kritischen Drehzahl. Vorzugsweise sind die beiden Teile in Kontakt miteinander mit einem festen Sitz, wenn der Körper stationär ist, und bei Raumtemperatur. Ferner ist es bevorzugt, dass die Berührungsflächen einander zugewandt sind, wenn der zweite Abschnitt radial weg bewegt von dem ersten Teil als Folge der Zentrifugalkraft bei Drehgeschwindigkeit unterhalb der kritischen Frequenz.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung auf die Trennung bezüglich Vibrationen zu minimieren und stellt ein Verfahren zur Bestimmung der Drehung des Körpers mit der Überwindung der kritischen Rotationsfrequenz zu beschleunigen, wobei der Körper einen zweiten Bereich hat tendenziell von dem ersten Abschnitt bei Körperwinkelrotationsgeschwindigkeit zu trennen, die unterhalb der kritischen Frequenz ist. Das Verfahren enthält von dem ersten Teil unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft bei Drehgeschwindigkeit unterhalb der kritischen Frequenz eine mögliche Trennung des zweiten Teils wodurch eine effektive Masse des rotierenden Körpers verringert und eine neue kritische Frequenz für den Drehkörper einsetzen, die im Wesentlichen relativ zu der ursprünglichen Grenzfrequenz verringert ist; Vorzugsweise ist der zweite Teil, in diesem Fall wird mit dem ersten Teil nur elastisches Element verbunden sind, wodurch die effektive Nachgiebigkeit der Lagerung des Drehkörpers erhöht wird. Ein Verfahren, wie angemessen, und stellt eine elastische Verbindung zwischen den ersten und zweiten Abschnitt zum Halten im wesentlichen ihre gemeinsame Drehung mit der gleichen Geschwindigkeit zu ermöglichen, aber mit unterschiedlichen Drehimpuls. Falls erforderlich, kann das Verfahren den Schritt der Eigenvorspannung des zweiten Teils radial nach innen zueinander von den gegenüberliegenden Oberflächen der ersten und zweiten Abschnitte in Kontakt zu kommen, wenn der Körper im Ruhezustand und bei Umgebungstemperatur ist.

Ein Aspekt der zur Vibrationsminimierung System in Bezug Erfindung Rotor trennt, ist nicht nur auf Schwungrad-Energiespeichersysteme der Art, auf die Erfindung allgemein bezieht, sondern auch auf andere High-Speed-Drehmechanismen, wie zum Beispiel Gasturbinen, Stromgeneratoren, usw. . Weiterhin wird in der vorliegenden Erfindung zur Schwingung des Rotors Trennvorrichtung und ein Verfahren zur Minimierung umfassen Lösen in einem Dämpfungssystem mit. Dies kann durch Modifikationen an der hierin erreicht werden Grundgerät beschrieben, beispielsweise durch eine völlig dichte Verwendung mit einem viskosen Fluidhohlraum in der Vorrichtung gefüllt ist und die Fläche Trennung innerhalb des Körpers mit einer Winkelbeschleunigung oder durch die Verwendung von elastomeren Schnittstellen in der Körperhöhle um die erforderliche Dämpfung bereitzustellen . Diese Ansätze sind kompatibel mit den Anforderungen der Hochvakuumumgebung der Schwungrad-Energiespeichersysteme und andere Ausrüstung erfordern, schadstofffreien Arbeitsumgebungen, in denen solche Komponenten vollständig abgedichtet.

Zusätzlich zu den wünschenswerten Eigenschaften eines solchen Schwingungsisolationssystemen zur Trennung aller Arten von Hochgeschwindigkeitsrotor, sind solche Systeme ebenso anwendbar auf jede Art von Lager und Schmiersystem, einschließlich der Ölnebel, zirkulierende Öl und Fett-Schmiersystem und ein festes Schmiermittel.

Darüber hinaus ist die Verwendung eines solchen Systems, und die Ansätze der vorliegenden Erfindung für eine Rotationsmaschine Vibrationstrennsystem zu minimieren, in Systemen, bei denen die Notwendigkeit, hohe Drehmomente zu übertragen, und zentrifugalen Belastungen unzureichend sind oder unzureichend; In diesen Fällen kann die Verwendung verkeilt oder unrunden Nockenbefestigungsmittel die notwendige Trennung und nach dieser stark verbesserte Systemstabilität bereitzustellen. Diese Anwendungen der wahrscheinlichsten Stellen in der unmittelbaren Montage des Rotors und der Welle, wenn der radiale Abstand zu der Grenze des Gelenks klein ist.

In jeder der Konfigurationen der Trennleistung im Bereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen Schwingung des Rotorsystems minimiert wird vorzugsweise in der Rotoranordnung und einem elastischen Element angebracht ist, daher ist sie nicht auf zyklische Ladegeschwindigkeit ausgesetzt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung bedeutet, dass der Rotor für das Schwungrad selektiv zu drehen, wenn die Zufuhr von Strom oder Elektrizität durch Drehung Schwungrads zu erzeugen in der Form von länglichen axialen Gehäuses sein kann, die innerhalb dem Permanentmagnete enthält einen äußeren zylindrischen Mittelabschnitt umfaßt, einen inneren zylindrischen Mittelabschnitt, verbunden mit der Drehwelle, und ein Endabschnitt der inneren und äußeren zylindrischen zentralen Abschnitte zum erleichtern der Weiterführung der mitrotierenden äußeren zylindrischen Mittelabschnitt mit dem Schwungrad als die Schwungraddrehzahl nähert sich dem Schaft verbindet, und die Frequenz, bei der das Schwungrad von der Welle trennt. Vorzugsweise ist der Endabschnitt abgerundet. und vorzugsweise der Zwischenabschnitt zwischen den Endabschnitten dünner als die inneren und äußeren zylindrischen zentralen Abschnitte. und vorzugsweise kann das Schwungrad an der äußeren Oberfläche des zentralen zylindrischen Teil des Gehäuses angebracht werden.

Das Gehäuse kann Schlitze zwischen benachbarten Permanentmagneten in axialer Richtung verlängert werden. Vorzugsweise sind die Schlitze in dem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses. Enden der Schlitze axial näher an der Mitte der Vorrichtung als die Spitze der Permanentmagneten sein. Einige der Schlitze können in den gleichen Winkelpositionen sein können axial ausgerichtet sein. Enden einiger Rillen axial weiter von der Mitte der Vorrichtung als die Spitze der Permanentmagneten sein.

- Figur -

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und bekanntesten MODE
Seine praktische Anwendung

In den Zeichnungen im allgemeinen und insbesondere Figur 1 zeigt ein Speichersystem Schwungrad-Energie Aspekte der Erfindung veranschaulicht, ist die erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung allgemein in Figur 1 gezeigt und als Ganzes mit 10 bezeichnet Die Schwungrad-Energiespeichersystem 10 umfasst ein Schwungrad die bei 12 allgemein angegeben ist, einen Motor-Generator, der mit 14 als Ganzes bezeichnet ist und welcher bildet ein Mittel, um selektiv das Schwungrad 12 in Reaktion auf die Zufuhr von elektrischer Energie an den Motor-Generator 14 zu drehen, oder Elektrizität, die durch die Drehung des Rotors des Motors zu erzeugen, 14 Schwungradgenerator 12.

Schwungrad-Energiespeichersystem 10 und eine Welle im Allgemeinen mit 16 bezeichnet, die in der Ausführungsform stationär ist in 1 gezeigt ist, und um die das Schwungrad 12 und der rotierende Teil des Motorgenerators 14, genannt Rotor.

Schwungrad-Energiespeichersystem 10 umfasst vorzugsweise eine Vakuumkammer und als Ganzes durch 18 in Figur 1 bezeichnet. Schwungrad 12, den Motorgenerator 14 und die Welle 16 sind vorzugsweise in einer Vakuumkammer 18. Die Vakuumkammer 18 und aus der elektrischen Verbindungen hergestellt geeignet zum Zuführen von elektrischer Leistung an den Motorgenerator 14 zum Antreiben des Motorgenerators 14 und zu beschleunigen Schwungrad Pfosten umschlossen 12 die hohe Drehzahl zum Speichern von Energie, um sie zu erreichen. Ebenso werden elektrische Verbindungen vorgesehen sind, die durch den Motor-Generator durch 14 als Motor-Generator-Betriebs 14 arbeitet als elektrischer Stromgenerator durch Schwungrades 12. Natürlich bedeutet 14. Diese elektrischen Verbindungen und Kontrollen von Motorgeneratorsteuerung vorgesehen geeignet angetrieben wird der Motor-Generator 14 sind nicht in Figur 1 aus Gründen der Klarheit der Zeichnung nicht dargestellt.

Vorzugsweise enthält das Schwungrad 12 eine Nabe 20 und eine Felge 22, die mit den Nabenspeichen 20 sind nicht in 1 gezeigt ist, die eine starre strukturelle Verbindung zwischen der Nabe 20 und bilden 22 Felge.

Auf dem Rand des Rings 22 gesetzt ist, bezeichnet 26 allgemein und ist ein Doppelring genannt. Ring 26 ist doppelt in dem Sinne, dass er vorzugsweise einen inneren oder ersten kreisförmigen Ringabschnitt 28 direkt auf die Felge 22 montiert ist und einen äußeren oder zweiten Ringabschnitt 30 an der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 28 befestigt und mit ihr verbunden, wie es Ergänzung.

Inner oder erste ringförmige Abschnitt 28 ist vorzugsweise innerhalb des zweiten Rings 30 Montageverfahren unter Verwendung der Differenz der thermischen Ausdehnung montiert. Insbesondere ist der Ring 28 bis 28 Ring gekühlt angezogen. Die Anordnung wird dann auf der Felge 22 montiert, die vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.

Beim Heizen und Kühlen abgeschlossen sind, Rand 22 in binäre Ring mit 26 und Montage läßt auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Bei Raumtemperatur sind diese Teile in einem Festsitz und die Presspassung hält fest Ring 26 auf Felge 22. Der gleiche Ansatz vorzugsweise für Doppelringanordnung 26 verwendet wird, bestehend aus Innenring 28 und Außenring 30. Der Ansatz der Verwendung Unterschiede in der thermischen Ausdehnung bei der Montage eine dichte Grenzfläche 32 zwischen Rand 22 und dem ersten ringförmigen Abschnitt 28, in dem ermöglicht den Erhalt dort ein zu hoher Druck ist, wird ein Rand 22 an dem Ring 28 befestigt versa und umgekehrt.

Das Schwungrad 12, nämlich seine das Nabenteil 20 ist auf der Trommel 34, 16 angebracht relativ deren Drehung mit der Welle durch die Lageranordnungen 36. Nur wenige der Lageranordnungen 36 in Figur 1 bezeichnet sind durch Zahlen zur Klarheit der Zeichnung erleichtert. Die einzelnen Komponenten der Lageranordnungen 36, wie beispielsweise innere und äußere Lagerringe Zahlen nicht 1 aus Gründen der Klarheit der Zeichnung in Figur markiert. Diese Teile sind detaillierter in anderen Zeichnungen dargestellt und werden auf dem markierten numeriert.

Die Trommel 34 weist einen zentralen Abschnitt der Nabe 40 innerhalb der Nabe des zentralen Abschnitts 40 ist eine ringförmige Hülse 38, die an den Außenringen der Lageranordnungen 36 für eine Drehung zusammen mit ihnen um die Welle 16 Lageranordnungen 36 umfassen Lagerkugeln 42, äußere Lagerringe 44 und Innenring verbunden ist, 46 Lager. Diese Lageranordnungen sind detaillierter in den Figuren 5, 6, 7, 8 und 9, aber auch in diesen Figuren nicht jeder von Lagerkugeln 42, Lageraußenringe 44 und die inneren Ringe 46 der Lager bezeichneten Zahlen zur Klarheit Zeichnungen.

34 Trommel einen ringförmigen vorspringenden Teil 48, der vertikal nach oben zurückzieht und zusammen mit dem Permanentmagnet-Rotorbereich 50 bildet einen Motor-Generator 14, um selektiv das Schwungrad 12 zu drehen, wenn die Zufuhr von Strom oder Elektrizität zu erzeugen, wenn Schwungrad 12. Die Permanentmagnete Dreh 50 innen montiert sind, der ringförmige Vorsprung und im rechten Winkel auf seinem Umfang beabstandet.

Am Boden der Vakuumkammer 18 schafft eine Unterstützung für die feststehende Welle 16 angeordnet unteren vertikalen Stützelement allgemein 60. Ein entsprechenden oberen vertikalen Stützelement 62 und ein Teil der Vakuumkammer 18 bildet und zusammen mit unteren Tragelement 60 hält die Welle 16 in der vertikalen Position, wie in Abbildung 1 dargestellt.

60 untere vertikale Stützelement bietet vertikale Unterstützung für einen stationären kreisförmigen Ringmagneten 58, die so angeordnet ist, dass sie eine magnetische Kraft erzeugt, die Magnetkraft entgegen erzeugt durch einen Kreisringmagnet dreh 56 auf dem Boden des Ausgleichsringabschnitt 122 der Trommel 34. Diese beiden montierten Magneten sie haben die gleiche Polarität und so Kräfte erzeugen, einander gegenüberliegen; Dieser Antagonismus führt zu der Tatsache, dass die untere vertikale Stützelement 60 wirksam die Drehanordnung Gewicht hält, die aus dem Schwungrad 12 und dem rotierenden Teil des Generatormotors 14, so dass die Lageranordnungen 36 von befreien eine erhebliche Druckbelastung durch das Gewicht des Schwungrades 12 und elektrodvigatelya- erzeugten Empfangs Generator 14.

Oberen vertikalen Stützelement 62 enthält Einlasskanal 64 für Kühlwasser und einen Auslaß 66 für Kühlwasser. Kanäle 64, 66 sind mit dem ringförmigen Tank 68 für Kühlwasser verbunden sind, innerhalb oberen vertikalen Trägerelement 62 ausgebildet.

Auf der radial äußeren Oberfläche des Behälters 68 ist eine Vielzahl von Kühlrippen 72. Diese Kühlrippen sind in unmittelbarer Nähe zu dem Statorteil des Motorgenerators 14 und dienen dazu, Wärme aus dem Statorteil des Motorgenerators 14 emittiert zu übertragen, das Kühlmittelfluid durch Konvektion, vorzugsweise enthaltene Wasser innerhalb des ringförmigen Tank 68 des Kühlwassers in dem oberen vertikalen Stützelement 62.

Der Statorteil des Motorgenerators 14 durch eine Reihe von kreisförmigen Ringen gebildet wird, 74, zusammengesetzt und vertikale Paket kommt in Kontakt miteinander mit ebenen Oberflächen, können die Ringe in Abbildung 1 zu sehen ist, aber sie haben nicht die Zeichnung der Klarheit halber geschnitten. Ringe 74 sind koaxial mit der Welle 16 mit der Drehachse des Schwungrads 12 und dem rotierenden Teil des Motorgenerators 14. Die Kreisringe 74 Aussparungen für die Anordnung des Motors ausgebildet sind Wicklung 76, wie allgemein in Fig 1 veranschaulicht.

Paket ringförmigen Ringe 74 einen Teil des Stators des Motorgenerators bilden, 14 ist in 10 gezeigt. Platzieren der Motorwicklungen in den Aussparungen 76 ausgebildet 74, 25 in Figur in der Kreisringe gezeigt.

Wie am besten in den 10 und 25 zu sehen ist, 14 das Statorteil des Motorgenerators, die DC vorzugsweise ein bürstenloser Motor-Generator "invertierte" Konfiguration mit einem radialen Luftspalt ist, der fest mit der Welle 16 verbunden ist und eine Vielzahl von koaxialen in Kontakt zu kommen jeweils anderen ringförmigen Ringe 74 jeder Ring 74 eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Kerben über den Umfang des Ringumfang hat, nicht durch Zahlen 10 und 25. die Ausnehmungen in den Ringen oder Ring 74 sind im wesentlichen rechteckig in der Ebene jedes Rings angegeben. Jeder Ausschnitt ist mit der Umfangsfläche des radialen Ringkanals in den Umfangsbereich des Rings ausgebildet ist. Die Aussparungen und in den Ringen 74 gebildeten Kanäle sind in axialer Richtung ausgerichtet sind, um die Ringe und haben zentrale Öffnungen, wie in Figur 1, die koaxial mit dem Schwungrad 12 angeordnet gezeigt.

Die Wicklungen 76 besetzen eine rechteckige Kerbe sie miteinander verbinden und die gesamte axiale Länge des ankommenden Pakets erstrecken sich über und in den Kontaktringen 10, 74. An einer der rechteckigen Kerben miteinander koaxial um 126. Einer der Kanäle als Ganzes bezeichnet, die 126 rechteckige Ausschnitte kommuniziert mit der Umfangsfläche des Rings und demzufolge mit der Außenfläche des Stators 10 angedeutet bei 128 in Fig. Die Umfangsfläche von einem Ring oder Ringen 74 durch das Bezugszeichen 130 in Figur 10 angedeutet ist.

Und Figur 10 zeigt die beiden Permanentmagnete 50, die Teil des Rotors des Motorgenerators 14.

Zurückkommend auf Figur 1 ist zu beachten, dass der untere vertikale Stützelement 60 nicht nur das Gewicht des drehenden Schwungrades hält und Drehabschnitt des Motorgenerators 14, aber die unteren vertikalen Stützelement 60 hält ferner eine Welle 16 und verhindert seine Drehung.

Wie in 1 gezeigt, die Welle 16 enthält eine zentrale Bohrung 132, in der Unterseite der Welle geöffnet 16. Dieser zentrale Durchgang 132 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit, vorzugsweise - Flüssigkeit und am meisten bevorzugt - das Wasser im Inneren der Welle 16 Vorzugsweise ist der Kanal 132 im Inneren Welle 16 erstreckt sich axial entlang der Länge der Welle 16, so dass sie auf die oberen und unteren Lageranordnungen 36. das Vorhandensein des Kühlmittels, vorzugsweise Wasser, in den Kanal 132 innerhalb der Welle 16 gewährleistet die Entfernung der erzeugten Wärme in Lageranordnungen 36 in unmittelbarer Nähe verläuft, bei 12 und der rotierende Teil des Generatormotors 14 Schwungrad rotieren mit einer zu hohen Geschwindigkeit.

Um den Innenraum der Vakuumkammer 18 erstreckt sich ein ringförmiger Teil eine Schutzalarmeinrichtung bildet, 94. Wie in Figur 1 gezeigt, vorzugsweise die Notfallschutzeinrichtung 94 über und unter den vertikalen Enden des Schwungrades 12 in der vertikalen Richtung erstreckt, so dass, wenn ein Schaden an dem Schwungrad 12 oder Tragstruktur des Schwungrads 12 ist, wenn die Zentrifugalkraft das Schwungrad 12 oder Teile davon radial nach außen zu werfen wird dazu neigen, werden diese Teile mit Not-Schutzeinrichtung 94 und innerhalb der Vakuumkammer 18 enthaltenen kollidieren, während sie in Kontakt mit ihr kommt.

Das Außengewinde auf der äußeren Oberfläche des Spitzenring 38 Hülse ausgebildet ist, wobei die Mutter 116 ist mit einem Innengewinde angepasst Schlüssel verschraubt. Wie Mutter 106 Schlüssel auf dem oberen Ende der ringförmigen Hülse 38 angeordnet, die vierte Mutter 116 Schlüssel kann mit einem vorspringenden axialen Teils 118 vorgesehen sein oder kann stoßen gegen die Beilagscheibe, die die gleiche Konfiguration wie die der axiale Vorsprung 118 zum Anstoßen mit dem halten es in Position, wobei der zweite O-Ring 120, der in einer Aussparung an der Schulter gebildet liegt nach unten, in zentralen Nabe 40 ausgebildet und radial nach außen gerichtete Oberfläche der ringförmigen Hülse 38. Diese Aussparung ist in Figur 2 veranschaulicht.

Während des Betriebs der Schwungrad-Energiespeichersystem gemäß der Erfindung, wenn das Schwungrad und Drehabschnitt des Motorgenerators dreht sich mit einer Winkelbeschleunigung, die Zentrifugalkraft dazu neigt, sich nach außen um das Schwungrad des Schwungrades zu ziehen. Wenn das Schwungrad und Drehabschnitt des Motorgenerators dreht weiter, wird die Frequenz dieser Komponenten eine kritische Resonanzfrequenz nähert, an dem Schwingungs mit extrem hoher Amplitude auftritt.

In der Schwungrad-Energiespeichersystem gemß der vorliegenden Erfindung ist die Zentrifugalkraft, die auf die sich drehenden Teile wirkt, wodurch die Trennung der zentralen Nabe 40 aus dem Ringschwungradnabe 38 in dem Kontaktbereich zwischen ihnen. Dieses Phänomen ist in den Figuren 6, 7, 8 und 9, besonders in den 6 und 8, System die Energiespeicherschwungrad nach der vorliegenden Erfindung in einem Zustand gezeigt, in dem das Schwungrad zentrale Nabe 40 tritt in Oberflächenkontakt mit dem ringförmigen 38 Buchse. diese Konfiguration ist die Ringhülse 38 und der zentralen Nabe 40 mit Geschwindigkeiten weit unter den Geschwindigkeiten, eine kritische oder Resonanzfrequenz verursacht.

7 und 9 zeigt Schwungrad-Energiespeichersystem und insbesondere die Ringhülse 38 und der zentralen Nabe 40 mit einem kleinen Zwischenraum oder Spalt zwischen ihnen gebildet wird, wenn die zentrale Nabe 40 radial nach außen von der ringförmigen Hülse 38 erste und zweite ringförmige verschoben 110 pads bilden 120 eine kontinuierliche flexible Verbindung zwischen dem inneren Drehelement durch eine ringförmige Hülse 38 ausgebildet und die äußeren Ringe der oberen und unteren Lageranordnungen 36, und dem äußeren Drehelement 34 durch die Trommel gebildet wird, das Schwungrad 12 und die damit verbundenen Teile.

Wenn die Trennung in den 7 und 9, wie gezeigt auftritt, wird die reduzierte Federkonstante in dem Traglagersystem für eine von der Trommelanordnung gebildet Rotieren 34 und 12 Schwungrad und die Teile mit ihnen dreh zusammen, hat eine kritische Frequenz, die der Grenzfrequenz der rotierenden Teile relativ abfällt, wenn die Trommel 34 und das Schwungrad 12 wurden in eng in Kontakt mit der Hülse 38, wenn ein Luftspalt gebildet ist, bilden die O-Ringe, die die einzige Verbindung zwischen Ringhülse 38 und der zentralen Nabe 40 der Trommel 34, wodurch die kritische Drehzahl der durch die Trommel 34 und die Schwungradanordnung gebildet Rotieren und 12 Teile starr damit verbunden ist und Drehen mit diesem zusammen, und die kritische Drehzahl der durch ringförmige Hülsenanordnung gebildet Rotieren 38 und den Außenringen der oberen und unteren Lageranordnungen 36, fällt auf einen Pegel unter den jeweiligen Drehgeschwindigkeiten dieser beiden Baugruppen. Die ersten und zweiten Dichtungsringe 110, 120, trägt im wesentlichen keine Last und die elastomere Verbindung der inneren und äußeren rotierenden Anordnungen bilden, haben eine sehr lange Lebensdauer.

Die Trommel 34 und enthält einen Ausgleichsring 122, an dem unteren Ende befindet. Ausgleichsring 122 umfaßt einen kreisförmigen rotierenden Ringmagneten 56 und enthält eine Gewindeverbindung mit dem unteren Teil der zentralen Nabe 40, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Auswuchten Ausgleichsring 122 ist mit einer Schraube versehen ist, nicht in Figur 1 gezeigt, die dynamische Auswuchtung des montierten Rotors erleichtern. Konische Scheibe 124 hält den Ausgleichsring 122 an Ort und Stelle mit erheblichen Poisson Querverschiebung infolge der zentrifugalen Expansion aller rotierenden Teile auftretenden Formtrommel 34 und dem Schwungrad 12.

Energiespeicherschwungradsystem gemß der Erfindung entwickelt eine höhere Leistungsdichte im Bereich von 5-8 Kilowatt pro Kilogramm Gewicht des Systems. Die Geräte bieten eine kurze Ladezeit ein bis zwei Minuten ist Stromversorgungen zum Schalten. In Bezug auf die Systeme, die Ausführungsformen der Erfindung sind, eine lange erwartete Lebensdauer von zehn bis zwanzig Jahren. In Ausführungsformen der Schwungrad-Energiespeichersystemen mit hoher spezifischer Energie des Systems für etwa 80 bis etwa 100 Wattstunden pro Kilogramm bei 100.000 Leistungszyklen ausgeben. Die Wirksamkeit der Rücklaufenergie des Systems größer ist als 90%.

Typische Betriebsparameter und Abmessungen der Schwungrad-Energiespeichersysteme, Ausführungsformen der Erfindung darstellen, werden in Tabelle 1 gezeigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Konstruktion des Schwungrad-Energiespeicherschwungradringsystem ein Doppelstruktur unter Verwendung von Laminaten. Желательно, чтобы внутреннее кольцо было выполнено из эпоксистеклопластика на основе диоксида кремния, тогда как внешнее кольцо желательно выполнять из эпоксикарбопласта. Предпочтительно, ступицу кольца выполняют из алюминия марки 7075-Т651. Маховик рассчитан на работу со скоростью 30000 об/мин в течение 100000 циклов работы системы. Предельная скорость вращения маховика до повреждения превышает 50000 об/мин. Система может работать в температурном диапазоне от -40°С до +80°С, выдавая расчетную мощность 40 киловатт.

Типичный диаметр маховика составляет около 15 1/2 дюймов, толщина в осевом направлении составляет около 3 1/2 и рабочий объем маховика составляет около 660 кубических дюймов. Типичные технические данные для различных маховиковых систем накопления энергии, представляющих варианты осуществления изобретения в разных размерах, представлены в Таблице 1.

Другой вариант выполнения маховиковой системы накопления энергии, в котором осуществлены аспекты настоящего изобретения, показан на фиг.4, где маховиковая система накопления энергии обозначена в целом номером 410 и включает маховик, обозначенный в целом номером 412, электродвигатель-генератор, обозначенный в целом номером 414, и вал, обозначенный в целом номером 416. В варианте выполнения маховиковой системы накопления энергии, показанном на фиг.4, вал 416 вращается. Это представляет отличие от варианта выполнения маховиковой системы накопления энергии, показанного на фиг.1 и 2, в котором вал неподвижный, и маховик и части электродвигателя-генератора вращаются вокруг неподвижного вала.

Как показано на фиг.4, электродвигатель-генератор 414 включает статор, обозначенный в целом номером 418, и ротор, обозначенный в целом номером 420, причем ротор 420 неподвижно соединен с валом 416 и расположен концентрически внутри статора 418 и отнесен от него в радиальном направлении. Ротор 420 включает множество удлиненных в осевом направлении постоянных магнитов, один из которых показан на фиг.4 и обозначен в целом номером 450, которые разнесены по внешней окружности ротора 420 и обращены к статору 418.

Вал 416 включает осевой канал 490, который суживается внутри вала 416. Как показано на фиг.4, осевой канал 490 имеет относительно большой диаметр на левой стороне на фиг.4 и суживается до относительно небольшого диаметра на правой стороне на фиг.4. Наименьший диаметр канала 490 находится вблизи конца вала 416.

Внутри осевого канала 490 находится теплообменная жидкость, предпочтительно, вода, обозначенная номером 422 на фиг.4. Жидкость служит для теплообмена вдоль осевой длины суживающегося канала 490 за счет испарения в районе канала 490 с большим диаметром, находящемся слева на фиг.4, и конденсации в районе канала 490 с меньшим диаметром, находящемся справа на фиг.4.

Маховиковая система накопления энергии, обозначенная в целом номером 410 на фиг.4, предпочтительно, включает вакуумную камеру, аналогичную вакуумной камере 18, показанной на фиг.1, окружающую, по меньшей мере, вал 416, маховик 412 и электродвигатель-генератор 414, для создания требуемой высоковакуумной среды для минимизации генерирования тепла и потерь на трение при вращении маховика 412. На фиг.4 вакуумная камера не показана для наглядности чертежа.

Маховиковая система 410 накопления энергии и включает подшипниковый узел, обозначенный в целом номером 436 на фиг.4, облегчающий вращение вала 416, маховика 412 и ротора 420 электродвигателя-генератора 414 вокруг оси. Как схематически показано на фиг.4, подшипниковый узел 436 включает внутреннее кольцо 446, внешнее кольцо 444 и множество шариков 442 подшипника.

Как показано на фиг.4, используют маховик 412, имеющий конструкцию, тип которой отличается от конструкции маховика, показанного на фиг.1. Конечно, конструкцию маховика, показанную на фиг.1, можно использовать в устройстве, показанном на фиг.4, и наоборот.

21 zeigt eine stationäre Wärmeentfernungssystem mit einem Kühlrohr der Schwungrad-Energiespeichersysteme mit einer festen vertikalen Achse, wie in den 1 und 3 gezeigt, in dem der Kessel oder Verdampfer 192 in der Motorwelle befindet, die wiederum im Inneren des Rotors angebracht ist Motor mit Permanentmagneten ihre Extrakte Wärme von dem Stator und den Lagern. Der Dampf aus dem Verdampfer 192 steigt bis zu der Einheit 194 durch Konvektionsrippen gekühlt wird, wobei die kondensierte Flüssigkeit tropft durch die Schwerkraft zurück in den Kessel, und der Zyklus wird wiederholt.

10 und 25 zeigt einen detaillierten Aufbau für eine kompakte, leistungsstarke Stator Motor-Generator für die Schwungrad-Energiespeichersysteme über einen weiten Bereich von hohen Geschwindigkeiten. Eine Mehrzahl von Ringen aus sehr dünnen Platte 74 aus einer Metalllegierung mit einer gezackten Konfiguration auf dem Umfangsrandverzahnung für minimale und maximale Effizienz und Paket zusammengesetzt, den Stator teilweise definieren, um den Rotor auf den Permanentmagneten 50. Die Statorwicklungen 76, drehen sich, wie in gezeigt. 25 vollständig den gesamten Raum von gezackten Trennwänden begrenzt füllen, und sie gewickelt Wirkungsgrad und Leistungsdichte des vervollständigten Systems zu maximieren.

Rückkehr auf 1 ist zu beachten, dass Schwungrad-Energiespeichersystem zeigt, werden die entsprechenden Aspekte der vorliegenden Erfindung enthält das System eine vorgespannte, Wundfaserverstärkte, Doppel-Ring 26 aus Verbundmaterial auf einer Nabe 20 montiert, mit einem flexiblen Rand, was wiederum installiert Schrumpfpassung auf der Trommelrotoranordnung in größerem Detail in 2 gezeigt ist, 6, 7, 8 und 9. Diese Anordnung umfasst einen Trommelrotor "Abreißen" brushless DC-Motor-Generator 14 mit einem radialen Luftspalt, in dem die Permanentmagneten dreh 50 montiert im inneren des Rotors der Rotationstrommel 34 und an dem Stator befestigt Wicklung am oberen Ende der ortsfesten Welle 16 ist somit eine Wasserkühlung der Wicklung mit inneren Kanälen zwischen den Rippen vorgesehen ist, zugeführt, eine ringförmige Innentank 68 des Kühlwassers bilden, durch, konfektionierten Verbindung von außerhalb des Vakuum Kammer 18.

Ähnlich Wasserkühlung Hybridkeramik, Schrägkugelanordnungen 36 mit Separatoren Sonderausführung mit festen Fett geringe Flüchtigkeit Lager können außerhalb der Vakuumkammer 18 mit der unterseitigen Einheit über Armaturen sein, wobei das Wasser durch den Kanal 132 in der Welle 16 zugeführt wird, so Art und Weise, dass diese Lagerkühlwasser gleichmäßig in der Nähe von sowohl 36 der oberen und unteren Lagerteil zirkuliert.

Vorzugsweise wird in dem integrierten Einheitssystems 54 von Permanentmagneten, wobei die Abstoßung zwischen einem sich drehenden Ringmagneten 56 und festen Magneten 58, die mit einer Zwischenplatte Auskleidung versehen sein kann (nicht in den Zeichnungen gezeigt) ermöglicht Reduzierung der Leistungsverluste in diesen Magneten in einem solchen, das Gesamtgewicht des Rotors hält daß die Lagereinheiten 36 freigelegt werden nur ihre Vorspannung. Lagervorspannung versehen mit einer Mehrzahl von Schraubenfedern 84 in der Patrone 82, die auf der Welle mit geringem Spiel gleitet, 16 und die kompatibel ist mit Vakuumfett, und die Kassette 82 befestigt ist, einen Keil (nicht dargestellt) auf der Welle 16. Diese zerstörende Abnutzung verhindert und Scheuern Oberflächen Kassette / Welle bei hohen Rotordrehzahlen und unvermeidbare Restschwingung in dem Schwungrad-Energiespeichersystem.

Im Inneren der Vakuumkammer in 18 gezeigt 1, Alarmschutz 94 zum Schutz gegen das Schwungrad Ring, vorzugsweise aus Stahl oder Leicht duktilen faserverstärkten Verbundwerkstoff, für den Schutz im Falle von Schäden an den Ring vorgesehen. In der Vakuumkammer 18 und Satz beispielsweise aus Aluminium mit einer möglichen Überlagerung des Verbundmaterials, der oberen vertikalen Stützelement 62 Abdeckung eines Wickelmotors an der Oberseite der Vakuumkammer 18 und der unteren vertikalen Stützelement aus 60 eine stationäre Nabe am Boden definiert, wobei die beiden Enden des Halteelements 16 der ortsfesten Welle.

Die Federn 84 werden beibehalten Vorlast Lagerkassette 82 in ihrer Spannmutter oder Kappe 82 an der stationären Welle 16, so daß diese Patrone gegen den oberen Lagerinnenring auf der Welle 134. Die Schulter 16 ist so gepresst ist so dimensioniert, dass die Spannmutter oder Kappe 82 gesetzt wurde auf dem Vorsprung, einen kleinen Spalt 136 zwischen der Spannmutter und der Schulter bleibt. Dieses Spiel dient als Anschlag für 82 Kassette, wenn der innere Ring 134 im Falle der Verletzung Balancieren auf dem Lager zufällige hohe radiale Last, die nach oben drückt, und verhindert somit eine übermäßige potenziell axiale Trennung in zwei Lagerinnenringe beschädigen.

Innerhalb der Vakuumkammer ist ein Getter 25 alle verbleibenden Gase nach einem Vakuum windage und Heizung Schwungrad Ring zu tragfähigen Niveau zu reduzieren, wobei die Vakuumpumpe und die Hochvakuum über die Lebensdauer des Energiespeichersystems Schwungrad erforderlich zu absorbieren gehalten getrennt werden kann.

Die gesamte Kammer 18 mit unteren vertikalen Stützelement 60 eine stationäre Nabe mit Not-Schutzeinrichtung 94 und dem Stator Motorgenerator bildet, kann gehalten oder Kardangelenke oder weichen Elastomerringe, die nicht gezeigt sind, abzulenken, die Lasten auf die Lager des gyroskopischen Manövrieren zu minimieren wenn Schwungrad-Energiespeichersystem ist in vertikalen Anwendungen eingesetzt. Für die stationäre Leistung oder kontinuierliche Kraftwerke, für den Knoten Einstellung können Standard-Industriemotoren Aufhängung Failsafe-Funktionen verwenden Licht in Form von jeder der kinetischen Energie des Schwungrades im Falle von Schäden an Komponenten während des Betriebs zu absorbieren, wie unten beschrieben.

Wie in 22 gezeigt, ist die Rotorstützsystem 201, die auf die Struktur im Wesentlichen ähnlich ist, die in 1 gezeigt, in den beiden oberen und unteren Teilen, in axialer Richtung aneinander befestigt, indem der Rotor-Tragelement 202 mit jedem Ende der kontinuierlichen Verbindungs Rohr 203, auf dem das Paket aus mehreren (fünf in Abbildung 22 gezeigt) binary Ringe ähnlich denen in Figur 1 gezeigt 204 aus einem Verbundmaterial-Schwungrad. Somit wird die Grundstabilität der Vorrichtung in Figur 1 gezeigt, verwendet, um ein Schwungrad-Energiespeichersystem zu schaffen, mit erhöhter Speicherkapazität. Figur 22 zeigt den Motor-Generator nur teilweise Teile zu veranschaulichen, die sich von Teilen des Motorgenerators in 1 gezeigten abweichen. Rotor 205 des Motorgenerators, dargestellt in Figur 22, in dieser Ausführungsform ist eine gerippte Konfiguration ausgebildet Strahlungskühlung des Rotors in der Vakuumumgebung. Angeordnet innerhalb der Vakuumkammer eine Konfiguration Paarung innen vorstehenden Rippenelemente (nicht in Figur 2 gezeigt, aber in Figur 3 aufgeführt und nachfolgend beschrieben), um die Wärme, die durch den gerippten Abschnitt 205 des Rotors emittiert zu erfassen.

Wie in Figur 22 gezeigt, über der oberen Schwungradnabe und unterhalb der unteren Nabe des Schwungrades sind jeweils zwei kreisförmige Reihen von Ausgleichsschrauben 206 dynamisches Auswuchten des montierten Rotors zu erleichtern. Konische Scheibe 207 auf den kleinen verjüngten Enden sowohl des Schwungrades Hub halten Sie die Nabe an Ort und Stelle, wenn signifikante Verschiebungen Poisson aus der zentrifugalen Expansion dieser Hubs überqueren. Führungshülse 208 hält die obere Hälfte in passergenau mit der unteren Hälfte des Rotors, wobei zwischen den Hälften zwischen deren Paßflächen 209 einen gewissen Spalt, der durch die Dichtung während der thermischen Montage Einstellung eingestellt ist, Kompensieren des Poisson axiale Verformung des Ringes 204 des Schwungrads an dem Rohr 203 in einem vorbestimmten Bereich von Betriebsdrehzahlen des Schwungrades System Energiespeicherung. Die beiden Hälften des Rotors zusammengehalten werden durch eine Mutter 210 Schlüssel relativ zu dem geteilten Ring 211 in die Nut in dem Rotor eingesetzt ist und an Ort und Stelle fixiert ist, ein Federverriegelungsring und der Nabe 212 befestigt keyed Scheibe, die während des Betriebs Abschrauben verhindert, aber leicht zur Wartung demontiert. Solche befestigt Schlüssel Knoten 212 Schlösser Mutter 213 Schlüssel an Ort und Stelle, halten Sie die Unterseite der Nabe auf dem Rotor.

Wie in 3 gezeigt, können eigenständige verwendet für Kühlrohr selbst große Ausrüstungsteile werden zur Steuerung des Wärmeflusses in den Betriebsbedingungen des Kühlsystems 301 mit dem Motorgenerator Rippenrotor und dem Kühlkörper verwendet wird, wie unten beschrieben. Infrarot-Sensoren 302, die Temperatur des Schwungring festzustellen, und eine Temperatur des sich bewegenden Motorrotor, die nicht in Figur 3 dargestellt ist. Darüber hinaus ist ein transparentes Fenster 303 zur Beobachtung des Fortschritts in diesem Ring verwendet wird, innerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist. Vakuum-Sensor-Schalter in der Unterdruckleitung 304 von der Kammer erstreckt, sondern auch Infrarotsensoren, andere Thermoelemente und Beschleunigungsmesser in den Schlüsselmontagepunkten befindet, aktivieren den speziellen Computer des Motorgenerators Steuerschaltung zum automatischen Umschalten zwischen dem Elektromotor und dem Stromrück Netzwerk-Schwungrad-Energiespeichersystem in dem Fall der Detektion von Anzeichen von Beschädigung der Komponenten in der Weise, dass die kinetische Energie des Schwungrads schnell auf die Netz- oder Batterie Widerstandsheizeinrichtungen zurückgesetzt. Somit kann das System zum Stillstand im weichen Modus mit minimaler Beschädigung irgendeiner Komponente gebracht werden.

Für den Extremfall, wenn der Fail-Safe-Mechanismus aus irgendeinem Grund nicht wie gewünscht das Test Schwungrad-Energiespeichersystem dargestellt funktioniert, in Abbildung 3 wird mit Scheibenbremsen 305, vergleichbar mit der Größe der LKW-Bremsen zur Verfügung gestellt, und massive Elastomer Stoßstangen 306 um die platziert massive Stahlkammer, jede kinetische Energie aus der Schwungradkammer beim Bremsen übertragen zu absorbieren.

15 zeigt eine Stirnansicht der Schwungradnabe in den Figuren 1, 2 und 3, die verbesserte Verbindungskonfiguration 401 zwischen den Speichen und der Felge dieser Nabe veranschaulicht, im wesentlichen in einer vorbestimmten Kreiseldrehzahlbereich des Schwungrad-Energiespeichersystem Verformungen zu verringern. Weiterhin Verdickung des Randabschnitts 402 zwischen den Speichen verringert zentrifugal erzeugte Spannung und gleichmäßig verteilt um den Druck von der Außenseite des Randes auf der inneren Oberfläche des Ring Schwungrad Kompositmaterial er montiert heiß mit einer starken Presspassung.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die stationären Lagerinnenringe 601 mit einer Spielpassung an der stationären Welle montiert sind 602 Montage und axiale Vorspannung von der Federpatrone mit einem festen Sitz in der Drehhülse 605 603. Die Lageraußenringe 604 gedrückt zu erleichtern . die Hülse 605 mit einem leichten Preßsitz in einer festen Position innerhalb des Rotors 606, während zwischen der Buchse 605 und dem Rotor 606 angebracht elastomeren Dichtungsring angebracht ist.

Durch die Erhöhung der Rotordrehzahl des Fliehkraftausdehnung aller rotierenden Teile bewirkt eine Schwächung der Interferenz zwischen der Hülse 605 und dem Rotor 606 und der Bildung einer Lücke 608, die mit einer Rate gebildet wird, etwas kleiner als die kritische Drehzahl der Welle ohne die Anwesenheit des Spaltes 608. Wenn der Spalt 608 gebildet wird, wird die kritische Drehzahl des Rotors zu reduzieren unterhalb Geschwindigkeit resultierenden Rotorbetriebs von der erhöhten Nachgiebigkeit der Lageranordnung aufgrund der Elastizität der O-Ringe.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der O-Ringe zu verwenden, ist, dass diese Dichtungsringe in der Rotoranordnung der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Dichtungsring gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf zyklische Belastungen während Ungleichgewicht ausgesetzt, da sie in Phase mit der Unwucht dreht. Verwendung von kostengünstigen O-Ringe für das elastische Element gewährleistet eine lange Lebensdauer.

6, 7, 8 und 9 sind weitere vergrößerte Ansichten und Schnitte Vorrichtung in 1 gezeigt ist, um die Trennung Arbeitseinheit veranschaulicht, um Vibrationen zu vermeiden eine sehr geringe Schwingungsamplituden und Lagerbelastungen über einen weiten Bereich von Betriebsdrehzahlen des Schwungrades Speichersystem zu erreichen, Energie (und andere Hochgeschwindigkeits-überkritischen Rotor in einer großen Vielzahl von mechanischen Einrichtungen). 11 und 12 zeigen detailliertere Querschnittsansichten der Vorrichtung in 1 gezeigt, in dem ein unterer Ausgleichsring 609 und ein Schubkompensatorsystem 610 auf das Gesamtgewicht des Rotors von Permanentmagneten oben beschrieben und in Fig gebildet basiert. 1 und 2. Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in Figur 11 gezeigt ist, das System 611 mit einer festen Bremssattel-Scheiben, soll die Bremsscheibe 612 einstückig mit dem Rotor in diesem Schwungrad-Energiespeichersystem zu halten.

19 eine vergrößerte Detailansicht des oberen Lagers zeigt in den Figuren 1, 2 und 6 der feststehende obere Schmiermittel 613 abzuschirmen zeigt und rotierenden unteren Schmiermittelabschirmung 614, von denen die letztere axial 615. Der obere Knoten 613 Bildschirm in der Nutmutter fixiert zusammen mit dem Lager 601 Innenring frei auf der Welle gepflanzt 602 und kann somit frei auf der Welle unter dem Einfluss der Vorspannung der Federpatrone 603. Abbildung 20 zeigt eine Bodendraufsicht auf den oberen Bildschirm 613 gezeigt bewegen sich in Abbildung 19, der eine Vielzahl von flachen radialen werden können Nuten 616 in der unteren Oberfläche des Siebes gebildet gesehen, die mit der Oberseite des oberen Lagerinnenring in Kontakt steht.

18 zeigt die geometrische Konfiguration eines typischen Trennungssystem Schwingungen zu vermeiden, verwendet eine der oben genannten Strukturen der selbstschmierende Lager zu installieren für die Hochgeschwindigkeitsrotoren mit vertretbarem Schwingungen bei Rotordrehzahlen, die über seiner kritischen Drehzahl zu betreiben. Das System weist eine Buchse auf der Drehwelle 502 zwischen der Welle und dem rotierenden Lagerring befestigt 501. Jedes Ende der Hülse 501 besteht aus einem durchgehenden Ring aus dünnen Abschnitt mit engen Press gepflanzt passen 503 auf der Welle 502. Der Lagerdrehring ist in einer engen Presspassung mit der Außenfläche des mittleren Ringes 501 mit einem dickeren Abschnitt gedrückt, die mit einer geringeren Interferenz gepflanzt passen 504 auf der Welle, wenn die Welle 502 stationär ist und mit einem Spalt 504 zwischen der Innenfläche des zentralen Rings und der Welle, wenn die Welle in mehr als einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht.

Kontakt 504 mit einem Festsitz vorhanden ist, wenn die Welle stationär ist; wenn sich die Welle dreht Spalt 504 mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit, die niedriger als die erste kritische Drehzahl des Rotors als Folge der zentrifugalen Expansion des rotierenden Lagerringanordnung in dem zentralen Teil des Rings gebildet ist 501. Dieser zentrale Ring an seinen Enden mit zwei dünnen Schnitt Ringe Zellart Streifen verbunden ist 505 ausgeführt als eine einzelne Einheit in der Grundringkonfiguration 501. der Querschnitt dieser Stäbe die richtige Menge an elastischen Nachgiebigkeit zwischen dem Lager 505 bereitzustellen und dem Rotor 502 die kritische Frequenz des Rotors, nach der Bildung des Spaltes zu verringern, wenn die Hülse von der Welle auf einen ausreichend niedriger als die Geschwindigkeit der Trennung erhöht wird, Drehung der Welle mit der kritischen Geschwindigkeit zu vermeiden, damit keine hohen Lagerbelastungen auf die Gleichgewichtsstörungen zu beseitigen.

24 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Schwingungsisolationsring 701 auf der Drehwelle 702 in der gleichen Weise wie der Ring angebracht ist, 501 ist auf der Welle 502 in Figur 18 montiert. Wie in 24 gezeigt ist, hat 701 Ring zusätzliche Funktionen wie die Kühlrippen 703 integral mit ihm, das thermische Gleichgewicht von High-Speed-Montage sowie in der Schwungmasse, um sicherzustellen, erforderlich, um eine Lücke 704 zu heben und zu schaffen es oben beschrieben.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Konstruktion in 24 gezeigt sind die Widerhaken 705 an der Innenfläche des zentralen Rings 701, die die zentrifugale Expansion dieses Rings erhöhen 701 zum Erzeugen des Spaltes 704 mit einer niedrigeren Drehzahl als ohne diese Widerhaken an der gleichen Drehmasse des drehbaren Innen der Lagerring montiert auf dem Ring 701. Rohrabschnitt 706 ein dünner Schnitt den zentralen Ring mit den dünnen Ringe an den Enden des Rings 701 kann lang genug gemacht werden, um die erforderliche radiale Nachgiebigkeit verbinden, oder sie können in der Zelle gezeigten Konfiguration unter der Nummer gebildet werden 505 in 18. Darüber hinaus wird kontinuierlich Ring 707 verwendet, um das Schmiermittel in der High-Speed-Lager bei der Kontraktion des Bandes 708 gepflanzt aufzufüllen, um die zentrifugalen Spannungen in der mit geringer Festigkeit Schmiermaterial überwinden.

Figur 26 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung für die Überwindung eines Rotationskörpers mit der Beschleunigung der kritischen Geschwindigkeit zu erleichtern, in dem der Rotor 600 in Position relativ zu der Welle gehalten wird, 602 des Rotors Spannmutter 604 in Position gehalten durch das erste Hebeelement 606. Das Hubelement 606 in Position gehalten wird Spannmutter 608, die gegen eine Unterlegscheibe 610 Belleville liegt.

Zusätzlich kann der Hohlraum 612 kann in einem Gehäuse aus als abgedichtete Hohlraum mit einem viskosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt verwendet für das kondensierte Film Dämpfungs bereitzustellen, wenn mit hoher Geschwindigkeit arbeiten. In einer alternativen Ausführungsform kann der Hohlraum 612 in dem Gehäuse können O-Ringe oder andere elastische Elemente umfassen Dämpfung zu sorgen, wenn mit hoher Geschwindigkeit arbeiten.

Zusätzlich kann die Verbindung mit der Drehmomentbegrenzung mit Scherstift, als Ganzes mit 614 Pointing Pfeile 616 in Figur 26 und 27 zeigen das Hebeelement relativ zu der Drehwelle bezeichnet verwendet werden, wenn das Element Winkelbeschleunigung dreht.

28 ist eine Endansicht des Drehelements ist, welche die Hochdrehmomentkeilbefestigungs von Körpern unter Verwendung der Kupplungsvorrichtung und dem Verfahren der Erfindung dreht. In ähnlicher Weise zeigt Abbildung 29 die drehmomentstarken unrunden Nocken nach der Verbindungseinrichtung und Montageverfahren unter Verwendung der Erfindung.

30 zeigt eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer flexiblen Felgennabe zur Verwendung mit Schwungrädern in der Schwungrad-Energiespeichersystemen der Erfindung. 31 zeigt einen Schnitt in dem flexiblen Felgennabe, dargestellt in Figur 30 genommene Schnittansicht.

Mit einem flexiblen Felgennabe in Abbildung 30 dargestellt ist, liefert ein ausgeglichenes Spannungsprofil über das Betriebssystem. Bei Verwendung der Nabe, wie in 30 gezeigt, wenn es mit einem Schwungrad versehen ist, verwendet wird, einen festen Presssitz zwischen der Nabe und dem Schwungring bei niedrigen Drehzahlen zu passen. Folglich bei niedrigen Drehzahlen, die Rotornabe und die Felge gebildet wird, in 30 gezeigt, zusammen mit einem Schwungring eine starre Einheit mit den Felgenformen befestigt. Rotordrehzahl der Zentrifugalkraft bewirkt, daß der Rand Aufblähvorrichtung gezeigt in Figur 30, größer ist als die Erstreckung des Nabenbereich der Speichen mit zunehmender. Dieses Trennungsphänomen tritt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und ist ein Schlüssel in der Vorrichtung in Figur 30 gezeigt.

Zweig kann radial kritische Frequenz zwischen der Nabe zu beseitigen und den Ring nach dem Abheben. Nach dem Anheben der Felge und bietet eine hohe Torsionssteifigkeit somit Torsions- kritischen Frequenzen im Bereich von Schwankungen in der Betriebsdrehzahl zu vermeiden. Darüber hinaus wegen der engen Wechselwirkung zwischen den flexiblen Randabschnitten das Prinzip der radial "Finger" zur Durchführung der Mitte zwischen den Speichen angeordnet sind, und dem umgebenden Schwungring, um Konzentrizität der Nabenfelge zu halten und dem Schwungring, der somit gewährleistet, dass der Rotor Balance nach dem Abheben.

Der Hauptvorteil dieser Vorrichtung ist, dass radial tracking der Felge, die Aufrechterhaltung Konzentrizität des Ringes und der Nabe und Eliminieren kritischen Frequenzen der Schwingungen sind die gewalzten milde Wirkung zwischen der Nabe und dem Schwungring ohne Gleit- oder Verschleißoberflächen. Folglich wird das Ergebnis lange zyklische Lebensdauer.

Bei der Anordnung in Abbildung 30 gezeigt, leicht Felge in den zentralen Bereichen zwischen den Speichen verdickt. Dies verbessert die Spannung im Felgenprofil im Vergleich zu bekannten Konstruktionen, sondern bietet auch eine gute Oberfläche für das Hinzufügen von Ausgleichsgewichten, wenn sie benötigt wurden.

Die Nabe, dargestellt in Abbildung 30 veranschaulicht, um die dynamischen Eigenschaften, die während und nach der Aufhebung tatsächlich nicht verändert.

Wie in Figur 22 der Zeichnungen gezeigt, wird die dicke zylindrische Ringe, die als die innere Schwungringe fungieren, vorzugsweise aus einem Verbundmaterial mit einer Metallmatrix hergestellt oder aus einem speziellen gewebten Materialien, einschließlich kreisförmig und axial Faserschichten oder Gewebe mit axialem pole Verstärkung. Die dicken zylindrischen Ringe besitzen beide die axialen Eigenschaften als Trägerringe zu handeln und das Filament Umfangs Eigenschaften gewickelt, wie innere Schwungrad Ringe zu handeln. Wie gezeigt ist, kann entweder ein oder mehrere Kohlenstoffringe an den Paket dicken zylindrischen Ringe direkt, vorzugsweise Thermobaugruppe verwenden.

Obwohl die obige bevorzugte Ausführungsform und alternative Ausführungsformen beschrieben, wobei der Umfang des Schutzes auf die die Erfindung berechtigt ist, wird durch die Ansprüche und Äquivalente definiert, die im wesentlichen auf die gleiche Weise im Wesentlichen die gleiche Funktion ausführen, im wesentlichen das gleiche Ergebnis zu erzielen, wie und der Gegenstand in den Ansprüchen offenbart ist, vorausgesetzt, dass diese äquivalente im wesentlichen wie in diesem Absatz in einen im wesentlichen äquivalent beschrieben, werden nicht in den Veröffentlichungen des Standes der Technik beschrieben.

FORDERUNGEN

1. Die Energiespeichervorrichtung, umfassend:

a. Welle;

b. ein Schwungrad drehbar relativ zu der Welle;

Seite elektrische Energie oder elektrische Energie-Erzeugungseinrichtung für das Schwungrad selektiv zu drehen, wenn durch die Drehung seines Schwungrads Anwendung;

d. Lagermittel die Drehung des Schwungrades und Schwungrad rotierenden elektrischen Erzeugungseinrichtung relativ zu der Welle zu erleichtern;

. E bedeutet das Schwungrad und Mittel zum selektiven Verbinden des Schwungrads dreht oder Erzeugung elektrischer Energie mit einem Teil der Lagermittel zum Verbinden der mit der Welle relativ dreht, mit:

I. innere Element drehbar mit einem Teil des Lagermittels relativ zu der Welle;

II. ein äußeres Element fest mit dem Schwungrad und eine Kombination von Mitteln zum Drehen des Schwungrades oder Erzeugung elektrischer Energie;

III. wobei die inneren und äußeren Elemente in Kontakt miteinander in einer festen Position sind;

IV. bedeutet, dass die Elemente zum Verbinden der Fortsetzung der Drehung des Gelenkaußenelement mit dem inneren Element sicherzustellen, wenn die Drehgeschwindigkeit einer Kombination von internen und externen Komponenten, Schwungrad und Schwungraddrehung zur Erzeugung elektrischer Energie bedeutet, oder einen Pegel erreicht, bei dem die Zentrifugalkraft, die diese Elemente trennt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehung des Schwungrades und Mittel zum Drehen des Schwungrades oder elektrische Energie erzeugt gleichzeitig erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel zum Verbinden des elastomeren Element getragen und eine ringförmige Konfiguration aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Dichtungsmittel einen elastomeren Ring aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

a. eine Vakuumkammer, um das Schwungrad umgibt; und

b. Mittel, um das Evakuieren der Kammer einen wesentlichen Unterdruck zu erzeugen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Elastomermittel die ringförmigen Elemente zur Verbindung haben ein axial hülsenartigen Konfiguration mit einem Bereich in axialer Richtung Länge der Trennung in Längsrichtung zwischen der inneren und der äußeren Hülse mit einer Drehgeschwindigkeit einer Kombination der Außenhülse, das Schwungrad und eine Einrichtung zum rotierenden Schwungrad oder elektrische Energie erzeugt eine Ebene, auf der Zentrifugalkraft trennt die Hülsen übersteigt axiale Länge des Schwungrads erreicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Lager ferner Mittel:

a. äußere Lagerelement eine nach innen gerichtete Nut Walze zur Aufnahme Lagerelemente für Drehbewegung geeignet ist das Drehelement relativ zu dem äußeren Lagerelement zu drehen;

b. ein inneres Lagerelement eine nach außen weis Rollnut für die Aufnahme Lagerelemente zur Drehbewegung des Drehlagerelemente dreh relativ zum inneren Lagerelement angepaßt ist;

Seite Satz von Lagerelementen rotierenden zwischen gehalten werden die Rollflächen; und

d. Festschmierstoff gegenüber dem zumindest einen rotierenden Lagerelement gedrückt und mit ihr an den festen Schmiermittel auf dem Drehelement in Kontakt zu kommen, wenn die Filmabscheidung in Kontakt damit gelangt, wenn die Drehelemente relativ Rollflächen drehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Festschmierstoff ein Ring-Konfiguration aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Ring radial nach innen von dem Drehelement angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Kombination des Schwungrades, bedeutet das Schwungrad oder die Erzeugung elektrischer Energie zum Drehen und die Außenhülse hat eine Resonanzfrequenz, die geringer als die Drehzahl ist, bei der die äußere Hülse aus der inneren Hülse unter der Wirkung der Zentrifugalkraft getrennt wird, und die Kombination von ein Schwungrad, eine Einrichtung zum Drehen des Schwungrades oder elektrische Energie produziert, die äußere Hülse und die innere Hülse hat eine Resonanzfrequenz, die bei welcher größer ist als die Drehgeschwindigkeit ist die äußere Hülse aus der inneren Hülse getrennt ist.

11. Die Energiespeichervorrichtung, umfassend:

a. Gehäuse;

b. Schwungrad;

s.sredstvo zur selektiven Drehung des Schwungrades, wenn durch die Drehung seines Schwungrads elektrische Energie oder elektrische Leistungserzeugung der Anwendung;

d. Lagermittel die Drehung des Schwungrads zu erleichtern, und ein Mittel, das Schwungrad oder Erzeugung elektrischer Energie im Verhältnis zum Gehäuse zu drehen;

. E bedeutet das Schwungrad und Mittel zum selektiven Verbinden des Schwungrads dreht oder Erzeugung elektrischer Energie aus den Lagermitteln zum Verbinden, umfassend:

I. Drehelement zusammen mit einem Teil der Lagermittel, das mit dem Gehäuse drehbar ist;

II. ein zweites Element konzentrisch angeordnet ist, um das erste Element, das fest mit dem Schwungrad und eine Kombination von Mitteln für das Schwungrad dreht oder elektrische Energie zu erzeugen;

III. Diese Elemente sind in Kontakt miteinander in einem stationären Zustand;

IV. Elastomermittel zum Verbinden der Elemente und damit die Fortsetzung der Drehung des Gelenks sicherzustellen, wenn die Zentrifugalkraft trennt genannten Elemente;

f. des Schwungrads die Kombination, bedeutet das Schwungrad oder die Erzeugung elektrischer Energie, und das zweite Element eine Resonanzfrequenz, die geringer als die Geschwindigkeit ist, bei dem diese Elemente getrennt sind voneinander durch Zentrifugalkraft zu drehen; und

g. eine Kombination aus einem Schwungrad, bedeutet das Schwungrad oder die Erzeugung elektrischer Energie, das zweite Element und das erste Element eine Resonanzfrequenz zum Drehen, die an dem größer ist als die Drehgeschwindigkeit ist diese Elemente voneinander durch die Zentrifugalkraft getrennt.

12. Verfahren zur Energiespeicherung, eine Rotationsbeschleunigung einzelner Subkombination Schwungrad und eine Einrichtung für das Schwungrad oder Erzeugung elektrischer Energie selektiv zu drehen, wenn das Schwungrad mit der Überwindung der Resonanzfrequenz der einzelne Kombination durch die äußere Hülse gebildet dreht, und die gleichmäßige Unterkombination zu einer Geschwindigkeit, die ausreicht, die konzentrisch zu trennen die Innenhülse aus der Außenhülse gleichzeitig mit einer einzigen Kombination, aber mit einer schnellen Beendigung der Resonanzfrequenz des zweiten einzelne Kombination durch die inneren und äußeren Hülsen und einer einzigen Subkombination gebildet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die inneren und äußeren Hülsen voneinander Trennung einen komplementären Kontakt umfasst.

14. Der Rotor Energiespeicher eine Nabenmetall Bilden des Rotationszentrum aufweist, weist die Nabe eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Speichen und einen durchgehenden Rand, mit Speichen, die als Einheit in voneinander beabstandeten Stellen, und einem Ring aus Verbundmaterial verbunden sind, wobei der Rand umgibt, wobei der Rand in der Armatur relativ zum Ring des Verbundmaterials in einem Ruhezustand ist und ein im wesentlichen fester Körper bei niedrigeren Drehzahlen, und wobei die Teile der Felge zwischen den Speichen angeordnet sind, ausgebildet sind, radial nach außen auszulenken unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, wenn sie mit höherer Drehzahl arbeiten, verursacht werden nachfolgend durch die Zentrifugalkraft eine radiale Ausdehnung der Ringe aus Verbundmaterial den Rand umgibt, so daß bei der höheren Drehzahlen des Ring des Verbundmaterials von der Nabe der Felge an diesen Stellen ansteigen kann, wobei die Speichen mit der Felge verbunden ist, und so, dass eine enge Passung zwischen dem Rand und dem Ring unter allen Betriebsrotordrehzahlen gehalten wird, und zusätzlich ein Teil des Randes zwischen den Speichen definieren jeweils radial inneren Abschnitt der Oberfläche gekrümmt ist, von denen jede einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, radial nach außen von dem Drehmittelpunkt angeordnet, so dass jeder der Randteile zwischen diesen benachbarten Speichen dünner in Richtung auf einen zentralen Abschnitt wird.

bestehend aus zwei Ringen 15. Rotor nach Anspruch 14, wobei der Ring ein Verbundmaterial ist.

16. Die Kupplungsvorrichtung, die den Drehkörper mit der Beschleunigung der kritischen Geschwindigkeit erleichtert überwinden, umfassend:

a. ein Paar erste der Paarung und dem zweiten Abschnitt des Körpers, und diese Teile sind in Kontakt miteinander, wenn der Körper stationär ist; und

b. elastische Mittel, um das zweite Teil mit dem ersten Teil fortgesetzt, um sicherzustellen, im wesentlichen ihre gemeinsame Drehung zu verbinden, wenn der zweite Abschnitt von dem ersten Teil mit einer Drehgeschwindigkeit unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft weg bewegt, die niedriger ist als die kritische Frequenz ist.

17. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei Abschnitte in Kontakt sind, miteinander mit einem festen Sitz, wenn der Körper stationär ist und bei Raumtemperatur ist.

18. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Berührungsflächen einander zugewandt sind, wenn der zweite Abschnitt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft bei einer Rotationsgeschwindigkeit radial von dem ersten Teil erstreckt, die niedriger als die kritische Frequenz ist.

19. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der zweite Abschnitt radial zu dem ersten Teil gegen unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft bewegt.

20. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die zusammenpassenden Abschnitte Paßflächen umfassen, die bei Umgebungstemperatur in Kontakt miteinander kommen, wenn der Körper in Ruhe ist.

21. Ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers zur Beschleunigung der kritischen Geschwindigkeit zu überwinden, hat der Körper einen zweiten Abschnitt von dem ersten Abschnitt unterhalb der kritischen Frequenz bei Körperwinkelgeschwindigkeit zu trennen neigen, mit:

a. Bereitstellen unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft bei Drehgeschwindigkeit unterhalb der kritischen Frequenz wodurch effektive Masse des rotierenden Körpers Trennung des zweiten Teils von dem ersten Teil und einen neuen kritischen Frequenz Einsatz für den Drehkörper im wesentlichen nach unten von der ursprünglichen Grenzfrequenz verschoben ist; und

b. Erhaltung der elastischen Verbindung zwischen den ersten und zweiten Abschnitt einen im wesentlichen zusammen ihre Drehung mit der gleichen Geschwindigkeit zu liefern, aber mit unterschiedlichen Drehimpuls.

22. Verfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend den Schritt der Bereitstellung von automatischen radial einwärts von dem zweiten Teil versetzt, in Kontakt miteinander an den einander zugewandten Oberflächen der ersten und zweiten Abschnitte zu kommen, wenn der Körper in Ruhe ist, und bei Umgebungstemperatur.

23. Vorrichtung zur Orientierung der Last, mit:

a. Welle;

b. Schwungrad Drehen der um die Welle;

Seite eine Einrichtung zum Antreiben der Betätigungswelle, das Schwungrad dreht;

d. Lagermittel die Drehung des Schwungrads relativ zu der Welle zu erleichtern;

. E bedeutet das Schwungrad mit der Welle zu verbinden, umfassend:

I. innere Element drehbar mit einem Teil des Lagermittels relativ zu der Welle;

II. externes Element fest mit dem Schwungrad verbunden ist;

III. wobei die inneren und äußeren Elemente in Kontakt miteinander in einem stationären Zustand sind;

IV. bedeutet, dass die Elemente zum Verbinden der Fortsetzung der Drehung des Gelenkaußenelement mit dem inneren Element sicherzustellen, wenn die Drehgeschwindigkeit einer Kombination von inneren und äußeren Elementen und dem Schwungrad ein Niveau erreicht, bei dem die Zentrifugalkraft, die die genannten Elemente trennt;

V. Gehäuse eine Welle und ein Schwungrad drehbar gelagerten darin aufweist und eine Achse definiert, um welche das Schwungrad für eine Rotation in der gleichen Ebene relativ zu dem Gehäuse angebracht ist;

VI. gekoppelt ist, relativ zum Gehäuse zu sichern eine zweite Achse mit dem Gehäuse und drehbar um nicht drehbar mit der Wellendrehachse zusammenfällt, die Last.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23 Last Ausrichtung, wobei die Mittel, diese Elemente verbindet die Fortsetzung der Drehung des Gelenkaußenelement mit dem inneren Element sicherzustellen, wenn die Drehgeschwindigkeit einer Kombination von inneren und äußeren Elementen und dem Schwungrad, bei der ein Niveau erreicht, wird die Zentrifugalkraft aus trennt andere angegebenen Elemente, ist aus Elastomer.

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Erscheinungsdatum 08.01.2007gg

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