[发明专利]复合式飞轮

说明书

相关申请案

本申请案主张2010年9月14日申请的美国临时申请案第61/382,694号的权利。上述申请案的全部教示内容以引用方式并入本文中。

背景技术

复合式飞轮可包含纤维或丝状体，该等纤维或丝状体缠绕成轮且通过粘接剂接合在一起。此类纤维可以是金属线。具有金属线的复合式飞轮的大小或速度通常受到限制，相对较小，以使得线与粘接剂不会彼此分离。

发明内容

本发明可提供一种飞轮，与现有复合式飞轮相比较，所述飞轮可制造得较大且较重，且能以较高速度旋转。飞轮可包含具有复合式轮缘结构的轮，复合式轮缘结构具有多个径向不锈钢材料层。环氧树脂类型粘接剂可将多个不锈钢层接合在一起。

在特定实施例中，径向不锈钢材料层可具有一系列型腔。在一些实施例中，不锈钢材料可包含一定长度的不锈钢纤维。环氧树脂类型粘接剂可被真空浸渍于不锈钢纤维与不锈钢材料的径向层之间的空间中。在一个实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢钢丝绳。在另一实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢编织线的网。在另一实施例中，不锈钢材料可包含不锈钢网格的网。复合式轮缘结构可围绕核心组件的外部圆周而定位。核心组件可安装于中央轴上。在一个实施例中，复合式轮缘结构可具有一系列离散同心圆形不锈钢材料环。在另一实施例中，复合式轮缘结构可具有一定长度的连续螺旋形缠绕的不锈钢材料。在其他实施例中，多个径向非金属纤维材料层可被包含且经定位，使得相邻的径向不锈钢材料层具有在彼此之间接合的非金属纤维材料层。非金属纤维材料可由碳形成。

本发明还可提供一种飞轮，所述飞轮包含具有复合式轮缘结构的轮。复合式轮缘结构可具有多个径向多孔钢网材料层及多个径向多孔非金属纤维网材料层，从而形成交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层。粘接剂可将交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层接合在一起。

在特定实施例中，多孔钢网材料和多孔非金属纤维网材料从连续长度缠绕成双层螺旋形配置。多孔钢网材料可由合金钢形成，合金钢在一些实施例中为不锈钢。多孔非金属纤维网材料可由碳形成。多孔钢网材料可呈网格形式，且多孔非金属纤维网材料可呈织物形式。金属性核心组件可被包含且具有外部圆周，复合式轮缘结构围绕所述外部圆周而定位。

本发明还可提供一种包含轮的飞轮，所述轮具有复合式轮缘结构，复合式轮缘结构具有多个经表面处理的径向钢材料层。粘接剂可将多个经表面处理的径向钢材料层接合在一起。

在特定实施例中，钢的表面可经处理以移除铁锈和油。此外，钢的表面可经处理以增加与粘接剂接合的表面面积。在一些实施例中，钢的表面可经处理而具有铁锈抑制保护性涂层。

本发明还可提供一种形成飞轮的方法，所述方法包含使多个径向不锈钢材料层形成为轮。可用环氧树脂类型粘接剂使多个径向不锈钢材料层接合在一起以形成轮的复合式轮缘结构。

在特定实施例中，可向径向不锈钢材料层提供一系列型腔。在一些实施例中，可向不锈钢材料提供一定长度的不锈钢纤维。环氧树脂类型粘接剂可被真空浸渍于不锈钢纤维与不锈钢材料的径向层之间的空间中。在一个实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢钢丝绳。在另一实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢编织线的网。在另一实施例中，不锈钢材料可以是不锈钢网格的网。复合式轮缘结构可围绕核心组件的外部圆周而定位。核心组件可安装于中央轴上。在一个实施例中，复合式轮缘结构可由一系列离散同心圆形不锈钢材料环形成。在另一实施例中，复合式轮缘结构可由一定长度的连续螺旋形缠绕的不锈钢材料形成。在其他实施例中，复合式轮缘结构可包含多个径向非金属纤维材料层，所述多个径向非金属纤维材料层经定位，使得相邻的径向不锈钢材料层具有在彼此之间接合的非金属纤维层。径向非金属纤维材料层可由碳形成。

本发明还可提供一种形成飞轮的方法，所述方法包含使多个径向多孔钢网材料层及多个径向多孔非金属纤维网材料层形成为轮，从而具有交替的径向多孔钢网材料层和径向多孔非金属纤维网材料层。可用粘接剂将多个径向多孔钢网材料层和多个径向多孔非金属纤维网材料层接合在一起以形成轮的复合式轮缘结构。

在特定实施例中，多孔钢网材料和多孔非金属纤维网材料可从连续长度缠绕成双层螺旋形配置。多孔钢网材料可由合金钢形成，合金钢在一些实施例中可以是不锈钢。多孔非金属纤维网材料可由碳形成。多孔钢网材料可呈网格形式，且多孔非金属纤维网材料可呈织物形式。复合式轮缘结构可围绕金属性核心组件的外部圆周而定位。