NO164123B - Innretning og fremgangsmaate for opptak av et energilagrings svinghjul. - Google Patents
Innretning og fremgangsmaate for opptak av et energilagrings svinghjul. Download PDFInfo
- Publication number
- NO164123B NO164123B NO841983A NO841983A NO164123B NO 164123 B NO164123 B NO 164123B NO 841983 A NO841983 A NO 841983A NO 841983 A NO841983 A NO 841983A NO 164123 B NO164123 B NO 164123B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- housing
- parts
- tape
- flywheel
- cover
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 15
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 9
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 5
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
- F16F15/315—Flywheels characterised by their supporting arrangement, e.g. mountings, cages, securing inertia member to shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M1/00—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds
- F16M1/04—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds for rotary engines or similar machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2117—Power generating-type flywheel
- Y10T74/2119—Structural detail, e.g., material, configuration, superconductor, discs, laminated, etc.
- Y10T74/212—Containing fiber or filament
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/219—Guards
- Y10T74/2191—Guards for rotary member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Recording Measured Values (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning egnet for å holde på et roterbart legeme, så som et svinghjul, hvilken anordning innbefatter minst to deler som sammen definerer et hus, inne i hvilket det roterbare legemet kan rotere.
Evnen et svinghjul har til å motta og avgi energi over relativt korte tidsperioder har vært kjent i mange år, og energilagrende svinghjul har blitt brukt, eller foreslått brukt i mange forskjellige anvendelsesområder. Et anvendel-sesområde som har mottatt øket oppmerksomhet i de senere år er bruken av et svinghjul som en innretning til å lagre kinetisk energi i motorkjøretøyer for å forbedre brennstoff-økonomien.
I tilfellet av en svikt i et svinghjul må den lagrede energien bli trygt oppløst eller absorbert. Svinghjulet bør således opptas i et hus som har evnen til å hindre gjennom-trengning av svinghjulet eller deler derav under alle forhold. Dette er spesielt viktig hvis svinghjulet brukes i et motorkjøretøy, i hvilket tilfelle huset bør ha evnen til å holde svinghjulet eller deler derav under en mulig kollisjon og bør også ha evnen til å motstå sammenstøt med stener eller veigrus. Huset bør også ha evnen til å holde på svinghjulet eller oppløse dets lagrede energi i tilfelle brann.
Konvensjonelt har svinghjulhuset blitt fremstilt av en tilstrekkelig mengde sterkt materiale, vanligvis metall, uten hensyn til vekten. I tilfellet svinghjul for bruk i motor-kjøretøy, bør imidlertid svinghjulhuset være så lett som mulig, ellers kan den ekstra vekten gjøre et negativt utslag på brennstoffsparingen ved bruk av svinghjul.
Søkeren har funnet opp et svinghjulhus som er relativt lett, men som har evnen til sikkert å holde på et svinghjul eller fragmenter derav i tilfelle svinghjulet svikter.
I henhold til foreliggende oppfinnelse er anordningen egnet for å holde et roterbart legeme, så som et svinghjul, hvilken anordning omfatter minst to deler som sammen definerer et hus inne i hvilket det roterbare legemet kan rotere. Anordningen er kjennetegnet ved at delene er festet sammen med en lengde av en tape med høy strekkfasthet som er viklet rundt delene for å tilveiebringe minst ett tapelag, som er overlappet ved sine kanter, som omhyller og er i kontakt med minst 5056 av overflatearealet av huset, slik at en punktbelastning, forårsaket av det roterbare legemet, eller en del av dette, med den indre overflaten av huset, blir overført til en belastning over overflaten av de delene som er viklet med tape.
Selv om anordningen, i henhold til foreliggende oppfinnelse, er spesielt egnet til å romme energilagrende svinghjul, er den også egnet til å romme andre bevegelige de leir» spesielt roterende deler. Oppfinnelsen #11 i demme beskrivelsen Mf beskrevet med henvismiing til dems bruk somt em beho>Ider' før energilagrende svinghjul. Demme: fernte må. 'imlldilertJdi ikke" Mit tatt som en begrensning av oppffmnneillsemi.
Konvensjonelle svinghjulhus er relativt massive og s:tfv'e\. I henhold til foreliggende oppfinnelse er delene i anordningen, som definerer huset, relativt lette og er fortrinnsvis deformerbare under belastning, i allefall i de områdene som mest sannsynlig blir utsatt for støt. Deformasjon av delen vil absorbere energi og overføre energi til tapen, men den maksimale tillatte mengden av deformasjon vil bli bestemt av slike faktorer som byggematerialene og tilgjengelig plass for huset. Husets utforming og delenes dimensjoner vil bli valgt for å sørge; for deformasjon under belastning, tatt i betraktning av maksimal støtbelastning som delene forutsettes å bli utsatt for og konstruksjonens materialer.
Huset omfatter minst to deler som ikke er stivt forbundet, men er festet sammen med en lengde av en tape med høy strekkfasthet. Hvis svinghjulet blir ødelagt, vil svinghjulet eller et utbruddstykke av svinghjulet treffe deler av huset og forårsake at disse deler deformeres og/eller flyttes i forhold til de andre delene. Denne deformasjon eller bevegelse absorberer energi, men motstås av tapen som omhyller og er i kontakt med delene. På den måten blir en punktbelastning overført som en belastning over overflaten av delene som er omhyllet med tape.
De innvendige dimensjonene av huset er noe større enn de ventede maksimale dimensjonene av svinghjulet. Når et svinghjul blir rotert med en økende hastighet ekspanderer hele svinghjulet radielt og kanten ekspanderer rundt hele periferien. Således øker diameteren av svinghjulet etterhvert som det blir rotert. Det er å foretrekke at de innvendige dimensjonene av huset er fra 1% til 3% større enn svinghjulets dimensjoner når det blir operert med dets maksimale rotasjonshastighet.
Hensiktsmessig innbefatter huset tre deler, nemlig en senterdel og to endestykker; senterdelen definerer et volum som er hovedsakelig sirkulært i tverrsnitt, men som ikke er lukket i hver ende av dens akse og endestykkene er tilpasset for å dekke de åpne endene av senterdelen. Volumet av senterdelen kan være tilstrekkelig stort nok til å oppta hele svinghjulet. Det er å foretrekke at tapen dekker og er i kontakt med minst 70% av husets overflateareal. Visse flater som det ikke er sannsynlig blir utsatt for støt av svinghjulet eller deler av det, i tilfelle svinghjulet blir ødelagt, kan forbil udekket, så som f.eks. flatene rundt åpningene i huset der svinghjulets roterbare aksel eller andre roterbare legemers aksel skal anordnes.
Generelt vil svinghjulet være sylindrisk og i det tilfellet er senterdelen fortrinnsvis en sylinder med en åpen ende og endestykkene er tilpasset for å dekke sylinderens ender. Huset kan bli anordnet inne i et ytre deksel som delvis eller fullstendig omgir huset i henhold til foreliggende oppfinnelse. Dette ytre deksel kan oppta lagrene, om hvilke svinhjulet roterer, og kan bli konstruert for å beskytte huset fra stener og veggrus og kan gi noe beskyttelse mot brann. Det ytre deksel kan, hvis det fullstendig omgir huset, også være tilstrekkelig lufttett til å gjøre det mulig at et delvis vakuum blir opprettholdt inne i dekslet.
En foretrukket utførelsesversjon av oppfinnelsen innbefatter et hovedsakelig stivt ytre deksel, inne i hvilket et hus er anordnet, hvilket hus omfatter en sylindrisk del med åpne ender og to endestykker som er tilpasset til å dekke den sylindriske delens ender, Endestykkene og dem sylindriske delen er deformerbare under belastning, og blir bo»Idt sammen av en lengde med en tape som har høy strekkfasthet, hvilken tape er viklet rundt endestykkene og dem s-ylindriskre delen..
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte tii åi ©ipptta. et energilagrende svinghjul som anordnes inne i et frus; som omfatter minst to separate deler, kjennetegnet ved at en tape med høy strekkfasthet vikles rundt delene, under strekk, med tilstøtende tapevindinger overlappende ved deres kanter, for å tilveiebringe minst et lag med tape som dekker og som har kontakt med minst 50# av husets overf 1'atearea'I.
Oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning, til tegningene som viser den foretrukne: utførelsesversjonen av oppfinnelsen .
Fig. 1 er et snittriss av det ytre deksel.
Fig. 2 er et snittriss av husets sylindriske del og
endestykker.
Fig. 3 er en skjematisk tegning av husets deler og viser innretninger for å lokalisere endestykkene på den sylindriske delen. Fig. 4 er en tegning av huset i fig. 2 og viser den viklede
tapen.
Fig. 5 er en ytterligere tegning av huset i fig. 2 som viser
den viklede tapen og en udekket flate av endestykket.
Det ytre deksel, vist i fig. 1, er utformet for fullstendig å omgi huset og er hovedsakelig stivt. Det ytre deksel kan passende bli fremstilt av et fiberforsterket harpiksmateriale, så som glassfibre, aramidfibre og karbonfibre bundet i et bindemiddel, så som epoxyharpiks, polyesterharpiks eller fenolharpiks. Ettersom huset, vist i fig. 2, er ment brukt til å oppta et sylindrisk svinghjul er huset generelt sylindrisk og det ytre deksel som er vist i fig. 1 er også generelt utformet som en lukket sylinder. Det ytre deksel omfatter minst to separate deler slik at det kan oppnås adkomst for å vedlike eller inspisere huset og svinghjulet. I fig. 1 omfatter det ytre deksel to deler 1 og 2. De to delene 1 og 2 kan bli festet sammen med egnede innretninger, f.eks. boltene 3, for å danne d~;t hovedsakelig sylindriske ytre deksel.
Lagrene 4 og 5 for svinhjulets aksel (ikke vist) er anordnet i delene 1 og 2. Lagrene og svinghjulets aksel sammen med tetninger som blir brukt fullender lukkingen av huset.
Når det hele er satt sammen er det å foretrekke at det ytre deksel er tilstrekkelig lufttett til å tillate at et undertrykk blir opprettholdt inne i dekslet. Hvis konstruk-sjonsmaterialet i det ytre deksel er for gjennomtrengelig for luft, kan det ytre deksel bli dekket med et mindre gjennomtrengelig materiale som f.eks. polyetylen. Hvis det ytre deksel ikke fullstendig omslutter huset kan det i seg selv bli lukket eller innhyllet i et egnet dekke, så som f.eks. et presset eller støpt metalldeksel. Hvis det ytre deksel er godt tettet, kan undertrykket bli opprettholdt ved å anvende en pumpe i intervaller. Alternativt kan undertrykket bli opprettholdt av en pumpe som opererer kontinuerlig eller som går når svinghjulet er i drift.
Fig. 2 viser husets sylindriske del 6 og endestykkene 7 og 8.
Sylinderdelens 6 innvendige diameter er kun noe større enn den forventede maksimale diameteren av svinghjulet.
Det er å foretrekke at sylinderdelens innvendige diameter er fra 15É til 3# større enn den kalkulerte diameteren svinghjulet skal ha når det b>lir drevet med maksimal rotasjonshastighet. Den aksielle lengden av syl inderseksjonen er å foretrekke minst lik den aksielle lengden av svinghjulet som skal omhylles, men bør bli holdt så kort som mulig.
Den sylindriske delen 6 kan fremstilles av metall, men det foretrekkes at den er fremstilt av fibermateriale med høy strekkfasthet bundet i et harpiks bindemiddel. Fibrene kan være polyester, karbon, aramid eller glassfibere og egnet harpiks omfatter polyester, epoksy og, fenollsk harpiks, Fenolisk harpiks er spesielt, egnet til bruk som: bi'ndemi'ddél>-materiale på grunn av deres evne til å motstå, høye: tempera^ turer. Husets; deler* er passende; fremstiil!t av glassfiberforsterket fenoli<i>sfc harpiks1. Det foretrekkes at den; sylindriske delen 6 er rel'ati<:>v<t tynn, slik at sylinderen kani bW. deformert hvis den blir truffet av svinghjulet eller bruddstykker av dette. Den aktuelle tykkelsen vil avhenge av sylinderens dimensjoner og konstruksjonens materialfasthet. Det foretrekkes at materialet i den sylindriske delen 6 er hardere enn materialet i svinghjulet, slik at i tilfelle av feil, blir svinghjulets energi spredd.
Det foretrekkes også at husets endedeler 7 og 8 er fremstilt av komposittmaterialer og kan være av de samme materialene som den sylindriske delen. Hvis endestykkene 7 og 8 er av et materiale som har en hardhet som er mindre enn den sylindriske delen kan slitasjeplater av et hardere materiale bli anbragt på innsiden av endestykkene. Endestykkene 7 og 8 er fordelaktig konkave. Den utvendige buede overflaten tillater den overlappende tapen å nærmere følge husets fasong. Endestykkenes bueflater har fordelaktig kurveradier som er minst lik bredden av tapen. Hvis tapen f.eks. er 100 mm bred er krumningsradien hensiktsmessig minst 100 mm. Hvert av endestykkene 7 og 8 har en senterboring 9 og 10 gjennom hvilket svinghjulets aksel (ikke vist) kan gå igjennom.
Endestykkene 7 og 8 er ikke fast forbundet til den sylindriske seksjonen 6, men de blir helst holdt mot endene av den sylindriske seksjonen 6 med en lengde av tape med høy strekkfasthet som er trukket rundt de tre komponentene for å danne huset. Tapen kan bestå av polyester, glass eller armidfibre og er fordelaktig en blanding av fibre. Fibrene kan være vevet, men er fordelaktig vevd sammen for å danne tape som har størstedelen av fibrene, fortrinnsvis mer enn 7056, anordnet i lengderetningen. Tapen har derfor en større strekkfasthet i lengderetningen. Tapen bør imidlertid også være tilstrekkelig sterk i tverretningen til å motstå tilbøyeligheten til at de langsgående fibrene separeres når en belastning blir påført på tvers av tapens bredde. Den overviklede tapen bør tett følge den sammensatte sylindriske delens 6 og endestykkenes 7 og 8 fasong slik at den har kontakt med minst 505É av husets overflateareal.
Som vist i figurene 4 og 5 er tapen viklet fra endestykket over den sylindriske delen til det andre endestykket. Hver vikling ligger over foregående viklingen med fortrinnsvis minst 255É av tapens bredde. Tapen blir viklet rundt husets deler med en spiss vinkel, f.eks. omtrent 20° til 45°, til husets langsgående akse. Tapen kan dekke huset (med unntak av hullene 9 og 10) med flere lag. Tapens viklingsvinkel i hvert lag er vanligvis slik at viklingene ligger over det foregående lagets viklinger med en vinkel fra 90° til 140° . De aktuelle viklingsvinklene vil avhenge av husets geometri. Antall tapelag vil bli bestemt ut fra fastheten på fibrene, den forventede maksimale støtbelastningen og husets geometri. Begynnelsen av tapen vil bli festet til en del av dekslet eller kan bli sydd til eller spleiset sammen med tilstøtende viklinger. Enden av tapen er fordelaktig sydd til eller spleiset til tilstøtende viklinger. Tapen er ikke festet til den sylindriske delen, endestykkene eller til seg selv i avstand fra viklingens begynnelse eller avslutning. Fordelaktig er tapen relativt jevn, slik at tapelagene kan gli over hverandre når den del av huset blir deformert eller flyttet.
Ettersom tapen vikles blir den fortrinnsvis strukket i lengderetningen til 0,5# til 2% av fibrenes bruddfasthet. Fordelaktig er fremspring anordnet på husets overflate. Disse fremspringene er til hjelp under viklingen av tapen over huset og hjelper til å motstå bevegelse av fibrene: over' overflaten av huset under normale dr i f t s fb rho1d. Fremspringene hindrer' imdidilertM Ikke slik bevegelse' il tilfelle bevegelse av sTinghjuIeft og em. eller flere av husets: deler blir forskjøvet eller deformert. Fordelaktig; tfaaiiiiep'' disse fremspringene en del av den sylindriske delen 6 og/eller endestykkene 7 og 8. Som beskrevet nedenfor blir de egnet anordnet' ved den sylindriske delens 6 skjoter med endestykkene 7 og 8.
Hensiktsmessig er huset anordnet i det ytre deksel , slik at hullene 9 og 10 i endestykkene 7 og 8 er koaksielle med lagrene 4 og 5 i delene 1 og 2 i det ytre innelukket.
Hvis eventuelt svinhjulet svikter og brytes opp vil bruddeler som slenges mot husets sylindriske del 6 ha en tilbøyelighet til å deformere den sylindriske delen 6. En vesentlig del av støtkraften vil bli overført til tapen, og således som et resultat av husets deformasjon, vil støtkraften bli fordelt over et større overflateareal av huset. Eventuelle bruddeler som slenges mot et endestykke 7 og 8 vil ha en tilbøyelighet til å tvinge endestykkene bort fra den sylindriske delen 6. En slik bevegelse absorberer energi, men blir tatt imot av tapen spom igjen overfører kraften slik at den blir fordelt over et større overflateareal.
Som nevnt ovenfor, er den sylindriske delen 6 og endestykkene 7 og 8 ikke fast forbundet, slik at noe relativ bevegelse er mulig. Det er imidlertid fordelaktig at det er noen innretninger for å lokalisere endestykkene 7 og 8 på den sylindriske delen 6, slik at delene ikke blir alvorlig forskjøvet, idet energien fra det ødelagte svinghjulet blir absorbert.
En passende innretning for å lokalisere husets deler er vist skjematisk i fig. 3. En rekke langsgående fremspring 11 er dannet rundt periferien av den sylindriskedelen 6. Fremspringene 11 har fortrinnsvis samme dimensjon og er likt fordelt om periferien. Fremspringene 11, som vist i figurene, kan bli dannet ved å kutte ut delene 8 mellom fremspringene. Endestykkene 7 og 8 har tilsvarende fremspring 13 som hovedsakelig står vinkelrett på den sylindriske delens 6 fremspring 11. Disse fremspringene 13 har fortrinnsvis også samme dimensjon og er likt fordelt om periferien.
Fremspringene 11 og 13 er tilpasset til å passe sammen. Når delene i det innvendige dekslet så er satt sammen, passer fremspringene 13 og endestykkene 7 og 8 inn i mellomrommene mellom den sylindriske delens 6 fremspring 11.
Hvis, under sammenbrudd av svinghjulet, den sylindriske delen 6 blir utsatt for støt av et bruddstykke, vil bruddstykket ha
en tilbøyelighet til å deformere den sylindriske delen 6 hovedsakelig i retning av pil A i fig. 3. Imidlertid skal lengden av fremspringet 13 oppta denne deformasjonen uten at den sylindriske delen 6 og endestykket 7 blir forskjøvet. På samme måte, hvis endestykket 7 blir utsatt for et støt, vil dette ha en tilbøyelighet til å bevege endestykket i retning av pil B i fig. 3 og denne bevegelsen vil bli opptatt av lengden av fremspringet 11.
Andre egnede måter til å opprettholde innstillingen av endestykkene 7 og 8 og den sylindriske delen 6 kan gjøres ved f.eks. å bruke tapper på endestykkene som stikker igjennom tilsvarende hull i den sylindriske delen 6 eller omvendt.
Det innvendige dekslet bør ha evnen til å forandre energien som blir frigjort når et svinghjul blir ødelagt. Hvis imidlertid det innvendige dekslet ikke greier å holde på alle bruddstykkene vil dermed det ytre dekslet 1 gi en ytterligere sikkerhet.
Et eksperiment ble utført for å bedømme anordningens evne, hovedsakelig som beskrevet med henvisning til tilhørende tegninger, til å oppta et energilagrende svinghjul.
Svinghjulet omfatter et glassfiberforsterket polyesterharpiks hjul på hvilket det var anordnet en glassfiberforsterket epoxyharpiks hylse. Hylsen hadde en innvendig diameter på 360 mm, en utvendig diameter på 460' mm og en aksiell lengde på 200 mm. Den totale massen av svinghjulet og akselen på hvilke den var anordnet var 29 kg.
Huset omfattet en sylindrisk del fremstilt av glassfiberforsterket fenolsk harpiks og konkave endestykker fremstilt av glassfiberforsterket polyester harpiks. Den sylindriske delen og de konkave endestykkene hadde alle 5 mm veggtyk-kelse.
Forsøket ble utført med svinghjulet roterende om en vertikal akse. En fenolsk harpiks slitasjeplate var anbragt i endestykket, og denne dannet bunnen av huset under forsøket.
Svinghjulet var anbragt inne i huset som nå var viklet med en tape med høy strekkfasthet, som beskrevet ovenfor. Tapen besto av en blanding av aramid og polyesterfibre, vevd sammen med den største delen av fibrene liggende i lengderetningen. Tapen var 100 mm bred og hadde en bruddfasthet i lengderetningen i overkant av 2,5 tonn. To lag med tape var viklet over huset med et tapestrekk på 27 kg. Hver vinding lå over den forutgående vindingen med omkring 50% over den sylindriske delen og dermed dekket tapen effektivt minst 4 ganger tykkelsen av tapen selv. Tapebelegget var større enn 4 ganger tykkelsen av delene av endestykkene, hvor overlapp-ingen var større enn 50%, som vist i fig. 5. Massen av husets deler og tapen var noe under 1/3 av svinghjulets og akselens masse. Den radielle avstanden mellom svinghjulet, ved stillstand, og husets sylindriske del var 6 mm.
Akselen på hvilken svinghjulet var anordnet, var festet til en vertikal streng for å gjøre det mulig å rotere svinghjulet, og et ytre deksel hovedsakelig som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1 var anordnet rundt huset. Avstanden mellom det ytre dekslet og det tape-viklede huset var omkring 7 mm.
Svinghjulet ble rotert opp til en hastighet på 20000 omdreininger pr. minutt, ved hvilke hastighet strengen som understøttet svinghjulet ble skåret over. Svinghjulet og akselen delte seg ikke og la seg til ro på innsiden av huset. 1,3 kg med materiale ble tapt fra svinghjulet og 0,3 kg gikk tapt fra huset idet svinghjulet forandret sin kinetiske energi, men det var ingen gjennomtrenging av det tape-viklede huset.
Claims (19)
1.
Anordning egnet for å holde på et roterbart legeme, så som et svinghjul, hvilken anordning innbefatter minst to deler (6,7,8), som sammen definerer et hus, inne i hvilket det roterbare legemet kan rotere, karakterisert ved at delene (6,7,8) er festet sammen med en lengde av tape med høy strekkf asthet, hvilken tape er viklet rundt delene (6,7,8) for å tilveiebringe minst ett tape-lag, som er overlappet ved sine kanter, som omhyller og er i kontakt med minst 50# av husets overflateareal, slik at en punktbelastning frembragt av støt fra det roterbare legemet, eller en del av dette, med den innvendige overflaten av huset blir overført til en belastning over overflaten av de delene som er viklet med tape.
2.
Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningens deler (6,7,8) i huset er relativt deformerbare under belastning.
3.
Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at husets deler (6,7,8) omfatter en senterdel (6) som hovedsakelig har et sirkelformet tverrsnitt langs en akse, og har to endestykker (7,8) som er avpsset til å dekke de åpne endene av senterdelen (6).
4.
Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at senterdelen (6) er en sylinder med åpne ender og at de to endestykkene (7,8) er konkave med ytre buede overflater.
5.
Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakter!-sert ved at husets deler (6,7,8) er fremstilt av fiberforsterket harpiksmateriale.
6.
Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at tapen med den høye strekkf astheten imfatter fibre som er valgt ut fra gruppen som omfatter polyester, glass og aramidfibre som er knyttet inn i tapen med mer enn 7056 av fibrene arrangert i lengderetningen.
7.
Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at tapen med den høye strekkf astheten er viklet rundt husets deler (6,7,8) med en spiss vinkel til den langsgående aksen av huset og med hver tapevinding som ligger over den foregående vinding med minst 2556 av tapens bredde.
8.
Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at husets deler (6,7,8) er viklet med flere lag, at vind-ingene i hvert påfølgende lag ligger i en vinkel fra 90° til 140° til det tidligere lagets vindinger.
9.
Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at tapen med høy strekkf asthet er strukket i lengderetningen til 0 , 556 til 256 av fibrenes bruddfasthet under viklingen.
10.
Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at innretninger (11,13) er anordnet for å lokalisere husets deler (6,7,8) i forhold til hverandre .
11.
Anordning Ifølge krav 10, karakterisert ved at innretningene for å lokalisere husets deler (6,7,8) omfatter en rekke fremspring (11,13) på hver del (6,7,8), der fremspringene (11) på en del (6) faller Inn mellom og er hovedsakelig vinkelrett til fremspringene (13) på en tilstøtende del (7,8).
12.
Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at huset er anordnet inne i et deksel (1,2 fig. 1) som delvis eller fullstendig omgir huset (fig. 2).
13.
Anordning ifølgé krav 12, karakterisert ved at dekslet omfatter minst to separate deler (1,2) som omgir huset.
14.
Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at et delvis vakuum eller undertrykk blir opprettholdt inne i dekslet (1,2).
15.
Anordning ifølge et av kravene 12 - 14, karakterisert ved at dekselets deler (1,2) er fremstilt av fiberforsterket harpiksmateriale.
16.
Anordning ifølge krav 5 eller 15, karakterisert ved at det fiberforsterkede harpiksmaterialet omfatter et harpiksmateriale som er valgt ut fra den gruppen som omfatter epoksyharpiks, polyesterharpiks og fenolisk harpiks forsterket med fibre valgt ut fra gruppen som omfatter polyesterfibre, glassfibre, aramidfibre og karbonfibre.
17.
Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at husets deler (6,7,8) er fremstilt av glassfiberforsterket fenoljsk harpiks.
18.
Anordning for å inneholde et energilagrende svinghjul ifølge krav 1, karakterisert ved at husets innvendige diameter er fra 1% til 3% større enn diameteren som svinghjulet er kalkulert til å ha når det blir rotert til sin maksimale beregnede omdreiningshastighet.
19.
Fremgangsmåte til å oppta et energilagrende svinghjul, som anordnes inne i et hus som omfatter minst to separate deler, karakterisert ved at en tape med høy strekkfasthet vikles rundt delene (6,7,8), under strekk, med tilstøtende tapevindinger overlappende ved deres kanter, for å tilveiebringe minst et lag med tape som dekker og som har kontakt med minst 50% av husets overflateareal.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB838314142A GB8314142D0 (en) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | Containing energy storage flywheel |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO841983L NO841983L (no) | 1984-11-22 |
NO164123B true NO164123B (no) | 1990-05-21 |
NO164123C NO164123C (no) | 1990-08-29 |
Family
ID=10543171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO841983A NO164123C (no) | 1983-05-21 | 1984-05-18 | Innretning og fremgangsmaate for opptak av et energilagrings svinghjul. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4603555A (no) |
EP (1) | EP0127975B1 (no) |
JP (1) | JPS59217033A (no) |
DE (1) | DE3462622D1 (no) |
DK (1) | DK158477C (no) |
GB (1) | GB8314142D0 (no) |
NO (1) | NO164123C (no) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2289576B (en) * | 1991-11-06 | 1996-06-26 | Turbo Genset Company Ltd | Rotary electrical machines |
US5559381A (en) * | 1993-11-08 | 1996-09-24 | Rosen Motors, L.P. | Flywheel support system for mobile energy storage |
US5628232A (en) * | 1994-01-14 | 1997-05-13 | Rosen Motors Lp | Flywheel rotor with conical hub and methods of manufacture therefor |
JPH09506310A (ja) * | 1993-11-08 | 1997-06-24 | ローゼン・モータース・エル・ピー | 可動エネルギ蓄積用はずみ車装置 |
US5485905A (en) * | 1994-04-01 | 1996-01-23 | Rader, Iii; H. John | Lightweight overrunning clutch assembly |
US5568023A (en) * | 1994-05-18 | 1996-10-22 | Grayer; William | Electric power train control |
DE19546133C1 (de) * | 1995-12-11 | 1997-03-27 | Daimler Benz Ag | Schutzvorrichtung für ein Schwungrad bei Kraftfahrzeugen |
DE19704842A1 (de) * | 1997-02-08 | 1998-08-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Sicherheitsgehäuse für einen Rotationsenergiespeicher |
US6007430A (en) * | 1997-10-08 | 1999-12-28 | Koppy Corporation | Two-piece carrier assembly |
US7111522B2 (en) * | 2004-02-26 | 2006-09-26 | Honeywell International, Inc. | Energy storage flywheel system containment vessel |
JP4586426B2 (ja) * | 2004-06-08 | 2010-11-24 | 日立工機株式会社 | 遠心機 |
KR100598846B1 (ko) * | 2004-07-16 | 2006-07-11 | 하성규 | 에너지 저장 시스템의 플라이휠 |
ITVI20090264A1 (it) * | 2009-10-30 | 2011-04-30 | Ind Meccanica Zane S R L | Sistema per realizzare l' avvolgimento in fibra del rivestimento esterno di serbatoi per fluidi ad alta pressione con forma di disco bombato e attrezzatura per eseguire detto avvolgimento |
KR101009715B1 (ko) * | 2010-10-01 | 2011-01-19 | 한양대학교 산학협력단 | 플라이휠용 허브 및 이를 구비한 에너지 저장용 플라이휠 |
FR3004028B1 (fr) * | 2013-03-27 | 2016-07-29 | Whylot | Procede de fabrication d une cloche pour accouplement magnetique et accouplement magnetique radial comportant une telle cloche |
CN113497517B (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-17 | 沈阳微控新能源技术有限公司 | 飞轮储能系统 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR675767A (fr) * | 1929-03-22 | 1930-02-14 | Essoreuse | |
US2290588A (en) * | 1941-04-01 | 1942-07-21 | Westinghouse Air Brake Co | Inertia device |
US2995011A (en) * | 1959-09-17 | 1961-08-08 | Phillips Petroleum Co | Solid propellant rocket motor |
US3074585A (en) * | 1959-11-20 | 1963-01-22 | Minnesota Mining & Mfg | Pressure vessel |
GB1085329A (no) * | 1964-01-21 | |||
JPS5174067A (no) * | 1974-12-24 | 1976-06-26 | Nippon Horiesuteru Kk | |
JPS5175902A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-06-30 | Hitachi Ltd | Burashuresumootakaitenshoringugatamagunetsutonohokyohoho |
FR2298759A1 (fr) * | 1975-01-23 | 1976-08-20 | Mtu Muenchen Gmbh | Dispositif de protection contre l'eclatement de rotors a haute vitesse |
JPS5287575A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Protecting device device for high speed revolution body |
US4111067A (en) * | 1977-01-10 | 1978-09-05 | Rockwell International Corporation | Rupturable flywheel energy system |
US4208921A (en) * | 1977-04-11 | 1980-06-24 | Keyes John H | Flywheel energy accumulator |
DE2836115C2 (de) * | 1978-08-17 | 1982-06-03 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Berstschutzvorrichtung für einen rotierenden Körper |
-
1983
- 1983-05-21 GB GB838314142A patent/GB8314142D0/en active Pending
-
1984
- 1984-05-07 US US06/607,630 patent/US4603555A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-05-11 JP JP59093097A patent/JPS59217033A/ja active Pending
- 1984-05-17 DE DE8484303348T patent/DE3462622D1/de not_active Expired
- 1984-05-17 EP EP84303348A patent/EP0127975B1/en not_active Expired
- 1984-05-18 NO NO841983A patent/NO164123C/no unknown
- 1984-05-21 DK DK249584A patent/DK158477C/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3462622D1 (en) | 1987-04-16 |
EP0127975A1 (en) | 1984-12-12 |
NO164123C (no) | 1990-08-29 |
GB8314142D0 (en) | 1983-06-29 |
US4603555A (en) | 1986-08-05 |
JPS59217033A (ja) | 1984-12-07 |
DK158477B (da) | 1990-05-21 |
DK158477C (da) | 1990-10-22 |
DK249584D0 (da) | 1984-05-21 |
EP0127975B1 (en) | 1987-03-11 |
NO841983L (no) | 1984-11-22 |
DK249584A (da) | 1984-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO164123B (no) | Innretning og fremgangsmaate for opptak av et energilagrings svinghjul. | |
US4699288A (en) | High pressure vessel construction | |
AU662989B2 (en) | Vessel for storing fluid under pressure and able to undergo rupture without cracking open | |
US4902201A (en) | Rupture protection ring for an engine casing | |
US6053696A (en) | Impact resistant composite shell for gas turbine engine fan case | |
US8016543B2 (en) | Composite case armor for jet engine fan case containment | |
US9205373B2 (en) | Breather layer for exhausting permeate from pressure vessels | |
US20040040969A1 (en) | Pressure vessel with impact and fire resistant coating and method of making same | |
US20040211167A1 (en) | Protective ring for the fan protective casing of a gas turbine engine | |
PT1257766E (pt) | Reservatório de pressão em fibra reforçada e método para fabricação deste reservatório de pressão em fibra reforçada | |
NO163342B (no) | Energilagrende svinghjul. | |
GB2159886A (en) | Fan duct casing | |
US11852297B2 (en) | Containers and methods for protecting pressure vessels | |
CA2271707C (en) | Barrier units and articles made therefrom | |
GB2279231A (en) | Bomb-resistant container | |
EP3397892B1 (en) | Integrated composite mounting structure for use in pressure vessels and pressure vessel systems | |
JPH032696A (ja) | 核燃料航空輸送容器 | |
WO2022256779A1 (en) | Containers and methods for protecting pressure vessels | |
US20060138150A1 (en) | Pressurised container | |
US20120228309A1 (en) | Metal composite pressure cylinder | |
US10634215B2 (en) | Tubular containment part for a flywheel containment assembly and method for manufacturing same | |
JPH09318300A (ja) | 煙火打揚筒 | |
Hannibal | Erie, Pennsylvania 16512 | |
EP2013514A1 (en) | Containment, in particular for a flywheel device, and containment assembly | |
RU2065545C1 (ru) | Композитный баллон для хранения сжатого газа |