專利名稱：空氣動力飛輪的制作方法
空氣動力飛輪
本發明專利涉及一種由空氣動力發動機輸出的功能轉換成飛輪旋轉動能的 一種裝置，而飛輪的慣量正好是由壓縮空氣動力發動機、儲氣罐、配氣系統、 熱交換器、電控裝置、飛輪平衡裝置、飛輪骨架、風葉外殼、儲能回收裝置各 集成組件的重量組成。壓縮空氣經空氣動力發動機工作釋放的能量被儲存在加 速旋轉的飛輪體中，根據需要飛輪的儲能可以對外做功，也可以由飛輪的儲能 和空氣動力發動機工作合成對外作功。
目前國內、外相關人員正在對空氣動力汽車展開研發工作，特別是國內對 空氣動力汽車的研發遠沒有達到實用階段，主要原因是
(1) 車載壓縮空氣在空氣動力發動機工作中較難實現等溫膨脹，熱交換系統 功能太弱，使壓縮空氣膨脹能損耗增大。
(2) 空氣動力汽車的瞬時功率不大，加速能力不足。
(3) 汽車在運行中制動時能量損失不便于回收。
(4) 配氣管道、閥門壓力損失較大，使整車效能下降。 為解決壓縮空氣動力汽車存在的上述問題，采用飛輪儲能方法能較好的解
決上述問題，因為飛輪在吸收空氣動力發動機的做功后，自身加速旋轉，正好 符合風輪旋轉的要求，使飛輪上的熱交換器流過更多的空氣，使熱交換功能增 加，最終使壓縮空氣的等溫膨脹能量得到較好釋放。由于空氣動力發動機在工 作中將做功傳給了飛輪，而飛輪的儲能增加，當外界需要時，飛輪的儲能與空 氣動力發動機輸出功能可以合成對外做功，對負載能瞬間釋放大的能量，提升 了汽車的最大輸出功率，從而解決壓縮空氣動力汽車瞬間動力不足的弱點。空 氣動力汽車在運行中，如遇制動情況，制動力能容易的反饋到飛輪中存儲，這 種力的直接反饋效率較高，節約了整車的壓縮空氣能耗。空氣動力飛輪由于要 求將各組件緊密組合在飛輪的空間內，使得整體結構排布緊湊，管道間壓力損 失相應減少，能在一定的程度上減少壓力損失，提高發動機的整體效能。飛輪 體水平工作并固定在車內，具有穩定車身的陀螺儀作用。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是在固定架上裝有飛輪中軸， 兩端是與固定架固定連接，中軸與飛輪架之間裝有滾動軸承，中軸是不轉動的， 飛輪架裝在中軸的軸承上，可以轉動，飛輪架上合理的排布儲氣罐，管道閥門、 熱交換器、壓縮空氣動力發動機、電控裝置、平衡塊、儲能回收空壓機，風葉外殼，當空氣動力發動機作功時，其反作用力傳給了飛輪體本身，使飛輪體旋 轉加速，儲能增加，使飛輪體具有對外做功的能量。
本發明的有益效果是，能較好的把壓縮空氣膨脹能轉換成飛輪的旋轉動能， 在外界需要時，能穩定的對外做功，也能瞬時輸出較大功率。飛輪是很好的機 械儲能裝置，而這套飛輪裝置不需要用其他材料構成，車上的空氣動力發動機 和其輔助系統的必要組件集成為飛輪的慣量，沒有為空氣動力汽車增加多余負 載的同時，為汽車增設了一個慣量較大的飛輪體。
下面結合附圖對本發明進一步說明。
圖中主要組件l.飛輪固定架，2.軸承，3.中軸，4.飛輪骨架，5.飛輪傘齒， 6.固定架傘齒，7.功能輸出軸，8.儲氣罐，9.空氣動力發動機，IO.閥門管件， ll.熱交換器，12.電控裝置，13.棘輪裝置，14.平衡裝置，15.飛輪動能回收裝置， 16.飛輪風葉外殼。
圖中中軸(3)固定在飛輪固定架(1)上，不隨飛輪體旋轉，飛輪骨架 (4)裝置在中軸(3)的軸承(2)上可以旋轉，飛輪骨架上主要裝置有儲氣罐 (8)、空氣動力發動機(9)、閥門管件(10)、熱交換器(11)、電控裝置(12) 棘輪裝置(13)、平衡裝置(14)、飛輪動能回收裝置(15)、飛輪風葉外殼(16)、 飛輪傘齒(5)。飛輪體在旋轉時，有能量儲存。當飛輪傘齒(5)與固定架傘齒 (6)嚙合時，功能輸出軸(7)轉動對外做功。
圖中作功情況在電控裝置(12)的控制下，高壓罐(8)中的壓縮氣體經 過閥門管件(10)進入空氣動力發動機(9)膨脹做功，在棘輪裝置(13)的作 用下，使飛輪體繞中軸(3)轉動，飛輪體儲能增加，膨脹做功后的氣體流入熱 交換器(11)遇熱膨脹后再利用。飛輪體旋轉時，飛輪風葉外殼(16)將外界 空氣吸入流經熱交換器(11)進行介質冷熱交換。平衡裝置(14)在整個飛輪 體中進行重心平衡。當飛輪體在一段時間內不需工作時，飛輪的儲能通過飛輪 動能回收裝置(15)以壓縮空氣形式向儲氣罐(8)充氣。各組件均勻排布集成， 重心調節后，組成為一個旋轉飛輪體的慣量。
權利要求
1.一種空氣動力飛輪，飛輪的中軸兩端是固定裝在固定架上不旋轉的，在中軸上裝有軸承，軸承支撐著可旋轉的飛輪體，飛輪體的慣量是由儲氣罐、空氣動力發動機、閥門管件、熱交換器、棘輪裝置、電控裝置、平衡裝置、飛輪骨架、風葉外殼、儲能回收裝置各組件集成的重量組成。其體征是儲氣罐中的壓縮空氣經空氣動力發動機工作釋放產生的功能被儲存在加速旋轉的飛輪體中，將飛輪體上的齒輪與固定架上的齒輪嚙合，飛輪體的旋轉儲能可以對外做功，也可以由飛輪體的旋轉儲能和空氣動力發動機的工作合成對外作功。
2. —種燃油一空氣動力飛輪，飛輪的中軸兩端是固定裝在固定架上不旋轉的， 在中軸上裝有軸承，軸承支撐著可旋轉的飛輪體，飛輪體的慣量是由儲氣罐、 閥門管件、燃油一空氣動力發動機系統、熱交換器、棘輪裝置、電控裝置、平 衡裝置、飛輪骨架、風葉外殼、儲能回收裝置各組件集成的重量組成。其體征 是儲氣罐中的壓縮空氣經燃油一空氣動力發動機工作釋放產生的功能被儲存 在旋轉的飛輪體中，將飛輪體上的傘齒輪與固定架上的傘齒輪嚙合，飛輪體的 旋轉儲能可以對外做功，也可以由飛輪體的儲能和燃油一空氣動力發動機的工 作合成對外作功。
3.根據權利要求1、 2所述的空氣動力飛輪、燃油一空氣動力飛輪其體征是將 空氣動力發動機及空氣動力發動機的必要輔助系統、飛輪體骨架和飛輪平衡系 統等組件組成了飛輪的慣量，當發動機工作時，靠不旋轉固定的中軸反作用力 使飛輪體加速旋轉存儲動能。靠飛輪體上的齒輪與固定架上齒輪的嚙合對外做 功。
全文摘要
一種能夠對外輸出功率的空氣動力飛輪，飛輪體的慣量正好是由壓縮空氣動力發動機、儲氣罐、配氣系統、熱交換器、電控裝置飛輪平衡裝置、飛輪骨架、風葉外殼、儲能回收裝置等各組件集成的自身重量組成。壓縮空氣經空氣動力發動機工作釋放的能量被儲存在加速旋轉的飛輪體中，根據需要飛輪的儲能可以對外做功，也可以由飛輪的儲能和空氣動力發動機工作合成對外作功。
文檔編號F02B33/44GK101550842SQ200910042819
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者王潤湘 申請人:王潤湘