飞轮布置的制作方法

飞轮布置


背景技术：

1.目前，正在进行许多努力来转换和存储能量，以便可以在需要的时间和地点提供电力。
2.目前正在开发的一种能量存储方法是飞轮存储系统，该飞轮存储系统包括使用流体来构成其质量的一部分的飞轮。这种类型的飞轮的问题在于，在操作循环期间，流体可能蒸发，从而改变飞轮的重量。这种类型的飞轮的另一个问题在于，如果需要包含流体的飞轮并且该需要处于温暖的气候中，流体可能不总是容易获得，或者如果流体可获得，流体可能会蒸发。因此，需要一种使用安全且运行高效且可由容易获得的材料制成的飞轮。
3.在飞轮能量存储系统中，可以存储在旋转飞轮内的动能的量取决于几个因素，但是控制可以存储的能量的量的两个主要因素首先是飞轮的旋转速度，其次是飞轮的质量。
4.飞轮能量存储系统可以将其操作循环分解为三个不同的操作时间段。首先是能量从一种形式的能量(例如电能)传递到飞轮中作为动能存储、然后该动能可被视为飞轮的旋转时的时间段。其次是能量没有被传递到飞轮中并且除了系统内的损失之外没有能量被传递出飞轮的时间段。最后是能量从飞轮传递出去的时间段，能量通常被转换成供消费者使用的电能。在操作循环的这三个时段期间，在飞轮能量存储系统内可以建立不同的力、应力和应变。这些力、应力和应变可以传递到支撑轴承和从支撑轴承传递。这些力、应力和应变可以降低飞轮能量存储系统的操作寿命。在操作循环期间的不同时间，在部分中空的飞轮内也可能存在不同量的颗粒或颗粒和流体，这意味着在操作循环的不同时间，在支撑轴承上将存在不同的应力和应变。此外，如果颗粒或颗粒和流体不均匀地分布在整个部分中空的飞轮中，那么飞轮可能会不均匀地平衡，这可能导致过度的振动，这继而可能导致部分中空的飞轮的破坏。因此，为了协调颗粒的均匀分布，还需要一种计算机控制的分配系统，其可用于将颗粒或颗粒和流体输送到部分中空的飞轮内的预先计算的位置。


技术实现要素：

5.本发明针对一种飞轮布置，该布置包括轴，该轴具有连接其上的飞轮，其中该飞轮包括至少一个腔室，其中该腔室至少部分填充颗粒物质。
6.因此，提供了一种飞轮能量存储系统，其操作安全并且其质量的至少一部分由颗粒材料或颗粒材料和流体的组合构成。在一种布置中，可能希望通过设置通向飞轮的入口来改变飞轮的质量，其中入口连接到颗粒源。然而，优选的是，至少一个腔或每个腔室设置有颗粒。因此，飞轮的质量可以通过调节飞轮腔室内的颗粒量来改变，但是飞轮的至少一些预先填充有不能从其去除的颗粒。
7.因此，本发明可提供一种飞轮布置，该飞轮布置具有连接到中心轴的飞轮和用于该飞轮的支撑机构，其中，该飞轮包括至少一个腔室，该至少一个腔室中设有或填充有颗粒。至少一些颗粒可以固定在适当的位置或者保留在该腔室封闭的区段内，以防止其离开该腔室。另外，或者可替代地，腔室可以具有比颗粒所占据的体积更大的体积，以允许颗粒在腔室内移动，从而允许其质量在飞轮的操作期间移动。因此，至少一些颗粒可以保持在腔
室内并防止其离开腔室，或者它能够在腔室之间通过，但不离开飞轮。该颗粒材料可以在构造飞轮之前预先填充到飞轮或飞轮区段中，或者，可构造飞轮，然后在运行或安装飞轮之前插入颗粒。飞轮区段可围绕中心轴成行和列对齐，从而具有二维，从而形成连接的飞轮区段的阵列。
8.飞轮布置可以定向成具有基本上竖直或基本上水平的旋转轴线，并且中心轴可以由磁性轴承支撑。
9.有利的是，至少一个挡板相对于轴基本上径向地延伸和/或至少一个挡板基本上平行于轴的轴线延伸。当在飞轮提供颗粒时，设置挡板有助于飞轮的平衡和稳定性，因为挡板有助于控制颗粒在飞轮的腔室内的分布、放置和定位。尽管在本发明中可以使用一个腔室，但是优选地，在飞轮中采用多个腔室。
10.另外的颗粒可以布置在容器或储存器中，并且颗粒可以从容器行进到飞轮的腔室中。在一种布置中，颗粒可以从飞轮返回到容器，这可以在操作循环的第三阶段期间或者在任何适当的时间进行，诸如在飞轮不再旋转之后进行。在一个布置中，容器是飞轮的一部分并且颗粒从靠近旋转轴线的位置移动到远离旋转轴线的位置。
11.颗粒材料的移动或流动可以通过一个或多个计算机控制的可调节的阀、入口和/或出口来实现，它们可以用于安全地控制一定量的颗粒从相邻的飞轮区段或容器流入部分中空的飞轮的范围内的腔室。
12.优选地，至少一个挡板设有流体出口，流体出口布置成与腔室流体连通，并且更优选地，流体管道可以设置在挡板内，并且流体出口包括至少一个穿过挡板的孔，以允许来自流体管道内的流体进入飞轮的腔室。流体管道可以设置在轴中或邻近轴设置，并且流体管道与流体出口流体连通。为了使颗粒更自由地流动，可能希望提供流化装置，以使本发明中的颗粒更自由地移动。这可以是流体(特别是气体)流过颗粒以使其流化的形式。
13.本发明的能量存储系统可以允许颗粒与流体或气体(例如压缩空气)结合，以便使颗粒流化，从而有助于颗粒在飞轮的腔室内的分布和/或转移。管道(可以是管、导管和/或通道)可以用于允许流体(诸如压缩空气)从压缩机穿过管道行进到腔室内的积聚颗粒的较低水平。因此，流体(诸如压缩空气或气体)可以被引导穿过管或导管，然后流过颗粒材料，从而使颗粒流化，使得它们可以更自由地移动，并且在腔室内更均匀地分布该量，并且在飞轮内更均匀地分布该量。优选的，颗粒能够在流体的运动的辅助下在飞轮的腔室内移动和循环。
14.优选地，颗粒管道设置在轴中或设置为与轴相邻，以允许颗粒物质从飞轮内的容器进入飞轮的腔室或者在相邻的区段之间。因此，飞轮的轴可用于将颗粒传送到飞轮的腔室中，并且中心轴可包括有孔、导管和/或通道以及通向它们的入口和离开它们出口，这些入口和出口可用于传送和引导颗粒。孔、导管和/或通道可以设置为与轴相邻，例如，沿着轴的外表面延伸，或者它们可以设置在轴内，呈穿过轴的管道的形式。
15.可以有多个穿过轴或在轴上的颗粒管道，并且颗粒可以通过对准喷嘴被引导并传送到所需的颗粒管道中，对准喷嘴可以用于将颗粒精确地引导到正确的颗粒管道中，然后该正确的颗粒管道将颗粒引导到飞轮内的特定位置或部位。由于飞轮意在在竖直对准中使用，即轴在使用中是基本上竖直的，颗粒可利用重力使其移动穿过(一个或多个)管道。通过使用流体(例如液体或压缩空气/气体)，可以辅助颗粒穿过管道的流动。在使用一个或多个
喷嘴的情况下，可以存在用于将(一个或多个)喷嘴保持在适当位置的支撑装置。
16.在一种布置中，传感器设置在腔室内以监测其中的特定物质。传感器可用于向计算机控制系统提供反馈信号，使得计算机控制系统可用于在飞轮旋转或静止时的任何时间确定颗粒位于腔室内的位置。该腔室可以设置有多个传感器，和/或，在有多个腔室或腔室区段的情况下，可以在每个区段或腔室中设置传感器，以监测其中的颗粒并反馈到计算机控制系统。该信息可用于确定是否需要改变颗粒的分布。
17.有利的是，腔室设有出口，以允许从飞轮的腔室中移除颗粒。出口可成形或成角度为将颗粒引导回容器或储存器，使得颗粒可重复使用。
18.在优选的布置中，飞轮具有包括磁性元件的凸缘，并且设置有用于磁性地稳定飞轮的支撑装置。磁性轴承的使用允许飞轮悬浮，由此减少摩擦并提高系统的效率。另外，轴承可用于帮助稳定飞轮。轴承可以位于飞轮的顶部和/或底部，以将中心轴保持在适当的位置，以允许其旋转。可以提供可调节的磁性支撑件，其可以被调节以沿向上的方向施加力，这可以减小施加在附接到本发明的飞轮的其它轴承上的压力。
19.为了保持本发明的飞轮的平衡，需要在部分中空的飞轮内均匀地分布一定量的颗粒，因此，为了有助于颗粒在本发明的飞轮内的均匀分布，设置有振动装置，其可用于振动飞轮。因此，飞轮布置还可以包括计算机控制的振动机构和/或流化通道，以有助于颗粒在飞轮内的均匀分布。
20.飞轮布置可以包括一个或多个预制区段，这些预制区段可以由复合材料构成，并且可以预先填充有一定量的颗粒。预制区段可以结合在一起以形成飞轮的外壁。在一种布置中，飞轮的外壁可以由一个或多个预制区段构成，在所述预制区段连接在一起以形成飞轮的外壁之前，预制区段预先填充有一定量的颗粒。预填充的颗粒可以结合在一起或者可以是未结合的。飞轮的区段可以由挡板的搁架分隔，挡板的搁架可以设有孔以允许颗粒材料穿过。飞轮和颗粒材料可以包括容易获得的材料，例如，颗粒可以包括沙子，其可以在高温气候中容易地获得。使用预制区段允许容易地运输和组装在本发明中使用的飞轮。
21.为了有助于飞轮的平衡，可以有预填充和限制的颗粒和附加的颗粒或流体的组合，这些颗粒或流体可以在操作循环期间被转移到飞轮中。在一种布置中，飞轮的质量的一部分可以包括保持在飞轮中或飞轮上并且不离开飞轮(例如去往容器或从容器离开)的颗粒。颗粒可能在操作循环期间在预定体积内被移位。
22.本发明可允许通过调节部分中空飞轮中的颗粒的位置和/或量来控制和调节部分中空飞轮的质量的一部分的定位，并且其中飞轮的平衡可以通过飞轮内颗粒的定位和/或重新定位来保持和改善。
23.颗粒材料可以包括沙子、塑料材料、金属颗粒、盐或任何其它粒状颗粒。
24.本发明可以包括一种计算机控制的分配系统，以用于在包含颗粒或颗粒和流体的部分中空飞轮能量存储系统的范围内控制颗粒或颗粒和流体两者的运动。此外，该系统可用于辅助包含颗粒或颗粒和流体两者的部分中空飞轮的平衡、振动和整体性能。计算机控制系统可以计算在何处和何时引导在飞轮的腔室内输送一定量的颗粒或颗粒和流体两者的组合，以便保持质量的均匀分布，且由此降低飞轮不平衡的风险。颗粒的移动可通过使用飞轮内的阀、管道、门、翻板和其他机构来实现。
25.飞轮可以连接到(优选固定地连接到)中心轴，使得飞轮和轴一起旋转。飞轮也可
通过支撑件(例如电缆、电线、板、挡板或其它连接装置)连接。支撑件可以从飞轮的周边处或其附近的位置延伸到轴。
26.该飞轮布置的轴可以由销和凹入部布置支撑，其中销在轴或支撑部分中，而凹入部在轴或支撑部分中的另一个上。因此，销可以设置在轴上，或者凹入部可以设置在轴上和对应的元件上。当本发明的飞轮在磁场上悬浮时，对中销可以位于飞轮的顶部和/或底部，以帮助飞轮的水平和竖直定位。当本发明的飞轮在磁场上悬浮时，对中销可以位于飞轮的顶部和/或底部，以帮助保持飞轮围绕固定的旋转中心轴线的位置。电信号可穿过该销和凹入部布置，以监测飞轮相对于支撑件和所采用的任意磁轴承的位置。当信号被检测到或丢失时，步进电机可调整飞轮的位置来调整其定位。
27.可以设置可调节的磁性支撑机构，其可以位于飞轮的顶部。磁性支撑机构可以由计算机控制装置调节到一位置，其中，当结合与支撑机构相互作用的飞轮的复合壁内的磁场时，飞轮可以悬浮。可调节的磁性支撑机构可以围绕旋转轴线同心地设置。可调节的磁性支撑机构可包括有连接装置，该连接装置可用于帮助流体或气体向中心轴的传送。
28.飞轮布置的飞轮可以至少部分地由复合材料构成，并且复合材料可以包括磁性材料。例如，飞轮的外壁或与其相邻的部件可以包括磁性复合材料。当使用磁性支撑件或轴承时，这种磁性区域允许飞轮悬浮较重的质量。随着距飞轮旋转中心轴线的径向距离增加，围绕飞轮外壁周边的距离也增加。这样，飞轮的圆周或周边越大，可用于定位磁性元件的面积越大，并且磁性元件所覆盖的面积越大，使用磁性支撑件和/或轴承可以支撑的质量就越大。为此，磁场的竖直阵列可以位于部分中空的飞轮的外壁内部，在飞轮布置中设置有对应的支撑件或轴承的阵列，以便磁性地支撑飞轮。
29.为了控制颗粒和/或流体穿过飞轮和飞轮布置的流动，可以设置阀系统，诸如电磁阀、闸板和/或活塞，它们可以由计算机控制系统控制以协调操作。一些或所有的管道可以设有这种控制系统。该系统可以用于提供小的、单独的流体(诸如压缩空气)射流，以帮助颗粒从一个或多个喷嘴流到飞轮或飞轮布置内的一个或多个腔室。
30.在操作期间，可以想象的是，颗粒可能不均匀地分布，这可能导致飞轮的不平衡，由此导致过度的振动。为此，飞轮布置可包括振动机构和/或流化机构，其可用于在旋转期间或静止时振动或摇动飞轮。
31.传感器可以定位在飞轮的壁内部或该布置中的其它地方(例如腔室和/或轴)，以监测施加在系统内部的力。这样，计算机控制系统可以被用于接收来自传感器的输入信号，并且计算机控制系统可以处理输入信号，然后提供输出信号以操作和协调多个可调节的控制装置，可调节的控制装置可以用于控制飞轮旋转速度和/或振动机构。另外，或者可替代地，计算机控制系统可以控制颗粒进出飞轮腔室或飞轮本身的流动，并且它可以控制穿过管道的流体或气体的流动，该流体或气体可以帮助颗粒的流化。
32.飞轮可以设有振动装置以振动飞轮，并且该振动装置可以包括计算机控制的振动机构和/或流化通道，以帮助颗粒在飞轮内的均匀分布。使用流化通道和/或用于振动颗粒的机构允许颗粒在腔室内变得可流动。这有助于确保飞轮是平衡的，并且确保颗粒可以适当地分布在腔室内，由此降低了损坏飞轮布置的风险，并且还改善了飞轮的旋转。
33.本发明包括飞轮区段，该飞轮区段包括至少部分填充有颗粒的腔室。优选地，飞轮区段包括至少一个侧壁、外表面和内腔，其中该至少一个侧壁设置有连接机构的一部分，用
于连接到第二飞轮区段。这允许飞轮的区段至少部分地预先填充有颗粒，然后连接在一起以形成本文所阐述的飞轮装置的飞轮。该连接机构可以是平坦表面的形式，以允许相邻的飞轮区段结合在一起，或者该连接机构可以是钩
‑
眼或凹入部/槽和突起的形式，以将飞轮区段机械连接在一起。这样的布置允许飞轮区段被预制，然后被运输到用于组装的地点。
34.飞轮布置可以定位在安全壳(containment vessel)内。安全壳的一个目的是通过使用真空泵降低安全壳内的压力来提供可以具有降低的大气压力的环境。虽然可能存在这样的情况，即仅需要非常短的时间的能量存储，其中飞轮布置可以构造成没有安全壳或者在大气压下，但是优选设置安全壳，特别是当飞轮或飞轮布置的结构故障时，安全壳可以用于限制碎屑和颗粒。
35.为此，本文中公开了一种破坏性安全壳，其包括外壁，破坏性节点或齿从外壁向内伸出。破坏性安全壳的使用允许在发生故障的情况下破坏该布置，并且允许能量通过飞轮的破裂而更快速和容易地分散。节点硬度可大于构成飞轮的材料的硬度，使得如果飞轮变得不稳定并且系统出现故障，飞轮将被安全壳的节点撕裂，这将以更受控的方式快速地分散动能。
36.优选地，节点远离安全壳的壁的端部的横截面小于所述节点靠近其所附接的安全壳的壁的端部的横截面。对于节点，使用渐缩的、斜切的和/或减小的横截面允许其更容易地穿透飞轮。
附图说明
37.现在将参照附图描述本发明的实施例，以更清楚地示出如何实现本发明，在附图中：
38.图1示出了按照本发明的布置；
39.图2示出了按照本发明的中心轴和飞轮的更详细的视图；
40.图3示出了按照本发明的流体管道布置；
41.图4示出了按照本发明的容纳飞轮的安全壳；
42.图5示出了按照本发明的另一流体管道布置；
43.图6示出了按照本发明的磁性复合飞轮和磁性轴承；
44.图7示出了按照本发明的飞轮的外壁；
45.图8示出了一种布置，其中马达、发电机或涡轮机可以连接到按照本发明的飞轮布置；
46.图9示出了根据本发明的水平轴线飞轮布置的示意图；
47.图10示出了图9的飞轮布置的透视图；
48.图11示出了按照本发明的飞轮；
49.图12示出了图10的飞轮在内部元件被移除情况下的透视图；以及
50.图13示出图12的飞轮的区段的透视图。
具体实施方式
51.图1至图8示出了容纳在安全壳1内的飞轮3。飞轮3具有外壁5，并且腔室17布置在外壁5和飞轮3的旋转中心轴线4之间。飞轮3固定至中心轴13，使得中心轴13的旋转使飞轮3
旋转。
52.飞轮3设有竖直挡板19和水平挡板20，竖直挡板19基本上平行于中心轴13延伸，水平挡板20从中心轴13径向延伸。中心轴13在其中具有多个通道或颗粒管道25，这些通道或颗粒管道25允许颗粒穿过。通向通道的入口26设有y形喷嘴32，其允许颗粒10和压缩空气33进入。颗粒10经过喷嘴32进入通道25，并经过出口27离开通道25，出口27通向飞轮3的腔室17。
53.中心轴13还设有多个流体通道(或流体管道)30，其延伸穿过中心轴13并进入竖直挡板19和水平挡板20，并在竖直挡板出口49和水平挡板出口44处从那里离开。压缩机34连接到连接管40，连接管40通过可调节的空气连接件37和密封件38提供压缩气体33。中心轴13的下端设有销18，该销18位于对中凹入部45中。
54.飞轮3的中心轴13可以在中心轴13的顶部和底部由磁性轴承12支撑。支撑飞轮3的磁性轴承12可用于稳定飞轮3,防止在水平方向和竖直方向上的运动。为了更好地支撑飞轮3，飞轮3具有由磁性复合材料6构成的凸缘16，该凸缘延伸到安全壳1的内壁上的磁性稳定元件的凹入部中。稳定元件和飞轮3的凸缘16之间的磁相互作用有助于在竖直方向上支撑多于一个磁场15的更大质量。
55.传感器22设在腔室17内以监测腔室17内的颗粒质量和腔室17内的力。信息被反馈到计算机控制系统24，计算机控制系统24然后控制旋转速度和颗粒材料的流动以平衡飞轮。可以使用附加的或可替代的传感器，例如，使用加速度计来监测飞轮的旋转和平衡。传感器(诸如加速度计和传感器22)可以通过电线或(例如通过短距离无线发射机)无线地连接到计算机控制器装置24。计算机控制系统24可以使用来自传感器的信号和来自对中销凹入部45的信号来确定，飞轮3内的何处是沉积颗粒10的最合适的位置，以保持或改善旋转飞轮3的平衡。
56.颗粒10可以在重力的辅助下从一个或多个喷嘴32通过入口26进入中心轴13。然后颗粒10可以从喷嘴32落到中心轴入口26中，在那里它们继续在重力和离心力的辅助下行进穿过通道25。然后颗粒10通过出口27离开中心轴13，在那里离心力保持颗粒10的运动，直到颗粒10停留在靠近飞轮外壁5的腔室17中。
57.可替代地，或另外地，颗粒10可以在压缩流体33的辅助下从一个或多个喷嘴32通过入口26进入中心轴13。颗粒和压缩流体33在y形喷嘴32内进行组合，使得颗粒10以足够的力进入中心轴13，以使颗粒10能够行进穿过中心轴13并离开出口27，继续行进直到颗粒10停留在邻近飞轮外壁5的腔室17内。颗粒10和压缩气体33可以在它们到达喷嘴32之前远程进行组合。
58.安全壳1包含有一个或多个向内指向的破坏性节点2。安全壳1不仅用于在正常操作条件下容纳飞轮3，而且用于在飞轮3的结构故障的情况下容纳飞轮3。因此，安全壳1可用于帮助破坏旋转飞轮3并将其限制在安全壳1内。如果飞轮3发生结构故障，则在其构造中使用的所有部件都包含在安全壳1内。在飞轮3发生故障的情况下，在此期间飞轮3从中心轴13脱离，可能需要尽可能快地将积聚的能量释放成无害的形式。因此，安全壳的节点2被设置成允许脱离的飞轮3撞击，这些节点由比飞轮3的复合材料更坚韧的材料(例如钢)构造。破坏性节点2可以包含尖状物7，以帮助分解飞轮3来耗散动能。节点2被构造成迫使飞轮3的质量集中在非常小的破坏性节点2上，从而向复合材料6施加很大的破坏力。以这种方式，飞轮
3的破坏和累积能量的分散可以安全地包含在安全壳1内。
59.安全壳1可以附接到真空泵8，真空泵8可以用于从安全壳1内抽空一些空气或大部分(可能是全部)空气，由此降低内部压力并因此降低由旋转飞轮3的湍流引起的能量损失。另外，或者可替代地，安全壳1可以附接到振动装置9，振动装置9能够摇动安全壳1，继而摇动包含颗粒10的飞轮3。可控的振动可用于帮助颗粒10在飞轮3的腔室17内均匀分布。振动装置39可以附加地或可替代地附接到飞轮3。在处理了从反馈传感器22和/或传感器23以及本发明飞轮内的其它传感器接收的信号之后，由计算机控制装置24确定振动装置9和/或振动装置35的操作时机。
60.振动装置35靠近飞轮3布置，并且振动装置35是由计算机控制装置24控制的电磁设备。当向电磁设备35提供电流时，可产生磁场以吸引或排斥物理地附接到飞轮3的结构的磁性部件46。计算机控制装置24可用于改变供应至振动装置35的电功率值，以增加或降低磁场强度，且由此提升和释放飞轮3，使得飞轮3和颗粒10振动，从而有助于颗粒10在飞轮3内的均匀分布。振动装置可以是气动或液压活塞。
61.容器11位于安全壳1内，用于保存供应的颗粒10。颗粒可以通过输送机和/或泵从容器11转移。
62.设置压缩机34以供应压缩气体33，并且压缩气体行进穿过连接管40到达气体控制阀41。控制阀41通过来自计算机控制装置24的电信号在适当的时间打开或关闭。在处理了从定位于整个飞轮3中的传感器装置22和加速度计装置23接收的电信号之后，计算机控制装置24确定适当的时间。流体或压缩气体33可以从压缩机34穿过中心轴13内的通道30和水平挡板20内的通道28以及竖直挡板19内的通道29被输送。然后，压缩气体33穿过飞轮3行进到积聚的颗粒10的底部，并穿过颗粒10，由此使颗粒10流化，增加它们的流动能力。空气或气体流过颗粒10的动作在颗粒10内提供了增加的流动性和运动。因此，当颗粒10相对自由地移动并且中心轴13旋转时，离心力有助于颗粒10向飞轮3的外壁5移动。颗粒流化以帮助颗粒10在飞轮3内移动。
63.一旦压缩空气或气体已被传送到中心轴13，可调节的空气或气体连接装置37可以被断开以使飞轮3不受阻碍地旋转。可调节的空气或气体连接装置37可以装配有密封件38，以防止压缩空气或气体的压力损失。
64.计算机控制装置24可用于协调对行进穿过颗粒10的压缩空气或气体33的组合的控制，同时，飞轮3的振动和颗粒10的绕旋转中心轴线4旋转的离心力提供了颗粒10在飞轮3内可均匀地分布在整个的本发明的部分中空飞轮3的所有腔室17中的情形。
65.飞轮3设有下孔61，该下孔61可被关闭以将颗粒材料保持在腔室内或被打开以允许颗粒材料流出飞轮，这在飞轮减速时尤其重要。类似地，水平挡板20可以设有舱口或孔，以允许颗粒材料移动到较低的水平，最终到达底部水平以穿过下孔61离开飞轮3。在下孔61下方设置有颗粒返回盘60，以将颗粒引导回容器11。下孔61可设有可关闭的舱口或阀，以允许打开和关闭下孔。
66.图7示出了预制的飞轮区段65，其并入有支撑装置62，该支撑装置62在飞轮的壁内形成腔室以支撑一定量的颗粒10。区段65的侧部63结合到相邻区段65的侧部63以形成飞轮3的外壁5。
67.如图8所示，马达51可以通过离合器附接到飞轮3，该马达用于将电能转换为旋转
能，该旋转能可以用于转动飞轮3。当离合器55接合时，供应给马达51的电能可以用于驱动和转动飞轮3。计算机控制装置可以用于控制马达速度和方向，并协调颗粒向飞轮3的腔室17中的添加。
68.图8还示出了马达58如何远离飞轮3设置。马达58可用于驱动涡轮机56，并且在涡轮机56内产生的压力可用于通过流体压力传递能量，其中一个涡轮机56用于传递流体以便驱动另一个涡轮机54，并且其中涡轮机54可用于驱动飞轮3。
69.发电机58可以通过离合器55附接到飞轮3。当离合器55接合时，储存在旋转飞轮3内的动能可以通过中心轴13并通过离合器55传递到发电机58的驱动轴。发电机用于将存储在飞轮内的动能转换为电能，并且动能可以通过旋转能从飞轮传递到发电机。
70.涡轮机54可以通过离合器55附接到飞轮3。当离合器55接合时，储存在旋转飞轮3内的动能可以通过中心驱动轴13并通过离合器55传递到涡轮机54的驱动轴，该涡轮机54又可以连接到远离飞轮3的另一个涡轮机56。涡轮机可直接连接到发电机57，发电机57也可远离飞轮3设置，以提供可用于将能量传递到本发明的飞轮中或传递出本发明的飞轮的能量。可以设置离合器机构以将飞轮的中心驱动轴与马达、发电机或涡轮机的驱动轴连接或断开。
71.当能量可用于存储在本发明的飞轮中时，离合器55由来自计算机控制装置的信号操作，然后离合器将飞轮的中心轴与马达51的驱动轴接合。当向马达51提供电能时，马达转动，并且马达驱动轴与飞轮驱动轴的接合增加了飞轮的速度。计算机控制装置24接收来自传感器的信号，传感器被定位以测量飞轮的旋转速度和其中的力。当飞轮以预定速度旋转时，计算机控制装置24提供信号以启动阀41，从而允许颗粒从容器转移到喷嘴32。
72.图9和10示出了水平轴线飞轮布置，其中飞轮包括将中心轴71连接到飞轮5的外壁的径向延伸的挡板(或支撑件)70。销18定位于凹入部内，并且利用磁轴承73来减少在飞轮旋转时飞轮上的摩擦。提供马达、发电机或涡轮机72，并通过离合器55可释放地连接到飞轮。该布置包含在破坏性容器1内。
73.可以提供舱口，其可以用于从飞轮内释放颗粒。例如，飞轮可以装配有紧急逃离舱口，以从飞轮3的腔室的范围内释放颗粒。紧急释放舱口可以装配有扣件，如果舱口与破坏性节点2接触，该扣件允许打开或移除舱口52。这允许在径向方向上快速排空颗粒。
74.图11至13示出了预制的飞轮3，其被构造成用于彼此结合的多个区段65。区段65连接成使得侧壁63连接到相邻区段65的侧壁63。至少一些(但优选地所有的)区段设置有腔室17，颗粒可以被放置在该腔室17中。
75.一旦区段65连接在一起，飞轮3就具有固定的质量，尽管颗粒10可以在腔室内移动，并且被允许可以经过管道或孔(未示出)进入相邻的腔室65。这种布置允许简化飞轮3，而不需要颗粒可以穿过其进入飞轮3的入口。如果需要扩展飞轮3，则可以将另外的区段65应用到现有的布置中。区段65的外表面包括飞轮3的外壁5。
76.电能可以来自诸如光电太阳能电池板、风力涡轮机、水轮机的可再生能源发电机。电能也可以从其它形式的电能产生中获得，诸如煤或燃气轮机。无论哪种形式的电能产生被用于向本发明的储能飞轮供应电能，其结果都与电能被用于驱动马达或涡轮机的结果相同，该马达或涡轮机然后通过离合器连接到本发明的飞轮，离合器可用于使马达的驱动轴与飞轮的中心旋转驱动轴接合或脱离。能量可以从任何来源获得，并且可以在没有电连接
的情况下从此类来源传递。可以利用流体的压力传递能量以驱动涡轮机。
77.在本发明的布置中，当旋转中心轴线位于水平或基本水平的轴线上时，轴承可以位于飞轮的两端。
78.本文所述的一个实施例的一个或多个特征可并入本文的任何其它实施例中。例如，在本文描述的与竖直轴线飞轮有关的特征(诸如设置在飞轮中和飞轮上的传感器和/或计算机控制系统)可以被结合到水平轴线飞轮中。类似地，水平轴线飞轮的特征可合并到竖直轴线飞轮中。例如，可能需要根据飞轮的定向来调整颗粒运动和/或流动。
79.可采用不具有含颗粒的腔室的虚设区段来平衡飞轮。根据要求，这些虚设区段可以是中空的或实心的，并且它们可装配到相邻的填充有颗粒的飞轮区段。