復(fù)合式飛輪的制作方法
【專利摘要】一種飛輪（12）包含具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)（26）的輪，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)（26）具有多個(gè)徑向鋼材料層。環(huán)氧樹脂類型粘接劑（34）可將所述多個(gè)不銹鋼層接合在一起。
【專利說(shuō)明】復(fù)合式飛輪
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案
[0002]本申請(qǐng)案主張2010年9月14日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/382，694號(hào)的權(quán)利。上述申請(qǐng)案的全部教示內(nèi)容以引用方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]復(fù)合式飛輪可包含纖維或絲狀體，該等纖維或絲狀體纏繞成輪且通過(guò)粘接劑接合在一起。此類纖維可以是金屬線。具有金屬線的復(fù)合式飛輪的大小或速度通常受到限制，相對(duì)較小，以使得線與粘接劑不會(huì)彼此分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明可提供一種飛輪，與現(xiàn)有復(fù)合式飛輪相比較，所述飛輪可制造得較大且較重，且能以較高速度旋轉(zhuǎn)。飛輪可包含具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)的輪，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)具有多個(gè)徑向不銹鋼材料層。環(huán)氧樹脂類型粘接劑可將多個(gè)不銹鋼層接合在一起。
[0005]在特定實(shí)施例中，徑向不銹鋼材料層可具有一系列型腔。在一些實(shí)施例中，不銹鋼材料可包含一定長(zhǎng)度的不銹鋼纖維。環(huán)氧樹脂類型粘接劑可被真空浸潰于不銹鋼纖維與不銹鋼材料的徑向?qū)又g的空間中。在一個(gè)實(shí)施例中，不銹鋼材料可包含不銹鋼鋼絲繩。在另一實(shí)施例中，不銹鋼材料可包含不銹鋼編織線的網(wǎng)。在另一實(shí)施例中，不銹鋼材料可包含不銹鋼網(wǎng)格的網(wǎng)。復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可圍繞核心組件的外部圓周而定位。核心組件可安裝于中央軸上。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可具有一系列離散同心圓形不銹鋼材料環(huán)。在另一實(shí)施例中，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可具有一定長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋形纏繞的不銹鋼材料。在其他實(shí)施例中，多個(gè)徑向非金屬纖維材料層可被包含且經(jīng)定位，使得相鄰的徑向不銹鋼材料層具有在彼此之間接合的非金屬纖維材料層。非金屬纖維材料可由碳形成。
[0006]本發(fā)明還可提供一種飛輪，所述飛輪包含具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)的輪。復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可具有多個(gè)徑向多孔鋼網(wǎng)材料層及多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層，從而形成交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層。粘接劑可將交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層接合在一起。
[0007]在特定實(shí)施例中，多孔鋼網(wǎng)材料和多孔非金屬纖維網(wǎng)材料從連續(xù)長(zhǎng)度纏繞成雙層螺旋形配置。多孔鋼網(wǎng)材料可由合金鋼形成，合金鋼在一些實(shí)施例中為不銹鋼。多孔非金屬纖維網(wǎng)材料可由碳形成。多孔鋼網(wǎng)材料可呈網(wǎng)格形式，且多孔非金屬纖維網(wǎng)材料可呈織物形式。金屬性核心組件可被包含且具有外部圓周，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)圍繞所述外部圓周而定位。
[0008]本發(fā)明還可提供一種包含輪的飛輪，所述輪具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)具有多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層。粘接劑可將多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層接合
在一起。
[0009]在特定實(shí)施例中，鋼的表面可經(jīng)處理以移除鐵銹和油。此外，鋼的表面可經(jīng)處理以增加與粘接劑接合的表面面積。在一些實(shí)施例中，鋼的表面可經(jīng)處理而具有鐵銹抑制保護(hù)性涂層。
[0010]本發(fā)明還可提供一種形成飛輪的方法，所述方法包含使多個(gè)徑向不銹鋼材料層形成為輪?？捎铆h(huán)氧樹脂類型粘接劑使多個(gè)徑向不銹鋼材料層接合在一起以形成輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
[0011]在特定實(shí)施例中，可向徑向不銹鋼材料層提供一系列型腔。在一些實(shí)施例中，可向不銹鋼材料提供一定長(zhǎng)度的不銹鋼纖維。環(huán)氧樹脂類型粘接劑可被真空浸潰于不銹鋼纖維與不銹鋼材料的徑向?qū)又g的空間中。在一個(gè)實(shí)施例中，不銹鋼材料可以是不銹鋼鋼絲繩。在另一實(shí)施例中，不銹鋼材料可以是不銹鋼編織線的網(wǎng)。在另一實(shí)施例中，不銹鋼材料可以是不銹鋼網(wǎng)格的網(wǎng)。復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可圍繞核心組件的外部圓周而定位。核心組件可安裝于中央軸上。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可由一系列離散同心圓形不銹鋼材料環(huán)形成。在另一實(shí)施例中，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可由一定長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋形纏繞的不銹鋼材料形成。在其他實(shí)施例中，復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可包含多個(gè)徑向非金屬纖維材料層，所述多個(gè)徑向非金屬纖維材料層經(jīng)定位，使得相鄰的徑向不銹鋼材料層具有在彼此之間接合的非金屬纖維層。徑向非金屬纖維材料層可由碳形成。
[0012]本發(fā)明還可提供一種形成飛輪的方法，所述方法包含使多個(gè)徑向多孔鋼網(wǎng)材料層及多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層形成為輪，從而具有交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層?？捎谜辰觿⒍鄠€(gè)徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層接合在一起以形成輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
[0013]在特定實(shí)施例中，多孔鋼網(wǎng)材料和多孔非金屬纖維網(wǎng)材料可從連續(xù)長(zhǎng)度纏繞成雙層螺旋形配置。多孔鋼網(wǎng)材料可由合金鋼形成，合金鋼在一些實(shí)施例中可以是不銹鋼。多孔非金屬纖維網(wǎng)材料可由碳形成。多孔鋼網(wǎng)材料可呈網(wǎng)格形式，且多孔非金屬纖維網(wǎng)材料可呈織物形式。復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)可圍繞金屬性核心組件的外部圓周而定位。
[0014]本發(fā)明還可提供一種形成飛輪的方法，所述方法包含使多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層形成為輪?？捎谜辰觿┦苟鄠€(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層接合在一起以形成輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
[0015]在特定實(shí)施例中，鋼的表面可經(jīng)處理以移除鐵銹和/或油。此外，鋼的表面可經(jīng)處理以增加用于與粘接劑接合的表面面積。在一些實(shí)施例中，鋼的表面可經(jīng)處理而具有鐵銹抑制保護(hù)性涂層。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]前述內(nèi)容會(huì)在以下對(duì)于本發(fā)明實(shí)例實(shí)施例的更詳細(xì)描述中顯而易見(jiàn)，附圖中亦作出相應(yīng)圖示，其中在所有各自不同的附圖中，類似參考字符指代相同零件。附圖不一定按比例繪制，而是著重于圖示本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為本發(fā)明中飛輪系統(tǒng)的實(shí)施例的透視圖。
[0017]圖1為本發(fā)明中飛輪的實(shí)施例的透視圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中飛輪的實(shí)施例的正視圖。
[0019]圖3為圖2的飛輪在省略核心情況下的透視圖。
[0020]圖4為圖2的飛輪的透視圖。
[0021]圖5為圖2的飛輪的截面圖。
[0022]圖6為圖5中由參考數(shù)字6指示的一部分的放大視圖。[0023]圖7為載入于本發(fā)明中的真空腔室殼體或外殼的實(shí)施例內(nèi)的飛輪的分解透視圖。
[0024]圖8為載入于真空殼體內(nèi)的飛輪的正視圖。
[0025]圖9為載入于真空殼體內(nèi)且連接至真空泵和粘接劑貯存器的飛輪的側(cè)視圖。
[0026]圖10為本發(fā)明中真空腔室殼體或外殼的一半(例如，上半部)的實(shí)施例的透視圖。
[0027]圖11為圖10的真空腔室半部的正視圖。
[0028]圖12為圖10的真空腔室半部的側(cè)視圖。
[0029]圖13為圖10的真空腔室半部的截面圖。
[0030]圖14為圖10的真空腔室半部?jī)?nèi)部的仰視圖。
[0031]圖15為在支撐框架上的飛輪殼體的實(shí)施例的透視圖。
[0032]圖16為形成本發(fā)明中具有纏繞鋼絲繩的飛輪的實(shí)施例的示意性透視圖。
[0033]圖17為形成本發(fā)明中具有同心圓形網(wǎng)格環(huán)的飛輪的另一實(shí)施例的示意性透視圖。
[0034]圖18為形成本發(fā)明中具有纏繞網(wǎng)格的飛輪的另一實(shí)施例的示意性透視圖。
[0035]圖19為用于形成本發(fā)明中飛輪的另一實(shí)施例的過(guò)程的示意圖。
[0036]圖20為由圖19的方法形成的飛輪中的一部分的側(cè)向示意圖。
[0037]圖21為描繪圖19的飛輪的數(shù)個(gè)層中的一部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施例的描述如下。
[0039]參看圖1，飛輪系統(tǒng)或裝置10的實(shí)施例包含可由復(fù)合式材料形成的飛輪12。飛輪12可圍繞橫向或水平的支撐軸或驅(qū)動(dòng)軸18旋轉(zhuǎn)，支撐軸或驅(qū)動(dòng)軸18具有縱向軸線A并由軸承17支撐，支撐軸或驅(qū)動(dòng)軸18可以被包含在殼體、腔室或外殼14內(nèi)。殼體14的內(nèi)部可具有真空以減小飛輪12上的風(fēng)阻(wind resistance)。殼體14及軸承17可以被支撐或安裝在支撐框架、基座或平臺(tái)16上。驅(qū)動(dòng)單元20可以可旋轉(zhuǎn)的方式連接至軸18的一個(gè)末端，以將飛輪12驅(qū)動(dòng)至所要速度。驅(qū)動(dòng)單元20可具有電動(dòng)機(jī)和可變變速器，該電動(dòng)機(jī)可以旋轉(zhuǎn)并增大至所要速度。發(fā)電機(jī)單元22以可旋轉(zhuǎn)的方式連接至軸桿18，連接在軸18的另一末端上，以通過(guò)飛輪12的旋轉(zhuǎn)來(lái)發(fā)電?？蓪w輪12增速至所要旋轉(zhuǎn)速度以存儲(chǔ)能量，所存儲(chǔ)的能量在需要時(shí)可由發(fā)電機(jī)單元22轉(zhuǎn)換成電。發(fā)電機(jī)單元22可包含由可變變速器驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。可變變速器可允許發(fā)電機(jī)以所要的恒定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，即使在飛輪12改變速度或停止旋轉(zhuǎn)時(shí)也能如此。令發(fā)電機(jī)以恒定速度旋轉(zhuǎn)能夠提供恒定電力輸出，而恒定電力輸出則是人們所要的。發(fā)電機(jī)可以是DC或AC發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)為AC發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)能夠以恒定旋轉(zhuǎn)速度(例如，1800RPM)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生具有60赫茲頻率的電力。在一些實(shí)施例中，1500RPM可適用于50赫茲。飛輪12能夠以高于約1000RPM的速度旋轉(zhuǎn)，(例如)在一些實(shí)施例中在約3000RPM至約6000RPM范圍內(nèi)的速度旋轉(zhuǎn)且在其他實(shí)施例中以最高為約
10,000RPM的速度旋轉(zhuǎn)。
[0040]參看圖2至圖6，飛輪12可包含內(nèi)部核心或核心組件24以及外部復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)26，內(nèi)部核心或核心組件24緊固或安裝至軸18或圍繞軸18來(lái)緊固或安裝，外部復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)26圍繞核心24來(lái)緊固、形成或安裝。核心24可由兩個(gè)夾鉗緊固組件、板或凸緣28緊固至軸18，該兩個(gè)夾鉗緊固組件、板或凸緣28位于核心24及飛輪12的相對(duì)的兩側(cè)或兩面13上。板28可用例如螺桿、螺栓、螺母等的螺紋組件緊固至核心24并緊固至軸18上的肩部。在一些實(shí)施例中，可使用其他合適緊固方法。在一些實(shí)施例中，核心24可由聚合或復(fù)合式材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，核心24可由編織條帶、帶材、網(wǎng)、纖維、絲狀體或繩索材料24a形成，這些材料用粘接劑、膠或樹脂34纏繞或卷繞并接合在一起。粘接劑34可為環(huán)氧樹脂類型粘接劑，且可填充核心24中的孔隙、型腔、凹穴或空間25。在一些實(shí)施例中，粘接劑可以是用于輪緣26的相同粘接劑34。材料24a可例如用粘接劑、膠或樹脂34緊固至軸18，且在張力作用下纏繞成所要直徑并例如由粘接劑、膠或樹脂34緊固于適當(dāng)位置。材料24a可為編織聚酯或尼龍。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用直徑為1/2英寸的尼龍繩。在其他實(shí)施例中，材料24a可以是具有與飛輪12的寬度相同的寬度的扁平網(wǎng)。
[0041]在一些實(shí)施例中，核心24可由可被加工成為圓形、同心且均衡的合適金屬形成，所述金屬可包含不銹鋼，、各種其他鋼、鈦等。所述金屬性核心可包含用于緊固至外部復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)26的機(jī)械特征或緊固件。同心且均衡的金屬核心24可以實(shí)現(xiàn)外部輪緣26的構(gòu)造在形成時(shí)能夠允許飛輪12更易于達(dá)到均衡。金屬核心24可易于加工為同心的，并且在金屬核心24上形成外部輪緣26的過(guò)程期間不會(huì)發(fā)生畸形，而在核心24由某種復(fù)合式材料形成時(shí)，有時(shí)可發(fā)生金屬核心24變?yōu)榛蔚默F(xiàn)象。
[0042]外部輪緣26可由一系列或多個(gè)徑向不銹鋼材料層形成。不銹鋼材料可為多孔的，且安裝或緊固至核心24并卷繞核心24，并用粘接劑34接合在一起。在一些實(shí)施例中，粘接劑34可以是雙組分環(huán)氧樹脂類型粘接劑，其中環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂硬化劑相混合。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)氧樹脂可具有約10，OOOcP至15，OOOcP (例如，約13560cP)的高粘性，環(huán)氧樹脂硬化劑可具有約IOcP至30cP (例如，約21cP)的低粘性，且環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂硬化劑可以約78/22比率相混合。在混合時(shí)，環(huán)氧樹脂在固化之前可具有糖漿狀粘性(syrupyviscosity)(例如，約590cP)，具有(例如)約24小時(shí)至72小時(shí)的長(zhǎng)固化時(shí)間，且在固化時(shí)可具有至少約1000PSI的抗剪強(qiáng)度(其可以是1490PSI)?？蓪?duì)所使用的環(huán)氧樹脂有所選擇以耐受溫暖溫度，例如在真空殼體中操作的飛輪典型地遭遇的溫暖溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，不銹鋼材料可以是不銹鋼鋼絲繩30，所述不銹鋼鋼絲繩30 (例如)可在張力下連續(xù)地纏繞至所要輪直徑，直徑可以是1/2英寸，可由多個(gè)鋼絲索、纖維或絲狀體形成。參看圖6，鋼絲繩30內(nèi)在鋼絲索之間的孔隙、型腔、凹穴或空間31，以及鋼絲繩30的徑向且橫向相鄰的緯圈(course)之間的孔隙、型腔、凹穴或空間33，可由粘接劑34填充并占據(jù)。這樣就可以將鋼絲繩30中的各個(gè)單獨(dú)的鋼絲索連續(xù)地接合在一起，并且將鋼絲繩30的每一徑向且橫向相鄰緯圈連續(xù)接合在一起。在一些實(shí)施例中，在需要時(shí)，鋼絲繩30可以是一整根纖維或絲狀體。
[0043]孔隙25處于核心24的材料24a內(nèi)并且圍繞核心24a的材料24a，孔隙31和33處于外部輪緣26的鋼絲繩30內(nèi)并且圍繞外部輪緣26的鋼絲繩30，孔隙25以及孔隙31和33可以由粘接劑34填充，粘接劑34在真空下被引入且浸潰于核心24和外部輪緣26中。參看圖7至圖15，可將具有不含粘接劑的核心24及外部輪緣26的飛輪12放置于真空腔室、外殼或殼體的內(nèi)部21內(nèi)，所述內(nèi)部21具有成品飛輪的尺寸上準(zhǔn)確的大小及形狀。真空殼體可與圖1的外殼14類似或相同(具有適當(dāng)大小選擇或尺寸)，或可為獨(dú)立或不同的外殼。真空殼體14可具有具上部或上半部14a和下部或下半部14b的抓斗(clamshell)結(jié)構(gòu)，上半部14a和下半部14b可在凸緣15a和15b處結(jié)合或螺栓連結(jié)在一起以實(shí)現(xiàn)密封。每一半部14a和14b可大體上為盤或圓柱體的一半,具有約180°的半圓形外部圓周,所述半部14a和14b在組合時(shí)共同形成大體為盤形或圓柱形的真空殼體14。為了增加強(qiáng)度，每一半部14a和14b的外部可包含肋狀物或加力板19。每一半部14a和14b具有內(nèi)部區(qū)21a及21b,內(nèi)部區(qū)21a及21b共同形成真空殼體14的內(nèi)部21。真空殼體14的每一側(cè)上的密封凸緣23可提供圍繞軸18的密封。每一密封凸緣23可具有上部23a及下部23b，上部23a及下部23b與結(jié)合在一起的半部14a及14b相關(guān)聯(lián)。
[0044]真空泵36可例如在底部處通過(guò)管道37和切斷閥38連接至真空殼體14，(例如)移除內(nèi)部的空氣、水、濕氣和氣體，直至達(dá)成約28至32英寸汞柱真空。真空泵36可由切斷閥38切斷及/或隔離。粘接劑34的貯存器42可通過(guò)管道40和切斷閥44連接至真空殼體
14。閥44可經(jīng)開(kāi)啟以使粘接劑34進(jìn)入并浸潰真空殼體14的內(nèi)部，滲入并浸潰飛輪12的核心24及/或外部輪緣26，填充核心24內(nèi)的孔隙25和外部輪緣26中的孔隙31和33。在需要時(shí)，貯存器42可包含用于泵汲粘接劑34的泵，或者，泵可連接至貯存器42或管道40。通過(guò)具有(例如)約72小時(shí)的長(zhǎng)固化時(shí)間，粘接劑34在固化之前進(jìn)行真空浸潰時(shí)具有足夠時(shí)間滲透至并實(shí)際上填充所有孔隙25、31和33。一旦粘接劑34已經(jīng)冷卻、凝固或固化，便可自真空殼體14移除經(jīng)浸潰的飛輪12。飛輪12的外部直徑可被加工成相對(duì)于軸18成同心的，且可將兩側(cè)13加工成平坦的。在不同的實(shí)施例中，管道37和40的位置可被逆轉(zhuǎn)，或位于其他位置。另外，如此項(xiàng)技術(shù)中所熟知，可執(zhí)行其他合適的真空浸潰方法。
[0045]在一些實(shí)施例中，飛輪12直徑可為約48英寸或更大。在一個(gè)實(shí)施例中，飛輪12直徑可為約120英寸，寬度為約48英寸，且可具有直徑為約90英寸的核心24。應(yīng)理解，視現(xiàn)場(chǎng)使用和情形而定，寬度和直徑可更大或更小。
[0046]參看圖16至圖18，描繪形成外部輪緣26的三種構(gòu)造方法。在圖16中展示的第一種方法描繪金屬性或不銹鋼鋼絲繩30，其例如通過(guò)緊固件、粘接劑、膠或樹脂附接至核心24，且在張力下連續(xù)纏繞。鋼絲繩30可以在橫向緯圈中層層纏繞，以使每一徑向緯圈形成至所要寬度(例如，寬度為48英寸)。纏繞足夠多的徑向緯圈，直至形成所要直徑，例如，直徑為120英寸，其中鋼絲繩30 (例如)用粘接劑、膠或樹脂緊固于適當(dāng)位置。在一個(gè)實(shí)施例中，核心24直徑可為90英寸且外部輪緣直徑為120英寸，上述情形可形成徑向方向15英寸或飛輪12的總半徑的約1/4厚的外部輪緣26。
[0047]圖17中展示的第二種方法描繪圍繞核心24形成金屬性或不銹鋼網(wǎng)格32的個(gè)別、分離或離散同心圓形環(huán)46。每一環(huán)46可由一定長(zhǎng)度的網(wǎng)格32組成，所述網(wǎng)格32具有可在張力下緊固在一起的末端32，例如通過(guò)橫向銷48—次性地將一整個(gè)圓周緊固。在其他實(shí)施例中，可使用其他合適緊固方法，例如，用金屬線進(jìn)行縫合或縫紉、鎖定環(huán)等。網(wǎng)格32可為相對(duì)平坦的多孔編織金屬線網(wǎng)格帶、織物、篩網(wǎng)、帶材、延展或打孔的金屬片材，從而具有在網(wǎng)格32的纖維或組件35之間的在網(wǎng)路32中的孔隙31且形成每一同心圓形環(huán)46之間的孔隙33。第一環(huán)46可例如用緊固件、粘接劑、膠或樹脂緊固至核心24，然后接著添加后續(xù)環(huán)46。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格32可具有飛輪12的所要寬度W，例如48英寸寬，且可圍繞直徑為90英寸的核心24添加足夠數(shù)目個(gè)環(huán)46以產(chǎn)生所要大小的外徑(例如，120英寸)。在一些實(shí)施例中，每一環(huán)46的網(wǎng)格32中的纖維或組件35可與徑向相鄰環(huán)46中的網(wǎng)格32中的纖維或組件35互鎖。當(dāng)涂敷粘接劑34時(shí)，粘接劑34可填充纖維或組件35之間的網(wǎng)格35中的孔隙，從而將纖維或組件35接合在一起，并填充孔隙33從而將網(wǎng)格32的徑向?qū)咏雍显谝黄稹?br> [0048]在圖18中展示的第三種方法描繪金屬性或不銹鋼網(wǎng)格32的帶，所述帶已例如由緊固件、粘接劑、膠或樹脂緊固至核心24，且在張力下圍繞核心24以螺旋形方式連續(xù)纏繞或卷繞，形成多個(gè)徑向?qū)?，直至獲得所要外徑。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)格32可具有飛輪12的所要寬度W，約48英寸寬，且圍繞90英寸的核心24纏繞，直至獲得最終所要直徑，例如約120英寸。在一些實(shí)施例中，鋼絲繩30及網(wǎng)格32可由不銹鋼線編織物替換。在其他實(shí)施例中，核心24可被省略，且外部輪緣26可圍繞軸18形成或緊固至軸18。
[0049]飛輪12的重量可為至少約17001bs，且通?？删哂腥缦轮亓?約50001bs、約10，OOOlbs、約 20，OOOlbs、約 30，OOOlbs、約 40，OOOlbs、約 50，OOOlbs、約 60，OOOlbs 和約70, OOOlbs0在高于約1000RPM且在約10，000RPM以下范圍的旋轉(zhuǎn)速度下，大型重型飛輪通常會(huì)出現(xiàn)故障。然而，本發(fā)明可提供具有先前所描述的大小、重量及旋轉(zhuǎn)速度的大型重型飛輪12。具有重型質(zhì)量或重量(17001bs和以上)的大直徑(48英寸或更大)飛輪12可通過(guò)以先前所描述的方式，將不銹鋼接合在一起形成外部輪緣26來(lái)形成，且可以高速度(1000RPM和以上)運(yùn)行。已發(fā)現(xiàn)，不銹鋼可藉由例如環(huán)氧樹脂等粘接劑而具有增加的粘接劑接合強(qiáng)度，所述粘接劑強(qiáng)度高于通常市售鋼金屬線上的粘接劑接合強(qiáng)度，增加的粘接劑接合強(qiáng)度可允許這些大的大小、重量和速度。例如，與例如市售鋼等金屬相比較，不銹鋼材料的使用可藉由粘接劑34形成更強(qiáng)健的表面接合。市售鋼在其表面上會(huì)形成氧化物或鐵銹，氧化物或鐵銹通常會(huì)限制與粘接劑34的表面接合的強(qiáng)度。如果鋼涂布有例如油等限制氧化或生銹的物質(zhì)，那么涂層通常也會(huì)限制表面接合的強(qiáng)度。與此相比，通過(guò)使用不銹鋼材料，氧化物、鐵銹或涂層通常不存在，使得可獲得不銹鋼材料的表面與粘接劑34之間的較高強(qiáng)度表面接合。在需要時(shí)，不銹鋼表面可經(jīng)處理以使表面面積進(jìn)一步增加，或例如通過(guò)例如用酸或其他合適化學(xué)品進(jìn)行蝕刻來(lái)在表面上形成微孔或刻痕。也可例如由研磨材料或組件來(lái)執(zhí)行機(jī)械表面處理。不銹鋼具有足以在大型高速度飛輪12中使用的強(qiáng)度，且具有所要重量特性。此外，通過(guò)使用多孔不銹鋼材料和在延長(zhǎng)或長(zhǎng)的時(shí)間周期上在真空作用下浸潰于外部輪緣26中的粘接劑34，可用粘接劑34填充不銹鋼材料內(nèi)的實(shí)際所有孔隙31和不銹鋼材料之間的孔隙33，藉此使在粘接劑34與不銹鋼材料之間高量表面接合形成或最大化。此夕卜，孔隙31及33的填充可形成粘接劑34的互鎖區(qū)，藉此也提供不銹鋼材料層相對(duì)于彼此的鎖定。因此，飛輪12歸因于以下情形中的一或多者在操作期間能夠耐受高的力:粘接劑可形成與不銹鋼材料的強(qiáng)健表面接合；當(dāng)所使用的不銹鋼材料為具有高表面面積的多孔材料時(shí)，接合可覆蓋高或大的表面面積，進(jìn)而將接合最大化；且粘接劑可具有高于約1000PSI的抗剪強(qiáng)度，例如約1490PSI。
[0050]除上述環(huán)氧樹脂外，在一些實(shí)施例中，可使用其他類型的環(huán)氧樹脂，以及其他合適膠、樹脂和粘接劑(包含熱固性樹脂)。而且，可使用除不銹鋼外的金屬或合金。例如，如果采取措施以補(bǔ)償或防止生銹及腐蝕，那么可使用無(wú)油涂層的普通鋼或碳鋼。普通鋼可在無(wú)濕氣環(huán)境下運(yùn)輸、存儲(chǔ)并組裝以防止形成鐵銹或腐蝕。此外，普通鋼的表面可經(jīng)表面處理以在組裝成輪之前移除任何鐵銹或腐蝕。例如金屬性或氧化物涂層等保護(hù)性鐵銹抑制涂層也可用以防止鐵銹或腐蝕形成。可使用除碳鋼或普通鋼外的鋼合金，例如4000系列鋼。而且，所使用的其他金屬也可包含鈦或其他合適金屬或合金。
[0051]當(dāng)碳鋼或普通鋼進(jìn)行清潔且進(jìn)行表面處理以移除油、鐵銹及/或腐蝕時(shí)，可使得表面為更多孔的，且相較于由不銹鋼可獲得的最初接合，使用粘接劑34的最初接合可更強(qiáng)健。然而，隨時(shí)間流逝，如果粘接劑34吸收濕氣或如果碳鋼或普通鋼與粘接劑34緩慢地發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，那么碳鋼或普通鋼可能會(huì)隨后生銹或腐蝕，使得碳鋼或普通鋼與粘接劑34的接合隨時(shí)間變?nèi)酢ｈb于飛輪12的機(jī)械故障可為災(zāi)難性的，飛輪12的接合弱化為非所要的。然而，使用不銹鋼可減小、限制或防止與粘接劑34接合之后的后續(xù)生銹或腐蝕，這是由于不銹鋼能夠抵抗源自濕氣的生銹和腐蝕，且也能夠具有相應(yīng)電化學(xué)抗性，不會(huì)與許多種或大多數(shù)粘接劑34發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。因此，不銹鋼可具有在時(shí)間上基本上保持相同或一致的與粘接劑34的接合強(qiáng)度。為了輔助或增加不銹鋼與粘接劑34的接合強(qiáng)度，可將例如此項(xiàng)技術(shù)中已知的預(yù)涂環(huán)氧樹脂底漆(pre-epoxy primer)涂覆至不銹鋼以在與粘接劑34接合之前處理或蝕刻表面。
[0052]參看圖19及圖20，飛輪50為本發(fā)明中飛輪的另一實(shí)施例，其與以圖18的方式制成的飛輪12不同在于，外部輪緣26可用多孔不銹鋼材料或網(wǎng)格32的網(wǎng)與多孔非金屬纖維材料或織物52的夾層網(wǎng)圍繞核心24來(lái)形成，多種長(zhǎng)度的上述網(wǎng)或夾層網(wǎng)圍繞核心24連續(xù)纏繞以形成雙層螺旋形復(fù)合式輪結(jié)構(gòu)或配置60，從而具有以粘接劑34接合的網(wǎng)格32與夾層52 (圖21)的交替層。核心24可以是金屬性核心，所述金屬性核心被加工成圓形且同心地安裝至軸18，且可被均衡。緊固組件28可用以將核心24安裝至軸18，但也可替代地使用此項(xiàng)技術(shù)中已知的例如用栓、花鍵等的其他合適緊固組件或方法。核心24的外部圓周可具有用于在纏繞之前將網(wǎng)格32和夾層52的末端緊固至核心24的緊固或附接位置、結(jié)構(gòu)或夾具55。緊固結(jié)構(gòu)55可包含一或多個(gè)槽或孔54及/或夾鉗組件56以固定、夾鉗或緊固網(wǎng)格32和夾層52至核心24的外表面。夾鉗組件56可經(jīng)彈簧加載，或者可由螺釘或螺栓上緊。網(wǎng)格32和夾層52的網(wǎng)可具有約為飛輪50的寬度的寬度W，且可在張力下圍繞核心24連續(xù)地纏繞，直至獲得所要直徑。最終外層58可以是夾層材料52，使得網(wǎng)格32可被在周向外部圓周上復(fù)合的夾層52和粘接劑34囊封并容納，此情形通常具有最高應(yīng)力。飛輪50的寬度W范圍通?？蔀?2英寸至48英寸，且外徑的直徑范圍通?？蔀?6英寸至120英寸。飛輪50可用相同粘接劑34或例如環(huán)氧樹脂等樹脂，并以與針對(duì)飛輪12所描述的相同方式接合在一起。
[0053]相較于不銹鋼網(wǎng)格32與粘接劑34具有的接合，多孔非金屬夾層52與粘接劑34具有的接合可更強(qiáng)健，且?jiàn)A層52和粘接劑34可形成高強(qiáng)度螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a，所述高強(qiáng)度螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a接合至由網(wǎng)格32和粘接劑34形成的螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60b，并連續(xù)地以螺旋形方式將螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60內(nèi)外包圍并夾緊，藉此形成雙層螺旋形復(fù)合式輪結(jié)構(gòu)60。夾層52可以是例如芳族聚酰胺纖維、碳纖維、玻璃纖維和碳納米管等合適材料或纖維的編織物或非編織物的網(wǎng)。碳納米管可視作纖維。當(dāng)夾層52由例如碳纖維或碳納米管紙或織物等碳形成時(shí)，螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a相較于螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60b可具有較高強(qiáng)度，且可產(chǎn)生比飛輪12中的輪緣結(jié)構(gòu)更強(qiáng)健的外部復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)26。通過(guò)呈雙層螺旋形配置，螺旋形結(jié)構(gòu)60b中的網(wǎng)格32可通過(guò)復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a的相鄰?qiáng)A層螺旋結(jié)構(gòu)連續(xù)地在相鄰處得到內(nèi)外支撐，接合至所述相鄰?qiáng)A持螺旋結(jié)構(gòu)且由相鄰?qiáng)A持螺旋結(jié)構(gòu)鎖定于適當(dāng)位置。螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a可在外部徑向側(cè)上以螺旋形沿周向環(huán)繞螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60b，并同時(shí)以螺旋形在徑向上向外纏繞，且可以螺旋形沿周向并在徑向上將復(fù)合式結(jié)構(gòu)60b鎖定于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)內(nèi)。因而，在飛輪50的旋轉(zhuǎn)期間，螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60a能夠在一系列整體連接的徑向?qū)又?，連續(xù)地以螺旋形來(lái)容受或抵抗在螺旋形復(fù)合式結(jié)構(gòu)60b中網(wǎng)格32的每一徑向?qū)拥南蛲怆x心力F。
[0054]參看圖21，與飛輪12中相比較，夾層52還能減小外部輪緣26中徑向?qū)又g的空間或孔隙33的大小，此情形也可有助于實(shí)現(xiàn)較高強(qiáng)度，這是由于粘接劑34可越過(guò)較小孔隙。例如，參看圖18中的飛輪12，網(wǎng)格32的纖維或組件35具有纖維或組件35之間的型腔、空間、凹穴或孔隙31，且網(wǎng)格32的徑向?qū)颖舜讼噜?。因而，網(wǎng)格32的徑向?qū)又g的空間或孔隙33還能夠擴(kuò)展至網(wǎng)格32內(nèi)的型腔或孔隙31中，藉此使粘接劑34占據(jù)的空間增力口。對(duì)于網(wǎng)格32的一個(gè)徑向?qū)又械目紫?1而言，有可能擴(kuò)展至網(wǎng)格32的相鄰徑向?qū)又g的孔隙33中且進(jìn)一步擴(kuò)展至網(wǎng)格32的下一徑向?qū)又械目紫?1中，進(jìn)而產(chǎn)生大或長(zhǎng)的連續(xù)孔隙。占用較大或較長(zhǎng)孔隙的粘接劑34相較于占用較小或較短孔隙的粘接劑會(huì)更易于折斷或剪切。然而，在飛輪50中，如在圖21中所看出，夾層52可充當(dāng)網(wǎng)格32的相鄰徑向?qū)又g的分離物、隔離物或障壁，從而使網(wǎng)格32的徑向?qū)颖舜朔珠_(kāi)，使得網(wǎng)格32的相鄰徑向?qū)又械目紫?1通常并不越過(guò)空間或孔隙33，因而不會(huì)擴(kuò)展至網(wǎng)格32的下一徑向?qū)又?。此夕卜，夾層52可比網(wǎng)格32的層薄得多，使得夾層52的纖維或組件52a之間的型腔、孔隙、凹穴或空間52b可為小或短的，且即使與網(wǎng)格32的徑向?qū)又械目紫?1組合，仍不會(huì)產(chǎn)生比所發(fā)現(xiàn)的最初孔隙31大或長(zhǎng)得多的組合孔隙。因此，粘接劑34可占據(jù)較小或較短孔隙31、33和52b，且對(duì)剪切力具有較高抵抗力。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)格32的相鄰徑向?qū)雍蛫A層52的纖維或組件32a和52a可以經(jīng)歷某種互鎖，從而提供機(jī)械鎖定和進(jìn)一步的強(qiáng)度。
[0055]在一些實(shí)施例中，不銹鋼網(wǎng)格32厚度可為約3/8英寸，且厚度范圍可為約1/8英寸至約1/2英寸；且?jiàn)A層52厚度可為約1/32英寸至1/16英寸，且厚度范圍為約1/64英寸至約1/8英寸。網(wǎng)格32的徑向?qū)雍蛫A層52的數(shù)目取決于外部輪緣26的厚度以及網(wǎng)格32和夾層52的厚度。例如，在直徑為36英寸的飛輪50中，對(duì)于具有為約總半徑的1/4的厚度的外部輪緣26的實(shí)施例，外部輪緣26徑向方向上厚度可為約4.5英寸，且可具有小達(dá)8個(gè)徑向?qū)?網(wǎng)格32和夾層52中的每一者各8個(gè)，總計(jì)16個(gè))；或多達(dá)各自32個(gè)徑向?qū)?總計(jì)64個(gè))。在直徑為48英寸的飛輪50中，外部輪緣26在徑向方向上厚度可為約6英寸，且可具有各自小達(dá)10個(gè)徑向?qū)?總計(jì)20個(gè))，或各自多達(dá)42個(gè)徑向?qū)?總計(jì)84個(gè))。在直徑為72英寸的飛輪50中，外部輪緣26在徑向方向上厚度可為約9英寸，且可具有各自小達(dá)15個(gè)徑向?qū)?總計(jì)30個(gè))，或各自多達(dá)64個(gè)徑向?qū)?總計(jì)128個(gè))。在直徑為120英寸的飛輪50中，外部輪緣26在徑向方向上厚度可為約15英寸，且可具有各自小達(dá)24個(gè)徑向?qū)?總計(jì)48個(gè))，或各自多達(dá)107個(gè)徑向?qū)?總計(jì)214個(gè))。應(yīng)理解，飛輪50的直徑、外部輪緣的徑向厚度以及網(wǎng)格32和夾層52的厚度可視情形而發(fā)生變化，使得網(wǎng)格32和夾層52的徑向?qū)拥臄?shù)目可發(fā)生很大程度的變化。網(wǎng)格32除如先前針對(duì)飛輪12所描述的配置或其他對(duì)應(yīng)物外也可包含非編織多孔不銹鋼纖維材料和鏈節(jié)(chain link)或綜眼(mail)。夾層52可包含形成為多孔材料配置、織物或紙(薄織物可被視作紙)的編織和非編織纖維或組件52a，且最常見(jiàn)地由碳纖維或碳納米管形成以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。盡管優(yōu)選例如不銹鋼網(wǎng)格32等鋼合金，但仍可使用其他耐腐蝕鋼合金，例如，可比不銹鋼重的鑰鋼。此外，可使用4000系列鋼，所述4000系列鋼并非耐腐蝕的，但可為更節(jié)省生本的；或者可使用鈦。此外，在一些實(shí)施例中，可使用描繪于圖17中的過(guò)程來(lái)制造飛輪50，其中網(wǎng)格32和夾層52的同心圓形環(huán)圍繞核心24來(lái)形成并組裝。如果使用圍繞同心或圓形核心24形成的網(wǎng)格32和夾層52，并且寬度W約等于飛輪50的寬度，就可以產(chǎn)生大體更易于達(dá)成均衡的輪。
[0056]雖然已參看本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施例特別展示且描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不偏離由所附權(quán)利要求書所涵蓋的本發(fā)明的范圍的前提下進(jìn)行細(xì)節(jié)和形式上的各種改變。
[0057]例如，應(yīng)理解，所描述的飛輪的尺寸、重量和旋轉(zhuǎn)速度可視現(xiàn)場(chǎng)情形來(lái)進(jìn)行改變。
【權(quán)利要求】
1.一種飛輪，其包括: 具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)的輪，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)包括多個(gè)徑向不銹鋼材料層；以及 環(huán)氧樹脂類型粘接劑，所述環(huán)氧樹脂類型粘接劑將所述多個(gè)徑向不銹鋼材料層接合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪，其中所述徑向不銹鋼材料層具有一系列型腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛輪，其中所述不銹鋼材料包括一定長(zhǎng)度的不銹鋼纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛輪，其中所述環(huán)氧樹脂類型粘接劑被真空浸潰于所述不銹鋼纖維與所述不銹鋼材料的所述徑向?qū)又g的空間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪，其中所述不銹鋼材料包括不銹鋼鋼絲繩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪，其中所述不銹鋼材料包括不銹鋼編織線的網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪，其中所述不銹鋼材料包括不銹鋼網(wǎng)格的網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪，其進(jìn)一步包括具有外部圓周的核心組件，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)圍繞所述外部圓周而定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪，其進(jìn)一步包括中央軸，所述核心組件安裝于所述中央軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪，其中所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)具有一系列離散同心圓形不銹鋼材料環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪，其中所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)具有一定長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋形纏繞的不銹鋼材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪，其進(jìn)一步包括多個(gè)徑向非金屬纖維材料層，所述多個(gè)徑向非金屬纖維材料層經(jīng)定位，使得相鄰的徑向不銹鋼材料層具有在彼此之間接合的非金屬纖維材料層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的飛輪，其中所述徑向非金屬纖維材料層由碳形成。
14.一種飛輪,其包括: 具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)的輪，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)包括多個(gè)多孔鋼網(wǎng)材料層及多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層，從而形成交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層；以及 粘接劑，所述粘接劑將所述交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層接合在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的飛輪，其中所述多孔鋼網(wǎng)材料和所述多孔非金屬纖維網(wǎng)材料從連續(xù)長(zhǎng)度纏繞成雙層螺旋形配置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛輪，其中所述多孔鋼網(wǎng)材料由合金鋼形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛輪，其中所述合金鋼為不銹鋼。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛輪，其中所述多孔非金屬纖維材料由碳形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的飛輪，其中所述多孔鋼網(wǎng)材料呈網(wǎng)格形式，且所述多孔非金屬纖維網(wǎng)材料呈織物形式。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的飛輪，其進(jìn)一步包括具有外部圓周的金屬性核心組件，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)圍繞所述外部圓周而定位。
21.一種飛輪，其包括:具有復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)的輪，所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)包括多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層；以及 粘接劑，所述粘接劑將所述多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層接合在一起。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的飛輪，其中所述鋼的表面經(jīng)處理以移除鐵銹和油中的至少一者.
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的飛輪，其中所述鋼的表面經(jīng)處理以增加用于與所述粘接劑接合的表面面積。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的飛輪，其中所述鋼的表面經(jīng)處理而具有鐵銹抑制保護(hù)性涂層。
25.一種形成飛輪的方法，其包括: 使多個(gè)徑向不銹鋼材料層形成為輪；以及 使所述多個(gè)徑向不銹鋼材料層與環(huán)氧樹脂類型粘接劑接合在一起以形成所述輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括向所述徑向不銹鋼材料層提供一系列型腔。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進(jìn)一步包括向所述不銹鋼材料提供一定長(zhǎng)度的不銹鋼纖維。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述環(huán)氧樹脂類型粘接劑真空浸潰于所述不銹鋼纖維與所述不銹鋼材料的所述徑向?qū)又g的空間中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包括提供不銹鋼材料，所述不銹鋼材料包括不銹鋼鋼絲繩。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包括提供不銹鋼材料，所述不銹鋼材料包括不銹鋼編織線的網(wǎng)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包括提供不銹鋼材料，所述不銹鋼材料包括不銹鋼網(wǎng)格的網(wǎng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包括圍繞核心組件的外部圓周定位所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述核心組件安裝于中央軸上。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括由一系列離散同心圓形不銹鋼材料環(huán)形成所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括用一定長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋形纏繞的不銹鋼材料形成所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括形成所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)以包含多個(gè)徑向非金屬纖維材料層，所述多個(gè)徑向非金屬纖維材料層經(jīng)定位，使得相鄰的徑向不銹鋼材料層具有在彼此之間接合的所述非金屬纖維材料的層。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其進(jìn)一步包括由碳形成所述徑向非金屬纖維材料層。
38.一種形成飛輪的方法，其包括: 使多個(gè)徑向多孔鋼網(wǎng)材料層及多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層形成為輪，從而具有交替的徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層；以及 用粘接劑將所述多個(gè)徑向多孔鋼網(wǎng)材料層和多個(gè)徑向多孔非金屬纖維網(wǎng)材料層接合在一起以形成所述輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述多孔鋼網(wǎng)材料和所述多孔非金屬纖維網(wǎng)材料從連續(xù)長(zhǎng)度纏繞成雙層螺旋形配置。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括由合金鋼形成所述多孔鋼網(wǎng)材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括由不銹鋼形成所述多孔鋼網(wǎng)材料。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括由碳形成所述多孔非金屬纖維網(wǎng)材料。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括提供呈網(wǎng)格形式的所述多孔鋼網(wǎng)材料及呈織物形式的所述多孔非金屬纖維網(wǎng)材料。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括圍繞金屬性核心組件的外部圓周來(lái)定位所述復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
45.一種形成飛輪的方法，其包括: 使多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層形成為輪；以及 用粘接劑使所述多個(gè)經(jīng)表面處理的徑向鋼材料層接合在一起以形成所述飛輪的復(fù)合式輪緣結(jié)構(gòu)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的`方法，其進(jìn)一步包括處理所述鋼的表面以移除鐵銹和油中的至少一者。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其進(jìn)一步包括處理所述鋼的表面以增加用于與粘接劑接合的表面面積。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其進(jìn)一步包括處理所述鋼的表面，以使所述表面具有鐵銹抑制保護(hù)性涂層。
【文檔編號(hào)】F16F15/30GK103502685SQ201180054521
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2010年9月14日
【發(fā)明者】佛德瑞克·E·摩根, 克里斯多夫·V·巴隆尼, 杰佛瑞·史托黑克爾 申請(qǐng)人:動(dòng)力樹公司