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CN105545601A - 风能转换及大规模物理蓄能结构装置 - Google Patents

风能转换及大规模物理蓄能结构装置 Download PDF

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CN105545601A
CN105545601A CN201610018417.XA CN201610018417A CN105545601A CN 105545601 A CN105545601 A CN 105545601A CN 201610018417 A CN201610018417 A CN 201610018417A CN 105545601 A CN105545601 A CN 105545601A
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piston
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王振铎
王金宝
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Tai Kun Holdings Ltd
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    • F05B2260/42—Storage of energy
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Abstract

本发明涉及一种风能转换及大规模物理蓄能结构装置，属于机械行业，由主传动轴，叶片、主传动齿轮、小齿轮、连杆、活塞、储气罐、稳压阀、流量控制阀、动力转换器、电磁刹车、缸体、单向阀组成；本发明是一种利用采集的风能通过能量转换实现物理蓄能，再将所蓄物理能量转换成需要能量形式输出的一种全新的清洁能源动力转换装置。

Description

风能转换及大规模物理蓄能结构装置
技术领域
本发明属于机械行业，具体来说涉及风能转换及大规模物理蓄能结构装置。
背景技术
现有风力采集主要用于风力发电系统中的结构有两种形式，下面就这两种形式分析其优缺点：
1、水平轴风力采集直接用于发电，风轮的旋转轴与风向平行。水平轴风力采集直接用于发电的发电系统采用三桨叶风力采集方式为主，风能可利用范围的密度较低，单位风力采集及发电系统占用土地面积及立体空间较大，对风速的适应范围小。
2、垂直轴风力采集直接用于发电，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力采集及发电系统采用三桨叶或多叶片的结构型式。
以上两种风力采集直接用于发电的发电机由于风力的大小及时间上的不可控性，造成发出电力的稳定性较差，而且无储存及缓冲环节，若利用电池或电瓶蓄能，则建设及运行成本会增高许多，规模有限，对报废电池或电瓶的处理成本很高，环境影响很大。由于并网之前需要进行逆变，有一定的谐波，对电能质量有一定影响；电能质量也对电力系统的安全运行造成一定影响。
发明内容
本专利发明的目的就是在现有的风力采集并直接用于发电造成发出电力的稳定性较差对电能质量有一定影响的情况下发明的一种利用采集的风能通过能量转换实现物理蓄能，再将所蓄能量转换成任何需要能量输出的一种全新的清洁能源动力转换装置。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置，由主传动轴、叶片、主传动齿轮、小齿轮、连杆、活塞、储气罐、稳压阀、流量控制阀、动力转换器、电磁刹车、缸体、单向阀组成；
所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置的工作原理为：风力机的叶片与主传动轴固定连接，风力推动风力采集装置的叶片旋转，叶片通过与主传动轴连接带动主传动轴旋转，主传动轴带动固定连接的主传动齿轮旋转，主传动齿轮通过齿啮合带动n个小齿轮旋转，小齿轮通过曲柄轴和连杆推动活塞在缸体内做往复直线运动，活塞对吸入缸体内的空气进行压缩，被压缩的压缩空气经单向阀进入储气罐中，储存在储气罐中的压缩空气经稳压阀和流量控制阀进入动力转换器中，动力转换器在高压空气的推动下实现旋转和做直线运动。
所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置小齿轮通过曲柄轴和连杆推动活塞在缸体内做往复直线运动也可以是小齿轮同轴连接曲轴直接带动连杆推动活塞在缸体内做往复直线运动。
所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置动力转换器的动力输出可以是旋转运动也可以是直线运动，实现动力的连续输出。
所述风能转换及大规模物理蓄能结构具有如下功能：
1、风力采集：本专利采用垂直轴风力采集装置对大自然产生的风力进行采集，该风力采集装置采用动态旋转柔性叶片采集风能的最大能量，使风力采集装置得到最大的输出扭矩和转速。
2、动力输出：风力采集装置将采集的风能能量通过传动轴传递给轴端下部的大齿轮盘，大齿轮盘将动力传递给n个小齿轮盘，每个小齿轮盘通过曲柄滑块机构的连杆推动缸体内的活塞做往复直线运动，将缸体内的空气压缩并经管道输出，实现能量的转换和输出。
3、物理蓄能：大齿轮盘带动的每个小齿轮通过曲柄滑块机构推动缸体内的活塞做直线往复运动，每个缸体内的活塞在做直线往复运动过程中将每个缸体内被吸入的空气进行压缩，被压缩的空气通过管道被集中输出到n个大型储气罐中，实现物理蓄能。
4、能量交换：将n个储气罐中的压缩空气并联集中输出，输出端通过稳压阀，流量控制器输出到需要动力的动力设备中，高压空气将推动动力设备(可实现直线运动，旋转运动)实现动力的转换和输出。
本发明的有益效果在于：
1、本发明具有效率高、稳定性好、可以对风进行存储以及单体体量大的优势。
2、本发明是利用大自然的能量风能，通过该风力采集装置将采集的风能通过能量转换的方式将风能转换成动能，再将动能转换成空气动能，再将空气动能转换成机械动能的连续转换形式从而实现将风能转换成物理能量储存的方法。
3、该发明应用范围极其广范，可以建在偏远的山区、平原、沿海等，该发明可用于风力发电系统发电、抽水、抽油、拖动压缩机、大型空调等等，是一项极具发展前途造福子孙后代的新一代清洁能源利用项目。
附图说明
图1为风能转换及大规模物理蓄能结构装置的结构简图。
图2为风能转换及大规模物理蓄能结构装置的结构简图俯视图。
图3为风能转换及大规模物理蓄能结构装置的实施例一结构简图。
图4为风能转换及大规模物理蓄能结构装置的实施例二结构简图。
其中：1-主传动轴；2-叶片；3-主传动齿轮；4-小齿轮；5-连杆；6-活塞；7-储气罐；8-稳压阀；9-流量控制阀；10-动力转换器；11-电磁刹车；12-缸体；13-单向阀；14-电磁离合器；15-发电机；16-水泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
风能转换及大规模物理蓄能结构装置由主传动轴1、叶片2、主传动齿轮3、小齿轮4、连杆5、活塞6、储气罐7、稳压阀8、流量控制阀9、动力转换器10、电磁刹车11、缸体12、单向阀13组成。
所述主传动轴1用于传递扭矩；所述叶片2用于采集风能；所述主传动齿轮3用于将能量传递；所述小齿轮4用于将能量输出；所述连杆5用于连接小齿轮和缸体活塞；所述活塞6用于将空气压缩；所述储气罐7用于储存压缩空气；所述稳压阀8用于将压缩空气稳压输出；所述流量控制阀9用于将压缩空气恒定流量输出；所述动力转换器10用于动力输出(旋转和直线运动)；所述电磁刹车11用于将风力采集装置制动；所述缸体12用于空气压缩腔；所述单向阀13用于保证压缩空气不回流。
如图1所示，所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置的工作原理为：风力推动风力采集装置的叶片2旋转，叶片2通过与主传动轴1连接带动主传动轴1旋转，主传动轴1带动固定连接的主传动齿轮3旋转，主传动齿轮3通过齿啮合带动n个小齿轮4旋转，小齿轮4通过曲柄轴和连杆5推动活塞6在缸体12内做往复直线运动，活塞6对吸入缸体内的空气进行压缩，被压缩的压缩空气经单向阀13进入储气罐7中，储存在储气罐7中的压缩空气经稳压阀8和流量控制阀9进入动力转换器13中，动力转换器13在高压空气的推动下实现旋转和做直线运动，从而实现动力的转换和输出。
实施例1
本发明用于发电：
如图3所示，所述14电磁离合器用于传递和切除动力，所述发电机15用于发电。
如图3所示，所述风力机的叶片2与主轴1固定连接，风力推动风力采集装置的叶片2旋转，叶片2通过与主传动轴1连接带动主传动轴1旋转，主传动轴1带动固定连接的主传动齿轮3旋转，主传动齿轮3通过齿啮合带动n个小齿轮4旋转，小齿轮4通过曲柄轴和连杆5推动活塞6在缸体12内做往复直线运动，活塞6对吸入缸体内的空气进行压缩，被压缩的压缩空气经单向阀13进入储气罐7中，储存在储气罐7中的压缩空气经稳压阀8和流量控制阀9进入动力转换器10中，动力转换器10在高压空气的推动下带动电磁离合器14旋转，电磁离合器14带动发电机15旋转，从而实现电力的连续输出。
实施例2
本发明用于抽水：
如图4所示，所述14电磁离合器用于传递和切除动力，所述16水泵用于抽水。
如图4所示，所述风力机的叶片2与主轴1固定连接，风力推动风力采集装置的叶片2旋转，叶片2通过与主传动轴1连接带动主传动轴1旋转，主传动轴1带动固定连接的主传动齿轮3旋转，主传动齿轮3通过齿啮合带动n个小齿轮4旋转，小齿轮4通过曲柄轴和连杆5推动活塞6在缸体12内做往复直线运动，活塞6对吸入缸体内的空气进行压缩，被压缩的压缩空气经单向阀13进入储气罐7中，储存在储气罐7中的压缩空气经稳压阀8和流量控制阀9进入动力转换器10中，动力转换器10在高压空气的推动下带动电磁离合器14旋转，电磁离合器14带动水泵16旋转，从而实现连续抽水。
以上所述的实施例，仅为本发明比较合理、有效的具体实施方式，以上两种具体实施方式都是在本发明的基础上和整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于以上具体实施方式，凡是利用本发明内容进行的显而易见变化或替换，并属于本发明所属技术领域的，均涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有风能转换及大规模物理蓄能结构装置，其特征在于：由主传动轴(1)、叶片(2)、主传动齿轮(3)、小齿轮(4)、连杆(5)、活塞(6)、储气罐(7)、稳压阀(8)、流量控制阀(9)、动力转换器(10)、电磁刹车(11)、缸体(12)、单向阀(13)组成。
2.根据权利要求1所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置其特征在于：
所述主传动轴(1)用于传递扭矩；叶片(2)用于采集风能；主传动齿轮(3)用于将能量传递；小齿轮(4)用于将能量输出；连杆(5)用于连接小齿轮和缸体活塞；活塞(6)用于将空气压缩；储气罐(7)用于储存压缩空气；稳压阀(8)用于将压缩空气稳压输出；流量控制阀(9)用于将压缩空气恒定流量输出；动力转换器(10)用于动力输出(旋转和直线运动)；电磁刹车(11)用于将风力采集装置制动；缸体(12)空气压缩腔；单向阀(13)保证压缩空气不回流。
3.根据权利要求1所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置其特征在于：
所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置的工作原理为：风力机的叶片(2)与主轴(1)固定连接，风力推动风力采集装置的叶片(2)旋转，叶片(2)通过与主传动轴(1)连接带动主传动轴(1)旋转，主传动轴(1)带动固定连接的主传动齿轮(3)旋转，主传动齿轮(3)通过齿啮合带动n个小齿轮(4)旋转，小齿轮(4)通过曲柄轴和连杆(5)推动活塞(6)在缸体(12)内做往复直线运动，活塞(6)对吸入缸体内的空气进行压缩，被压缩的压缩空气经单向阀(13)进入储气罐(7)中，储存在储气罐(7)中的压缩空气经稳压阀(8)和流量控制阀(9)进入动力转换器(10)中，动力转换器(10)在高压空气的推动下实现旋转和做直线运动，从而实现动力的转换和输出。
4.根据权利要求3所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置其特征在于：
小齿轮(4)通过曲柄轴和连杆(5)推动活塞(6)在缸体(12)内做往复直线运动，也可以是小齿轮同轴连接曲轴直接带动连杆(5)推动活塞(6)在缸体(12)内做往复直线运动。
5.根据权利要求3所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置其特征在于：
动力转换器的动力输出可以是旋转运动也可以是直线运动，实现动力的连续输出。
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