CN102392800B - 一种新型重力储能存取方式 - Google Patents

Abstract

一种新型重力储能存取方式。本专利属重力储能领域一项重要发明，是为了克服目前重力储能装置链条连接存在的诸多缺陷。本发明专利通过独特的类“H”型牙轮、滑轮及链条的连接方式和传动特点，使抬升重物的闭合链条在传动的过程中时刻拉紧，巧妙地解决了链条盘绕过多，阻碍重物提升，自由运动受限，影响输出功率的稳定性等一系列问题，输入和输出端的设置更为合理，外观上也具有简单、美观、实用等优点，可以便捷、高效、平稳地实现重力储能，且能量的储存和释放可分别或同时进行。

Description

一种新型重力储能存取方式

所属技术领域

本发明专利涉及一种新型重力储能存取方式，利用本发明专利可以使重力储能装置的能量储存与释放同时或分别进行，且能克服传统装置的诸多缺点。本专利属重力储能领域一项重要发明。除用于风力等新能源的储存和释放外，也适用于其他常规能源。

背景技术

目前，对于风能等新能源的开发利用已在全世界广泛开展，对其的有效存储与释放便成为一项新能源领域的急需解决的问题，各国也不断投入巨资进行研究、开发和应用。电池储能、抽水储能、压缩空气储能等多种储能方式不断出现，但均存在较大缺陷，限制了其大规模应用。重力储能作为一项绿色环保、高效低耗的储能方式，以抬升重物将能量转化为重力势能为基本原理，可行性强，能够解决目前风能等新能源的储存和释放问题，对于我国新能源战略具有重要意义。在我国，重力储能的理念和装置已有相关专利出现。

然而，现阶段已提出的重力储能装置及方法在实用性方面存在较多缺陷。如：1.在利用钢索盘绕方式提升重物时，不可能同时释放能量；2.当长度很大的链条具有相当大重量时，这些链条重量会随着重物的高低变化影响输出功率的稳定性，重物高时输出功率减小，低时增大；3.能量输入和输出设备需要设置在储能装置顶端，因此，当装置高度很高时，会带来安全性差、操控不方便等诸多问题；4.重物在提升过程中，会与冗长的链条发生碰撞及交错拌绕等现象；5.在利用地形地物设置重力储能装置时，如斜坡时，松弛的链条会因自身重力下垂而不能绷紧，链条的自由运动遇到障碍。这些缺陷均能够通过本专利的独特设计而得到解决。

发明内容

为了克服目前重力储能装置的上述缺陷，本发明专利提供了一种新型重力储能存取方式，通过本专利可以便捷、高效、平稳地实现重力势能的储存和释放，且储存和释放可分别或同时进行，抬升重物的闭合链条时刻绷紧，巧妙地解决了上述链条盘绕等一系列问题。

本发明专利涉及一种新型重力储能存取方式，其核心设置为一通过牙轮和滑轮传导链条并提升重物的类“H”型对称装置，其中一侧为能量输入侧，对侧即为能量输出侧。为了达到本专利的技术要求，所采用的技术方案如下：在重力储能装置支架顶端和底部分别设置牙轮和滑轮结构，上下各两个，且直径根据需要而定。在重物中心部可安装两个直径较大的可自由转动的滑轮，上下排列，间距根据需要而定，链条通过上面的滑轮起到提升重物的作用。另外，当重物较大时，也可在重物两端设置两套相同牙轮-滑轮结构。闭合链条在此牙轮-滑轮结构中连接，外观上呈类“H”型。上述顶端或底部设置的牙轮结构至少需要两个，可以顶端一个底部一个，也可以共同放置在顶端或者底部。牙轮结构通过变速装置与能量输入端和输出端连接匹配连接。为了便于描述，本专利以牙轮一个在顶端(右上方)与能量输入端相连，一个在底部(左下方)与能量输出端相连为例。输入端输入的能量带动右上方牙轮转动，由于本专利涉及的新型的连接方式，顶部及底部的牙轮或者滑轮会在链条的带动下沿相同的方向转动，当输出端与输入端牙轮转速相同时，重物不被抬升，能量只输出不储存；当输出端停止转动(不输出)或者转速慢于输入端牙轮时，此时输入端牙轮转动会带动重物上升，能量被储存；当输入端停止转动时，重物会因重力作用下降，带动输出端牙轮转动，此时能量只输出。本专利的这一结构可根据重物重量的不同，单套使用或多套共轴并联使用以加大储存容量。

本发明专利的有益效果是，通过独特的类“H”型牙轮、滑轮及链条的连接方式和传动特点，使抬升重物的闭合链条在传动的过程中时刻拉紧，巧妙地解决了链条盘绕过多，阻碍重物提升，自由运动受限，影响输出功率的稳定性等一系列问题，外观上也具有简单、美观、实用等优点，可以便捷、高效、平稳地实现重力储能，且能量的储存和释放可分别或同时进行。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明：附图简化地显示了本专利涉及的一种新型重力储能存取方式的类“H”型连接图。图示中，A为输入端牙轮，其转动轴与能量输入部分H连接，A中箭头方向代表牙轮单向转动的方向；C为输出端牙轮，其转动轴与能量输出部分I连接，B、D为滑轮，B、C、D的转动方向与A牙轮相同；E、F为安装在重物G上的滑轮结构，其直径可根据重物的大小确定，箭头代表其转动方向。J为闭合链条，可在个牙轮、滑轮中传动。由图示可以看出，输入端输入的能量可以使牙轮A转动，A上设置有单向控制装置以确保其按箭头单向转动，当A转动而C静止时，链条带动滑轮E转动(相当于动滑轮)使重物G被抬升，此时能量不输出，仅储存；当A静止而C转动时，重物G下降，前期储存的重力势能带动C转动，此时能量只输出；当A、C同时转动时，能量的储存或释放取决于其转速的差别。这样，实现了能量的存取同时进行，或者分开进行。图示中，A和C可同时位于上方或底部，也可一个在上一个在底部。滑轮E、F可安装在重物中心部，也可同样两套安装在重物两侧。

具体实施方式

为了实现本专利涉及的一种新型重力储能存取方式的连接要求，具体实施方式如下：牙轮A及滑轮B、E及链条J作为承重结构，要求具有较高的强度，这一点容易利用工程上的技术选取高强度材料和结构设计实现，在实施过程中要注意尽可能减少牙轮和链条或滑轮和链条间的摩擦力及阻力，把能量损耗降到最低。能量输入端H，如风力接收设备可设置在重力储能支架的顶端，便于风能的接收；能量输出端I，如发电机设备可设置在底部，方便电能的输出和管理操控。输入端与输出端通过变速装置与牙轮连接并匹配。重物G可制成钢制框架通过向其内吊装预制水泥块来实现，其上的滑轮E和F的直径可根据重物G的大小而定。利用本专利的方式将重力储能装置设置在长距离陡峭的山坡时，可在山坡上铺设铁轨，将重物沿铁轨抬升或降落，在此过程中使链条拉紧，从而可以使链条平稳传动，不会掉落或与山体碰撞。

Claims (3)

1.一种新型重力储能存取方式，其特征是：通过独特的类“H”型牙轮、滑轮及链条的连接方式和传动特点，使抬升重物的闭合链条在传动的过程中时刻绷紧，巧妙地解决了链条盘绕过多，阻碍重物提升，自由运动受限，影响输出功率的稳定性等一系列问题，能量输入和输出端的位置可自由选择，可以便捷、高效、平稳地实现重力储能，且能量的储存和释放可分别或同时进行。

2.根据权利要求1所述的一种新型重力储能存取方式，其特征是：在重力储能装置支架顶端和底部分别设置牙轮和滑轮结构，上下各两个，在重物中心部安装了两个可自由转动的滑轮，上下排列，闭合链条在此牙轮或滑轮结构中连接，外观上呈类“H”型，闭合链条在其中单向传动以抬升重物或释放能量。

3.根据权利要求1所述的一种新型重力储能存取方式，其特征是：能量输入端和输出端通过变速装置与牙轮匹配连接，输入端和输出端可以共同放置在顶端或者底部，也可以一侧为输入端，对侧为输出端，根据实际需要灵活选择。

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