CN104595116A - 利用风力发电机补充飞轮电池能量的装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用风力发电机补充飞轮电池能量的装置及使用方法。其特点是飞轮电池的真空盒外设置一外驱动装置，该外驱动装置包括叶轮、增速器和发电机，使用方法：自行车在行驶期间，位于自行车的后架上的叶轮受风转动，驱动增速器将叶轮的转速提高，增速器的输出端驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动储存能量；当发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动；当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。有益之处是：在无电源场合，可用自行车给飞轮电池输入动能。

Description

利用风力发电机补充飞轮电池能量的装置及使用方法
技术领域
本发明是关于飞轮电池（或称飞轮储能装置）领域，特别是涉及一种飞轮电池补充能量的装置。 
背景技术
在众多储能装置中，飞轮电池突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，就具有一定的动能，飞轮电池以其动能转换成电能。飞轮电池与化学电池相比，以其高效率，充电时间短、相对尺寸小、清洁无污染等突出优势有望成为最具前景的储能电池。 
飞轮电池的工作原理：飞轮电池中有一个电机（电动/发电一体机），充电时，该电机以电动机形式运转，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮的动能储存起来，即飞轮电池“充电”；当外界需要电能时，该电机以发电机形式转动，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出给外部负载，即飞轮电池“放电”。 为了减少风阻损耗，摩擦等能量损失，飞轮电池设置在真空盒内，并使用磁悬浮轴承支撑转动部件。 
飞轮电池的储能密度大、相对尺寸小的特点，尤其适合携带于野外无电源场合，特别是对于骑自行车旅行的车友，在野外宿营时，非常需要有一个能给手提电脑、收音机，较大功率的灯光支持电力的飞轮电池。然而，飞轮电池目前只能用通电的方式驱动真空盒内的发电机带动飞轮转动，使飞轮储存动能，而在野外却没有可以给飞轮电池充电的电源。 
发明内容
本发明的目的是提供一种利用自行车行驶中的风力给飞轮电池补充动能的装置及方法。 
本发明主要技术思路： 
1、利用自行车行驶中的风力驱动叶轮给飞轮电池补充能量。
2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用自行车发的电输入到飞轮电池真空盒内的电动机/发电机，用电动机/发电机驱动飞轮转动储存动能。 
本发明的具体技术方案：包括自行车及固定在自行车的后架上的安装架、飞轮电池及其真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/发电机，其特征在于， 
在所述真空盒外设置一外驱动装置，该外驱动装置包括叶轮、增速器和发电机，叶轮通过增速器与发电机连接；发电机通过导线与真空盒内的电动机/发电机连接；
外驱动装置和真空盒与所述安装架连接；真空盒与发电机外壳固连；
使用方法：自行车在行驶期间，位于自行车的后架上的叶轮受风转动，驱动增速器将叶轮的转速提高，增速器的输出端驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动储存能量；当发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动；
当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
本发明与现有技术相比的特点是： 
一、  在无电源场合，可以利用自行车的行驶期间的风力给飞轮电池输入动能。而现有的飞轮电池只能通过充电方式给飞轮电池输入能量。
二、 给飞轮电池输入动能过程中，飞轮电池可以同时向外部负载输出电能。 
附图说明
   图1是本发明的使用状态示意图。 
图2是本发明的立体示意图。 
图3是图1中的局部剖视图。 
图4是图3中的A-A剖视图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明： 
参见图1至图4，本发明主要在飞轮电池3的真空盒33外设置一外驱动装置4，该外驱动装置4包括叶轮41、增速器42和发电机43，叶轮41通过增速器42与发电机43连接；发电机43通过导线35与真空盒33内的电动机/发电机34连接；
外驱动装置4和真空盒33通过安装架11与自行车的后架71连接。真空盒33与发电机外壳44固连；
上述装置的使用方法：
自行车的行驶速度通常可以达到每小时20公里。也就是在无风的天气，自行车在行驶中，叶轮41受到每秒5.6米的气流流速。如果是在有风的天气，自行车受到的是迎面的风力，那么叶轮41将受到更快的气流流速。而现有风力发电机的起动只要每秒2米风速就可以了。所以这样的气流速度完全可以使叶轮41转动，并驱动增速器42将叶轮的转速提高，增速器42的输出端驱动发电机43转动发电，发电机43发出的电通过导线35输入到真空盒33内的电动机/发电机34，电动机/发电机34驱动飞轮31转动储存能量；当发电机34停止发电；飞轮31依靠储存的动能继续在真空盒33内转动；
当外界需要电能时，飞轮31的动能通过电动机/发电机34转化为电能，输出给外部负载。
如果风从自行车的后面吹向前面，并且风速大于自行车的行进速度，叶轮41会反向转动。为此，本发明在叶轮41和增速器42之间设置一棘轮机构9（详见图4）。当叶轮41的反向转动时，棘轮机构9空转，就不会造成发电机43的反向运动了。 
  

Claims (1)

1. 一种利用风力发电机补充飞轮电池能量的装置的使用方法，包括自行车及固定在自行车的后架上的安装架、飞轮电池及其真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/发电机，其特征在于：
所述真空盒外设置一外驱动装置，该外驱动装置包括叶轮、增速器和发电机，叶轮通过增速器与发电机连接；发电机通过导线与真空盒内的电动机/发电机连接；
外驱动装置和真空盒与所述安装架连接；真空盒与发电机外壳固连；
使用方法：
自行车在行驶期间，位于自行车的后架上的叶轮受风转动，驱动增速器将叶轮的转速提高，增速器的输出端驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动储存能量；当发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动；
当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
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