CN114251226A - 利用压缩空气储存风能的装置 - Google Patents

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Abstract

一种压缩空气储存风能装置,包括现有各种加工生产压缩空气的通用机械中的一般基本部件的结构原理和《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》的整体结构,其特征在于:风轮的轴轮与变速轮相连,变速轮与曲柄相连,曲柄与空气压缩机的活塞相连,该装置利用风力资源可以因地制宜,加工厂根据条件可大可小,投资小,见效快,用其加工生产的压缩空气发电,成本会大大低于现行风力发电运行的费用。

Description

利用压缩空气储存风能的装置
技术领域
本发明属于机械制造中的压缩空气储能领域,特别涉及一种利用压缩空气储存风能的机械装置。
背景技术
人类在使用风力发电时,由于风力的不稳定和间隙性,以及资源大多处于海上、荒漠、高山,使其运维管理成本过高,推广使用效果不尽如人意。因此,探索更为方便简单的风力资源换取电力的方法,显得十分必要。而利用压缩空气储存风能,把零碎的不稳定的风能用压缩空气储存起来,使其变成标准(规格)的风力产品,用于发电,不失为一个可行的办法。但这一领域没有引起人们的足够重视,压缩空气储能发电商运40多年来,一直都是对弃电剩电余电的储存,其实质是储电,用于电力削锋填谷,不是完全意义上的储能。因此用压缩空气储存风能的相关技术开发研究尚处于空白。申请号为2019110617000的专利,公开了一种《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》,该技术加工压缩空气不要求持续高速旋转,可以像皮球充气一样,用力可大可小,可快可慢,可断可续,能在各种风力场景中使用,只是不小心在结构上错将本应一开一闭的常规高压阀和低压阀标成同开同关,对这一笔误式缺陷,可以修改后加之利用,让无处不在的风力资源造福人类。
发明内容
本发明的目的,在于针对上述现实情况,提供一种用压缩空气储存风能的装置,以期尽量将存在于自然界的风力资源充分广泛收集利用,让可再生的风力能源,发挥其标准化规格化能源产品的作用,在提高电力结构中可再生能源占比的同时,力争在终端电力价格上,比现有风力发电价格有所降低。
本发明的压缩空气储存风能装置,包括现有各种加工生产压缩空气的通用机械中的一般基本部件的结构原理和《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》的整体结构,其特征在于:风轮的轴轮与变速轮相连,变速轮与曲柄相连,曲柄与空气压缩机的活塞相连。风轮带动轴轮,轴轮带动变速轮,变速轮为省力变速轮,变速轮带动曲柄,曲柄带动活塞,活塞是《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》整体结构上的一个部件,是对空气施以压力的重物体,重量根据需要设置。通过曲柄,将《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》整体结构与采集风力的机构装置——风轮、轴轮、变轴轮连接起来。
本发明的压缩空气储存风能装置,设塔杆支撑风轮,风轮为常规迎风转向的风轮,以便随风向变动而迎风转动。
本发明的压缩空气储存风能装置,《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》内的高压阀和低压阀是一开一关的互动结构,其他结构为:缸体为圆型,相当于传统空压机的缸体,在缸体内设外箍罩着内囊,外箍顶部连接活塞底部,外箍和内囊随活塞运动,外箍及内囊连着活塞相当于传统空压机的活塞,外箍是硬质,其作用为抗压;内囊为软质,其作用为无缝防漏,内囊顶部就是外箍顶部,囊体外围自然垂贴于外箍内侧,只是内囊上部周围一圈与外箍上部周围一圈固定粘接成一体,内囊底部一圈与固定台板周围上的平面一圈固定粘接在一起,固定台板内囊下面的支撑结构,固定台板底部在缸体圆周中部与缸体封闭连接,固定台板内为半弧形,半弧形端口为刀刃状,在此处将内囊与外箍隔开,内囊下部在运动伸缩中于半弧内伸时形成垂体展面,缩时形成皱折,设高压阀和低压阀互为开关状态连通外面相应机构,连通方式为:高压阀连通临时储气仓,低压阀连通进气仓,临时储气仓与储气罐相连,相连之间设高压气门,高压气门与高压阀为同一性质器件,即气体压缩到预定值时将其打开,使气体灌注到另一容器,具体就是高压阀打开,内囊内的高压气体灌注到临时储气仓,高压气门打开,临时储气仓内的高压气体灌注到储气罐内,临时储气仓底部设泄水阀,进气仓与进气管相连,进气口设过滤器,外箍底部是敞口,插入缸体与固定台板形成的卡槽内活动,缸体内侧、固定台板外侧设滚珠或滚筒,以减少外箍上下运动的摩擦阻力。
本发明的压缩空气储存风能装置,丰富了传统的储能概念,将传统的储能概念内涵扩大到储存风能,而不仅仅是储电。扩大了风能的利用范围,即使是非3-----5级的常年稳定风,也可以采集收储在压缩空气里,待机转化为电力。
本发明压缩空气储存风能的装置,通过采用风轮结构和外接储气罐的方式,可以让自然界的普遍风力收储两便,充分得到利用,这样一来,只要有风,不论其是零散的还是持续稳定的,不管其时断时续、忽大忽小,都能将其变成压缩空气,用于发电。
需要强调的是,加工生产压缩空气的机械结构,形式多种多样,本发明用其收储风能,不可能对其一一详尽,但凡采用风轮替代电机作主动器件的,都应在本发明保护范围。
本发明压缩空气储存风能的装署,由于利用风力资源可以因地制宜,就地取材,加工厂根据条件可大可小,用该装置加工生产的压缩空气发电,甚至可以不需架设高空电线(缆)进行电力输送,只需将压缩空气用管道输送或者装罐运输到用电目的地发电(与现行运煤、输气、输油的方式类似)即可,投资小,见效快,成本会大大低于现行风力发电运行的费用,终端用户电价一定十分低廉,具有非常强的市场竞争力,对于改变可再生清洁能源在电力结构中占比过小会有较大的贡献。
附图说明:
图1是本发明压缩空气储存风能的平面结构示意图。
具体实施方式
以下结合上述附图,对本发明压缩空气储存风能的装置作进一步的叙述。
本发明的压缩空气储存风能装置,包括现有各种加工生产压缩空气的通用机械中的一般基本部件结构和原理,《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》的整体结构,其特征在于:风轮26的轮轴25与变速轮24相连,变速轮24与曲柄23相连,曲柄23与空气压缩机的活塞1相连。风轮26带动轮轴25,轮轴25带动变速轮24,变速轮24为省力变速轮,变速轮24带动曲柄23,曲柄23带动活塞1,活塞是《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》整体结构上的一个部件,是对空气施以压力的重物体,重量根据需要设置。通过曲柄23,将《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》整体结构与采集风力的机构装置——风轮26、轮轴25、变轴轮24连接起来。
本发明的压缩空气储存风能装置,设塔杆27支撑风轮26,风轮26为常规迎风转向的风轮,以便随风向变动而迎风转动。
本发明的压缩空气储存风能装置,《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》内的高压阀21和低压阀22是一开一关的互动结构,其他结构为:缸体9为圆型,相当于传统空压机的缸体,在缸体9内设外箍3罩着内囊4,外箍3顶部连接活塞1底部,外箍3和内囊4随活塞运动,外箍3及内囊连着活塞1相当于传统空压机的活塞,外箍3是硬质,其作用为抗压;内囊4为软质,其作用为无缝防漏,内囊4顶部就是外箍3顶部,囊体4外围自然垂贴于外箍3内侧,只是内囊4上部周围一圈与外箍3上部周围一圈固定粘接成一体,内囊4底部一圈与固定台板7周围上的平面20一圈固定粘接在一起,固定台板7是内囊4下面的支撑结构,固定台板7底部在缸体9圆周中部与缸体9封闭连接,固定台板7内为半弧形,半弧形端口5为刀刃状,在此处将内囊4与外箍3隔开,内囊4下部在运动伸缩中于半弧内伸时形成垂体展面,缩时形成皱折6,设高压阀21和低压阀22互为开关状态连通外面相应机构,连通方式为:高压阀21连通临时储气仓10,低压阀22连通进气仓17,临时储气仓10与储气罐12相连,相连之间设高压气门11,高压气门11与高压阀21为同一性质器件,即气体压缩到预定值时将其打开,使气体灌注到另一容器内,具体就是高压阀21打开,内囊内的高压气体灌注到临时储气仓10内,高压气门11打开,临时储气仓10内的高压气体灌注到储气罐12内,临时储气仓10底部设泄水阀13,进气仓17与进气管18相连,进气口设过滤器19,外箍3底部是敞口,插入缸体9与固定台板7形成的卡槽8内活动,缸体9内侧、固定台板7外侧设滚珠或滚筒2,以减少外箍3上下运动的摩擦阻力。
其中,装置所涉的阀门均是电子阀门,实施中,需根据实际需要设置具体参数。
工作时,风轮26迎风转动,带动轮轴25转动,轮轴25带动变速轮24转动,变速轮24带动曲柄23转动,曲柄23带动活塞1作上下运动,活塞1向上运动时,将外箍3及内囊4提升,内囊4底部成展开状态,同时低压阀22打开,高压阀21关闭,经过过滤后的空气由进气仓17进入内囊4;活塞向下运动时,低压阀22关闭,外箍3和内囊4随着向下运动,利用活塞1的重量对内囊4里的空气施行挤压,达到预定指标,高压阀21打开,压缩后的气体进入临时储气仓10,水份沉于仓底,待临时储气仓10内高压气体达到指标,高压气门11打开,高压气体进入储气罐12,直至储气罐12注满。其间,高压阀21和高压气门11同时关闭时,泄水阀13打开泄水,并在高压门阀21再次打开前关闭,其压力承受度高于高压气门。另外,活塞1挤压内囊4内气体的过程,犹如皮球打气,是随风力进行的,变速轮24省力系数、活塞1重量、高压气体压力等参均根据现场风力而定。

Claims (3)

1.一种压缩空气储存风能装置,包括现有各种加工生产压缩空气的通用机械中的一般基本部件的结构原理和《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》的整体结构,其特征在于:风轮的轴轮与变速轮相连,变速轮与曲柄相连,曲柄与空气压缩机的活塞相连。
2.根据权利要求1所述的压缩空气储存风能装置,共特征在于:塔杆支撑风轮。
3.根据权利要求1所述的压缩空气储存风能装置,《往复式空气压缩机的全封闭一体活动压缩腔》内的高压阀和低压阀是一开一关的互动结构。
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