CN116404802B - 一种双飞轮嵌套式储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双飞轮嵌套式储能装置，涉及飞轮储能技术领域，包括储能组件、底板、储存箱、气缸，还包括加压组件、降温组件，通过设置加压组件，依靠飞轮转动的动力作为动力源，将二氧化碳气体进行加压，做好降温准备；通过设置降温组件，能够将二氧化碳均匀喷涂至储能装置温度较高的部位实现快速自动降温，保证设备的正常运行，延长设备的使用寿命；通过设置加压组件，能够自动快速脱离储能装置，降低对储能装置的能量消耗，提高储能的效率；适用于对装置储能过程和释放能量过程的温度控制，其适用范围更加广泛。
Description
技术领域
本发明涉及飞轮储能技术领域，具体为一种双飞轮嵌套式储能装置。
背景技术
双飞轮嵌套式储能装置是一种高效的能量储存系统，它使用两个或多个飞轮嵌套在一起，通过转动和转速的变化来存储和释放能量。现有技术中，避免飞轮受到较多阻力，因此将飞轮和电机设置在真空环境中；在真空环境中，热量传播的方式会有所不同。在常规的气体介质中，热量的传播主要通过热传导、对流和辐射来实现；然而，在真空环境中，热传导和对流这两种传热方式几乎不存在，因为没有气体或液体分子作为传热介质；因此，在真空环境中，辐射传热的效果会较慢，热量传播的速度较低；因此就会导致电机以及轴承处的热量难以散发，进而减少电机和轴承的使用寿命。
公开号为CN106992626A的发明专利公开了一种双支承磁悬浮飞轮储能装置，包括磁悬浮飞轮储能装置、上支撑板、下支撑板、真空室，磁悬浮飞轮储能装置、上支撑板、下支撑板位于真空室的内部；上支撑板和下支撑板一端与真空室联接，另一端与磁悬浮飞轮储能装置联接。
上述现有技术方案存在的不足之处在于：该现有技术，将磁悬浮飞轮储能装置、上支撑板、下支撑板以及电机设置在真空室的内部，由于真空环境中热量散发速度较慢，没有设置相应的降温装置，容易导致设备温度过高，损坏设备，减少设备的使用寿命；该装置无法实现在释放能量以及储存能量过程中对温度的控制。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所使用的技术方案是：一种双飞轮嵌套式储能装置，包括储能组件、底板、储存箱、气缸，还包括加压组件、降温组件，所述加压组件转动设置在底板上，所述加压组件驱动降温组件工作，所述降温组件转动设置在底板上，储能组件固定设置在底板上；所述加压组件包括转动设置在底板上的加压齿轮一、加压齿轮四、加压齿轮二、加压齿轮三，所述加压齿轮一上固定设置有加压齿轮四，所述加压齿轮四与加压齿轮二啮合，所述加压齿轮二上固定设置有加压齿轮三，所述加压齿轮三与滑动设置在底板上的加压齿条啮合；所述加压齿条一端固定设置有加压弹簧一，加压弹簧一另一端固定设置在底板上；所述加压齿轮一与转动设置在加压滑动轴内的加压蜗杆啮合，加压蜗杆两端分别固定设置有加压锥形轮一、加压轮，加压滑动轴滑动设置在底板上，加压齿条的另一端与加压滑动轴滑动配合，加压滑动轴上固定设置有加压固定环，加压固定环上转动设置有加压转动轴，加压转动轴一端固定设置有加压锥形轮三；加压转动轴另一端与加压锥形轮二摩擦配合，加压锥形轮二固定设置在储能飞轮二上；加压锥形轮一与加压锥形轮二摩擦配合。
进一步的，所述加压固定环上滑动设置有加压转动杆，所述加压转动杆转动设置在底板上，所述加压转动杆上固定设置有加压弹簧二，所述加压弹簧二另一端固定设置在底板上。
进一步的，所述加压轮转动设置在加压外壳内，加压外壳固定设置在加压滑动轴上，加压锥形轮三与转动设置在底板上的加压锥形轮四摩擦配合，加压外壳与储能温控环之间设置有软管，加压外壳与储存箱之间通过导管接通，加压外壳与降温滑板之间通过软管接通。
进一步的，所述降温组件包括转动设置在底板上的降温连杆一，降温连杆一通过降温传动带连接在加压锥形轮四上，降温连杆一上转动设置有降温齿圈、降温齿轮，降温齿轮与降温齿圈内齿圈啮合。
进一步的，所述降温齿轮上固定设置有降温连杆二，所述降温连杆二上转动设置有降温滑块，降温滑块滑动设置在降温滑板内，降温滑板滑动设置在底板上，降温齿圈外圈与转动设置在底板上的降温调节杆啮合。
进一步的，所述降温滑板上固定设置有降温拨动块一、降温拨动块二，降温滑板上设置有气体喷头，降温拨动块一、降温拨动块二与转动设置在储能外壳上的储能温控环滑动配合。
进一步的，所述加压锥形轮三上半径小的一侧设置在加压转动轴上，所述加压锥形轮一上半径大的一侧设置在加压蜗杆上，所述加压锥形轮二上半径大的一侧设置在储能飞轮二上。
进一步的，所述降温拨动块一、降温拨动块二垂直于降温滑板的平面与储能温控环滑动配合。
本发明与现有技术相比的有益效果是：1、本发明通过设置加压组件，依靠飞轮转动的动力作为动力源，将二氧化碳气体进行加压，做好降温准备；2、通过设置降温组件，能够将二氧化碳均匀喷涂至储能装置温度较高的部位实现快速自动降温，保证设备的正常运行，延长设备的使用寿命；3、通过设置加压组件，能够自动快速脱离储能装置，降低对储能装置的能量消耗，提高储能的效率；4、适用于对装置储能过程和释放能量过程的温度控制，其适用范围更加广泛。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明正视角度整体结构示意图。
图3为本发明侧视角度整体结构示意图。
图4为本发明局部结构示意图一。
图5为本发明局部结构示意图二。
图6为本发明加压组件局部结构示意图。
图7为本发明降温组件局部结构示意图一。
图8为本发明降温组件局部结构示意图二。
图9为本发明降温组件局部结构示意图三。
图10为本发明降温组件局部结构示意图四。
图11为本发明储能组件局部剖视图。
图12为本发明储能组件局部结构示意图。
图13为本发明底板局部结构示意图。
附图标记：1-加压组件；2-降温组件；3-储能组件；4-底板；5-储存箱；6-气缸；101-加压锥形轮一；102-加压锥形轮二；103-加压蜗杆；104-加压转动轴；105-加压滑动轴；106-加压轮；107-加压齿轮一；108-加压齿轮二；109-加压齿轮三；110-加压齿轮四；111-加压齿条；112-加压弹簧一；113-加压固定环；114-加压转动杆；115-加压锥形轮三；116-加压弹簧二；117-加压锥形轮四；118-加压外壳；201-降温调节杆；202-降温齿圈；203-降温连杆一；204-降温齿轮；205-降温连杆二；206-降温滑块；207-降温传动带；208-降温滑板；209-降温拨动块一；210-降温拨动块二；301-储能外壳；302-储能电机；303-储能飞轮一；304-储能飞轮二；305-储能温控环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图13所示，一种双飞轮嵌套式储能装置，包括加压组件1、降温组件2、储能组件3、底板4、储存箱5、气缸6，加压组件1转动设置在底板4上，加压组件1驱动降温组件2工作，降温组件2转动设置在底板4上，储能组件3固定设置在底板4上，储存箱5固定设置在底板4上，气缸6固定设置在底板4上，气缸6的另一侧与加压外壳118活动配合。
加压组件1包括转动设置在底板4上的加压齿轮一107、加压齿轮四110、加压齿轮二108、加压齿轮三109，加压齿轮一107上固定设置有加压齿轮四110，加压齿轮四110与加压齿轮二108啮合，加压齿轮二108上固定设置有加压齿轮三109，加压齿轮三109与滑动设置在底板4上的加压齿条111啮合；加压齿条111一端固定设置有加压弹簧一112，加压弹簧一112另一端固定设置在底板4上；加压齿轮一107与转动设置在加压滑动轴105内的加压蜗杆103啮合，加压蜗杆103两端分别固定设置有加压锥形轮一101、加压轮106，加压滑动轴105滑动设置在底板4上，加压齿条111的另一端与加压滑动轴105滑动配合，加压滑动轴105上固定设置有加压固定环113，加压固定环113上转动设置有加压转动轴104，加压转动轴104一端固定设置有加压锥形轮三115；加压转动轴104另一端与加压锥形轮二102摩擦配合，加压锥形轮二102固定设置在储能飞轮二304上；加压锥形轮一101与加压锥形轮二102摩擦配合。
加压固定环113上滑动设置有加压转动杆114，加压转动杆114转动设置在底板4上，加压转动杆114上固定设置有加压弹簧二116，加压弹簧二116另一端固定设置在底板4上。
加压轮106转动设置在加压外壳118内，加压外壳118固定设置在加压滑动轴105上，加压锥形轮三115与转动设置在底板4上的加压锥形轮四117摩擦配合，加压外壳118与储能温控环305之间设置有软管，加压外壳118与储存箱5之间通过导管接通，加压外壳118与降温滑板208之间通过软管接通；加压锥形轮三115上半径小的一侧设置在加压转动轴104上，加压锥形轮一101上半径大的一侧设置在加压蜗杆103上，加压锥形轮二102上半径大的一侧设置在储能飞轮二304上。
降温组件2包括转动设置在底板4上的降温连杆一203，降温连杆一203通过降温传动带207连接在加压锥形轮四117上，降温连杆一203上转动设置有降温齿圈202、降温齿轮204，降温齿轮204与降温齿圈202内齿圈啮合；降温齿轮204上固定设置有降温连杆二205，降温连杆二205上转动设置有降温滑块206，降温滑块206滑动设置在降温滑板208内，降温滑板208滑动设置在底板4上，降温齿圈202外圈与转动设置在底板4上的降温调节杆201啮合；降温调节杆201限制降温齿圈202的位置；降温滑板208上固定设置有降温拨动块一209、降温拨动块二210，降温滑板208上设置有气体喷头，降温拨动块一209、降温拨动块二210与转动设置在储能外壳301上的储能温控环305滑动配合；降温拨动块一209、降温拨动块二210垂直于降温滑板208的平面与储能温控环305滑动配合。
储能组件3包括固定设置在底板4上的储能外壳301，储能外壳301内固定设置有储能电机302，储能电机302的输出轴上固定设置有储能飞轮一303、储能飞轮二304，储能飞轮一303、储能飞轮二304转动设置在储能外壳301内，储能温控环305转动设置在储能外壳301的中间位置。
储存箱5内储存有液态的二氧化碳气体。
本发明公开的一种双飞轮嵌套式储能装置，其工作原理为：储能电机302带动储能飞轮一303、储能飞轮二304进行储能，当温度监测装置发现储能电机302外侧温度过高时，发送指令使得气缸6推动加压外壳118、加压滑动轴105向左滑动，当加压滑动轴105移动到预定位置时，气缸6退回初始位置；加压滑动轴105向左滑动时，使得加压转动杆114逆时针转动，拉伸加压弹簧二116；此时在加压弹簧一112的作用下使得加压齿条111卡紧加压滑动轴105上的凹槽处，限制住加压滑动轴105的位置，进而使得加压锥形轮一101与加压锥形轮二102贴合，加压锥形轮三115与加压锥形轮四117贴合，加压转动轴104与加压锥形轮二102贴合，如图6所示；此时储能转动的储能飞轮二304通过摩擦带动加压锥形轮二102转动，加压锥形轮二102转动通过摩擦配合带动加压锥形轮一101、加压转动轴104。
加压锥形轮一101带动加压蜗杆103进而带动加压轮106转动，加压轮106转动将储存箱5内的二氧化碳加压，通过管道输送至储能温控环305和降温滑板208上。
加压转动轴104转动带动加压锥形轮三115，加压锥形轮三115转动通过摩擦带动加压锥形轮四117，加压锥形轮四117通过降温传动带207带动降温连杆一203，降温连杆一203与降温齿圈202啮合带动降温连杆二205，降温连杆二205带动降温滑块206在降温滑板208上滑动，竖直方向上降温滑块206在降温滑板208上的环形框内滑动；横向时降温滑块206推动降温滑板208横向滑动，降温滑板208横向滑动时，将二氧化碳通过降温滑板208上的喷头，均匀喷洒至储能外壳301的外表面进行散热；同时，降温滑板208上设置的降温拨动块一209、降温拨动块二210与储能温控环305上的圆柱滑动配合，拨动储能温控环305沿储能外壳301的圆心往复转动，使得储能温控环305上设置的喷头，能将二氧化碳均匀喷洒至储能电机302外侧，即储能外壳301的其余表面上，达到降温的目的。
加压锥形轮一101带动加压蜗杆103继续转动，加压蜗杆103与加压齿轮一107啮合，加压齿轮一107带动加压齿轮四110，加压齿轮四110带动加压齿轮二108，加压齿轮二108带动加压齿轮三109，使得加压齿条111向加压弹簧二116方向滑动，使得加压齿条111卡在加压滑动轴105凹槽处的圆柱脱离凹槽，在加压弹簧二116的作用下使得加压转动杆114顺时针转动，加压转动杆114转动使得加压固定环113带动加压滑动轴105、加压转动轴104滑动进而使得加压锥形轮一101脱离加压锥形轮二102，加压转动轴104脱离加压锥形轮二102，此时加压轮106停止转动，停止对二氧化碳的加压，加压锥形轮四117也停止转动，加压锥形轮四117停止使得降温组件2停止工作，完成一次降温操作。
当储能电机302的温度再次升高时，重复以上步骤完成降温。
Claims (8)
1.一种双飞轮嵌套式储能装置，包括储能组件（3）、底板（4）、储存箱（5）、气缸（6），其特征在于：还包括加压组件（1）、降温组件（2），所述加压组件（1）转动设置在底板（4）上，所述加压组件（1）驱动降温组件（2）工作，所述降温组件（2）转动设置在底板（4）上，储能组件（3）固定设置在底板（4）上；所述加压组件（1）包括转动设置在底板（4）上的加压齿轮一（107）、加压齿轮四（110）、加压齿轮二（108）、加压齿轮三（109），所述加压齿轮一（107）上固定设置有加压齿轮四（110），所述加压齿轮四（110）与加压齿轮二（108）啮合，所述加压齿轮二（108）上固定设置有加压齿轮三（109），所述加压齿轮三（109）与滑动设置在底板（4）上的加压齿条（111）啮合；所述加压齿条（111）一端固定设置有加压弹簧一（112），加压弹簧一（112）另一端固定设置在底板（4）上；所述加压齿轮一（107）与转动设置在加压滑动轴（105）内的加压蜗杆（103）啮合，加压蜗杆（103）两端分别固定设置有加压锥形轮一（101）、加压轮（106），加压滑动轴（105）滑动设置在底板（4）上，加压齿条（111）的另一端与加压滑动轴（105）滑动配合，加压滑动轴（105）上固定设置有加压固定环（113），加压固定环（113）上转动设置有加压转动轴（104），加压转动轴（104）一端固定设置有加压锥形轮三（115）；加压转动轴（104）另一端与加压锥形轮二（102）摩擦配合，加压锥形轮二（102）固定设置在储能飞轮二（304）上；加压锥形轮一（101）与加压锥形轮二（102）摩擦配合。
2.根据权利要求1所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述加压固定环（113）上滑动设置有加压转动杆（114），所述加压转动杆（114）转动设置在底板（4）上，所述加压转动杆（114）上固定设置有加压弹簧二（116），所述加压弹簧二（116）另一端固定设置在底板（4）上。
3.根据权利要求2所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述加压轮（106）转动设置在加压外壳（118）内，加压外壳（118）固定设置在加压滑动轴（105）上，加压锥形轮三（115）与转动设置在底板（4）上的加压锥形轮四（117）摩擦配合，加压外壳（118）与储能温控环（305）之间设置有软管，加压外壳（118）与储存箱（5）之间通过导管接通，加压外壳（118）与降温滑板（208）之间通过软管接通。
4.根据权利要求3所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述降温组件（2）包括转动设置在底板（4）上的降温连杆一（203），降温连杆一（203）通过降温传动带（207）连接在加压锥形轮四（117）上，降温连杆一（203）上转动设置有降温齿圈（202）、降温齿轮（204），降温齿轮（204）与降温齿圈（202）内齿圈啮合。
5.根据权利要求4所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述降温齿轮（204）上固定设置有降温连杆二（205），所述降温连杆二（205）上转动设置有降温滑块（206），降温滑块（206）滑动设置在降温滑板（208）内，降温滑板（208）滑动设置在底板（4）上，降温齿圈（202）外圈与转动设置在底板（4）上的降温调节杆（201）啮合。
6.根据权利要求5所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述降温滑板（208）上固定设置有降温拨动块一（209）、降温拨动块二（210），降温滑板（208）上设置有气体喷头，降温拨动块一（209）、降温拨动块二（210）与转动设置在储能外壳（301）上的储能温控环（305）滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述加压锥形轮三（115）上半径小的一侧设置在加压转动轴（104）上，所述加压锥形轮一（101）上半径大的一侧设置在加压蜗杆（103）上，所述加压锥形轮二（102）上半径大的一侧设置在储能飞轮二（304）上。
8.根据权利要求7所述的一种双飞轮嵌套式储能装置，其特征在于：所述降温拨动块一（209）、降温拨动块二（210）垂直于降温滑板（208）的平面与储能温控环（305）滑动配合。
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