CN213899174U - 利用压缩空气储存风能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用压缩空气储存风能的装置，它包括塔杆、风轮、轮轴、变速轮、曲柄、活塞以及在机体内设内缸，内缸内衬置内囊，在机体内分别设置用隔断隔开的临时储气仓和进气仓与压缩腔相连，压缩腔与进气仓相连之间设进气阀，压缩腔与临时储气仓相连之间设高压阀，进气仓外接进气管，进气管的进气处设过滤器，临时储气仓通过连接阀外接储气罐，在临时储气仓的底部设泄水阀，内缸顶部和压缩腔顶部与活塞相连，风轮的轮轴与曲柄相连，曲柄与活塞相连，风轮的轮轴与曲柄相连之间设置变速轮。它不仅储能，且扩大了风能的利用范围，即使是非3至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。

Description

利用压缩空气储存风能的装置

技术领域

本实用新型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 201911061700.0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，只是不慎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，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

本实用新型的目的，在于针对上述现实情况，提供一种利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。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，它包括：塔杆、风轮、轮轴、变速轮、曲柄、活塞以及在机体内设内缸，内缸内衬置内囊，内囊的内腔为压缩腔，在机体内分别设置用隔断隔开的临时储气仓和进气仓与压缩腔相连，压缩腔与进气仓相连之间设低压阀，压缩腔与临时储气仓相连之间设高压阀，进气仓外接进气管，进气管的进气处设过滤器，临时储气仓通过连接阀外接储气罐，另外在临时储气仓的底部设泄水阀，内缸顶部和压缩腔顶部与活塞相连，其特征在于：风轮的轮轴与曲柄相连，曲柄与活塞相连，风轮的轮轴与曲柄相连之间设置变速轮。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，活塞是对空气施以压力的重物体，重量根据需要设置，通过曲柄与采集风力的机构——风轮、轴轮、变轴轮连接起来。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，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。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，其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，在缸体内设内缸罩着内囊，内缸顶部连接活塞底部，内缸和内囊随活塞运动，内缸及内囊连着活塞相当于传统空压机的活塞，内缸是硬质，其作用为抗压；内囊为软质，其作用为无缝防漏，内囊顶部就是内缸顶部，囊体外围自然垂贴于内缸内侧，只是内囊上部周围一圈与内缸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，在此处将内囊与内缸隔开，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，相连之间设连接阀，连接阀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，连接阀打开，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，内缸底部是敞口，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，以减少内缸上下运动的摩擦阻力。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，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至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。

本实用新型的利用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，本实用新型用其收储风能，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，都应在本实用新型保护范围内。

本实用新型的利用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，是本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置的平面结构 (示意)图。

具体实施方式

以下结合上述附图，对本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置作进一步的叙述。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，它包括：塔杆27、风轮26、轮轴25、变速轮24、曲柄23、活塞1以及在机体9内设内缸3，内缸3内衬置内囊4，内囊4的内腔为压缩腔16，在机体9内分别设置用隔断14隔开的临时储气仓10和进气仓17与压缩腔16相连，压缩腔16与进气仓17相连之间设低压阀22，压缩腔16与临时储气仓 10相连之间设高压阀21，进气仓17外接进气管18，进气管18的进气处设过滤器19，临时储气仓10通过连接阀11外接储气罐12，另外在临时储气仓10的底部设泄水阀13，内缸3顶部和压缩腔16顶部与活塞1相连，其特征在于：风轮26的轮轴25与曲柄23相连，曲柄 23与活塞1相连，风轮26的轮轴25与曲柄23相连之间设置变速轮 24。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1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与采集风力的机构——风轮26、轮轴25、变轴轮24连接起来。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，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。

本实用新型的利用压缩空气储存风能的装置，其高压阀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内设内缸3罩着内囊4，内缸3顶部连接活塞1底部，内缸3和内囊4随活塞1运动，内缸3及内囊4连着活塞1 相当于传统空压机的活塞，内缸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顶部就是内缸3顶部，囊体外围自然垂贴于内缸3内侧，只是内囊4上部周围一圈与内缸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的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与内缸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，相连之间设连接阀11，连接阀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4内的高压气体灌注到临时储气仓10内，连接阀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，内缸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，以减少内缸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，将内缸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1向下运动时，低压阀22关闭，内缸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，连接阀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 和连接阀11同时关闭时，泄水阀13打开泄水，并在高压阀21再次打开前关闭，其压力承受度高于连接阀11。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、高压气体压力等参数均根据现场风力而定。

Claims (1)

1.一种利用压缩空气储存风能的装置，它包括：塔杆(27)、风轮(26)、轮轴(25)、变速轮(24)、曲柄(23)、活塞(1)以及在机体(9)内设内缸(3)，内缸(3)内衬置内囊(4)，内囊(4)的内腔为压缩腔(16)，在机体(9)内分别设置用隔断(14)隔开的临时储气仓(10)和进气仓(17)与压缩腔(16)相连，压缩腔(16)与进气仓(17)相连之间设低压阀(22)，压缩腔(16)与临时储气仓(10)相连之间设高压阀(21)，进气仓(17)外接进气管(18)，进气管(18)的进气处设过滤器(19)，临时储气仓(10)通过连接阀(11)外接储气罐(12)，另外在临时储气仓(10)的底部设泄水阀(13)，内缸(3)顶部和压缩腔(16)顶部与活塞(1)相连，其特征在于：风轮(26)的轮轴(25)与曲柄(23)相连，曲柄(23)与活塞(1)相连，风轮(26)的轮轴(25)与曲柄(23)相连之间设置变速轮(24)。

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