ES2468640A1

ES2468640A1 - Rotary mechanical-energy storage unit

Info

Publication number: ES2468640A1
Application number: ES201201133A
Authority: ES
Inventors: Emilio Cruz Barbosa
Original assignee: Cruz Y Bomant S L; CRUZ Y BOMANT SL
Current assignee: Cruz Y Bomant S L; CRUZ Y BOMANT SL
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-06-16
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: ES2468640B1; WO2014076328A1

Abstract

The invention relates to a rotary mechanical-energy storage unit that employs multiple coil springs made from tempered steel strips. Each of the coils can withstand a large non-permanent deformation caused by an external load, with a high degree of resilience, absorbing energy in the elastic zone thereof. The manner in which the multiple coil springs are connected successively allows a large amount of energy to be stored by combining the loads absorbed by each of the coils and continuing to subject same to non-permanent elastic deformation. The mechanical energy to be stored is loaded and released in a controlled manner by means of the rotation of two ring gears meshed with endless screws actuated by two direct current motors.

Description

ALMACENADOR DE ENERGÍA MECÁNICA DE ROTACiÓN ROTATING MECHANICAL ENERGY STORAGE

Sector técnico de la invención La invención se engloba dentro de los sistemas para acumular energía, más concretamente dentro de los sistemas que almacenan energía mecánica, y más específicamente se refiere a un almacenador de energía mecánica de rotación mediante múltiples resortes en espiral. Cada una de las espirales puede soportar una gran deformación no permanente por efecto de una carga externa con un alto grado de resiliencia, absorbiendo energía en su zona elástica. La disposición de unión sucesiva de los múltiples resortes en espiral permite la acumulación de gran
cantidad de energía al sumar las cargas absorbidas por cada una de las espirales y mantenerse forzadas a deformación elástica no permanente. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention is encompassed within systems for accumulating energy, more specifically within systems that store mechanical energy, and more specifically refers to a mechanical energy storage of rotation by means of multiple spiral springs. Each of the spirals can withstand a large non-permanent deformation due to an external load with a high degree of resilience, absorbing energy in its elastic zone. The successive joining arrangement of the multiple spiral springs allows the accumulation of large
amount of energy by adding the charges absorbed by each of the spirals and being forced to non-permanent elastic deformation.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN El aprovechamiento de las fuentes de energías renovables para autoabastecimiento energético suficiente según las necesidades actuales del consumo, principalmente eléctrico, cuenta con el inconveniente de aportación arbitraria en espacio-tiempo, cantidad y calidad de estas energías naturales, provocando casi siempre un desencuentro entre oferta y demanda energética. Para el usuario de estas energías es necesario, no solo aplicar tecnologías para aprovecharlas directamente, sino adecuarlas, mediante subsistemas de almacenamiento, para disponer de estas fuentes de energía controladamente y utilizarlas eficientemente según sus necesidades. Es sabido que para el almacenamiento de la energía hidráulica se emplean presas
para embalsar agua que se descarga como energía potencial sobre turbinas en la base del salto de agua a requerimiento controlado de la demanda de energía. Una nueva forma de almacenamiento de la energía solar térmica se aplica en las grandes plantas de colectores solares cilindro-parabólicos y las de centrales de torre. El almacenamiento en estas instalaciones se realiza mediante grandes depósitos de sales fundidas por sofisticados intercambios de calor. El interés actual por el autoabastecimiento de energía eléctrica con paneles fotovoltaicos en viviendas unifamiliares y asentamientos aislados ha generado una gran oferta de equipos acumuladores de energía que almacenen la energía producida en los espacios de tiempo impredecibles en que la radiación solar es elevada y que, normalmente, no coincide con los momentos de demanda de energía eléctrica de los usuarios de la instalación. BACKGROUND OF THE INVENTION The use of renewable energy sources for sufficient self-sufficiency according to the current needs of consumption, mainly electricity, has the disadvantage of arbitrary contribution in space-time, quantity and quality of these natural energies, almost always causing disagreement between energy supply and demand. For the user of these energies it is necessary, not only to apply technologies to take advantage of them directly, but to adapt them, through storage subsystems, to dispose of these energy sources in a controlled manner and use them efficiently according to their needs. It is known that dams are used for the storage of hydraulic energy
to dam water that is discharged as potential energy on turbines at the base of the water jump at a controlled demand for energy demand. A new form of thermal solar energy storage is applied in large parabolic trough solar collector plants and tower power plants. Storage in these facilities is carried out by large deposits of molten salts by sophisticated heat exchanges. The current interest in self-sufficiency of electrical energy with photovoltaic panels in single-family homes and isolated settlements has generated a great supply of energy storage equipment that stores the energy produced in unpredictable time periods in which solar radiation is high and that, normally , does not coincide with the moments of demand of electrical energy of the users of the installation.

Los sistemas desarrollados para satisfacer controladamente las necesidades de abastecimiento eléctrico se han basado casi exclusivamente en baterías acumuladoras electroqu�micas. No obstante, estos sistemas de acumulación de energía presentan serios inconvenientes: los elevados costes actuales de los acumuladores necesarios para garantizar un suministro ajustado a las necesidades de consumo eléctrico convencional unido a los periodos reducidos de correcta utilidad en los que han de ser amortizados, cuestionan si vale o no la pena almacenar la energía eléctrica obtenida en una instalación fotovoltaica autónoma. Otra manera de almacenamiento de energía mecánica de rotación en fase avanzada de desarrollo se basa en la acumulación mediante volantes de inercia. Estos sistemas permiten prolongar un tiempo la carga energética por rotación acumulada previamente en pesados y exigentemente equilibrados volantes. Sin embargo, los sistemas de acumulación de energía mediante volantes de inercia también presentan considerables inconvenientes como requerir volantes de inercia pesados y con un nivel de tolerancia en el equilibrado muy exigente. La invención descrita a continuación soluciona estos problemas proporcionando un sistema para almacenar energía que tiene unos costes de fabricación, montaje y de amortización inferiores a los de los sistemas conocidos. La invención se basa en almacenar la energía mecánica giratoria proporcionada por un motor eléctrico, que puede ser alimentado directamente por una instalación fotovoltaica, capaz de deformar elásticamente y no permanentemente resortes en espiral. La invención que comprende múltiples resortes en espiral conectados entre s� sobre una estructura giratoria, es capaz de almacenar una considerable cantidad de energía mecánica de rotación que puede contenerse o descargarse controladamente y generar energía eléctrica mediante un alternador. Estos equipos no est�n limitados a tamaños para instalaciones unifamiliares, pudiendo construirse de gran tamaño y distribuirse como subsistemas de almacenamiento en grandes plantas fotovoltaicas. Una de sus ventajas frente a otras tecnologías para el almacenamiento es su prolongada eficiencia para su amortización durante un periodo que se estima superior al de la propia instalación captadora de energía. Systems developed to control the electricity supply needs in a controlled manner have been based almost exclusively on electrochemical accumulator batteries. However, these energy accumulation systems have serious drawbacks: the high current costs of the accumulators necessary to guarantee a supply adjusted to the needs of conventional electricity consumption together with the reduced periods of correct utility in which they have to be amortized, question whether or not it is worth storing the electrical energy obtained in an autonomous photovoltaic installation. Another way of storing mechanical energy of rotation in the advanced stage of development is based on the accumulation by means of flywheels. These systems allow the energy load to be prolonged by rotation previously accumulated in heavy and demanding balanced steering wheels. However, energy accumulation systems using flywheels also have considerable disadvantages such as requiring heavy flywheels and a very demanding level of tolerance in balancing. The invention described below solves these problems by providing a system for storing energy that has manufacturing, assembly and amortization costs lower than those of known systems. The invention is based on storing the rotating mechanical energy provided by an electric motor, which can be fed directly by a photovoltaic installation, capable of elastically deforming and not permanently spiral springs. The invention, comprising multiple spiral springs connected to one another on a rotating structure, is capable of storing a considerable amount of rotating mechanical energy that can be contained or discharged in a controlled manner and generating electrical energy by means of an alternator. These equipments are not limited to sizes for single-family installations, being able to be built large and distributed as storage subsystems in large photovoltaic plants. One of its advantages over other storage technologies is its prolonged efficiency for amortization over a period that is estimated to be higher than the energy capture facility itself.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

La invención se refiere a un almacenador de energía mecánica de rotación como el definido en el juego de reivindicaciones. The invention relates to a mechanical rotation energy store as defined in the set of claims.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para una mejor comprensión de cuanto se describe en la presente memoria se For a better understanding of how much is described herein,

acompa�an unos dibujos en los que, tan sólo a título de ejemplo, en la figura 1 se accompanied by drawings in which, by way of example only, in figure 1,

representan seccionadas las partes determinantes del funcionamiento correcto del they represent sectioned the determining parts of the correct operation of the

mecanismo almacenador. storage mechanism

En la figura 2 se ha dibujado la unión sucesiva de 6 espirales típicas convencionales In Figure 2 the successive union of 6 conventional typical spirals has been drawn

S S: (7S, 7'S), solamente, con el fin de facilitar la descripción del montaje con arrollamiento (7S, 7'S), only, in order to facilitate the description of the assembly with winding

en sentido contrario entre espirales contiguas y unidas entre s�, alternativamente, por in the opposite direction between adjacent and joined spirals, alternatively, by

los extremos opuestos, de mayor o menor diámetro, sobre los anillos periféricos the opposite ends, of greater or lesser diameter, on the peripheral rings

giratorios (8, 8') Y los anillos centrales giratorios (6, 6') del conjunto móvil del rotating (8, 8 ') and the rotating central rings (6, 6') of the mobile assembly of the

mecanismo. En cada anillo independiente, unos exteriores (8, 8') Y otros centrales (6, mechanism. In each independent ring, some outer (8, 8 ') and other central (6,

10 10: 6'), se fija solidaria la unión entre las espirales (7S, 7'S). 6 '), the joint between the spirals (7S, 7'S) is fixed in solidarity.

La figura 3 muestra una interpretación figurada de una sección completa del Figure 3 shows a figurative interpretation of a complete section of the

almacenador descargado al mantener todas las espirales (7S, 7'S) sin deformaciones unloaded storage when keeping all spirals (7S, 7'S) without deformations

el�sticas y ubicadas interiormente dentro de los anillos exteriores (8, 8') del elastic and located inside the outer rings (8, 8 ') of the

mecanismo y separadas por los platos separadores troncoc�nicos (13) para guiarlas e mechanism and separated by the truncated crank plates (13) to guide them and

lS lS: impedir rozamientos entre ellas. prevent friction between them.

La figura 4 muestra una interpretación figurada de una sección completa del Figure 4 shows a figurative interpretation of a complete section of the

almacenador cargado, al mantener todas las espirales con máximas deformaciones Loaded storage, keeping all spirals with maximum deformations

el�sticas no permanentes, ubicadas en su compartimento enrolladas y forzadas sobre non-permanent elastic, located in its compartment rolled and forced on

cada anillo central (6, 6') del mecanismo. each central ring (6, 6 ') of the mechanism.

20 twenty: En las figuras 3 y 4 se ha dibujado un motor de corriente continua (15) en la base del In figures 3 and 4 a direct current motor (15) has been drawn on the base of the

almacenador, otro motor de corriente continua (16) en la parte superior y un pi��n (17) storage, another DC motor (16) at the top and a pinion (17)

y un alternador (18). (Estos motores se han representado para una mejor comprensión and an alternator (18). (These engines have been represented for a better understanding

de la siguiente descripción de las operaciones de carga y descarga de energía en un of the following description of the operations of loading and unloading of energy in a

conjunto almacenador preferido). preferred storage set).

2S 2S: Las referencias: The references:

(1) eje principal (1) main shaft

(2) base (2) base

(3) plancha de cierre (3) closing plate

(4) corona de carga (4) loading crown

30 30: (41) cara de base (41) base face

(42) cara de eje (42) shaft face

(43) prolongación tubular de la corona de carga (4) (43) tubular extension of the loading crown (4)

(5) primer rodamiento axial (5) first axial bearing

(5') segundo rodamiento axial (5 ') second axial bearing

3S 3S: (51) primera cara frontal (51) first front face

(52) (52): segunda cara frontal second front face

(6) (6): primer anillo central giratorio (6') segundo anillo central giratorio first rotating central ring (6 ') second rotating central ring

(7) (7): primer resorte; first spring;

(71) (71): primer extremo interior (7E) primer extremo exterior (7S) primera espiral (1') segundo resorte (TE) segundo extremo exterior (TI) segundo extremo interior (TS) segunda espiral first inner end (7E) first outer end (7S) first spiral (1 ') second spring (TE) second outer end (TI) second inner end (TS) second spiral

(8) (8): primer anillo periférico giratorio; (8') segundo anillo periférico giratorio; first rotating peripheral ring; (8 ') second rotating peripheral ring;

(10) (10): corona de descarga discharge crown

(11) (eleven): tornillo sinfín de descarga worm screw

(12) (12): ruedas guiadas guided wheels

(13) (13): platos separadores troncoc�nicos trunk separating plates

(14) (14): tornillo sinfín de carga auger screw

(15) (fifteen): motor de corriente continua de carga DC motor charging

(16) (16): motor de corriente continua de descarga DC motor discharge

(17) (17): pi��n pi��n

(18) (18): alternador alternator

(23) (2. 3): envoltorio wrapper

DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

Cada resorte (7, 1') en espiral es montado, fijándolo por su extremo exterior (7E, TE), a una cara interior de un anillo exterior de gran diámetro (8). El extremo interior (71, TI) de la espiral (7S, 7'S) se fija sobre una cara exterior de anillo central giratorio (9); el anillo central giratorio (9) est� montado sobre un árbol eje vertical (1). Una segunda espiral (TS) es montada sobre una primera espiral (7S). Este patrón es repetido tantas veces como se desee para obtener un número determinado de resortes. Tanto la carga de energía mecánica a almacenar como la contención o la descarga controlada de la energía acumulada se consiguen mediante dos coronas dentadas de gran diámetro. una corona de carga (4) y una corona de descarga (10) engranadas a sendos tornillos sinfín (14 y (11) Y giratorias sobre cada uno de los extremos del árbol eje principal (1). A la corona de carga (4), en la base del conjunto almacenador, se conecta el primer resorte (7) por el primer extremo interior (71). El otro extremo de la espiral se une al correspondiente extremo de la siguiente espiral. Sucesivamente, unidos todos los resortes del conjunto, y por el extremo opuesto elevado se conecta el extremo libre del último resorte (9) a la corona de descarga (10) situada en la parte mas elevada de la estructura del almacenador. La corona dentada de descarga (10) est� engranada a un tornillo sinfín de descarga Each spiral spring (7, 1 ') is mounted, fixing it at its outer end (7E, TE), to an inner face of a large diameter outer ring (8). The inner end (71, TI) of the spiral (7S, 7'S) is fixed on an outer face of rotating central ring (9); The central rotating ring (9) is mounted on a vertical shaft shaft (1). A second spiral (TS) is mounted on a first spiral (7S). This pattern is repeated as many times as desired to obtain a certain number of springs. Both the mechanical energy load to be stored and the containment or controlled discharge of the accumulated energy are achieved by means of two large diameter toothed crowns. a loading crown (4) and a discharge crown (10) geared to two augers (14 and (11) and rotating on each end of the main shaft shaft (1). To the loading crown (4) , at the base of the storage assembly, the first spring (7) is connected by the first inner end (71) .The other end of the spiral is connected to the corresponding end of the next spiral. and at the opposite end raised the free end of the last spring (9) is connected to the discharge crown (10) located in the highest part of the storage structure The discharge gear crown (10) is engaged to a worm screw

(11) configurado para controlar el giro para la descarga de la energía absorbida y acumulada elásticamente por todos los resortes espirales del conjunto almacenador. Mediante platos separadores troncoc�nicos (13) que pueden ser de chapa fina son compartimentados los espacios determinados para cada resorte (7, 7') espiral, permitiendo los desplazamientos independientes por deformación elástica de los flejes e impidiendo el rozamiento entre espirales contiguas. As�, una realización de la invención se refiere a un almacenador de energía mecánica de rotación que comprende:una pareja de resortes (7, 7') en espiral (7S, 7'S) en torno a un eje central (1), estando la pareja de resorte (7,7') configurada para absorber una deformación elástica no permanente acumulada por efecto de tracción mecánica de carga rotacional Conforme a otras características de la invención: (11) configured to control the rotation for the discharge of absorbed energy and elastically accumulated by all spiral springs of the storage assembly. Through truncated crank plates (13) that can be made of thin sheet metal, they are compartmentalized the determined spaces for each spiral spring (7, 7 '), allowing independent displacements due to elastic deformation of the strips and preventing friction between adjacent spirals. Thus, one embodiment of the invention relates to a mechanical energy store. of rotation comprising: a pair of springs (7, 7 ') in spiral (7S, 7'S) around to a central axis (1), the spring pair (7.7 ') being configured to absorb a non-permanent elastic deformation accumulated by mechanical traction effect of rotational load According to other features of the invention:

2. 2.: El almacenador comprende un mecanismo irreversible (4, 14, 10, 11) conectado con la pareja de resortes (7, 7') configurado para: 2a) permitir una carga (4, 14)/descarga (10, 11) de energía controlada mediante una deformación elástica no permanente de la pareja de resortes (7, 7'); 2b) mantener una energía almacenada en la pareja de resortes (7, 7') impidiendo una descarga no deseada de dicha energía almacenada. The store comprises an irreversible mechanism (4, 14, 10, 11) connected to the pair of springs (7, 7 ') configured to: 2a) allow a load (4, 14) / discharge (10, 11) of energy controlled by a non-permanent elastic deformation of the spring pair (7, 7 '); 2b) maintain an energy stored in the pair of springs (7, 7 ') preventing an unwanted discharge of said stored energy.

3. 3.: El almacenador comprende: 3a) un eje (1): 3b) una corona dentada de carga (4) configurada para girar en torno al eje (1) Y para recibir energía a ser almacenada; 3c) un primer anillo central giratorio (6) configurado para girar en torno al eje (1); 3d) un primer anillo periférico giratorio (8) configurado para girar en torno al eje (1); 3e) un segundo anillo central giratorio (6') configurado para girar en torno al eje (1); 3f) una corona dentada de descarga (10) configurada para girar en torno al eje (1) Y para descargar energía almacenada en la pareja de resortes (7, 7'); donde: 3g) un primer resorte (7) configurado para almacenar energía a ser almacenada proveniente de la corona dentada de carga (4), comprendiendo el primer resorte (7): The store comprises: 3a) one axis (1): 3b) a toothed load crown (4) configured to rotate about the axis (1) Y to receive energy to be stored; 3c) a first rotating center ring (6) configured to rotate about the axis (1); 3d) a first rotating peripheral ring (8) configured to rotate about the axis (1); 3e) a second rotating central ring (6 ') configured to rotate about the axis (1); 3f) a toothed discharge crown (10) configured to rotate about the axis (1) And to discharge energy stored in the pair of springs (7, 7 '); where: 3g) a first spring (7) configured to store energy to be stored from the loading gear ring (4), the first spring (7) comprising:

3g1)un primer extremo interior (71) fijado al primer anillo central giratorio (6); 3g1) a first inner end (71) fixed to the first rotating center ring (6);

3g2)un primer extremo exterior (7E) fijado al primer anillo periférico giratorio (8); 3g3)una primera espiral (78) en un primer sentido entre el primer extremo interior 3g2) a first outer end (7E) fixed to the first rotating peripheral ring (8); 3g3) a first spiral (78) in a first direction between the first inner end

(71) y el primer extremo exterior (7E); 3h) un segundo resorte (7') configurado para almacenar energía a ser almacenada proveniente de la corona dentada de carga (4), comprendiendo el segundo resorte (7'): (71) and the first outer end (7E); 3h) a second spring (7 ') configured to store energy to be stored from the load toothed crown (4), the second spring (7') comprising:

3h1 )un segundo extremo exterior (7'E) fijado al primer anillo perif�ricolgiratorio (8); 3h2)un segundo extremo interior (7'1) fijado al segundo anillo central giratorio (6'); 3h3)una segunda espiral (7'8) en un segundo sentido, contrario al primer sentido, entre el segundo extremo exterior (7'E) y el segundo extremo interior (7'1); 3h1) a second outer end (7'E) fixed to the first peripherally rotating ring (8); 3h2) a second inner end (7'1) fixed to the second rotating center ring (6 '); 3h3) a second spiral (7'8) in a second direction, contrary to the first direction, between the second outer end (7'E) and the second inner end (7'1);

4. El almacenador comprende: 4a) una base (2); 4b) un primer rodamiento axial (5) montado en el eje (1) que comprende: 4. The store includes: 4a) a base (2); 4b) a first axial bearing (5) mounted on the shaft (1) comprising:

4b1) una primera cara frontal (51) apoyada sobre la base (2); 4b1) a first front face (51) resting on the base (2);

4b2) una segunda cara frontal (52) opuesta a la primera cara frontal (51); donde: 4c) el eje (1) est�: 4b2) a second front face (52) opposite the first front face (51); where: 4c) the axis (1) is:

4c1) fijado rígidamente a la base (2); 4c1) rigidly fixed to the base (2);

4d) la corona dentada de carga (4) comprende: 4d1 )una cara de base (41) montada sobre la segunda cara frontal (52) del primer rodamiento axial (5); 4d2) una cara de eje (42) opuesta a la cara de base (41) que comprende; 4d3) una prolongación tubular (43) coaxial con el eje (1); 4d) the loading gear ring (4) comprises: 4d1) a base face (41) mounted on the second front face (52) of the first axial bearing (5); 4d2) an axis face (42) opposite the base face (41) comprising; 4d3) a tubular extension (43) coaxial with the shaft (1);

4e) el primer anillo central giratorio (6) est�: 4e1 )atornillado a la prolongación tubular (43); Este es el punto de inicio de las deformaciones elásticas ocasionadas por la tracción rotacional de la corona dentada de carga (4). 4e) the first rotating central ring (6) is: 4e1) screwed to the tubular extension (43); This is the starting point of the elastic deformations caused by the rotational traction of the loading gear ring (4).

5. El almacenador comprende: 5. The store includes:

5a) un tornillo sinfín de descarga (11): 5a1) engranado a la corona dentada de descarga (10) 5a2)configurado para controlar un giro de la corona dentada de descarga (10) impidiendo un giro de la corona dentada de descarga (10) El efecto técnico de esta característica es evitar una descarga incontrolada de energía acumulada. 5a) a discharge auger screw (11): 5a1) engaged in the discharge gear ring (10) 5a2) configured to control a rotation of the discharge gear ring (10) preventing a rotation of the discharge gear crown (10) ) The technical effect of this feature is to avoid an uncontrolled discharge of accumulated energy.

6 El almacenador comprende: 6a) un tornillo sinfín de carga (14): 6a1) engranado a la corona dentada de carga (4) 6 The magazine comprises: 6a) a loading auger screw (14): 6a1) engaged to the loading gear ring (4)

6a2)configurado para controlar un giro de la corona dentada de carga (4) 6a2) configured to control a rotation of the loading gear ring (4)

transmitiendo mediante un giro a la corona dentada de carga (4) la energía a ser transmitting the energy to be by means of a rotation to the gear ring (4)

almacenada. stored

7. 7.: Los resortes (7, 7') contiguos est�n dispuestos con espirales (7S, 7'S) en sentidos contrarios. The adjacent springs (7, 7 ') are arranged with spirals (7S, 7'S) in opposite directions.

8. 8.: El almacenador comprende una rueda guiada (12) configurada para permitir una rodadura del anillo periférico giratorio (8, 8') sobre la rueda (12). The magazine comprises a guided wheel (12) configured to allow rolling of the rotating peripheral ring (8, 8 ') on the wheel (12).

9. 9.: El almacenador comprende un segundo rodamiento axial (5') configurado para permitir un giro del segundo anillo central giratorio (6') apoyado sobre el segundo rodamiento axial (5'). The magazine comprises a second axial bearing (5 ') configured to allow a rotation of the second rotating central ring (6') supported on the second axial bearing (5 ').

10. 10.: El almacenador comprende una arandela troncoc�nica (13) configurada para proporcionar cavidades separadoras entre resortes (7, 7') contiguos y permitir deslizamientos dirigidos y suaves de las espirales (7S, 7'S) e impedir rozamientos entre las espirales (7S, 7'S) . The store comprises a crankshaft washer (13) configured to provide contiguous spacer cavities between adjacent springs (7, 7 ') and allow directed and smooth sliding of the spirals (7S, 7'S) and prevent friction between the spirals (7S, 7'S) .

11. eleven.: El almacenador comprende: The store comprises:

11a) un alternador (18) configurado para generar corriente eléctrica que comprende: 11 a1) un pi��n (17) engranado en la corona dentada de descarga (10) configurado para girar un eje de un rotor del alternador (18). 11a) an alternator (18) configured to generate electric current comprising: 11 a1) a pinion (17) engaged in the discharge gear ring (10) configured to rotate an axis of an alternator rotor (18).

12. 12.: El almacenador comprende cien resortes (7, 7') de longitud de resorte Lr cada uno, configurados para obtener, con carga completa, una deformación elástica no permanente de 100Lr. The store comprises one hundred springs (7, 7 ') of spring length Lr each, configured to obtain, with full load, an elastic deformation not 100L permanent.

13. 13.: El almacenador comprende: 13a) un envoltorio (23) envolviendo perimetralmente los componentes del almacenador; 13b) una plancha (3) igual a la base (2) configurada para cerrar una porción superior del envoltorio (23). The store comprises: 13a) a wrapper (23) perimetrically wrapping the components of the storage 13b) an iron (3) equal to the base (2) configured to close an upper portion of the wrapper (23).

14. 14.: El eje (1): 14a) est� en el centro de la base (2); 14b) es perpendicular a la base (2). The axis (1): 14a) is in the center of the base (2); 14b) is perpendicular to the base (2).

15. fifteen.: Las espirales (7S, 7'S) son de fleje. The spirals (7S, 7'S) are strapping.

16. 16.: Las espirales (7S, 7'S) son de acero. The spirals (7S, 7'S) are made of steel.

17. 17.: La base (2) es cuadrada. Una realización de la invención se refiere a un almacenador de energía mediante resortes en espiral para una instalación fotovoltaica de 4,5 kW, sin seguimiento, en vivienda unifamiliar. The base (2) is square. An embodiment of the invention relates to an energy store by spiral springs for a 4.5 kW photovoltaic installation, without tracking, in single family Home.

El dimensionado elegido es un ejemplo apropiado para satisfacer la necesidad de un abastecimiento de energía eléctrica suficiente para una vivienda unifamiliar aislada situada en una zona del sur de Europa. En el centro de una base cuadrada de acero (2) de 1,2 metros de lado y un espesor de 10mm, se fija rígido y perpendicularmente un eje (1) calibrado de 40mm, de diámetro de acero inoxidable de 2 metros de longitud. En el eje (1) se montan sucesivamente la corona dentada de carga (4) sobre un primer rodamiento axial (5), y los componentes que se citan a continuación: Un primer anillo central giratorio (6), atornillado a la prolongación tubular (43) de la corona dentada de carga (4). En este primer anillo central giratorio (6) se fija firmemente el extremo interior (71) del primer resorte (7). Es el punto de inicio de las deformaciones elásticas ocasionadas por la tracción rotacional de la corona dentada de carga (4). El primer resorte (7) se fija por el extremo exterior a un primer anillo periférico (8) de máximo diámetro. También se fija en este anillo el extremo exterior del resorte siguiente y con la espiral enrollada en sentido contrario. El segundo resorte, fijo ya al anillo periférico (8, 8') anterior, se fija en el segundo anillo central libre (6, 6') por su extremo interior. También se fija en este anillo libre central (6, 6') el extremo interior de un tercer resorte espiral con enrollado en sentido contrario. Con esta secuencia descrita se montan cien resortes en espiral de pletina de acero templado de 10x1,5 milímetros y 100 metros de longitud cada uno, con lo que se obtiene, con carga completa, una deformación elástica no permanente de diez mil metros que es la longitud total de los cien resortes. Por el extremo elevado del eje del almacenador se fija el extremo interior (9) del último resorte a la corona dentada de descarga (10), bloqueada para impedir su giro. El bloqueo que impide la descarga incontrolada de la energía acumulada se consigue mediante el tornillo sinfín (11) engranado a la corona dentada (10). Los cincuenta anillos periféricos libres (8, 8') Y los cuarentainueve centrales libres (6, 6') giran sobre ruedas guiadas (12) y rodamientos axiales (5) respectivamente. Mediante arandelas troncoc�nicas (13) se consiguen las cavidades que separan resortes contiguos y permiten los deslizamientos dirigidos y suaves de las espirales e impiden rozamientos entre ellas. Una plancha cuadrada (3) igual a la base (2) cierra el armario que contiene el conjunto almacenador por su parte superior. El procedimiento almacenador de energía mecánica mediante los resortes en espiral The dimensioning chosen is an appropriate example to meet the need for a sufficient power supply for an isolated single-family home located in an area of southern Europe. In the center of a square steel base (2) of 1.2 meters side and a thickness of 10mm, a 40mm calibrated shaft (1), of stainless steel diameter of 2 meters in length, is rigidly and perpendicularly fixed. On the shaft (1), the loading gear ring (4) is successively mounted on a first axial bearing (5), and the components mentioned below: A first rotating central ring (6), screwed to the tubular extension ( 43) of the loading gear ring (4). In this first rotating center ring (6) the inner end (71) of the first spring (7) is firmly fixed. It is the starting point of the elastic deformations caused by the rotational traction of the load toothed crown (4). The first spring (7) is fixed at the outer end to a first peripheral ring (8) of maximum diameter. The outer end of the next spring is also fixed in this ring and with the spiral wound in the opposite direction. The second spring, already fixed to the peripheral ring (8, 8 ') above, is fixed in the second free central ring (6, 6') by its inner end. The inner end of a third spiral spring with opposite winding is also fixed in this central free ring (6, 6 '). With this described sequence, one hundred spiral springs of 10x1.5 mm tempered steel plate and 100 meters in length each are mounted, which results in a non-permanent elastic deformation of ten thousand meters, with full load, which is the total length of the hundred springs. The inner end (9) of the last spring is attached to the discharge gear ring (10), locked to prevent rotation. The blockage that prevents the uncontrolled discharge of the accumulated energy is achieved by means of the auger screw (11) engaged in the toothed crown (10). The fifty free peripheral rings (8, 8 ') and the forty-nine free centers (6, 6') rotate on guided wheels (12) and axial bearings (5) respectively. By means of truncated crankshafts (13) the cavities that separate contiguous springs are achieved and allow directed and smooth sliding of the spirals and prevent friction between them. A square plate (3) equal to the base (2) closes the cabinet that contains the storage assembly at the top. The mechanical energy storage procedure using spiral springs

forzados a deformación elástica no permanente se basa en la tracción giratoria de la corona dentada de carga (4), solidaria al primer resorte (7), engranada al tornillo sinfín Forced to non-permanent elastic deformation is based on the rotating traction of the loading gear ring (4), integral with the first spring (7), engaged with the auger

(14) accionado por un motor de corriente continua de carga (15) alimentado por la energía eléctrica procedente de la instalación fotovoltaica. El tiempo necesario para la (14) driven by a direct current charging motor (15) powered by electrical energy from the photovoltaic system. The time needed for

5 carga completa del almacenador est� condicionado y sin control debido a las alteraciones transitorias o carencia de la radiación solar. Por esta razón es necesario sobredimensionar el equipo almacenador para asegurar el suministro eléctrico sin cortes durante periodos de meteorología adversa. La descarga controlada del almacenador se consigue mediante el giro a favor del 5 full storage of the stock is conditioned and uncontrolled due to transient alterations or lack of solar radiation. For this reason it is necessary to oversize the storage equipment to ensure uninterrupted power supply during periods of adverse weather. Controlled unloading of the store is achieved by turning in favor of the

10 tornillo sinfín (11) engranado a la corona dentada de descarga (10) Y accionado por un pequeño motor de corriente continua de descarga (16) con control variable de velocidad. El giro del tornillo sinfín (11) desbloquea la corona dentada de descarga 10 auger screw (11) geared to the discharge gear ring (10) and driven by a small DC motor (16) with variable speed control. The rotation of the auger screw (11) unlocks the discharge gear ring

(10) permitiendo su giro a velocidad variable controlada. A su vez, mediante un pi��n (10) allowing its rotation at controlled variable speed. In turn, using a pinion

(17) engranado en la corona dentada de descarga (10) gira el eje del rotor del 15 alternador (18) generando la corriente eléctrica requerida por el usuario. (17) engaged in the discharge gear ring (10) rotates the rotor shaft of the alternator (18) generating the electric current required by the user.

Claims

1.-Mechanical rotation energy store characterized by comprising: a pair of coiled springs (7,7 ') (7S, 7'S) around a central axis (1), being
the pair of springs (7, 7 ') configured to absorb a non-permanent elastic deformation accumulated by the effect of mechanical traction of rotational load.

2. Mechanical rotation energy store according to claim 1 characterized in that it comprises an irreversible mechanism (4, 14, 10, 11) connected to the spring pair (7, 7 ') configured to: 2a) allow a charge (4, 14) / discharge (10, 11) of energy controlled by a

non-permanent elastic deformation of the spring pair (7, 7 '); 2b) maintain an energy stored in the pair of springs (7, 7 ') preventing an unwanted discharge of said stored energy.

3. Rotational mechanical energy store according to any of the claims 1-2 characterized in that it comprises: 3a) one axis (1): 3b) a toothed load crown (4) configured to rotate about the axis (1) and to

receive energy to be stored; 3c) a first rotating center ring (6) configured to rotate about the axis (1); 3d) a first rotating peripheral ring (8) configured to rotate about the axis (1); 3e) a second rotating central ring (6 ') configured to rotate about the axis (1); 3f) a toothed discharge crown (10) configured to rotate about the axis (1) Y

to discharge energy stored in the pair of springs (7, 7 '); where: 3g) a first spring (7) configured to store energy to be stored

from the loading gear ring (4), the first spring comprising

(7): 3g 1) a first inner end (71) fixed to the first rotating center ring (6); 3g2) a first outer end (7E) fixed to the first rotating peripheral ring

(8); 3g3) a first spiral (7S) in a first direction between the first inner end (71) and the first outer end (7E); 3h) a second spring (7 ') configured to store energy to be stored from the load toothed crown (4), the second comprising

spring (7 '): 3h1) a second outer end (7'E) fixed to the first rotating peripheral ring (8); 3h2) a second inner end (7'1) fixed to the second rotating center ring (6 ');

3h3) a second spiral (7'S) in a second direction, contrary to the first direction, between the second outer end (7'E) and the second inner end (7'1).

4. Mechanical rotation energy store according to claim 3 characterized in that it comprises:

4a) 4th): una base (2); a base (2);

4b) 4b): un primer rodamiento axial (5) montado en el eje (1) que comprende: a first axial bearing (5) mounted on the shaft (1) comprising:

4b1) una primera cara frontal (51) apoyada sobre la base (2); 4b1) a first front face (51) resting on the base (2);

4b2) una segunda cara frontal (52) opuesta a la primera cara frontal (51); 4b2) a second front face (52) opposite the first front face (51);

where: 4c) the shaft (1) is: 4c1) rigidly fixed to the base (2); 4d) the loading gear ring (4) comprises: 4d1) a base face (41) mounted on the second front face (52) of the

first axial bearing (5); 4d2) an axis face (42) opposite the base face (41) comprising; 4d3) a tubular extension (43) coaxial with the shaft (1);

4e) the first rotating central ring (6) is: 4e1) screwed to the tubular extension (43).

5. Mechanical rotation energy store according to any of the claims 3-4 characterized in that it comprises: 5a) an unloading screw (11):

5a1) geared to the discharge gear ring (10) 5a2) configured to control a rotation of the discharge gear ring (10) preventing a rotation of the discharge gear ring (10).

6 Mechanical rotation energy store according to any of claims 3-5, characterized in that it comprises:

6a) a loading auger screw (14): 6a1) engaged to the loading gear ring (4) 6a2) configured to control a rotation of the loading gear ring (4)

transmitting the energy to be stored by means of a rotation to the gear ring (4).

7. 7.: Almacenador de energía mecánica de rotaci�nseg�n cualquiera de las reivindicaciones 1-6 caracterizado por que los resortes (7, 7') contiguos est�n dispuestos con espirales (78, 7'8) en sentidos contrarios. Rotational mechanical energy store according to any of claims 1-6 characterized in that the adjacent springs (7, 7 ') are arranged with spirals (78, 7'8) in opposite directions.

8. 8.: Almacenador de energía mecánica de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 3-7 caracterizado por que comprende una rueda guiada (12) configurada para permitir una rodadura del anillo periférico giratorio (8, 8') sobre la rueda (12). Mechanical rotation energy store according to any one of claims 3-7 characterized in that it comprises a guided wheel (12) configured to allow rolling of the rotating peripheral ring (8, 8 ') on the wheel (12).

9. 9.: Almacenador de energía mecánica de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 3-8 caracterizado por que comprende un segundo rodamiento axial (5') configurado para permitir un giro del segundo anillo central giratorio (6') apoyado sobre el segundo rodamiento axial (5'). Mechanical rotation energy store according to any of claims 3-8 characterized in that it comprises a second axial bearing (5 ') configured to allow a rotation of the second rotating central ring (6') supported on the second axial bearing (5 ') .

10. 10.: Almacenador de energía mecánica de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 caracterizado por que comprende una arandela troncoc�nica Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-8 characterized in that it comprises a truncated cranial washer

(13) configured to provide separating cavities between adjacent springs (7, 7 ') and allow directed and smooth sliding of the spirals (78, 7'8) and prevent friction between the spirals (78, 7'8).

11. eleven.: Almacenador de energía mecánica de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 caracterizado por que comprende 11 a) un alternador (18) configurado para generar corriente eléctrica que comprende: Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-10 characterized in that it comprises 11 a) an alternator (18) configured to generate electric current comprising:

11 a1) a pinion (17) engaged in the discharge gear ring (10) configured to rotate an axis of an alternator rotor (18).

12. 12.: Almacenador de energía mecánica de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 caracterizado por que comprende cien resortes (7, 7') de longitud de resorte Lr cada uno, configurados para obtener, con carga completa, una Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-11 characterized in that it comprises one hundred springs (7, 7 ') of spring length Lr each, configured to obtain, with full load, a

non-permanent elastic deformation of 100Lr.

13. Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-11 characterized in that it comprises: 5 13a) a wrapper (23) perimetrically wrapping the components of the store;

13b) an iron (3) equal to the base (2) configured to close an upper portion of the wrapper (23).

14. Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-13, characterized in that the shaft (1): 14a) is in the center of the base (2); 14b) is perpendicular to the base (2).

15. Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-14 characterized in that the spirals (78,7'8) are strapping.

16. Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-15 characterized in that the spirals (78, 7'8) are made of steel.

17. Mechanical rotation energy store according to any of claims 1-16 characterized in that the base (2) is square.