JP3242175U - buoyancy energy storage system - Google Patents

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▲新▼星 ▲リン▼
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Abstract

【課題】フロートボールとケーブルとの間の接続および浮力エネルギー貯蔵システムの安定性を保証し、浮力エネルギー貯蔵システムの使用寿命を向上させる。【解決手段】第1の回動機構が海上基地8に、第2の回動機構が海岸基地9に固定され、エネルギーを貯蔵する時に、第1の駆動機構が第2の回動機構の回動を駆動することにより、ケーブル3を動作させ、フロートボール4を海底まで潜降させて、エネルギー貯蔵プロセスを完了させ、エネルギーを放出する時に、フロートボールが浮力で自動的に浮上し、ケーブルを逆動作させ、ケーブル3が第2の回動機構を逆回動させることにより、発電機構の回動軸を回動させて発電を行う。ケーブルは、揺れを防止するために、第1の回動機構と第2の回動機構に巻張され、ケーブルの動作軌跡、すなわちフロートボールの動作軌跡が固定され、フロートボールが波に乗って揺れることを効果的に防止する。【選択図】図1The object of the present invention is to ensure the connection between the float ball and the cable and the stability of the buoyancy energy storage system, and improve the service life of the buoyancy energy storage system. A first rotating mechanism is fixed to a marine base (8) and a second rotating mechanism is fixed to a coastal base (9), and when energy is stored, a first driving mechanism rotates the second rotating mechanism. By driving the motion, the cable 3 is operated and the float ball 4 descends to the seabed to complete the energy storage process, and when the energy is released, the float ball automatically rises by buoyancy and lifts the cable. When the cable 3 reversely rotates the second rotation mechanism, the rotation shaft of the power generation mechanism is rotated to generate electricity. The cable is wound around the first rotating mechanism and the second rotating mechanism to prevent swaying, and the movement trajectory of the cable, that is, the movement trajectory of the float ball is fixed, and the float ball rides on the waves. Effectively prevent shaking. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本考案は、電力エネルギー貯蔵技術分野に関し、具体的には浮力エネルギー貯蔵システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technical field of power energy storage, and more particularly to a buoyancy energy storage system.

海は空間が広く、海水の浮力を利用してエネルギーを貯蔵することは、将来性のあるエネルギー貯蔵形態である。従来の浮力エネルギー貯蔵システムでは、海洋の海岸基地にキャプスタンが固定され、水底に固定プーリが固定され、ケーブルの一端が自由端として固定プーリに巻設されると共にフレキシブルフロートボールに接続され、ケーブルの他端がキャプスタンに巻設され、固定プーリの規制でケーブルが一次元的な動作を行う。浮力エネルギー貯蔵の大規模な応用を実現するために、フロートボールの体積は、多くの場合は大きく、フロートボールは、ケーブルの自由端に接続されて波に乗って揺れることがあり、これにより、ケーブルを揺れさせ、フロートボールとケーブルとの間の接続の安定性および浮力エネルギー貯蔵システムの安定性に影響を与える。 The sea has a large space, and storing energy using the buoyancy of seawater is a promising form of energy storage. In the conventional buoyancy energy storage system, the capstan is fixed on the coastal base of the ocean, the fixed pulley is fixed on the bottom of the water, one end of the cable is wound around the fixed pulley as a free end and connected to the flexible float ball, and the cable is The other end of the cable is wound around the capstan, and the cable moves one-dimensionally under the control of the fixed pulley. In order to realize large-scale application of buoyancy energy storage, the volume of the float ball is often large, and the float ball can be connected to the free end of the cable to sway on the waves, thereby Shake the cable, affecting the stability of the connection between the float ball and the cable and the stability of the buoyancy energy storage system.

したがって、本考案が解決しようとする技術的課題は、従来技術における浮力エネルギー貯蔵システムのフロートボールが揺れやすく、ケーブルとの接続安定性および浮力エネルギー貯蔵システムの安定性に影響を与えるという欠点を克服することにある。 Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to overcome the drawback that the float ball of the buoyancy energy storage system in the prior art is easy to shake, affecting the connection stability with the cable and the stability of the buoyancy energy storage system. to do.

このため、本考案は、
海上基地に固定されるのに適している第1の回動機構と、
海洋の海岸基地に固定されると共に、発電機構に接続されるのに適している第2の回動機構と、
上記第1の回動機構および上記第2の回動機構に閉ループ状に巻張されるケーブルと、
上記ケーブルに固定的に接続されるフロートボールと、
海岸基地に固定され、上記第2の回動機構に接続されるのに適し、上記第2の回動機構の回動を駆動するために使用される第1の駆動機構とを含む、浮力エネルギー貯蔵システムを提供する。
For this reason, the present invention
a first pivoting mechanism adapted to be secured to a sea station;
a second pivoting mechanism adapted to be secured to a marine shore station and connected to a power generating mechanism;
a cable wound in a closed loop around the first rotating mechanism and the second rotating mechanism;
a floating ball fixedly connected to the cable;
a first drive mechanism affixed to a shore station and suitable for being connected to said second pivoting mechanism and used to drive the pivoting of said second pivoting mechanism. Provide a storage system.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記ケーブルは、スチールケーブルである。 Optionally, in said buoyant energy storage system said cable is a steel cable.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記フロートボールの材質は剛性材料である。 Optionally, in said buoyant energy storage system, said material of said float ball is a rigid material.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムは、一方の側に上記フロートボールが固定的に接続され、他方の側に上記ケーブルが取り外し可能に固定的に接続される接続部材をさらに含む。 Optionally, said buoyant energy storage system further comprises a connecting member, on one side of which said float ball is fixedly connected and on the other side of which said cable is removably fixedly connected.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記接続部材はロープクリップであり、および/または上記接続部材の片側が、上記フロートボールに溶接される。 Optionally, in said buoyancy energy storage system said connecting member is a rope clip and/or one side of said connecting member is welded to said float ball.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記フロートボールは、ボール状、円筒状または卵状であり、および/または上記フロートボールの外壁に防食コーティングが施されている。 Optionally, in said buoyant energy storage system said float ball is ball-shaped, cylindrical or egg-shaped and/or an outer wall of said float ball is provided with an anti-corrosion coating.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記第1の回動機構は、第1の台座と上記第1の台座に回動可能に設置される第1のプーリを含み、上記第2の回動機構は、第2の台座と上記第2の台座に回動可能に設置される第2のプーリを含み、上記ケーブルは、上記第1のプーリおよび上記第2のプーリに巻張される。 Optionally, in said buoyant energy storage system, said first pivoting mechanism comprises a first pedestal and a first pulley rotatably mounted on said first pedestal; The movement mechanism includes a second pedestal and a second pulley rotatably installed on the second pedestal, and the cable is wound around the first pulley and the second pulley.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記発電機構と上記第1の駆動機構は、一体的に設置されており、駆動軸が上記第2のプーリの回動軸に接続されている可逆モーターである。 Optionally, in said buoyancy energy storage system, said power generation mechanism and said first drive mechanism are integrally installed, a reversible motor having a drive shaft connected to a pivot shaft of said second pulley. is.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムは、両端がそれぞれ上記第2のプーリの回動軸と上記可逆モーターの駆動軸に接続されている変速伝達機構をさらに含む。 Optionally, said buoyancy energy storage system further comprises a variable speed transmission mechanism having both ends respectively connected to the pivot shaft of said second pulley and the drive shaft of said reversible motor.

任意選択で、上記浮力エネルギー貯蔵システムにおいて、上記変速伝達機構は、上記第2のプーリの回動軸に同軸に連結した第1の伝達ホイールと、上記可逆モーターの駆動軸に同軸に連結した第2の伝達ホイールと、上記第1の伝達ホイールおよび上記第2の伝達ホイールに巻設された伝達ベルトとを含む。 Optionally, in said buoyancy energy storage system, said transmission transmission mechanism comprises a first transmission wheel coaxially connected to a pivot shaft of said second pulley and a second transmission wheel coaxially connected to a drive shaft of said reversible motor. 2 transmission wheels and a transmission belt wound around the first transmission wheel and the second transmission wheel.

本考案の技術的ソリューションは、以下の利点を有する。 The technical solution of the present invention has the following advantages.

1.本考案に係る浮力エネルギー貯蔵システムは、動作する時に、第1の回動機構が海上基地に、第2の回動機構が海岸基地に固定され、エネルギーを貯蔵する時に、第1の駆動機構が第2の回動機構の回動を駆動することにより、ケーブルを動作させ、ケーブルによりフロートボールを海底までに潜降させて、エネルギー貯蔵プロセスを完了させ、エネルギーを放出する時に、フロートボールが浮力で自動的に浮上し、浮上したフロートボールがケーブルを逆動作させ、ケーブルが第2の回動機構を逆回動させることにより、発電機構の回動軸を回動させて発電を行う。ケーブルは、揺れを防止するために、第1の回動機構と第2の回動機構に巻張され、ケーブルの動作軌跡、すなわちフロートボールの動作軌跡が固定され、フロートボールの水中での自由度を厳しく制限し、フロートボールが波に乗って揺れることを効果的に防止し、フロートボールとケーブルとの間の接続および浮力エネルギー貯蔵システムの安定性を保証し、浮力エネルギー貯蔵システムの使用寿命を向上させる。 1. The buoyant energy storage system according to the present invention, when operating, the first pivoting mechanism is fixed to the sea base, the second pivoting mechanism is fixed to the coastal base, and when storing energy, the first driving mechanism is fixed to By driving the rotation of the second rotation mechanism, the cable is operated, and the cable causes the float ball to descend to the seabed to complete the energy storage process, and the float ball becomes buoyant when the energy is released. automatically floats, the floated float ball reversely operates the cable, and the cable reversely rotates the second rotating mechanism, thereby rotating the rotating shaft of the power generation mechanism to generate power. The cable is wound around the first pivoting mechanism and the second pivoting mechanism to prevent swaying, and the movement trajectory of the cable, that is, the movement trajectory of the float ball is fixed, and the float ball is free in the water. Strictly limit the speed, effectively prevent the float ball from swaying on the waves, ensure the connection between the float ball and the cable and the stability of the buoyancy energy storage system, and extend the service life of the buoyancy energy storage system improve.

2.フロートボールの材質は剛性材料であり、異なる水深で、フロートボールの体積と浮力は変化せず、浮力エネルギー貯蔵システムの安定的な発電を保証する。また、剛性材料のフロートボールは、微生物の付着によりフロートボールが破裂することを防止し、フロートボールの使用寿命を向上させる。 2. The material of the float ball is a rigid material, and at different water depths, the volume and buoyancy of the float ball do not change, ensuring the stable power generation of the buoyancy energy storage system. In addition, the float ball made of a rigid material prevents the float ball from bursting due to adherence of microorganisms, thereby extending the service life of the float ball.

3.浮力エネルギー貯蔵システムは、モジュール化した設計を採用し、即ち、複数のセットの浮力エネルギー貯蔵システムを設置し、異なるセット数の浮力エネルギー貯蔵システムを動作させることによって、異なる発電電力および発電時間を実現することができる。 3. The buoyancy energy storage system adopts a modular design, that is, installing multiple sets of buoyancy energy storage systems and operating different numbers of sets of buoyancy energy storage systems to achieve different power generation and power generation time can do.

本考案の具体的な実施形態または先行技術における技術的ソリューションをより明確に説明するために、以下に具体的な実施形態または先行技術の記載で使用する必要のある添付図面を簡単に説明するが、以下の説明における添付図面は、本考案の実施形態の一部であり、創造的な活動を行うことなく、それらに基づいて他の図面を得ることができることが当該技術分野における当業者にとって明らかであろう。 In order to describe the specific embodiments of the present invention or the technical solutions in the prior art more clearly, the following briefly describes the accompanying drawings that need to be used in the description of the specific embodiments or the prior art. , The accompanying drawings in the following description are part of the embodiments of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that other drawings can be obtained based on them without creative activities. Will.

本考案の実施例1に係る浮力エネルギー貯蔵システムを示す図である。1 is a schematic diagram of a buoyancy energy storage system according to Embodiment 1 of the present invention; FIG.

以下、図面と併せて、本考案の技術的ソリューションを明確かつ完全に説明するが、上記の実施例は、本考案における実施例の一部であり、それらのすべてではないことが明らかである。当該技術分野における当業者の場合、本考案の実施例に基づき、創造的な活動を行うことなく得た他の実施例は、すべて本考案の保護範囲に属する。 The following clearly and completely describes the technical solutions of the present invention in conjunction with the drawings, but it is obvious that the above embodiments are only a part of the embodiments of the present invention, but not all of them. For those skilled in the art, other embodiments obtained without creative activities based on the embodiments of the present invention shall all fall within the protection scope of the present invention.

本考案の記載において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」などで示される向きや位置関係は、図面に示されたものに基づくものであって、考案の説明を容易にするか、簡略化するにすぎず、言及された装置や要素が特定の向きを有し、特定の向きで構成または動作しなければならないことを示したり示唆するものではないため、本考案を制限すると解釈してはならないものである。さらに、「第1」、「第2」、「第3」という用語は、記載のためにのみ使用され、相対的な重要性を示したり示唆するものとして理解されるものではない。 In the description of the present invention, orientations and positional relationships indicated by the terms "center", "top", "bottom", "left", "right", "vertical", "horizontal", "inside", "outside", etc. are based on what is shown in the drawings and are merely intended to facilitate or simplify the description of the invention, as the devices and elements referred to have particular orientations and are configured in particular orientations. or should not be construed as limiting the invention. Further, the terms "first," "second," and "third" are used for descriptive purposes only and are not to be understood as indicating or implying relative importance.

本考案の記載において、明示的な指定や制限がない限り、「取付け」、「連なる」、「接続」という用語は、例えば、固定的な接続や、着脱可能な接続であっても、または一体的な接続であってもよく、機械的接続であっても、または電気的接続であってもよく、直接的に接するものであっても、または中間体を介して間接的に連なるものであってもよく、2つの素子の内部で連なっているものであってもよいように、広義に理解されることに留意されたい。当該技術分野における当業者であれば、具体的な状況に従って、本考案における上記の用語の具体的な意味を理解することができる。 In the description of the invention, unless expressly specified or restricted, the terms "attached", "connected", "connected" may be, for example, a fixed connection, a detachable connection, or an integral connection. It may be a physical connection, a mechanical connection, or an electrical connection, and it may be in direct contact or indirectly through an intermediate. Note that it is broadly understood to mean that it may be either internal to the two elements or contiguous. A person skilled in the art can understand the specific meaning of the above terms in the present invention according to the specific situation.

なお、以下に記載する本考案の異なる実施形態に係る技術的特徴は、互いに矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。 It should be noted that the technical features according to different embodiments of the present invention described below can be combined with each other as long as they do not contradict each other.

実施例1
本実施例は、図1に示すように、第1の回動機構、第2の回動機構、ケーブル3、フロートボール4、および第1の駆動機構を含む浮力エネルギー貯蔵システムを提供する。第1の回動機構は、海上基地8に固定されるのに適し、第2の回動機構は、海洋の海岸基地9に固定されると共に、発電機構に接続されるのに適し、ケーブル3は、第1の回動機構および上記第2の回動機構に閉ループ状に巻張され、フロートボール4は、ケーブル3に固定的に接続され、第1の駆動機構は、海岸基地9に固定され、第2の回動機構に接続されるのに適し、第2の回動機構の回動を駆動するために使用される。
Example 1
This embodiment provides a buoyant energy storage system comprising a first pivoting mechanism, a second pivoting mechanism, a cable 3, a float ball 4, and a first drive mechanism, as shown in FIG. The first pivoting mechanism is suitable for being fixed to a marine station 8, the second pivoting mechanism is suitable for being fixed to a marine shore station 9 and is connected to a power generator, cable 3 is wound around the first rotating mechanism and the second rotating mechanism in a closed loop, the float ball 4 is fixedly connected to the cable 3, and the first drive mechanism is fixed to the shore station 9. , suitable for being connected to the second pivoting mechanism and used to drive the pivoting of the second pivoting mechanism.

この構造の浮力エネルギー貯蔵システムは、動作する時に、第1の回動機構が海上基地8に、第2の回動機構が海岸基地9に固定され、エネルギーを貯蔵する時に、第1の駆動機構が第2の回動機構の回動を駆動することにより、ケーブル3を動作させ、ケーブル3によりフロートボール4を海底までに潜降させて、エネルギー貯蔵プロセスを完了させ、エネルギーを放出する時に、フロートボール4が浮力で自動的に浮上し、浮上したフロートボール4がケーブル3を逆動作させ、ケーブル3が第2の回動機構を逆回動させることにより、発電機構の回動軸を回動させて発電を行う。ケーブル3は、揺れを防止するために、第1の回動機構と第2の回動機構に巻張され、ケーブル3の動作軌跡、すなわちフロートボール4の動作軌跡が固定され、フロートボール4の水中での自由度を厳しく制限し、フロートボール4が波に乗って揺れることを効果的に防止し、フロートボール4とケーブル3との間の接続および浮力エネルギー貯蔵システムの安定性を保証し、浮力エネルギー貯蔵システムの使用寿命を向上させる。 The buoyant energy storage system of this structure, when operating, the first pivoting mechanism is fixed to the sea base 8, the second pivoting mechanism is fixed to the coastal base 9, and when storing energy, the first drive mechanism drives the rotation of the second rotation mechanism to operate the cable 3, causing the cable 3 to cause the float ball 4 to descend to the seabed to complete the energy storage process and release the energy; The float ball 4 automatically floats by buoyancy, the floated float ball 4 reversely operates the cable 3, and the cable 3 reversely rotates the second rotating mechanism, thereby rotating the rotating shaft of the power generation mechanism. to generate electricity. In order to prevent shaking, the cable 3 is wound around the first rotating mechanism and the second rotating mechanism. severely restricting the degree of freedom in the water, effectively preventing the float ball 4 from swaying on the waves, ensuring the stability of the connection between the float ball 4 and the cable 3 and the buoyancy energy storage system; Improve the service life of the buoyancy energy storage system.

任意選択で、ケーブル3は強度が高いスチールケーブルであり、ケーブル3の動作の安定性を保証し、フロートボール4の揺れを防止することができる。 Optionally, the cable 3 is a high-strength steel cable, which can ensure the stability of the operation of the cable 3 and prevent the float ball 4 from swinging.

従来の浮力エネルギー貯蔵システムにおけるフロートボール4は、フレキシブル材質であり、水深の変化に応じてフレキシブルのフロートボール4の体積が変化することにより、浮力の変化が大きく、発電が不安定である。また、海洋微生物がフレキシブルのフロートボール4の表面に付着して固結すると、フロートボール4は弾性を失って容易に破裂し、浮力エネルギー貯蔵システムの使用寿命に影響する。好ましくは、本考案のフロートボール4の材質は剛性材料であり、異なる水深で、フロートボール4の体積と浮力は変化せず、浮力エネルギー貯蔵システムの安定的な発電を保証する。また、剛性材料のフロートボール4は、微生物の付着によってフロートボール4が破裂することを防止し、フロートボール4の使用寿命を向上させる。フロートボール4の内部に窒素ガスを充填してフロートボール4の内部を正圧状態に維持することにより、フロートボール4の変形を防止することができ、また、フロートボール4の肉厚を厚くすることにより、圧力による変形を防止することができる。 The float ball 4 in the conventional buoyancy energy storage system is made of a flexible material, and the volume of the flexible float ball 4 changes according to the change in water depth, resulting in large changes in buoyancy and unstable power generation. In addition, when marine microorganisms adhere to the surface of the flexible float ball 4 and clot, the float ball 4 loses its elasticity and is easily burst, affecting the service life of the buoyancy energy storage system. Preferably, the material of the float ball 4 of the present invention is a rigid material, and the volume and buoyancy of the float ball 4 do not change at different water depths, ensuring stable power generation of the buoyancy energy storage system. In addition, the float ball 4 made of a rigid material prevents the float ball 4 from bursting due to adherence of microorganisms, thereby extending the service life of the float ball 4 . By filling the inside of the float ball 4 with nitrogen gas and maintaining the inside of the float ball 4 in a positive pressure state, deformation of the float ball 4 can be prevented and the thickness of the float ball 4 can be increased. Thus, deformation due to pressure can be prevented.

図1に示すように、浮力エネルギー貯蔵システムは、一方の側にフロートボール4が固定的に接続され、他方の側にケーブル3が取り外し可能に固定的に接続される接続部材5をさらに含み、これにより、異なる体積のフロートボール4を交換したり、フロートボール4が破損した場合にケーブル3から接続部材5を取り外してフロートボール4を交換したりすることを容易にする。 As shown in Figure 1, the buoyant energy storage system further comprises a connecting member 5 to which the float ball 4 is fixedly connected on one side and to which the cable 3 is removably fixedly connected on the other side; This makes it easy to replace the float ball 4 with a different volume, or to replace the float ball 4 by removing the connection member 5 from the cable 3 when the float ball 4 is damaged.

任意選択で、接続部材5は、便利かつ迅速にスチールケーブルに固定できるまたはスチールケーブルから取り外すことができるロープクリップである。また、ロープクリップは、異なる直径のスチールケーブルに対する確実なグリップを実現できるため、適応性がよく、かつスチールケーブルを破壊することなく、浮力エネルギー貯蔵システムの使用寿命を効果的に向上させることができる。ロープクリップは、スチールケーブルとの接続が容易であり、発電量の需要に応じて2つ以上のフロートボール4をスチールケーブルに固定することを容易にする。 Optionally, the connecting member 5 is a rope clip that can be conveniently and quickly secured to or removed from the steel cable. In addition, the rope clip can achieve a reliable grip on steel cables of different diameters, so it is adaptable and can effectively improve the service life of the buoyancy energy storage system without breaking the steel cables. . The rope clip is easy to connect with the steel cable and facilitates fixing two or more float balls 4 to the steel cable according to the power generation demand.

好ましくは、ロープクリップの片側がフロートボール4に溶接され、フロートボール4との接続の安定性を保証し、フロートボール4の揺れを防止する。 Preferably, one side of the rope clip is welded to the float ball 4 to ensure the stability of the connection with the float ball 4 and prevent the float ball 4 from swinging.

任意選択で、フロートボール4は、ボール状であり、同じ体積では、球体は立方体と直方体より小さい抵抗を受ける。 Optionally, the float ball 4 is ball-shaped and, for the same volume, a sphere experiences less resistance than a cube and a cuboid.

好ましくは、フロートボール4の外壁に防食コーティングが施され、フロートボール4が長時間海水中に置かれて海水や微生物によって付着されて腐食されることを防止し、フロートボール4の使用寿命を向上させる。 Preferably, the outer wall of the float ball 4 is coated with an anti-corrosion coating to prevent the float ball 4 from being stuck in seawater for a long time and being corroded by seawater or microorganisms, thereby improving the service life of the float ball 4. Let

図1に示すように、第1の回動機構は、第1の台座11と第1の台座11に回動可能に設置される第1のプーリ12を含み、第2の回動機構は、第2の台座21と第2の台座21に回動可能に設置される第2のプーリ22を含み、ケーブル3は、第1のプーリ12および第2のプーリ22に巻張され、第1のプーリ12と第2のプーリ22の溝体は、スチールケーブルが所定の軌道で周回するようにガイドし、スチールケーブルの脱線を防止する。第1の台座11は、海上基地8に固定され、第1の回動機構は、第1の台座11に固定的に設置された第1の支持軸をさらに含み、第1のプーリ12が支持軸に回動可能に設置される。第2の台座21は、海岸基地9に固定的に設置され、第2のプーリ22の回動軸は、第2の台座21に回動可能に設置される。例えば、第2の台座21の対向する両側に軸受が設置され、回動軸の両端が両側の軸受に支持される。 As shown in FIG. 1, the first rotating mechanism includes a first pedestal 11 and a first pulley 12 rotatably installed on the first pedestal 11, and the second rotating mechanism includes: It includes a second seat 21 and a second pulley 22 rotatably installed on the second seat 21, and the cable 3 is wound around the first pulley 12 and the second pulley 22, The grooves of the pulley 12 and the second pulley 22 guide the steel cable so that it circulates along a predetermined track and prevent derailment of the steel cable. The first pedestal 11 is fixed to the marine base 8, and the first rotation mechanism further includes a first support shaft fixedly installed on the first pedestal 11, supported by the first pulley 12. It is rotatably installed on the shaft. The second pedestal 21 is fixedly installed on the coast base 9, and the rotation shaft of the second pulley 22 is rotatably installed on the second pedestal 21. As shown in FIG. For example, bearings are installed on opposite sides of the second pedestal 21, and both ends of the rotating shaft are supported by the bearings on both sides.

任意選択で、発電機構と第1の駆動機構は、一体的に設置されており、駆動軸が第2のプーリ22の回動軸に接続されている可逆モーター6である。エネルギーを貯蔵する時、可逆モーター6は、電動機として用いられ、回動軸および第2のプーリ22を回動させ、これにより、スチールケーブルとフロートボール4を潜降させる。エネルギーを放出する時、可逆モーター6は、発電機として用いられ、フロートボール4が浮上して回動軸を回動させ、これにより、発電機の駆動軸を回動させて発電を行う。 Optionally, the generator mechanism and the first drive mechanism are a reversible motor 6 that is integrally installed and whose drive shaft is connected to the pivot shaft of the second pulley 22 . When storing energy, the reversible motor 6 is used as an electric motor to rotate the pivot shaft and the second pulley 22 , thereby lowering the steel cable and the float ball 4 . When releasing energy, the reversible motor 6 is used as a generator, and the float ball 4 rises to rotate the rotating shaft, thereby rotating the driving shaft of the generator to generate electricity.

浮力エネルギー貯蔵システムは、両端がそれぞれ第2のプーリ22の回動軸と可逆モーター6の駆動軸に接続されている変速伝達機構をさらに含む。エネルギーを貯蔵する時、変速伝達機構は、第2のプーリ22の回動速度を低減することに用いられ、スチールケーブルおよびフロートボール4の安定な動作を保証する。エネルギーを放出する時、変速伝達機構は、第2のプーリ22の回動速度を増幅して可逆モーター6に伝達し、発電電力を保証する。浮力エネルギー貯蔵システムの発電電力は、フロートボール4の体積とフロートボール4の動作速度に比例し、フロートボール4の体積または動作速度を変えることによって発電電力を調整することができ、フロートボール4の動作速度は、可逆モーター6の回動速度または変速伝動機構によって調整することができる。 The buoyancy energy storage system further includes a speed change transmission mechanism whose ends are respectively connected to the pivot shaft of the second pulley 22 and the drive shaft of the reversible motor 6 . When storing energy, the transmission mechanism is used to reduce the rotation speed of the second pulley 22 to ensure the stable operation of the steel cable and the float ball 4 . When releasing energy, the speed change transmission mechanism amplifies the rotation speed of the second pulley 22 and transfers it to the reversible motor 6 to ensure power generation. The generated power of the buoyancy energy storage system is proportional to the volume of the float ball 4 and the movement speed of the float ball 4, and the generated power can be adjusted by changing the volume of the float ball 4 or the movement speed of the float ball 4. The operating speed can be adjusted by the rotation speed of the reversible motor 6 or the speed change transmission mechanism.

変速伝達機構は、第2のプーリ22の回動軸に同軸に連結した第1の伝達ホイール71と、可逆モーター6の駆動軸に同軸に連結した第2の伝達ホイール72と、第1の伝達ホイール71および第2の伝達ホイール72に巻設された伝達ベルト73とを含む。第1の伝達ホイール71は、第2のプーリ22の回動軸に同軸に連結し、両者が同期して回動することを保証する。第2の伝達ホイール72は、可逆モーター6の駆動軸に同軸に連結し、両者が同期して回動することを保証し、第1の伝達ホイール71、第2の伝達ホイール72の直径の大きさを調整することにより、便利にフロートボール4の速度を変え、エネルギー貯蔵システムが異なる発電電力の需要を満たすようにする。エネルギーを貯蔵する時、第2の伝達ホイール72は駆動ホイールで、第1の伝達ホイール71は従動ホイールであり、エネルギーを放出する時、第1の伝達ホイール71は駆動ホイールで、第2の伝達ホイール72は従動ホイールである。例えば、第1の伝達ホイール71および第2の伝達ホイール72はいずれもベルトプーリであり、伝達ベルト73はベルトである。第1のベルトプーリの直径は第2のベルトプーリより大きく、可逆モーター6は、台座を介して第2の台座21の側方の海岸基地9に固定されている。 The speed change transmission mechanism includes a first transmission wheel 71 coaxially connected to the rotation shaft of the second pulley 22, a second transmission wheel 72 coaxially connected to the drive shaft of the reversible motor 6, and a first transmission wheel 72. and a transmission belt 73 wrapped around a wheel 71 and a second transmission wheel 72 . The first transmission wheel 71 is coaxially connected to the pivot shaft of the second pulley 22 to ensure that they rotate synchronously. The second transmission wheel 72 is coaxially connected to the drive shaft of the reversible motor 6 to ensure that they rotate synchronously. By adjusting the height, the speed of the float ball 4 can be conveniently changed so that the energy storage system can meet different power generation demands. When storing energy, the second transmission wheel 72 is the driving wheel and the first transmission wheel 71 is the driven wheel; when releasing energy, the first transmission wheel 71 is the driving wheel and the second transmission. Wheel 72 is the driven wheel. For example, the first transmission wheel 71 and the second transmission wheel 72 are both belt pulleys and the transmission belt 73 is a belt. The diameter of the first belt pulley is larger than that of the second belt pulley, and the reversible motor 6 is fixed to the shore station 9 on the side of the second pedestal 21 via a pedestal.

図1に示すように、スチールケーブルは斜めに設置することができ、この時、第1の回動機構と第2の回動機構は水平方向に一定の距離を置いて設置される。スチールケーブルは、鉛直に設置されてもよく、すなわち第1の回動機構が第2の回動機構の底部に鉛直に設置され、第1の回動機構と第2の回動機構の設置は、海岸基地9の下の海岸の具体的な様態に応じて調整することができる。 As shown in FIG. 1, the steel cable can be installed obliquely, at this time, the first pivoting mechanism and the second pivoting mechanism are installed with a certain distance in the horizontal direction. The steel cable may be installed vertically, i.e. the first pivoting mechanism is installed vertically at the bottom of the second pivoting mechanism, and the installation of the first pivoting mechanism and the second pivoting mechanism is , can be adjusted according to the specific conditions of the shore under the shore station 9 .

任意選択で、フロートボール4の体積は400m3~2000m3であり、重力方向に沿うフロートボール4の移動速度は、0.05m/s~0.25m/sに制御される。 Optionally, the volume of the float ball 4 is between 400m 3 and 2000m 3 and the moving speed of the float ball 4 along the direction of gravity is controlled between 0.05m/s and 0.25m/s.

浮力エネルギー貯蔵システムは、モジュール化した設計を採用し、即ち、複数のセットの浮力エネルギー貯蔵システムを設置し、異なるセット数の浮力エネルギー貯蔵システムを作動させることによって異なる発電電力と発電時間を実現することができる。例えば、10MW×1hを設定エネルギー貯蔵ユニットとし、この浮力エネルギー貯蔵システムを10セット設置し、10セットのエネルギー貯蔵システムを同時にオンする場合、100MW×1hの最大搭載電力の需要を満たすことができる。10セットのエネルギー貯蔵システムを順にオンする場合、最長エネルギー貯蔵時間の10MW×10hの限界作業条件を満たすことができる。異なる数の浮力エネルギー貯蔵システムをオンすることにより、異なる搭載電力とエネルギー貯蔵時間の構成を実現することができ、最大搭載電力と最長エネルギー貯蔵時間との2つの限界作業条件のシームレスな切り替えを実現することができる。浮力エネルギー貯蔵システムは、可逆モーター6の周波数を調整することによりフロートボール4の動作速度を調整し、システムのエネルギー貯蔵量およびエネルギー貯蔵時間のオーバークロックを実現することができる。 The buoyancy energy storage system adopts a modular design, that is, installing multiple sets of buoyancy energy storage systems, and operating different numbers of sets of buoyancy energy storage systems to achieve different power generation and power generation time. be able to. For example, if a set energy storage unit is 10MW×1h, 10 sets of this buoyancy energy storage system are installed, and the 10 sets of energy storage systems are turned on at the same time, the maximum on-board power demand of 100MW×1h can be met. If 10 sets of energy storage systems are turned on in sequence, the maximum energy storage time of 10MW×10h can meet the critical working conditions. By turning on different numbers of buoyancy energy storage systems, different on-board power and energy storage time configurations can be achieved, realizing seamless switching between the two extreme working conditions of maximum on-board power and longest energy storage time can do. The buoyancy energy storage system can adjust the operating speed of the float ball 4 by adjusting the frequency of the reversible motor 6 to realize overclocking of the energy storage amount and energy storage time of the system.

実施例1の第1の変形例として、第1の伝達ホイール71および第2の伝達ホイール72は、スプロケットであってもよく、対応して伝達ベルト73はチェーンである。 As a first variant of embodiment 1, the first transmission wheel 71 and the second transmission wheel 72 may be sprockets and correspondingly the transmission belt 73 is a chain.

さらなる変形例として、変速伝達機構は、ギア伝達機構であってもよく、2つのギアは、それぞれ第2のプーリ22の回動軸と可逆モーター6の駆動軸に固定される。 As a further modification, the speed change transmission mechanism may be a gear transmission mechanism, and the two gears are fixed to the rotation shaft of the second pulley 22 and the drive shaft of the reversible motor 6, respectively.

実施例1の第2の変形例として、発電機構と第1の駆動機構は、別体に設置されてもよく、発電機構は発電機であり、第1の駆動機構は電動機であり、第2のプーリ22の回動軸は、発電機と電動機の回動軸にそれぞれ接続され、発電機および電動機の回動軸と第2のプーリ22の回動軸との間には、それぞれクラッチが設置され、エネルギーを貯蔵する時、発電機の回動軸と第2のプーリ22の回動軸との接続が切断され、エネルギーを放出する時、電動機の回動軸と第2のプーリ22の回動軸との接続が切断される。 As a second modification of the first embodiment, the power generation mechanism and the first drive mechanism may be installed separately, the power generation mechanism being the power generator, the first drive mechanism being the electric motor, and the second drive mechanism being the electric motor. The rotation shafts of the second pulley 22 are connected to the rotation shafts of the generator and the electric motor, respectively, and clutches are installed between the rotation shafts of the generator and the electric motor and the rotation shaft of the second pulley 22. When energy is stored, the connection between the rotating shaft of the generator and the rotating shaft of the second pulley 22 is disconnected, and when releasing the energy, the rotating shaft of the electric motor and the rotating shaft of the second pulley 22 are disconnected. The connection with the drive shaft is cut off.

実施例1の第3の変形例として、フロートボール4は円筒状、卵状、直方体など任意の形状であってもよい。 As a third modification of the first embodiment, the float ball 4 may have any shape such as a cylindrical shape, an oval shape, or a rectangular parallelepiped shape.

実施例1の第4の変形例として、接続部材5は、一方の側がフロートボール4に固定され、他方の側がスチールケーブルに周設して係止されるバンドであってもよい。変形形態として、フロートボール4はスチールケーブルに直接溶接されてもよい。 As a fourth modified example of the first embodiment, the connecting member 5 may be a band fixed to the float ball 4 on one side and locked around the steel cable on the other side. As a variant, the float ball 4 may be directly welded to the steel cable.

上記の実施例は、実施形態を制限するのではなく、明確にするための単なる例にすぎないことが明らかである。当該技術分野における当業者であれば、上記の説明に基づいて、様々な形態で変形または変更も可能である。ここですべての実施形態を網羅する必要もないし、可能性もない。そこから導入された明らかな変形または変更は、依然として考案の保護範囲に含まれる。 It is clear that the above examples are merely examples for the purpose of clarifying rather than limiting the embodiments. A person skilled in the art can make various modifications or changes based on the above description. It is neither necessary nor possible to cover all embodiments here. Obvious variations or modifications introduced therefrom are still covered by the protection scope of the invention.

11.第1の台座 12.第1のプーリ 21.第2の台座 22.第2のプーリ 3.ケーブル 4.フロートボール 5.接続部材 6.可逆モーター 71.第1の伝達ホイール 72.第2の伝達ホイール 73.伝達ベルト 8.海上基地 9.海岸基地 11. First pedestal 12 . first pulley 21 . Second pedestal 22 . 2nd pulley; Cable 4 . Float ball 5 . connection member 6 . Reversible motor 71 . first transmission wheel 72 . Second transfer wheel 73 . transmission belt 8 . Marine base 9 . coastal base

Claims (10)

海上基地(8)に固定されるのに適している第1の回動機構と、
海洋の海岸基地(9)に固定されると共に、発電機構に接続されるのに適している第2の回動機構と、
前記第1の回動機構および前記第2の回動機構に閉ループ状に巻張されるケーブル(3)と、
前記ケーブル(3)に固定的に接続されるフロートボール(4)と、
海岸基地(9)に固定され、前記第2の回動機構に接続されるのに適し、前記第2の回動機構の回動を駆動するために使用される第1の駆動機構とを含むことを特徴とする
浮力エネルギー貯蔵システム。
a first pivoting mechanism adapted to be secured to a sea station (8);
a second pivoting mechanism affixed to a marine shore station (9) and adapted to be connected to a power generating mechanism;
a cable (3) wound in a closed loop around the first rotating mechanism and the second rotating mechanism;
a float ball (4) fixedly connected to said cable (3);
a first drive mechanism affixed to a shore station (9) and suitable for being connected to said second pivoting mechanism and used to drive the pivoting of said second pivoting mechanism. A buoyant energy storage system, characterized by:
前記ケーブル(3)はスチールケーブルであることを特徴とする
請求項1に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
Buoyancy energy storage system according to claim 1, characterized in that said cable (3) is a steel cable.
前記フロートボール(4)の材質は剛性材料であることを特徴とする
請求項1または2に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
Buoyant energy storage system according to claim 1 or 2, characterized in that the material of the float ball (4) is a rigid material.
一方の側に前記フロートボール(4)が固定的に接続され、他方の側に前記ケーブル(3)が取り外し可能に固定的に接続される接続部材(5)をさらに含むことを特徴とする
請求項3に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
Further comprising a connecting member (5) to which the float ball (4) is fixedly connected on one side and to which the cable (3) is detachably fixedly connected on the other side. Item 4. The buoyancy energy storage system according to item 3.
前記接続部材(5)はロープクリップであり、および/または前記接続部材(5)の片側は、前記フロートボール(4)に溶接されることを特徴とする
請求項4に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
5. Buoyancy energy storage system according to claim 4, characterized in that said connecting member (5) is a rope clip and/or one side of said connecting member (5) is welded to said float ball (4). .
前記フロートボール(4)は、ボール状、円筒状または卵状であり、および/または
外壁に防食コーティングが施されていることを特徴とする
請求項3に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
4. A buoyant energy storage system according to claim 3, characterized in that the float ball (4) is ball-shaped, cylindrical or egg-shaped and/or has an anti-corrosion coating on its outer wall.
前記第1の回動機構は、第1の台座(11)と前記第1の台座(11)に回動可能に設置される第1のプーリ(12)を含み、前記第2の回動機構は、第2の台座(21)と前記第2の台座(21)に回動可能に設置される第2のプーリ(22)を含み、前記ケーブル(3)は、前記第1のプーリ(12)および前記第2のプーリ(22)に巻張されることを特徴とする
請求項1または2に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
The first rotating mechanism includes a first pedestal (11) and a first pulley (12) rotatably installed on the first pedestal (11), and the second rotating mechanism comprises a second pedestal (21) and a second pulley (22) rotatably mounted on said second pedestal (21), said cable (3) being connected to said first pulley (12 ) and the second pulley (22).
前記発電機構と前記第1の駆動機構は、一体的に設置されており、駆動軸が前記第2のプーリ(22)の回動軸に接続されている可逆モーター(6)であることを特徴とする
請求項7に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
The power generation mechanism and the first drive mechanism are integrally installed, and the drive shaft is a reversible motor (6) connected to the rotation shaft of the second pulley (22). 8. The buoyant energy storage system of claim 7.
両端がそれぞれ前記第2のプーリ(22)の回動軸と前記可逆モーター(6)の駆動軸に接続されている変速伝達機構をさらに含むことを特徴とする
請求項8に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
9. The buoyancy energy storage according to claim 8, further comprising a speed change transmission mechanism whose ends are respectively connected to the rotation shaft of the second pulley (22) and the drive shaft of the reversible motor (6). system.
前記変速伝達機構は、前記第2のプーリ(22)の回動軸に同軸に連結した第1の伝達ホイール(71)と、前記可逆モーター(6)の駆動軸に同軸に連結した第2の伝達ホイール(72)と、前記第1の伝達ホイール(71)および前記第2の伝達ホイール(72)に巻設された伝達ベルト(73)とを含むことを特徴とする
請求項9に記載の浮力エネルギー貯蔵システム。
The speed change transmission mechanism includes a first transmission wheel (71) coaxially connected to the rotation shaft of the second pulley (22) and a second transmission wheel (71) coaxially connected to the drive shaft of the reversible motor (6). 10. The device according to claim 9, comprising a transmission wheel (72) and a transmission belt (73) wrapped around said first transmission wheel (71) and said second transmission wheel (72). buoyant energy storage system.
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CN118327893A (en) * 2024-06-13 2024-07-12 东北电力大学 Gravity coupling buoyancy energy storage and release device and method for high-altitude wind power generation system

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