RU121884U1

RU121884U1 - POWERFUL MULTIPLICATOR

Info

Publication number: RU121884U1
Application number: RU2012115504/11U
Authority: RU
Inventors: Нурбей Владимирович Гулиа
Original assignee: Кацай Александр Владимирович
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2012-11-10

Abstract

1. Маховичный умножитель мощности, включающий маховик переменного момента инерции, содержащий вращающийся цилиндрический корпус, внешняя цилиндрическая поверхность которого выполнена навитой со склейкой высококачественной лентой, переходящей с внутренней стороны навивки в два или более витка, навивающиеся на соосный корпус барабана, а также вал отбора мощности, связанный с вращающимся корпусом, и механическую передачу, кинематически соединяющую вращающийся корпус и барабан, отличающийся тем, что механическая передача выполнена зубчатой с планетарным звеном, водило которого соединено с вращающимся корпусом, одно из центральных зубчатых колес планетарного звена - с возможностью соединения с барабаном, а другое - периодически с неподвижным тормозом, причем водило кинематически соединено как минимум с одним блоком зубчатых колес с неподвижной геометрической осью, в свою очередь, соединенным с центральным зубчатым колесом, выполненным с возможностью его периодического соединения с центральным зубчатым колесом планетарного звена, выполненным с возможностью периодического торможения, барабан выполнен с возможностью его блокировки с вращающимся корпусом при отключенном тормозе, а последнее упомянутое периодическое соединение зубчатых колес выполняется при отключенном вышеупомянутом тормозе и отсутствии вышеупомянутой блокировки барабана. ! 2. Маховичный умножитель мощности по п.1, отличающийся тем, что внешнее центральное зубчатое колесо планетарного звена выполнено с возможностью его периодического соединения с барабаном, а внутреннее - с тормозом или с водилом планетарного звена через как миним 1. Flywheel power multiplier, including a flywheel of variable moment of inertia, containing a rotating cylindrical body, the outer cylindrical surface of which is wound with gluing with a high-quality tape, passing from the inner side of the winding into two or more turns, winding onto the coaxial body of the drum, as well as the power take-off shaft connected to the rotating body, and a mechanical transmission, kinematically connecting the rotating body and the drum, characterized in that the mechanical transmission is made toothed with a planetary link, the carrier of which is connected to the rotating body, one of the central gears of the planetary link is connected to the drum, and the other - periodically with a fixed brake, and the carrier is kinematically connected to at least one block of gear wheels with a fixed geometric axis, in turn, connected to the central gear wheel, made with the possibility of its periodic connection with the central By the th gear of the planetary link, made with the possibility of periodic braking, the drum is made with the possibility of locking it with the rotating body when the brake is off, and the last mentioned periodic connection of the gear wheels is performed when the above-mentioned brake is released and the above-mentioned blocking of the drum is not present. ! 2. Flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the outer central gear of the planetary link is made with the possibility of its periodic connection with the drum, and the inner - with the brake or with the planetary carrier through as minimum

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в энергетике.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the energy sector.

Уровень техникиState of the art

Известны маховичные умножители мощности (бустеры), включающие мотор небольшой мощности, соединенный с маховиком, соединенным в свою очередь через гидромуфту с мощным электрогенератором. Маховик разгоняется мотором до частоты вращения, на 40% превышающей номинальную частоту вращения генератора. Затем, при необходимости, гидромуфта заполняется рабочей жидкостью, и маховик начинает вращать генератор через буксирующую гидромуфту. Подобные устройства использовались в энергетике в тех случаях, когда не должно быть перерыва в подаче электроэнергии (см. книгу Н.В.Гулиа «Маховичные двигатели», М., Машиностроение, 1976 г., стр.75-76, рис.49).Known flywheel power multipliers (boosters), including a low-power motor connected to a flywheel, connected in turn through a fluid coupling with a powerful electric generator. The flywheel is accelerated by the motor to a speed of 40% higher than the rated speed of the generator. Then, if necessary, the fluid coupling is filled with working fluid, and the flywheel begins to rotate the generator through the towing fluid coupling. Similar devices were used in the energy sector in cases where there should be no interruption in the supply of electricity (see N.V. Gulia's book “Flywheel Engines”, M., Mechanical Engineering, 1976, pp. 75-76, Fig. 49) .

Недостатками этого устройства, принятого за аналог, являются малая экономичность, вызванная постоянным буксированием гидромуфты, а также большая масса и габариты.The disadvantages of this device, taken as an analogue, are low profitability caused by the constant towing of the fluid coupling, as well as the large mass and dimensions.

В цитированной выше книге на стр.44-45 отмечено, что на основе маховиков переменного момента инерции с перематывающимися мотками ленты внутри вращающегося обода (см. авт.свид. Н.В.Гулиа №229152, 239720, 1968 и 1969 гг.) можно создать маховичные умножители мощности, лишенные приведенных недостатков. Подобное устройство принято за прототип (см. авт.свид. СССР на изобретения Н.В.Гулиа и А.Г.Серха «Маховик переменного момента инерции» №1373937, F16H 32/02, 1984 г.). В этом устройстве маховик переменного момента инерции, содержащий полый цилиндрический кожух, барабан, соосно установленный внутри кожуха и связанный с ним гибким элементом - металлической лентой, перематывающейся с барабана на внутреннюю цилиндрическую поверхность кожуха и обратно, а также валом отбора мощности от кожуха, причем кожух связан с барабаном механической передачей с регулируемым передаточным отношением, например, вариатором.In the book cited above on pages 44-45, it is noted that on the basis of flywheels of variable moment of inertia with rewinding coils of tape inside a rotating rim (see auth. N.V. Gulia No. 229152, 239720, 1968 and 1969) create flywheel power multipliers, devoid of the above disadvantages. A similar device is taken as a prototype (see the autosvid. USSR for inventions of N.V. Gulia and A.G. Serkh "Flywheel of variable moment of inertia" No. 1373937, F16H 32/02, 1984). In this device, a flywheel of variable moment of inertia containing a hollow cylindrical casing, a drum coaxially mounted inside the casing and connected with a flexible element — a metal tape rewinding from the drum to the inner cylindrical surface of the casing and vice versa, as well as a power take-off shaft from the casing, connected to the drum by a mechanical transmission with an adjustable gear ratio, for example, a variator.

Недостатком устройства - прототипа является то, что оно представляет собой фактически только постановку задачи, а не ее решение. В частности, через указанную регулирующую передачу, например, вариатор, как показали расчеты, должна протекать мощность, соизмеримая с умноженной мощностью двигателя, разгоняющего маховик, о чем даже не упоминается в прототипе. Кроме того, как в описании, так и в чертежах прототипа не показано кинематическое соединение механической передачи с неподвижным звеном (стойкой), без которого устройство неработоспособно (вариатор соединен только с кожухом и барабаном без связи с неподвижным звеном), так как вся передача будет вращаться вместе с маховиком, не выполняя своих функций.The disadvantage of the device is a prototype is that it is actually only a statement of the problem, and not its solution. In particular, through the specified control gear, for example, the variator, as shown by the calculations, power must flow comparable with the multiplied power of the engine that accelerates the flywheel, which is not even mentioned in the prototype. In addition, both in the description and in the drawings of the prototype, the kinematic connection of a mechanical transmission with a fixed link (rack), without which the device is inoperative (the variator is connected only to the casing and the drum without communication with the fixed link), is not shown, since the entire gear will rotate together with the flywheel, not performing its functions.

Указанный недостаток не позволяет осуществить устройство - прототип. В случае же соединения регулируемой передачи со стойкой (например, закреплением ее корпуса на неподвижном основании) через передачу (вариатор) будет протекать вся мощность, отбираемая от маховика, что нерационально.The specified disadvantage does not allow to implement the device is a prototype. If the adjustable gear is connected to the stand (for example, by fixing its body on a fixed base), all the power taken from the flywheel will flow through the gear (variator), which is irrational.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей полезной модели является создание работоспособного устройства, позволяющего воспринимать через вал отбора мощности как малую мощность, заряжающую маховичный накопитель в течение достаточно длительного времени, так и выдавать через этот же вал кратковременно высокую (умноженную) мощность. Это позволит, в случае соединения вала отбора мощности устройства с валом мощного генератора, питаемого собственным двигателем (например, газовой турбиной), медленно заряжать маховичный накопитель малой, неопасной для генератора мощностью, а затем, при необходимости кратковременно выдать генератору умноженную мощность, сохраняя при этом практически постоянной частоту вращения внешнего маховика (названного в прототипе кожухом), сохраняя тем самым постоянной частоту тока, вырабатываемого генератором. Такая задача очень востребована энергетикой, а использование для питания генератора обычного маховика с падающей частотой вращения очень проблематично для мощных (в мегаватты) устройств.The objective of the utility model is to create a workable device that allows perceiving through the power take-off shaft both low power, charging the flywheel drive for a sufficiently long time, and delivering short-term high (multiplied) power through the same shaft. This will allow, in the case of connecting the power take-off shaft of the device with the shaft of a powerful generator powered by its own engine (for example, a gas turbine), slowly charge the flywheel drive with a small, non-hazardous power to the generator, and then, if necessary, briefly give the generator increased power, while maintaining an almost constant frequency of rotation of the external flywheel (called a casing in the prototype), thereby maintaining a constant frequency of the current generated by the generator. Such a task is very much in demand in the energy sector, and using a conventional flywheel with a falling rotational speed to power a generator is very problematic for powerful (in megawatts) devices.

Указанная задача решается тем, что маховичный умножитель мощности, включающий маховик переменного момента инерции, содержащий вращающийся цилиндрический корпус, внешняя цилиндрическая поверхность которого выполнена навитой со склейкой высококачественной лентой, переходящей с внутренней стороны навивки в два или более витка, навивающиеся на соосный корпус барабана, а также вал отбора мощности, связанный с вращающимся корпусом, и механическую передачу, кинематически соединяющую вращающийся корпус и барабан, характеризующийся тем, что механическая передача выполнена зубчатой с планетарным звеном, водило которого соединено с вращающимся корпусом, одно из центральных зубчатых колес планетарного звена - с возможностью соединения с барабаном, а другое - периодически с неподвижным тормозом, причем водило кинематически соединено как минимум с одним блоком зубчатых колес с неподвижной геометрической осью, в свою очередь соединенным с центральным зубчатым колесом, выполненным с возможностью его периодического соединения с центральным зубчатым колесом планетарного звена, выполненным с возможностью периодического торможения, барабан выполнен с возможностью его блокировки с вращающимся корпусом при отключенном тормозе, а последнее упомянутое периодическое соединение зубчатых колес выполняется при отключенном вышеупомянутом тормозе и отсутствии вышеупомянутой блокировки барабана.This problem is solved in that the flywheel power multiplier, including a flywheel of variable moment of inertia, contains a rotating cylindrical body, the outer cylindrical surface of which is wound with gluing high-quality tape, passing from the inside of the winding into two or more turns, winding on the coaxial drum body, and also a power take-off shaft associated with the rotating housing, and a mechanical transmission kinematically connecting the rotating housing and the drum, characterized in that the mechanical transmission is made of a gear with a planetary link, the carrier of which is connected to a rotating casing, one of the central gears of the planetary link is connected with a drum, and the other is periodically with a stationary brake, and the carrier is kinematically connected with at least one gear block with a fixed a geometric axis, in turn, connected to the Central gear wheel, made with the possibility of its periodic connection with the Central gear of the planetary link, made with the possibility of periodic braking, the drum is made with the possibility of its blocking with a rotating casing when the brake is off, and the last mentioned periodic connection of gears is performed when the aforementioned brake is disconnected and the aforementioned drum lock is absent.

Еще одним отличием предлагаемого устройства является то, что внешнее центральное зубчатое колесо планетарного звена выполнено с возможностью его периодического соединения с барабаном, а внутреннее - с тормозом или с водилом планетарного звена через как минимум один блок зубчатых колес и центральное зубчатое колесо.Another difference of the proposed device is that the outer central gear of the planetary link is made with the possibility of its periodic connection with the drum, and the internal one with a brake or with the planet carrier of the planetary link through at least one block of gears and a central gear.

Следующее отличие предлагаемого устройства заключается в том, что вышеупомянутое центральное зубчатое колесо выполнено с возможностью соединения с внутренним незаторможенным центральным зубчатым колесом планетарного звена при отсоединенной блокировке барабана с вращающимся корпусом.Another difference of the proposed device lies in the fact that the aforementioned central gear wheel is made with the possibility of connection with the internal unbraked central gear of the planetary link when the locking drum with a rotating housing is disconnected.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что блокировка барабана с вращающимся корпусом выполняется путем соединения барабана с внешним центральным зубчатым колесом планетарного звена и с вращающимся корпусом, соединенным с водилом.Another difference of the proposed device is that the locking drum with a rotating casing is performed by connecting the drum with an external central gear of the planetary link and with a rotating casing connected to the carrier.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что лента выполнена переменного сечения.Another difference of the proposed device is that the tape is made of variable cross-section.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что лента, навитая на вращающийся корпус и барабан, выполнена из двух и более составляющих лент в начале навивки на барабан и переходящей в одну ленту в конце навивки.Another difference of the proposed device is that the tape, wound on a rotating body and drum, is made of two or more component tapes at the beginning of winding onto the drum and passing into one tape at the end of winding.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что неподвижный общий корпус устройства уплотнен герметичными уплотнителями и заполнен средой с малыми вентиляционными сопротивлениями.Another difference of the proposed device is that the fixed common housing of the device is sealed with hermetic seals and filled with medium with low ventilation resistances.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что кинематическое соединение барабана и внешнего центрального зубчатого колеса планетарного звена с вращающимся корпусом, а также центрального зубчатого колеса, кинематически связанного, как механизм, с одним блоком зубчатых колес с внутренним центральным зубчатым колесом планетарного звена выполнено с помощью храповых сцепных муфт.The next difference of the proposed device is that the kinematic connection of the drum and the outer central gear of the planetary link with a rotating casing, as well as the central gear, kinematically connected as a mechanism, with one block of gears with the inner central gear of the planetary link is made using ratchets coupling couplings.

Следующим отличием предлагаемого устройства является то, что вращающийся корпус и барабан в нем выполнены с датчиком относительного угла поворота, управляющим включением и выключением храповых сцепных муфт и тормоза.The next difference of the proposed device is that the rotating housing and the drum in it are made with a relative angle sensor that controls the on and off ratchet couplings and brakes.

В результате осуществления вышеуказанных отличий достигается технический результат полезной модели, заключающийся в достаточно длительной зарядке устройства малой мощностью через вал отбора мощности, и последующим, при необходимости, кратковременным выделением высокой мощности через этот же вал.As a result of the above differences, the technical result of the utility model is achieved, consisting in a sufficiently long charge of the device with low power through the power take-off shaft, and the subsequent, if necessary, short-term release of high power through the same shaft.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - конструктивная схема устройства (продольный разрез)Figure 1 - structural diagram of the device (longitudinal section)

Фиг.2 - поперечный разрез вращающегося корпуса (вид А-А) Figure 2 is a cross section of a rotating body (view aa)

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Устройство представлено на фиг.1 (продольный разрез). Вращающийся корпус 1 включает в себя неразборный обод 2, например, из склеенных витков высококачественной стальной ленты, проволоки или высококачественного пластика, например, углепластика, и помещенные внутри него свободные витки ленты 3, переходящие двумя и более ветвями 4 на барабан 5, закрепленный с возможностью вращения во вращающемся корпусе 1 (фиг.2). Вышеупомянутые детали образуют маховик переменного момента инерции.The device is presented in figure 1 (longitudinal section). The rotating housing 1 includes a non-separable rim 2, for example, of glued coils of high-quality steel tape, wire or high-quality plastic, for example carbon fiber, and loose coils of tape 3 placed inside it, passing two or more branches 4 onto a drum 5, fixed with the possibility of rotation in the rotating housing 1 (figure 2). The above details form a flywheel of variable moment of inertia.

Сплошными линиями показаны витки ленты в маховике при его максимальном моменте инерции, когда большая часть ленты находится на переднем вращающемся корпусе 1, а штриховыми линиями - витки ленты в маховике при его минимальном моменте инерции, когда большая часть ленты находится в центре - на барабане 5. С вращающимся корпусом 1 связан вал отбора мощности 6, а между упомянутыми корпусом и валом барабана 5 помещен датчик 7 относительности угла поворота корпуса 1 и барабана 5, например, в виде датчика Холла, взаимодействующего, например, с зубчатым колесом 8 на валу барабана 5. Съем сигналов с датчика 7 производится, например, через токосъемник 9 и выводится по проводнику 10 из неподвижного корпуса 11. С вращающимся корпусом 1 связано водило 12 планетарного звена механической передачи, кинематически соединяющей вращающийся корпус 1 и барабан 5, а внешнее центральное зубчатое колесо 13 планетарного звена связано с барабаном 5 и с полумуфтой 14 храповой сцепной муфты, вторая полумуфта 15 которой закреплена на вращающемся корпусе 1. Внутреннее центральное зубчатое колесо 16 планетарного звена связано с тормозным диском 17, в данном случае коническим, а также через шлицевое соединение 18 - с храповой сцепной полумуфтой 19. Вторая полумуфта 20, взаимодействующая с полумуфтой 19, закреплена на центральном зубчатом колесе 21, находящемся в зацеплении с блоком 22 зубчатых колес (как минимум, одним), находящимся, в свою очередь, в зацеплении с зубчатым колесом 23, закрепленном на водиле 12. Блок 22 закреплен с возможностью вращения на неподвижном корпусе 11. Полумуфты 14 и 19 соответствующих храповых сцепных муфт соединены друг с другом шарниром 24 на штоке 25, опять же с помощью шарнира-подшипника 26, связанного с подвижным концом 27 сильфона 28, передвигаемого, например, электромагнитом 29. Тормозной диск 17 взаимодействует с невращающимся тормозом 30, выдвигающимся к диску 17, например, с помощью электромагнита 31 через сильфон 32. Сильфоны 28 и 32, а также магнитожидкостное уплотнение 33 вала отбора мощности 6, предназначены для уплотнения внутреннего объема неподвижного корпуса 11, в котором находится среда с малым вентиляционным сопротивлением, например, разреженный воздух, водород, гелий, многократно сокращающая потери мощности быстровращающихся деталей. Смазка зубчатых передач в устройстве осуществляется вакуумной смазкой, нечувствительной к разреженной среде.The solid lines show the turns of the tape in the flywheel at its maximum moment of inertia, when most of the tape is on the front rotating body 1, and the dashed lines show the turns of the tape in the flywheel at its minimum moment of inertia, when most of the tape is in the center - on the drum 5. A power take-off shaft 6 is connected to the rotating casing 1, and between the casing and the drum 5 shaft there is placed a sensor 7 for the relative angle of rotation of the casing 1 and the drum 5, for example, in the form of a Hall sensor interacting, for example, with a gear with a scaffold 8 on the shaft of the drum 5. The signals from the sensor 7 are removed, for example, through a current collector 9 and output through a conductor 10 from the fixed housing 11. A planet carrier 12 of the planetary link of a mechanical transmission kinematically connecting the rotating housing 1 and the drum 5 is connected to the rotating housing 1 and the outer central gear 13 of the planetary link is connected with the drum 5 and with the coupling half 14 of the ratchet coupler, the second coupling half of which 15 is mounted on the rotating housing 1. The inner central gear 16 of the planetary coupling Ano with a brake disk 17, in this case conical, as well as via a spline connection 18 with a ratchet coupling half coupling 19. The second coupling half 20, which interacts with the coupling half 19, is mounted on the central gear wheel 21, which is engaged with the block 22 gears (as at least one), which, in turn, is engaged with a gear wheel 23 mounted on the carrier 12. Block 22 is mounted for rotation on a fixed housing 11. The coupling halves 14 and 19 of the respective ratchet couplers are connected to each other by a hinge 24 on the rod e 25, again using a ball bearing 26 connected to the movable end 27 of the bellows 28, moved, for example, by the electromagnet 29. The brake disc 17 interacts with the non-rotating brake 30, which extends to the disc 17, for example, by means of an electromagnet 31 through the bellows 32 The bellows 28 and 32, as well as the magneto-liquid seal 33 of the power take-off shaft 6, are designed to seal the internal volume of the stationary housing 11, in which there is a medium with low ventilation resistance, for example, rarefied air, hydrogen, helium, multiple but reducing the power loss of fast-moving parts. Lubrication of gears in the device is carried out by vacuum grease, insensitive to a rarefied medium.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Вал отбора мощности 6 соединен с валом мощного генератора, например, мощностью 2 МВт, соответствующего двигателя (например, синхронный генератор, приводимый от газотурбинного двигателя. На чертежах генератор и двигатель не изображены).The operation of the device is as follows. The power take-off shaft 6 is connected to the shaft of a powerful generator, for example, with a power of 2 MW, of the corresponding engine (for example, a synchronous generator driven by a gas turbine engine. The generator and engine are not shown in the drawings).

В режиме ожидания, когда мощности, выдаваемой генератором, достаточно для питания потребителя, лента во вращающемся корпусе 1 находится на периферии и витки ленты занимают положение 3, момент инерции маховика максимален, а на барабане 5 находится минимальное количество ленты. Барабан 5 заблокирован с вращающимся корпусом 1 с помощью храповых полумуфт 14 и 15, тормозной диск 17 не заторможен тормозом 30. Потери мощности на вращение корпуса 1 минимальны благодаря среде с малыми вентиляционными сопротивлениями в корпусе 11, планетарное звено вращается без прокрутки зубчатых колес (как одно целое), а остальные зубчатые колеса прокручиваются вхолостую.In standby mode, when the power provided by the generator is sufficient to power the consumer, the tape in the rotating housing 1 is on the periphery and the turns of the tape are in position 3, the moment of inertia of the flywheel is maximum, and the minimum amount of tape is on the drum 5. The drum 5 is locked with the rotating housing 1 by means of ratchet coupling halves 14 and 15, the brake disc 17 is not braked by the brake 30. The power losses due to rotation of the housing 1 are minimal due to the medium with low ventilation resistances in the housing 11, the planetary link rotates without scrolling gears (as one whole), and the remaining gears spin idle.

При необходимости в добавочной мощности полумуфты 14 и 15 расцепляются с одновременным затормаживанием тормозом 30 тормозного диска 17. Лента начинает перематываться из положения 3 на барабан 5.If necessary, for additional power, the coupling halves 14 and 15 are disengaged while braking the brake disc 17 with the brake 30. The tape starts to rewind from position 3 to the drum 5.

В качестве примера предположим, что диаметр вращающегося корпуса 1 равен 2 м, его угловая скорость около 400 с^-1, окружная скорость около 400 м/с, масса ленты на периферии корпуса 1 около 400 кг, запас энергии в маховике около 10 кВт·час. Если передаточное отношение планетарного звена выбрано так, что перемотка ленты на барабан 5 будет длится 10 сек, то, не учитывая КПД устройства, мощность, выдаваемая устройством генератору, будет около 3 МВт. Для равномерной выдачи мощности лента, навитая по периферии корпуса 1, должна иметь толщину больше, чем навитая на барабан 5, причем наибольшая толщина ленты в начале намотки на барабан 5, а наименьшая - на самой периферии корпуса 1. Ленту проще всего составить из нескольких тонких лент, минимальное количество которых на периферии, а максимальное - в начале намотки на барабан. Но может быть и изготовлена лента переменной толщины. При полной перемотке ленты в положение, изображенное штриховой линией на фиг.1 и фиг.2, тормоз 30 отходит от тормозного диска 17 и одновременно полумуфтами 14 и 15 блокируется барабан 5 с корпусом 1 и планетарное звено. Для подзарядки маховика соединяются электромагнитом 29 через подшипник 26 и шток 25 полумуфты 19 и 20; при этом начинается перемотка ленты из положения, изображенного штриховой линией в положение, изображенное сплошной линией. При этом начинается увеличение момента инерции маховика и набор в него энергии от двигателя генератора через вал последнего. Чем медленнее производится упомянутая перемотка, зависящая от передаточного отношения от зубчатого колеса 23 к центральному зубчатому колесу 21 через блок зубчатых колес 22, тем меньшая мощность отбирается от двигателя генератора на зарядку маховика. Если время между пиками мощности в 3 МВт по продолжительности больше самого пика в 100 раз, т.е. 1000 сек или около 17 минут, то и мощность, отбираемая от двигателя, составит всего 30 кВт, что практически не повлияет на загрузку двигателя мощностью 2 МВт. При завершении процесса зарядки маховика одновременно расцепляются полумуфты 19 и 20 и сцепляются полумуфты 14 и 15, блокируя барабан 5 с вращающимся корпусом 1, и корпус 1 вращается без перехода энергии из маховика и в маховик.As an example, suppose that the diameter of the rotating housing 1 is 2 m, its angular velocity is about 400 s ^-1 , the peripheral speed is about 400 m / s, the mass of the tape on the periphery of the housing 1 is about 400 kg, the energy reserve in the flywheel is about 10 kW · h . If the gear ratio of the planetary link is selected so that the tape is rewound to the drum 5 for 10 seconds, then, not taking into account the efficiency of the device, the power provided by the device to the generator will be about 3 MW. For uniform power output, the tape wound around the periphery of the housing 1 should have a thickness greater than that wound around the drum 5, the largest thickness of the tape at the beginning of winding on the drum 5, and the smallest on the very periphery of the housing 1. The tape is easiest to make up of several thin tapes, the minimum number of which is on the periphery, and the maximum - at the beginning of winding on the drum. But a tape of variable thickness can also be made. When the tape is fully rewound to the position indicated by the dashed line in FIG. 1 and FIG. 2, the brake 30 moves away from the brake disk 17 and at the same time, the drum 5 with the housing 1 and the planetary link are blocked by half-couplings 14 and 15. To recharge the flywheel, they are connected by an electromagnet 29 through a bearing 26 and a rod 25 of the coupling half 19 and 20; this starts rewinding the tape from the position shown by the dashed line to the position shown by the solid line. In this case, the increase in the moment of inertia of the flywheel begins and the energy is collected into it from the generator engine through the shaft of the latter. The slower the aforementioned rewinding is performed, depending on the gear ratio from the gear 23 to the central gear 21 through the block of gears 22, the less power is taken from the generator engine to charge the flywheel. If the time between power peaks of 3 MW in duration is 100 times longer than the peak itself, i.e. 1000 sec or about 17 minutes, then the power taken from the engine will be only 30 kW, which will practically not affect the load of the 2 MW engine. Upon completion of the charging process of the flywheel, the coupling halves 19 and 20 are simultaneously disengaged and the coupling halves 14 and 15 are engaged, blocking the drum 5 with the rotating housing 1, and the housing 1 rotates without transferring energy from the flywheel and the flywheel.

Устройство позволит осуществлять временное резкое повышение мощности, выдаваемой генератором, без изменения частоты тока и частоты вращения генератора, и без применения инвертора, весьма проблематичного для больших мощностей.The device will allow for a temporary sharp increase in the power provided by the generator, without changing the frequency of the current and the frequency of rotation of the generator, and without the use of an inverter, which is very problematic for large powers.

Claims

1. A flywheel power multiplier, including a flywheel of variable moment of inertia, comprising a rotating cylindrical body, the outer cylindrical surface of which is made by gluing with a high-quality tape glued, passing from the inner side of the winding into two or more turns, winding onto the coaxial drum body, and also the power take-off shaft associated with a rotating housing, and a mechanical transmission kinematically connecting the rotating housing and the drum, characterized in that the mechanical transmission is made gear one with a planetary link, the carrier of which is connected to a rotating casing, one of the central gears of the planetary link with the possibility of connecting with a drum, and the other periodically with a stationary brake, and the carrier is kinematically connected with at least one block of gears with a fixed geometric axis, in turn, connected to the Central gear wheel, made with the possibility of its periodic connection with the Central gear of the planetary link, made with the possibility of periodically one braking drum arranged to be rotatable with the lock housing when the brake is off, and the last mentioned compound periodic gears is performed with disconnected aforementioned brake drum and the absence of the above blocking.

2. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the outer central gear of the planetary link is made with the possibility of its periodic connection with the drum, and the internal one with the brake or with the planetary link via at least one block of gears and the central gear .

3. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the aforementioned central gear is adapted to be connected to the internal unbraked central gear of the planetary link when the drum lock with the rotatable housing is disconnected.

4. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the locking of the drum with a rotating casing is performed by connecting the drum with an external central gear of a planetary link and with a rotating casing connected to the carrier.

5. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the tape is made of variable cross-section.

6. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the tape wound on a rotating body and drum is made of two or more component tapes at the beginning of winding onto the drum and passing into one tape at the end of winding.

7. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the stationary common housing of the device is sealed with hermetic seals and filled with medium with low ventilation resistances.

8. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the drum and the outer central gear of the planetary link with the rotating casing, as well as the central gear, kinematically connected as a mechanism with one block of gears with the inner central gear of the planetary link made using ratchet couplers.

9. The flywheel power multiplier according to claim 1, characterized in that the rotatable housing and the drum therein are made with a relative rotation angle sensor controlling the on and off ratchet couplers and brakes.