RU2613014C2

RU2613014C2 - Energy storage device using springs operating for torsion

Info

Publication number: RU2613014C2
Application number: RU2015101130A
Authority: RU
Inventors: Чуй-Нан Чио
Original assignee: Чуй-Нан Чио
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2017-03-14
Also published as: BR112015001118A2; IL236782A; MX2015000768A; SG11201500263TA; RU2015101130A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: energy storage device, which employs twisting springs for conversion of energy generated by the energy generation device in the energy accumulated in the form of the springs energy, comprises several gears, several limiters of the twisting force value, several unidirectional bearings for the torque transfer, several energy storage units, several gears increasing the speed of rotation.

EFFECT: energy storage plant can have a series or a parallel configuration, which increases efficiency of energy storage and use.

8 cl, 13 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в целом относится к энергоаккумулирующему устройству. В частности, настоящее изобретение относится к энергоаккумулирующему устройству, которое способно получать энергию от различных видов источников энергии, аккумулировать ее за счет использования пружин кручения и выделять ее.The present invention generally relates to an energy storage device. In particular, the present invention relates to an energy storage device that is capable of receiving energy from various types of energy sources, accumulate it through the use of torsion springs and emit it.

Описание известного уровня техникиDescription of the prior art

Ввиду того что запасы нефти на земле исключительно ограничены, вполне определенно, что в будущем они, безусловно, иссякнут. Кроме того, управление и распределение нефтяных ресурсов находится в руках всего лишь нескольких стран. Более того, сгорание или использование нефтепродуктов в качестве топлива оказывает исключительно негативное воздействие на окружающую среду. В этой связи разработка новых источников энергии является важнейшей задачей.In view of the fact that oil reserves on the earth are extremely limited, it is quite certain that in the future they will certainly run out. In addition, the management and distribution of oil resources is in the hands of only a few countries. Moreover, the combustion or use of petroleum products as fuel has an extremely negative impact on the environment. In this regard, the development of new energy sources is the most important task.

Фактически, существуют различные виды экологически безопасных источников энергии, такие как солнечная энергия, ветровая энергия, гидроэнергия и т.д., и указанные источники энергии являются практически неиссякаемыми. Тем не менее, указанные виды экологически безопасных источников энергии должны быть преобразованы в такую форму энергии, которую можно было бы практически использовать. Кроме того, указанные источники энергии являются нестабильными. Например, солнечная энергия недоступна в ночное время; ветер в ряде случаев может усиливаться и в ряде случаев может ослабевать, и, следовательно, энергия ветра нестабильна; гидроэнергия может быть недоступной в периоды сезонов засухи. Таким образом, важнейший вопрос использования экологически безопасных источников энергии заключается в следующем: энергию, когда она является доступной, необходимо аккумулировать в большом количестве, и энергию можно снимать с устройства в том случае, когда подводимая энергия от источника энергии иссякает.In fact, there are various types of environmentally friendly energy sources, such as solar energy, wind energy, hydropower, etc., and these energy sources are practically inexhaustible. However, these types of environmentally friendly energy sources must be converted into a form of energy that could be practically used. In addition, these energy sources are unstable. For example, solar energy is not available at night; wind in some cases can increase and in some cases can weaken, and, therefore, wind energy is unstable; hydropower may not be available during periods of drought seasons. Thus, the most important issue of using environmentally friendly energy sources is the following: energy, when it is available, must be accumulated in large quantities, and energy can be removed from the device when the supplied energy from the energy source runs low.

В отношении преобразования энергии в форму энергии, которая могла бы быть использована, устройство, которое может быть применено для осуществления такого преобразования, раскрывается в изобретении, описанном в патенте Республики Китай, номер 197,189 (изобретено автором настоящего изобретения), озаглавленном «Установка для аккумулирования энергии, в которой энергия аккумулируется за счет скручивания пружины». Такая энергоаккумулирующая установка включает корпус, энергоаккумулирующие блоки и коробку передач. Энергоаккумулирующие блоки и коробка передач расположены в корпусе. Каждый из энергоаккумулирующих блоков включает продольный стержень, несколько элементов роторных дисков и несколько спиральных пружин. На каждом элементе диска выполнены внешний удерживающий выступ и внутренний удерживающий паз. Спиральная пружина расположена между двумя дисками, и два конца пружины удерживаются внешним удерживающим выступом и внутренним удерживающим пазом. Вал подвода энергии расположен внутри корпуса и может передавать энергию для привода первого элемента роторного диска. Кроме того, коробка передач снабжена стороной подвода энергии и стороной отвода энергии. Вал вывода энергии выступает из корпуса. Внутри коробки передач установлено несколько зубчатых колес, которые могут входить в зацепление с роторным диском, расположенным внутри коробки передач. Таким образом, в энергоаккумулирующей установке энергия аккумулируется за счет скручивания пружин, и затем обеспечивается стабильный съем энергии с установки.With regard to converting energy into a form of energy that could be used, a device that can be used to carry out such conversion is disclosed in the invention described in the patent of the Republic of China, number 197,189 (invented by the author of the present invention), entitled "Installation for energy storage in which energy is accumulated by twisting the spring. " Such an energy storage unit includes a housing, energy storage units and a gearbox. Energy storage units and gearbox are located in the housing. Each of the energy storage units includes a longitudinal rod, several elements of rotor discs and several coil springs. An external holding protrusion and an internal holding groove are made on each disk element. The coil spring is located between the two discs, and the two ends of the spring are held by an external holding protrusion and an internal holding groove. The energy supply shaft is located inside the housing and can transmit energy to drive the first element of the rotor disk. In addition, the gearbox is provided with an energy supply side and an energy removal side. An energy output shaft protrudes from the housing. Inside the gearbox there are several gears that can mesh with a rotor disk located inside the gearbox. Thus, in an energy storage unit, energy is accumulated by twisting the springs, and then stable energy removal from the unit is ensured.

Такая энергоаккумулирующая установка может быть использована для аккумулирования энергии и постоянного вывода энергии. Однако подобная энергоаккумулирующая установка обладает рядом недостатков. Наиболее серьезным недостатком является неэффективность скручивания пружин ввиду использования в энергоаккумулирующей установке известных спиральных пружин. Вследствие этого, эффективность аккумулирования энергии является достаточно низкой. Другой недостаток заключается в однонаправленных подшипниках передачи крутящего момента, так как в указанных установках подшипники могут быть легко повреждены, если величина скручивающего усилия, подводимого к энергоаккумулирующей установке, достигает почти максимального значения. Таким образом, такая энергоаккумулирующая установка может быть использована для малогабаритных источников энергии и, следовательно, не может быть использована для крупногабаритных источников энергии, таких как электростанции.Such an energy storage unit can be used for energy storage and constant energy output. However, such an energy storage facility has several disadvantages. The most serious drawback is the inefficiency of twisting the springs due to the use of known coil springs in the energy storage unit. As a result, the energy storage efficiency is quite low. Another disadvantage is the unidirectional torque transmission bearings, since in these installations the bearings can be easily damaged if the amount of torsional force applied to the energy storage unit reaches almost maximum value. Thus, such an energy storage facility can be used for small-sized energy sources and, therefore, cannot be used for large-sized energy sources, such as power plants.

С целью устранения указанных недостатков изобретатель настоящего изобретения глубоко изучил предмет и успешно разработал энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения.In order to eliminate these drawbacks, the inventor of the present invention has deeply studied the subject and has successfully developed an energy storage device of the present invention.

Краткое изложение существа настоящего изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Основная цель настоящего изобретения заключается в создании энергоаккумулирующего устройства, которое может быть использовано для различных типов энергогенерирующих устройств для аккумулирования энергии за счет скручивания пружин и которое может высвобождать энергию в том случае, когда энергогенерирующее устройство прекращает подавать энергию.The main objective of the present invention is to provide an energy storage device that can be used for various types of energy generating devices for storing energy by twisting springs and which can release energy when the energy generating device stops supplying energy.

Вторая цель настоящего изобретения заключается в создании энергоаккумулирующего устройства, способного поддерживать постоянный вывод энергии.A second object of the present invention is to provide an energy storage device capable of maintaining a constant energy output.

Третья цель настоящего изобретения заключается в создании энергоаккумулирующего устройства, обладающего высокой эффективностью аккумулирования энергии и занимающего ограниченную монтажную площадь.A third objective of the present invention is to provide an energy storage device having high energy storage efficiency and occupying a limited installation area.

Для достижения указанных целей в настоящей заявке раскрывается энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения. В энергоаккумулирующем устройстве настоящего изобретения энергия, подаваемая с энергогенерирующего устройства, аккумулируется путем скручивания пружин, и затем происходит ее постоянное высвобождение. Энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения включает несколько зубчатых колес, несколько ограничителей величины скручивающего усилия, несколько однонаправленных подшипников передачи крутящего момента, несколько энергоаккумулирующих блоков и несколько зубчатых колес, повышающих скорость вращения. Источник вращательной энергии соединен с зубчатыми колесами, и величина усилия и направление скручивания передаваемой энергии ограничиваются ограничителями величины скручивающего усилия и однонаправленными подшипниками передачи крутящего момента соответственно. Затем подводимая энергия аккумулируется в энергоаккумулирующих блоках за счет сжатия пружин. Энергия сжатых пружин может быть выведена с помощью зубчатых колес, повышающих скорость вращения. Если величина скручивающего усилия превышает предварительно заданное значение, ограничители величины скручивающего усилия прерывают передачу усилия скручивания, переводя установку в режим холостого хода, для предотвращения повреждения энергоаккумулирующих блоков. Однонаправленные подшипники передачи крутящего момента обеспечивают только однонаправленную передачу скручивающего усилия с каждого из ограничителей величины скручивающего усилия на энергоаккумулирующие блоки с целью предотвращения прохождения скручивающего усилия в обратном направлении для защиты ограничителей величины скручивающего усилия и зубчатых колес. Каждый из энергоаккумулирующих блоков включает по меньшей мере два концевых роторных диска, которые соосно соединены друг с другом. Элемент ленточной пружины расположен между каждой парой элементов роторного диска, и один конец элемента ленточной пружины изогнут в противоположном направлении (противоположном направлению намотки ленточной пружины) и фиксируется удерживающим пазом для усиления скручивания. Зубчатые колеса, повышающие скорость вращения, соединены с элементом роторного диска со стороны вывода энергии для увеличения скорости вращения с целью вывода энергии. Кроме того, энергоаккумулирующие блоки могут быть соединены последовательно или параллельно с целью повышения эффективности аккумулирования энергии и вывода энергии.To achieve these goals, this application discloses an energy storage device of the present invention. In the energy storage device of the present invention, the energy supplied from the energy generating device is accumulated by twisting the springs, and then it is continuously released. The energy storage device of the present invention includes several gears, several torque limiters, several unidirectional torque transmission bearings, several energy storage units and several gears that increase the speed of rotation. The source of rotational energy is connected to the gears, and the magnitude of the force and the direction of twisting of the transmitted energy is limited by limiters of the magnitude of the twisting force and unidirectional bearings of the transmission of torque, respectively. Then, the supplied energy is accumulated in the energy storage units due to compression of the springs. The energy of the compressed springs can be derived using gears that increase the speed of rotation. If the amount of torsional force exceeds a predetermined value, the limiters of the amount of torsional force interrupt the transmission of torsional force, putting the unit in idle mode, to prevent damage to the energy storage units. Unidirectional torque transmission bearings provide only unidirectional transmission of torsional force from each of the torsional force limiters to energy storage units in order to prevent the torsional force from passing in the opposite direction to protect the torsional force limiters and gears. Each of the energy storage units includes at least two end rotor discs that are coaxially connected to each other. A belt spring element is located between each pair of rotor disk elements, and one end of the belt spring element is bent in the opposite direction (opposite to the direction of winding of the belt spring) and is fixed by a holding groove to enhance torsion. Gears that increase the speed of rotation are connected to the rotor disc element on the energy output side to increase the rotation speed in order to output energy. In addition, the energy storage units can be connected in series or in parallel in order to increase the efficiency of energy storage and energy output.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - вид в перспективе энергоаккумулирующего устройства настоящего изобретения.FIG. 1 is a perspective view of an energy storage device of the present invention.

Фиг. 2 - вид сбоку энергоаккумулирующего устройства настоящего изобретения.FIG. 2 is a side view of an energy storage device of the present invention.

Фиг. 2А - увеличенный вид, иллюстрирующий, каким образом сторона вывода энергии элемента роторного диска соединена с зубчатыми колесами, повышающими скорость вращения.FIG. 2A is an enlarged view illustrating how the energy output side of the rotor disk element is connected to gears that increase rotational speed.

Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения, используемое в ветроэнергетической установке.FIG. 3 is a block diagram illustrating an energy storage device of the present invention used in a wind power installation.

Фиг. 4 - покомпонентное изображение, иллюстрирующее, каким образом элемент ленточной пружины соединен с концевой частью элемента роторного диска при первом типе способа соединения.FIG. 4 is an exploded view illustrating how a belt spring element is connected to an end portion of a rotor disk element in a first type of connection method.

Фиг. 5 - другое покомпонентное изображение, иллюстрирующее, каким образом элемент ленточной пружины соединен с концевой частью элемента роторного диска при первом типе способа соединения.FIG. 5 is another exploded view illustrating how a belt spring element is connected to an end portion of a rotor disk element in a first type of connection method.

Фиг. 6 - продольный вид, иллюстрирующий, каким образом элементы ленточной пружины размещены в энергоаккумулирующем блоке при первом типе способа соединения.FIG. 6 is a longitudinal view illustrating how the elements of the tape spring are placed in the energy storage unit in the first type of connection method.

Фиг. 7 - вид в перспективе, иллюстрирующий, каким образом элементы ленточной пружины размещены в энергоаккумулирующем блоке при первом типе способа соединения.FIG. 7 is a perspective view illustrating how the elements of the tape spring are placed in the energy storage unit in the first type of connection method.

Фиг. 8 - покомпонентное изображение, иллюстрирующее, каким образом элемент ленточной пружины соединен с концевой частью элемента роторного диска при втором типе способа соединения.FIG. 8 is an exploded view illustrating how a belt spring element is connected to an end portion of a rotor disk element in a second type of connection method.

Фиг. 9 - другое покомпонентное изображение, иллюстрирующее, каким образом элемент ленточной пружины соединен с концевой частью элемента роторного диска при втором типе способа соединения.FIG. 9 is another exploded view illustrating how a belt spring element is connected to an end portion of a rotor disk element in a second type of connection method.

Фиг. 10 - продольный вид, иллюстрирующий, каким образом элементы ленточной пружины размещены в энергоаккумулирующем блоке при втором типе способа соединения.FIG. 10 is a longitudinal view illustrating how belt spring elements are arranged in an energy storage unit in a second type of connection method.

Фиг. 11 - вид в перспективе, иллюстрирующий, каким образом элементы ленточной пружины размещены в энергоаккумулирующем блоке при втором типе способа соединения.FIG. 11 is a perspective view illustrating how the elements of the tape spring are placed in the energy storage unit in the second type of connection method.

Фиг. 12 - вид в перспективе, иллюстрирующий, каким образом энергоаккумулирующие блоки соединены последовательно.FIG. 12 is a perspective view illustrating how energy storage units are connected in series.

Фиг. 13 - вид в перспективе, иллюстрирующий, каким образом энергоаккумулирующие блоки соединены параллельно.FIG. 13 is a perspective view illustrating how energy storage units are connected in parallel.

Перечень номеров позицийList of item numbers

Подробное описание предпочтительного примера осуществления настоящего изобретенияDetailed Description of a Preferred Embodiment of the Present Invention

На Фиг. 1-3 проиллюстрировано энергоаккумулирующее устройство 1 настоящего изобретения. Энергоаккумулирующее устройство 1 настоящего изобретения включает несколько шестерен 11, преобразующих энергию скручивания, несколько ограничителей скручивания 12, несколько однонаправленных подшипников передачи крутящего момента 13, несколько энергоаккумулирующих блоков 14 и несколько зубчатых колес 15, повышающих скорость вращения. Источник энергии соединен с шестерней 11, преобразующей энергию скручивания, и величина и направление скручивающего усилия подводимой энергии ограничены ограничителем скручивания 12 и однонаправленными подшипниками передачи крутящего момента 13 соответственно. Затем передаваемая энергия аккумулируется в энергоаккумулирующем блоке 14 за счет скручивания пружин. Аккумулированная энергия может быть выведена с помощью повышающего скорость вращения зубчатого колеса 15.In FIG. 1-3, an energy storage device 1 of the present invention is illustrated. The energy storage device 1 of the present invention includes several gears 11 that convert twisting energy, several twisting limiters 12, several unidirectional torque transmission bearings 13, several energy storage units 14, and several gears 15 that increase rotation speed. The energy source is connected to the gear 11 that converts the twisting energy, and the magnitude and direction of the twisting force of the supplied energy is limited by the twisting limiter 12 and the unidirectional torque transmission bearings 13, respectively. Then, the transmitted energy is accumulated in the energy storage unit 14 due to the twisting of the springs. The stored energy can be output by increasing the speed of rotation of the gear 15.

В соответствии с более подробным описанием сначала при подводе энергии крутящий момент вынуждает вращаться шестерню 11, преобразующую энергию скручивания. Затем, если величина скручивающего усилия превышает предварительно заданное значение ограничителя кручения 12, ограничитель кручения 12 прерывает передачу скручивающего усилия путем перевода устройства в холостой режим с целью предотвращения повреждения энергоаккумулирующего блока 14. Каждый из однонаправленных подшипников 13 передачи крутящего момента соединен со стороной вывода энергии соответствующего устройства 12 ограничения величины скручивающего усилия и обеспечивает только однонаправленное прохождение скручивающего усилия от каждого ограничителя скручивания 12 к соответствующему энергоаккумулирующему блоку 14, тем самым предотвращая прохождение скручивающего усилия в противоположном направлении с целью защиты ограничителя скручивания 12 и шестерни 11, преобразующей энергию скручивания. Каждый из энергоаккумулирующих блоков 14 включает по меньшей мере два концевых роторных диска 142 и 143, соосно соединенных друг с другом. Работающая на скручивание пружина 141 размещена между каждой парой концевых элементов роторных дисков 142 и 143. Кроме того, один конец работающей на скручивание пружины 141 изогнут в противоположном направлении. Сторона подвода энергии каждого элемента роторного диска 142 соединена со стороной вывода энергии соответствующего однонаправленного подшипника 13, и сторона вывода энергии элементов роторного диска 143 соединена с повышающим скорость вращения зубчатым колесом 15 (см. Фиг. 2А). Когда повышающее скорость вращения зубчатое колесо 15 находится в нерабочем режиме, элементы роторного диска 143 остаются неподвижными. Таким образом, каждый элемент роторного диска 142 может вращаться относительно соответствующего элемента роторного диска 143. Когда повышающее скорость вращения зубчатое колесо 15 приводят в действие, может быть ускорена отдача энергии, аккумулированной в элементах роторного диска 143, и затем обеспечен ее вывод.In accordance with a more detailed description, first, when the energy is supplied, the torque forces the gear 11 to convert the twisting energy to rotate. Then, if the amount of torsional force exceeds a predetermined value of the torsion limiter 12, the torsion limiter 12 interrupts the transmission of torsional force by putting the device into idle mode to prevent damage to the energy storage unit 14. Each of the unidirectional torque transfer bearings 13 is connected to the energy output side of the corresponding device 12 limits the amount of torsional force and provides only unidirectional passage of torsional force from each twist limiter 12 to a corresponding energy storage unit 14, thereby preventing the passage of the twisting force in the opposite direction to protect the twist limiter 12 and the gear 11 that converts the twisting energy. Each of the energy storage units 14 includes at least two end rotor discs 142 and 143 coaxially connected to each other. A torsion spring 141 is interposed between each pair of end members of the rotor discs 142 and 143. In addition, one end of the torsion spring 141 is bent in the opposite direction. The energy supply side of each element of the rotor disk 142 is connected to the energy output side of the corresponding unidirectional bearing 13, and the energy output side of the elements of the rotor disk 143 is connected to the speed-increasing gear 15 (see Fig. 2A). When the speed-increasing gear 15 is inoperative, the elements of the rotor disk 143 remain stationary. Thus, each element of the rotor disk 142 can rotate relative to the corresponding element of the rotor disk 143. When the speed-increasing gear 15 is driven, the energy transfer accumulated in the elements of the rotor disk 143 can be accelerated and then outputted.

Как показано на Фиг. 2, энергоаккумулирующее устройство 1 настоящего изобретения фактически является частью более крупногабаритной системы энергообеспечения. В данном примере осуществления настоящего изобретения подобная система представляет собой ветроэнергетическую установку. Энергогенерирующее устройство 2, на которое может подаваться энергия вращения, создаваемая ветром, водой, человеком или другими видами источников, соединено со стороной подвода энергии 16 энергоаккумулирующего устройства 1. Муфта сцепления 51 размещена между стороной подвода энергии 16 и энергогенерирующим устройством 2, и также может быть установлено устройство для измерения скорости ветра 21 для определения включения муфты сцепления 51 в зависимости от величины скорости вращения. Кроме того, коробка передач 53 и маховик 52 размещены между стороной подвода энергии 16 и муфтой сцепления 51. Маховик 52 предназначен для стабилизации вывода энергии энергогенерирующего устройства 2, и коробка передач 53 предназначена для снижения скорости вращения энергогенерирующего устройства 2 с целью повышения величины скручивания. Как проиллюстрировано на Фиг. 3, электромагнитный тормоз 61, коробка скоростей с бесступенчатым регулированием 62, регулятор скорости 63, маховик 64, муфта сцепления 65 и генератор 3 расположены слева направо на Фиг. 3. Электромагнитный тормоз 61 предназначен для снижения или прекращения вывода энергии повышающего скорость вращения зубчатого колеса 15. Коробка скоростей с бесступенчатым регулированием 62 предназначена для поддержания скорости вращения в процессе вывода энергии. Регулятор скорости 63 предназначен для регулирования скорости вращения в процессе вывода энергии. Маховик 64 предназначен для стабилизации вывода энергии. Муфта сцепления 65 предназначена для регулирования подачи выходной энергии на генератор 3.As shown in FIG. 2, the energy storage device 1 of the present invention is in fact part of a larger energy supply system. In this embodiment of the present invention, such a system is a wind power installation. An energy generating device 2, to which rotational energy generated by wind, water, a person or other types of sources can be supplied, is connected to the energy supply side 16 of the energy storage device 1. A clutch 51 is located between the energy supply side 16 and the energy generating device 2, and can also be A device for measuring wind speed 21 is installed to determine the engagement of the clutch 51 depending on the magnitude of the rotation speed. In addition, the gearbox 53 and the flywheel 52 are located between the energy supply side 16 and the clutch 51. The flywheel 52 is designed to stabilize the energy output of the power generating device 2, and the gearbox 53 is designed to reduce the rotation speed of the power generating device 2 in order to increase the amount of twisting. As illustrated in FIG. 3, the electromagnetic brake 61, the gearbox with stepless control 62, the speed controller 63, the flywheel 64, the clutch 65 and the generator 3 are located from left to right in FIG. 3. An electromagnetic brake 61 is designed to reduce or stop the output of energy increasing the speed of rotation of the gear wheel 15. The gearbox with stepless regulation 62 is designed to maintain the speed of rotation in the process of energy output. The speed controller 63 is designed to control the speed of rotation in the process of energy output. Flywheel 64 is designed to stabilize energy output. Clutch 65 is designed to control the supply of output energy to the generator 3.

Муфта сцепления 51, устройство для измерения скорости ветра 21, коробка передач 53, ограничитель скручивания 12, энергоаккумулирующий блок 14, электромагнитный тормоз 61, коробка скоростей с бесступенчатым регулированием 62, регулятор скорости 63, муфта сцепления 65 и генератор 3 соединены с блоком управления ЭВМ 4 для управления работой системы в целом.Clutch 51, device for measuring wind speed 21, gearbox 53, twist limiter 12, energy storage unit 14, electromagnetic brake 61, gearbox with stepless control 62, speed controller 63, clutch 65 and generator 3 are connected to computer control unit 4 to control the operation of the system as a whole.

Как проиллюстрировано на Фиг. 4-11, для повышения эффективности аккумулирования энергии каждая работающая на скручивание пружина 141 имеет конец, изогнутый в противоположном направлении. Центральный удерживающий элемент 144 расположен по центру каждого элемента роторного диска 142 и 143 на стороне подвода энергии. Внешний удерживающий паз 146 выполнен на внешней части каждого элемента роторного диска 142 и 143, и внутренний удерживающий паз 145 выполнен в каждом центральном удерживающем элементе 144. Внутренний конец 147 каждой работающей на скручивание пружины 141 фиксируется во внутреннем удерживающем пазу 145, и внешний конец 148 каждой работающей на скручивание пружины 141 изогнут в противоположном направлении и фиксируется во внешнем удерживающем пазу 146. Существует два типа способов соединения элементов ленточной пружины 141. В соответствии с первым способом внутренний конец 147 каждой работающей на скручивание пружины 141 сначала фиксируется во внутреннем удерживающем пазу 145, и затем внешний конец 148 изгибается в противоположном направлении (т.е. в направлении, противоположном направлению намотки ленточной пружины) и фиксируется в наружном удерживающем пазу 146. В соответствии со вторым способом наружный конец 148 каждой работающей на скручивание пружины 141 сначала фиксируется во внешнем удерживающем пазу 146, и затем внутренний конец 147 изгибается в противоположном направлении (т.е. в направлении, противоположном направлению намотки ленточной пружины) и фиксируется во внутреннем удерживающем пазу 145. Таким образом, несколько элементов роторного диска 142 и 143 могут быть соединены с помощью таких элементов ленточных пружин 141 с целью повышения эффективности аккумулирования энергии. Кроме того, волнообразная структура 149 может быть выполнена на поверхности каждой работающей на скручивание пружины 141 с целью повышения эффективности аккумулирования энергии.As illustrated in FIG. 4-11, in order to increase the energy storage efficiency, each torsion spring 141 has an end curved in the opposite direction. A central holding member 144 is located in the center of each member of the rotor disk 142 and 143 on the energy supply side. An external holding groove 146 is formed on the outer part of each element of the rotor disk 142 and 143, and an internal holding groove 145 is made in each central holding element 144. The inner end 147 of each torsion spring 141 is fixed in the internal holding groove 145, and the outer end 148 of each the torsion spring 141 is bent in the opposite direction and fixed in the external holding groove 146. There are two types of methods for connecting the elements of the belt spring 141. In accordance with the first method Ohm, the inner end 147 of each torsion spring 141 is first locked in the inner holding groove 145, and then the outer end 148 is bent in the opposite direction (i.e., in the opposite direction to the winding of the tape spring) and locked in the outer holding groove 146. B according to the second method, the outer end 148 of each torsion spring 141 is first locked in the outer holding groove 146, and then the inner end 147 is bent in the opposite direction (i.e. in the opposite direction to the winding of the tape spring) and is fixed in the internal holding groove 145. Thus, several elements of the rotor disk 142 and 143 can be connected using such elements of the belt springs 141 in order to increase the energy storage efficiency. In addition, a wave-like structure 149 can be formed on the surface of each torsion spring 141 in order to increase energy storage efficiency.

Как проиллюстрировано на Фиг. 12, несколько промежуточных роторных дисков 140 соосно размещены между каждой парой концевых роторных дисков 142 и 143. Каждый концевой роторный диск 142 на стороне подвода энергии соединен с однонаправленными подшипниками передачи крутящего момента 13 стороны вывода энергии, и каждый концевой роторный диск 143 стороны вывода энергии соединен с повышающим скорость вращения зубчатым колесом 15. Кроме того, работающая на скручивание пружина 141 размещена между каждым элементом роторного диска 142 стороны подвода энергии и каждым промежуточным элементом роторного диска 140, а также между каждым промежуточным элементом роторного диска 140 и каждым элементом роторного диска 143 стороны вывода энергии. Когда повышающее скорость вращения зубчатое колесо 15 выключено, указанное повышающее скорость вращения зубчатое колесо 15 может блокировать элементы роторного диска 143 стороны вывода энергии, в результате чего обеспечивается вращение элемента роторного диска 142 стороны подвода энергии и, в конечном счете, аккумулирование энергии. При этом элементы ленточной пружины 141 приводят во вращение промежуточные элементы роторного диска 140 для аккумулирования энергии до тех пор, пока не прекратится подача энергии. При включении зубчатых колес, повышающих скорость вращения, элемент роторного диска 143 стороны вывода энергии может привести во вращение промежуточные элементы роторных дисков 140 и элемент роторного диска 142 стороны подвода энергии для ускорения вывода энергии с помощью элемента ленточной пружины 141.As illustrated in FIG. 12, several intermediate rotor disks 140 are coaxially disposed between each pair of end rotor disks 142 and 143. Each end rotor disk 142 on the power supply side is connected to unidirectional torque transmission bearings 13 of the power output side, and each end rotor disk 143 of the power output side is connected with increasing the speed of rotation of the gear wheel 15. In addition, the torsion spring 141 is placed between each element of the rotor disk 142 of the energy supply side and each intermediate element the volume of the rotor disk 140, and also between each intermediate element of the rotor disk 140 and each element of the rotor disk 143 of the energy output side. When the speed-increasing gear 15 is turned off, said speed-increasing gear 15 can block the elements of the power output side of the rotor disk 143, thereby rotating the power supply side of the rotor disk 142, and ultimately the energy storage. In this case, the elements of the belt spring 141 rotate the intermediate elements of the rotor disk 140 to accumulate energy until the energy supply ceases. When the gears increasing the rotation speed are turned on, the element of the rotor disk 143 of the energy output side can rotate the intermediate elements of the rotor disks 140 and the element of the rotor disk 142 of the energy supply side to accelerate the output of energy using the belt spring element 141.

На Фиг. 13 проиллюстрирован другой пример осуществления настоящего изобретения. Энергоаккумулирующая установка 14 может представлять собой конструкцию с параллельным расположением элементов, и зубчатые колеса могут распределять энергию по элементам энергоаккумулирующей установки 14; кроме того, энергия может быть выведена с помощью повышающего скорость вращения зубчатого колеса 15. При этом каждая из энергоаккумулирующих установок 14 снабжена своим собственным устройством ограничения величины скручивания 12 и однонаправленным подшипником 13 передачи крутящего момента.In FIG. 13 illustrates another embodiment of the present invention. The energy storage unit 14 may be a structure with a parallel arrangement of elements, and gears can distribute energy among the elements of the energy storage unit 14; in addition, energy can be removed by increasing the speed of rotation of the gear wheel 15. Moreover, each of the energy storage units 14 is equipped with its own device for limiting the amount of twisting 12 and a unidirectional bearing 13 for transmitting torque.

Энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения обладает следующими преимуществами.The energy storage device of the present invention has the following advantages.

1. Энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения может быть использовано в сочетании с различными типами энергогенерирующих устройств для аккумулирования энергии за счет скручивания пружин. Кроме того, энергоаккумулирующее устройство может отдавать энергию при останове энергогенерирующего устройства для обеспечения энергоснабжения и может аккумулировать энергию в том случае, когда энергогенерирующее устройство продолжает подавать энергию для обеспечения постоянного вывода энергии.1. The energy storage device of the present invention can be used in combination with various types of energy generating devices for storing energy by twisting springs. In addition, the energy storage device can give off energy when the power generation device is stopped to provide power, and can accumulate energy when the energy generating device continues to supply energy to provide a constant output of energy.

2. В энергоаккумулирующем устройстве настоящего изобретения можно поддерживать постоянный вывод энергии: энергия, генерируемая энергогенерирующим устройством, сначала подается на энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения и затем выводится при постоянной величине за счет регулировки требуемой скорости вращения.2. In the energy storage device of the present invention, it is possible to maintain a constant output of energy: the energy generated by the energy generating device is first supplied to the energy storage device of the present invention and then output at a constant value by adjusting the required rotation speed.

3. Энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения обладает высокой эффективностью аккумулирования энергии и занимает ограниченную монтажную площадь. Таким образом, устройство настоящего изобретения, безусловно, является полезным.3. The energy storage device of the present invention has high energy storage efficiency and occupies a limited installation area. Thus, the device of the present invention is certainly useful.

4. Энергоаккумулирующее устройство настоящего изобретения может быть использовано в автомобилях, электрических вентиляторах, электробритвах, игрушечных автомобилях и иных устройствах, в которых используется энергия вращательного движения. Устройство настоящего изобретения также может использоваться в сочетании с генераторами малой мощности в целях применения таких генераторов в качестве аварийного источника электропитания в быту или вне помещений.4. The energy storage device of the present invention can be used in cars, electric fans, electric shavers, toy cars and other devices that use the energy of rotational motion. The device of the present invention can also be used in combination with low power generators to use such generators as an emergency power source in the home or outdoors.

5. Подвод энергии к энергоаккумулирующему устройству настоящего изобретения может осуществляться вручную; устройство может использоваться в сочетании с такими спортивными средствами, как велосипеды. Таким образом, энергия может быть постепенно аккумулирована, а затем преобразована в постоянную, более мощную выходную энергию.5. Energy can be supplied to the energy storage device of the present invention manually; The device can be used in conjunction with sports equipment such as bicycles. Thus, energy can be gradually accumulated, and then converted into a constant, more powerful output energy.

Безусловно, в вышеприведенный пример осуществления настоящего изобретения могут быть внесены различные изменения и дополнения, не выходящие за пределы объема изобретения. Таким образом, в целях содействия прогрессу в науке и прикладных науках, настоящее изобретение раскрывается и ограничивается только объемом прилагаемой формулы изобретения.Of course, various changes and additions may be made to the above embodiment of the present invention without departing from the scope of the invention. Thus, in order to facilitate progress in science and applied sciences, the present invention is disclosed and limited only by the scope of the attached claims.

Claims

1. An energy storage device in which energy is accumulated by twisting torsion springs, the device including:

several gears, in which each side of the energy supply of the gears is connected to an energy source generating a rotational force, while the energy output from the gears is converted into a twisting force;

several torsional force limiters connected to the energy output sides of the gears, in which when the torsional force exceeds a predetermined value of the torsional force limiters, the torsional force limiters stop twisting by putting the device into idle mode in order to prevent damage to the energy storage units;

several unidirectional torque transmission bearings connected to the energy output sides of the torsional force limiters to ensure only the unidirectional passage of the torsional force from each of the torsional force limiters to the corresponding energy storage unit and to prevent the rotational force from passing in the opposite direction to protect against damage to the torsional value limiters effort and gears;

several energy storage units, in which each of the energy storage units includes at least two rotor disks coaxially connected to each other, and a belt spring element located between each pair of rotor disk elements, characterized in that the two ends of each belt spring element are connected to a central a retaining element and a retaining groove, and one end of each element of the tape spring is bent in the opposite direction in order to increase the efficiency of energy storage; and

several gear wheels that increase the speed of rotation connected to the elements of the rotor disk of the energy output side, in which the increase of the speed of the gears can block the elements of the rotor disk of the wheels in idle mode in order to ensure rotation of the elements of the rotor disk on the sides of the energy output of the energy storage units and, therefore, can store energy, and gears that increase the speed of rotation, can increase the speed of rotation of the elements of the rotor disk of the side of the energy output for Displayed energy upon actuation gears increasing speed.

2. The energy storage device according to claim 1, wherein the gears are connected to an energy generating device acting as an energy source, and a clutch, a flywheel and a gearbox are located between the energy generating device and the gears, wherein the clutch is designed to control the passage of energy from power generating device to the gearbox, the flywheel is designed to stabilize the energy output of the power generating device due to inertia of rotation, and the gearbox is designed to reduce the rotation speed of the energy generating device in order to increase the magnitude of the twisting force to ensure energy storage.

3. The energy storage device according to claim 1 or 2, in which the energy output sides of the speed increasing gears are connected to a generator or an electromagnetic brake, stepless speed gearbox, a speed controller, a flywheel and a clutch are located between the speed increasing gears rotation, and generator; the electromagnetic brake is designed to reduce or stop the output of energy that increases the speed of rotation of the gear wheel, the gearbox with stepless regulation is designed to maintain the rotation speed in the process of energy output, the speed controller is used to control the rotation speed in the process of energy output, the flywheel is designed to stabilize the energy output, and in which the clutch is designed to control the supply of output energy to the generator.

4. The energy storage device according to claim 1, wherein the central holding element is centrally located on each element of the rotor disk and in which the external holding groove is made on the outer part of each element of the rotor disk, and the internal holding groove is made in each central holding element, wherein the end of each belt spring is fixed in the inner holding groove, and the outer end of each belt spring is bent in the opposite direction and fixed in the external holding groove.

5. The energy storage device according to claim 1, wherein the central holding element is centrally located on each element of the rotor disk and in which the external holding groove is made on the outer part of each element of the rotor disk, and the internal holding groove is made in each central holding element, the external the end of each belt spring is fixed in the outer holding groove, and the inner end of each belt spring is bent in the opposite direction and fixed in the inner holding groove.

6. The energy storage device according to claim 1, wherein a wave-like structure is made on the surface of each belt spring in order to increase the energy storage efficiency.

7. The energy storage device according to claim 1, in which several intermediate rotor disks are coaxially placed between each pair of end elements of the rotor disks and in which each element of the rotor disk of the energy supply side is connected to the energy output side of unidirectional torque transmission bearings, and each rotor disk element the output side is connected to gears increasing the speed of rotation, and in which the belt spring is placed between each end element of the rotor disk and each intermediate the exact element of the rotor disk, as well as between each intermediate element of the rotor disk and each end element of the rotor disk, and when the speed-increasing gears are turned off, said speed-increasing gears can block the elements of the rotor disk of the energy output side, as a result of which the elements are rotated the rotor disk side of the energy supply and, ultimately, the accumulation of energy, and that while the belt springs drive the intermediate elements of the rotor disk for energy storage, and when the gears increasing the rotational speed are turned on, the elements of the rotor disk of the energy output side can rotate the intermediate elements of the rotor disks and the elements of the rotor disk of the energy supply side to accelerate the output of energy using a band spring.

8. The energy storage device according to claim 1, in which the energy storage units are arranged in parallel so that the gears can distribute energy among the energy storage units, and in which energy is output by means of speed-increasing gears, each of the energy storage units having its own device limiting the amount of twisting and a unidirectional torque transmission bearing.