TW202041778A - 具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法,裝置包括真空容器、壓力調控容器、壓力傳動部件、動能回收裝置及液壓發電裝置。儲能方法包括以下步驟:提供流體,該流體具體為:液體或壓縮氣體;對所述流體進行加速之後對該流體進行減速;當對所述流體進行減速時,將所述流體的減速動能進行回收;在對所述流體進行加速或減速的過程中,根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強。該儲能裝置在慣性儲能過程中可對流體進行調壓,並對調壓後的流體壓力能進行獲取。

Description

一種儲能方法和具有流體調壓作用的慣性儲能裝置
本發明屬於儲能技術領域,涉及一種儲能方法及具有流體調壓作用的慣性儲能裝置。
慣性儲能是利用物體運動時具有的動能來進行能量存儲。目前,慣性儲能的方法主要採用驅動飛輪高速旋轉的方式進行儲能,其基本原理是利用與飛輪機械連接的電動機帶動飛輪加速旋轉,將電能轉換成飛輪的旋轉動能進行存儲。需要釋放能量時,利用高速旋轉的飛輪驅動與飛輪機械連接的發電機進行發電,將飛輪存儲的動能轉換為電能對外輸出能量。飛輪的加速和減速實現了能量的存儲和利用。但利用飛輪進行慣性儲能的缺點在於:由於飛輪由實心固體結構加工而成,因此,飛輪無論在儲能或釋放能量的過程中都不具備對流體壓力進行調壓的功能。
本發明的目的在於提供一種儲能方法,在慣性儲能過程中可對流體進行調壓,並對調壓後的流體壓力能進行獲取。
本發明的另一個目的是提供一種應用上述儲能方法的具有流體調壓作用的慣性儲能裝置。
為實現上述目的,本發明所採用的技術方案是:一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置,包括:真空容器、壓力調控容器、壓力傳動部件、動能回收裝置及液壓發電裝置;壓力調控容器內的流體具體為:液體或壓縮氣體;壓力傳動部件具體包括:第一缸體、第二缸體、低壓活塞、高壓活塞、傳動槓桿;低壓活塞位於第一缸體內,高壓活塞位於第二缸體內;第一缸體與第二缸體設置於壓力調控容器的側壁上,且第一缸體高於第二缸體;低壓活塞及高壓活塞的外端面分別設有活塞桿;傳動槓桿的上、下兩端分別與活塞桿活動連接;傳動槓桿中部可旋轉式安裝於壓力調控容器的外側壁上;高壓活塞外側設有彈力部件,該彈力部件固定於第二缸體內;高壓活塞的活塞桿通過傳動導桿與液壓發電裝置驅動連接,液壓發電裝置的輸入端與第二缸體固定連接;動能回收裝置設置於壓力調控容器的下方,該動能回收裝置具體為:至少由儲能油缸及高、低壓容器連接而成的空氣彈簧;真空容器內設有垂直導向部件,壓力調控容器可滑動式安裝於真空容器內的垂直導向部件上;垂直導向部件上設有用於提升壓力調控容器的電力提升裝置,該電力提升裝置的提升機構可沿垂直導向部件上下移動,且該電力提升裝置位於壓力調控容器的下方;壓力調控容器具體為:圓柱狀容器。
本發明所採用的另一個技術方案是:一種儲能方法,包括以下步驟:提供流體,該流體具體為:液體或壓縮氣體;對所述流體進行加速之後對該流體進行減速;當對所述流體進行減速時,將所述流體的減速動能進行回收;在對所述流體進行加速或減速的過程中,根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強;當所述流體的壓強從所述第一壓強調控至所述第二壓強後,若所述第一壓強小於所述第二壓強,則對該流體在所述第二壓強作用下產生的壓力能進行獲取;或當所述流體的壓強從所述第一壓強調控至所述第二壓強後,若所述第一壓強大於所述第二壓強,則先將該流體的壓強從所述第二壓強恢復至所述第一壓強,然後,再對該流體在所述第一壓強作用下產生的壓力能進行獲取。
還包括:在所述流體變速運動期間或之後,至少將已回收的所述流體的減速動能或至少將已獲取的所述流體的壓力能通過發電裝置轉換為電能,並將該電能通過輸電裝置輸送至用電終端。
其中,在對所述流體進行加速之前將該流體裝入承載容器內;
其中,對所述流體進行加速之後對該流體進行減速;具體為:由加速系統對所述流體進行加速之後由動能回收系統對該流體進行減速;
其中,當對所述流體進行減速時,將所述流體的減速動能進行回收;具體為:當對所述流體進行減速時,由動能回收系統將所述流體的減速動能進行回收;
其中,在對所述流體進行加速或減速的過程中,根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強;具體為:在對所述流體進行加速或減速的過程中,該流體在變速運動的作用下,根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強;
其中,對所述流體在所述第二壓強或所述第一壓強作用下產生的壓力能進行獲取時,採用能量獲取系統獲取該流體的壓力能。
本發明儲能裝置在對流體進行加速之後,利用該流體的動能進行儲能的同時,還可以利用該流體在加速或減速過程中的加速度對該流體自身進行調壓,因此,當該流體依靠其加速度進行調壓後,可對該流體的壓力能進行獲取,進一步提高慣性儲能效率。本發明儲能裝置可廣泛應用於動力領域、電力領域及工業生產領域。
為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露,茲於下詳細說明之,並請一併參閱所揭之圖式及圖號:
如圖1所示,本發明儲能裝置,包括底座24,底座24上並排豎直設有兩根導向件5,兩根導向件5的頂端通過固定樑2相連接,固定樑2的上面安裝有第一高壓容器4,固定樑2朝向底座24的側壁上安裝有第一儲能油缸3,第一高壓容器4的內腔與第一儲能油缸3的內腔連通,第一儲能油缸3的活塞桿朝向底座24;
底座24上還豎直安裝有第二儲能油缸28,第二儲能油缸28位於兩根導向件5之間,第二儲能油缸28的活塞桿朝向固定樑2;
沿從固定樑2到底座24的方向依次設有上移動樑8和下移動樑16,上移動樑8和下移動樑16均設於兩個導向件5上,並可沿導向件5上下移動;上移動樑8和下移動樑16位於第一儲能油缸3和第二儲能油缸28之間;上移動樑8上安裝有第一缸體6,第一缸體6內設有第一活塞7和第二活塞46,第一活塞7的活塞體和第二活塞46的活塞體均位於第一缸體6內,第一活塞7的活塞桿和第二活塞46的活塞桿均伸出第一缸體6外,第一活塞7的活塞桿和第二活塞46的活塞桿位於180°方向上,且第一活塞7活塞桿的中心線和第二活塞46活塞桿的中心線與上移動樑8的中心線相平行;第一活塞7活塞桿伸出第一缸體6外的一端與第一搖桿9的上端鉸接,第二活塞46活塞桿伸出第一缸體6外的一端與第二搖桿45的上端鉸接;
下移動樑16上安裝有第二缸體13,第二缸體13通過筒形的連接缸44與第一缸體6相連,第一缸體6的內腔、連接缸44的內腔和第二缸體13的內腔連通,形成容腔;第二缸體13的外壁上對稱固接有第三缸體15和第四缸體38,第三缸體15的中心線和第四缸體38的中心線位於180°方向上,且與下移動樑16的中心線相平行;第三缸體15內設有第二傳動件41,第四缸體38內設有第一傳動件40。第三缸體15上安裝有第一單向閥14和第二單向閥17,第四缸體38上安裝有第五單向閥37和第六單向閥39。
第一傳動件40和第二傳動件41的結構完全相同,以第一傳動件40為例進行說明:如圖2所示,第一傳動件40包括並排設置的小活塞頭47和大活塞頭51,大活塞頭51的直徑大於小活塞頭47的直徑,小活塞頭47的直徑與第四缸體38的內徑相適配,大活塞頭51的直徑與第二缸體13的內徑相適配;小活塞頭47和大活塞頭51通過對接的連接桿49及傳動導桿52相連接,連接桿49上設有銷孔48,連接桿49上套裝有彈簧50。
第一傳動件40中的小活塞頭47和銷孔48均位於第四缸體38內,第一傳動件40中的大活塞頭51和彈簧50均位於第二缸體13內,第一傳動件40中的銷孔48內安裝有第一銷軸,該第一銷軸與第二搖桿45的下端活動連接。
第二傳動件41中的小活塞頭47和銷孔48均位於第三缸體15內,第二傳動件41中的大活塞頭51和彈簧50均位於第二缸體13內。第二傳動件41中的銷孔48內安裝有第二銷軸,該第二銷軸與第一搖桿9的下端活動連接。
連接缸44的側壁上對稱固接有第一支撐樑10和第二支撐樑42,第一支撐樑10上設有可繞自身軸線往復轉動的第一支柱11,第一支柱11上加工有第一安裝孔,第一搖桿9穿過該第一安裝孔;第二支撐樑42上設有可繞自身軸線往復轉動的第二支柱43,第二支柱43上加工有第二安裝孔,第二搖桿45穿過該第二安裝孔。
每根導向件5下端均安裝有兩套結構如圖3所示的提升機構25,提升機構25包括齒條56和安裝座54,安裝座54上安裝有第二液壓馬達53,第二液壓馬達53通過傳動機構驅動齒輪55轉動,齒輪55與齒條56組成齒輪齒條副,齒條56與導向件5固接,安裝座54上豎直固接有頂桿57,頂桿57上端與下移動樑16固接,所有的第二液壓馬達53均與第四管路31連通。
第二儲能油缸28左右相對的兩個側壁上分別設有第二管路26和第三管路30,第二管路26上安裝有第三單向閥27,第二管路26的另一端連接有第二高壓容器20,第三管路30上安裝有第四單向閥29,第三管路30的另一端連接有第一低壓容器32;第二高壓容器20通過第一管路23與第一低壓容器32連通,第一管路23上安裝有第一液壓馬達22,第一液壓馬達22與交流發電機21相連。
所有的第二液壓馬達53均通過第四管路31與換向閥33相連,換向閥33分別與第三高壓容器34和第二低壓容器36相連,第三高壓容器34和第二低壓容器36還與電動液壓泵35相連。第二高壓容器20通過高壓軟管19與第二單向閥17和第五單向閥37相連,高壓軟管19上設有截止閥18,第一低壓容器32通過低壓軟管12與第一單向閥14和第六單向閥39相連。
底座24上設有真空容器1,固定樑2、第一儲能油缸3、第一高壓容器4、導向件5、第一缸體6、上移動樑8、第一活塞7、第一搖桿9、第一支撐樑10、第二缸體13、第一單向閥14、第三缸體15、下移動樑16、第二單向閥17、第三單向閥27、第二儲能油缸28、第四單向閥29、第五單向閥37、第四缸體38、第六單向閥39、第一傳動件40、第二傳動件41、第二支撐樑42、連接缸44、第二搖桿45、第二活塞46、截止閥18和所有的提升機構25均位於真空容器1內。高壓軟管19、低壓軟管12、第二管路26的一部分以及第三管路30的一部分也位於真空容器1內。
第一缸體6、上移動樑8、連接缸44、第二缸體13和下移動樑16組成能量轉換機構。
本發明提供了一種儲能方法,具體按以下步驟進行:
1)將流體(液體或壓縮氣體)裝入第二缸體13、連接缸44與第一缸體6構成的容腔內;第一高壓容器4、第二高壓容器20和第三高壓容器34內均儲存有高壓氣體及液壓油;第一低壓容器32內和第二低壓容器36內均充有低壓氣體及液壓油;第一儲能油缸3、第二儲能油缸28、第一管路23、第二管路26、第三管路30、第四管路31、低壓軟管12和高壓軟管19內均充滿液壓油;
2)開啟高壓軟管19上的截止閥18,將換向閥33調整為第一換向狀態,換向閥33處於第一換向狀態時,第四管路31通過換向閥33與第三高壓容器34連通,第四管路31與第二低壓容器36不連通;開啟電動液壓泵35,第二低壓容器36內的液壓油被電動液壓泵35泵入第三高壓容器34內,同時,第三高壓容器34內的液壓油在高壓氣體的壓力作用下通過第四管路31進入所有的第二液壓馬達53內,第二液壓馬達53在液壓油壓力的作用下通過傳動機構驅動齒輪55轉動,轉動的齒輪55沿齒條56向上爬升,齒輪55沿齒條56向上爬升過程中通過第二液壓馬達53帶動安裝座54沿導向件5向上移動,即沿圖4中箭頭所指方向移動,頂桿57推動下移動樑16向上移動,下移動樑16通過第二缸體13、連接缸44和第一缸體6推動上移動樑8向上移動;能量轉換機構上升過程中,第一低壓容器32內的液壓油在第一低壓容器32內的低壓氣體的氣壓作用下通過第三管路30和第四單向閥29進入第二儲能油缸28內,此時,第三單向閥27截止,進入第二儲能油缸28內的液壓油將第二儲能油缸28的活塞桿向上推至圖5中所示的上止點位置。
當第一缸體6與第一儲能油缸3的活塞桿相接觸後,推動第一儲能油缸3的活塞桿向第一儲能油缸3內移動,此時,第一儲能油缸3內的液壓油被壓入第一高壓容器4內,直至第一儲能油缸3的活塞桿被上推至圖5所示的上止點時,將換向閥33調整為第二換向狀態,當換向閥33處於第二換向狀態時,第四管路31與第三高壓容器34不連通,第四管路31通過換向閥33與第二低壓容器36連通,此時,第二液壓馬達53瞬間失去來自於第三高壓容器34的驅動壓力,第一高壓容器4內的高壓液壓油暫態流向第一儲能油缸3,推動第一儲能油缸3的活塞桿向下運動,該活塞桿推動能量轉換機構,進而向下彈射能量轉換機構,如圖6所示,能量轉換機構被向下彈射過程中,能量轉換機構通過頂桿57推動提升機構25向下移動,並產生加速度,進而對容腔內的流體進行加速,此時,齒輪55被迫反向轉動,將第二液壓馬達53內的液壓油通過第四管路31及換向閥33排至第二低壓容器36內;
當第一儲能油缸3的活塞桿下移至下止點後,該活塞桿與第一缸體6分離,同時第二缸體13與第二儲能油缸28的活塞桿碰撞接觸,在慣性作用下,能量轉換機構繼續向下移動,推動第二儲能油缸28的活塞桿向第二儲能油缸28內移動,將第二儲能油缸28內的液壓油通過第三單向閥27和第二管路26壓入第二高壓容器20內,在此過程中,第四單向閥29呈截止狀態;第二儲能油缸28內的液壓油被壓入第二高壓容器20的過程中,依靠第二高壓容器20內的氣壓的壓力作用對能量轉換機構進行減速,使得容腔內的流體在加速之後又進行減速;容腔內的流體進行減速時,由於第二儲能油缸28內的液壓油在能量轉換機構的慣性作用下被壓入第二高壓容器20進而使第二高壓容器20內的壓力增大,因此,在容腔內的流體進行減速期間,由第二高壓容器20回收該流體的減速動能;
能量轉換機構向下加速或減速期間,容腔內的流體下端的壓強(即第二缸體13內的壓強)會在該流體的加速度的作用下根據該流體的速度變化率及運動狀態發生變化。因此,流體進行加速或減速的過程中,該流體下端的壓強從第一壓強變化至第二壓強;
當容腔內流體下端的壓強從第一壓強變化至第二壓強後,若第一壓強小於第二壓強,則對該流體在第二壓強作用下產生的壓力能進行獲取,具體為:若能量轉換機構在向下加速期間的加速度大於1個g(重力加速度),且能量轉換機構在向下減速期間的負加速度也大於1個g的情況下,該能量轉換機構在向下加速運動過程中,由於加速度作用使得第二缸體13內的流體的壓強小於第一缸體6內的流體的壓強,此時,流體推動第一活塞7和第二活塞46逐漸遠離,第一活塞7運動過程中,推動第一搖桿9的上端向遠離第二活塞46的方向移動,由於第一搖桿9穿過第一支柱11上的第一安裝孔,根據槓桿原理,第一支柱11繞自身軸線轉動,第一搖桿9下端帶動第二傳動件41向第一傳動件40的方向移動;同理,第二活塞46運動過程中,推動第二搖桿45的上端向遠離第一活塞7的方向移動,由於第二搖桿45穿過第二支柱43上的第二安裝孔,根據槓桿原理,第二支柱43繞自身軸線轉動,第二搖桿45下端帶動第一傳動件40向第二傳動件41的方向移動,如圖6;第一傳動件40和第二傳動件41相向運動過程中,第三缸體15和第四缸體38的容積增大,產生吸力,該吸力將第一低壓容器32中的液壓油吸入低壓軟管12內,進入低壓軟管12內的液壓油分成兩路,一路經第一單向閥14進入第三缸體15內,另一路經第六單向閥39進入第四缸體38內,此過程中,第二單向閥17和第五單向閥37截止;
當能量轉換機構進入向下減速運動過程時,由於超重作用使得第二缸體13內的流體的壓強大於第一缸體6內的流體的壓強,此時,流體推動第一傳動件40和第二傳動件41逐漸遠離,第三缸體15內的液壓油和第四缸體38內的液壓油分別經第二單向閥17和第五單向閥37進入高壓軟管19內,此時,第一單向閥14和第六單向閥39截止;進入高壓軟管19內的液壓油在壓力作用下被壓入第二高壓容器20內。
若容腔內流體下端的壓強從第一壓強變化至第二壓強後,第一壓強大於第二壓強,則先將該流體下端的壓強從第二壓強恢復至第一壓強,然後,再對該流體在第一壓強作用下產生的壓力能進行獲取;具體為:若能量轉換機構在向下加速期間的加速度等於1個g,且該能量轉換機構在向下減速期間的負加速度也等於1個g的情況下,由於能量轉換機構在向下加速期間的失重作用使第二缸體13內的流體的壓強與第一缸體6內的流體的壓強都降至於0壓強狀態,此時,在彈簧50的彈力作用下,第一傳動件40和第二傳動件41相向運動,第二傳動件41帶動第一搖桿9繞第一支柱11的軸線順時針轉動,第一搖桿9轉動過程中,帶動第一活塞7向遠離第二活塞46的方向移動,同理,第一傳動件40帶動第二搖桿45繞第二支柱43的軸線逆時針轉動,第二搖桿45轉動過程中,帶動第二活塞46向遠離第一活塞7的方向移動;
在能量轉換機構進入向下減速運動過程之前,將截止閥18關閉,直至能量轉換機構在完成向下減速運動過程之後,再開啟截止閥18,當截止閥18開啟時,由於容腔內的流體的重力已恢復至加速之前的重力狀態即非失重狀態,因此,在流體重力作用下使得第二缸體13內的流體的壓強大於第一缸體6內的流體的壓強,此時,第二缸體13內的流體克服彈簧50的彈力將第一傳動件40和第二傳動件41向相反的方向推離,第一傳動件40通過第二搖桿45帶動第二活塞46向第一活塞7的方向運動,第二傳動件41通過第一搖桿9帶動第一活塞7向第二活塞46的方向運動,在此過程中,由第一傳動件40將第四缸體38內的液壓油通過第五單向閥37壓入高壓軟管19內,第二傳動件41將第三缸體15內的液壓油通過第二單向閥17壓入高壓軟管19內,高壓軟管19內的液壓油在壓力作用下被壓入第二高壓容器20內。
在流體變速運動期間或之後,至少將已回收的流體的減速動能或至少將已獲取的流體的壓力能通過發電裝置轉換為電能,並將該電能通過輸電裝置輸送至用電終端。如圖7所示。具體操作為:高壓軟管19內的液壓油在壓力作用下被壓入第二高壓容器20內,同時,第二儲能油缸28內的液壓油也被壓入第二高壓容器20內之後,第二高壓容器20內的液壓油在第二高壓容器20內的氣壓驅動作用下經過第一液壓馬達22及第一管路23進入第一低壓容器32;第二高壓容器20內的液壓油在流入第一低壓容器32的過程中,液壓油的壓力驅動第一液壓馬達22旋轉,旋轉的第一液壓馬達22驅動交流發電機21發電,交流發電機21產生的電能通過輸電系統輸送至用電終端。
交流發電機21和第一液壓馬達22構成液壓發電裝置。
第二儲能油缸28、第二管路26、第三管路30、四單向閥29、第三單向閥27、第一低壓容器32、第二高壓容器20、第一管路23構成動能回收裝置。
以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式,並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員,在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改,均應屬於本發明保護的範圍。而且需要說明的是,本發明的各組成部分並不僅限於上述整體應用,本發明的說明書中描述的各技術特徵可以根據實際需要選擇一項單獨採用或選擇多項組合起來使用,因此,本發明理所當然地涵蓋了與本案發明點有關的其它組合及具體應用。
綜上所述,本發明實施例確能達到所預期之使用功效,又其所揭露之具體技術手段,不僅未曾見諸於同類產品中,亦未曾公開於申請前,誠已完全符合專利法之規定與要求,爰依法提出發明專利之申請,懇請惠予審查,並賜准專利,則實感德便。
1:真空容器
2:固定樑
3:第一儲能油缸
4:第一高壓容器
5:導向件
6:第一缸體
7:第一活塞
8:上移動樑
9:第一搖桿
10:第一支撐樑
11:第一支柱
12:低壓軟管
13:第二缸體
14:第一單向閥
15:第三缸體
16:下移動樑
17:第二單向閥
18:截止閥
19:高壓軟管
20:第二高壓容器
21:交流發電機
22:第一液壓馬達
23:第一管路
24:底座
25:提升機構
26:第二管路
27:第三單向閥
28:第二儲能油缸
29:第四單向閥
30:第三管路
31:第四管路
32:第一低壓容器
33:換向閥
34:第三高壓容器
35:電動液壓泵
36:第二低壓容器
37:第五單向閥
38:第四缸體
39:第六單向閥
40:第一傳動件
41:第二傳動件
42:第二支撐樑
43:第二支柱
44:連接缸
45:第二搖桿
46:第二活塞
47:小活塞頭
48:銷孔
49:連接桿
50:彈簧
51:大活塞頭
52:傳動導桿
53:第二液壓馬達
54:安裝座
55:齒輪
56:齒條
57:頂桿
圖1是本發明儲能裝置的結構示意圖。
圖2是本發明儲能裝置中傳動件的示意圖。
圖3是本發明儲能裝置中提升機構的示意圖。
圖4是本發明儲能裝置第一種工作狀態的示意圖。
圖5是本發明儲能裝置第二種工作狀態的示意圖。
圖6是本發明儲能裝置第三種工作狀態的示意圖。
圖7是本發明儲能裝置第四種工作狀態的示意圖。
1:真空容器
2:固定樑
3:第一儲能油缸
4:第一高壓容器
5:導向件
6:第一缸體
7:第一活塞
8:上移動樑
9:第一搖桿
10:第一支撐樑
11:第一支柱
12:低壓軟管
13:第二缸體
14:第一單向閥
15:第三缸體
16:下移動樑
17:第二單向閥
18:截止閥
19:高壓軟管
20:第二高壓容器
21:交流發電機
22:第一液壓馬達
23:第一管路
24:底座
25:提升機構
26:第二管路
27:第三單向閥
28:第二儲能油缸
29:第四單向閥
30:第三管路
31:第四管路
32:第一低壓容器
33:換向閥
34:第三高壓容器
35:電動液壓泵
36:第二低壓容器
37:第五單向閥
38:第四缸體
39:第六單向閥
40:第一傳動件
41:第二傳動件
42:第二支撐樑
43:第二支柱
44:連接缸
45:第二搖桿
46:第二活塞

Claims (6)

  1. 一種儲能方法,其包括以下步驟:提供流體,該流體具體為:液體或壓縮氣體;對所述流體進行加速之後對該流體進行減速;當對所述流體進行減速時,將所述流體的減速動能進行回收;在對所述流體進行加速或減速的過程中,根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強;當所述流體的壓強從所述第一壓強調控至所述第二壓強後,若所述第一壓強小於所述第二壓強,則對該流體在所述第二壓強作用下產生的壓力能進行獲取;或當所述流體的壓強從所述第一壓強調控至所述第二壓強後,若所述第一壓強大於所述第二壓強,則先將該流體的壓強從所述第二壓強恢復至所述第一壓強,然後,再對該流體在所述第一壓強作用下產生的壓力能進行獲取。
  2. 一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置,其包括:真空容器、壓力調控容器、壓力傳動部件、動能回收裝置及液壓發電裝置;壓力調控容器內的流體具體為:液體或壓縮氣體;壓力傳動部件具體包括:第一缸體、第二缸體、低壓活塞、高壓活塞、傳動槓桿;低壓活塞位於第一缸體內,高壓活塞位於第二缸體內;第一缸體與第二缸體設置於壓力調控容器的側壁上,且第一缸體高於第二缸體;低壓活塞及高壓活塞的外端面分別設有活塞桿;傳動槓桿的上、下兩端分別與活塞桿活動連接;傳動槓桿中部可旋轉式安裝於壓力調控容器的外側壁上;高壓活塞外側設有彈力部件,該彈力部件固定於第二缸體內;高壓活塞的活塞桿通過傳動導桿與液壓發電裝置驅動連接,液壓發電裝置的輸入端與第二缸體固定連接;動能回收裝置設置於壓力調控容器的下方,該動能回收裝置具體為:至少由儲能油缸及高、低壓容器連接而成的空氣彈簧;真空容器內設有垂直導向部件,壓力調控容器可滑動式安裝於真空容器內的垂直導向部件上;垂直導向部件上設有用於提升壓力調控容器的電力提升裝置,該電力提升裝置的提升機構可沿垂直導向部件上下移動,且該電力提升裝置位於壓力調控容器的下方;壓力調控容器具體為:圓柱狀容器。
  3. 如請求項2所述之一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置,其中,該儲能裝置包括底座,底座上並排豎直設有兩根導向件,兩根導向件的頂端通過固定樑相連接,固定樑上面安裝有第一高壓容器,固定樑的底面上安裝有第一儲能油缸,第一高壓容器的內腔與第一儲能油缸的內腔連通,第一儲能油缸的活塞桿朝向底座; 底座上豎直安裝有第二儲能油缸,第二儲能油缸位於兩根導向件之間,第二儲能油缸的活塞桿朝向固定樑; 沿從固定樑到底座的方向依次設有上移動樑和下移動樑,上移動樑和下移動樑均可沿導向件上下移動;上移動樑和下移動樑位於第一儲能油缸和第二儲能油缸之間;上移動樑上安裝有第一缸體,第一缸體內設有第一活塞和第二活塞,第一活塞的活塞桿和第二活塞的活塞桿均伸出第一缸體外,且位於180°方向上;第一活塞的活塞桿伸出第一缸體外的一端與第一搖桿的上端鉸接,第二活塞的活塞桿伸出第一缸體外的一端與第二搖桿的上端鉸接; 下移動樑上安裝有第二缸體,第二缸體通過筒形的連接缸與第一缸體相連,第一缸體的內腔、連接缸的內腔和第二缸體的內腔連通,形成容腔;第二缸體的外壁上對稱固接有第三缸體和第四缸體(38);第三缸體內設有第二傳動件,第四缸體內設有第一傳動件,第三缸體上安裝有第一單向閥和第二單向閥,第四缸體上安裝有第五單向閥和第六單向閥;連接缸的側壁上對稱固接有兩根支撐樑,兩根支撐樑上均設有可繞自身軸線往復轉動的支柱,支柱上加工有安裝孔,第一搖桿的下端穿過一個支柱上的安裝孔與第二傳動件活動連接;第二搖桿的下端穿過另一個支柱上的安裝孔與第一傳動件活動連接; 每根導向件下端均安裝有兩套結構提升機構,提升機構中有第二液壓馬達,提升機構驅動第一缸體、上移動樑、連接缸、第二缸體和下移動樑組成的能量轉換機構沿導向件向上運動; 第二儲能油缸左右相對的兩個側壁上分別設有第二管路和第三管路,第二管路上安裝有第三單向閥,第二管路的另一端連接有第二高壓容器,第三管路上安裝有第四單向閥,第三管路的另一端連接有第一低壓容器;第二高壓容器通過第一管路與第一低壓容器連通,第一管路上安裝有第一液壓馬達,第一液壓馬達與交流發電機相連; 所有的第二液壓馬達均通過第四管路與換向閥相連,換向閥分別與第三高壓容器和第二低壓容器相連,第三高壓容器和第二低壓容器還與電動液壓泵相連;第二高壓容器通過高壓軟管與第二單向閥和第五單向閥相連,高壓軟管上設有截止閥,第一低壓容器通過低壓軟管與第一單向閥和第六單向閥相連; 底座上設有真空容器,除第二高壓容器、交流發電機、第一液壓馬達、第一管路、第四管路、第一低壓容器、換向閥、第三高壓容器、電動液壓泵、第二低壓容器、高壓軟管的一部分、低壓軟管的一部分、第二管路的一部分以及第三管路的一部分外,其餘的部件均位於真空容器內。
  4. 如請求項3所述之一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置,其中,所述的第一傳動件包括並排設置的小活塞頭和大活塞頭,大活塞頭的直徑大於小活塞頭的直徑,小活塞頭的直徑與第四缸體的內徑相適配,大活塞頭的直徑與第二缸體的內徑相適配;小活塞頭和大活塞頭通過對接的連接桿及傳動導桿相連接,連接桿上設有銷孔,連接桿上套裝有彈簧; 小活塞頭和銷孔均位於第四缸體內,大活塞頭和彈簧均位於第二缸體內,銷孔內安裝有第一銷軸,該第一銷軸與第二搖桿的下端活動連接。
  5. 如請求項3所述之一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置,其中,所述的提升機構包括齒條和安裝座,安裝座上安裝有第二液壓馬達,第二液壓馬達通過傳動機構驅動齒輪轉動,齒輪與齒條組成齒輪齒條副,齒條與導向件固接,安裝座上豎直固接有頂桿,齒條與導向件固接,頂桿上端與下移動樑固接,所有的第二液壓馬達均與第四管路連通。
  6. 一種如申請專利範圍第3項所述之具有流體調壓作用的慣性儲能裝置的儲能方法,其中,具體按以下步驟進行: 1)將流體裝入第二缸體、連接缸與第一缸體構成的容腔內;第一高壓容器、第二高壓容器和第三高壓容器內均儲存有高壓氣體及液壓油;第一低壓容器和第二低壓容器內均充有低壓氣體及液壓油;第一儲能油缸、第二儲能油缸、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、低壓軟管和高壓軟管內均充滿液壓油; 2)開啟高壓軟管上的截止閥,將換向閥調整為第一換向狀態,第四管路通過換向閥與第三高壓容器連通,第四管路與第二低壓容器36不連通;開啟電動液壓泵,第二低壓容器內的液壓油被電動液壓泵泵入第三高壓容器內,同時,第三高壓容器內的液壓油在高壓氣體的壓力作用下通過第四管路進入所有的第二液壓馬達內,第二液壓馬達在液壓油壓力的作用下通過傳動機構驅動齒輪轉動,轉動的齒輪沿齒條向上爬升,並通過第二液壓馬達帶動安裝座沿導向件向上移動,頂桿推動能量轉換機構向上移動;能量轉換機構上升過程中,第一低壓容器內的液壓油在第一低壓容器內的低壓氣體的氣壓作用下通過第三管路和第四單向閥進入第二儲能油缸內,此時,第三單向閥截止,進入第二儲能油缸內的液壓油將第二儲能油缸的活塞桿向上推至上止點位置; 當第一缸體與第一儲能油缸的活塞桿相接觸後,推動第一儲能油缸的活塞桿向第一儲能油缸內移動,此時,第一儲能油缸內的液壓油被壓入第一高壓容器內,直至第一儲能油缸的活塞桿被上推至上止點時,將換向閥調整為第二換向狀態,第四管路與第三高壓容器不連通,第四管路通過換向閥與第二低壓容器連通,此時,第二液壓馬達瞬間失去來自於第三高壓容器的驅動壓力,第一高壓容器內的高壓液壓油暫態流向第一儲能油缸,推動第一儲能油缸的活塞桿向下運動,該活塞桿推動能量轉換機構,進而向下彈射能量轉換機構,能量轉換機構被向下彈射過程中,能量轉換機構通過頂桿推動提升機構向下移動,並產生加速度,進而對容腔內的流體進行加速,此時,齒輪被迫反向轉動,將第二液壓馬達內的液壓油通過第四管路及換向閥排至第二低壓容器內; 當第一儲能油缸的活塞桿下移至下止點後,該活塞桿與第一缸體分離,同時第二缸體與第二儲能油缸的活塞桿碰撞接觸,在慣性作用下,能量轉換機構繼續向下移動,推動第二儲能油缸的活塞桿向第二儲能油缸內移動,將第二儲能油缸內的液壓油通過第三單向閥和第二管路壓入第二高壓容器內,在此過程中,第四單向閥呈截止狀態;第二儲能油缸內的液壓油被壓入第二高壓容器的過程中,依靠第二高壓容器內的氣壓的壓力作用對能量轉換機構進行減速,使得容腔內的流體在加速之後又進行減速;容腔內的流體進行減速時,同時,第二儲能油缸內的液壓油被壓入第二高壓容器內使第二高壓容器內的壓力增大,第二高壓容器回收該流體的減速動能; 能量轉換機構向下加速或減速期間,容腔內的流體下端的壓強會在該流體的加速度的作用下根據該流體的速度變化率及運動狀態發生變化;使得該流體的壓強從第一壓強變化至第二壓強; 當容腔內流體的下端壓強從第一壓強變化至第二壓強後,若第一壓強小於第二壓強,則對該流體在第二壓強作用下產生的壓力能進行獲取,具體為:若能量轉換機構在向下加速期間的加速度大於1個g,且能量轉換機構在向下減速期間的負加速度也大於1個g的情況下,該能量轉換機構在向下加速運動過程中,加速度的作用使得第二缸體內流體的壓強小於第一缸體內流體的壓強,此時,流體推動第一活塞和第二活塞逐漸遠離,第一活塞運動過程中,推動第一搖桿上端向遠離第二活塞的方向移動,第一搖桿下端帶動第二傳動件向第一傳動件的方向移動;第二活塞運動過程中,推動第二搖桿的上端向遠離第一活塞的方向移動,第二搖桿下端帶動第一傳動件向第二傳動件的方向移動,第一傳動件和第二傳動件相向運動過程中,第三缸體和第四缸體的容積增大,產生吸力,該吸力將第一低壓容器中的液壓油吸入低壓軟管內,進入低壓軟管內的液壓油分成兩路,一路經第一單向閥進入第三缸體內,另一路經第六單向閥進入第四缸體內,此過程中,第二單向閥和第五單向閥截止; 當能量轉換機構進入向下減速運動過程時,由於超重作用使得第二缸體內的流體的壓強大於第一缸體內的流體的壓強,此時,流體推動第一傳動件和第二傳動件逐漸遠離,第三缸體內的液壓油和第四缸體內的液壓油分別經第二單向閥和第五單向閥進入高壓軟管內,此時,第一單向閥和第六單向閥截止;進入高壓軟管內的液壓油在壓力作用下被壓入第二高壓容器內; 若容腔內流體的壓強從第一壓強變化至第二壓強後,第一壓強大於第二壓強,則先將該流體的壓強從第二壓強恢復至第一壓強,然後,再對該流體在第一壓強作用下產生的壓力能進行獲取;具體為:若能量轉換機構在向下加速期間的加速度等於1個g,且該能量轉換機構在向下減速期間的負加速度也等於1個g,能量轉換機構在向下加速期間的失重作用使第二缸體內的流體的壓強與第一缸體內的流體的壓強都降至於0壓強狀態,此時,在彈簧的彈力作用下,第一傳動件和第二傳動件相向運動,第二傳動件帶動第一搖桿繞第一支柱的軸線順時針轉動,第一搖桿轉動過程中,帶動第一活塞向遠離第二活塞的方向移動;第一傳動件帶動第二搖桿繞第二支柱的軸線逆時針轉動,第二搖桿轉動過程中,帶動第二活塞向遠離第一活塞的方向移動; 在能量轉換機構進入向下減速運動過程之前,關閉截止閥,直至能量轉換機構在完成向下減速運動過程之後,再開啟截止閥,此時,第二缸體內流體的壓強大於第一缸體內流體的壓強,流體推動第一傳動件和第二傳動件向相反的方向運動,第一傳動件通過第二搖桿帶動第二活塞向第一活塞的方向運動,第二傳動件通過第一搖桿帶動第一活塞向第二活塞的方向運動,在此過程中,將第四缸體內的液壓油通過第五單向閥壓入高壓軟管內,第三缸體內的液壓油通過第二單向閥壓入高壓軟管內,高壓軟管內的液壓油在壓力作用下被壓入第二高壓容器內;同時,第二儲能油缸內的液壓油也被壓入第二高壓容器內之後,第二高壓容器內的液壓油在第二高壓容器內的氣壓驅動作用下經過第一液壓馬達及第一管路進入第一低壓容器;第二高壓容器內的液壓油在流入第一低壓容器的過程中,液壓油的壓力驅動第一液壓馬達旋轉,第一液壓馬達驅動交流發電機發電,交流發電機產生的電能通過輸電系統輸送至用電終端。
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