间歇能量发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种间歇能量发电装置，包括：间歇力矩输入，力矩耦合、机械储能，连续力矩输出及发电机四个单元组成，组合齿轮作为力矩输入、输出，其中的力矩耦合单元与机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其中的行星齿轮架同轴固定连接恒力轮，恒力轮施加一个恒力，对行星齿轮架构成恒力矩，将间歇性能量以力矩的形式进行耦合、存储，并转化连续能量输出。

【技术实现步骤摘要】
间歇能量发电装置
本技术属于机械传动装置，特别涉及一种将自然界的间歇性能量进行力矩耦合为连续的、稳定的能量输出供发电，并且在耦合过程中同步进行能量存储、释放的发电装置。
技术介绍
目前，公知的自然界能量，例如风能、海浪能、潮汐能等大多数是间歇性的、波动的、随机性的非线性能量，无法直接利用，需要通过中间的能量收集、存储过程，再进行转换为连续的、稳定的、可控的线性能量再加以利用。小型风力发电机是将风能通过叶轮、变速机构、发电机转变为电能，储存到蓄电池，再通过直流/交流逆变器调制成50Hz工频电源供给终端用户，其弊端是化学蓄电池不仅成本高、寿命短，而且在生产、使用过程中会产生二次污染。大中型风力发电机主要有两种形式，其一，风机叶轮是定桨距失速调节型，属于恒速机型，一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值，继而使风电机组并网后定子磁场旋转频率等于电网频率，转子、叶轮的变化范围小，捕获风能的效率低。其二，风机叶轮是变速变距型，一般采用双馈电机或者永磁同步电机，通过调速器和变桨距控制相结合的方法使叶轮转速可以跟随风速的改变在较宽的范围内变化，保持最佳叶尖速比运行，从而使能量捕获效率最大。发电机发出的电能通过变流器调节，变成与电网同频、同相、同幅的电能输送到电网。相比之下，变速型风力发电机更具优势，但提高控制系统的复杂性和制造成本。波浪能发电过程中，需要将收集到的间歇性机械能，通过储能设施转化为压力能或重力势能，再用于发电或海水淡化等，储能设施投资高，施工难度大，能量利用率低。为克服上述对自然能利用过程中的种种弊端，本技术提出一种将间歇性的、波动的、随机性的非线性能量进行耦合、存储，并转化为连续的、稳定的、可控的线性能量输出给发电机发电、电解制氢、海水淡化等，以提高间歇能量的利用率。
技术实现思路
间歇能量发电装置包括：间歇力矩输入，力矩耦合、机械储能，连续力矩输出及发电机四个单元组成，组合齿轮作为力矩输入、输出，其中的力矩耦合单元与机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其中的行星齿轮架同轴固定连接恒力轮，恒力轮施加一个恒力，对行星齿轮架构成恒力矩，将间歇性能量以力矩的形式进行耦合、存储，并转化连续能量输出。与现有的化学蓄电池比较，本技术采用机械结构，具有成本低，寿命长，运行稳定，不产生二次污染。与现有的机械传动技术比较，本技术所使用的齿轮组不仅是传递力矩的机构，而且是间歇能量与连续能量的耦合机构。本专利技术的有益效果是：以机械结构实现间歇能量与连续能量的力矩耦合与能量存储的双重作用，将波动的、随机的、间歇性的非线性力矩耦合为稳定的、可控的的、连续的线性力矩输出，提高非线性能量利用率，同时消除由化学蓄电池作为能量存储带来的化学污染、寿命短的不足，简化双馈发电机的复杂控制系统，取消逆变器等，降低发电装置的成本。附图说明附图1是本技术的结构示意图，下面结合附图做进一步说明：附图1中，风力叶轮(1)通过转轴(2)及定位轴承(3)将间歇能量的力矩传递给转轴(4)，再通过转轴(4)及定位轴承(5)传递给齿轮(6)，齿轮(6)与组合齿轮(7)左端的圆柱齿轮啮合，其中的组合齿轮(7)、(15)是由圆柱齿轮与圆锥齿轮同轴固定连接成一个整体，组合齿轮(7)通过轴承(8)定位安装于水平主轴(23)上，组合齿轮(7)右端的圆锥齿轮与圆锥形行星齿轮(9)啮合，圆锥形行星齿轮(9)通过轴承(10)定位安装于行星齿轮轴(13)上，圆锥形行星齿轮(9)同时与组合齿轮(15)左端的圆锥齿轮啮合，组合齿轮(15)通过轴承(16)定位安装于水平主轴(23)上，组合齿轮(15)右端的圆柱齿轮与圆柱齿轮(17)啮合，圆柱齿轮(17)的输出轴(19)通过定位轴承(18)将力矩传递给发动机轴(20)，驱动发电机(21)发电；附图1中，行星齿轮架是由环状连接件(11)通过轴承(14)定位安装于水平主轴(23)，沿环状连接件(11)圆周均匀分布若干个垂直于水平主轴(23)中心线的行星齿轮轴(13)，行星齿轮轴(13)外端固定连接同轴旋转的恒力轮(12)共同组成，在每个行星齿轮轴(13)上通过轴承(10)定位安装圆锥形行星齿轮(9)，恒力轮(12)上的凹槽内缠绕柔性绳索(24)，柔性绳索(24)末端施加一个恒力，对恒力轮(12)构成恒力矩，共同作用于行星齿轮轴(13)及圆锥形齿轮(9)上，圆锥形齿轮(9)既可以沿行星齿轮轴(13)旋转，也可以随恒力轮(12)、行星齿轮轴(13)、环状连接件(11)构成的整体通过轴承(14)绕水平主轴(23)旋转。具体实施方式在具体实施中，在附图1中，输入端的组合齿(8)的间歇性力矩输、输出端的组合齿(15)的连续性力矩以及恒力轮(12)对行星架形成的恒力矩，三者相互作用、耦合，其中，间歇性力矩、连续性力矩的方向相同，恒力轮力矩与间歇性力矩、连续性力矩的方向相反，当该装置工作时，风力叶轮的间歇性力矩瞬时值、行星架的恒力矩、发电机的连续性力矩三者间有以下三种瞬时工况：其一，当风力叶轮(1)的间歇性力矩瞬时值与发电机(21)所需连续性力矩之和等于恒力轮的恒力矩时，恒力轮(12)处于相对平衡状态；其二，当风力叶轮(1)的间歇性力矩瞬时值与发电机(21)所需连续性力矩之和大于行星架的恒力矩时，多余的力矩能通过增加恒力轮(12)的势能进行吸收，以维持发电机(21)所需的连续性力矩；其三，当风力叶轮(1)的间歇性力矩瞬时值与发电机(21)所需连续性力矩之和小于行星架的恒力矩时，存储在恒力轮(12)上的势能释放，以维持发电机(21)所需的连续性力矩；附图1所示的风力发电机装置通过支撑架(26)安装于高处，便于更多吸纳更多的间歇性风力能，实施例的恒力来自于悬挂的重物(25)，恒力可以是重力、弹力、电磁力、流体压力等。本技术的实施例是风力发电，同理本技术适用于风浪能和潮汐能及其它自然界的波动的、随机的、间歇性的非线性能量的有效利用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间歇能量发电装置，包括间歇力矩输入轴、力矩耦合、机械储能、连续力矩输出及发电机四个单元组成，其中的力矩耦合单元、机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其特征在于：圆锥形齿轮行星架是由环状连接件(11)通过轴承定位安装于主轴(23)，沿环状连接件(11)圆周分布若干个垂直于主轴中心线的行星齿轮轴(13)，在每个行星轴上通过轴承定位安装圆锥形齿轮(9)，行星齿轮轴(13)外端固定安装一个恒力轮(12)，恒力轮(12)上的凹槽内缠绕柔性绳索(24)，柔性绳索(24)末端施加一个恒力，对恒力轮(12)构成恒力矩，共同作用于行星齿轮轴(13)及圆锥形齿轮(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种间歇能量发电装置，包括间歇力矩输入轴、力矩耦合、机械储能、连续力矩输出及发电机四个单元组成，其中的力矩耦合单元、机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其特征在于：圆锥形齿轮行星架是由环状连接件(11)通过轴承定位安装于主轴(23)，沿环状连接件(11)圆周分布若干个垂直于主轴中心线的行星齿轮轴(13)，在每个行星轴上通过轴承定位安装圆锥形齿轮(9)，行星齿轮轴(13)外端固定安装一个恒力轮(12)，恒力轮(12)上的凹槽内缠绕柔性绳索(24)，柔性绳索(24)末端施加一个恒力，对恒力轮(12)构成恒力矩，共同作用于行星齿轮轴(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟国，
申请(专利权)人：王伟国，
类型：新型
国别省市：辽宁;21