弹性动力能量积蓄-调节器制造技术

弹性动力能量积蓄－调节器，其包括由被缠绕或者可以被缠绕成回旋螺旋状的薄片，该薄片具有沿着螺旋线长度递增或者递减的曲率，该薄片还能够以可变转矩吸收能量并且在宽阔的工作区域提供实际上恒定的转矩。层叠或成组的可以按照弹簧的方式被缠绕或能够自身缠绕的薄片具有沿长度可变厚度和／或宽度和／或加强结构，并且在两端被支持。所述层叠或成组的薄片由具有树脂基体和纤维增强的混合材料制成。该弹性动力能量积蓄－调节器作为能量积蓄器或者调节器可以应用于例如风力发电及其他可再生能源，运输业，不间断电力供应系统，以及电力网络调节，等等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹性动力能量积蓄-调节器专利技术目的本专利技术的目的涉及弹性动力能量积蓄-调节器，以及所述弹性动力能量积蓄-调 节器的制造方法及其各种优选的应用。本专利技术属于蓄能机械设备的领域。当在生产设备中存在过量能量时可以积蓄， 并且该设备可以在能量的非生产阶段或者当应用或者用户需要该能量时，可以被供 应能量。
技术介绍
众所周之能量问题一直存在，因为能量存在积蓄足够量以便以后更有效使用或 在人们需要时使用的问题。在目前存在的生产能量的方法当中，核电站和热电站作为在不同国家中被用于 主要能量生产。由于它们的设计配置以及为了获得更大的能量产出，这种电站必须 持续运行，即，必须具有持续的能量生产体制且没有停止和启动的过程。这样根据 人类活动有最大或最小消耗时间的国家对能量的需求是不适应的。因此，当人类的 活动明显减少时(比如在夜间)，经过最小能量消耗时段，在能量消耗明显上升的日 间(例如工业活动遇到热潮或者寒潮时)，经过最大能量消耗时段。还有水电站，其通过存储于水库中的水的下落而产生能量。其优点在于这种能 量是以保存在水库中的水的形式积蓄的，从而当流动条件允许时，这将是一种有效 的能量管理方式。而且，倘若通过其他方式导致了产生能量过剩，上述方式可以将 向上游水库抽水，从而实现以被带到水库的水的形式积蓄能量。这个方法并不产生 非常高的效率，但是其至少是一种在能量需求很小和其它电站产生大量能量时利用 过剩能量的一种方式。当河流中的水流缺乏导致这种操作不能实施时，这种方法也 不适用。还有另一种能量，比如风能，其通过风力发电机将风能转换为电能。在这些发 电机中，可能会提到应用最广泛的卧式风力发电机。这种发电机由桅杆组成，水平 杆被安置于桅杆的一端，桅杆的一端被连接至轮叶，而轮叶收集风能以将该风能转 换成旋转动能。在水平杆的另一端是发电机，发电机和水平杆两者都位于桅杆的上 端部以形成风力发电机。在立式风力发电机中，可以提到Darrieus以及Giromil平面轮叶发电机，其尽 管没有经过太多发展，但也通常产生很好的效果，类似于或者在某些情况下超过卧 式风力发电机所产生的效果，尤其是在风速小的情况下。风能的问题在于，当没有风或者风力非常强的时候(此时是为了防止破坏组件) 就不能产生能量，导致使用风力发电的不同国家的电力网络严重失调，这阻止了这 种能量的大量使用。正如所理解的，目前在生产能量的装置以及能量消耗的装置之间存在着巨大的 不平衡，因此;f艮希望能够有一种有效的蓄能装置对产出进行管理，使其适应于能量 的消耗，该装置可以对地区、国家或州的能量生产进行更合理化管理，因为不同国 家的电力网络是互相连接，局部的解决方案是不合理的。在蓄能装置中，例如，电化蓄电池或者电池以有限的方式积蓄电能，但是问题 在于这样的电池占据了大量的空间并且重量大。此外，它们的产出一般，并且它们 的 一些组件导致巨大的污染。诸如弹簧的机械式蓄电池，其能量积蓄相对较小，并且其充电和放电的转矩并 不恒定，不能在工业上应用。对非常大的Belleville垫圏的使用进行了研究。垫圈能量积蓄是非常有限的， 因为它是基于这些锥形配置的垫圏的弹力效果，该垫圈成组设置以使得其弹力效果 达到使用的理想值。最后，利用动量轮蓄能，其当给定这样的设备所占据的空间时同样存在积蓄能 量不足的问题。所述的设备在于巨大的轮，其中能量通过所述轮的运动被作为动能 而积蓄下来。这些轮通过在蓄能器中移动质量积蓄的动量来提供能量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是得到一种可以在合理的最小化空间内积蓄大量能量的机械 装置。本专利技术的另一个目的是使得这种能量积蓄装置可以在变化的转矩的条件下吸收 机械能，并为该能量的理想化使用而在恒定转距下提供该能量。以恒定转矩供应能量，其指的是转距在机械机构的最可能的工作区域中保持基 本恒定的值。本专利技术所提出的这种蓄能器可以为一种能量调节器，这是因为其可以在能量过剩时积蓄能量而在能量短缺时提供能量。本专利技术的目的涉及一种弹性动力能量积蓄-调节器，其包括被缠绕或者可以被缠 绕成回旋螺旋状的薄片，该薄片具有沿螺旋线的长度递增或者递减的曲率，且该薄 片可以在变化转距条件下吸收能量，同时在宽阔的工作区域持续提供基本恒定的转 距。所述专利技术实现了能量输入和能量输出的完全的独立，弹性动力地调节输出转距。这种缠绕为回旋螺旋状的薄片实现了在变化转距条件下吸收能量同时在宽阔的 工作区域内提供基本上恒定的转距，这样就使得这种机械系统完全可以被用作能量 蓄能器。目前已有的机械能蓄能器还没有可以以恒定转距提供能量。被缠绕或者可以被缠绕成回旋螺旋状的薄片具有沿螺旋线长度线性递增或递减 的曲率，这是实现在宽阔区域基本恒定的转距条件下提供转矩的重要特征。层叠的或者成组的以弹簧的方式被缠绕或者可以自身缠绕的薄片具有沿其长度 变化的宽度和/或厚度和/或的加强，并两端被支持，即，包括它们的任意变型或者 所有组合，可以得到 一种能够在变化转距条件下吸收能量并在恒定转距条件下提供 能量的弹性动力积蓄-调节器，因此，获得同样的功能被缠绕的薄片可以有多种实施 方式。层叠的或者成套的薄片是由基于树脂基体和纤维增强材料制造的，该材料相对 于其他材料具有高弹力的可塑性，然而也不排除使用诸如钢的已有材料或能够得到 高弹性的新型材料。本专利技术最理想的材料是由树脂和纤维混而形成的混合材料，其被安置于连续的 层并且具有相互交织的纤维以实现材料的高弹性。这些混合材料必须固化，这是通 过在固化处理过程中加热而实现的。在常用的材料中，例如，可以是硼/环氧树脂， 碳纤维/环氧树脂，纤维玻璃/环氧树脂以及芳纶/环氧树脂，同时不排除满足高抗力 混合材料条件的任何其他材料的使用。这些被缠绕的薄片可以被机械的连接，例如至少两个被缠绕的薄片或者可以被 缠绕成回旋螺旋状的薄片，可以被机械地串联连接。对于这种串联连接，用于对薄 片充电和放电的机械转矩是全部薄片的转矩的总和。这些被缠绕的薄片也可以被机 械地并联连接。在这种情况下，其吸收的转矩和其提供的转矩与单体薄片所吸收和 提供的转矩是相同的，但是所积蓄的能量则等于从每个积蓄能量的总和。上述后一种方法是最可取的，因为所积蓄的能量等于从每一个薄片中单独积蓄 的能量的总和。同时，在预计实施的理想的配置中，根据应用可以选择多种配置，由多于两个 被缠绕或者可以被缠绕成回旋螺旋状的薄片以串联和并联结合连接组成。即，所有 可能的串联或者并联的组合都可以应用，因为，它们是非常合适的积蓄弹性动力能 量(并联)和峰值吸收(串联)的装置。本专利技术的另 一 目的是本专利技术所示出的用于被缠绕或者可以被缠绕成回旋螺旋状 的薄片的制造方法。适当形状的薄片的制造方法，首先是层叠模具，限定被缠绕成回旋弹簧状的薄 片的外部形状。这种模具采用例如约为2mm的钢板；构建一种模板其中层叠材料采 用模具的形状，当然不排除任何其它适当的方法。层叠材料自身或者由树脂基体和 纤维增强材料的混合材料形成的成组的薄片朝向模具的内部。组成层叠材料端部的 杆被提前整合到层叠材料的第 一 圈上。然后设置真空袋，该真空袋防止与材料内的空气及可能的夹杂物接触。该真空 袋也具有保持和压缩层叠或者成组的被缠绕的薄片或者可以自身缠绕的薄片的功 能。最后，在层叠材料的制造过程中设置具本文档来自技高网...

【技术保护点】
弹性动力能量积蓄－调节器，其包括被缠绕或者能够被缠绕成回旋螺旋状的薄片，所述薄片具有沿着螺旋线长度递增或者递减的曲率，所述薄片还能够以可变转矩吸收能量并且在宽阔的工作区域内提供基本恒定的转矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安卡斯罗费尔南德斯蒙德斯，伊米利奥鲍蒂斯塔帕斯，乔斯路易斯穆尼奥斯桑斯，胡安曼纽尔穆尼奥斯朱利乔斯，
申请(专利权)人：阿楚门尔研究与发展有限公司，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]