[發明專利]彈簧儲能單元及彈簧儲能裝置

有效

• 申請號: 201210524823.5
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102979869A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 吳君恒
• 申請（專利權）人: 吳君恒
• 主分類號: F16H33/06
• 分類號: F16H33/06
• 代理公司: 深圳市啟明專利代理事務所 44270
• 代理人: 陳三九

技術領域

本發明涉及彈簧儲能單元，所述儲能單元可以利用渦卷彈簧存儲機械能，本發明還涉及包含了該儲能單元的彈簧儲能裝置。

背景技術

在現有技術中，平面渦卷彈簧儲能裝置都是通過扭轉卷軸卷緊渦一個彈簧而儲能的，具有結構簡單，使用壽命長，對環境不造成污染等。但是由于彈性材料的限制，能源儲存密度低，現在一般是采用增大渦卷彈簧的橫切面積來增加彈簧強度和增加彈簧的卷數、長度，以提高能量的儲存密度。但是增大彈簧材料橫切面會使彈簧強度增大卻彈性降低，并且容易疲勞折斷，增大彈簧的剛度還會造成適應性變差。增加平面渦卷彈簧的卷數雖然能增加能量儲存，但會增大扭力、效率降低。另外，現有技術的渦卷彈簧是獨立的，能量傳輸能力有限，不能適應不同場合的需要。基于此，有必要改進一下現有技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種彈簧儲能單元，能在相同的空間里增大儲能密度，并且能根據需要增加容量。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案。

一種彈簧儲能單元，用于存儲或傳遞能量，其特征在于：包括殼體、位于殼體內的芯軸、兩個以上同向的渦卷彈簧，其中，所述渦卷彈簧的兩端分別固定在所述殼體和所述芯軸上。

在上述技術方案中，芯軸和殼體的相對旋轉可以改變渦卷彈簧的松緊狀態，實現對所述彈簧儲能單元的儲能。多個渦卷彈簧同向的設置在同一殼體內，可以增加所述彈簧儲能單元的容量。

在發明的這種彈簧儲能單元中，所述殼體的一端設有第一限位件，所述芯軸上設有可連接至所述第一限位件的第二限位件，并且所述第二限位件位于與所述第一限位件相反的一端。一個彈簧儲能單元的所述第一限位件能連接至另一個彈簧儲能單元的第二限位件，保證兩個彈簧儲能單元的扭矩相互傳遞，從而實現了容量的增加。由于前一殼體連接于后一芯軸，所以增加彈簧儲能單元在提高儲能量的同時，不會增加扭力，可以適用于扭力較小的風力發電裝置。

在本發明的這種彈簧儲能單元中，所述的兩個以上的渦卷彈簧的軸向位置相同。在本方案中，處于同一平面的渦卷彈簧可以合理利用徑向面積，降低單個彈簧儲能裝置的厚度。

在本發明的這種彈簧儲能單元中，所述的兩個以上的渦卷彈簧的軸向位置相互交錯。在本方案中，渦卷彈簧的位置相互交錯，適用于安裝位置的面積較小而長度較大的場合。

一種彈簧儲能裝置，其特征在于：包括若干個彈簧儲能單元、減速器、以及增速器，其中，若干個所述彈簧儲能單元以芯軸連接至另一個殼體的方式依次連接，所述減速器的低速端和增速器的低速端分別連接至位于端部的所述殼體或者芯軸。

外界動能通過該減速器傳遞至彈簧儲能單元，而彈簧儲能單元經由增速器傳遞至輸出端，該輸出端可以是發電機。本發明的這種彈簧儲能裝置分別連接能量輸入端和能量輸出端，其可以作為暫時的存儲裝置將不穩定的能源轉化為穩定的能源，以便人類直接利用。此外，這種彈簧儲能裝置也可以作為減震構件。

實施本發明的這種彈簧儲能單元，具有以下有益效果：所述彈簧儲能單元具有兩個以上的渦卷彈簧，可以提高儲能密度。所述彈簧儲能裝置可以作為減震裝置或者能量儲存裝置。

附圖說明

圖1為本發明的這種彈簧儲能單元的示意圖，其中多個渦卷彈簧位于同一平面內；

圖2為圖1的另一種實施方式下的剖視圖，其中渦卷彈簧是交錯布置的；

圖3為本發明的這種彈簧儲能單元的組合狀態；

圖4為圖3的剖視圖，屬于同一彈簧儲能單元的渦卷彈簧處于同一平面；

圖5為本發明的這種彈簧儲能裝置的示意圖；

圖6展示了本發明的這種彈簧儲能裝置的一種實施方式；

圖7展示了本發明的這種彈簧儲能裝置的另一種實施方式；

圖8展示了本發明的這種彈簧儲能裝置的又一種實施方式。

部分附圖標記說明：殼體11、第一限位件111、芯軸12、第二限位件121、渦卷彈簧13、彈簧儲能裝置2、彈簧儲能單元21、減速器22、增速器23、第一制動單元24、第二制動單元25、控制器26、風輪3、發電機4、發電/電動機5、太陽能電池組6、制動器7、動力裝置8。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳述。