[發明專利]大型蝸簧儲能裝置中蝸簧儲能箱的對稱式結構

有效

• 申請號: 201310237916.4
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103306910A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王璋奇;湯敬秋;米增強;余洋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F03G1/02
• 分類號: F03G1/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于蝸簧儲能技術，特別涉及一種大型蝸簧儲能裝置中蝸簧儲能箱的對稱式結構，應用于大型機械彈性儲能裝置中。

背景技術

平面蝸卷彈簧作為機械彈性儲能元件，應用于動力驅動和儲能領域中。應用大型蝸卷彈簧，可以把能量轉化為蝸簧的扭矩做功，存儲為機械能。目前儲能用的蝸簧在使用的時候，需要放置在蝸簧箱中，一端固定在芯軸上，一端固定在蝸簧箱的內壁上。在蝸簧的使用過程中，一般情況是在一個蝸簧箱中放置蝸簧，固定蝸簧箱，通過蝸簧的芯軸輸入扭矩，驅動蝸簧儲存能量；在釋放能量的時候，蝸簧驅動芯軸輸出扭矩。也可以通過固定芯軸，驅動蝸簧箱旋轉，輸入扭矩，儲存能量。

由于每一個蝸簧箱中的儲能量是有限的，為了增大蝸簧儲能裝置的儲能量，可以通過把多個儲能箱串聯起來，實現多個蝸簧箱的聯動儲能，增加整個蝸簧儲能裝置的儲能量。但是，如果把大型蝸簧的芯軸直接聯接，會形成多個蝸簧箱并聯的情況，所有的蝸簧箱的扭矩同時作用在芯軸上，終端輸出芯軸上的扭矩與蝸簧的數量成正比，當蝸簧箱數量過多的時候，會造成蝸簧裝置的工作扭矩過大，無法正常工作，所以需要把多個蝸簧箱串聯使用，實現所有的蝸簧箱可以依次傳遞能量，實現儲能和釋能；整個蝸簧儲能裝置的工作扭矩等于一個蝸簧箱的工作扭矩。如果在多個蝸簧箱聯動儲能時蝸簧箱也參與旋轉，那么蝸簧箱在旋轉時的支撐，也是一個難題。

發明內容

針對上述大型蝸簧儲能裝置的問題，本發明提出了大型蝸簧儲能裝置中儲能箱的對稱式結構，其技術方案如下：

該結構由多組蝸簧儲能箱組串聯構成，每個蝸簧儲能箱組由兩個或多個單體蝸簧儲能箱串聯組成；

單體蝸簧儲能箱的結構為：蝸簧箱的前端蓋和后端蓋分別安裝在蝸簧箱體的兩側，蝸簧的一端固定在芯軸上，另一端固定在蝸簧箱體的內壁上；芯軸的一端穿過前端蓋，通過軸承與蝸簧箱連接，且芯軸的端部與后端蓋間留有空隙，芯軸的另一端裝配軸承，并安裝在軸承座上；

兩個或多個單體蝸簧儲能箱正反向交錯布置，組成蝸簧儲能箱組，各單體蝸簧儲能箱間通過連接軸連接；連接軸的兩端分別與兩個相鄰的蝸簧儲能箱的后端蓋固定連接，連接軸中部安裝軸承，支撐相鄰兩個單體蝸簧儲能箱的箱體同步旋轉。

所述單體蝸簧儲能箱的芯軸與連接軸的兩端沒有接觸。

所述蝸簧儲能箱組內，各單體蝸簧儲能箱的蝸簧的旋向交錯反向，在一端的芯軸輸入工作扭矩的時候，實現多個蝸簧同時旋緊儲能。

本發明的有益效果為：

1）實現了多個蝸簧儲能箱的串聯，可以有效的增加儲能裝置的儲能量。

2）采用對稱式的結構，通過一根連接軸把兩個小型儲能箱連接起來，實現了兩個儲能箱的同步旋轉，且對兩個儲能箱可以起到很好的支撐作用。

附圖說明

圖1為多組串聯蝸簧儲能箱的結構示意圖；

圖2為單組對稱式蝸簧儲能箱的結構示意圖。

圖中標號：

1-聯軸器，2-第一組蝸簧儲能箱，3-聯軸器，4-聯軸器，5-第二組蝸簧儲能箱，6-聯軸器，7-末端止動座，8-底座，9-輸入芯軸，10-軸承座，11-軸承，12-軸承，13-蝸簧箱前端蓋，14-蝸簧箱體，15-蝸簧箱后端蓋，16-軸承，17-軸承座，18-軸承，19-連接軸，20-蝸簧箱后端蓋，21-蝸簧箱體，22-蝸簧箱前端蓋，23-軸承座，24-軸承，25-芯軸，26-底座，27-軸承，28-蝸簧，29-軸承，30-蝸簧

具體實施方式

本發明提供了一種大型蝸簧儲能裝置中儲能箱的對稱式結構，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

大型蝸簧儲能裝置可以由多組蝸簧儲能箱串聯構成，圖1所示為N組對稱式蝸簧儲能箱串聯結構。聯軸器1作為與能量輸入設備連接的裝置，安裝在第一組蝸簧儲能箱2的左端。兩組蝸簧儲能箱（2、5）通過聯軸器3和4連接。第二組蝸簧儲能箱5的右端由聯軸器6與末端止動座7固定連接，末端止動座7安裝在底座8上。

每個蝸簧儲能箱組由兩個或多個單體蝸簧儲能箱串聯組成，單組蝸簧儲能箱組的結構如圖2所示。