[發(fā)明專利]勢能存儲式零散能量收集裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310675384.2
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103711664A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 羅玉軍;梁志達
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科技大學
• 主分類號: F03G7/00
• 分類號: F03G7/00
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 陳希

技術領域

?本發(fā)明涉及拾能(能量收集)的技術領域。具體而言涉及一種收集儲存零散能量的勢能存儲式零散能量收集裝置。

背景技術

人類日常生活中會產(chǎn)生大量的零散能量，如開門關門、運動健身等都會產(chǎn)生一定的機械能。在當今能源緊缺的國際形式下，許多國家都積極研發(fā)針對這些零散能量的回收利用（拾能）技術。目前，零散能量的收集技術主要是利用某些材料具有的壓電效應，或是通過發(fā)電機把它們轉(zhuǎn)換為電能儲存和使用。生活中的零散能量主要是以人類活動產(chǎn)生的零散動能為主，具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定性的特點，如果把這些零散動能直接用于電能轉(zhuǎn)換會存在許多缺點，如直接作用于壓電材料則轉(zhuǎn)換效率低，直接作用于發(fā)電機不易達到發(fā)電所需轉(zhuǎn)速，發(fā)電電壓不穩(wěn)定等等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種依據(jù)機械能守恒定律，通過一種機械裝置把人類活動產(chǎn)生的零散動能轉(zhuǎn)換為勢能暫時保存，積累達到一定程度后再釋放出連續(xù)穩(wěn)定的動能，驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換裝置；本發(fā)明把零散動能轉(zhuǎn)換為勢能，與采用飛輪作為儲能單元的模式相比，可以在靜態(tài)條件下實現(xiàn)長時間的能量儲存；與直接發(fā)電的能量收集模式相比，能夠克服直接發(fā)電存在的缺陷，大幅提高能量利用率和發(fā)電量的穩(wěn)定性；本發(fā)明利用摩擦棘輪機構(gòu)無級調(diào)節(jié)的特點可以實現(xiàn)大小不同甚至微量對零散動能進行收集的勢能存儲式零散能量收集裝置。

本發(fā)明的解決方案是這樣的：

本發(fā)明具有能量輸入軸，所述能量輸入軸通過減速機構(gòu)連接前半軸，所述前半軸通過離合器的接合連接有后半軸，所述后半軸連接有勢能儲能單元，所述勢能儲能單元用于接收后半軸獲得的動能，將動能轉(zhuǎn)換為勢能進行存儲；離合器設置有能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)，所述能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)控制進行離合。

更具體的技術方案還包括：所述勢能儲能單元包括與后半軸連接的渦卷彈簧，所述渦卷彈簧在離合器接合前半軸時，將后半軸獲得的動能轉(zhuǎn)換成彈簧勢能，在離合器分離時，將彈簧勢能釋放用于帶動后半軸轉(zhuǎn)動。

進一步的：所述勢能儲能單元包括與后半軸連接的鼓輪、纏繞鼓輪的軟繩及吊接于軟繩的配重塊，所述鼓輪在離合器接合前半軸時，將后半軸獲得的動能提升配重塊儲存勢能，在離合器分離時，所述配重塊向下落下，釋放勢能用于帶動后半軸轉(zhuǎn)動。

進一步的：所述能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)包括正時齒輪機構(gòu)，所述正時齒輪機構(gòu)的輸出軸固定有圓柱凸輪，所述圓柱凸輪從動件與離合器撥叉連接，帶動離合器的工作。

進一步的：所述能量輸入軸與減速機構(gòu)的主動齒輪的連接采用摩擦棘輪連接結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的優(yōu)點是依據(jù)機械能守恒定律，通過一種機械裝置把人類活動產(chǎn)生的零散動能轉(zhuǎn)換為勢能暫時保存，積累達到一定程度后再釋放出連續(xù)穩(wěn)定的動能，驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換裝置；本發(fā)明把零散動能轉(zhuǎn)換為勢能，與采用飛輪作為儲能單元的模式相比，可以在靜態(tài)條件下實現(xiàn)長時間的能量儲存；與直接發(fā)電的能量收集模式相比，能夠克服直接發(fā)電存在的缺陷，大幅提高能量利用率和發(fā)電量的穩(wěn)定性；本發(fā)明利用摩擦棘輪機構(gòu)無級調(diào)節(jié)的特點可以實現(xiàn)對大小不同甚至微量的零散動能進行收集。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作原理及流程示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1是能量輸入軸，2是摩擦棘輪，3是主動齒輪，4是被動齒輪，5是前半軸，6是離合器，7是后半軸，8是渦卷彈簧，9是蓄電池，10是發(fā)電機，11、12、13和14為增速齒輪，15是正時齒輪，16是凸輪軸，17是圓柱凸輪，18是離合器撥叉，19是鼓輪，20是軟繩，21是配重塊。

具體實施方式

本發(fā)明由單向機械傳動系統(tǒng)、動能-勢能轉(zhuǎn)換儲存單元、能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)和電能轉(zhuǎn)換儲存系統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作模式是儲能和發(fā)電兩個階段交替循環(huán)，工作原理及流程如圖1所示。零散動能經(jīng)單向機械傳動系統(tǒng)作用于動能-勢能轉(zhuǎn)換儲存單元，轉(zhuǎn)變?yōu)榈攘康膹椥詣菽芑蛑亓菽埽瑔蜗騻鲃訖C構(gòu)使得這個過程不可逆，從而實現(xiàn)在儲存單元中勢能的累加。當勢能儲存單元中的勢能達到容量上限時，觸發(fā)能量轉(zhuǎn)換控制自動開關，儲存單元積累的能量以連續(xù)動能的形式釋放，驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換并給蓄電池充電。

實施例1：