[發(fā)明專利]一種大型蝸卷彈簧儲能裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109899474B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 湯敬秋;王璋奇;段巍;余洋;孫辰軍;李曉龍;魏明磊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網河北省電力有限公司
• 主分類號: F16H33/06
• 分類號: F16H33/06;F16H57/021;F16H57/023;F16H57/033
• 代理公司: 保定市燕趙恒通知識產權代理事務所 13121
• 代理人: 王葶葶

本發(fā)明公開了一種大型蝸卷彈簧儲能裝置，包括多個蝸簧儲能箱、左、右箱蓋、底座和基礎平面；每個蝸簧儲能箱包括芯軸、儲能箱殼體和多個包括外圈固定板、芯軸套管、蝸簧和左、右蓋板的單模塊蝸簧；蝸簧的外端固定在外圈固定板內壁上，內端固定在芯軸套管外壁上；左、右蓋板可旋轉地固定在芯軸套管上，其外圓與外圈固定板固定在一起；各單模塊蝸簧穿在芯軸上，其外圈固定板卡接固定在儲能箱殼體內壁上；左、右箱蓋可旋轉地固定在左、右蝸簧儲能箱芯軸的左和右端部，其外圓與儲能箱殼體固定在一起；相鄰的蝸簧儲能箱的儲能箱殼體固定在一起。本發(fā)明蝸簧安裝、保養(yǎng)、維護和更換簡單方便，芯軸不易發(fā)生彎曲變形，儲能和釋能良好，使用壽命長。

技術領域

本發(fā)明屬于物理儲能領域，涉及一種機械彈性儲能裝置，尤其涉及一種大型蝸卷彈簧儲能裝置。

背景技術

大型蝸卷彈簧儲能箱是機械彈性儲能設備，屬于一種新型的物理儲能技術，使用大型平面蝸簧作為儲能部件。平面蝸簧是由一組截面為矩形的簧片在一個平面內盤繞而成。目前蝸簧的安裝是在儲能箱內安裝一根或者多根蝸簧，蝸簧的一端安裝在儲能箱內壁，另一端安裝在芯軸上。平面蝸簧作為儲能結構，在儲能時蝸簧旋緊，存儲彈性勢能；釋能時蝸簧放松，釋放彈性勢能。作為一種新型儲能技術，機械彈性儲能技術需要同時適用于能量型和功率型儲能。作為機械彈性儲能技術的關鍵儲能部件，大型平面蝸簧儲能結構需要提高儲能量和輸出扭矩。為此，在機械彈性儲能技術中使用的大型蝸卷彈簧儲能箱是由多個蝸簧儲能箱體串聯而成，每一個蝸簧儲能箱體內蝸簧的芯軸上并聯多個蝸簧片。

大型蝸卷彈簧儲能箱在儲能時，輸入芯軸驅動蝸簧旋緊儲能，儲能完成后，蝸簧帶動第一個儲能箱殼體轉動；兩個串聯的儲能箱殼體固定連接，第一個儲能箱殼體帶動第二個儲能箱殼體一起旋轉，驅動第二個儲能箱內的蝸簧旋緊儲能，蝸簧的彎矩作用在第二個儲能箱內的芯軸上，所有串聯的儲能箱依次傳遞扭矩，實現儲能。釋能過程是儲能過程的逆過程。大型蝸卷彈簧儲能箱由于結構尺寸的原因，導致自重很大。在實現串聯的時候，兩個蝸簧儲能箱的芯軸是分段式的，導致每個蝸簧儲能箱在結構上相當于一個懸臂梁的結構，在長期運行時蝸簧儲能箱體的芯軸容易發(fā)生彎曲變形，蝸簧儲能箱體會發(fā)生偏心現象，導致儲能箱在運行時會發(fā)生偏心現象，整個儲能結構在運行過程中發(fā)生振動，嚴重影響到蝸簧儲能箱體的儲能和釋能過程，大大降低了大型蝸卷彈簧儲能箱的使用壽命。且大型平面蝸簧的結構尺寸、質量和彎矩非常大，在實現多個蝸簧儲能箱串聯和多組蝸簧并聯安裝時，逐根蝸簧安裝難度很大，并且在蝸簧的保養(yǎng)、維護和更換時更加困難。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種安裝和拆卸方便，便于保養(yǎng)、維護和更換，使用安全的大型蝸卷彈簧儲能裝置。

為實現上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是：一種大型蝸卷彈簧儲能裝置，包括多個蝸簧儲能箱、左、右箱蓋、底座和基礎平面；底座固定在基礎平面上；

每個蝸簧儲能箱包括帶內花鍵的芯軸、內壁上均布有定位鍵的儲能箱殼體和多個單模塊蝸簧；每個單模塊蝸簧包括外圈固定板、芯軸套管、蝸簧和左、右蓋板；蝸簧的外端固定在外圈固定板內壁上，其內端固定在芯軸套管外壁上；芯軸套管內壁上開有與芯軸的內花鍵槽相匹配的內花鍵，其左、右兩端有左、右蓋板的安裝槽；左、右蓋板可旋轉地固定在芯軸套管上，其外圓與外圈固定板固定在一起，其對蝸簧起到限位的作用；外圈固定板外圓上均布有與儲能箱殼體上的定位鍵相匹配的槽；各單模塊蝸簧的芯軸套管依次穿在芯軸上，其外圈固定板卡接固定在儲能箱殼體內壁上；左、右箱蓋可旋轉地固定在左、右蝸簧儲能箱的芯軸的左端部和右端部，其外圓與儲能箱殼體固定在一起；左、右兩端的蝸簧儲能箱的芯軸左端和右端可旋轉地固定在底座上，其右端和左端固定鎖緊螺母，中間蝸簧儲能箱的芯軸左端和右端分別固定鎖緊螺母，由鎖緊螺母對單模塊蝸簧定位；相鄰的蝸簧儲能箱的儲能箱殼體固定在一起。