[实用新型]惯性储能设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率放大发电设备，特别涉及一种惯性储能设备。 

背景技术

如图1所示，为公开于日本特开2007-82387的一种利用惯性飞轮的发电系统，它是利用一低功率马达1驱动并保持一个飞轮2做高速旋转，再带动一个发电机3发电，而将电能储存于一个电池4中。相关的专利文献可参考中国台湾专利公告390059、M285847、M367241、M393929、M394379、M372797，以及日本特开2009-303284。这种发电系统除了能在用电离峰时段做蓄电外，还很适合供电给电力需求突然陡升的负载，对于市电供应不稳定或供电容量不足的场合特别实用。 

由于目前市售的发电机要运转到一额定转速以上才能达到稳定发电的效果，所以一般的发电设备在设计时，会将飞轮直接连轴于发电机的转子轴，或通过减速装置带动发电机的转子轴，也就是说，飞轮的转速是设定在大于或等于发电机的额定转速。 

事实上，上述系统决定发电输出功率大小的关键在于飞轮的旋转动能，根据力学公式 其中K为旋转动能，I为惯性转矩(moment ofinertia)，ω为角速度，其中惯性转矩又与飞轮的质量及形状有关。所以飞轮的转速并不是决定发电输出功率大小的唯一因素，例如，动能不足则再高的转速也会被负载迅速拖慢下来，难以持续发电，而过高的飞轮转速会使得搭载飞轮的轴承加速磨损，寿命提早用罄，造成频繁维修的不便，且高速运转的轴承可能导致本身及飞轮的心轴发生热变形，增加摩擦损失，使能源转换效率下降。由于制造成本的考虑，上述大部分 专利文献采用接触式的滚动(滚珠式或滚柱式)轴承来支撑飞轮，只有在中国台湾专利公告M372797，及日本特开2009-303284公开了非接触式的磁性轴承作为飞轮的旋转支撑，但是高荷重的磁性轴承极为昂贵。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不需要使用昂贵的轴承且使用寿命高的惯性储能设备。 

本实用新型惯性储能设备的特征在于：该惯性储能设备包含一个电动机、一个储能机构、一个增速机构、一个发电机及一个冷却单元；该储能机构包括两个相对设置的轴承，及一个搭载于所述轴承上且由该电动机带动的飞轮；该增速机构包括一个由该飞轮的动能带动的动力输出轴，该动力输出轴的转速大于该飞轮的转速；该发电机由该动力输出轴带动运转产生电能；该冷却单元连接于该储能机构的轴承。 

该电动机包括一个驱动轴，该惯性储能设备还包含一个减速机构，该减速机构包括一个连接于该驱动轴转动的第一皮带轮、一个连接该第一皮带轮的第二皮带轮、一个由该第二皮带轮带动的第三皮带轮、一个连接于该第二皮带轮与该第三皮带轮之间的输入减速箱，及一个连接该第三皮带轮的第四皮带轮，该第四皮带轮与该飞轮同轴设置。 

该减速机构还包括一个设置于该第四皮带轮与该飞轮之间的单向轴承。 

该增速机构包括一个与该飞轮同轴设置的第五皮带轮、一个由该第五皮带轮带动的第六皮带轮、一个由该第六皮带轮带动的第七皮带轮、一个连接于该第六皮带轮与该第七皮带轮之间的输出减速箱、一个配速轴、一个由该第七皮带轮带动且设置于该配速轴的第八皮带轮、一个与该第八皮带轮同轴设置于该配速轴的第九皮带轮、该动力输出轴，及一个设置于该动力输出轴且由该第九皮带轮带动的第十皮带轮。 

该惯性储能设备还包含一个润滑单元，该润滑单元连接于该储能机构的轴承并使润滑油润滑所述轴承。 

该惯性储能设备还包含一个控制单元，该控制单元电连接于该电动机与该发电机，并包括一个用于侦测该飞轮转速的第一侦测器，及一个用于侦测该动力输出轴转速的第二侦测器。 

本实用新型的有益效果在于：使用时，由于该储能机构能经由该增速机构的作用，使得该动力输出轴能以大于该飞轮的转速运转，所以该飞轮就能以低转速来进行长期性地运转与储能工作，同时使得该动力输出轴较容易达到发电所需的额定转速，由于该飞轮能以低转速来进行长期地运转，所以该飞轮对所述轴承所造成的磨损较小，进而达到使所述轴承不需要采用极为昂贵的磁性轴承、使用寿命高，以及大幅减少后续维修成本的使用功效。 

附图说明

图1是一示意图，说明一般利用惯性飞轮的发电系统的组成架构； 

图2是一方块图，说明本实用新型惯性储能设备的优选实施例；及 

图3是一示意图，说明该优选实施例中，一个电动机、一个减速机构、一个储能机构、一个增速机构、一个发电机、一个冷却单元及一个润滑单元的组成结构。 

具体实施方式