[发明专利]风能转换及大规模物理蓄能结构装置

说明书

技术领域

本发明属于机械行业，具体来说涉及风能转换及大规模物理蓄能结构装置。

背景技术

现有风力采集主要用于风力发电系统中的结构有两种形式，下面就这两种形式分析其优 缺点：

1、水平轴风力采集直接用于发电，风轮的旋转轴与风向平行。水平轴风力采集直接用于 发电的发电系统采用三桨叶风力采集方式为主，风能可利用范围的密度较低，单位风力采集 及发电系统占用土地面积及立体空间较大，对风速的适应范围小。

2、垂直轴风力采集直接用于发电，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力 采集及发电系统采用三桨叶或多叶片的结构型式。

以上两种风力采集直接用于发电的发电机由于风力的大小及时间上的不可控性，造成发 出电力的稳定性较差，而且无储存及缓冲环节，若利用电池或电瓶蓄能，则建设及运行成本 会增高许多，规模有限，对报废电池或电瓶的处理成本很高，环境影响很大。由于并网之前 需要进行逆变，有一定的谐波，对电能质量有一定影响；电能质量也对电力系统的安全运行 造成一定影响。

发明内容

本专利发明的目的就是在现有的风力采集并直接用于发电造成发出电力的稳定性较差对 电能质量有一定影响的情况下发明的一种利用采集的风能通过能量转换实现物理蓄能，再将 所蓄能量转换成任何需要能量输出的一种全新的清洁能源动力转换装置。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置，由主传动轴、叶片、主传动齿轮、小齿轮、 连杆、活塞、储气罐、稳压阀、流量控制阀、动力转换器、电磁刹车、缸体、单向阀组成；

所述风能转换及大规模物理蓄能结构装置的工作原理为：风力机的叶片与主传动轴固定 连接，风力推动风力采集装置的叶片旋转，叶片通过与主传动轴连接带动主传动轴旋转，主 传动轴带动固定连接的主传动齿轮旋转，主传动齿轮通过齿啮合带动n个小齿轮旋转，小齿 轮通过曲柄轴和连杆推动活塞在缸体内做往复直线运动，活塞对吸入缸体内的空气进行压缩， 被压缩的压缩空气经单向阀进入储气罐中，储存在储气罐中的压缩空气经稳压阀和流量控制 阀进入动力转换器中，动力转换器在高压空气的推动下实现旋转和做直线运动。

所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置小齿轮通过曲柄轴和连杆推动活塞在缸体内 做往复直线运动也可以是小齿轮同轴连接曲轴直接带动连杆推动活塞在缸体内做往复直线运 动。

所述的风能转换及大规模物理蓄能结构装置动力转换器的动力输出可以是旋转运动也可 以是直线运动，实现动力的连续输出。

所述风能转换及大规模物理蓄能结构具有如下功能：

1、风力采集：本专利采用垂直轴风力采集装置对大自然产生的风力进行采集，该风力采 集装置采用动态旋转柔性叶片采集风能的最大能量，使风力采集装置得到最大的输出扭矩和 转速。

2、动力输出：风力采集装置将采集的风能能量通过传动轴传递给轴端下部的大齿轮盘， 大齿轮盘将动力传递给n个小齿轮盘，每个小齿轮盘通过曲柄滑块机构的连杆推动缸体内的 活塞做往复直线运动，将缸体内的空气压缩并经管道输出，实现能量的转换和输出。

3、物理蓄能：大齿轮盘带动的每个小齿轮通过曲柄滑块机构推动缸体内的活塞做直线往 复运动，每个缸体内的活塞在做直线往复运动过程中将每个缸体内被吸入的空气进行压缩， 被压缩的空气通过管道被集中输出到n个大型储气罐中，实现物理蓄能。

4、能量交换：将n个储气罐中的压缩空气并联集中输出，输出端通过稳压阀，流量控制 器输出到需要动力的动力设备中，高压空气将推动动力设备(可实现直线运动，旋转运动) 实现动力的转换和输出。

本发明的有益效果在于：

1、本发明具有效率高、稳定性好、可以对风进行存储以及单体体量大的优势。

2、本发明是利用大自然的能量风能，通过该风力采集装置将采集的风能通过能量转换的 方式将风能转换成动能，再将动能转换成空气动能，再将空气动能转换成机械动能的连续转 换形式从而实现将风能转换成物理能量储存的方法。

3、该发明应用范围极其广范，可以建在偏远的山区、平原、沿海等，该发明可用于风力 发电系统发电、抽水、抽油、拖动压缩机、大型空调等等，是一项极具发展前途造福子孙后 代的新一代清洁能源利用项目。

附图说明