[实用新型]间歇能量发电装置

说明书

本实用新型公开了一种间歇能量发电装置，包括：间歇力矩输入，力矩耦合、机械储能，连续力矩输出及发电机四个单元组成，组合齿轮作为力矩输入、输出，其中的力矩耦合单元与机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其中的行星齿轮架同轴固定连接恒力轮，恒力轮施加一个恒力，对行星齿轮架构成恒力矩，将间歇性能量以力矩的形式进行耦合、存储，并转化连续能量输出。

技术领域

本实用新型属于机械传动装置，特别涉及一种将自然界的间歇性能量进行力矩耦合为连续的、稳定的能量输出供发电，并且在耦合过程中同步进行能量存储、释放的发电装置。

背景技术

目前，公知的自然界能量，例如风能、海浪能、潮汐能等大多数是间歇性的、波动的、随机性的非线性能量，无法直接利用，需要通过中间的能量收集、存储过程，再进行转换为连续的、稳定的、可控的线性能量再加以利用。

小型风力发电机是将风能通过叶轮、变速机构、发电机转变为电能，储存到蓄电池，再通过直流/交流逆变器调制成50Hz工频电源供给终端用户，其弊端是化学蓄电池不仅成本高、寿命短，而且在生产、使用过程中会产生二次污染。

大中型风力发电机主要有两种形式，其一，风机叶轮是定桨距失速调节型，属于恒速机型，一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值，继而使风电机组并网后定子磁场旋转频率等于电网频率，转子、叶轮的变化范围小，捕获风能的效率低。其二，风机叶轮是变速变距型，一般采用双馈电机或者永磁同步电机，通过调速器和变桨距控制相结合的方法使叶轮转速可以跟随风速的改变在较宽的范围内变化，保持最佳叶尖速比运行，从而使能量捕获效率最大。发电机发出的电能通过变流器调节，变成与电网同频、同相、同幅的电能输送到电网。相比之下，变速型风力发电机更具优势，但提高控制系统的复杂性和制造成本。

波浪能发电过程中，需要将收集到的间歇性机械能，通过储能设施转化为压力能或重力势能，再用于发电或海水淡化等，储能设施投资高，施工难度大，能量利用率低。

为克服上述对自然能利用过程中的种种弊端，本实用新型提出一种将间歇性的、波动的、随机性的非线性能量进行耦合、存储，并转化为连续的、稳定的、可控的线性能量输出给发电机发电、电解制氢、海水淡化等，以提高间歇能量的利用率。

发明内容

间歇能量发电装置包括：间歇力矩输入，力矩耦合、机械储能，连续力矩输出及发电机四个单元组成，组合齿轮作为力矩输入、输出，其中的力矩耦合单元与机械储能单元采用圆锥形行星齿轮机构，其中的行星齿轮架同轴固定连接恒力轮，恒力轮施加一个恒力，对行星齿轮架构成恒力矩，将间歇性能量以力矩的形式进行耦合、存储，并转化连续能量输出。

与现有的化学蓄电池比较，本实用新型采用机械结构，具有成本低，寿命长，运行稳定，不产生二次污染。

与现有的机械传动技术比较，本实用新型所使用的齿轮组不仅是传递力矩的机构，而且是间歇能量与连续能量的耦合机构。

本发明的有益效果是：以机械结构实现间歇能量与连续能量的力矩耦合与能量存储的双重作用，将波动的、随机的、间歇性的非线性力矩耦合为稳定的、可控的的、连续的线性力矩输出，提高非线性能量利用率，同时消除由化学蓄电池作为能量存储带来的化学污染、寿命短的不足，简化双馈发电机的复杂控制系统，取消逆变器等，降低发电装置的成本。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图，下面结合附图做进一步说明：