能自動分離的飛輪電池能量的機動補充裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能自動分離的飛輪電池能量的機動補充裝置。特點是飛輪電池的真空盒內(nèi)增設(shè)一個含有磁鐵和離心機構(gòu)的內(nèi)驅(qū)動裝置，在真空盒外設(shè)置一含有磁鐵的外驅(qū)動裝置，兩者的磁鐵通過磁場耦合。使用方法：發(fā)動機帶動外驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動，通過磁場的耦合，使內(nèi)驅(qū)動裝置中的離心機構(gòu)轉(zhuǎn)動，當離心機構(gòu)的轉(zhuǎn)動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構(gòu)驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動儲存能量；當發(fā)動機停止后，離心機構(gòu)自動離開飛輪。飛輪依靠儲存的動能繼續(xù)轉(zhuǎn)動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。有益之處：在無電源場合，可以用發(fā)動機給飛輪電池輸入動能。其中的離心機構(gòu)能自動與飛輪分合，以避免不必要的能量損耗。
【專利說明】能自動分離的飛輪電池能量的機動補充裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于飛輪電池(或稱飛輪儲能裝置)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛輪電池補充能量的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在眾多儲能裝置中，飛輪電池突破了化學電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。當飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，就具有一定的動能，飛輪電池以其動能轉(zhuǎn)換成電能。飛輪電池與化學電池相比，以其高效率，充電時間短、相對尺寸小、清潔無污染等突出優(yōu)勢有望成為最具前景的儲能電池。
[0003]飛輪電池的工作原理:飛輪電池中有一個電機(電動/發(fā)電一體機),充電時,該電機以電動機形式運轉(zhuǎn)，將外界輸入的電能通過電動機轉(zhuǎn)化為飛輪的動能儲存起來，即飛輪電池“充電”；當外界需要電能時，該電機以發(fā)電機形式轉(zhuǎn)動，通過發(fā)電機將飛輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載，即飛輪電池“放電”。為了減少風阻損耗，摩擦等能量損失，飛輪電池設(shè)置在真空盒內(nèi)，并使用磁懸浮軸承支撐轉(zhuǎn)動部件。
[0004]飛輪電池的儲能密度大、相對尺寸小的特點，尤其適合攜帶于野外無電源場合，可以給手提電腦、收音機，較大功率的燈光支持電力。但由于飛輪電池設(shè)置在真空盒內(nèi)，目前只能用通電的方式驅(qū)動真空盒內(nèi)的發(fā)電機帶動飛輪轉(zhuǎn)動，使飛輪儲存動能，而在野外卻沒有可以給飛輪電池充電的電源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種在野外，或者在無電源的場合，用發(fā)動機給飛輪電池補充動能的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明主要技術(shù)思路:由于飛輪電池是在真空盒內(nèi)運作的，所以驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸不能伸出真空盒外與外界的驅(qū)動裝置連接，否則很難保證飛輪電池在真空環(huán)境下運行。由此推出如下技術(shù)思路:在飛輪電池的真空盒內(nèi)增設(shè)一個可連接飛輪的內(nèi)驅(qū)動裝置，該裝置上設(shè)置多塊磁鐵，相對應(yīng)在真空盒外設(shè)置一個含有多塊磁鐵的外驅(qū)動裝置，利用發(fā)動機帶動外驅(qū)動裝置，依靠磁鐵間的磁力耦合，使真空盒內(nèi)的內(nèi)驅(qū)動裝置帶動飛輪轉(zhuǎn)動，以此在飛輪中儲存動能。當飛輪儲存了足夠的能量后，為避免消耗不必要的能量，內(nèi)驅(qū)動裝置必須自動與飛輪自動分離。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)方案:包括飛輪電池的真空盒以及真空盒內(nèi)的飛輪和發(fā)電機，其特征是，在所述真空盒內(nèi)增設(shè)一內(nèi)驅(qū)動裝置，該內(nèi)驅(qū)動裝置包括磁動輪、離心機構(gòu)和摩擦凹輪，所述磁動輪通過轉(zhuǎn)軸與離心機構(gòu)連接，離心機構(gòu)中的滑動套筒通過連接桿與摩擦凹輪連接，滑動套筒和摩擦凹輪之間設(shè)置壓縮彈簧，滑動套筒能在轉(zhuǎn)軸上移動；所述磁動輪上設(shè)置多塊磁鐵；
所述飛輪的一端連接發(fā)電機，另一端連接一摩擦凸輪，所述摩擦凸輪與摩擦凹輪間斷性連接； 在所述真空盒外設(shè)置一外驅(qū)動裝置，該外驅(qū)動裝置包括含有多塊磁鐵的驅(qū)動套、主動輪，所述主動輪通過中間軸與驅(qū)動套連接；驅(qū)動套設(shè)置在所述飛輪電池的真空盒外圍，且與磁動輪同軸心；驅(qū)動套中的磁鐵與所述磁動輪上的磁鐵數(shù)量相等，且--對應(yīng)并通過磁場的耦合；所述主動輪與發(fā)動機連接；
上述裝置使用方法:發(fā)動機帶動主動輪和驅(qū)動套轉(zhuǎn)動，驅(qū)動套中的磁鐵與磁動輪上的磁鐵通過磁場的耦合，使驅(qū)動套帶動磁動輪、離心機構(gòu)和摩擦凹輪一起轉(zhuǎn)動，當離心機構(gòu)的轉(zhuǎn)動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構(gòu)中的滑動套筒克服壓縮彈簧的彈力朝摩擦凸輪方向移動，由此使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪與摩擦凸輪接合，以此驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動儲存能量；當飛輪達到一定的轉(zhuǎn)速，停止發(fā)動機的轉(zhuǎn)動，主動輪、驅(qū)動套、磁動輪、離心機構(gòu)和摩擦凹輪也因此停止轉(zhuǎn)動；離心機構(gòu)的離心力消失，壓縮彈簧的彈力推動滑動套筒，使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪離開摩擦凸輪；飛輪依靠儲存的動能繼續(xù)轉(zhuǎn)動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點是:
一、在無電源場合，可以用發(fā)動機給飛輪電池輸入動能。
[0009]二、當發(fā)動機轉(zhuǎn)動時,驅(qū)動機構(gòu)能自動接近飛輪,并向飛輪提供動能。當發(fā)動機停止后，驅(qū)動機構(gòu)能自動與飛輪分離，以避免不必要的能量損耗。
[0010]三、發(fā)動機和驅(qū)動機構(gòu)無需離開飛輪電池，從而便于能快捷地再次向飛輪電池提供動能。
[0011]四、給飛輪電池輸入動能過程中，飛輪電池可以同時向外部負載輸出電能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的立體示意圖。
[0013]圖2是圖1的剖視圖。
[0014]圖3是圖1的左視示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明的內(nèi)部示意圖。
[0016]圖5是圖4的局部剖視圖。
[0017]圖6是本發(fā)明立式狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
參見圖2，為了驅(qū)動飛輪電池3的真空盒33中的飛輪31，又為了飛輪31獲得一定動能后驅(qū)動機構(gòu)自動與飛輪31脫離，本發(fā)明在飛輪電池的真空盒33內(nèi)增設(shè)這樣的內(nèi)驅(qū)動裝置:該內(nèi)驅(qū)動裝置包括磁動輪11和離心機構(gòu)12和摩擦凹輪13。磁動輪11通過轉(zhuǎn)軸121與離心機構(gòu)12連接，離心機構(gòu)12中的滑動套筒125通過連接桿127與摩擦凹輪13連接，滑動套筒125和摩擦凹輪13之間設(shè)置壓縮彈簧126，滑動套筒125能在轉(zhuǎn)軸121上移動；所述磁動輪11上設(shè)置多塊磁鐵111 ;
離心機構(gòu)12是一種基于離心運動原理的機械式自動控制裝置。其結(jié)構(gòu)如圖2、圖4和圖5所示:在轉(zhuǎn)軸121上，兩根第一拉桿122分別裝有兩個重錘123。第一拉桿122可在垂直平面內(nèi)繞銷軸129擺動。在轉(zhuǎn)軸121旋轉(zhuǎn)時，飛錘123產(chǎn)生離心運動傾向，將第一拉桿122張開一定角度，并通過第二拉桿124使套在轉(zhuǎn)軸121上的滑動套筒125向摩擦凸輪32方向移動一段距離，該摩擦凸輪32與飛輪31連接，而飛輪31的另一端連接發(fā)電機34。轉(zhuǎn)軸121轉(zhuǎn)速越大，第一拉桿122張角越大，滑動套筒125克服壓縮彈簧126阻力后移得距離越大，滑動套筒125通過連接桿127連接摩擦凹輪13，摩擦凹輪13向摩擦凸輪32靠近并與之接合，使飛輪31隨之轉(zhuǎn)動，于是飛輪31開始儲存動能。
[0019]在真空盒33外設(shè)置一外驅(qū)動裝置2，該外驅(qū)動裝置2包括含有多塊磁鐵23的驅(qū)動套21、主動輪22，主動輪22通過中間軸29與驅(qū)動套21連接；驅(qū)動套21設(shè)置在飛輪電池3的真空盒33的外圍，且與磁動輪11同軸心；驅(qū)動套21中的磁鐵23與所述磁動輪11上的磁鐵111數(shù)量相等，且一一對應(yīng)并通過磁場的耦合；所述主動輪22與發(fā)動機(未畫出)通過皮帶4或其它方式連接；
上述裝置使用方法:發(fā)動機帶動主動輪22和驅(qū)動套21轉(zhuǎn)動，驅(qū)動套21中的磁鐵23與磁動輪11上的磁鐵111通過磁場的耦合，使驅(qū)動套21帶動磁動輪11、離心機構(gòu)12和摩擦凹輪13 —起轉(zhuǎn)動，當離心機構(gòu)12的轉(zhuǎn)動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構(gòu)12中的滑動套筒125克服壓縮彈簧126的彈力朝摩擦凸輪32方向移動，由此使得與滑動套筒125連接的摩擦凹輪13與摩擦凸輪32接合，以此驅(qū)動飛輪31轉(zhuǎn)動儲存能量；當飛輪31達到一定的轉(zhuǎn)速，停止發(fā)動機的轉(zhuǎn)動，主動輪22、驅(qū)動套21、磁動輪11、離心機構(gòu)12和摩擦凹輪13也因此停止轉(zhuǎn)動；離心機構(gòu)12的離心力消失，壓縮彈簧126的彈力推動滑動套筒125，使得與滑動套筒125連接的摩擦凹輪13離開摩擦凸輪32 ;飛輪31依靠儲存的動能繼續(xù)轉(zhuǎn)動；當外界需要電能時，飛輪31的動能通過發(fā)電機34轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。
【權(quán)利要求】
1.一種能自動分離的飛輪電池能量的機動補充裝置，包括飛輪電池的真空盒以及真空盒內(nèi)的飛輪和發(fā)電機，其特征是，在所述真空盒內(nèi)增設(shè)一內(nèi)驅(qū)動裝置，該內(nèi)驅(qū)動裝置包括磁動輪、離心機構(gòu)和摩擦凹輪，所述磁動輪通過轉(zhuǎn)軸與離心機構(gòu)連接，離心機構(gòu)中的滑動套筒通過連接桿與摩擦凹輪連接，滑動套筒和摩擦凹輪之間設(shè)置壓縮彈簧，滑動套筒能在轉(zhuǎn)軸上移動；所述磁動輪上設(shè)置多塊磁鐵； 所述飛輪的一端連接發(fā)電機，另一端連接一摩擦凸輪，所述摩擦凸輪與摩擦凹輪間斷性連接； 在所述真空盒外設(shè)置一外驅(qū)動裝置，該外驅(qū)動裝置包括含有多塊磁鐵的驅(qū)動套、主動輪，所述主動輪通過中間軸與驅(qū)動套連接；驅(qū)動套設(shè)置在所述飛輪電池的真空盒外圍，且與磁動輪同軸心；驅(qū)動套中的磁鐵與所述磁動輪上的磁鐵數(shù)量相等，且--對應(yīng)并通過磁場的耦合；所述主動輪與發(fā)動機連接。
【文檔編號】H02K51/00GK104467265SQ201310427225
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】杜文娟 申請人:杜文娟