專利名稱：一種新型重力儲能存取方式的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及一種新型重力儲能存取方式，利用本發(fā)明專利可以使重力儲能裝置的能量儲存與釋放同時或分別進行，且能克服傳統(tǒng)裝置的諸多缺點。本專利屬重力儲能領域一項重要發(fā)明。除用于風力等新能源的儲存和釋放外，也適用于其他常規(guī)能源。
背景技術：
目前，對于風能等新能源的開發(fā)利用已在全世界廣泛開展，對其的有效存儲與釋放便成為一項新能源領域的急需解決的問題，各國也不斷投入巨資進行研究、開發(fā)和應用。電池儲能、抽水儲能、壓縮空氣儲能等多種儲能方式不斷出現(xiàn)，但均存在較大缺陷，限制了其大規(guī)模應用。重力儲能作為一項綠色環(huán)保、高效低耗的儲能方式，以抬升重物將能量轉化為重力勢能為基本原理，可行性強，能夠解決目前風能等新能源的儲存和釋放問題，對于我國新能源戰(zhàn)略具有重要意義。在我國，重力儲能的理念和裝置已有相關專利出現(xiàn)。然而，現(xiàn)階段已提出的重力儲能裝置及方法在實用性方面存在較多缺陷。如1.在利用鋼索盤繞方式提升重物時，不可能同時釋放能量；2.當長度很大的鏈條具有相當大重量時，這些鏈條重量會隨著重物的高低變化影響輸出功率的穩(wěn)定性，重物高時輸出功率減小，低時增大；3.能量輸入和輸出設備需要設置在儲能裝置頂端，因此，當裝置高度很高時，會帶來安全性差、操控不方便等諸多問題；4.重物在提升過程中，會與冗長的鏈條發(fā)生碰撞及交錯拌繞等現(xiàn)象；5.在利用地形地物設置重力儲能裝置時，如斜坡時，松弛的鏈條會因自身重力下垂而不能繃緊，鏈條的自由運動遇到障礙。這些缺陷均能夠通過本專利的獨特設計而得到解決。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前重力儲能裝置的上述缺陷，本發(fā)明專利提供了一種新型重力儲能存取方式，通過本專利可以便捷、高效、平穩(wěn)地實現(xiàn)重力勢能的儲存和釋放，且儲存和釋放可分別或同時進行，抬升重物的閉合鏈條時刻繃緊，巧妙地解決了上述鏈條盤繞等一系列問題。本發(fā)明專利涉及一種新型重力儲能存取方式，其核心設置為一通過牙輪和滑輪傳導鏈條并提升重物的類“H”型對稱裝置，其中一側為能量輸入側，對側即為能量輸出側。為了達到本專利的技術要求，所采用的技術方案如下在重力儲能裝置支架頂端和底部分別設置牙輪和滑輪結構，上下各兩個，且直徑根據(jù)需要而定。在重物中心部可安裝兩個直徑較大的可自由轉動的滑輪，上下排列，間距根據(jù)需要而定，鏈條通過上面的滑輪起到提升重物的作用。另外，當重物較大時，也可在重物兩端設置兩套相同牙輪-滑輪結構。閉合鏈條在此牙輪-滑輪結構中連接，外觀上呈類“H”型。上述頂端或底部設置的牙輪結構至少需要兩個，可以頂端一個底部一個，也可以共同放置在頂端或者底部。牙輪結構通過變速裝置與能量輸入端和輸出端連接匹配連接。為了便于描述，本專利以牙輪一個在頂端(右上方)與能量輸入端相連，一個在底部(左下方)與能量輸出端相連為例。輸入端輸入的能量帶動右上方牙輪轉動，由于本專利涉及的新型的連接方式，頂部及底部的牙輪或者滑輪會在鏈條的帶動下沿相同的方向轉動，當輸出端與輸入端牙輪轉速相同時，重物不被抬升，能量只輸出不儲存；當輸出端停止轉動(不輸出)或者轉速慢于輸入端牙輪時，此時輸入端牙輪轉動會帶動重物上升，能量被儲存；當輸入端停止轉動時，重物會因重力作用下降，帶動輸出端牙輪轉動，此時能量只輸出。本專利的這一結構可根據(jù)重物重量的不同，單套使用或多套共軸并聯(lián)使用以加大儲存容量。本發(fā)明專利的有益效果是，通過獨特的類“H”型牙輪、滑輪及鏈條的連接方式和傳動特點，使抬升重物的閉合鏈條在傳動的過程中時刻拉緊，巧妙地解決了鏈條盤繞過多，阻礙重物提升，自由運動受限，影響輸出功率的穩(wěn)定性等一系列問題，外觀上也具有簡單、美觀、實用等優(yōu)點，可以便捷、高效、平穩(wěn)地實現(xiàn)重力儲能，且能量的儲存和釋放可分別或同時進行。
下面結合附圖對本發(fā)明專利進一步說明附圖簡化地顯示了本專利涉及的一種新型重力儲能存取方式的類“H”型連接圖。圖示中，A為輸入端牙輪，其轉動軸與能量輸入部分H連接，A中箭頭方向代表牙輪單向轉動的方向；C為輸出端牙輪，其轉動軸與能量輸出部分I連接，B、D為滑輪，B、C、D的轉動方向與A牙輪相同；E、F為安裝在重物G上的滑輪結構，其直徑可根據(jù)重物的大小確定，箭頭代表其轉動方向。J為閉合鏈條，可在個牙輪、滑輪中傳動。由圖示可以看出，輸入端輸入的能量可以使牙輪A轉動，A上設置有單向控制裝置以確保其按箭頭單向轉動，當A轉動而C靜止時，鏈條帶動滑輪E轉動(相當于動滑輪)使重物G被抬升，此時能量不輸出，僅儲存；當A靜止而C轉動時，重物G下降，前期儲存的重力勢能帶動C轉動，此時能量只輸出；當A、C同時轉動時，能量的儲存或釋放取決于其轉速的差別。這樣，實現(xiàn)了能量的存取同時進行，或者分開進行。圖示中，A和C可同時位于上方或底部，也可一個在上一個在底部。滑輪E、F可安裝在重物中心部，也可同樣兩套安裝在重物兩側。
具體實施例方式為了實現(xiàn)本專利涉及的一種新型重力儲能存取方式的連接要求，具體實施方式
如下牙輪A及滑輪B、E及鏈條J作為承重結構，要求具有較高的強度，這一點容易利用工程上的技術選取高強度材料和結構設計實現(xiàn)，在實施過程中要注意盡可能減少牙輪和鏈條或滑輪和鏈條間的摩擦力及阻力，把能量損耗降到最低。能量輸入端H，如風力接收設備可設置在重力儲能支架的頂端，便于風能的接收；能量輸出端I，如發(fā)電機設備可設置在底部，方便電能的輸出和管理操控。輸入端與輸出端通過變速裝置與牙輪連接并匹配。重物G可制成鋼制框架通過向其內(nèi)吊裝預制水泥塊來實現(xiàn)，其上的滑輪E和F的直徑可根據(jù)重物G的大小而定。利用本專利的方式將重力儲能裝置設置在長距離陡峭的山坡時，可在山坡上鋪設鐵軌，將重物沿鐵軌抬升或降落，在此過程中使鏈條拉緊，從而可以使鏈條平穩(wěn)傳動，不會掉落或與山體碰撞。
權利要求
1.一種新型重力儲能存取方式，本專利屬重力儲能領域一項發(fā)明創(chuàng)造，其特征是通過獨特的類“H”型牙輪、滑輪及鏈條的連接方式和傳動特點，使抬升重物的閉合鏈條在傳動的過程中時刻拉緊，巧妙地解決了鏈條盤繞過多，阻礙重物提升，自由運動受限，影響輸出功率的穩(wěn)定性等一系列問題，能量輸入和輸出端的位置可自由選擇，外觀上也具有簡單、美觀、實用等優(yōu)點，可以便捷、高效、平穩(wěn)地實現(xiàn)重力儲能，且能量的儲存和釋放可分別或同時進行。
2.根據(jù)權利要求1所述的類“H”型牙輪、滑輪及鏈條的連接方式和傳動特點，其特征是在重力儲能裝置支架頂端和底部分別設置牙輪和滑輪結構，上下各兩個，在重物中心部安裝了兩個直徑較大的可自由轉動的滑輪，上下排列，閉合鏈條在此牙輪-滑輪結構中連接，外觀上呈類“H”型，閉合鏈條在其中單向傳動以抬升重物或釋放能量。
3.根據(jù)權利要求1所述的能量輸入和輸出端的位置可自由選擇，其特征是能量輸入端和輸出端通過變速裝置與牙輪匹配連接，輸入端和輸出端可以共同放置在頂端或者底部，也可以一側為輸入端，對側為輸出端，根據(jù)實際需要靈活選擇。
全文摘要
一種新型重力儲能存取方式。本發(fā)明屬重力儲能領域一項重要發(fā)明，是為了克服目前重力儲能裝置鏈條連接存在的諸多缺陷。本發(fā)明通過獨特的類“H”型牙輪、滑輪及鏈條的連接方式和傳動特點，使抬升重物的閉合鏈條在傳動的過程中時刻拉緊，巧妙地解決了鏈條盤繞過多，阻礙重物提升，自由運動受限，影響輸出功率的穩(wěn)定性等一系列問題，輸入和輸出端的設置更為合理，外觀上也具有簡單、美觀、實用等優(yōu)點，可以便捷、高效、平穩(wěn)地實現(xiàn)重力儲能，且能量的儲存和釋放可分別或同時進行。
文檔編號F03G3/00GK102392800SQ20111020253
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者張永生, 曹鐵生, 王臻 申請人:張永生, 曹鐵生, 王臻