能自動(dòng)分離的飛輪電池能量的機(jī)動(dòng)補(bǔ)充裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能自動(dòng)分離的飛輪電池能量的機(jī)動(dòng)補(bǔ)充裝置。特點(diǎn)是飛輪電池的真空盒內(nèi)增設(shè)一個(gè)含有磁鐵和離心機(jī)構(gòu)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置，在真空盒外設(shè)置一含有磁鐵的外驅(qū)動(dòng)裝置，兩者的磁鐵通過(guò)磁場(chǎng)耦合。使用方法：發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)磁場(chǎng)的耦合，使內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置中的離心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)離心機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到一定速度時(shí)，在離心力的作用下，離心機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)儲(chǔ)存能量；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止后，離心機(jī)構(gòu)自動(dòng)離開(kāi)飛輪。飛輪依靠?jī)?chǔ)存的動(dòng)能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外界需要電能時(shí)，飛輪的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負(fù)載。有益之處：在無(wú)電源場(chǎng)合，可以用發(fā)動(dòng)機(jī)給飛輪電池輸入動(dòng)能。其中的離心機(jī)構(gòu)能自動(dòng)與飛輪分合，以避免不必要的能量損耗。
【專利說(shuō)明】能自動(dòng)分離的飛輪電池能量的機(jī)動(dòng)補(bǔ)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(chǔ)能裝置)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛輪電池補(bǔ)充能量的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在眾多儲(chǔ)能裝置中，飛輪電池突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，就具有一定的動(dòng)能，飛輪電池以其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。飛輪電池與化學(xué)電池相比，以其高效率，充電時(shí)間短、相對(duì)尺寸小、清潔無(wú)污染等突出優(yōu)勢(shì)有望成為最具前景的儲(chǔ)能電池。
[0003]飛輪電池的工作原理:飛輪電池中有一個(gè)電機(jī)(電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)),充電時(shí),該電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，將外界輸入的電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，即飛輪電池“充電”；當(dāng)外界需要電能時(shí)，該電機(jī)以發(fā)電機(jī)形式轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)發(fā)電機(jī)將飛輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負(fù)載，即飛輪電池“放電”。為了減少風(fēng)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(dòng)部件。
[0004]飛輪電池的儲(chǔ)能密度大、相對(duì)尺寸小的特點(diǎn)，尤其適合攜帶于野外無(wú)電源場(chǎng)合，可以給手提電腦、收音機(jī)，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(dòng)真空盒內(nèi)的發(fā)電機(jī)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能，而在野外卻沒(méi)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(wú)電源的場(chǎng)合，用發(fā)動(dòng)機(jī)給飛輪電池補(bǔ)充動(dòng)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(yùn)作的，所以驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不能伸出真空盒外與外界的驅(qū)動(dòng)裝置連接，否則很難保證飛輪電池在真空環(huán)境下運(yùn)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(gè)可連接飛輪的內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置上設(shè)置多塊磁鐵，相對(duì)應(yīng)在真空盒外設(shè)置一個(gè)含有多塊磁鐵的外驅(qū)動(dòng)裝置，利用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外驅(qū)動(dòng)裝置，依靠磁鐵間的磁力耦合，使真空盒內(nèi)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以此在飛輪中儲(chǔ)存動(dòng)能。當(dāng)飛輪儲(chǔ)存了足夠的能量后，為避免消耗不必要的能量，內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置必須自動(dòng)與飛輪自動(dòng)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(jī)，其特征是，在所述真空盒內(nèi)增設(shè)一內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置，該內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置包括磁動(dòng)輪、離心機(jī)構(gòu)和摩擦凹輪，所述磁動(dòng)輪通過(guò)轉(zhuǎn)軸與離心機(jī)構(gòu)連接，離心機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)套筒通過(guò)連接桿與摩擦凹輪連接，滑動(dòng)套筒和摩擦凹輪之間設(shè)置壓縮彈簧，滑動(dòng)套筒能在轉(zhuǎn)軸上移動(dòng)；所述磁動(dòng)輪上設(shè)置多塊磁鐵；
所述飛輪的一端連接發(fā)電機(jī)，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(dòng)裝置，該外驅(qū)動(dòng)裝置包括含有多塊磁鐵的驅(qū)動(dòng)套、主動(dòng)輪，所述主動(dòng)輪通過(guò)中間軸與驅(qū)動(dòng)套連接；驅(qū)動(dòng)套設(shè)置在所述飛輪電池的真空盒外圍，且與磁動(dòng)輪同軸心；驅(qū)動(dòng)套中的磁鐵與所述磁動(dòng)輪上的磁鐵數(shù)量相等，且--對(duì)應(yīng)并通過(guò)磁場(chǎng)的耦合；所述主動(dòng)輪與發(fā)動(dòng)機(jī)連接；
上述裝置使用方法:發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)套轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)套中的磁鐵與磁動(dòng)輪上的磁鐵通過(guò)磁場(chǎng)的耦合，使驅(qū)動(dòng)套帶動(dòng)磁動(dòng)輪、離心機(jī)構(gòu)和摩擦凹輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)離心機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到一定速度時(shí)，在離心力的作用下，離心機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)套筒克服壓縮彈簧的彈力朝摩擦凸輪方向移動(dòng)，由此使得與滑動(dòng)套筒連接的摩擦凹輪與摩擦凸輪接合，以此驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)儲(chǔ)存能量；當(dāng)飛輪達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，停止發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)套、磁動(dòng)輪、離心機(jī)構(gòu)和摩擦凹輪也因此停止轉(zhuǎn)動(dòng)；離心機(jī)構(gòu)的離心力消失，壓縮彈簧的彈力推動(dòng)滑動(dòng)套筒，使得與滑動(dòng)套筒連接的摩擦凹輪離開(kāi)摩擦凸輪；飛輪依靠?jī)?chǔ)存的動(dòng)能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外界需要電能時(shí)，飛輪的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負(fù)載。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點(diǎn)是:
一、在無(wú)電源場(chǎng)合，可以用發(fā)動(dòng)機(jī)給飛輪電池輸入動(dòng)能。
[0009]二、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能自動(dòng)接近飛輪,并向飛輪提供動(dòng)能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能自動(dòng)與飛輪分離，以避免不必要的能量損耗。
[0010]三、發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)需離開(kāi)飛輪電池，從而便于能快捷地再次向飛輪電池提供動(dòng)能。
[0011]四、給飛輪電池輸入動(dòng)能過(guò)程中，飛輪電池可以同時(shí)向外部負(fù)載輸出電能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
參見(jiàn)圖2，為了驅(qū)動(dòng)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(dòng)能后驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)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(dòng)裝置:該內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置包括磁動(dòng)輪11和離心機(jī)構(gòu)12和摩擦凹輪13。磁動(dòng)輪11通過(guò)轉(zhuǎn)軸121與離心機(jī)構(gòu)12連接，離心機(jī)構(gòu)12中的滑動(dòng)套筒125通過(guò)連接桿127與摩擦凹輪13連接，滑動(dòng)套筒125和摩擦凹輪13之間設(shè)置壓縮彈簧126，滑動(dòng)套筒125能在轉(zhuǎn)軸121上移動(dòng)；所述磁動(dòng)輪11上設(shè)置多塊磁鐵111 ;
離心機(jī)構(gòu)12是一種基于離心運(yùn)動(dòng)原理的機(jī)械式自動(dòng)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(gè)重錘123。第一拉桿122可在垂直平面內(nèi)繞銷軸129擺動(dòng)。在轉(zhuǎn)軸121旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛錘123產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)傾向，將第一拉桿122張開(kāi)一定角度，并通過(guò)第二拉桿124使套在轉(zhuǎn)軸121上的滑動(dòng)套筒125向摩擦凸輪32方向移動(dòng)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(jī)34。轉(zhuǎn)軸121轉(zhuǎn)速越大，第一拉桿122張角越大，滑動(dòng)套筒125克服壓縮彈簧126阻力后移得距離越大，滑動(dòng)套筒125通過(guò)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(dòng)，于是飛輪31開(kāi)始儲(chǔ)存動(dòng)能。
[0019]在真空盒33外設(shè)置一外驅(qū)動(dòng)裝置2，該外驅(qū)動(dòng)裝置2包括含有多塊磁鐵23的驅(qū)動(dòng)套21、主動(dòng)輪22，主動(dòng)輪22通過(guò)中間軸29與驅(qū)動(dòng)套21連接；驅(qū)動(dòng)套21設(shè)置在飛輪電池3的真空盒33的外圍，且與磁動(dòng)輪11同軸心；驅(qū)動(dòng)套21中的磁鐵23與所述磁動(dòng)輪11上的磁鐵111數(shù)量相等，且一一對(duì)應(yīng)并通過(guò)磁場(chǎng)的耦合；所述主動(dòng)輪22與發(fā)動(dòng)機(jī)(未畫(huà)出)通過(guò)皮帶4或其它方式連接；
上述裝置使用方法:發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪22和驅(qū)動(dòng)套21轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)套21中的磁鐵23與磁動(dòng)輪11上的磁鐵111通過(guò)磁場(chǎng)的耦合，使驅(qū)動(dòng)套21帶動(dòng)磁動(dòng)輪11、離心機(jī)構(gòu)12和摩擦凹輪13 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)離心機(jī)構(gòu)12的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到一定速度時(shí)，在離心力的作用下，離心機(jī)構(gòu)12中的滑動(dòng)套筒125克服壓縮彈簧126的彈力朝摩擦凸輪32方向移動(dòng)，由此使得與滑動(dòng)套筒125連接的摩擦凹輪13與摩擦凸輪32接合，以此驅(qū)動(dòng)飛輪31轉(zhuǎn)動(dòng)儲(chǔ)存能量；當(dāng)飛輪31達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，停止發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪22、驅(qū)動(dòng)套21、磁動(dòng)輪11、離心機(jī)構(gòu)12和摩擦凹輪13也因此停止轉(zhuǎn)動(dòng)；離心機(jī)構(gòu)12的離心力消失，壓縮彈簧126的彈力推動(dòng)滑動(dòng)套筒125，使得與滑動(dòng)套筒125連接的摩擦凹輪13離開(kāi)摩擦凸輪32 ;飛輪31依靠?jī)?chǔ)存的動(dòng)能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外界需要電能時(shí)，飛輪31的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)34轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.一種能自動(dòng)分離的飛輪電池能量的機(jī)動(dòng)補(bǔ)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(jī)，其特征是，在所述真空盒內(nèi)增設(shè)一內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置，該內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置包括磁動(dòng)輪、離心機(jī)構(gòu)和摩擦凹輪，所述磁動(dòng)輪通過(guò)轉(zhuǎn)軸與離心機(jī)構(gòu)連接，離心機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)套筒通過(guò)連接桿與摩擦凹輪連接，滑動(dòng)套筒和摩擦凹輪之間設(shè)置壓縮彈簧，滑動(dòng)套筒能在轉(zhuǎn)軸上移動(dòng)；所述磁動(dòng)輪上設(shè)置多塊磁鐵； 所述飛輪的一端連接發(fā)電機(jī)，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(dòng)裝置，該外驅(qū)動(dòng)裝置包括含有多塊磁鐵的驅(qū)動(dòng)套、主動(dòng)輪，所述主動(dòng)輪通過(guò)中間軸與驅(qū)動(dòng)套連接；驅(qū)動(dòng)套設(shè)置在所述飛輪電池的真空盒外圍，且與磁動(dòng)輪同軸心；驅(qū)動(dòng)套中的磁鐵與所述磁動(dòng)輪上的磁鐵數(shù)量相等，且--對(duì)應(yīng)并通過(guò)磁場(chǎng)的耦合；所述主動(dòng)輪與發(fā)動(dòng)機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】H02K51/00GK104467265SQ201310427225
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:杜文娟