弹力发电补充飞轮电池能量的弹力势能装置及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种弹力发电补充飞轮电池能量的弹力势能装置及使用方法。其特点是在真空盒外增设弹力驱动机构，利用弹力势能发电并输电于飞轮电池中，以驱动飞轮电池中的飞轮转动并储存动能。使用方法：旅行者在野外宿营时，用打桩的方式将弹力驱动装置安装在地面，利用弹力驱动装置中弹力绳的弹力势能给飞轮电池补充动能。充能后的飞轮电池可在宿营时和次日旅途中供电使用。
【专利说明】弹力发电补充飞轮电池能量的弹力势能装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于飞轮电池(或称飞轮储能装置)领域，特别是涉及一种飞轮电池补充能量的装置。
【背景技术】
[0002]在众多储能装置中，飞轮电池突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，就具有一定的动能，飞轮电池以其动能转换成电能。飞轮电池与化学电池相比，以其高效率，充电时间短、相对尺寸小、清洁无污染等突出优势有望成为最具前景的储能电池。
[0003]飞轮电池的工作原理:飞轮电池中有一个电机(电动/发电一体机),充电时,该电机以电动机形式运转，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮的动能储存起来，即飞轮电池“充电”；当外界需要电能时，该电机以发电机形式转动，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出给外部负载，即飞轮电池“放电”。为了减少风阻损耗，摩擦等能量损失，飞轮电池设置在真空盒内，并使用磁悬浮轴承支撑转动部件。
[0004]飞轮电池的储能密度大、相对尺寸小的特点，尤其适合携带于野外无电源场合，特别是对于骑自行车旅行的车友，非常需要有一个能给手提电脑、收音机，较大功率的灯光支持电力的飞轮电池。然而，飞轮电池目前只能用通电的方式驱动真空盒内的电机带动飞轮转动，使飞轮储存动能，而在野外却没有可以给飞轮电池充电的电源。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种利用弹力势能给飞轮电池补充动能的装置及使用方法。
[0006]本发明主要技术思路:
1、旅行者在野外宿营时，将本装置安装在地面上，利用弹力给飞轮电池补充动能，使飞轮电池在宿营时和次日旅途中可供电使用。
[0007]2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用弹力发的电输入到飞轮电池真空盒内的电动机/发电机，用电动机/发电机驱动飞轮转动储存动能。
[0008]本发明的具体技术方案:包括飞轮电池及其真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/发电机，其特征在于，还包括:
弹力驱动机构:其包括第一定位桩、第二定位桩、弹力绳组件、索引绳、压轮、带轮、调速器、发电机；弹力绳组件的第一端与索引绳连接，弹力绳组件的第二端与固定于地面的第二定位桩连接；第一定位桩相距第二定位桩一定间距固定于地面，并与所述真空盒连接；带轮设置在真空盒的下方，真空盒通过侧板连接于带轮和压轮；索引绳设置在带轮的槽和压轮之间的间隙中；带轮、调速器、发电机依次连接；带轮与调速器的输入轴之间设置棘轮组件；弹力驱动机构的作用在于利用弹力势能驱动飞轮转动；
使用方法:
在地面上打入第一定位桩和第二定位桩,第一定位桩相距第二定位桩一定间距；然后把弹力驱动装置安放在地面，第一定位桩与飞轮电池的真空盒连接；第二定位桩与弹力绳组件的第二端连接，此时，弹力绳处于自由松驰状态；然后拉动牵引绳，牵引弹力绳组件的第一端克服弹力绳的弹力逐渐接近带轮，弹力绳被拉长，最后，弹力绳组件上的弹力绳处于最大张紧状态；
然后放开牵引绳，弹力绳组件开始靠弹力绳的弹力收缩；弹力绳组件在收缩过程中，通过牵引绳带动带轮转动，调速器将带轮的转速提高，调速器带动发电机发电，发出的电驱动真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动，飞轮转动储存能量；
当弹力绳的收缩弹力逐渐减小，弹力绳逐渐缩短，最终弹力绳的收缩弹力无法拉动牵引绳，牵引绳停止运动，使得带轮、调速器、发电机停止转动，飞轮依靠储存的动能在真空盒内继续转动；当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
[0009]本发明与现有技术相比的特点是:
1、在无电源场合，可以利用弹力给飞轮电池补充动能。使飞轮电池在宿营时和次日旅途中可供电使用。
[0010]2、飞轮电池在补充动能过程中，可以同时向外部负载输出电能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的静止状态时的示意图。
[0012]图2是本发明的开始运行时的示意图。
[0013]图3是图2中主要零部件的立体示意图。
[0014]图4是图3中的B-B局部剖视图。
[0015]图5是图4中的A-A局部剖视图(棘轮组件示意图)。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
本发明技术方案主要是在现有技术飞轮电池的真空盒33外设置了弹力驱动机构4。
[0017]弹力驱动机构4的作用在于利用弹力势能驱动飞轮31转动(见图1至图4)，使飞轮31储存动能:其包括第一定位桩18、第二定位桩19、弹力绳组件11、索引绳12、压轮14、带轮15、调速器16、发电机17 ;弹力绳组件11的第一端111与索引绳12连接，第二端112与固定于地面的第二定位桩19连接；第一定位桩18相距第二定位桩19 一定间距固定于地面，并与所述真空盒33连接；带轮15设置在真空盒33的下方，真空盒33通过侧板26连接于带轮15和压轮14 ;索引绳12设置在带轮的槽151和压轮14之间的间隙中。压轮14的作用在于将索引绳12压紧在带轮15的槽151中，增加摩擦力，使索引绳12有效地带动带轮15转动。压轮14中可设置轴承(未画出)，以避免不必要的动力消耗；索引绳12优先采用轻质的尼龙材料。在这里不采用金属的链条链轮副，原因在于可减少旅途中的负载。
[0018]带轮15、调速器16、发电机17依次连接；带轮15与调速器16的输入轴161之间设置棘轮组件9 (见图4和图5);
弹力绳组件11主要包括第一端111、多条弹力绳113和第二端112，第一端111通过弹力绳113与第二端112连接，制作弹力绳113最常用材料是涤纶、高弹纱，质地轻，便于携带。弹力绳组件11不采用质地重的金属弹簧，原因也在于可减少旅途中的负载。
[0019]使飞轮31随之转动，于是飞轮31开始储存动能。
[0020]使用方法:
见图1至图4，在地面上打入第一定位桩18和第二定位桩19，第一定位桩18相距第二定位桩19 一定间距；然后把弹力驱动装置安放在地面，第一定位桩18与飞轮电池的真空盒33连接；第二定位桩19与弹力绳组件的第二端112连接，此时，弹力绳113处于自由松驰状态；然后拉动牵引绳12，牵引弹力绳组件的第一端111克服弹力绳113的弹力逐渐接近带轮15 ;由于带轮15与调速器16之间设置了棘轮组件9(见图4和图5)，所以将弹力绳组件11的一端牵引向上时，带轮15处于空转状态，拉动并不费力；而当弹力绳组件11靠弹力绳113的弹力收缩时，带轮15反向转动作用于棘轮组件9，棘轮组件9与调速器16的输入轴161啮合，带动调速器16和相关连接部件转动。
[0021]当弹力绳组件的第一端111接近带轮15 ;弹力绳113被拉长，弹力绳组件上的弹力绳113处于最大张紧状态即弹力势能处于最大状态(见图1和图2)；
然后，放开牵引绳12，弹力绳组件11开始靠弹力绳113的弹力逐渐收缩，弹力绳组件11在收缩过程中，通过牵引绳12带动带轮15转动，调速器16将带轮15的转速提高，调速器16带动发电机17，以此驱动飞轮31转动储存能量；
当弹力绳组件11收缩的弹力势能逐渐减小，弹力绳113逐渐缩短，最终弹力绳113的收缩弹力无力拉动牵引绳，牵引绳12停止运动，使得带轮15、调速器16、发电机17也停止转动，飞轮31依靠储存的动能继续转动；
当外界需要电能时，飞轮31的动能通过电动机/发电机34转化为电能，输出给外部负载。
【权利要求】
1.一种弹力发电补充飞轮电池能量的弹力势能装置的使用方法，包括飞轮电池及其真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/发电机，其特征在于，还包括: 弹力驱动机构:其包括第一定位桩、第二定位桩、弹力绳组件、索引绳、压轮、带轮、调速器、发电机；弹力绳组件的第一端与索引绳连接，弹力绳组件的第二端与固定于地面的第二定位桩连接；第一定位桩相距第二定位桩一定间距固定于地面，并与所述真空盒连接；带轮设置在真空盒的下方，真空盒通过侧板连接于带轮和压轮；索引绳设置在带轮的槽和压轮之间的间隙中；带轮、调速器、发电机依次连接；带轮与调速器的输入轴之间设置棘轮组件；弹力驱动机构的作用在于利用弹力势能驱动飞轮转动； 使用方法: 在地面上打入第一定位桩和第二定位桩,第一定位桩相距第二定位桩一定间距；然后把弹力驱动装置安放在地面，第一定位桩与飞轮电池的真空盒连接；第二定位桩与弹力绳组件的第二端连接，此时，弹力绳处于自由松驰状态；然后拉动牵引绳，牵引弹力绳组件的第一端克服弹力绳的弹力逐渐接近带轮，弹力绳被拉长，最后，弹力绳组件上的弹力绳处于最大张紧状态； 然后放开牵引绳，弹力绳组件开始靠弹力绳的弹力收缩；弹力绳组件在收缩过程中，通过牵引绳带动带轮转动，调速器将带轮的转速提高，调速器带动发电机发电，发出的电驱动真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动，飞轮转动储存能量； 当弹力绳的收缩弹力逐渐减小，弹力绳逐渐缩短，最终弹力绳的收缩弹力无法拉动牵引绳，牵引绳停止运动，使得带轮、调速器、发电机停止转动，飞轮依靠储存的动能在真空盒内继续转动；当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
【文档编号】F03G1/00GK104454395SQ201310427273
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】杜文娟 申请人:杜文娟