利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置的制作方法

本实用新型涉及储能设备领域，具体为一种利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置。

背景技术：

由于单级涡卷弹簧无法实现大容量蓄能，因此目前涡卷弹簧蓄能主要用于低机械能蓄能（如钟表），在大容量蓄能方面无法有效应用。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用方便、机械能利用率高的储能设备，本实用新型公开了一种利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置，包括底座，其特征是：还包括至少两个蓄能单元，

每个蓄能单元都包括一个齿轮、一个涡卷弹簧和一根转轴，齿轮和涡卷弹簧都同心地套设在转轴上，涡卷弹簧设于齿轮内，涡卷弹簧的外端抵住齿轮，涡卷弹簧的内端抵住转轴，

每个蓄能单元的转轴都平行设置且都通过轴承可转动地设于底座上，相邻的蓄能单元通过各自的齿轮互相啮合。

所述的利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置，其特征是：各个蓄能单元齿轮的齿数各不相同且顺着齿轮的啮合传动方向单调增加，各个蓄能单元涡卷弹簧的扭矩各不相同且顺着齿轮的啮合传动方向单调增加；

设各个蓄能单元齿轮的齿数的最大值和最小值分别为Gmax和Gmin，则Gmax/Gmin为5～25；

设各个蓄能单元涡卷弹簧的扭矩的最大值和最小值分别为Nmax和Nmin，则Nmax/Nmin为5～25。

本实用新型根据涡卷弹簧的扭矩特性，利用多组不同扭矩的涡卷弹簧和不同齿轮比的同模齿轮构成多组蓄能单元，将机械能成倍率逐级向上级蓄积，从而实现成倍率机械能的蓄能，调整齿轮比和涡卷弹簧可以增加前后级涡卷弹簧的扭矩压缩比，以获得成倍率进位的机械能的蓄能。

本实用新型利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位蓄能的装置，利用涡卷弹簧的扭矩特性，按照涡卷弹簧扭矩从低到高以一定倍率设置分级齿轮传动机构，下级低扭矩涡卷弹簧累积机械能扭距后以同轴小齿轮向上级高扭矩涡卷弹簧成倍率的同轴大齿轮传输机械能扭距，从而在上级涡卷弹簧上以1/成倍率的工作圈数积累机械能扭矩，并可以根据需要，设置多层分级传动机构，以便积累成倍率进位的机械能扭矩的蓄能。

本实用新型通过控制涡卷弹簧扭矩和齿轮组传动比实现涡卷弹簧大容量蓄能是一个应用创新，突破了传统应用领域。

本实用新型可应用在波浪能发电设备蓄能中，以往多采用压缩海水或空气的方式，工艺复杂、蓄能效率低、能量转换过程损耗大。采用涡卷弹簧分级进位蓄能大大简化了设计制造工艺，缩小了设备占用空间，机械能蓄能、释放都通过转轴传动，没有转换能效损失，因此提高了机械能蓄能和释放做功的效率。

本实用新型的有益效果是：结构简单，使用方便，机械能利用率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位的蓄能装置，包括底座1和至少两个蓄能单元2，如图1所示，具体结构是：

每个蓄能单元2都包括一个齿轮21、一个涡卷弹簧22和一根转轴23，齿轮21和涡卷弹簧22都同心地套设在转轴23上，涡卷弹簧22设于齿轮21内，涡卷弹簧22的外端抵住齿轮21，涡卷弹簧22的内端抵住转轴23，

每个蓄能单元2的转轴23都平行设置且都通过轴承可转动地设于底座1上，相邻的蓄能单元2通过各自的齿轮21互相啮合。

本实施例中：各个蓄能单元2齿轮21的齿数各不相同且顺着齿轮21的啮合传动方向单调增加，各个蓄能单元2涡卷弹簧22的扭矩各不相同且顺着齿轮21的啮合传动方向单调增加；

设各个蓄能单元2齿轮21的齿数的最大值和最小值分别为Gmax和Gmin，则Gmax/Gmin为5～25；

设各个蓄能单元2涡卷弹簧22的扭矩的最大值和最小值分别为Nmax和Nmin，则Nmax/Nmin为5～25。

本实施例根据涡卷弹簧的扭矩特性，利用多组不同扭矩的涡卷弹簧和不同齿轮比的同模齿轮构成多组蓄能单元，将机械能成倍率逐级向上级蓄积，从而实现成倍率机械能的蓄能，调整齿轮比和涡卷弹簧可以增加前后级涡卷弹簧的扭矩压缩比，以获得成倍率进位的机械能的蓄能。

本实施例利用涡卷弹簧实现机械能按照倍率进位蓄能的装置，利用涡卷弹簧的扭矩特性，按照涡卷弹簧扭矩从低到高以一定倍率设置分级齿轮传动机构，下级低扭矩涡卷弹簧累积机械能扭距后以同轴小齿轮向上级高扭矩涡卷弹簧成倍率的同轴大齿轮传输机械能扭距，从而在上级涡卷弹簧上以1/成倍率的工作圈数积累机械能扭矩，并可以根据需要，设置多层分级传动机构，以便积累成倍率进位的机械能扭矩的蓄能。