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CN108631508A - 模块化储能发电装置 - Google Patents

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CN108631508A
CN108631508A CN201810916675.9A CN201810916675A CN108631508A CN 108631508 A CN108631508 A CN 108631508A CN 201810916675 A CN201810916675 A CN 201810916675A CN 108631508 A CN108631508 A CN 108631508A
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供一种模块化储能发电装置，包括驱动源、带离合功能的第一联轴器、减速机、发电机、减速器、控制器和多个齿轮箱，其中驱动源经第一联轴器接减速机的输入端，第一联轴器与发电机的控制端接控制器的信号输出端，其特征在于：增设2个第二联轴器和多个飞轮模块，相邻飞轮模块之间均设一齿轮箱，分别与相邻飞轮模块的输出端和输入端连接；每个飞轮模块均包括一支撑架、经轴承和轴承座配合水平安装在支撑架上的传动轴和固定安装在传动轴上的飞轮，按照动力输出顺序，第一个飞轮模块中的飞轮呈轮毂状，该支撑架对应于飞轮设有减速器，最后一个飞轮模块中的飞轮呈飞碟状，其余飞轮呈圆饼状，最后一个飞轮模块的输出端接发电机，工作性能优良。

Description

模块化储能发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电设备技术领域，尤其涉及一种模块化储能发电装置。
背景技术
现在的污水处理厂、中小型水库及蓄水池流出的水、发电厂以及燃气锅炉排出的废气、海洋波浪、电动机，都可以作为带动发电机工作的驱动源，它们都有各自的不足主要原因无论是流动水还是排出的废气，海洋波浪以及电动机做为驱动源动力有限或者波动性较强，使发电机供电工作的持续性与稳定性较差。致使它们的优势至今没有得到很好地利用，在很多使用场合被白白的浪费。
发明内容
本发明的目的是要解决上述技术问题，提供一种利用污水处理厂、中小型水库及蓄水池流出的水、发电厂以及燃气锅炉排出的废气、海洋波浪、电动机作为驱动源的模块化储能发电装置。其技术方案为
一种模块化储能发电装置，包括驱动源、带离合功能的第一联轴器、减速机、发电机、减速器、带有显示功能的控制器和多个齿轮箱，其中驱动源的动力输出端经第一联轴器接减速机的输入端，第一联轴器与发电机的控制端接控制器的信号输出端，其特征在于：增设2个第二联轴器和多个飞轮模块，相邻飞轮模块之间均设一齿轮箱，分别与相邻飞轮模块的输出端和输入端连接；每个飞轮模块均包括一支撑架、经轴承和轴承座配合水平安装在支撑架上的传动轴和固定安装在传动轴上的飞轮，按照动力输出顺序，第一个飞轮模块中的飞轮呈轮毂状，该支撑架对应于飞轮设有减速器，最后一个飞轮模块中的飞轮呈飞碟状，其余飞轮呈圆饼状，最后一个飞轮模块的输出端经第二联轴器接发电机的输入端。
所述的模块化储能发电装置，按照动力输出顺序，各个飞轮模块中的飞轮质量以5～50％的比例依次递减，相邻飞轮的直径以10～30cm的幅度依次递减。
所述的模块化储能发电装置，按照动力输出顺序，飞轮模块数为2～6个，各个飞轮模块中的飞轮以1～4倍的转速提高，最后一个飞轮模块的飞轮的转速与发电机的转速同步一致。
所述的模块化储能发电装置，与发电机连接的第二联轴器可采用液力变矩器或液力耦合器。
其工作原理为：无论使用水还是废气作为工作介质的水轮机或涡轮机，以及海洋波浪的机械转换装置或者电动机做为驱动源，通过带有显示功能的控制器控制，驱动源的动力输出端通过带离合装置的联轴器与减速机连接，将动力输入，再经减速机减速增扭输出至第一个飞轮模块，后依次经多个飞轮模块以及串接于相邻飞轮模块之间的齿轮箱逐级增速、分级储能、旋转运动输出到发电机，将发电机的转速逐步提高到工作状态。由于多个飞轮的转速逐级提高，按照动力输出顺序，飞轮相应的直径及质量依次减小，不同转速的飞轮旋转运动产生的储能力矩，共同克服发电机的磁阻尼，使发电机达到工作电压和工作赫兹数，对外输出电量。工作停止状态阶段：当满足一定阶段发电任务后，在带有显示功能的控制器操控下，通过控制第一联轴器的分离，切断与驱动源的输出动力，第一个飞轮模块中的减速器工作，将模块化储能发电装置减速并停止工作。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
1、采用减速机驱动多个飞轮模块和串接于相邻飞轮模块之间的齿轮箱的组合方式，启动力矩小，将减速机输出动力逐级提速、分级储能，模块化、标准化组装，使用小速比增速齿轮箱实现在动力提速后减少对储能力矩的损耗。能量转换效率高，在发电机输出电力的情况下，通过不同直径，不同质量，不同转速的数组飞轮模块的作用下飞轮产生的储能力矩，共同满足发电机在输出电力的情况下对动力的需求。
2、可以利用污水处理厂，中小型水库及蓄水池流出的水，发电厂以及燃气锅炉排出的废气，海洋波浪的机械转换装置，电动机作为带动模块化储能发电装置的发电机工作的驱动源，无论驱动源的波动性较强及稳定性较差，都不会影响发电机供电工作的持续性，且对动力要求较低，实现多用途通用化，可以通过使用控制器和逆变器实现并网或离网发电。
3、该发明通过带有显示功能的控制器，实现无人化远程控制，自动启、停控制，数据信息传输等先进技术的设计，具有智能自运行功能的发电装置。且不消耗石油能源，无排放污染，采用模块化组装模式、集装箱式立体组合结构，该发明是国家提倡自主创新的一种清洁能源发电装置。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、驱动源 2、第一联轴器 3、减速机 4、发电机 5、减速器 6、控制器 7、齿轮箱 8、第二联轴器 9、支撑架 10、轴承 11、轴承座 12、传动轴 13、飞轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。在图1所示的实施例为50千瓦发电机：包括驱动源1、带离合功能的第一联轴器2、2个第二联轴器8减速机3、发电机4、减速器5、带有显示功能的控制器6、3个齿轮箱7、2个第二联轴器8和4个飞轮模块，其中驱动源1的动力输出端经第一联轴器2接减速机3的输入端，第一联轴器2与发电机4的控制端接控制器6的信号输出端。相邻飞轮模块之间均设一齿轮箱7，分别与相邻飞轮模块的输出端和输入端连接；每个飞轮模块均包括一支撑架9、经轴承10和轴承座11配合水平安装在支撑架9上的传动轴12和固定安装在传动轴12上的飞轮13，按照动力输出顺序，第一个飞轮模块中的飞轮13呈轮毂状，该支撑架9对应于飞轮13设有减速器5，最后一个飞轮模块中的飞轮13呈飞碟状，其余飞轮13呈圆饼状，最后一个飞轮模块的输出端经第二联轴器8接发电机4的输入端。按照动力输出顺序，各个飞轮模块中的飞轮13质量以20％的比例依次递减，相邻飞轮13的直径以20cm的幅度依次递减，相邻飞轮13的转速以2.5倍的转速提高。第一个飞轮模块中飞轮13的质量、直径和转速分别为2000kg、1.8m和96转/分钟，第二个飞轮模块中飞轮13的质量、直径和转速分别为1600kg、1.6m和240转/分钟，第三个飞轮模块中飞轮13的质量、直径和转速分别为1280kg、1.4m和600转/分钟，最后一个飞轮模块中飞轮13的质量、直径和转速分别为1024kg、1.2m和1500转/分钟,依据发电机的千瓦数及转速的不同，增加或减少飞轮模块的数量，并设定齿轮箱7的增速比。
需强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明任何形式上的的限制，凡是依据本发明的技术依据对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种模块化储能发电装置，包括驱动源(1)、带离合功能的第一联轴器(2)、减速机(3)、发电机(4)、减速器(5)、带有显示功能的控制器(6)和多个齿轮箱(7)，其中驱动源(1)的动力输出端经第一联轴器(2)接减速机(3)的输入端，第一联轴器(2)与发电机(4)的控制端接控制器(6)的信号输出端，其特征在于：增设2个第二联轴器(8)和多个飞轮模块，相邻飞轮模块之间均设一齿轮箱(7)，分别与相邻飞轮模块的输出端和输入端连接；每个飞轮模块均包括一支撑架(9)、经轴承(10)和轴承座(11)配合水平安装在支撑架(9)上的传动轴(12)和固定安装在传动轴(12)上的飞轮(13)，按照动力输出顺序，第一个飞轮模块中的飞轮(13)呈轮毂状，该支撑架(9)对应于飞轮(13)设有减速器(5)，最后一个飞轮模块中的飞轮(13)呈飞碟状，其余飞轮(13)呈圆饼状，最后一个飞轮模块的输出端经第二联轴器(8)接发电机(4)的输入端。
2.根据权利要求1所述的模块化储能发电装置，其特征在于：按照动力输出顺序，各个飞轮模块中的飞轮(13)质量以5～50％的比例依次递减，相邻飞轮(13)的直径以10～30cm的幅度依次递减。
3.根据权利要求1所述的模块化储能发电装置，其特征在于：按照动力输出顺序，飞轮模块数为2～6个，各个飞轮模块中的飞轮(13)以1～4倍的转速提高，最后一个飞轮模块的飞轮(13)的转速与发电机(4)的转速同步一致。
4.根据权利要求1所述的模块化储能发电装置，其特征在于：与发电机(4)连接的第二联轴器(8)可采用液力变矩器或液力耦合器。
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