技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種能量?jī)?chǔ)存裝置，屬于儲(chǔ)能設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的渦簧儲(chǔ)能裝置。?

背景技術(shù)

風(fēng)能是隨機(jī)性能源，具有間歇性且不能直接儲(chǔ)存。因此，在有風(fēng)期間，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需將多余的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量并儲(chǔ)存在蓄能裝置中。目前電力系統(tǒng)普遍采用的儲(chǔ)能技術(shù)，有物理儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能等四類。物理儲(chǔ)能主要有飛輪儲(chǔ)能和抽水蓄能方式；電磁儲(chǔ)能主要有超導(dǎo)方式；電化學(xué)儲(chǔ)能主要有蓄電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能。由于抽水蓄能工程受地理位置和自然條件的嚴(yán)格限制，且能量損失約為25%，影響了其在更大范圍使用；飛輪儲(chǔ)能是一種機(jī)械儲(chǔ)能方式，其原理比較簡(jiǎn)單，具有壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但為了減少損耗，飛輪需要運(yùn)行于真空環(huán)境或磁懸浮狀態(tài)，其能量密度較低，而且保證高速旋轉(zhuǎn)飛輪系統(tǒng)的安全性所需的費(fèi)用較高，因此，目前還處在研究階段；蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)最大的缺點(diǎn)就是對(duì)環(huán)境有污染，并且初次投資較高，壽命也有限；超級(jí)電容器儲(chǔ)能所使用的蓄能裝置包括雙電層電容器和電化學(xué)電容器，由于超級(jí)電容器大多采用了化學(xué)原料，不可避免地將對(duì)環(huán)境造成污染，使用不當(dāng)甚至?xí)斐呻娊赓|(zhì)泄漏，而且其內(nèi)阻較大，不太適宜于交流電路；超導(dǎo)儲(chǔ)能是利用超導(dǎo)線制成的線圈，將電網(wǎng)供電勵(lì)磁產(chǎn)生的磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)再將其存儲(chǔ)的能量送回電網(wǎng)或作它用。超導(dǎo)儲(chǔ)能具有噪音低、高效率及高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。但是也存在很大的缺點(diǎn)：一是超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)需要壓縮器和水泵來(lái)維持液體的低溫，這將使系統(tǒng)變得復(fù)雜，導(dǎo)致維修頻率升高；二是成本太高。目前仍處在研究階段。?

綜上所述，現(xiàn)有的儲(chǔ)能方法雖然很多，但有的技術(shù)不成熟，損耗較高，有的依賴地理位置和自然條件，有的成本太高，有的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，限制了它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的推廣應(yīng)用。?

基于目前儲(chǔ)能領(lǐng)域的現(xiàn)狀,有人已經(jīng)提出了一種基于大型渦簧的機(jī)械式儲(chǔ)能方法,即采用平面渦卷彈簧的彈性勢(shì)能達(dá)到存儲(chǔ)和釋放能量的目的,相比其他儲(chǔ)能方式,該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)污染、對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求且可控性好、轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。但該方法也存在著不足之處，即在增大渦簧能量存儲(chǔ)量同時(shí)，渦簧的質(zhì)量也隨之增加，不利于對(duì)大型渦簧的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，同時(shí)也需要使用大量的儲(chǔ)能材料，為了完善該儲(chǔ)能方法，如何提高大型渦簧儲(chǔ)能密度成為關(guān)鍵。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的渦簧儲(chǔ)能裝置，該裝置能夠有效地儲(chǔ)存能量，而且質(zhì)量減輕，從而可大幅度提高大型平面渦卷彈簧的儲(chǔ)能密度。?

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的渦簧儲(chǔ)能裝置，包括渦簧箱和渦簧主軸，所述渦簧箱內(nèi)設(shè)有彈簧片，所述彈簧片的一端固定在渦簧主軸上，另一端經(jīng)過(guò)渦簧主軸螺旋式纏繞并固定于渦簧箱內(nèi)表面上，其特征在于：所述彈簧片為具有彈性的空心體。?

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限制，所述彈簧片的橫截面為矩形，其內(nèi)部為空心部分矩形孔，所述矩形孔位于橫截面的中心，且與矩形截面的對(duì)稱軸一致，所述橫截面實(shí)心部分的厚度一致。本實(shí)用新型中在普通彈簧片的中心加工成空心結(jié)構(gòu)，使其形成彈簧片，彈簧片的結(jié)構(gòu)中，其實(shí)心部分的厚度一樣，且矩形孔與橫截面的矩形的對(duì)稱軸一致，即水平對(duì)稱軸在渦簧受工作扭矩的彎曲中性面上，使得彈簧片的結(jié)構(gòu)從中性面向遠(yuǎn)離中性面的各個(gè)方向，有一定的厚度，保證彈簧片中性面處材料的剛度。?

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限制，所述渦簧箱內(nèi)的彈簧片沿渦簧主軸方向排列兩個(gè)及兩個(gè)以上，形成彈簧片組，彈簧片組中的彈簧片分別與渦簧主軸及渦簧箱的固定位置保持在一條直線上。本實(shí)用新型中彈簧片均勻排列，多根彈簧片緊密布置，一端固定在渦簧箱的內(nèi)壁上，另一端固定在渦簧主軸上，并壓緊多根彈簧片，組成緊密貼合的彈簧片組，提高單個(gè)簧片的剛性，增大彈簧片組的寬度。?

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限制，所述渦簧主軸由主軸軸承支撐，所述主軸軸承位于渦簧箱軸承座孔內(nèi)，所述渦簧箱相對(duì)地面固定不動(dòng)。本實(shí)用新型中渦簧主軸一端伸出渦簧箱并通過(guò)聯(lián)軸器與傳動(dòng)系統(tǒng)（如減速器）連接。?

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本實(shí)用新型與原有結(jié)構(gòu)主要改進(jìn)之處在于，把一般的渦簧片的矩形橫截面加工為空心結(jié)構(gòu)，根據(jù)渦簧片工作時(shí)的受力原理，減少渦簧片中性面處的材料，在渦簧片中性面附近制作出矩形孔槽，將對(duì)渦簧片的抗彎強(qiáng)度影響小的部分材料去除掉，保留對(duì)渦簧片抗彎強(qiáng)度影響大的部分，從而減少渦簧片的橫截面積，保持渦簧片承受的扭矩沒(méi)有明顯下降，旋緊后存儲(chǔ)的能量變化不大，從而達(dá)到降低本實(shí)用新型的重量并提高儲(chǔ)能密度的目的。?

附圖說(shuō)明