[发明专利]一种大型蜗卷弹簧储能装置

说明书

本发明公开了一种大型蜗卷弹簧储能装置，包括多个蜗簧储能箱、左、右箱盖、底座和基础平面；每个蜗簧储能箱包括芯轴、储能箱壳体和多个包括外圈固定板、芯轴套管、蜗簧和左、右盖板的单模块蜗簧；蜗簧的外端固定在外圈固定板内壁上，内端固定在芯轴套管外壁上；左、右盖板可旋转地固定在芯轴套管上，其外圆与外圈固定板固定在一起；各单模块蜗簧穿在芯轴上，其外圈固定板卡接固定在储能箱壳体内壁上；左、右箱盖可旋转地固定在左、右蜗簧储能箱芯轴的左和右端部，其外圆与储能箱壳体固定在一起；相邻的蜗簧储能箱的储能箱壳体固定在一起。本发明蜗簧安装、保养、维护和更换简单方便，芯轴不易发生弯曲变形，储能和释能良好，使用寿命长。

技术领域

本发明属于物理储能领域，涉及一种机械弹性储能装置，尤其涉及一种大型蜗卷弹簧储能装置。

背景技术

大型蜗卷弹簧储能箱是机械弹性储能设备，属于一种新型的物理储能技术，使用大型平面蜗簧作为储能部件。平面蜗簧是由一组截面为矩形的簧片在一个平面内盘绕而成。目前蜗簧的安装是在储能箱内安装一根或者多根蜗簧，蜗簧的一端安装在储能箱内壁，另一端安装在芯轴上。平面蜗簧作为储能结构，在储能时蜗簧旋紧，存储弹性势能；释能时蜗簧放松，释放弹性势能。作为一种新型储能技术，机械弹性储能技术需要同时适用于能量型和功率型储能。作为机械弹性储能技术的关键储能部件，大型平面蜗簧储能结构需要提高储能量和输出扭矩。为此，在机械弹性储能技术中使用的大型蜗卷弹簧储能箱是由多个蜗簧储能箱体串联而成，每一个蜗簧储能箱体内蜗簧的芯轴上并联多个蜗簧片。

大型蜗卷弹簧储能箱在储能时，输入芯轴驱动蜗簧旋紧储能，储能完成后，蜗簧带动第一个储能箱壳体转动；两个串联的储能箱壳体固定连接，第一个储能箱壳体带动第二个储能箱壳体一起旋转，驱动第二个储能箱内的蜗簧旋紧储能，蜗簧的弯矩作用在第二个储能箱内的芯轴上，所有串联的储能箱依次传递扭矩，实现储能。释能过程是储能过程的逆过程。大型蜗卷弹簧储能箱由于结构尺寸的原因，导致自重很大。在实现串联的时候，两个蜗簧储能箱的芯轴是分段式的，导致每个蜗簧储能箱在结构上相当于一个悬臂梁的结构，在长期运行时蜗簧储能箱体的芯轴容易发生弯曲变形，蜗簧储能箱体会发生偏心现象，导致储能箱在运行时会发生偏心现象，整个储能结构在运行过程中发生振动，严重影响到蜗簧储能箱体的储能和释能过程，大大降低了大型蜗卷弹簧储能箱的使用寿命。且大型平面蜗簧的结构尺寸、质量和弯矩非常大，在实现多个蜗簧储能箱串联和多组蜗簧并联安装时，逐根蜗簧安装难度很大，并且在蜗簧的保养、维护和更换时更加困难。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种安装和拆卸方便，便于保养、维护和更换，使用安全的大型蜗卷弹簧储能装置。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种大型蜗卷弹簧储能装置，包括多个蜗簧储能箱、左、右箱盖、底座和基础平面；底座固定在基础平面上；

每个蜗簧储能箱包括带内花键的芯轴、内壁上均布有定位键的储能箱壳体和多个单模块蜗簧；每个单模块蜗簧包括外圈固定板、芯轴套管、蜗簧和左、右盖板；蜗簧的外端固定在外圈固定板内壁上，其内端固定在芯轴套管外壁上；芯轴套管内壁上开有与芯轴的内花键槽相匹配的内花键，其左、右两端有左、右盖板的安装槽；左、右盖板可旋转地固定在芯轴套管上，其外圆与外圈固定板固定在一起，其对蜗簧起到限位的作用；外圈固定板外圆上均布有与储能箱壳体上的定位键相匹配的槽；各单模块蜗簧的芯轴套管依次穿在芯轴上，其外圈固定板卡接固定在储能箱壳体内壁上；左、右箱盖可旋转地固定在左、右蜗簧储能箱的芯轴的左端部和右端部，其外圆与储能箱壳体固定在一起；左、右两端的蜗簧储能箱的芯轴左端和右端可旋转地固定在底座上，其右端和左端固定锁紧螺母，中间蜗簧储能箱的芯轴左端和右端分别固定锁紧螺母，由锁紧螺母对单模块蜗簧定位；相邻的蜗簧储能箱的储能箱壳体固定在一起。