一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310081060.6	申请日：	2013.03.14
公开号：	CN103147929A	公开日：	2013.06.12
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F03D 9/02申请公布日:20130612\|\|\|公开
IPC分类号：	F03D9/02	主分类号：	F03D9/02
申请人：	李大勇
发明人：	李大勇
地址：	100085 北京市海淀区双清路18号5号楼131
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内容摘要

一种风能存储技术，其特点是通过风机风轮的转动带动压缩装置压缩空气，压缩装置主要为一个带着可往复运动活塞和单相进气口以及单相出气口的空气压缩缸。空气被压缩存储在一个大的容器里，形成CAES。容器里的高密度空气被可控的释放出来，推动发电机发出稳定可控的电力。

权利要求书

权利要求书一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法：其特征是：通过风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能。
权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能”，其具体方式可以是：施力转轴转动，带动施力压柄转动，施力压柄压迫受力挡板运动，从而压迫硬连接向压缩缸内方向运动，硬连接推动活塞压缩空气做功，被压缩的空气只能通过单向阀门进入压缩空气存储容器内。当活塞完成压缩空气做功后，施力压柄离开受力挡板，反推弹簧推动活塞向外运动，此时单向进气口打开，外面大气进入压缩缸内，准备下一次的施力压柄做功。施力压柄是与施力转轴成90度固定在一起的。受力挡板是通过固定转轴固定的。固定转轴可以使受力挡板自由的转动。硬连接也是通过可转动的轴与受力挡板及活塞连接的。施力压柄的末端安装一固定滑轮，减少摩擦力。
权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能”，其具体方式可以是：施力转轴带动一个大直径的转轴转动，转轮带动一个硬传动往复运动，从而压缩空气做功。具体过程如下：
当施力转轴转动时，与之固定在一起的转轴随之转动，硬传动与转轴和活塞都是通过活动转轴连接，从而在硬传动的带动下，活塞在向压缩缸内运动过程中压缩空气做功，向相反的方向运动时，便通过单向进气口吸入空气。从而通过压缩缸将空气压入压缩空气储存容器内。
权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能”，其具体方式可以是：施力转轴带动转轴转动，转轴通过拉绳带动硬压板运动，硬压板带动压缩缸内活塞压缩空气做功。其中拉绳通过定向滑轮约束其运行轨迹，确保硬压板的受力方向与活塞表面垂直。当活塞压缩做功完成后，压缩缸内反推弹簧反推活塞向外运动，完成吸气过程，准备下次活塞压缩空气做功。
第一种和第三种压缩运动中，需要在压缩缸内加反推弹簧，在压缩完成时，反推弹簧反弹，推动活塞返回，通过单向吸气口吸收标准空气进入压缩缸，等待压缩。权利要求4中所述的第三种方式也可以变化为硬压板穿过压缩缸的底部来带动活塞运动。第一种和第二种方式也可以通过施力转轴带动2个压缩缸运动。在一个压缩缸吸气过程中带动另外一个压缩缸压缩空气。

说明书

说明书一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法
技术领域：本发明属于可再生能源存储技术，特别涉及风能的转化与存储。
背景技术：风能是清洁的可再生能源，其发电成本低。在世界上已经广泛应用，但是，风能发电也有很大的缺点，就是间歇性，不稳定性，常规的风力发电不能提供可控的稳定的电力。而目前用在风电中的储能主要是抽水蓄能和压缩空气储能，抽水蓄能需要大量的水源外还需要合适的地势，压缩空气储能是大势所趋。但压缩空气储能目前的方法普遍是用负荷低谷时多余的电能通过电动空气压缩机将空气压缩储能，当然这种方法是有效地，但是过程却过于繁琐，能量损失大，投资高。
发明内容：
本发明提出一种直接将风能转化为压缩空气势能的方法，通过这种方法可以达到风能存储，可控稳定发电的目的。
本发明通过将风力转化为转轴的转动，转轴转动带动空气压缩装置压缩空气进入高压空气存储容器，从而形成压缩空气储能CAES。
本发明的目的是提供将风能进行存储并发出可控稳定电力的方法。现结合附图给出其特征：
风机叶轮1将风能转化为机械能带动传动轴2进行旋转，传动轴2通过变速箱3将机械能传输到施力转轴4.调速是通过不同直径的齿轮之间耦合实现的。如图1。
施力转轴4的转动力转化为对空气的压缩力有3种方式。
方式1：如图2，施力转轴4旋转带动施力压柄5旋转，施力压柄5的转动推动受力挡板6向压缩缸20一侧运动，受力挡板6的推力通过硬链接8传递到活塞9，从而推动活塞9压缩空气做功，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器13。硬链接8与活塞9和受力挡板6连接都是通过转轴实现的。受力挡板的上端固定也是通过固定转轴实现的
方式2：如图3，施力转轴4的旋转带动直径更大的转轴16旋转，转轴16通过硬传动17带动活塞9做往复运动，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。
方式3：如图4，施力转轴4旋转带动大直径的转轴16旋转，转轴16旋转带动拉绳18运动。拉绳18带动硬压板19向内侧运动，从而将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。
在第一种和第三种压缩运动中，需要在压缩缸内加反推弹簧10，在压缩完成时，反推弹簧10反弹，推动活塞返回，通过单向进气口11吸收标准空气进入压缩缸，等待压缩。而通过硬传动轴的方式带动活塞运动则不需要加反推弹簧，由硬传到直接带动活塞返回并通过单向进气口11吸气。在第三种方式中拉绳通过定向滑轮21保证硬压板19的运行轨迹与活塞垂直。
本发明中的风机不带发电装置，直接将风能转化为空气的势能。
附图说明：
图1是风机原理图。
图中：1叶轮，2传动轴，3变速箱，4施力转轴。
图2是施力压柄旋转压缩空气原理图
图中：5施力压柄，6受力挡板，7固定转轴，8硬链接，9活塞，10反推弹簧，11单向进气口，12单向阀门，13压缩空气存储容器，14可控阀门，15发电机，20压缩缸。
图3是转轴旋转通过硬传动压缩空气原理图
图中：16转轴，17硬传动
图4是转轴旋转通过拉绳压缩空气原理图
图中：18拉绳，19硬压板，21定向滑轮。
以上附图说明中，图3及图4中与图2重复的部件未做说明，压缩缸与施力转轴以及风机转动带动施力转轴旋转的过程都完全一致
具体实施例：
现结合附图给出本发明的具体实施例。
结合附图1，图2给出具体实施例1：
图1是风机原理图，当风吹来的时候，风机转动，风机叶轮1带动传动轴2转动，通过变速箱3，带动施力转轴4转动。
图2是施力压柄旋转压缩空气原理图，如图2所示，施力转轴4转动，带动施力压柄5转动，施力压柄5转动迫使受力挡板6运动，从而压迫硬连接8向压缩缸20内方向运动，硬连接8推动活塞9压缩空气做功，被压缩的空气只能通过单向阀门12进入压缩空气存储容器13内。当活塞9完成压缩空气做功后，施力压柄5离开受力挡板6，反推弹簧10推动活塞9向外运动，此时单向进气口11打开，外面大气进入压缩缸20内，准备下一次的施力压柄5做功。施力压柄5是与施力转轴4成90度固定在一起的。受力挡板6是通过固定转轴7固定的。固定转轴7可以使受力挡板6自由的转动。硬连接8也是通过可转动的轴与受力挡板6及活塞9连接的。施力压柄5的末端安装一固定滑轮，减少摩擦力。
结合图1，图2，图3给出具体实施例2：
在此实施例中叶轮1驱动施力转轴4的过程与具体实施例1完全一样。
如图3，本具体实施例与实施例1的不同在于：在本实施例里，采用了施力转轴4带动一个大的转轮16转动，转轮16带动一个硬传动17往复运动，从而压缩空气做功。具体过程如下：
当施力转轴4转动时，与之固定在一起的转轮16随之转动，硬传动17与转轮16和活塞9都是通过活动转轴连接，从而在硬传动17的带动下，活塞9在向压缩缸20内运动过程中压缩空气做功，向相反的方向运动时，便通过单向进气口11吸入空气。从而通过压缩缸20将空气压入压缩空气储存容器13内。
以上所述为具体实施例2.
结合图1，图2，图4给出具体实施例3：
在此实施例中叶轮1驱动施力转轴4的过程与具体实施例1，实施例2完全一样。
如图4，本具体实施例与实施例2的不同在于：施力转轴4带动转轮16转动，转轮16通过拉绳18带动硬压板19运动，硬压板19带动压缩缸20内活塞9压缩空气做功。其中拉绳18通过定向滑轮21约束其运行轨迹，确保硬压板19的受力方向与活塞9表面垂直。当活塞9压缩做功完成后，压缩缸20内反推弹簧10反推活塞9向外运动，完成吸气过程，准备下次活塞9压缩空气做功。
以上为具体实施例3.
根据上述三种具体实施例，可以延伸出其他实施例，如可将具体实施例3中的硬压板改为通过压缩缸底部穿过，拉动活塞9做功，这种延伸方法都在本发明的保护范围内。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103147929 A(43)申请公布日 2013.06.12CN103147929A*CN103147929A*(21)申请号 201310081060.6(22)申请日 2013.03.14F03D 9/02(2006.01)(71)申请人李大勇地址 100085 北京市海淀区双清路18号5号楼131(72)发明人李大勇(54) 发明名称一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法(57) 摘要一种风能存储技术，其特点是通过风机风轮的转动带动压缩装置压缩空气，压缩装置主要为一个带着可往复运动活塞和单相进气口以及单相出气口的空气压缩缸。空气被压缩存储在一个大的容器里，形成。

2、CAES。容器里的高密度空气被可控的释放出来，推动发电机发出稳定可控的电力。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书3页附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页(10)申请公布号 CN 103147929 ACN 103147929 A1/1页21.一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法：其特征是：通过风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能。2.权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储。

3、能”，其具体方式可以是：施力转轴转动，带动施力压柄转动，施力压柄压迫受力挡板运动，从而压迫硬连接向压缩缸内方向运动，硬连接推动活塞压缩空气做功，被压缩的空气只能通过单向阀门进入压缩空气存储容器内。当活塞完成压缩空气做功后，施力压柄离开受力挡板，反推弹簧推动活塞向外运动，此时单向进气口打开，外面大气进入压缩缸内，准备下一次的施力压柄做功。施力压柄是与施力转轴成90度固定在一起的。受力挡板是通过固定转轴固定的。固定转轴可以使受力挡板自由的转动。硬连接也是通过可转动的轴与受力挡板及活塞连接的。施力压柄的末端安装一固定滑轮，减少摩擦力。3.权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空。

4、气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能”，其具体方式可以是：施力转轴带动一个大直径的转轴转动，转轮带动一个硬传动往复运动，从而压缩空气做功。具体过程如下：当施力转轴转动时，与之固定在一起的转轴随之转动，硬传动与转轴和活塞都是通过活动转轴连接，从而在硬传动的带动下，活塞在向压缩缸内运动过程中压缩空气做功，向相反的方向运动时，便通过单向进气口吸入空气。从而通过压缩缸将空气压入压缩空气储存容器内。4.权利要求1所述的“风力带动施力转轴转动，施力转轴转动带动压缩空气装置压缩缸内活塞压缩空气，从而压缩空气进入大的存储容器储能”，其具体方式可以是：施力转轴带动转轴转动，转轴通过拉绳带。

5、动硬压板运动，硬压板带动压缩缸内活塞压缩空气做功。其中拉绳通过定向滑轮约束其运行轨迹，确保硬压板的受力方向与活塞表面垂直。当活塞压缩做功完成后，压缩缸内反推弹簧反推活塞向外运动，完成吸气过程，准备下次活塞压缩空气做功。5.第一种和第三种压缩运动中，需要在压缩缸内加反推弹簧，在压缩完成时，反推弹簧反弹，推动活塞返回，通过单向吸气口吸收标准空气进入压缩缸，等待压缩。权利要求4中所述的第三种方式也可以变化为硬压板穿过压缩缸的底部来带动活塞运动。第一种和第二种方式也可以通过施力转轴带动2个压缩缸运动。在一个压缩缸吸气过程中带动另外一个压缩缸压缩空气。权利要求书CN 103147929 A1/3。

6、页3一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法0001 技术领域：本发明属于可再生能源存储技术，特别涉及风能的转化与存储。0002 背景技术：风能是清洁的可再生能源，其发电成本低。在世界上已经广泛应用，但是，风能发电也有很大的缺点，就是间歇性，不稳定性，常规的风力发电不能提供可控的稳定的电力。而目前用在风电中的储能主要是抽水蓄能和压缩空气储能，抽水蓄能需要大量的水源外还需要合适的地势，压缩空气储能是大势所趋。但压缩空气储能目前的方法普遍是用负荷低谷时多余的电能通过电动空气压缩机将空气压缩储能，当然这种方法是有效地，但是过程却过于繁琐，能量损失大，投资高。发明内容：0003 本发明提出一种直接将风。

7、能转化为压缩空气势能的方法，通过这种方法可以达到风能存储，可控稳定发电的目的。0004 本发明通过将风力转化为转轴的转动，转轴转动带动空气压缩装置压缩空气进入高压空气存储容器，从而形成压缩空气储能CAES。0005 本发明的目的是提供将风能进行存储并发出可控稳定电力的方法。现结合附图给出其特征：0006 风机叶轮1将风能转化为机械能带动传动轴2进行旋转，传动轴2通过变速箱3将机械能传输到施力转轴4.调速是通过不同直径的齿轮之间耦合实现的。如图1。0007 施力转轴4的转动力转化为对空气的压缩力有3种方式。0008 方式1：如图2，施力转轴4旋转带动施力压柄5旋转，施力压柄5的转动推动受力挡板6。

8、向压缩缸20一侧运动，受力挡板6的推力通过硬链接8传递到活塞9，从而推动活塞9压缩空气做功，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器13。硬链接8与活塞9和受力挡板6连接都是通过转轴实现的。受力挡板的上端固定也是通过固定转轴实现的0009 方式2：如图3，施力转轴4的旋转带动直径更大的转轴16旋转，转轴16通过硬传动17带动活塞9做往复运动，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。0010 方式3：如图4，施力转轴4旋转带动大直径的转轴16旋转，转轴16旋转带动拉绳18运动。拉绳18带动硬压板19向内侧运动，从而将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。0011 在第一种和第三种压缩运。

9、动中，需要在压缩缸内加反推弹簧10，在压缩完成时，反推弹簧10反弹，推动活塞返回，通过单向进气口11吸收标准空气进入压缩缸，等待压缩。而通过硬传动轴的方式带动活塞运动则不需要加反推弹簧，由硬传到直接带动活塞返回并通过单向进气口11吸气。在第三种方式中拉绳通过定向滑轮21保证硬压板19的运行轨迹与活塞垂直。0012 本发明中的风机不带发电装置，直接将风能转化为空气的势能。附图说明：0013 图1是风机原理图。说明书CN 103147929 A2/3页40014 图中：1叶轮，2传动轴，3变速箱，4施力转轴。0015 图2是施力压柄旋转压缩空气原理图0016 图中：5施力压柄，6受力挡板，7。

10、固定转轴，8硬链接，9活塞，10反推弹簧，11单向进气口，12单向阀门，13压缩空气存储容器，14可控阀门，15发电机，20压缩缸。0017 图3是转轴旋转通过硬传动压缩空气原理图0018 图中：16转轴，17硬传动0019 图4是转轴旋转通过拉绳压缩空气原理图0020 图中：18拉绳，19硬压板，21定向滑轮。0021 以上附图说明中，图3及图4中与图2重复的部件未做说明，压缩缸与施力转轴以及风机转动带动施力转轴旋转的过程都完全一致具体实施例：0022 现结合附图给出本发明的具体实施例。0023 结合附图1，图2给出具体实施例1：0024 图1是风机原理图，当风吹来的时候，风机转动，风机叶。

11、轮1带动传动轴2转动，通过变速箱3，带动施力转轴4转动。0025 图2是施力压柄旋转压缩空气原理图，如图2所示，施力转轴4转动，带动施力压柄5转动，施力压柄5转动迫使受力挡板6运动，从而压迫硬连接8向压缩缸20内方向运动，硬连接8推动活塞9压缩空气做功，被压缩的空气只能通过单向阀门12进入压缩空气存储容器13内。当活塞9完成压缩空气做功后，施力压柄5离开受力挡板6，反推弹簧10推动活塞9向外运动，此时单向进气口11打开，外面大气进入压缩缸20内，准备下一次的施力压柄5做功。施力压柄5是与施力转轴4成90度固定在一起的。受力挡板6是通过固定转轴7固定的。固定转轴7可以使受力挡板6自由的转动。硬连。

12、接8也是通过可转动的轴与受力挡板6及活塞9连接的。施力压柄5的末端安装一固定滑轮，减少摩擦力。0026 结合图1，图2，图3给出具体实施例2：0027 在此实施例中叶轮1驱动施力转轴4的过程与具体实施例1完全一样。0028 如图3，本具体实施例与实施例1的不同在于：在本实施例里，采用了施力转轴4带动一个大的转轮16转动，转轮16带动一个硬传动17往复运动，从而压缩空气做功。具体过程如下：0029 当施力转轴4转动时，与之固定在一起的转轮16随之转动，硬传动17与转轮16和活塞9都是通过活动转轴连接，从而在硬传动17的带动下，活塞9在向压缩缸20内运动过程中压缩空气做功，向相反的方向运动时，便通。

13、过单向进气口11吸入空气。从而通过压缩缸20将空气压入压缩空气储存容器13内。0030 以上所述为具体实施例2.0031 结合图1，图2，图4给出具体实施例3：0032 在此实施例中叶轮1驱动施力转轴4的过程与具体实施例1，实施例2完全一样。0033 如图4，本具体实施例与实施例2的不同在于：施力转轴4带动转轮16转动，转轮16通过拉绳18带动硬压板19运动，硬压板19带动压缩缸20内活塞9压缩空气做功。其中拉绳18通过定向滑轮21约束其运行轨迹，确保硬压板19的受力方向与活塞9表面垂直。说明书CN 103147929 A3/3页5当活塞9压缩做功完成后，压缩缸20内反推弹簧10反推活塞9向外运动，完成吸气过程，准备下次活塞9压缩空气做功。0034 以上为具体实施例3.0035 根据上述三种具体实施例，可以延伸出其他实施例，如可将具体实施例3中的硬压板改为通过压缩缸底部穿过，拉动活塞9做功，这种延伸方法都在本发明的保护范围内。说明书CN 103147929 A1/2页6图1图2说明书附图CN 103147929 A2/2页7图3图4说明书附图CN 103147929 A。

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