УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к маховиковым системам получения и накопления энергии.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является маховик переменного момента инерции, содержащий корпус, размещенный в нем вал и аккумулирующий элемент, жестко закрепленный на валу. Аккумулирующий элемент выполнен в виде состоящих из плоских упругих пластин и расположенных в равномерно распределенных по окружности радиальных плоскостях пакетов, сопряженных между собой боковыми гранями и жестко закрепленных средней частью на валу при помощи обоймы, вставок и фиксирующих элементов в виде гаек. Аккумулирующий элемент снабжен двухконусной спиральной пружиной сжатия, расположенной концентрично с валом, причем вершины конусов обращены друг к другу, а основания конусов опираются на наружные поверхности пакетов упругих пластин. Вставки выполнены в виде усеченных пирамид с количеством граней 12 по числу пакетов, концентрично установлены на валу, жестко закреплены на последнем и зеркально расположены по отношению друг к другу меньшими основаниями, а сопрягаемые поверхности обоймы и аккумулирующего элемента соответственно аналогично по форме. [Патент №2068514, кл. F16F 15/30, 28.09.1990 г.].
Известное устройство обладает рядом существенных недостатков. Первым существенным недостатком описанного маховика переменного момента инерции являются неравномерное раскрытие пакетов при вращении маховика, что ведет к биению и дисбалансу, а так же ограниченные возможности балансировки системы в целом. Кроме того, существенными недостатками описанного маховика переменного момента инерции являются низкая надежность, обусловленная быстрым разрушением пластин в связи многократными изгибаниями в процессе эксплуатации, и недостаточно высокий КПД, обусловленный отсутствием возможности снятия энергии пружины.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности устройства для получения и накопления энергии, создания сбалансированной системы устройства для получения и накопления энергии, при одновременном повышении его КПД.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для получения и накопления энергии, содержащем, корпус, установленный в корпусе вал, закрепленный на валу аккумулирующий элемент с пружиной сжатия, предлагается пружину сжатия выполнить цилиндрической и расположенной на валу соосно с ним, а аккумулирующий элемент выполнить содержащим жестко посаженный на вал шарнирный узел и два плавающих шарнирных узла, между которыми расположена цилиндрическая пружина сжатия, и закрепленную на шарнирных узлах равномерно распределенную по окружности систему рычагов, на которых установлены балансиры.
Корпус может быть выполнен сферическим и вакуумированным.
Устройство для получения и накопления энергии может быть снабжено соединенным с валом мотор-генератором, связанным с аккумуляторной батареей.
Выполнение аккумулирующего элемента содержащим жестко посаженный на вал шарнирный узел и два плавающих шарнирных узла, между которыми расположена цилиндрическая пружина сжатия, и закрепленную на шарнирных узлах равномерно распределенную по окружности систему рычагов, на которых установлены балансиры, способствует повышению надежности устройства для получения и накопления энергии, что обусловлено низкой вероятность разрушения предлагаемого устройства, связанной с тем, что аккумулирующий элемент изначально не является цельным телом. При этом тесная взаимосвязь рычагов и цилиндрическая форма пружины сжатия препятствуют возникновению дисбаланса устройства на стадии его работы, что способствует повышению сбалансированности устройства для получения и накопления энергии. Выполнение корпуса сферическим и вакуумированным способствует уменьшению аэродинамических потерь при работе предлагаемого устройства, что ведет к повышению его КПД. Повышению КПД предлагаемого устройства способствует так же то, что в предлагаемой конструкции устройства для получения и накопления энергии предусмотрено снятие энергии цилиндрической пружины сжатия. Снабжение устройства для получения и накопления энергии соединенным с валом мотор-генератором, связанным с аккумуляторной батареей обеспечивает возможность накопления кинетической энергии с последующей передачей посредством мотор-генератора уже в виде электроэнергии для хранения в аккумуляторную батарею, т.е. решается задача получения энергии и ее хранения.
На фиг. 1 приведена схема устройства для получения и накопления энергии.
Устройство для получения и накопления энергии содержит корпус 1, установленный в корпусе вал 2, закрепленный на валу 2 аккумулирующий элемент с пружиной 3 сжатия. Пружина 3 сжатия выполнена цилиндрической и расположена на валу 2 соосно с ним. Аккумулирующий элемент содержит жестко посаженный на вал 2 шарнирный узел 4 и два плавающих шарнирных узла 5, между которыми расположена цилиндрическая пружина 3 сжатия, и закрепленную на шарнирных узлах 4 и 5 равномерно распределенную по окружности систему 6 рычагов, на которых установлены балансиры 7. Корпус 1 выполнен сферическим и вакуумированным. Устройство для получения и накопления энергии снабжено соединенным с валом 2 мотор-генератором 8, связанным с аккумуляторной батареей (на фигуре не показана).
Устройство для получения и накопления энергии работает следующим образом.
Когда устройство неподвижно, пружина 3 сжатия находится в недеформируемом состоянии, а система 6 рычагов расположена вдоль вала 2. За счет вращения от мотор-генератора 8 по мере увеличения условий скорости балансиры 7 под действием центробежных сил удаляются от оси вала 2, преодолевая усилие пружины 3 сжатия и тем самым сжимая ее. При удалении балансиров 7 от оси вала 2 увеличивается момент инерции устройства и происходит накопление энергии. Накопление энергии также происходит и в пружине 3 сжатия, которая в свою очередь не дает резко раскрыться аккумулирующему элементу, тем самым уменьшая момент инерции на первоначальной стадии набора энергии и сглаживая рывки при резком съеме или подаче энергии. Накопленная кинетическая энергия посредством мотор-генератора 8 уже в виде электроэнергии передается в аккумуляторную батарею для хранения и последующего использования.
Таким образом, описанное устройство для получения и накопления энергии благодаря выполнению аккумулирующего элемента содержащим жестко посаженный на вал шарнирный узел и два плавающих шарнирных узла, между которыми расположена цилиндрическая пружина сжатия, и закрепленную на шарнирных узлах равномерно распределенную по окружности систему рычагов, на которых установлены балансиры, способствует повышению надежности устройства для получения и накопления энергии, что обусловлено низкой вероятность разрушения предлагаемого устройства, связанной с тем, что аккумулирующий элемент изначально не является цельным телом. При этом тесная взаимосвязь рычагов и цилиндрическая форма пружины сжатия препятствуют возникновению дисбаланса устройства на стадии его работы, что способствует повышению сбалансированности устройства для получения и накопления энергии. Выполнение корпуса сферическим и вакуумированным способствует уменьшению аэродинамических потерь при работе предлагаемого устройства, что ведет к повышению его КПД.