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Title:
MANPOWER DRIVE DEVICE WITH QUICK SEPARATION AND COMBINATION FOR REPLENISHING ENERGY OF FLYWHEEL BATTERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/039544
Kind Code:
A1
Abstract:
A manpower drive device (2) with quick separation and combination for replenishing the energy of a flywheel battery (1). A plurality of magnets (12) are arranged on a flywheel (11) of the flywheel battery (1); the manpower drive device (2) containing a plurality of magnets (21) is provided outside the flywheel battery (1), and is provided with a self-locking mechanism (3) which enables the quick separation and combination of the flywheel battery (1) with the manpower drive device (2); a handwheel (24) and a transmission (23) are rotated, so as to use the transmission (23) to increase the rotational speed to drive the manpower drive device (2) to rotate; the magnets (21) in the manpower drive device (2) and the magnets (12) on the flywheel (11) drive the flywheel (11) to rotate under the coupling action of a magnetic field, so that the flywheel (11) stores energy; and when the flywheel (11) arrives at a certain rotational speed, the self-locking mechanism (3) is released, the flywheel battery (1) is quickly separated from the manpower drive device (2), and the flywheel (11) continues rotating by relying on the stored kinetic energy. The kinetic energy of the flywheel (11) can be transformed into electric energy through a generator, and on an occasion where there is no a power source, the kinetic energy can be input into the flywheel battery (1) using manpower, while the existing flywheel battery can only input energy into the flywheel battery in a charging manner.

Inventors:
LIU CHAO (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/085449
Publication Date:
March 26, 2015
Filing Date:
August 28, 2014
Export Citation:
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Assignee:
LIU CHAO (CN)
International Classes:
H02K7/02; F03G5/04; H02K7/18
Foreign References:
CN103498775A2014-01-08
CN103501074A2014-01-08
CN102420493A2012-04-18
CN201003468Y2008-01-09
CN2272765Y1998-01-21
JP2003037948A2003-02-07
EP0159394A11985-10-30
US20100283340A12010-11-11
Attorney, Agent or Firm:
CHINA USIPF INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
深圳国鑫联合知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置, 其特征在于, 包括飞轮电池的真空 盒以及真空盒内的飞轮和发电机, 在所述飞轮上设置多块第二磁铁; 在所述真空盒外设置一 人力驱动装置, 所述人力驱动装置包括含有多块第一磁铁的驱动套、 变速器和手摇轮, 所述 驱动套、 所述变速器、 所述手摇轮顺序连接; 所述驱动套设置在所述真空盒的外围, 且与所 述飞轮同轴心; 所述驱动套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁数量相等, 且一 一对应;

在所述人力驱动装置下部设置导轨, 在所述真空盒下部设置台架, 所述台架上设置自锁 机构, 所述飞轮电池与所述人力驱动装置通过所述导轨的导向连接, 锁紧自锁机构, 所述飞 轮电池与所述人力驱动装置连接。

2、 根据权利要求 1所述的补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置, 其特征在于, 所 述台架上还设置与所述导轨配合的导向孔。

3、 根据权利要求 1所述的补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置, 其特征在于, 所 述自锁机构包括偏心盘、 支轴和手柄; 所述手柄绕所述支轴被顺时针扳动, 所述偏心盘压紧 所述导轨, 所述人力驱动装置与所述飞轮电池快速连接。

4、 根据权利要求 3所述的补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置, 其特征在于, 所 述手柄绕所述支轴被逆时针扳动, 所述偏心盘与所述导轨分离, 所述飞轮电池与所述人力驱 动装置快速分离。

5、 根据权利要求 1所述的补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置, 其特征在于, 还 包括机架, 所述机架设置于所述人力驱动装置下部。

Description:
说 明 书 补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置 技术领域

本发明是关于飞轮电池 (或称飞轮储能装置) 领域, 特别是涉及一种飞轮电池补充能量 的装置。

背景技术

在众多储能装置中, 飞轮电池突破了化学电池的局限, 用物理方法实现储能。 当飞轮以 一定角速度旋转时, 就具有一定的动能, 飞轮电池以其动能转换成电能。 飞轮电池与化学电 池相比, 以其高效率, 充电时间短、 相对尺寸小、 清洁无污染等突出优势有望成为最具前景 的储能电池。

飞轮电池的工作原理: 飞轮电池中有一个电机(电动 /发电一体机) , 充电时, 该电机以 电动机形式运转,将外界输入的电能通过电动 机转化为飞轮的动能储存起来,即飞轮电池" 电"; 当外界需要电能时, 该电机以发电机形式转动, 通过发电机将飞轮的动能转化为电能, 输出给外部负载, 即飞轮电池 "放电"。 为了减少风阻损耗, 摩擦等能量损失, 飞轮电池设 置在真空盒内, 并使用磁悬浮轴承支撑转动部件。

飞轮电池的储能密度大、 相对尺寸小的特点, 尤其适合携带于野外无电源场合, 可以给 手提电脑、 收音机, 较大功率的灯光支持电力。 但由于飞轮电池设置在真空盒内, 目前只能 用通电的方式驱动真空盒内的电机带动飞轮转 动, 使飞轮储存动能, 而在野外却没有可以给 飞轮电池充电的电源。

发明内容

本发明的目的是提供一种在野外, 或者在无电源的场合, 用人力给飞轮电池补充动能的 装置及方法。

本发明主要技术思路: 由于飞轮电池必须是在真空盒内运作的, 由此推出如下技术思路: 在飞轮电池的真空盒内的飞轮上设置多块第二 磁铁, 相对应在真空盒外设置一个含有多块第 一磁铁的人力驱动装置, 转动该人力驱动装置, 依靠磁铁间的磁力耦合, 使真空盒内的飞轮 转动, 以此在飞轮中储存动能。 当飞轮储能完成后, 含有多块第一磁铁的人力驱动装置可快 速脱离飞轮电池, 以避免飞轮不必要的动能损耗。

本发明的具体技术方案: 包括飞轮电池的真空盒以及真空盒内的飞轮和 发电机, 其特征 是, 在所述飞轮上设置多块第二磁铁; 在所述真空盒外设置一人力驱动装置, 该人力驱动装 置包括含有多块第一磁铁的驱动套、 变速器和手摇轮, 所述驱动套、 变速器、 手摇轮顺序连 接; 驱动套设置在所述真空盒的外围, 且与飞轮同轴心; 驱动套中的所述第一磁铁与所述飞 轮上的所述第二磁铁数量相等, 且一一对应;

在所述人力驱动装置下部设置机架和导轨,

在所述真空盒下部设置台架, 台架上设置自锁机构, 台架上还设置与所述导轨配合的导 向孔;

使用方法: 飞轮电池与人力驱动装置通过导轨的导向连接 , 锁紧自锁机构, 使飞轮电池 与人力驱动装置固连; 转动手摇轮, 手摇轮驱动变速器, 利用变速器提高转速带动驱动套转 动, 驱动套中的所述第一磁铁与飞轮上的所述第二 磁铁通过磁场的耦合作用, 带动飞轮转动, 使飞轮储存能量; 当飞轮达到一定的转速, 松开自锁机构, 将人力驱动装置和飞轮电池分离, 飞轮依靠储存的动能继续转动;

当外界需要电能时, 飞轮的动能通过发电机转化为电能, 输出给外部负载。

本发明的有益之处是:

1、 在无电源场合, 可以用人力给飞轮电池输入动能。 而现有的飞轮电池只能通过充电 方式给飞轮电池输入能量。

2、 给飞轮电池输入动能过程中, 飞轮电池可以同时向外部负载输出电能。

附图说明

图 1是本发明的立体示意图。

图 2是图 1的侧面示意图。

图 3是本发明操作时的状态图。

图 4是图 2中的 A-A剖视图, 图中显示了自锁机构。

图 5是图 3中的 B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一 步说明:

参见图 5, 飞轮电池 1的飞轮 11上设置多块磁铁 12; 在真空盒 13外设置一人力驱动装 置 2, 该人力驱动装置 2包括含有多块第一磁铁 21的驱动套 22、 变速器 23、 手摇轮 24, 所 述驱动套 22、 变速器 23、 手摇轮 24顺序连接; 驱动套 22设置在真空盒 13的外围, 且与飞 轮 11同轴心, 驱动套 22中的所述第一磁铁 21与所述飞轮上的所述第二磁铁 12数量相等, 且——对应。

在所述人力驱动装置 2下部设置机架 26和导轨 27,

在所述真空盒 13下部设置台架 15, 台架 15上设置自锁机构 3, 台架 15上还设置与所述 导轨 27配合的导向孔 16。

自锁机构 3主要零件是偏心盘 31, 参见图 4, 当按图 4所示状况绕支轴 33顺时针扳动手 柄 32, 偏心盘 31的压紧导轨 27, 造成自锁状态, 使得人力驱动装置 2与飞轮电池 1快速连 接在一起, 没有外力作用于手柄 32, 偏心盘 31就不会松开。 当飞轮电池 1储能完成后, 停 止人力驱动装置 2的运作, 逆时针扳动手柄 32, 偏心盘 31与导轨 27分离, 飞轮电池 1就可 以快速离开人力驱动装置 2, 从而人力驱动装置中的驱动套 22中的所述第一磁铁 21不会干 扰飞轮 11在真空盒 13内的转动, 以避免飞轮 11的能量损耗。

综上所述, 上述装置使用方法: 飞轮电池 1与人力驱动装置 2通过导轨 27的导向连接, 锁紧自锁机构 3, 使飞轮电池 1与人力驱动装置 2连接; 转动手摇轮 24, 手摇轮 24驱动变 速器 23, 利用变速器 23提高转速, 带动驱动套 22转动, 驱动套 22中的所述第一磁铁 21与 飞轮 11上的所述第二磁铁 12通过磁场的耦合作用, 带动飞轮 13转动, 使飞轮 13储存能量; 当飞轮 13达到一定的转速, 松开自锁机构 3, 将人力驱动装置 2和飞轮电池 1分离, 飞轮 13 依靠储存的动能继续转动。

当外界需要电能时, 飞轮 13的动能通过发电机 14转化为电能, 输出给外部负载。