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发电机带动飞轮 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， 用发动机给飞轮电池补充动能 的装置及方法。

本发明主要技术思路： 由于飞轮电池是在真空盒内运作的， 所以驱动飞轮转动的转动轴 不能伸出真空盒外与外界的驱动装置连接， 否则很难保证飞轮电池在真空环境下运行。 由此 推出如下技术思路： 在飞轮电池的真空盒内增设一个可连接飞轮的 内驱动装置， 该装置上设 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 的外驱动装置， 利用发动机 带动外驱动装置， 依靠磁铁间的磁力耦合， 使真空盒内的内驱动装置带动飞轮转动， 以此在 飞轮中储存动能。 当飞轮储存了足够的能量后， 为避免消耗不必要的能量， 内驱动装置必须 自动与飞轮自动分离。

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， 在所述真空盒内增设一内驱动装置， 该内驱动装置包括磁动轮、 离心机构和摩擦凹轮， ， κ ， 滑动套筒和摩擦凹轮之间设置压缩弹簧， 滑动套筒能在转轴上移动； 所述磁动轮上设置多块 第二磁铁；

所述飞轮的一端连接发电机， 另一端连接一摩擦凸轮， 所述摩擦凸轮与摩擦凹轮间断性 连接；

在所述真空盒外设置一外驱动装置，该外驱动 装置包括含有多块所述第一磁铁的驱动套、 主动轮， 所述主动轮通过中间轴与驱动套连接； 驱动套设置在所述飞轮电池的真空盒外围， 且与磁动轮同轴心； 驱动套中的所述第一磁铁与所述磁动轮上的所 述第二磁铁数量相等， 且 一一对应并通过磁场的耦合； 所述主动轮与发动机连接；

上述装置使用方法： 发动机带动主动轮和驱动套转动， 驱动套中的所述第一磁铁与磁动 轮上的所述第二磁铁通过磁场的耦合， 使驱动套带动磁动轮、离心机构和摩擦凹轮一 起转动， 当离心机构的转动达到一定速度时， 在离心力的作用下， 离心机构中的滑动套筒克服压缩弹 簧的弹力朝摩擦凸轮方向移动， 由此使得与滑动套筒连接的摩擦凹轮与摩擦凸 轮接合， 以此 驱动飞轮转动储存能量； 当飞轮达到一定的转速， 停止发动机的转动， 主动轮、 驱动套、 磁 动轮、 离心机构和摩擦凹轮也因此停止转动； 离心机构的离心力消失， 压缩弹簧的弹力推动 滑动套筒， 使得与滑动套筒连接的摩擦凹轮离开摩擦凸轮 ； 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。

本发明与现有技术相比的特点是：

一、 在无电源场合， 可以用发动机给飞轮电池输入动能。

二、 当发动机转动时， 驱动机构能自动接近飞轮， 并向飞轮提供动能。 当发动机停 止后， 驱动机构能自动与飞轮分离， 以避免不必要的能量损耗。

三、 发动机和驱动机构无需离开飞轮电池，从而便 于能快捷地再次向飞轮电池提供 动能。

四、 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的剖视图。

图 3是图 1的左视示意图。

图 4是本发明的内部示意图。

图 5是图 4的局部剖视图。

图 6是本发明立式状态示意图。

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 2， 为了驱动飞轮电池 3的真空盒 33中的飞轮 31， 又为了飞轮 31获得一定动能 后驱动机构自动与飞轮 31脱离， 本发明在飞轮电池的真空盒 33内增设这样的内驱动装置： 该内驱动装置包括磁动轮 11和离心机构 12和摩擦凹轮 13。 磁动轮 11通过转轴 121与离心 机构 12连接， 离心机构 12中的滑动套筒 125通过连接杆 127与摩擦凹轮 13连接， 滑动套筒 125和摩擦凹轮 13之间设置压缩弹簧 126， 滑动套筒 125能在转轴 121上移动； 所述磁动轮 11上设置多块第二磁铁 111 ;

离心机构 12是一种基于离心运动原理的机械式自动控制� ��置。 其结构如图 2、 图 4和图 5所示： 在转轴 121上， 两根第一拉杆 122分别装有两个重锤 123。 第一拉杆 122可在垂直平 面内绕销轴 129摆动。 在转轴 121旋转时， 飞锤 123产生离心运动倾向， 将第一拉杆 122张 开一定角度，并通过第二拉杆 124使套在转轴 121上的滑动套筒 125向摩擦凸轮 32方向移动 一段距离， 该摩擦凸轮 32与飞轮 31连接， 而飞轮 31的另一端连接发电机 34。 转轴 121转 速越大， 第一拉杆 122张角越大， 滑动套筒 125克服压缩弹簧 126阻力后移得距离越大， 滑 动套筒 125通过连接杆 127连接摩擦凹轮 13， 摩擦凹轮 13向摩擦凸轮 32靠近并与之接合， 使飞轮 31随之转动， 于是飞轮 31开始储存动能。

在真空盒 33外设置一外驱动装置 2， 该外驱动装置 2包括含有多块第一磁铁 23的驱动 套 21、 主动轮 22， 主动轮 22通过中间轴 29与驱动套 21连接； 驱动套 21设置在飞轮电池 3 的真空盒 33的外围， 且与磁动轮 11同轴心； 驱动套 21中的所述第一磁铁 23与所述磁动轮 11上的所述第二磁铁 111数量相等，且一一对应并通过磁场的耦合； 所述主动轮 22与发动机 (未画出） 通过皮带 4或其它方式连接；

上述装置使用方法： 发动机带动主动轮 22和驱动套 21转动， 驱动套 21中的所述第一磁 铁 23与磁动轮 11上的所述第二磁铁 111通过磁场的耦合，使驱动套 21带动磁动轮 11、离心 机构 12和摩擦凹轮 13—起转动，当离心机构 12的转动达到一定速度时，在离心力的作用下� �� 离心机构 12中的滑动套筒 125克服压缩弹簧 126的弹力朝摩擦凸轮 32方向移动， 由此使得 与滑动套筒 125连接的摩擦凹轮 13与摩擦凸轮 32接合， 以此驱动飞轮 31转动储存能量； 当 飞轮 31达到一定的转速， 停止发动机的转动， 主动轮 22、 驱动套 21、 磁动轮 11、 离心机构 12和摩擦凹轮 13也因此停止转动； 离心机构 12的离心力消失， 压缩弹簧 126的弹力推动滑 动套筒 125， 使得与滑动套筒 125连接的摩擦凹轮 13离开摩擦凸轮 32; 飞轮 31依靠储存的 动能继续转动； 当外界需要电能时， 飞轮 31的动能通过发电机 34转化为电能， 输出给外部 负载。