[发明专利]一种基于涡旋式复合机的压缩空气储能系统

摘要

一种基于涡旋式复合机的压缩空气储能系统，特征是包括机械耦合机构、涡旋式复合机、发电机、储气罐及管路；机械耦合机构包括行星轮系、皮带传动装置、能量分解及制动装置和能量合成装置。外部捕获的机械能通过行星架输入行星轮系，齿圈和太阳轮轴作为输出端，其中齿圈通过皮带传动装置与发电机连接，太阳轮轴通过能量分解及制动装置与复合机连接；储气罐用于存储压缩空气。该压缩空气储能系统可实现压缩储能和膨胀助力两种工作模式；通过储能系统可达到平抑不稳定机械能的波动性，稳定发电输出的目的。本发明具有储能效率高、能量密度高、储能周期无限制、对环境友好等优点，适用于各种可再生能源发电系统，具有广阔的应用前景。

主权项

一种基于涡旋式复合机的压缩空气储能系统，其特征在于包括机械耦合机构、涡旋式复合机、发电机、储气罐及管路；所述机械耦合机构包括行星轮系、皮带传动装置、能量分解及制动装置和能量合成装置，上述行星轮系包括行星架、行星轮、太阳轮、齿圈、行星轮轴和太阳轮轴；外部捕获的机械能通过行星架输入行星轮系，齿圈和太阳轮轴作为输出端，其中齿圈通过皮带传动装置与发电机连接，太阳轮轴通过能量分解及制动装置与涡旋式复合机连接；上述能量分解及制动装置包括电磁制动器、联轴器、超越离合器、大齿轮轴、大齿轮和小齿轮，行星轮系的太阳轮轴与电磁制动器采用键联接，与大齿轮轴通过联轴器联接，大齿轮轴与大齿轮之间设置超越离合器，小齿轮固定在涡旋式复合机转轴上；当需要进行能量分解时，从太阳轮轴输出的能量通过联轴器传递到大齿轮轴，此时电磁制动器不通电，超越离合器处于工作状态，大齿轮随太阳轮轴一起转动，通过大小齿轮啮合传动实现增速并将能量传递至涡旋式复合机，此时复合机可进行气体压缩；当电磁制动器通电时，直接实现太阳轮轴的制动；上述能量合成装置包括惰轮、同步带齿轮、同步带轮、同步带和同步带轮轴，涡旋式复合机的轴端小齿轮与惰轮啮合，惰轮与同步带齿轮啮合，同步带齿轮和同步带轮固定在同步带轮轴上，同步带轮通过同步带连接发电机。当需要进行能量合成时，高压气体通过涡旋式复合机膨胀释能，涡旋式复合机的轴端小齿轮与惰轮、惰轮与同步带齿轮分别啮合传动实现降速，再通过同步带传动将能量传递至发电机，实现与皮带传动装置传递能量的合成；上述储气罐用于存储压缩空气，以及在储能系统处于膨胀助力模式时提供高压气体，储气罐通过管路连接设置在涡旋式复合机的静涡盘上的进出气口。