СПОСОБ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ИНЕРЦИИ Российский патент 2023 года по МПК F03G3/00 F03G7/00 F15B1/02 F15B21/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение имеет отношение к области накопления энергии и относится к инерционному способу накопления энергии.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Инерционный накопитель энергии использует кинетическую энергию движущегося объекта для накопления энергии. В настоящее время инерционный способ накопления энергии заключается в накоплении энергии главным образом путем приведения маховика во вращение с высокой скоростью, и основной принцип указанного способа состоит в том, что маховик приводится во вращение электродвигателем, механически соединенным с маховиком, при этом электроэнергия преобразуется в кинетическую энергию вращения маховика для накопления. Когда необходимо высвободить энергию, генератор, механически соединенный с маховиком, приводится в действие вращающимся с высокой скоростью маховиком для выработки электроэнергии, при этом кинетическая энергия, накопленная в маховике, преобразуется в электроэнергию для ее выхода. Ускорение и замедление маховика дает возможность накапливать и расходовать энергию. Однако инерционный накопитель энергии, использующий маховик, имеет недостаток, который заключается в том, что, поскольку маховик выполнен в виде твердотельной конструкции, маховик не имеет функции регулирования давления текучей среды во время накопления энергии или во время высвобождения энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание инерционного способа накопления энергии, который может регулировать давление текучей среды во время инерционного процесса накопления энергии и извлекать энергию давления текучей среды после регулирования давления.

Для достижения указанных выше целей в настоящем изобретении предложен способ накопления энергии на основе инерции, использующий инерционное устройство накопления энергии и предназначенный для извлечения энергии давления и кинетической энергии текучей среды, причем указанное инерционное устройство накопления энергии содержит полость, в которой размещена текучая среда, устройство отбора кинетической энергии, и передаточный элемент, выполненный с возможностью приведения в движение давлением текучей среды, находящейся в указанной полости. Данный способ включает следующие этапы:

ускорение текучей среды, находящейся в полости, и оказание устройством отбора кинетической энергии сопротивления замедлению жидкости, находящейся в полости, для замедления текучей среды после ее ускорения, причем в процессе замедления устройство отбора кинетической энергии отбирает кинетическую энергию текучей среды при замедлении текучей среды,

причем в процессе ускорения или замедления текучей среды, находящейся в полости, повышают давление текучей среды от первого давления до второго давления в зависимости от величины изменения скорости текучей среды и состояния движения текучей среды путем ускорения текучей среды,

причем после того, как давление текучей среды, находящейся в полости, повышают от первого давления до второго давления путем ускорения указанной текучей среды, передаточный элемент приводят в движение энергией давления текучей среды, образованной в текучей среде, находящейся под вторым давлением, так что энергию давления текучей среды, образованной в текучей среде, находящейся под вторым давлением, дополнительно извлекают с помощью передаточного элемента до завершения отбора кинетической энергии устройством отбора кинетической энергии,

при этом первое давление ниже второго давления.

Способ дополнительно включает преобразование полученной кинетической энергии текучей среды или извлеченной энергии давления текучей среды в электроэнергию с помощью устройства выработки электроэнергии, и передачу электроэнергии в конечное устройство потребления электроэнергии через устройство передачи электроэнергии.

Передаточный элемент содержит поршень.

Текучая среда является жидкостью или сжатым газом.

Положительный результат настоящего изобретения заключается в том, что после ускорения текучей среды кинетическая энергия текучей среды используется для накопления энергии, причем ускорение текучей среды в процессе ускорения или замедления также может использоваться для повышения давления самой текучей среды, так что, когда давление текучей среды повышают путем ее ускорения, можно извлечь энергию давления текучей среды. Соответственно, настоящее изобретение для накопления энергии на основе инерции позволяет не только извлекать кинетическую энергию при замедлении текучей среды, но также извлекать энергию давления текучей среды, создаваемую путем ускорения текучей среды. Таким образом, настоящее изобретение позволяет дополнительно повышать эффективность накопления энергии на основе инерции. Настоящее изобретение может широко использоваться в области энергетики, электроэнергии и промышленного производства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Нижеследующие чертежи предназначены только для схематической иллюстрации и объяснения настоящего изобретения, и не ограничивают объем правовой охраны настоящего изобретения. На чертежах

Фиг. 1 представляет собой схематический чертеж, показывающий конструкцию устройства накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 представляет собой схематический чертеж передаточного элемента в устройстве накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 представляет собой схематический чертеж подъемного механизма в устройстве накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 4 представляет собой схематический чертеж первого рабочего состояния устройства накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 5 представляет собой схематический чертеж второго рабочего состояния устройства накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 6 представляет собой схематический чертеж третьего рабочего состояния устройства накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг. 7 представляет собой схематический чертеж четвертого рабочего состояния устройства накопления энергии согласно настоящему изобретению.

Перечень номеров позиций

1 - вакуумный резервуар, 2 - закрепленная балка, 3 - первый накапливающий энергию гидроцилиндр, 4 - первый резервуар высокого давления, 5 - направляющая, 6 - первый цилиндр, 7 - первый поршень, 8 - верхняя подвижная балка, 9 - первый балансир, 10 - первая опорная балка, 11 - первая стойка, 12 - шланг низкого давления, 13 - второй цилиндр, 14 - первый обратный клапан, 15 - третий цилиндр, 16 - нижняя подвижная балка, 17 - второй обратный клапан, 18 - запорный клапан, 19 - шланг высокого давления, 20 - второй резервуар высокого давления, 21 - генератор переменного тока, 22 - первый гидродвигатель, 23 - первый трубопровод, 24 - станина, 25 - подъемный механизм, 26 - второй трубопровод, 27 - третий обратный клапан, 28 - второй накапливающий энергию гидроцилиндр, 29 - четвертый обратный клапан, 30 - третий трубопровод, 31- четвертый трубопровод, 32 - первый резервуар низкого давления, 33 - реверсивный клапан, 34 - третий резервуар высокого давления, 35 электрогидравлический насос, 36 - второй резервуар низкого давления, 37 - пятый обратный клапан, 38 - четвертый цилиндр, 39 - шестой обратный клапан, 40 - первый передаточный элемент, 41 - второй передаточный элемент, 42 - вторая опорная балка, 43 - вторая стойка, 44 - соединительный цилиндр, 45 - второй балансир, 46 - второй поршень, 47 - малая головка поршня, 48 - отверстие для поршневого пальца, 49 - шатун, 50 - пружина, 51 - большая головка поршня, 52 - направляющий передаточный стержень, 53 -второй гидродвигатель, 54 - монтажное основание, 55 - зубчатое колесо, 56 - зубчатая рейка, 57 - стержень стойки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будет приведено дополнительное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи и конкретные варианты выполнения.

Как показано на фиг. 1, инерционное устройство накопления энергии, с помощью которого реализуют предложенный способ накопления энергии на основе инерции, содержит станину 24, на которой рядом вертикально расположены две направляющие 5, при этом верхние концы двух направляющих 5 соединены друг с другом с помощью закрепленной балки 2, над закрепленной балкой 2 установлен первый резервуар 4 высокого давления, на боковой стенке закрепленной балки 2, обращенной к станине 24, установлен первый накапливающий энергию гидроцилиндр 3, внутренняя полость первого резервуара 4 высокого давления сообщается с внутренней полостью первого накапливающего энергию гидроцилиндра 3, при этом шток поршня первого накапливающего энергию гидроцилиндра 3 обращен к станине 24.

Второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28 установлен вертикально на станине 24 и расположен между двумя направляющими 5, причем шток поршня второго накапливающего энергию гидроцилиндра 28 обращен к закрепленной балке 2.

В направлении от закрепленной балки 2 к станине 24 последовательно выполнены верхняя подвижная балка 8 и нижняя подвижная балка 16, обе из которых расположены на двух направляющих 5, при этом они могут двигаться вверх и вниз вдоль направляющих 5; причем верхняя подвижная балка 8 и нижняя подвижная балка 16 расположены между первым накапливающим энергию гидроцилиндром 3 и вторым накапливающим энергию гидроцилиндром 28; первый цилиндр 6 установлен на верхней подвижной балке 8, а первый поршень 7 и второй поршень 46 выполнены в первом цилиндре 6; причем корпус первого поршня 7 и корпус второго поршня 46 оба расположены в первом цилиндре 6, шток первого поршня 7 и шток второго поршня 46 оба проходят наружу из первого цилиндра 6 под углом в 180° относительно друг от друга, при этом центральная линия штока первого поршня 7 и центральная линия штока второго поршня 46 параллельны центральной линии верхней подвижной балки 8; при этом один конец штока первого поршня 7, проходящий наружу из первого цилиндра 6, шарнирно присоединен к верхнему концу первого балансира 9, а один конец штока второго поршня 46, проходящий наружу из первого цилиндра 6, шарнирно присоединен к верхнему концу второго балансира 45.

Второй цилиндр 13 установлен на нижней подвижной балке 16 и соединен с первым цилиндром 6 с помощью трубчатого соединительного цилиндра 44, при этом внутренняя полость первого цилиндра 6, внутренняя полость соединительного цилиндра 44 и внутренняя полость второго цилиндра 13 сообщаются для образования размещающей полости; третий цилиндр 15 и четвертый цилиндр 38 симметрично прикреплены к наружной стенке второго цилиндра 13; центральная линия третьего цилиндра 15 и центральная линия четвертого цилиндра 38 расположены под углом в 180° относительно друг друга и параллельно центральной линии нижней подвижной балки 16; третий цилиндр 15 снабжен вторым передаточным элементом 41, а четвертый цилиндр 38 снабжен первым передаточным элементом 40. Первый обратный клапан 14 и второй обратный клапан 17 установлены на третьем цилиндре 15, а пятый обратный клапан 37 и шестой обратный клапан 39 установлены на четвертом цилиндре 38.

Первый передаточный элемент 40 и второй передаточный элемент 41 конструктивно являются одинаковыми, поэтому в качестве примера объяснение приведено для первого передаточного элемента 40. Как показано на фиг. 2, первый передаточный элемент 40 содержит малую поршневую головку 47 и большую поршневую головку 51, расположенные рядом, причем диаметр большой головки 51 превышает диаметр малой головки 47, диаметр малой головки 47 соответствует внутреннему диаметру четвертого цилиндра 38, а диаметр большой головки 51 соответствует внутреннему диаметру второго цилиндра 13; малая головка 47 и большая головка 51 соединены с помощью соединительного стержня 49 и передаточного направляющего стержня 52, примыкающих друг к другу, соединительный стержень 49 снабжен отверстием 48 для поршневого пальца и содержит надетую на него пружину 50.

Малая головка 47 поршня и отверстие 48 для поршневого пальца первого передаточного элемента 40 расположены внутри четвертого цилиндра 38, большая головка 51 и пружина 50 первого передаточного элемента 40 расположены внутри второго цилиндра 13. Вал первого поршневого пальца установлен в отверстии 48 первого передаточного элемента 40 и подвижно присоединен к нижнему концу второго балансира 45.

Малая головка 47 и отверстие 48 для поршневого пальца второго передаточного элемента 41 расположены внутри третьего цилиндра 15, и большая головка 51 и пружина 50 второго передаточного элемента 41 расположены внутри второго цилиндра 13. Вал второго поршневого пальца установлен в отверстии 48 для поршневого пальца второго передаточного элемента 41 и подвижно присоединен к нижнему концу первого балансира 9.

Первая опорная балка 10 и вторая опорная балка 42 симметрично прикреплены к боковой стенке соединительного цилиндра 44, при этом первая опорная балка 10 имеет первую стойку 11, которая может поворачиваться назад и вперед относительно своей собственной оси, первая стойка 11 выполнена с первым установочным отверстием, через которое проходит первый балансир 9; вторая опорная балка 42 имеет вторую стойку 43, которая может поворачиваться назад и вперед относительно своей собственной оси, при этом вторая стойка 43 выполнена со вторым установочным отверстием, через которое проходит второй балансир 45.

На нижнем конце каждой направляющей 5 установлены два комплекта подъемных механизмов 25 с конструкцией, как показано на фиг. 3, причем подъемный механизм 25 содержит зубчатую рейку 56 и монтажное основание 54. Второй гидродвигатель 53 установлен на монтажном основании 54 и приводит зубчатое колесо 55 во вращение с помощью передаточного механизма, зубчатое колесо 55 и зубчатая рейка 56 образуют зубчато-реечную пару, при этом зубчатая рейка 56 неподвижно присоединена к направляющей 5, стержень 57 стойки вертикально закреплен на монтажном основании 54, верхний конец стержня 57 стойки неподвижно присоединен к нижней подвижной балке 16, при этом все вторые гидродвигатели 53 сообщаются с четвертым трубопроводом 31.

Две противоположные боковые стенки второго накапливающего энергию гидроцилиндра 28 имеют, соответственно, второй трубопровод 26 и третий трубопровод 30, третий обратный клапан 27 установлен на втором трубопроводе 26, второй резервуар 20 высокого давления присоединен к другому концу второго трубопровода 26, четвертый обратный клапан 29 установлен на третьем трубопроводе 30, и первый резервуар 32 низкого давления присоединен к другому концу третьего трубопровода 30. Второй резервуар 20 высокого давления сообщается с первым резервуаром 32 низкого давления через первый трубопровод 23, на котором установлен первый гидродвигатель 22, соединенный с генератором 21 переменного тока.

Все вторые гидродвигатели 53 соединены с реверсивным клапаном 33 через четвертый трубопровод 31, при этом реверсивный клапан 33 соединен, соответственно, с третьим резервуаром 34 высокого давления и со вторым резервуаром 36 низкого давления, причем третий резервуар 34 высокого давления и второй резервуар 36 низкого давления также соединены с электрогидравлическим насосом 35. Второй резервуар 20 высокого давления соединен со вторым обратным клапаном 17 и пятым обратным клапаном 37 через шланг 19 высокого давления, который имеет запорный клапан 18. Первый резервуар 32 низкого давления соединен с первым обратным клапаном 14 и шестым обратным клапаном 39 через шланг 12 низкого давления.

На станине 24 расположен вакуумный резервуар 1. Внутри вакуумного резервуара 1 расположены закрепленная балка 2, первый накапливающий энергию гидроцилиндр 3, первый резервуар 4 высокого давления, направляющая 5, первый цилиндр 6, верхняя подвижная балка 8, первый поршень 7, первый балансир 9, первая опорная балка 10, второй цилиндр 13, первый обратный клапан 14, третий цилиндр 15, нижняя подвижная балка 16, второй обратный клапан 17, третий обратный клапан 27, второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28, четвертый обратный клапан 29, пятый обратный клапан 37, четвертый цилиндр 38, шестой обратный клапан 39, первый передаточный элемент 40, второй передаточный элемент 41, вторая опорная балка 42, соединительный цилиндр 44, второй балансир 45, второй поршень 46, запорный клапан 18 и все подъемные механизмы 25. Также внутри вакуумного резервуара 1 расположены часть шланга 19 высокого давления, часть шланга 12 низкого давления, часть второго трубопровода 26 и часть третьего трубопровода 30;

причем первый цилиндр 6, верхняя подвижная балка 8, соединительный цилиндр 44, второй цилиндр 13 и нижняя подвижная балка 16 образуют механизм преобразования энергии;

причем генератор 21 переменного тока и первый гидродвигатель 22 образуют гидрогенератор;

причем второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28, второй трубопровод 26, третий трубопровод 30, четвертый обратный клапан 29, третий обратный клапан 27, первый резервуар 32 низкого давления, второй резервуар 20 высокого давления и первый трубопровод 23 образуют устройство отбора кинетической энергии.

Настоящее изобретение предлагает способ накопления энергии, как изложено выше, этапы которого могут быть реализованы в описанном выше устройстве накопления энергии следующим образом:

заполняют текучей средой (жидкостью или сжатым газом) размещающую полость, образованную вторым цилиндром 13, соединительным цилиндром 44 и первым цилиндром 6; причем первый резервуар 4 высокого давления, второй резервуар 20 высокого давления и третий резервуар 34 высокого давления все заполнены газом высокого давления и гидравлической жидкостью; при этом первый резервуар 32 низкого давления и второй резервуар 36 низкого давления заполнены газом низкого давления и гидравлической жидкостью; причем первый накапливающий энергию гидроцилиндр 3, второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28, первый трубопровод 23, второй трубопровод 26, третий трубопровод 30, четвертый трубопровод 31, шланг 12 низкого давления и шланг 19 высокого давления все заполнены гидравлической жидкостью;

открывают запорный клапан 18 на шланге 19 высокого давления и устанавливают реверсивный клапан 33 в первое реверсивное состояние, так что когда реверсивный клапан 33 находится в первом реверсивном состоянии, то четвертый трубопровод 31 сообщается с третьим резервуаром 34 высокого давления через реверсивный клапан 33, и четвертый трубопровод 31 не сообщается со вторым резервуаром 36 низкого давления; запускают электрогидравлический насос 35, так что гидравлическая жидкость, находящаяся во втором резервуаре 36 низкого давления, закачивается в третий резервуар 34 высокого давления электрогидравлическим насосом 35, в то время как гидравлическая жидкость, находящаяся в третьем резервуаре 34 высокого давления, поступает во все вторые гидродвигатели 53 через четвертый трубопровод 31 под действием давления газа высокого давления, второй гидродвигатель 53 приводит во вращение зубчатое колесо 55 с помощью передаточного механизма под действием давления гидравлической жидкости, вращающееся зубчатое колесо 55 двигается вверх вдоль зубчатой рейки 56; в процессе движения вверх вдоль зубчатой рейки 56 зубчатое колесо 55 приводит монтажное основание 54 в движение вверх вдоль направляющей 5 с помощью второго гидродвигателя 53, то есть в движение в направлении, обозначенном стрелкой на фиг. 4, при этом стержень 57 стойки толкает нижнюю подвижную балку 16 для ее движения вверх, а нижняя подвижная балка 16 толкает верхнюю подвижную балку 8 для ее движения вверх с помощью второго цилиндра 13, соединительного цилиндра 44 и первого цилиндра 6; в процессе движения вверх механизма преобразования энергии, гидравлическая жидкость, находящаяся в первом резервуаре 32 низкого давления, поступает во второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28 через третий трубопровод 30 и четвертый обратный клапан 29 под действием давления газа низкого давления в первом резервуаре 32 низкого давления, в этот момент третий обратный клапан 27 закрывается, при этом гидравлическая жидкость, поступающая во второй накапливающий энергию гидроцилиндр 28, толкает шток поршня второго накапливающего энергию гидроцилиндра 28 вверх в верхнее положение мертвой точки, как показано на фиг. 5.

После вхождения первого цилиндра 6 в контакт с поршневым штоком первого накапливающего энергию гидроцилиндра 3 он толкает поршневой шток первого гидроцилиндра 3 для его движения внутрь первого гидроцилиндра 3, в этот момент гидравлическая жидкость, находящаяся в первом гидроцилиндре 3, вытесняется в первый резервуар 4 высокого давления до тех пор, пока поршневой шток первого гидроцилиндра 3 не будет вытолкнут вверх до верхней мертвой точки, как показано на фиг. 5. В этот момент способ дополнительно включает установку реверсивного клапана 33 во второе реверсивное состояние, так что когда реверсивный клапан 33 находится во втором реверсивном состоянии, то четвертый трубопровод 31 не сообщается с третьим резервуаром 34 высокого давления, и четвертый трубопровод 31 сообщается со вторым резервуаром 36 низкого давления через реверсивный клапан 33, в этот момент второй гидродвигатель 53 мгновенно теряет давление вытеснения из третьего резервуара 34 высокого давления, при этом гидравлическая жидкость высокого давления, находящаяся в первом резервуаре 4 высокого давления, мгновенно переходит в первый гидроцилиндр 3 и толкает шток поршня первого гидроцилиндра 3 для его движения вниз, при этом шток поршня толкает механизм преобразования энергии с обеспечением тем самым выталкивания вниз механизма преобразования энергии, как показано на фиг. 6. В процессе выталкивания механизма преобразования энергии вниз механизм преобразования энергии толкает подъемный механизм 25 с помощью стержня 57 стойки для его движения вниз и создания ускорения, так что в размещающей полости происходит ускорение текучей среды, в это время зубчатое колесо 55 вынуждено вращаться в противоположном направлении, а гидравлическая жидкость, находящаяся во втором гидродвигателе 53, сбрасывается во второй резервуар 36 низкого давления через четвертый трубопровод 31 и реверсивный клапан 33.

После движения поршневого штока первого накапливающего энергию гидроцилиндра 3 вниз к нижней мертвой точке, поршневой шток отделяется от первого цилиндра 6, и в это же самое время второй цилиндр 13 сталкивается с поршневым штоком второго накапливающего энергию гидроцилиндра 28 и входит с ним в контакт. Механизм преобразования энергии по инерции продолжает двигаться вниз и толкает поршневой шток второго гидроцилиндра 28 для его движения внутрь второго гидроцилиндра 28, так что гидравлическая жидкость, находящаяся во втором гидроцилиндре 28, вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления через третий обратный клапан 27 и второй трубопровод 26, в этом процессе четвертый обратный клапан 29 находится в закрытом состоянии. В процессе, в котором гидравлическая жидкость, находящаяся во втором гидроцилиндре 28, вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления, механизм преобразования энергии замедляется под действием давления воздуха во втором резервуаре 20 высокого давления, так что текучая среда внутри размещающей полости снова замедляется после ее ускорения. В то время как текучая среда внутри размещающей полости замедляется, поскольку гидравлическая жидкость во втором гидроцилиндре 28 вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления под действием инерции механизма преобразования энергии и давление во втором резервуаре 20 высокого давления возрастает, то кинетическую энергию текучей среды отбирают с помощью второго резервуара 20 высокого давления во время замедления этой текучей среды внутри размещающей полости.

При нисходящем ускорении или замедлении механизма преобразования энергии давление в нижнем конце текучей среды внутри размещающей полости (т.е. давление во втором цилиндре 13) изменяется под действием ускорения текучей среды в зависимости от величины изменения скорости и состояния движения текучей среды. Следовательно, в процессе ускорения или замедления текучей среды давление в нижнем конце текучей среды изменяется от первого давления до второго давления.

После изменения давления в нижнем конце текучей среды внутри размещающей полости от первого давления до второго давления, если первое давление меньше второго давления, извлекают энергию давления, образованную в текучей среде под действием второго давления. Конкретно, если ускорение механизма преобразования энергии во время нисходящего ускорения превышает 1 g (гравитационное ускорение), а его отрицательное ускорение во время нисходящего замедления также превышает 1 g, то в процессе нисходящего ускорения механизма преобразования энергии давление текучей среды внутри второго цилиндра 13 становится меньше давления текучей среды внутри первого цилиндра 6 вследствие ускорения. В это время текучая среда отталкивает друг от друга первый поршень 7 и второй поршень 46. Первый поршень 7 во время его движения толкает верхний конец первого балансира 9 для его движения от второго поршня 46. Поскольку первый балансир 9 проходит через первое установочное отверстие на первой стойке 11, то в соответствии с правилом рычага, первая стойка 11 поворачивается относительно собственной оси, а нижний конец первого балансира 9 приводит в движение второй передаточный элемент 41 в направлении первого передаточного элемента 40. Подобным образом, второй поршень 46 во время его движения толкает верхний конец второго балансира 45 для его движения от первого поршня 7. Поскольку второй балансир 45 проходит через второе установочное отверстие на второй стойке 43, то в соответствии с правилом рычага, вторая стойка 43 поворачивается относительно собственной оси, а нижний конец второго балансира 45 приводит в движение первый передаточный элемент 40 в направлении второго передаточного элемента 41, как показано на фиг. 6. В процессе, при котором первый передаточный элемент 40 и второй передаточный элемент 41 двигаются друг к другу, объемы третьего цилиндра 15 и четвертого цилиндра 38 увеличиваются для создания всасывающей силы, которая обеспечивает всасывание гидравлической жидкости, находящейся в первом резервуаре 32 низкого давления, в шланг 12 низкого давления. Гидравлическая жидкость, проходящая в шланг 12 низкого давления, разделяется на два потока, один из которых проходит через первый обратный клапан 14 в третий цилиндр 15, а другой проходит через шестой обратный клапан 39 в четвертый цилиндр 38, при этом процессе второй обратный клапан 17 и пятый обратный клапан 37 закрываются.

В процессе нисходящего замедления механизма преобразования энергии давление текучей среды, находящейся внутри второго цилиндра 13, превышает давление текучей среды внутри первого цилиндра 6 вследствие действия избыточного веса. В это время текучая среда отталкивает друг от друга первый передаточный элемент 40 и второй передаточный элемент 41, при этом гидравлическая жидкость в третьем цилиндре 15 и гидравлическая жидкость в четвертом цилиндре 38 поступают в шланг 19 высокого давления, соответственно, через второй обратный клапан 17 и пятый обратный клапан 37. В это время первый обратный клапан 14 и шестой обратный клапан 39 закрываются, и гидравлическая жидкость, поступающая в шланг 19 высокого давления, вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления под действием давления.

Во время или после движения текучей среды с переменной скоростью по меньшей мере полученную кинетическую энергию замедления текучей среды или по меньшей мере извлеченную энергию давления текучей среды преобразуют в электроэнергию с помощью устройства выработки электроэнергии, и электроэнергию передают в конечное устройство потребления электроэнергии через устройство передачи электроэнергии.

Как показано на фиг. 7, конкретно, гидравлическая жидкость в шланге 19 высокого давления вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления под действием давления, тем временем гидравлическая жидкость, находящаяся во втором гидроцилиндре 28, также вытесняется во второй резервуар 20 высокого давления. После этого гидравлическая жидкость, находящаяся во втором резервуаре 20 высокого давления, приводится в движение под действием давления воздуха во втором резервуаре 20 для ее прохождения в первый резервуар 32 низкого давления через первый гидродвигатель 22 и первый трубопровод 23. В процессе, в котором гидравлическая жидкость, находящаяся во втором резервуаре 20 высокого давления, проходит в первый резервуар 32 низкого давления, давление гидравлической жидкости приводит во вращение первый гидродвигатель 22, а первый гидродвигатель 22 приводит в действие генератор 21 переменного тока для выработки электроэнергии, при этом электроэнергия, вырабатываемая генератором 21 переменного тока, передается в конечное устройство потребления электроэнергии через систему передачи электроэнергии.

Приведенные выше описания являются только иллюстративными конкретными вариантами выполнения настоящего изобретения и не используются для ограничения объема правовой охраны настоящего изобретения. Любые эквивалентные изменения и модификации, сделанные любым специалистом в данной области без отклонения от концепции и принципа настоящего изобретения, будут подпадать под объем правовой охраны настоящего изобретения. Кроме того, следует понимать, что различные компоненты настоящего изобретения не ограничиваются вышеупомянутым применением в целом. Каждая техническая характеристика, приведенная в описании настоящего изобретения, может быть выбрана индивидуально или использована в сочетании в соответствии с фактическими потребностями. Следовательно, настоящее изобретение по существу охватывает другие сочетания и конкретные применения, относящиеся к патентоспособной концепции настоящего изобретения.

Изобретение относится к области энергетики. Предложен способ накопления энергии на основе инерции, использующий инерционное устройство накопления энергии и предназначенный для извлечения энергии давления и кинетической энергии текучей среды, причем указанное инерционное устройство накопления энергии содержит полость, в которой размещена текучая среда, устройство отбора кинетической энергии и передаточный элемент, выполненный с возможностью приведения в движение давлением текучей среды, находящейся в указанной полости. Предложенный способ накопления энергии на основе инерции позволяет во время инерционного процесса накопления энергии также извлекать энергию давления текучей среды после регулирования давления. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ накопления энергии на основе инерции, использующий инерционное устройство накопления энергии и предназначенный для извлечения энергии давления и кинетической энергии текучей среды, причем указанное инерционное устройство накопления энергии содержит полость, в которой размещена текучая среда, устройство отбора кинетической энергии и передаточный элемент, выполненный с возможностью приведения в движение давлением текучей среды, находящейся в указанной полости, причем данный способ включает:

ускорение текучей среды, находящейся в полости, и

оказание устройством отбора кинетической энергии сопротивления замедлению жидкости, находящейся в полости, для замедления текучей среды после ее ускорения, причем в процессе замедления устройство отбора кинетической энергии отбирает кинетическую энергию текучей среды при замедлении текучей среды,

причем в процессе ускорения или замедления текучей среды, находящейся в полости, повышают давление текучей среды от первого давления до второго давления в зависимости от величины изменения скорости текучей среды и состояния движения текучей среды путем ускорения текучей среды,

причем после того, как давление текучей среды, находящейся в полости, повысилось от первого давления до второго давления путем ускорения указанной текучей среды, передаточный элемент приводят в движение энергией давления текучей среды, образованной в текучей среде, находящейся под вторым давлением, так что энергию давления текучей среды, образованной в текучей среде, находящейся под вторым давлением, дополнительно извлекают с помощью передаточного элемента до завершения отбора кинетической энергии устройством отбора кинетической энергии,

при этом первое давление ниже второго давления.

2. Способ по п. 1, в котором дополнительно преобразуют полученную кинетическую энергию текучей среды или извлеченную энергию давления текучей среды в электроэнергию с помощью устройства выработки электроэнергии.

3. Способ по п. 1, в котором передаточный элемент содержит поршень.

4. Способ по п. 1, в котором текучая среда является жидкостью или сжатым газом.

5. Способ по п. 2, в котором дополнительно передают электроэнергию в конечное устройство потребления электроэнергии через устройство передачи электроэнергии.