Способ аккумулирования энергии

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маковичных накопителях энергии. Целью изобретения является повьшение эффективности способа, достигаемое за счет выравнивания скоростей частиц врап1ающегося маховика в .его центре и на периферии, т.е. по всему радиусу маховика, что в свою очередь приводит к выравниванию напряжений по радиусу маховика. Выравнивание скоростей частиц маховика достигается за счет раскр -чивания маховика вокруг оси, перпендикулярной плоскости его вращения, и дополнительйого раскручивания в обратном направлении вместе с валом вокруг оси, параллельной оси маховика. Причем выравнивание скоростей частиц маховика происходит при определенных радиусе г маховика и расстоянии R между осью маховика в прецессионном движении и осью маховика в статике . Эти параметры определяются из условия равенства углового момента орбитального движения угловому моменту обратного осевого движения. 2 ил. (Л оо to to оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Р 16 F 15/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3909395/25-28 (22) 07.06,85 (46) 23.05.87. Бюл. Ф 19 (71) Донецкий филиал Научно-исследовательского горно-рудного института (72) Н,З..Гармаш (53) 621.8.031,4(088.8) (56) Гулиа Н.В, Накопители энергии.

M. Наука, 1980, с, 152.

Авторское свидетельство СССР

У 431343, кл. Р 16 F 15/30, 19.71, (54) СПОСОБ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маховичных накопителях энергии.

Целью изобретения является повышение эффективности способа, достигаемое эа счет выравнивания скоростей частиц вращающегося маховика в .его центре и на периферии, т.е, по всему

Л0„„1312281 А 1 радиусу маховика, что в свою очередь приводит к выравниванию напряжений по радиусу маховика. Выравнивание скоростей частиц маховика достигается за счет раскручивания маховика вокруг оси, перпендикулярной плоскости его вращения, и дополнительного раскручивания в обратном направлении вместе с валом вокруг оси, параллельной оси маховика. Причем выравнивание скоростей частиц маховика происходит при определенных радиусе r маховика и расстоянии

R между осью маховика в прецессионном движении и осью маховика в статике. Эти параметры определяются из условия равенства углового момента орбитального движения угловому моменту обратного осевого движения.

2 ил.

1312281

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в махоничных накопителях энергии.

Цель изобретения — повышение эффективности аккумулирования энергии, достигаемое за счет выравнивания скоростей движения частиц вращающегося маховика в его центре и на периферии, т.е. по всему радиусу маховика, что в свою очередь приводит к f0 выравниванию напряжений по радиусу маховика.

На фиг. 1 изображен аккумулятор энергии, реализующий способ; на фиг. 2 — план скоростей частиц враща- .15 ющегося маховика, Способ аккумулирования энергии заключается в следующем. !

Маховик устанавливают на гибкий 20 вал, имеющий возможность изменения кривизны и расположенный н опорах, и раскручивают его вокруг оси, перпендикулярной плоскости вращения маховика, используя опоры, имеющие раз- 25 ную жесткость в двух направлениях.

Скорость вращения маховика соответствует отклонению оси маховика от первоначального, равному по величине половине радиуса маховика. Маховик по- 30 стоянкой толщины раскручивают относительно оси Z в одну сторону, например, по часовой стрелке. В системе отсчета Х У"Z, связанной с осью вращения Z", скорости движения частиц маховика в плоскости Х"У увеличиваются в радиальном направлении от оси к периферии. Выше оси маховика скорости частиц направлены вправо и имеют положительный знак, ниже оси (вле- щ во) — отрицательный знак. Для выравнивания скоростей движения всех частиц маховика по модулю и направлению маховик вместе с валом раскручивают дополнительно в обратном направлении против часовой стрелки относительно оси Z.

Абсолютные скорости V точек маCI ховика при плоскопараллельном движении относительно оси Е и одновремен- 50

1 но относительно оси Z определяются путем геометрического сложения переносных Фе и относительных Vr скоростей, fa=Ve+Vr ° ф ф»

Для достижения условия Ча =Ч а а н точках 1 и 2 необходимо, чтобы

Va„=Vr, е " а =Че Чг .

Плоскопараллельное движение, удовлетворяющее вышеизложенным условиям, эквивалентно поступательному движению.

При таком движении направленный отрезок а, проведенный на боковой поверхности маховика, не меняет направления и остается параллельным самому себе при всех положенйях маховика.

При этом расстояния между частицами тела маховика остаются постоянными, а, следовательно, внутреннее трение отсутствует, Скорости частиц маховика выравниваются по скорости и направлению, что обеспечивает равенство напряжений по радиусу махоника.

Способ может быть осуществлен аккумулятором кинетической энергии, содержащим компрессор 1, маховик 2, закрепленный на гибком валу 3, выполненном в виде эластичной герметичной трубки, обвитой слоями проволоки, опоры 4 вращения вала 3, выполненные с разницей жесткости в двух направлениях, клапан 5 для подачи воздуха в полость вала 3, датчик 6 перемещений, регулятор 7 давления воздуха.

Аккумулятор кинетической энергии работает следующим образом.

При вращении маховика 2 вал 3 начинает изгибаться, что вызовет прецессию — дополнительное орбитальное вращение маховика 2 вместе с валом 3 вокруг первоначального его положения.

Большая разница жесткости опор 4 вала 3 в двух направлениях обеспечивает обратную прецессию — вращение вала 3 в сторону, противоположную вращению маховика 2. Выравнивание скоростей частиц маховика 2 происходит при определенных радиусе r маховика и расстоянии R между осью маховика 2 в прецессионном движении и осью маховика 2 в статике. Эти параметры определяются из условия равенства углового момента Ь орбитальz ного движения угловому моменту L> обр атно го о сено го вр ащ ения L =Е, Так как L2 VNR, где m — масса маховика 2, а L,=In, где I= — mr 1 . 2 момент инерции маховика 2, ы = --— г угловая скорость осевого вращения .о 1 маховика, то гГ R= — mV r или R= — r.

2 ?

В случае изменения соотношения

R и г компрессор 1 подает сжатый воздух н полость гибкого вала 3, который начинает изменять свою кривизну, восстанавливая необходимое соотноше3 1З1 ние R u r. Отклонение вала 3 фиксируется датчиком 6 перемещений и передается в виде сигнала на регулятор 7, который управляет работой компрессора 1.

Изобретение позволяет повысить эффективность способа за счет выравнивания напряжений по радиусу маховика при его вращении.

Формула изобретения

Способ аккумулирования энергии, заключака ийся в том, что маховик ус—

2281

4 танавливают на гибкий вал, имеющий возможность изменения кривизны и расположенный в опорах, и раскручивают его вокруг оси, перпендикулярной плоскости вращения маховика, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения эффективности путем обеспечения равномерного распределения напряжений в теле маховика, используют опоры, имеющие разную жесткость в двух направлениях, а маховик раскручивают до скорости вращения, соответствующей отклонению оси маховика от первоначального, равному по величине

f5 половине радиуса маховика.

131 2281

/

/

I

q gg P(а1 .

2

Составитель В.Проценко

Редактор П, Гереши Техред М. Ходаиич Корректор А, Ворович

Заказ 1951/33 Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4