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    機械彈性儲能箱蝸簧襯片連接強度分析段巍，方濤，湯敬秋，王璋奇（華北電力大學能源動力與機械工程學院，河北保定071003）摘要：蝸卷彈簧是機械彈性儲能的關(guān)鍵零部件，其端部與芯軸和儲能箱體內(nèi)壁連接的強度直接影響蝸卷彈簧工作的可靠性。針對蝸卷彈簧外端與箱體內(nèi)壁采用襯片固定的連接方式，采用阿基米德螺旋線建立了蝸簧和襯片的數(shù)學模型，推導了作用在襯片上的初始彎矩，針對不同長度的襯片建立了襯片連接有限元模型，對比了蝸簧和襯片有限元單元的應力大小及分布統(tǒng)計，得到了不同長度襯片對蝸卷彈簧的影響，確定了合適的襯片連接長度。研究成果可為蝸卷彈簧的安全運行提供有力依據(jù)。關(guān)鍵詞：彈性儲能；蝸卷彈簧；儲能箱；襯片連接；有限元；應力分析1引言隨著太陽能、風能等間歇性能源的開發(fā)和利用，儲能技術(shù)的研究和發(fā)展變得日益重要。機械彈性儲能以平面蝸卷彈簧為關(guān)鍵零部件，利用蝸卷彈簧受載時產(chǎn)生彈性變形，將機械能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，卸載后將彈性勢能轉(zhuǎn)化為機械能的原理進行儲能和釋能，該儲能方式具有儲能大容量、高效率、低成本和無污染等優(yōu)點[1-5]。圖1為機械彈性儲能系統(tǒng)示意圖[6]，該系統(tǒng)以蝸卷彈簧儲能箱為中心分為發(fā)電側(cè)與儲能側(cè)。充電樁儲能箱排風量?北京太陽儲能箱廠家

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    兩側(cè)都通過變頻器連接外部電網(wǎng)；在儲能測，變頻器連接電動機，通過聯(lián)軸器連接扭力傳感器與蝸簧箱，完成蝸簧儲能；在發(fā)電側(cè)，蝸簧通過聯(lián)軸器帶動接扭力傳感器與發(fā)電機，再接上變頻器，完成發(fā)電并網(wǎng)。大型蝸卷彈簧儲能箱由多個單體蝸簧箱通過芯軸并聯(lián)而成，單體蝸簧箱中平面蝸卷彈簧是**部件，其內(nèi)端與芯軸連接，外端與蝸簧箱內(nèi)壁連接。蝸卷彈簧與箱內(nèi)壁連接方式通常有鉸式固定、銷式固定、V型固定、襯片固定[7]，其中襯片固定是通過螺釘將襯片、蝸簧和箱體內(nèi)壁進行靜連接。該連接方式可減少蝸簧圈間壓力，增大蝸簧受載面積，減少應力集中。在彈性儲能前期研究中，文獻[6]針對蝸卷彈簧提出了基于螺線的形態(tài)迭代法，詳細描述了蝸簧儲能中的各個狀態(tài)；文獻[8]分析了蝸卷彈簧箱體中不同厚度蝸簧在運行過程中曲率，彎矩等相關(guān)參數(shù)的變化；文獻[9]針對平面蝸卷彈簧進行了有限元應力分析及動力學分析，研究了蝸簧受到的扭矩與其轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系；文獻[10]討論了提高蝸卷彈簧儲能密度的方法。這些研究成果均沒有對蝸卷彈簧端部的連接問題進行研究，而連接處的強度將直接影響蝸簧工作的可靠性，若采用襯片固定，不同長度襯片的選取也將直接影響襯片的連接性能。

    使得相變儲能單元能夠與傳熱液體充分接觸，相變儲能單元采用鋁質(zhì)外殼，增加熱傳導和儲能效率；相變儲能單元上設(shè)置換液管，可以定期對相變進行更換，提高儲能箱的儲能性能和使用周期，在密封箱上兩相對的側(cè)面上一上一下地設(shè)置輸液管，一邊進液一邊出液，在液體流動的過程中，環(huán)繞著中間的相變儲能單元流過，增加了傳熱液體與相變儲能單元的充分接觸時間，提高了換熱強度，該密封箱外面還設(shè)有一層保溫隔熱層，減少了密封箱與外界的熱交換，較少能量散失，整個相變儲能箱的結(jié)構(gòu)設(shè)置增加流體流程，延長了換熱時間，使該儲能箱集熱換熱效率提升，另外，整個箱體底部設(shè)有萬向輪及剎車裝置，方便儲能箱在使用過程中的移動和定點靜止停放。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖**是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下。還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型儲能箱的實施例1整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型儲能箱俯視******結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型儲能箱實施例1的后視結(jié)構(gòu)示意圖。MW級儲能箱廠家費用？

    儲能側(cè)板31的兩端以及儲能豎板32的自由端底部分別設(shè)有支撐柱34，相變儲能單元3通過支撐柱34安裝在密封箱1空腔2內(nèi)。使得相變儲能單元底部與密封箱底部不完全接觸，流出空隙供傳熱液體流動。實施例3：如圖4所示，在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上進一步進行改進，在密封箱1外面設(shè)質(zhì)一層保溫隔熱層8，在密封箱1外面底部設(shè)有萬向輪9，并且在萬向輪9上設(shè)有剎車裝置10。在密封箱外面設(shè)置一層保溫隔熱層，減少了密封箱與外界的熱交換，較少能量散失，另外，整個箱體底部設(shè)有萬向輪及剎車裝置，方便儲能箱在使用過程中的移動和定點靜止停放。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。太陽儲能箱材質(zhì)費用？北京太陽儲能箱廠家

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