一种利用压缩机停机储能再启动的方法以及能量存储释放装置

摘要

本发明涉及一种利用压缩机停机储能再启动的方法以及能量存储释放装置。其目的是提供一种利用压缩机停机储能再启动方法以及利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置，实现对压缩机电机的保护，同时节能环保。一种利用压缩机停机储能再启动的方法，该方法是将压缩机在停机时的动能转化为弹性势能，再在压缩机开机过程中，将弹性势能释放出来，转变为压缩机的动能。一种利用压缩机停机储能再启动的装置，压缩机电机转子一端连接压缩机气缸，用于带动压缩机做压缩气体运动，所述电机转子的另一端处连接所述涡卷弹簧储能装置，将压缩机在停机时的动能转化为弹性势能储存在涡卷弹簧内，再在压缩机开机过程中，所述涡卷弹簧储能装置将涡卷弹簧内的弹性势能释放出来，转变为压缩机的动能。

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机节能应用，具体来说，是涉及一种利用压缩机停机储能再启动的方法和利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置。

背景技术

由于实际生产生活的需要，人们在不同时间段对制冷量的需求不同。变频压缩机等制冷量调节技术一定程度上解决了人们在不同时间段对不同制冷量需求的问题。但当在较长的一段时间内完全不需要制冷量时，人们还是要通过对压缩机的关闭来达到减少能耗的目的，而当再次需要制冷效果时，人们又不得不通过开启压缩机来启动整个制冷循环。压缩机的启动却需要电机的开启来带动，电机在启动的过程中伴随着启动电流较大，启动转矩受限制，启动电流过大导致转子绕组产热量增加，从而导致可能影响电机绝缘性等问题。减压启动一定程度上能解决启动电流过大的问题，但却会导致启动转矩减小的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足之处，提供一种利用压缩机停机储能再启动方法，实现对压缩机电机的保护，同时节能环保。

本发明的另一目的是提供一种利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现的：

一种利用压缩机停机储能再启动的方法，该方法是将压缩机在停机时的动能转化为弹性势能，再在压缩机开机过程中，将弹性势能释放出来，转变为压缩机的动能。

更进一步地，一种利用压缩机停机储能再启动的方法，是当压缩机关闭后压缩机电机转子转速逐渐减慢时，通过将收缩的涡卷弹簧拉伸并阻止其收缩使动能转化为弹性势能储存在拉伸的涡卷弹簧中，并在压缩机启动时压缩机电机转子转速逐渐加大时，通过将拉伸的涡卷弹簧收缩使弹性势能转化为压缩机电机转子的动能。

一种利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置，压缩机电机转子一端连接压缩机气缸，用于带动压缩机做压缩气体运动，所述电机转子的另一端处连接涡卷弹簧储能装置，将压缩机在停机时的动能转化为弹性势能储存在涡卷弹簧内，再在压缩机开机过程中，所述涡卷弹簧储能装置将涡卷弹簧内的弹性势能释放出来，转变为压缩机的动能。

其中，所述涡卷弹簧储能装置包括：一移动控制板，所述移动控制板的上部通过一移动控制板转轴连接在所述压缩机上，所述移动控制板的下部可左右摆动地设于所述压缩机的端面上，所述移动控制板的上部设有一上涡卷弹簧，所述移动控制板的下部设有一下涡卷弹簧，一双皮带结构的一端连接所述上涡卷弹簧，另一端连接所述下涡卷弹簧，所述双皮带结构通过一四轮刹车结构对称地分开在所述电机转子的另一端的两侧，在所述电机转子的另一端的两侧形成两段相互平行的皮带，所述上涡旋弹簧的收缩力远大于所述下涡旋弹簧的收缩力。

其中，所述四轮刹车装置包括以所述电机转子的另一端为中心，呈矩形固定分布在所述移动控制板上的四只齿轮，所述齿轮的齿轮轴上设有抱死装置，所述抱死装置通过安装在电机上的速度传感器进行控制，当速度传感器感知到电机速度为零时，所述抱死装置启动。

可选择地，所述双皮带结构的两条皮带的中间设有与所述齿轮啮合的齿口，便于皮带与齿轮相啮合。齿轮与齿口的设计一要满足二者能够充分啮合，二要保证齿口的存在不影响双皮带对上涡卷弹簧储能时所需拉力的强度要求。

进一步地，所述压缩机的端面上设有一弧形的控制板滑槽，所述移动控制板的下部通过一滑动栓连接在所述控制板滑槽内。当压缩机正常高速运行时，所述滑动栓位于所述控制板滑槽的中间。

涡卷弹簧又名发条弹簧，其储能原理是：当其一端固定,另一端的作用力大于弹簧弹力时会产生扭矩，在扭矩的作用下弹簧材料产生弯曲弹性使弹簧在平面内产生扭转，在扭矩作用下弹簧可拉伸的长度越长，涡卷弹簧储存的能量越大。涡卷弹簧的扭矩和可拉伸的长度与弹簧的性质有关。当外界的作用力小于涡卷弹簧的弹力时，涡卷弹簧开始收缩，弹簧在恢复原来形变时会产生力矩，从而将储存的能量释放出来。

本发明利用压缩机停机储能再启动的方法以及利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置，利用涡卷弹簧的储能原理，通过将压缩机在停机时的动能储存于弹簧的弹性势能，在压缩机开机过程中，将涡卷弹簧内储存的弹簧势能释放出来，从而减小压缩机的启动电流和能耗，增大了启动转矩，减小了启动时间，达到节能与保护压缩机电机的效果，避免了压缩机启动过程中完全依靠电磁力矩启动而造成启动电流过大，能量利用率较低等问题，同时也保护了压缩机电机。

附图说明

图1是本发明利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置的压缩机原理图正视图。

图2是本发明利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置的电机运行状态右视图。

图3是本发明利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置的电机储能状态右视图。

图4是本发明利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置的电机启动状态右视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明加以详细说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均列入本发明权利要求书的保护范围。

一种利用压缩机停机储能再启动的能量存储释放装置，如图1所示，压缩机1的电机转子6的一端连接压缩机气缸9，用于带动压缩机1做压缩气体运动，电机转子6的另一端处连接涡卷弹簧储能装置，将压缩机1在停机时的动能转化为弹性势能储存在涡卷弹簧内，再在压缩机开机过程中，涡卷弹簧储能装置4将涡卷弹簧内的弹性势能释放出来，转变为压缩机1的动能。

结合图1和2所示，涡卷弹簧储能装置包括：一移动控制板2、一上涡卷弹簧4、一双皮带结构5和一下涡卷弹簧7。上涡卷弹簧4设在移动控制板2的上部，下涡卷弹簧7设在移动控制板2的下部，上涡旋弹簧4的收缩力远大于下涡旋弹簧7的收缩力。双皮带结构5的一端连接上涡卷弹簧4，另一端连接下涡卷弹簧7，且双皮带结构5的两条皮带通过四只呈矩形固定分布在移动控制板2上的齿轮10分开在电机转子6的另一端的两侧，形成两段相互平行的皮带，皮带的中间设有与齿轮10啮合的齿口，齿轮的齿轮轴上设有抱死装置(图中未示出)，抱死装置通过安装在电机上的速度传感器进行控制。电机转子6的端部位于四只齿轮10的中间，双皮带结构5、四只齿轮10、抱死装置和速度传感器构成四轮刹车装置。当速度传感器感知到电机转子6速度为零时，抱死装置启动，使齿轮轴迅速停止转动，由于双皮带结构5与齿轮10的啮合作用，双皮带也立即停止远动，阻止双皮带由于收缩力向上运动，实现制动储能的效果。

上涡卷弹簧4和下涡卷弹簧7通过双皮带结构5连接。下涡卷弹簧7的储能和收缩力相比于上涡卷弹簧4，可忽略不计，即W_上》W_下，F_上》F_下。当压缩机1停机时，压缩机1与电机转子6的动能主要储存于上涡卷弹簧4中，下涡卷弹簧7主要作用为用于拉直双皮带5，不具有储能与耗能特性。移动控制板2的上部通过一移动控制板转轴3连接在压缩机1上，压缩机1的端面上设有一弧形的控制板滑槽8，移动控制板2的下部通过一滑动栓连接在控制板滑槽8内，使移动控制板2的下部可随着移动控制板转轴3的转动在控制板滑槽8内沿弧形左右摆动，当压缩机1正常高速运行时，所述滑动栓位于控制板滑槽8的中间。

由于上涡卷弹簧4和下涡卷弹簧7一直处于收缩状态，则连接于上下涡卷弹簧的双皮带结构5处于绷紧状态。上下涡卷弹簧的收缩力之间有：F_上》F_下。在四轮刹车装置未开启时，上部涡卷弹簧4处于最大收缩状态，其弹性势能处于最低状态。此时压缩机1的电机处于正常高速运行状态，其转子6处于四轮刹车装置中间位置逆时针转动，与左右双皮带无接触，如图2所示。

当压缩机1的停机键启动时，如图3所示，同时启动移动控制板转轴3使移动控制板2向右运动，电机转子6与双皮带结构5左侧的皮带相接触，带动双皮带向下运动，上涡卷弹簧4进入储能运行状态，一段时间后，电机转子6停止运动，此时立即启动四轮刹车装置，阻止双皮带由于收缩力向上运动，此时，上涡卷弹簧4处于最大储能状态。

当压缩机1的电机需要再次开启时，如图4所示，同时启动移动控制板转轴3使移动控制板2向左移动，电机转子6与双皮带结构5右侧皮带接触，四轮刹车装置同时打开，由于涡卷弹簧收缩力而带动双皮带做向上收缩运动，同时带动电机转子6做逆时针转动，压缩机1的电机在双皮带的辅助力矩作用下完成启动，当压缩机1运行至一定速度时，上涡卷弹簧4储存的能量耗尽，移动控制板2向右移动至中间位置，呈图2所示状态，此时将电机电流恢复至正常值，电机完成从启动至正常运行状态的转变。