一种压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，具体涉及一种压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构。

背景技术

新能源(如风力及光伏发电等可再生能源)在电力份额中的比例逐渐增加，然而由于新能源的不确定性，影响电网的稳定性，因此新能源需要配合储能使用，储能技术对于提高电网稳定性和安全均具有重要作用。

压缩空气储能是一种已被验证可以实现大规模储能的物理储能技术，常规的压缩空气储能系统包括电机、压缩机、换热蓄热器、膨胀机、发电机和储气装置等部分。

现有技术中，压缩机和膨胀机为分开设置，总体占地面积较大，不够紧凑。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的压缩机和膨胀机的占地面积较大、不够紧凑的缺陷，从而提供一种压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构，包括：

机匣，为同心设置的双环腔结构，在内环腔中安装有间隔设置的若干第一静叶，在外环腔中安装有间隔设置的若干第二静叶；

内转子，转动设置在所述机匣的内环腔中，所述内转子上间隔安装有若干与所述第一静叶相配合的第一动叶；

外转子，转动设置在所述机匣的外环腔中，所述外转子上间隔安装有若干与所述第二静叶相配合的第二动叶；

第一中心轴，与所述内转子连接，通过所述第一中心轴用于与发电机或电动机连接；

第二中心轴，同心套设在所述第一中心轴外，所述第二中心轴与所述外转子连接，通过所述第二中心轴用于与发电机或电动机连接。

可选地，还包括：发电电动机，具有驱动轴，所述驱动轴上具有用于与所述第一中心轴可分离地连接的第一轴体，所述驱动轴还具有用于与所述第二中心轴可分离地连接的第二轴体，所述第二轴体同心套设在所述第一轴体外。

可选地，所述第一轴体和所述第一中心轴通过啮合连接，所述第一轴体和所述第一中心轴之间通过相互的轴向移动进行连接或分离。

可选地，所述第一轴体上设有第一外齿轮，所述第一中心轴上设有与所述第一外齿轮相配合的第一内齿轮。

可选地，所述第二轴体和所述第二中心轴通过啮合连接，所述第二轴体和所述第二中心轴之间通过相互的轴向移动进行连接或分离。

可选地，所述第二轴体上设有第二外齿轮，所述第二中心轴上设有与所述第二外齿轮相配合的第二内齿轮。

可选地，所述第一动叶和所述第二动叶连接为一体。

可选地，所述机匣的内环腔的两端与所述内转子之间设置有轴承，所述机匣的外环腔的两端与所述外转子之间设置有轴承。

可选地，所述内转子上的第一动叶为膨胀机动叶，所述膨胀机动叶沿着所述第一中心轴远离所述发电电动机的方向逐渐变小；所述外转子上的第二动叶为压缩机动叶，所述压缩机动叶沿着所述第二中心轴远离所述发电电动机的方向逐渐变大。

可选地，所述内转子上的第一动叶为压缩机动叶，所述外转子上的第二动叶为膨胀机动叶。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构，将膨胀机的结构和压缩机的结构设置为同心套设的一体机，结构更加紧凑，在安装时，可节省大量占地空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构的一种实施方式的主视剖视图。

附图标记说明：

1、机匣；2、内环腔；3、外环腔；4、第一静叶；5、第二静叶；6、内转子；7、外转子；8、第一动叶；9、第二动叶；10、第一中心轴；11、第二中心轴；12、发电电动机；13、驱动轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构，用于压缩空气储能系统。

如图1所示，为本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构的一种具体实施方式，包括：机匣1，所述机匣1为同心设置的双环腔结构，在内环腔2中安装有间隔设置的若干第一静叶4，在外环腔3中安装有间隔设置的若干第二静叶5。所述机匣1内设置有内转子6和外转子7，所述内转子6转动设置在所述机匣1的内环腔2中，所述内转子6上间隔安装有若干与所述第一静叶4相配合的第一动叶8；所述外转子7转动设置在所述机匣1的外环腔3中，所述外转子7上间隔安装有若干与所述第二静叶5相配合的第二动叶9。所述内转子6的中心连接有第一中心轴10，通过所述第一中心轴10用于与发电机或电动机连接；所述外转子7的中心连接有第二中心轴11，所述第二中心轴11同心套设在所述第一中心轴10外，通过所述第二中心轴11用于与发电机或电动机连接。例如：所述第一静叶4和所述第一动叶8可以为膨胀机的静叶和动叶，此时，第二静叶5和第二动叶9为压缩机的静叶和动叶，所述第一中心轴10与发电机连接，第二中心轴11与电动机连接。另外，所述第一静叶4和所述第一动叶8也可以为压缩机的静叶和动叶，此时，第二静叶5和第二动叶9为膨胀机的动叶，所述第一中心轴10与电动机连接，所述第二中心轴11与发电机连接。

本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构，将膨胀机的结构和压缩机的结构设置为同心套设的一体机，结构更加紧凑，在安装时，可节省大量占地空间。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，还包括：发电电动机12。所述发电电动机12具有驱动轴13，所述驱动轴13上具有用于与所述第一中心轴10可分离地连接的第一轴体，所述驱动轴13还具有用于与所述第二中心轴11可分离地连接的第二轴体，所述第二轴体同心套设在所述第一轴体外。当所述驱动轴13的第一轴体与所述第一中心轴10连接时，所述第二轴体与所述第二中心轴11分离，此时，所述发电电动机12与所述第一动叶8关联，当所述第一动叶8和所述第一静叶4的结构为膨胀机的结构时，可通过第一动叶8带动所述发电电动机12进行转动发电。当所述驱动轴13的第二轴体与所述第二中心轴11连接时，所述第一轴体与所述第一中心轴10分离，此时，所述发电电动机12与所述第二动叶9关联，当所述第二动叶9和所述第二静叶5的结构为压缩机的结构时，可通过发电电动机12驱动带动第二动叶9旋转进行做功。

另外，作为一种可替换实施方式，所述发电电动机12可以采用单独的发电机和电动机进行替代。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述第一轴体和所述第一中心轴10通过啮合连接，所述第一轴体和所述第一中心轴10之间通过相互的轴向移动进行连接或分离。具体的，所述第一轴体上设有第一外齿轮，所述第一中心轴10上设有与所述第一外齿轮相配合的第一内齿轮。当第一轴体和第一中心轴10之间沿轴向进行移动时，能够使第一外齿轮和第一内齿轮之间进行错位，从而分离。另外，作为一种可替换实施方案，所述第一轴体和所述第一中心轴10之间也可以通过相互卡接配合进行连接及分离。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述第二轴体和所述第二中心轴11通过啮合连接，所述第二轴体和所述第二中心轴11之间通过相互的轴向移动进行连接或分离。例如，可通过对发电电动机12进行移动，从而实现驱动轴13的轴向移动；或者，设置驱动轴13可在发电电动机12上进行轴向移动。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述第二轴体上设有第二外齿轮，所述第二中心轴11上设有与所述第二外齿轮相配合的第二内齿轮。当第二轴体和第二中心轴11之间沿轴向进行移动时，能够使第二外齿轮和第二内齿轮之间进行错位，从而分离。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述机匣1的内环腔2和外环腔3之间，所述第一动叶8和所述第二动叶9连接为一体。进一步的，所述第一动叶8和第二动叶9安装在同一轮毂上，通过该轮毂的旋转可同时带动第一动叶8和第二动叶9进行旋转。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述机匣1的内环腔2的两端与所述内转子6之间设置有轴承，所述机匣1的外环腔3的两端与所述外转子7之间设置有轴承。通过轴承的设置，可提高转子在内环腔2和外环腔3内部转动的稳定性。

如图1所示，本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构中，所述内转子6上的第一动叶8为膨胀机动叶，所述膨胀机动叶沿着所述第一中心轴10远离所述发电电动机12的方向逐渐变小。所述外转子7上的第二动叶9为压缩机动叶，所述压缩机动叶沿着所述第二中心轴11远离所述发电电动机12的方向逐渐变大；也就是说，连接第一动叶8和第二动叶9的轮毂为锥形桶结构。如此设置，可使膨胀机和压缩机的进口均设置为远离所述发电电动机12的一端上，从而，使结构更加紧凑合理。

另外，作为一种可替换实施方式，所述内转子6上的第一动叶8可以为压缩机动叶，所述外转子7上的第二动叶9可为膨胀机动叶。

工作原理

本实施例提供的压缩空气储能系统用膨胀机和压缩机一体结构，工作时，当用膨胀机收集能量时，可将发电电动机12的驱动轴13与第一中心轴10连接，气体通过冲转第一动叶8驱动发电电动机12做功。当用压缩机进行释放能量时，可将发电电动机12的驱动轴13与第二中心轴11连接，通过发电电动机12驱动第二动叶9旋转，从而进行释放能量做功。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。