JP2002095209A - 電力貯蔵用フライホイール装置 - Google Patents
電力貯蔵用フライホイール装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0436—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
- F16C32/0438—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/55—Flywheel systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軸偏心、軸振動、軸剛性の問題を軽減でき、ス
ラスト荷重を補うことができる電力貯蔵用フライホイー
ル装置を提供すること。 【解決手段】軸(1)に支持された回転盤(2)を電動
機(4,5)により回転させることで電力貯蔵を行なう
電力貯蔵用フライホイール装置において、前記回転盤
(2)の前記軸(1)周囲に設けられた前記電動機の回
転子(4)と、この回転子(4)と対向し前記軸(1)
方向に所定のギャップを有するよう前記軸(1)周囲に
設けられた前記電動機の固定子(5)と、ラジアル荷重
を支持する軸受(3)と、前記回転盤(2)に設けられ
た永久磁石(7)と、前記回転盤(2)を浮上させるた
め、前記永久磁石(7)と対向し前記軸(1)方向に所
定のギャップを有するよう設けられた超電導バルク体ま
たは永久磁石(8)と、を具備。
ラスト荷重を補うことができる電力貯蔵用フライホイー
ル装置を提供すること。 【解決手段】軸(1)に支持された回転盤(2)を電動
機(4,5)により回転させることで電力貯蔵を行なう
電力貯蔵用フライホイール装置において、前記回転盤
(2)の前記軸(1)周囲に設けられた前記電動機の回
転子(4)と、この回転子(4)と対向し前記軸(1)
方向に所定のギャップを有するよう前記軸(1)周囲に
設けられた前記電動機の固定子(5)と、ラジアル荷重
を支持する軸受(3)と、前記回転盤(2)に設けられ
た永久磁石(7)と、前記回転盤(2)を浮上させるた
め、前記永久磁石(7)と対向し前記軸(1)方向に所
定のギャップを有するよう設けられた超電導バルク体ま
たは永久磁石(8)と、を具備。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵用フライ
ホイール装置に関する。
ホイール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電力貯蔵の手段として、揚水式の
他、電池やSMESによる方式などがあるが、最近で
は、機械的に電力エネルギーを貯めるフライホイール
(回転盤、以下、FW)装置が注目されている。このF
W装置は、電動機によりFWを超高速で回転させること
で電力貯蔵を行なうものであり、FRP等の高張力材、
力の強い希土類磁石、高温超電導などの技術の向上によ
り、実用化のめどが立ってきている。
他、電池やSMESによる方式などがあるが、最近で
は、機械的に電力エネルギーを貯めるフライホイール
(回転盤、以下、FW)装置が注目されている。このF
W装置は、電動機によりFWを超高速で回転させること
で電力貯蔵を行なうものであり、FRP等の高張力材、
力の強い希土類磁石、高温超電導などの技術の向上によ
り、実用化のめどが立ってきている。
【0003】図2は、従来の電力貯蔵用FW装置の構成
を示す側断面図である。このFW装置は、回転軸11
に、電力エネルギーを貯めるFWロータ12と電力エネ
ルギーを出し入れする電動発電機のロータ13が支持さ
れている。さらに回転軸11の上部と下部には、回転軸
11のラジアル方向の荷重を支える軸受14,14’が
設けられている。これら軸受14,14’は、ころがり
軸受、常電導磁気軸受、超電導軸受等からなる。
を示す側断面図である。このFW装置は、回転軸11
に、電力エネルギーを貯めるFWロータ12と電力エネ
ルギーを出し入れする電動発電機のロータ13が支持さ
れている。さらに回転軸11の上部と下部には、回転軸
11のラジアル方向の荷重を支える軸受14,14’が
設けられている。これら軸受14,14’は、ころがり
軸受、常電導磁気軸受、超電導軸受等からなる。
【0004】また、電動発電機のロータ13の周囲には
ステータ15が備えられている。アキシャル方向の荷重
を支えるためにFWロータ12の下面には、回転軸11
周りに永久磁石16が設けられている。さらに、永久磁
石16と所定のギャップをもって対向するよう、回転軸
11周りに超電導磁石17が備えられている。
ステータ15が備えられている。アキシャル方向の荷重
を支えるためにFWロータ12の下面には、回転軸11
周りに永久磁石16が設けられている。さらに、永久磁
石16と所定のギャップをもって対向するよう、回転軸
11周りに超電導磁石17が備えられている。
【0005】このFW装置では、超高速で回転するFW
ロータ12の貯蔵効率を上げるために、FWロータ12
を収容する容器内を真空にすることで、FWロータ12
の回転に伴う風損を減らしている。図2に示すように、
FWロータ12を設けた回転軸11は立てて用いられる
が、軸受14,14’として超電導軸受を用いた場合、
超電導浮上され、機械的な摩擦損失は無く、超電導のた
め電気的損失も無い。また、常電導の磁気軸受を用いる
こともあるが、同様に機械的損失を無くすことができ
る。
ロータ12の貯蔵効率を上げるために、FWロータ12
を収容する容器内を真空にすることで、FWロータ12
の回転に伴う風損を減らしている。図2に示すように、
FWロータ12を設けた回転軸11は立てて用いられる
が、軸受14,14’として超電導軸受を用いた場合、
超電導浮上され、機械的な摩擦損失は無く、超電導のた
め電気的損失も無い。また、常電導の磁気軸受を用いる
こともあるが、同様に機械的損失を無くすことができ
る。
【0006】このような軸受を用いることにより、機械
的な損失が無く、貯蔵効率の良好な電力貯蔵装置を構成
することが可能になり、軸受に機械的接触がないため寿
命も長くなる。さらに、摩擦損失が無く発熱も少なくな
るため、真空中におけるFWロータ12の冷却の必要性
も少なくなる。
的な損失が無く、貯蔵効率の良好な電力貯蔵装置を構成
することが可能になり、軸受に機械的接触がないため寿
命も長くなる。さらに、摩擦損失が無く発熱も少なくな
るため、真空中におけるFWロータ12の冷却の必要性
も少なくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電力貯
蔵用FW装置に用いられる電動発電機はラジアルギャッ
プ式であるため、FWロータ12の回転軸11の全長が
長く、高速回転時の軸振動と剛性に問題が有る。また、
回転軸11が僅かに偏心すると、偏心方向に電動発電機
による磁気吸引力が発生し、ラジアル方向の磁気軸受の
支持力が大幅に増大する。それだけでなく、電動発電機
による磁気吸引力と磁気軸受の支持力が振動発振を誘発
するおそれがある。さらに、スラスト荷重は、全て永久
磁石16と超電導磁石17の磁力で支えることになり、
これらへの負担が大きくなる。
蔵用FW装置に用いられる電動発電機はラジアルギャッ
プ式であるため、FWロータ12の回転軸11の全長が
長く、高速回転時の軸振動と剛性に問題が有る。また、
回転軸11が僅かに偏心すると、偏心方向に電動発電機
による磁気吸引力が発生し、ラジアル方向の磁気軸受の
支持力が大幅に増大する。それだけでなく、電動発電機
による磁気吸引力と磁気軸受の支持力が振動発振を誘発
するおそれがある。さらに、スラスト荷重は、全て永久
磁石16と超電導磁石17の磁力で支えることになり、
これらへの負担が大きくなる。
【0008】本発明の目的は、軸偏心、軸振動、軸剛性
の問題を軽減でき、スラスト荷重を補うことができる電
力貯蔵用フライホイール装置を提供することにある。
の問題を軽減でき、スラスト荷重を補うことができる電
力貯蔵用フライホイール装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の電力貯蔵用フライホイール装
置は以下の如く構成されている。
達成するために、本発明の電力貯蔵用フライホイール装
置は以下の如く構成されている。
【0010】(1)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は、軸に支持された回転盤を電動機により回転させ
ることで電力貯蔵を行なう電力貯蔵用フライホイール装
置において、前記回転盤の前記軸周囲に設けられた前記
電動機の回転子と、この回転子と対向し前記軸方向に所
定のギャップを有するよう前記軸周囲に設けられた前記
電動機の固定子と、ラジアル荷重を支持する軸受と、前
記回転盤に設けられた永久磁石と、前記回転盤を浮上さ
せるため、前記永久磁石と対向し前記軸方向に所定のギ
ャップを有するよう設けられた超電導バルク体または永
久磁石と、から構成されている。
装置は、軸に支持された回転盤を電動機により回転させ
ることで電力貯蔵を行なう電力貯蔵用フライホイール装
置において、前記回転盤の前記軸周囲に設けられた前記
電動機の回転子と、この回転子と対向し前記軸方向に所
定のギャップを有するよう前記軸周囲に設けられた前記
電動機の固定子と、ラジアル荷重を支持する軸受と、前
記回転盤に設けられた永久磁石と、前記回転盤を浮上さ
せるため、前記永久磁石と対向し前記軸方向に所定のギ
ャップを有するよう設けられた超電導バルク体または永
久磁石と、から構成されている。
【0011】(2)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記固定子
はコアレス型である。
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記固定子
はコアレス型である。
【0012】(3)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記軸受は
ころがり軸受である。
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記軸受は
ころがり軸受である。
【0013】(4)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記ラジア
ル荷重を永久磁石と超電導磁石で支持した。
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記ラジア
ル荷重を永久磁石と超電導磁石で支持した。
【0014】(5)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(3)に記載の装置であり、かつスラスト荷
重を前記ころがり軸受で支持した。
装置は上記(3)に記載の装置であり、かつスラスト荷
重を前記ころがり軸受で支持した。
【0015】(6)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記軸受は
常電導磁気軸受であり、前記ラジアル荷重を前記常電導
磁気軸受で支持した。
装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記軸受は
常電導磁気軸受であり、前記ラジアル荷重を前記常電導
磁気軸受で支持した。
【0016】(7)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部を真空に引い
た。
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部を真空に引い
た。
【0017】(8)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部を減圧した。
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部を減圧した。
【0018】(9)本発明の電力貯蔵用フライホイール
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部の空気に分子量
の小さい気体を封入した。
装置は上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の装置で
あり、かつ当該フライホイール装置内部の空気に分子量
の小さい気体を封入した。
【0019】(10)本発明の電力貯蔵用フライホイー
ル装置は上記(8)または(9)に記載の装置であり、
かつ当該フライホイール装置内部の気体を冷却した。
ル装置は上記(8)または(9)に記載の装置であり、
かつ当該フライホイール装置内部の気体を冷却した。
【0020】(11)本発明の電力貯蔵用フライホイー
ル装置は上記(1)乃至(6)及び(8)乃至(10)
のいずれかに記載の装置であり、かつ電力貯蔵時に当該
フライホイール装置内部を真空に引き、充放電時に前記
回転盤が発熱する際、当該フライホイール装置内部に前
記回転盤を冷却する気体を入れる。
ル装置は上記(1)乃至(6)及び(8)乃至(10)
のいずれかに記載の装置であり、かつ電力貯蔵時に当該
フライホイール装置内部を真空に引き、充放電時に前記
回転盤が発熱する際、当該フライホイール装置内部に前
記回転盤を冷却する気体を入れる。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る電力貯蔵用FW装置の構成を示す側断面図である。こ
のFW装置は、アキシャルギャップ式電動発電機を適用
している。
る電力貯蔵用FW装置の構成を示す側断面図である。こ
のFW装置は、アキシャルギャップ式電動発電機を適用
している。
【0022】このFW装置は、回転軸1に、電力エネル
ギーを貯めるFWロータ2が支持されている。回転軸1
の上部と下部には、回転軸1のラジアル方向とアキシャ
ル方向を支える軸受3,3’が設けられている。これら
軸受3,3’は、ころがり軸受、超電導軸受、常電導磁
気軸受等からなり、ラジアル荷重を支持する。なお、F
Wロータ2を収容する図示しない容器内は真空の状態に
されている。
ギーを貯めるFWロータ2が支持されている。回転軸1
の上部と下部には、回転軸1のラジアル方向とアキシャ
ル方向を支える軸受3,3’が設けられている。これら
軸受3,3’は、ころがり軸受、超電導軸受、常電導磁
気軸受等からなり、ラジアル荷重を支持する。なお、F
Wロータ2を収容する図示しない容器内は真空の状態に
されている。
【0023】また、FWロータ2の上面部の回転軸1周
りには、電力エネルギーを出し入れする電動発電機(電
動機と発電機を兼用)のロータ(回転子)4が設けられ
ている。このロータ4の上方の回転軸1周りには、ロー
タ4と所定のギャップをもって対向するよう、電動発電
機のステータ(固定子)5が備えられている。このステ
ータ5は、鉄心を用いないコアレス巻線からなる。な
お、ロータ4とステータ5は、短絡コア6により保持さ
れている。
りには、電力エネルギーを出し入れする電動発電機(電
動機と発電機を兼用)のロータ(回転子)4が設けられ
ている。このロータ4の上方の回転軸1周りには、ロー
タ4と所定のギャップをもって対向するよう、電動発電
機のステータ(固定子)5が備えられている。このステ
ータ5は、鉄心を用いないコアレス巻線からなる。な
お、ロータ4とステータ5は、短絡コア6により保持さ
れている。
【0024】FWロータ2の下面には、回転軸1周りに
永久磁石7が設けられている。さらに、永久磁石7と所
定のギャップをもって対向するよう、回転軸1周りに超
電導磁石8が備えられている。そして永久磁石7と超電
導磁石8が反発することにより、FWロータ2が超電導
磁石8から浮上される。これら永久磁石7と超電導磁石
8でスラスト荷重が支持される。
永久磁石7が設けられている。さらに、永久磁石7と所
定のギャップをもって対向するよう、回転軸1周りに超
電導磁石8が備えられている。そして永久磁石7と超電
導磁石8が反発することにより、FWロータ2が超電導
磁石8から浮上される。これら永久磁石7と超電導磁石
8でスラスト荷重が支持される。
【0025】このFW装置では、上記電動発電機が電動
機として作用し、ロータ4が回転軸1周りを回転するの
に伴いFWロータ2が超高速で回転することで、電力が
貯蔵される。また、FWロータ2の回転中に上記電動発
電機が発電機として作用することで、貯蔵された電力が
出力される。
機として作用し、ロータ4が回転軸1周りを回転するの
に伴いFWロータ2が超高速で回転することで、電力が
貯蔵される。また、FWロータ2の回転中に上記電動発
電機が発電機として作用することで、貯蔵された電力が
出力される。
【0026】また、このFW装置では、超高速で回転す
るFWロータ2の貯蔵効率を上げるために、FWロータ
2を収容する図示しない容器内を真空にすることで、F
W装置内部を真空の状態にし、FWロータ2の回転に伴
う風損を減らしている。さらに、FWロータ2の回転に
伴う風損を減らし、かつFWロータ2の冷却効果を維持
するために、FWロータ2を収容する図示しない容器内
を減圧することで、FW装置内部を減圧している。
るFWロータ2の貯蔵効率を上げるために、FWロータ
2を収容する図示しない容器内を真空にすることで、F
W装置内部を真空の状態にし、FWロータ2の回転に伴
う風損を減らしている。さらに、FWロータ2の回転に
伴う風損を減らし、かつFWロータ2の冷却効果を維持
するために、FWロータ2を収容する図示しない容器内
を減圧することで、FW装置内部を減圧している。
【0027】また、FWロータ2の回転に伴う風損を減
らし、かつFWロータ2の冷却効果を維持するために、
FWロータ2を収容する図示しない容器内すなわちFW
装置内部の空気に、例えばヘリウムなどの分子量の小さ
い気体を封入してもよい。さらに、FWロータ2の冷却
のために、FWロータ2を収容する図示しない容器内す
なわちFW装置内部の気体を図示しない冷却装置により
冷却するようにしてもよい。
らし、かつFWロータ2の冷却効果を維持するために、
FWロータ2を収容する図示しない容器内すなわちFW
装置内部の空気に、例えばヘリウムなどの分子量の小さ
い気体を封入してもよい。さらに、FWロータ2の冷却
のために、FWロータ2を収容する図示しない容器内す
なわちFW装置内部の気体を図示しない冷却装置により
冷却するようにしてもよい。
【0028】また、図示しない真空引きをする装置によ
り、電力貯蔵時に図示しない容器内すなわちFW装置内
部を真空に引き、図示しない冷却装置により、充放電時
にFWロータ2が発熱する際、FWロータ2を冷却する
ための気体を前記図示しない容器内すなわちFW装置内
部に入れるよう構成してもよい。
り、電力貯蔵時に図示しない容器内すなわちFW装置内
部を真空に引き、図示しない冷却装置により、充放電時
にFWロータ2が発熱する際、FWロータ2を冷却する
ための気体を前記図示しない容器内すなわちFW装置内
部に入れるよう構成してもよい。
【0029】以上のように構成された電力貯蔵用FW装
置は、アキシャルギャップ式電動発電機を用いているた
め、FWロータ2の回転軸1が偏心しても、ラジアル方
向に磁気吸引力が発生しない。このため、ラジアルギャ
ップ式電動発電機を用いた場合に比べて、ラジアル荷重
を大幅に軽減できる。また、回転軸1が偏心した場合、
電動発電機の発する磁気エネルギーの強弱関係により、
ラジアル方向への自動調心性が発生するため、ラジアル
荷重をさらに軽減できる。
置は、アキシャルギャップ式電動発電機を用いているた
め、FWロータ2の回転軸1が偏心しても、ラジアル方
向に磁気吸引力が発生しない。このため、ラジアルギャ
ップ式電動発電機を用いた場合に比べて、ラジアル荷重
を大幅に軽減できる。また、回転軸1が偏心した場合、
電動発電機の発する磁気エネルギーの強弱関係により、
ラジアル方向への自動調心性が発生するため、ラジアル
荷重をさらに軽減できる。
【0030】また、アキシャルギャップ式電動発電機の
なす構成により、ラジアルギャップ式電動発電機を用い
た場合に比べてFWロータ2の回転軸1全長を短くする
ことができるため、高速回転時の軸振動と剛性の問題を
軽減できる。
なす構成により、ラジアルギャップ式電動発電機を用い
た場合に比べてFWロータ2の回転軸1全長を短くする
ことができるため、高速回転時の軸振動と剛性の問題を
軽減できる。
【0031】さらに、アキシャルギャップ式電動発電機
を回転軸1の上方に位置することにより、永久磁石7と
超電導バルク体8の磁力だけで支えていたスラスト荷重
を、電動発電機による磁気吸引力で補うことができる。
場合によっては、磁気吸引力の強弱を調節することによ
り、FWロータ2の超電導バルク体8からの浮上ギャッ
プ長を調整することが可能となる。超電導バルク体8
は、永久磁石であってもよい。また、スラスト荷重を、
FWロータ2を浮上させる永久磁石7と超電導バルク体
8の磁力で支えるのでなく、上記ころがり軸受(軸受
3,3’)で支えるようにすることもできる。
を回転軸1の上方に位置することにより、永久磁石7と
超電導バルク体8の磁力だけで支えていたスラスト荷重
を、電動発電機による磁気吸引力で補うことができる。
場合によっては、磁気吸引力の強弱を調節することによ
り、FWロータ2の超電導バルク体8からの浮上ギャッ
プ長を調整することが可能となる。超電導バルク体8
は、永久磁石であってもよい。また、スラスト荷重を、
FWロータ2を浮上させる永久磁石7と超電導バルク体
8の磁力で支えるのでなく、上記ころがり軸受(軸受
3,3’)で支えるようにすることもできる。
【0032】また、永久磁石タイプの電動発電機を使用
することにより、銅損、鉄損を低減でき、真空中におけ
るFWロータ2の冷却の必要性を低減できる。さらに、
電動発電機のステータ5を鉄心の無いコアレス型とする
ことにより、鉄損を低減でき、電動発電機の効率を向上
させることができる。
することにより、銅損、鉄損を低減でき、真空中におけ
るFWロータ2の冷却の必要性を低減できる。さらに、
電動発電機のステータ5を鉄心の無いコアレス型とする
ことにより、鉄損を低減でき、電動発電機の効率を向上
させることができる。
【0033】上述した通常のラジアルギャップ式電動発
電機は、高速で回すと、力を発生させるギャップ部分に
遠心力がかかるため、磁石等の飛散防止の問題と電気磁
気的な最適性の問題とのトレードオフにより、最適な構
造とするための制限があった。しかしアキシャルギャッ
プ式電動発電機は、力を発生するスラスト方向のギャッ
プ面と遠心力を受けるラジアル方向の強度支え面を別々
に設計できるため、電気的機械的に最適な構造をそれぞ
れ分離して、超高速、高出力に設計することが可能とな
る。
電機は、高速で回すと、力を発生させるギャップ部分に
遠心力がかかるため、磁石等の飛散防止の問題と電気磁
気的な最適性の問題とのトレードオフにより、最適な構
造とするための制限があった。しかしアキシャルギャッ
プ式電動発電機は、力を発生するスラスト方向のギャッ
プ面と遠心力を受けるラジアル方向の強度支え面を別々
に設計できるため、電気的機械的に最適な構造をそれぞ
れ分離して、超高速、高出力に設計することが可能とな
る。
【0034】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。
【0035】
【発明の効果】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置
によれば、アキシャルギャップ式電動発電機を用いてい
るため、回転盤の軸が偏心してもラジアル方向に磁気吸
引力が発生しない。また、ラジアルギャップ式電動発電
機を用いた場合に比べて前記軸の全長を短くすることが
できるため、高速回転時の軸振動と軸剛性の問題を軽減
できる。さらに、アキシャルギャップ式電動発電機を前
記軸の上方に位置することにより、スラスト荷重を電動
発電機による磁気吸引力で補うことができる。すなわ
ち、軸偏心、軸振動、軸剛性の問題を軽減でき、スラス
ト荷重を補うことができる。
によれば、アキシャルギャップ式電動発電機を用いてい
るため、回転盤の軸が偏心してもラジアル方向に磁気吸
引力が発生しない。また、ラジアルギャップ式電動発電
機を用いた場合に比べて前記軸の全長を短くすることが
できるため、高速回転時の軸振動と軸剛性の問題を軽減
できる。さらに、アキシャルギャップ式電動発電機を前
記軸の上方に位置することにより、スラスト荷重を電動
発電機による磁気吸引力で補うことができる。すなわ
ち、軸偏心、軸振動、軸剛性の問題を軽減でき、スラス
ト荷重を補うことができる。
【0036】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、電動機の固定子を鉄心の無いコアレス型とする
ことにより、鉄損を低減でき、電動発電機の効率を向上
させることができる。
よれば、電動機の固定子を鉄心の無いコアレス型とする
ことにより、鉄損を低減でき、電動発電機の効率を向上
させることができる。
【0037】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、軸受にころがり軸受を用いることで、簡易に構
成できる。
よれば、軸受にころがり軸受を用いることで、簡易に構
成できる。
【0038】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、永久磁石と超電導磁石が反発することにより、
回転盤が前記超電導磁石から浮上されるため、これら永
久磁石と超電導磁石でスラスト荷重が支持される。
よれば、永久磁石と超電導磁石が反発することにより、
回転盤が前記超電導磁石から浮上されるため、これら永
久磁石と超電導磁石でスラスト荷重が支持される。
【0039】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、スラスト荷重を回転盤浮上用の磁石で支持せ
ず、ころがり軸受で支持できる。
よれば、スラスト荷重を回転盤浮上用の磁石で支持せ
ず、ころがり軸受で支持できる。
【0040】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、ラジアル荷重を前記常電導磁気軸受で支持でき
る。
よれば、ラジアル荷重を前記常電導磁気軸受で支持でき
る。
【0041】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、当該装置内部を真空の状態にすることで、高速
で回転する回転盤の風損を減らすことができる。
よれば、当該装置内部を真空の状態にすることで、高速
で回転する回転盤の風損を減らすことができる。
【0042】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、当該装置内部を減圧することで、回転盤の高速
回転に伴う風損を減らし、かつ前記回転盤の冷却効果を
維持することができる。
よれば、当該装置内部を減圧することで、回転盤の高速
回転に伴う風損を減らし、かつ前記回転盤の冷却効果を
維持することができる。
【0043】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、当該装置内部の空気に分子量の小さい気体を封
入することで、回転盤の高速回転に伴う風損を減らし、
かつ前記回転盤の冷却効果を維持することができる。
よれば、当該装置内部の空気に分子量の小さい気体を封
入することで、回転盤の高速回転に伴う風損を減らし、
かつ前記回転盤の冷却効果を維持することができる。
【0044】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、当該装置内部の気体を冷却することで、回転盤
を冷却することができる。
よれば、当該装置内部の気体を冷却することで、回転盤
を冷却することができる。
【0045】本発明の電力貯蔵用フライホイール装置に
よれば、電力貯蔵時に当該装置内部を真空に引き、充放
電時に回転盤が発熱する際、当該装置内部に前記回転盤
を冷却する気体を入れることで、前記回転盤の高速回転
に伴う風損を減らし、かつ前記回転盤の冷却効果を維持
することができる。
よれば、電力貯蔵時に当該装置内部を真空に引き、充放
電時に回転盤が発熱する際、当該装置内部に前記回転盤
を冷却する気体を入れることで、前記回転盤の高速回転
に伴う風損を減らし、かつ前記回転盤の冷却効果を維持
することができる。
【図1】本発明の実施の形態に係る電力貯蔵用FW装置
の構成を示す側断面図。
の構成を示す側断面図。
【図2】従来例に係る電力貯蔵用FW装置の構成を示す
側断面図。
側断面図。
1…回転軸 2…FWロータ 3,3’…軸受 4…ロータ 5…ステータ 6…短絡コア 7…永久磁石 8…超電導バルク体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 7/09 H02K 7/09 21/24 ZAA 21/24 ZAAM ZAAG (72)発明者 河島 裕 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 南 正晴 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 森本 雅之 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者 長屋 重夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 鹿島 直二 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社電力技術研究所内 Fターム(参考) 3J102 AA01 AA09 BA03 BA19 CA02 CA09 DA02 DA03 DA09 DA22 GA09 5H605 BB05 BB20 CC03 EA07 EA19 EB10 5H607 BB01 BB08 BB13 BB25 CC01 EE42 GG08 GG23 5H621 HH01 JK08 JK15 JK18 5H622 CA01 CA05 CA10 CB06 DD06 PP03 PP19
Claims (11)
- 【請求項1】軸に支持された回転盤を電動機により回転
させることで電力貯蔵を行なう電力貯蔵用フライホイー
ル装置において、 前記回転盤の前記軸周囲に設けられた前記電動機の回転
子と、 この回転子と対向し前記軸方向に所定のギャップを有す
るよう前記軸周囲に設けられた前記電動機の固定子と、 ラジアル荷重を支持する軸受と、 前記回転盤に設けられた永久磁石と、 前記回転盤を浮上させるため、前記永久磁石と対向し前
記軸方向に所定のギャップを有するよう設けられた超電
導バルク体または永久磁石と、 を具備したことを特徴とする電力貯蔵用フライホイール
装置。 - 【請求項2】前記固定子はコアレス型であることを特徴
とする請求項1に記載の電力貯蔵用フライホイール装
置。 - 【請求項3】前記軸受はころがり軸受であることを特徴
とする請求項1に記載の電力貯蔵用フライホイール装
置。 - 【請求項4】前記ラジアル荷重を永久磁石と超電導磁石
で支持したことを特徴とする請求項1に記載の電力貯蔵
用フライホイール装置。 - 【請求項5】スラスト荷重を前記ころがり軸受で支持し
たことを特徴とする請求項3に記載の電力貯蔵用フライ
ホイール装置。 - 【請求項6】前記軸受は常電導磁気軸受であり、前記ラ
ジアル荷重を前記常電導磁気軸受で支持したことを特徴
とする請求項1に記載の電力貯蔵用フライホイール装
置。 - 【請求項7】当該フライホイール装置内部を真空に引い
たことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の
電力貯蔵用フライホイール装置。 - 【請求項8】当該フライホイール装置内部を減圧したこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電力
貯蔵用フライホイール装置。 - 【請求項9】当該フライホイール装置内部の空気に分子
量の小さい気体を封入したことを特徴とする請求項1乃
至6のいずれかに記載の電力貯蔵用フライホイール装
置。 - 【請求項10】当該フライホイール装置内部の気体を冷
却したことを特徴とする請求項8または9に記載の電力
貯蔵用フライホイール装置。 - 【請求項11】電力貯蔵時に当該フライホイール装置内
部を真空に引き、充放電時に前記回転盤が発熱する際、
当該フライホイール装置内部に前記回転盤を冷却する気
体を入れることを特徴とする請求項1乃至6及び8乃至
10のいずれかに記載の電力貯蔵用フライホイール装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279548A JP2002095209A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 電力貯蔵用フライホイール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279548A JP2002095209A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 電力貯蔵用フライホイール装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002095209A true JP2002095209A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18764539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000279548A Withdrawn JP2002095209A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 電力貯蔵用フライホイール装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002095209A (ja) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-09-14 JP JP2000279548A patent/JP2002095209A/ja not_active Withdrawn
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