JPH09205741A - 超電導フライホイール固定軸冷却法 - Google Patents

超電導フライホイール固定軸冷却法

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JPH09205741A
JPH09205741A JP8011026A JP1102696A JPH09205741A JP H09205741 A JPH09205741 A JP H09205741A JP 8011026 A JP8011026 A JP 8011026A JP 1102696 A JP1102696 A JP 1102696A JP H09205741 A JPH09205741 A JP H09205741A
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JP
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fixed shaft
storage tank
flywheel
hollow fixed
cooling
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Application number
JP8011026A
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Inventor
Takao Omori
隆夫 大森
Akio Yamanishi
晃郎 山西
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • 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
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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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で駆動・回収用低温モータの発熱
を効率的に冷却できる超電導フライホイール固定軸冷却
法を提供する。 【解決手段】 余剰な電力エネルギーにより超電導フラ
イホイールを駆動・回収用低温モータで回転駆動させる
と、駆動・回収用低温モータ３０のコイル２８が発熱し
てＬＮ2 が加熱される。加熱されたＬＮ2 のガスが中空
固定軸２０の上部からガス配管３５を介して貯蔵槽３４
内に入りその場で液化されるか或いは外部で液化されて
貯蔵槽３４内に貯蔵される。他方、貯蔵槽３４内のＬＮ
2 は、貯蔵槽３４下部の液配管３６を介して静圧で中空
固定軸２０内に供給される。すなわち駆動・回収用低温
モータ３０の発熱によりＬＮ2 が自然循環することによ
りコイル２８が冷却されるので、駆動・回収用低温モー
タ３０のコイル２８の絶縁破壊が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵用フライ
ホイール等の回転機器に用いる超電導軸の冷却法に係
り、特に、小径の永久磁石と超電導体との組み合わせで
大きな支持力が得られる回転機器の超電導フライホイー
ル固定軸冷却法に関する。
【０００２】
【従来の技術】余剰な電力エネルギーを貯蔵し、不足時
に取り出せるようにするために、電力エネルギーを運動
エネルギーの形に変えて貯蔵する電力貯蔵用フライホイ
ールの構想が知られている。電力貯蔵用フライホイール
は、所定の質量（慣性質量）を持つ独楽のような回転体
を非常な高速で回転させることにより、大きな運動エネ
ルギーを貯蔵することができる。この場合質量が大き
く、回転が非常に高速であることから、軸受における摩
擦損失を抑えることが重要である。
【０００３】従来、構想されている電力貯蔵用フライホ
イールは、図８に示されるように、回転する外輪部１と
これに連結された軸心部２とからなる回転体を設け、軸
心部２の軸方向に沿わせて、浮上用の磁気軸受（スラス
ト軸受）３、ラジアル制御型磁気軸受４、発電電動機５
を直列に配置したものである。スラスト軸受３は超電導
の性質を利用した超電導軸受で構成されている。図に示
すように軸心部２の外周に拡径部６を設け、この拡径部
６の下面に永久磁石７を配置したものである。この永久
磁石７に臨ませて超電導体を設けることにより、磁気浮
上力を得て回転体全体を浮上させている。単位面積当り
の浮上力が限られているので、径の異なるリング状の永
久磁石７を同心円状に配置することにより超電導体との
対向面積をかせいでいる。
【０００４】しかし、永久磁石の径が大きくなると遠心
力が大きくなり、この遠心力に耐えるだけの破壊強度が
ないと永久磁石７は壊れてしまう。従って、永久磁石７
の径をあまり大きくすることはできない。
【０００５】また、上述した従来の電力貯蔵用フライホ
イールは、軸方向にスラスト軸受、ラジアル制御型磁気
軸受、発電電動機を直列的に配置しているため、軸長を
長くする必要がある。軸長を長くすることにより、危険
速度が低くなる。電力貯蔵用フライホイールの回転を安
定にするために高度の制御技術が要求されるなかで、危
険速度が低くなることは高速化を阻み電力貯蔵の効率を
低下させる。尚、超電導軸受は特開平６−２３３４７９
号公報に開示されている。
【０００６】ところで、電力貯蔵用フライホイールの電
力エネルギー貯蔵容量を大きくするためには大型化・重
量化・高速化等を図らなければならない。重量化に伴い
浮上用の磁気軸受も浮上力の増強が要求される。そのた
めには超電導体との対向面積を増やすべく拡径部６の径
を大きくすることになる。従って、拡径部６の外側に配
置される永久磁石７の径が非常に大きくなってしまう。
【０００７】そこで、小径の永久磁石と超電導体との組
み合わせでピン止め効果により大きな浮上力が得られる
回転機器の超電導軸受及びそれを用いた電力貯蔵用フラ
イホイールが提案されている。
【０００８】図９は本発明の電力貯蔵用フライホイール
の前提となった回転機器の超電導軸受及びそれを用いた
電力貯蔵用フライホイールの断面図である（特願平７−
１７２２６４号）。
【０００９】同図に示す電力貯蔵用フライホイールは、
回転体１０と、回転体１０の中心に配された固定軸１１
とからなる。回転体１０はリング状に形成され水平に配
置された外輪部１２と、円錘殻状に形成され外輪部１２
に内接されたハブ１３と、中空円筒状に形成されたハブ
１３の中心を通して垂直に立てられたアウターロータ１
４とからなる。固定軸１１はアウターロータ１４内に挿
入され、上端及び下端が固定されている。
【００１０】この電力貯蔵用フライホイールには、回転
体１０を浮上させるための浮上用の磁気軸受（スラスト
軸受）１５と、回転体１０の安定を維持するためのラジ
アル制御用磁気軸受１６と、回転体１０に回転力を与え
るか或いは逆に電力を取り出すための発電電動機（駆動
・回収用低温モータ）１７と、補助用の制御型スラスト
軸受１８とが形成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この電力貯蔵
用フライホイールに用いられている駆動・回収用低温モ
ータ１８のコイルは高温には耐えられず、しかも冷却機
構がないので、電力エネルギーを回転エネルギーに変換
する際にモータに流れる電流で発熱して絶縁抵抗が劣化
して絶縁破壊が生じるおそれがある。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、簡単な構成で駆動・回収用低温モータの発熱を効率
的に冷却できる超電導フライホイール固定軸冷却法を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、垂直に配置した中空固定軸の外周にフライ
ホイールを回転自在に設けると共にそのフライホイール
の内周に設けたスラスト軸受固定用磁石に対向して超電
導体を中空固定軸に設け、その超電導体を臨界温度以下
に冷却する超電導フライホイール固定軸冷却法におい
て、中空固定軸の近傍に冷却媒体の貯蔵槽を設置し、そ
の貯蔵槽の下部と中空固定軸の下端部とを液配管で接続
すると共に、中空固定軸の上端部と貯蔵層の上部とをガ
ス配管で接続し、液配管を介して貯蔵槽内の冷却媒体を
静圧で中空固定軸内に供給すると共に中空固定軸の上部
より冷媒ガスを貯蔵槽内に戻して自然循環冷却するよう
にしたものである。
【００１４】本発明は上記構成に加え、中空固定軸内の
冷却媒体のレベルと貯蔵槽内の冷却媒体のレベルとが等
しくなるように貯蔵槽を設置し、中空固定軸からの蒸発
する冷却ガスを液化して再度貯蔵槽に戻し、かつ、その
貯蔵槽内の冷却媒体をレベルセンサで検出して保持する
ようにしてもよい。
【００１５】本発明は上記構成に加え、超電導体が中空
固定軸の周方向に配置されたホルダに保持され、その超
電導体の内外周に冷却媒体の流路が形成されていてもよ
い。
【００１６】本発明は上記構成に加え、超電導体は円周
方向に複数個分担されていてもよい。
【００１７】本発明は上記構成に加え、中空固定軸の下
部に間隔をおいて駆動・回収用モータが配置され、フラ
イホイールの下部に駆動・回収用モータと対向して駆動
・回収用モータの磁石に冷却水管が配置されていてもよ
い。
【００１８】上記構成によれば、余剰な電力エネルギー
により超電導フライホイールを駆動・回収用モータで回
転駆動させると、駆動・回収用モータのコイルが発熱
し、そのままでは絶縁破壊の原因となりうる。しかし、
駆動・回収用低温モータのコイルの間の中空固定軸に収
容された冷却媒体が加熱されてガスとなり、中空固定軸
の上部からガス配管を介して貯蔵槽内に入りその場で液
化されるか或いは外部で液化されて貯蔵槽内に貯蔵され
る。他方、貯蔵槽内の冷却媒体は、貯蔵槽下部の液配管
を介して中空固定軸内に供給される。すなわち駆動・回
収用低温モータの発熱により冷却媒体の冷媒ガスが静圧
で自然循環し、駆動・回収用低温モータのコイルが冷却
される。この自然循環冷却により駆動・回収用低温モー
タのコイルの発熱による絶縁破壊が防止される。
【００１９】また、中空固定軸内の冷却媒体のレベルと
貯蔵槽内の冷却媒体のレベルとが等しくなるように貯蔵
槽を設置し、中空固定軸からの蒸発する冷却ガスを液化
して再度貯蔵槽に戻し、かつ、その貯蔵槽内の冷却媒体
をレベルセンサで検出して保持するようにすることによ
り、常に貯蔵槽内には一定量の冷却媒体が貯蔵され効率
的に冷却される。
【００２０】超電導体が中空固定軸の周方向に配置され
たホルダに保持され、その超電導体の内外周に冷却媒体
の流路が形成されている場合には、駆動・回収用モータ
の周囲が重点的に冷却されるので冷却効率が向上する。
【００２１】超電導体が円周方向に複数個分担されてい
る場合には、超電導体の取り付け、取り外しが容易とな
り、保守点検が効率的になる。
【００２２】中空固定軸の下部に間隔をおいて駆動・回
収用モータが配置され、フライホイールの下部に駆動・
回収用モータと対向して駆動・回収用モータの磁石に冷
却水管が配置されている場合には、モータのコイルが直
接的に冷却されるので、効率的に冷却される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【００２４】図１は本発明の超電導フライホイール固定
軸冷却法を適用した電力貯蔵用フライホイールの一実施
の形態を示す断面図である。
【００２５】図１に示す電力貯蔵用フライホイールにお
いて、中空固定軸２０が垂直に配置され、その中空固定
軸２０の外周には中空回転軸２１が、中空固定軸２０と
同軸、かつ、回転自在に設けられている。中空回転軸２
１には円錐殻状に形成されたハブ２２を介してリング状
に形成され水平に配置された外輪部２３が設けられてい
る。中空回転軸２１の上側及び下側の内周にはスラスト
軸受固定用磁石２４，２５がそれぞれ設けられ、中空固
定軸２０の上側及び下側にはこれらスラスト軸受固定用
磁石２４，２５に対向して超電導体２６，２７がそれぞ
れ固定されている。スラスト軸受固定用磁石２４と超電
導体２６とでスラスト軸受が形成され、スラスト軸受固
定用磁石２５と超電導体２７とでスラスト軸受が形成さ
れている。中空固定軸２０の中腹の外周には駆動・回収
用低温モータ３０のコイル２８が固定されている。中空
回転軸２１の内周にはコイル２８に対向して磁気軸受用
高温超電導体２９が固定されている。これら中空回転軸
２１と、ハブ２２と、外輪部２３と、駆動・回収用低温
モータ３０で回転体が構成されている。尚、３１はホー
ルドサポートＡ、３２はホールドサポートＢである。こ
れら中空固定軸２０や回転体は真空容器３３内に収容さ
れている。
【００２６】真空容器３３の外部には、冷却媒体として
の液体窒素（ＬＮ2 ）を貯蔵する貯蔵槽（外部タンク）
３４が設置されている。貯蔵槽３４は断熱性となってお
り例えば断熱材で覆われている（或いは魔法瓶のような
二重構造であってもよい）。貯蔵層３４の上部と中空固
定軸２０の上端部とは断熱性のガス配管３５で接続さ
れ、貯蔵槽３４の下部と中空固定軸２０の下端部とは断
熱性の液配管３６で接続されている。
【００２７】貯蔵槽３４は、中空固定軸２０内のＬＮ2
の液面の高さ（レベル）と貯蔵槽３４内のＬＮ2 のレベ
ルとが等しくなるように設置されている。貯蔵層３４内
にはＬＮ2 のレベルを検出するレベルセンサ３７が設け
られており、貯蔵層３４の上部には２つの配管３８，３
９が接続されている。配管３８は貯蔵層３４内の余分な
窒素ガスを矢印Ｂ方向に吸収して液化する液化装置（図
示せず）に供給するための配管であり、配管３９は供給
すべきＬＮ2 を矢印Ｃ方向に供給するための配管である
（尚、各配管３５，３６，３８，３９には図示しないバ
ルブが設けられている）。
【００２８】ここで、浮上用の磁気軸受すなわちスラス
ト軸受の構造について説明する。
【００２９】永久磁石は所定の高さを有するリング状の
ものであり、上面にＳ極、下面にＮ極、又は上面にＮ
極、下面にＳ極を形成したものである。この永久磁石が
スペーサを介し、同極性を対向させて多数積層されてい
る。
【００３０】図２は図１に示した電力貯蔵用フライホイ
ールにおける高温超電導体チップ及びチップホルダのＡ
−Ａ線部分断面図であり、図３は図１に示したチップホ
ルダの外観斜視図である。
【００３１】超電導体２６は高温でも超電導を示す高温
超電導体であり、この高温超電導体２６が所定の高さ及
び所定の円周角（図では３０度であるが限定されない）
毎に分割形成されたチップ２６ａを密に継ぎ合わせて構
成されたものである。この高温超電導体２６のチップ２
６ａが中空固定軸２０の周方向に配置されたチップホル
ダ４１に保持される。チップホルダ４１は断面が王冠状
に形成され、かつ、内周に複数の貫通口４２が形成され
ており、超電導体チップ２６ａを保持し外部を湾曲した
カバー４３で覆うことにより、超電導体チップ２６ａの
内外周にＬＮ2 の流路が形成されるようになっている。
【００３２】次に実施の形態の作用を述べる。
【００３３】図１に示した電力貯蔵用フライホイール４
０において、まず、中空回転軸２１の位置決めを行う。
その際、中空固定軸２０にはＬＮ2 は注入されておら
ず、超電導体２６，２７，２９は臨界温度よりも高い温
度に設定されているので超電導を示さない。中空回転軸
２１は図示されない持上装置によって図に示す位置に持
ち上げられる。このようにして、超電導が働く前に中空
回転軸２１を軸方向の所定の位置に位置決めし、浮上用
の磁気軸受（スラスト軸受）の永久磁石が作る磁界によ
り超電導体２６，２７，２９内に磁束を確立しておく。
貯蔵槽３４からＬＮ2 が供給されることにより超電導体
２６，２７，２９の温度が下げられる。超電導体２６，
２７，２９が臨界温度になると超電導体２６，２７，２
９が働き始め、最初に存在していた磁束が保存されるよ
うにピン止め効果が作用してスラスト荷重を受けること
となる。即ち、持上装置を除去しても、中空回転軸２１
は位置決めされた位置に浮上維持される。勿論、超電導
体２６，２７，２９は臨界温度以下を保ちさえすれば全
くエネルギー損失を生じないので、電力等を供給する必
要がない。
【００３４】電力貯蔵用フライホイールに電力を貯蔵す
る際には、駆動・回収用低温モータ３０のコイル２８に
電力エネルギーを与えるとコイル２８に電流が供給され
てモータとして作用し、回転体が回転する（電力エネル
ギーが回転エネルギーに変換されて蓄えられる）。この
ときモータ３０のコイル２８が発熱するので、中空固定
軸２０内のＬＮ2 が発熱してその一部がガス化し、中空
固定軸２０の上端のガス管３５を介して貯蔵槽３４内に
移動する。貯蔵槽３４内の窒素ガスは一部が液化してＬ
Ｎ2 となり、一部は配管３８を介して液化装置で液化さ
れる。すなわち、中空固定軸２０内のＬＮ2 は、ガス配
管３５、貯蔵槽３４、液配管３６及び中空固定軸２０を
順次循環し、モータ３０の発熱したコイル２８を冷却す
ることにより絶縁破壊が防止される。
【００３５】貯蔵槽３４内のＬＮ2 の液面はレベルセン
サ３７で検出され、ＬＮ2 が過不足のないように制御さ
れ超電導体２６，２７，２９及びコイル２８が十分に冷
却されるようになっている。
【００３６】他方、スラスト軸受はラジアル制御用磁気
軸受を兼ねており、外輪部２３の安定した回転を維持す
ると共に、回転体を浮上維持する。このようにして回転
体が中空固定軸２０に対して非接触で回転されるので摩
擦によるエネルギー損失がなく、電力貯蔵用フライホイ
ールは電力エネルギーを運動エネルギーとして効率よく
貯蔵することができる。電力を取り出す際には駆動・回
収用低温モータ３０のコイル２８に負荷を接続すること
により発電機として使用することができる。
【００３７】本発明にあっては、スラスト軸受がアウタ
ーロータの軸方向に多段に形成されるため、超電導体と
の対向面積を増やすために永久磁石を増やすことは簡単
であり、しかも永久磁石の径は変わらないから、遠心力
の増大を気にする必要がない。加えて、この永久磁石か
らなるリング状部材が画一化され製造が容易となる。こ
のようにして、小径の永久磁石でも大きな浮上力が得ら
れるので、貯蔵容量を増すための大型化・重量化が可能
となる。
【００３８】また、スラスト軸受が浮上用の磁気軸受と
ラジアル制御用磁気軸受と兼ねており軸方向に配置した
ので、軸長が短くなっている。このため、回転が安定と
なり危険速度を高くすることができる。従って、モータ
のコイルの絶縁破壊が防止されると共に、高速化が可能
となり、電力エネルギーの貯蔵効率が向上する。
【００３９】図４は本発明の超電導フライホイール固定
軸冷却法を適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実
施の形態を示す図であり、図５は図４の部分拡大図であ
る。尚、図１に示した実施の形態と同様の部材には共通
の符号を用いた。
【００４０】図１に示した実施の形態との相違点は、駆
動・回収用モータが中空固定軸の下部に設けられ、か
つ、駆動・回収用モータのコイルの冷却方法が水冷式で
ある点である。
【００４１】この電力貯蔵用フライホイール５０は、図
示しない冷却水供給ポンプに一端が接続され、断熱材で
覆われた冷却水管５１が真空容器３３の側壁を貫通した
後、駆動・回収用低温モータ３０のコイル２８の近傍に
設けられている。冷却水管５１がコイル２８の内側に巻
回された後真空容器３３の側壁を再度貫通している。
尚、冷却水管５１は中空固定軸２０内のＬＮ2 からの冷
気で凍結しないように形成されている。
【００４２】外輪部２３の中空固定軸２０には磁気軸受
用超電導体２６，２７があり、発熱量の高いモータ３０
がある。中空固定軸２０及び超電導体２６，２７を液体
窒素ＬＮ2 の温度レベルに冷却し、またモータ３０の発
熱を除去するためにＬＮ2 を用いる。ＬＮ2 は貯蔵槽３
４との間でガス配管３５及び液配管３６で連結され中空
固定軸２０の熱負荷を自然循環冷却法により除去するよ
うになっている。貯蔵槽３４への液補充はレベルセンサ
３７で監視して間欠的に行う。中空固定軸２０はホール
ドサポート３２，３１により真空容器３３に固定されて
いる。尚、ロータ２９もＡＣロスで発熱する（４０〜２
４０Ｗ）。ロータ２９は真空中を無接触で回転するので
冷却は輻射伝熱法しかない。このためロータ２９の周囲
にＬＮ2 を貯蔵するタンクＴLNを設け、輻射冷却を促進
させるのが好ましい（説明を簡単にするためタンクＴLN
へＬＮ2 を供給したり、気化したＮ2 を排出するための
配管等は省略してある）。
【００４３】図６は本発明の超電導フライホイール固定
軸冷却法を適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実
施の形態を示す図である。
【００４４】図４に示した実施の形態との相違点は、駆
動・回収用低温モータが中空固定軸の上部に設けられた
点である。
【００４５】この電力貯蔵用フライホイール６０は、中
空固定軸２０の中部及び下部に設けられた２つの高温超
電導軸受がモータ発熱によるＬＮ2 の蒸気泡に妨げられ
ることなく冷却される。このような電力貯蔵用フライホ
イール６０においてもモータ３０のコイル２８が効率的
に冷却され、絶縁破壊が防止される。
【００４６】図７は本発明の超電導フライホイール固定
軸冷却法を適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実
施の形態を示す図である。
【００４７】図６に示した実施の形態との相違点は、駆
動・回収用低温モータのコイルの近傍に冷却水管が設け
られている点である。
【００４８】この電力貯蔵用フライホイール７０は、発
熱量の高い駆動・回収用低温モータ３０の位置が中空固
定軸２０の上部にあり、しかも冷却水管５１の冷却水に
より周囲から冷却される。冷却温度は常温、発熱量約２
００〜１５００ＷはＬＮ2 よりも水で効率的に冷却され
る。中空固定軸２０の下部に設けられた２つの高温超電
導軸受はモータ３０とは独立にＬＮ2 で冷却される。発
熱量がモータ３０より１〜２桁低く、また冷却温度が２
００℃も低い軸受をモータ３０と独立に冷却するもので
ある。このような電力貯蔵用フライホイール７０におい
てもモータ３０のコイル２８が効率的に冷却され、絶縁
破壊が防止される。
【００４９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【００５０】中空固定軸の近傍に冷却媒体の貯蔵槽を設
置し、その貯蔵槽の下部と中空固定軸の下端部とを液配
管で接続すると共に、中空固定軸の上端部と貯蔵層の上
部とをガス配管で接続し、液配管を介して貯蔵槽内の冷
却媒体を静圧で中空固定軸内に供給すると共に中空固定
軸の上部より冷媒ガスを貯蔵槽内に戻して自然循環冷却
するようにしたので、簡単な構成で駆動・回収用低温モ
ータの発熱を効率的に冷却できる超電導フライホイール
固定軸冷却法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超電導フライホイール固定軸冷却法を
適用した電力貯蔵用フライホイールの一実施の形態を示
す断面図である。
【図２】図１に示した電力貯蔵用フライホイールにおけ
る高温超電導体チップ及びチップホルダのＡ−Ａ線部分
断面図である。
【図３】図１に示したチップホルダの外観斜視図であ
る。
【図４】本発明の超電導フライホイール固定軸冷却法を
適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実施の形態を
示す図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】本発明の超電導フライホイール固定軸冷却法を
適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実施の形態を
示す図である。
【図７】本発明の超電導フライホイール固定軸冷却法を
適用した電力貯蔵用フライホイールの他の実施の形態を
示す図である。
【図８】電力貯蔵用フライホイールの従来例である。
【図９】本発明の電力貯蔵用フライホイールの前提とな
った回転機器の超電導軸受及びそれを用いた電力貯蔵用
フライホイールの断面図である。
【符号の説明】
２０ 中空固定軸 ２１ 中空回転軸 ２８ コイル ３０ 駆動・回収用低温モータ（モータ） ３４ 貯蔵槽 ３６ 液配管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 垂直に配置した中空固定軸の外周にフラ
    イホイールを回転自在に設けると共にそのフライホイー
    ルの内周に設けたスラスト軸受固定用磁石に対向して超
    電導体を中空固定軸に設け、その超電導体を臨界温度以
    下に冷却する超電導フライホイール固定軸冷却法におい
    て、上記中空固定軸の近傍に冷却媒体の貯蔵槽を設置
    し、その貯蔵槽の下部と上記中空固定軸の下端部とを液
    配管で接続すると共に、上記中空固定軸の上端部と上記
    貯蔵層の上部とをガス配管で接続し、上記液配管を介し
    て貯蔵槽内の冷却媒体を静圧で上記中空固定軸内に供給
    すると共に上記中空固定軸の上部より冷媒ガスを上記貯
    蔵槽内に戻して自然循環冷却するようにしたことを特徴
    とする超電導フライホイール固定軸冷却法。
  2. 【請求項２】 上記中空固定軸内の冷却媒体のレベルと
    上記貯蔵槽内の冷却媒体のレベルとが等しくなるように
    上記貯蔵槽を設置し、上記中空固定軸から蒸発する冷却
    ガスを液化して再度貯蔵槽に戻し、かつ、その貯蔵槽内
    の冷却媒体をレベルセンサで検出して保持するようにし
    た請求項１記載の超電導フライホイール固定軸冷却法。
  3. 【請求項３】 上記超電導体が上記中空固定軸の周方向
    に配置されたホルダに保持され、その超電導体の内外周
    に冷却媒体の流路が形成された請求項１又は２記載の超
    電導フライホイール固定軸冷却法。
  4. 【請求項４】 上記超電導体が円周方向に複数個分担さ
    れている請求項３記載の超電導フライホイール固定軸冷
    却法。
  5. 【請求項５】 上記中空固定軸の下部に間隔をおいて駆
    動・回収用モータが配置され、上記フライホイールの下
    部に駆動・回収用モータと対向して駆動・回収用モータ
    の磁石に冷却水管が配置されている請求項１に記載の超
    電導フライホイール固定軸冷却法。
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