JPH09503974A - 運動エネルギー貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 運動エネルギー貯蔵装置は、エネルギーを貯蔵するために電動発電機のついたフライホイールを利用する。フライホイール（１３）は、少なくとも剛性の枠組の部分を形成する長いハウジング（１０）の中に配置されている。車両での使用では、枠組は、車両のためのシャシとなり、そして、車両は、フライホイールから動力を供給されることができる。フライホイールは、真空中で高速度回転をし、そして、電動発電機は、選択的に磁気軸受作用を与える一種の反転切換型磁気抵抗電動発電機であることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 運動エネルギー貯蔵装置 本発明は、運動エネルギー貯蔵装置、更に詳しくは、限定的ではないが、例え ばバッテリーエネルギー貯蔵に代わる車両での動力の貯蔵のためのフライホイー ル装置に関するものである。 フライホイールの形での車両におけるエネルギー貯蔵装置を提供することが提 案されており、そして、フライホイールは、種々の原動機によって充電され、例 えば発電機に動力を供給するエネルギー源となっていた。そのようなエネルギー 貯蔵装置の能力は、これまで、車両に課される余計な重量や、高い回転速度の必 要性や、安全性の要求や、適当な材料の入手可能性や、貯蔵されたエネルギーの 時間による減衰や、フライホイールを駆動するための及びエネルギーをフライホ イールロータから放出するための適当な装置の入手可能性などの種々なファクタ ーによって制限を受けていた。 本発明の目的は、少なくとも上記の制限の或るものが少なくなった改良された 運動エネルギー貯蔵装置を提供することである。 本発明によれば、運動エネルギー貯蔵装置は、筒状空間を画成するハウジング 手段と、ハウジング手段内に回転のために配置された１以上のフライホイールロ ータと、例えば車両のような１つの構造物の中に構造物の主支持素子として組み 込まれたハウジング手段が少なくともその一部をなす剛性の枠組と、該又は各フ ライホイールロータを駆動するための及びフライホイールロータからエネルギー を取り出すための駆動及び被駆動手段と、装置を制御するために配置された制御 手段とから成っている。２つのロータが用いられる時には、ロータの１つは、他 方と反対の方向に回転するように構成されている。 好適には、ハウジング手段は、１以上の長い筒の形をしており、複式のフライ ホイールロータが筒の中に端を接して配置されており、またはフライホイールロ ータがそれぞれ各筒の中に配置されている。２つの筒が使用されるケースでは、 筒は、それぞれの軸線を互いに離間して平行に配置されることができ、そして、 筒は、剛性の枠組の中に、しっかりと相互連結されることができる。そのような 枠組は、車両のシャシ手段を構成することができる。 各フライホイールロータは、ロータを駆動し及びそれによってロータからエネ ルギーを取り出すための電動発電機手段と連係していることができる。この電動 発電機手段は、ハウジング手段の間部に配置されることができ、固定子が各ロー タの軸線上に配置されてフライホイールロータの一部としてフライホイールの内 部に担持されている電動発電機ロータと連係していることができる。フライホイ ールロータのハウジング内の内側空間は、その空間内に真空を生じさせることが できるように密封されていることができる。１つの実施例では、電動発電機は、 反転切換型の磁気抵抗電動発電機であり、そして、フライホイールロータのため の軸受は、能動及び／または受動の磁気軸受であることができる。電動発電機の 機能は、一方または双方の能動磁気軸受と分離しまたは一体になっていることが できる。 フライホイールロータは、好適には、少なくとも外側部分が、グラファイトま たはケブラー繊維のような非等方性材料であることができる高強度材料を組み込 んで形成されている。フライホイールロータの外側部分は、通常、ハウジング手 段の筒状内壁に近接しており、そして、該内壁は、ロータが、例えば軸受の故障 状態下にハウジングの壁と接触するような不測の事態に摩擦が減少されるように 、摩擦性材料で被覆されることができる。フライホイールロータを回転のために 支持する固定子中に、通常の使用の間に電動発電機の冷却が生じるように、冷却 手段が、好都合に設けられることができる。これはまた、若しフライホイールロ ータが急速に減速しても、冷却の便宜を提供する。 エネルギー貯蔵装置は、例えば、同様な可動装置を充電するためのエネルギー 源として、無停電電源装置のため、または配電系統における負荷等化装置のため に例えばオフピーク電気供給(off-peak electricity supplies)から充電される 独立のエネルギーの源として、固定配置に適用を見いだすことができる。しかし ながら、装置の主たる適用は、装置が旅行開始時に充電され、そして再充電場所 での再充電が必要になるまで車両の走行に原動力が供給される車両中であると思 われる。車両は、装置を再充電することのできる補助の動力装置、例えば、内燃 機関またはガスダービン及び連係した発電機または燃料電池を有することができ る。 典型的には、各フライホイールロータは長さ１〜５メートル、外径が１０〜６ ０センチであり、１０，０００〜３０，０００rpmの間またはそれ以上で回転可 能である。フライホイールロータの直径対長さの比は、１：３〜１：２０の範囲 にあることができる。 装置の道路車両への適用では、１以上のハウジング手段は、ロータが反対回転 する対の形で配置され、そして、それらの軸線が車両の進行方向に対して長手方 向にまたは横方向に延びる、車両のシャシの形で車両の丈夫な主構造ユニットを 形成することができる。１対よりも多いロータが使用されることができ、そして 、１以上の対が進行方向に横方向に延びることができ、そして、１以上の対が長 手方向に延びることができる。 本発明の更なる特徴は、単に例示のために且つ図面を参照してなされる本発明 の実施例についての以下の説明から明らかであろう。図中、 図１は、フライホイールロータの一端及びそのハウジングを通る長手方向断面図 であり、 図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、 図３は、本発明によるフライホイール装置のつけられた道路車両の平面図であり 、図４Ａ及び４Ｂは、図３の車両のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線での縦断面図であり、 図５は、本発明によるフライホイール装置のついたバスの平面図であり、図６は 、図５のＡ−Ａ線断面図であり、 図６Ａは、図５のＢ−Ｂ線断面図であり、 図７は、本発明によるフライホイール装置のついた車両の側面図であり、 図８は、図７の車両の平面図であり、 図９は、図７及び図８の車両の縦断面図であり、そして、 図１０は、フライホイールロータ及びハウジング組立体の長手方向断面図である 。 図面特に先ず図１及び２を参照すると、中空の筒状ハウジング１０を有するフ ライホイールロータ組立体が図示されており、ハウジングは、両端に端部キャッ プ１１を有し、それらは車両のフレームの一部１２にそれぞれ連結されている。 ハウジング１０は、筒状の空間を画成しており、その中には、それぞれ端部キャ ップ１１の１つに固定された固定子部材１４まわりを回転自在なロータ１３が、 少しの隙間を有して配置されている。 ロータ１３は、ロータ１３を固定子部材１４に対して回転自在に取り付ける径 方向内向きの部分１５を各端部の近くに有して、概ね環状になっている。 筒状のハウジング１０は、ハウジング内で高速度で回転しているときにロータ １３が故障してもそれを保持し、及び同時に組立体が車両中で使用されるときに 強度及び衝突抵抗を付与する強いしっかりした構造になっている。ハウジング１ ０はまた、風損によるエネルギー損失を最少にするための真空容器としても役立 つ。 組立体の車両への適用においては、長い形状且つ収容及び安全性の目的でハウ ジングに内蔵された、車両の主なまたは従属的な構造部材となるように、フルに 利用されている。ハウジングの高い強度は、高い強度のものが、閉じ込めのため の高い安全性のファクターを達成し、そして、車両の主構造において増強された ビーム及びねじり剛性を生じる。決して必要ではないかも知れない緊急閉じ込め 強度の重量及び材料コストは、車両の主構造への組入れによって今や完全に活用 されており、そして、この構成によって、車両の正味全重量及びコストは減少す ることができる。 他のフライホイール装置に比べた本発明の主たる利点は、各閉じ込め容器が車 両の主構造の主要部としても役立つので、単位質量当たりのエネルギー貯蔵及び 単位質量当たりの力が、車両構造の一体部分として組入れられていない同様な材 料でつくられた従来のフライホイールに対するよりも効果的にずっと高いという ことである。 ロータの環状体１６は、高い帯状強度即ち高速回転を可能にするロータの周方 向の引っ張り強度及びまた、その高速回転による屈曲を誘起することなしに単に 端部でだけ支持されることを可能にする十分なビーム強度及び剛性を有するよう に構成されている。ロータの環状体１６は、ビーム強度を与える高い引っ張り強 度を有する材料製であることができる内層１７と、グラファイトまたはケルバー のような高い引っ張り強度の繊維または他の適当な帯状強度材料であることがで きる中間層１８とを有する層構造になっている。非常に高い帯状強度材料製の外 装１９も設けることができる。ロータの環状体１６の構造は、高い回転速度下で の強度に基づく安全性の達成、ならびに、通常比エネルギー及び比出力のパラメ ータに対して決定される高レベルのエネルギー貯蔵の達成に著しく大切である。 最大の比エネルギーは、ロータの環状体の帯状引っ張り強度に比例し、そして、 環状体の材料の密度に反比例する。 内向きの部分１５は、その端部に強磁性材料でできた内側スリーブ２０を担持 している。このスリーブ２０は、電動発電機のロータとして働き、そして、固定 子１４の強磁性材料のまわりに巻線２１が巻かれた固定子１４と共働する。固定 子１４はまた、その周囲に、固定子１４とロータとの間の磁気軸受の一部として 働く１以上の永久磁石２２を担持している。固定子１４とスリーブ２０とは、共 同して反転切換型磁気抵抗電動発電機の形の電動発電構造を形成する。この特定 の例で用いられる磁気軸受構造は、ロータの高速度での固定子１４のまわりでの 滑らかな回転を確実にし、そして、端部キャップ１１に設けられた能動的な磁気 スラスト軸受２３と結合してロータが操作の間中心に置かれることを確保する。 この構成では、電磁軸受作用は、電動発電機のものと一体になっている。所望に より、結合した電動発電機及び能動的軸受構造をロータの各端部に置くことがで きる。 磁気軸受が故障したり極度の衝撃負荷によって一時的に参って仕舞う場合には 、バックアップとしてフランジまたは他の機械軸受装置が設けられる。これはま た、ロータの外面が容器の内面と接触することを防止するのにも役立つ。能動的 な磁気軸受機能のためのセンサが設けられているが、簡明にするために図示され ていないことに留意されたい。 ハウジング１０内で且つ両端部キャップ１１の間にあってロータが置かれる空 間は、操作中の風損を減少するように外部雰囲気から閉ざされており且つ真空下 に置かれている。 電動発電機、フランジまたは他の機械軸受及び磁気軸受の冷却を行うために、 冷媒用のダクト２４が、固定子１４の中央部に設けられ、そして、冷媒が固定子 及び外部の熱交換器（図示せず。）を通って循環している。 ロータ組立体は、一般に、１：３と１：２０の間の直径対長さの比を有する長 い構造になっている。例えば、ロータは、長さが１〜５メートルで１０〜６０セ ンチメートルの外径を有することができる。ロータは、荷重の大きい車両、ボー トまたは静的適用（statie application）では、数メートルの長さを有すること ができる。ロータは、運動エネルギーの形で高レベルのエネルギー貯蔵をもたら すために、１０，０００rpmから数１０万rpmの速度で運転されるように意図され ている。 フライホイールロータ組立体は、多くの適用をもつことができる。或る単式の 組立体は、静的な配置例えば地上で用いることができ、または、地面が容器機能 をもたらして地面中に縦に取り付けられることができる。この構成では、フライ ホイール組立体は、配電網における負荷標準化装置として、またはコンピュータ システムのためのバックアップ電源として役立つことができる。或いは、フライ ホイール組立体は、フライホイールエネルギー貯蔵装置または他の装置のついた 車両に供給するための再充電場所として用いられることができる。 既知のフライホイール装置は、フライホイールと電動機ロータが急速に加熱す るので、短時間だけ、通常キログラム当たりのワットで表される高レベルのピー ク比出力をつくることができる。本発明の組立体は、特にロータ当たり２個の電 動発電機がある場合には、非常に高いピーク出力が可能である。それはまた、何 分間か(for many minutes)ロータ質量のキログラム当たり１キロワットを遥かに 超す割合で、高レベルの持続力を出したり吸収したりすることができる。これは 、再充電において特に有用であり、組立体が５分間またはそれ以下で再充電され ることを可能にする。切換型磁気抵抗技術の使用は、比較的低レベルの熱が各電 動ロータで発生することを意味する。多量の熱が、液冷されている固定子中で発 生する。電動ロータの固定子中で生じる熱は、熱だめとして働くフライホイール ロータの主要部へ急速に導かれる。ロータの外面は、特にグラファイト繊維でつ く られている時には、閉じ込め／真空容器の内面と同じように、好都合なことには 黒体である。これは、ロータで生じた熱が閉じ込め容器の壁の中へ放出し、次い で、外気伝達により熱消失過程を完了する場所である車両構造中へ導かれること を可能にする効果を有する。組立体は、同様な質量の通常のフライホイールに比 べて、より大きな表面積のロータのリムを提供することができ、そして、これが 、出力のレベルをより長い時間持続することを可能にする。 車両中でエネルギー貯蔵装置として用いられる場合には、ロータ電動発電機、 軸受及びハウジング手段から成るフライホイール組立体は、通常、互いに反対方 向に回転する組立体のロータが中に入っている更なるフライホイール組立体と共 に組立てられる必要がある。これは、組立体が互いに同軸にまたは平行な軸線を もって配置されるときに、フライホイールのジャイロスコープ効果を調整する。 図１の組立体は、ハウジング１０が通常少なくとも車両構造の主な支持素子の 一部を構成している車両中で用いられることができる。好適には、円筒状のハウ ジング手段は、１対のロータが共通の筒の中に端部を接して配置され、またはロ ータが各筒にそれぞれ１つ配置されている１以上の長い筒の形をしている。各筒 は、軸線を互いに離し且つ平行にして配置されることができ、そして、各筒は丈 夫な枠組の中で相互連結されることができる。そのような枠組は、車両のシャシ 手段を形成することができる。 平行な軸線のまわりで反対方向に回転する一対の動的ロータ組立体を用いるこ との代わりに、ロータ組立体は同軸に配置され且つ端を接した関係で配置される ことができ、各ロータは、ジャイロスコープ効果を調整するために反対方向に回 転している。車両においては、そのような端を接した配置は、車両に中心的な長 手方向のバックボーンを提供することができる。 各フライホイール組立体は、小さな車両では、２つのフライホイール組立体が 用いられる時には２倍になる典型的には約２０kwhのエネルギー能力を有するが 、この能力は、例えば直径６０センチ、長さ５メートルのロータを有する大きな 車両での使用のためには、例えば２５０kwhに増大することができ、この能力は 、勿論、各ロータの運転速度と正確なサイズ及び質量に依存している。フライホ イ ール装置の高率での充電は、充電が装置の運転期間に比べて短時間であるように して得られる。 特に他のフライホイール装置から充電するときには、充電の割合が電動発電機 及び連係した制御手段の性能によってのみ制限され、２０kwから２００kw以上ま での運転が可能である誘導充電装置または直接接続式装置が使用可能である。 次に図３及び４を参照すると、多くの点で従来の形であるがフライホイールエネ ルギー貯蔵装置が用いられている道路車両が図示されている。このケースでは、 一対のフライホイール組立体３０及び３１が設けられており、それらの各々は、 車両の進行方向に平行に位置しており、且つ回転の軸心は、互いに一致している 。閉じ込めハウジング３２の中では、ロータは反対方向に回転する。 ハウジング３２は、車両のための丈夫なバックボーン部材を形成し、そして、 このバックボーン部材３２は、車両のための基本枠組となるシャシの状態の剛性 のユニットを形成する。バックボーン部材３２は、車両の中心に且つ長手方向に 延びている。バックボーン部材３２の頑丈な構造は、車両の構造強度を増し、い くつかの従来の構造部材についての要求を不要とする。車両サスペンションユニ ットをハウジング３２へ直接取り付けることができる。車両は、牽引力とロータ を再充電するための回生制動とを与えるために１以上の電動機３３を有すること ができる。 次に図５及び６を参照すると、大きな車両、このケースでは大きな乗用車両ま たはバスにフライホイールエネルギー貯蔵装置を使用するための他の構造が図示 されている。２つのフライホイール組立体３６及び３７が、車両の長手方向に互 いに平行に延びるように配置され、且つ、対向する端部で横部材３８及び３９に よって連結されている。フライホイール組立体３６及び３７ならびに横部材３８ 及び３９は、車両の従来のシャシに代わって車両サスペンション装置及び車体を 支持するための手段となる剛性のフレームを形成する。 比較的大きなサイズの乗用車のような車両は、充分に充電された時に、マイル 当たり７５０ワット時を使用するときに、車両に対して約３００マイル分の充電 範囲を与えるエネルギーが得られるように、直径６０センチのフライホイールを 有することができる。 次に図７、８及び９を参照すると、フライホイールエネルギー貯蔵装置を組み 入れている車両が図示されている。このケースでは、一対のフライホイールロー タ組立体４０及び４１が、軸心を互いに平行にして車両の両側に配置されており 、ローターの一方は、他方と反対の方向に回転する。組立体４０及び４１は、車 両のサスペンションがその上に設けられる剛性の構造となるように、枠組４２に よってしっかりと連結されている。 図７、８及び９の車両には、牽引電動機４３が設けられており、１つが車両の 各ホイールと連係している。電動機４３は、各フライホイール組立体４０及び４ １の電動発電機によって電力を供給される。このケースでは、車両には、牽引電 動機４３及び／またはフライホイール組立体４０、４１へ電力を供給するために 設けられることのできる補助電力装置４４が設けられている。 図９から判るように、車両には、車両への側部衝撃を吸収してフライホイール 組立体を損傷しないように保護するために、各フライホイール組立体４０、４１ に隣接する側部衝撃吸収装置４５を設けることができる。 次に図１０を参照すると、図１の構成とは別な構成が図示されており、そこで は、容器ハウジング内に別の真空容器が形成配置されている。図１０では、図１ の実施例と同様な部分には同一の参照数字が使用されている。 図１０では、ロータ１３は、固定子１４を担持する端部キャップ１１に端部で 固定されている真空容器として働く筒２６の中に密封されている。筒２６と端部 キャップ１１とを囲んでいるのは、図１のハウジング１０のための剛性構造であ る容器筒１０であり、そして筒１０の両端は、冷媒用ダクト及びケーブル布線を 入れるための開口２９のついた端部キャップ２８によって閉ざされている。端部 キャップ２８は、充電交替品を挿入するため、及び保守目的で真空容器２６へ接 近し、及び取り外すために取り外し自在であることができる。真空容器２６は、 振動に対する更なる防護を可能にする可撓性の取り付け部材２７と容器ハウジン グ１０の中に配置されている。 前述した各車両において、フライホイール組立体は、車両のホイールを駆動す る電動機のために電力を供給し、各フライホイール組立体と連係した電動発電機 は、牽引電動機に給電する発電機モードで働く。フライホイール組立体が、再充 電を必要とする時には、電動発電機は、連係したフライホイールロータの速度を 増すように電動機として働く。 フライホイール組立体の安全性は、***の可能性のあるロータの各素子を最小 に保つことによって確保される。通常は金属であるそのような素子は、金属片が ロータの壁に入り込むのに十分な運動エネルギーを得ることができず、そして、 閉じ込め容器として作用するハウジング１０の壁に到達することができないよう に、ロータの外壁の内側に入れられる。ロータは、ハウジングの長い筒内に比較 的長い管として形成されており、そして、その軸線は、ハウジングの軸線から有 意に変わることはできず、それによって、若し例えば軸受の故障が生じても、ロ ータの激しい制動を防止する。通常のフライホイール構成では、そのような故障 はハウジング内でのロータの旋回及び壁への妨害を来しかねない。 ハウジングの内壁は、フライホイールロータの外装の表面と適合する低摩擦材 料でライニングされている。外装は、ロータの外側リムが破裂する可能性を減少 するようにアンダーストレッシングされることができる。若し、軸受の故障が生 じた場合には、フライホイールのロータが減速するのに数分かかる筈であり、そ れによって、生じた熱が消失することを可能にする。 フライホイールロータが、牽引電動機と両立可能につくられた電動発電機を有 すれば有利である。反転切換型磁気抵抗電動発電機は、牽引電動機のために、及 びフライホイール組立体のために使用することができ、それによって、牽引のた め及び貯蔵のために通常は分離した制御装置を単一の装置に効果的に組み合わせ ることにより、電子制御装置の複雑さ、費用及び重量を減少する。 制御装置は、エネルギーの入力と出力、及びその反対を制御するから、簡単に することも可能である。更に、制御装置の全体としての費用及び重量の節減は、 各車両で必要とする制御装置の全体の数を減少することにより、能動的な磁気軸 受機能を運動エネルギー貯蔵装置の電動発電機能と一体化することからもたらさ れる。 本発明の組立体は、例えば牽引バッテリと比べて本来的に寿命の長い装置であ る。それらは、大抵の車両事故に耐えるように十分丈夫であり、且つ、磁気軸受 の使用により、磨耗の生じるのが少ない筈である。 平行な軸線のまわりで反対方向に回転する一対のフライホイールロータ装置を 用いることの代わりに、ロータ組立体は、同軸に配置され及び端部を接した関係 で配置されることができ、そして、ロータは、ジャイロスコープ効果を調整する ために反対方向に回転する。車両において、そのような端部を接した配置は、車 両に中心的な長手方向のバックボーンを形成することができる。 長さ１．４メートル、外径３０センチの本発明による２つのロータ組立体を用 いることにより、現在利用し得る材料を用いて、４６キロワット時の理論最高エ ネルギー貯蔵が出来ることが判った。単に理論最高エネルギー貯蔵の約７５％が ロータの故障の可能性を減少させることにより、及びロータ速度がストレスの逆 転(stress reversal)を避けるための可操作上限(operatinal maximum)の５０％ 未満にならないようにすることによって、得られるエネルギー貯蔵か２６キロワ ット時に減少する。この得られるエネルギー貯蔵は、使用される材料に依存して 更に減少されることができるが、すべてのこれらのファクターを考慮に入れて、 ロータ組立体の貯蔵能力は、鉛蓄電池のような他の電気貯蔵装置よりも遥かに超 えていることが認識される。これは、重量または比エネルギーに関してエネルギ ー貯蔵能力を考慮するときに特に当てはまる。 従来のフライホイール装置は、車両が形状、サイズ及び重量についての特別な 限定に基づいて設計されること要求する。本発明の組立体は、設計者が各フライ ホイール組立体のサイズ及び形状を各特定の車両設計の最適の物理的範囲内に合 うように調整することを可能にする。組立体が主な車両構造の部分として働くこ とができるので、その有効比エネルギー及び比密度は、若し同様な材料が用いら れるときは均等なフライホイールのものより一層高くなることができる。装置レ ベルでの比エネルギーにおける改良の量は、構造的代替物の移動重量(displaeed weight)の関数であろう。同様に、エネルギー密度における改良は、移動される 構造的代替物の体積(volume)の関数であろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１０月２４日 【補正内容】 請求の範囲 １．筒状空間を画成するハウジング手段と、ハウジング手段内に回転のために配 置された１以上のフライホイールロータと、車両に組み込むために配置されたシ ャシと、該又は各フライホイールロータを駆動するための及びフライホイールロ ータからエネルギーを取り出すための駆動及び被駆動手段と、装置を制御するた めに配置された制御手段とから成る運動エネルギー貯蔵装置。 ２．フライホイールロータが、車両内で水平に延びる軸線を有することを特徴と する、請求の範囲第１項に記載の貯蔵装置。 ３．反対方向の回転のために配置された一対のロータを有することを特徴とする 、請求の範囲第１項に記載の貯蔵装置。 ４．前記ハウジング手段が、フライホイールロータを筒の中に端を接して配置し た長い筒の形であることを特徴とする、請求の範囲第１、２項または第３項に記 載の貯蔵装置。 ５．前記ハウジング手段が、それぞれ１つのフライホイールロータをその中に配 置した２以上の筒の形であることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載の貯蔵 装置。 ６．前記筒が、それぞれの軸線を互いに平行にし、且つ離間して配置されている ことを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の貯蔵装置。 ７．前記ハウジング手段の軸線が、車両に関して長手方向または横方向に延びる ことを特徴とする、請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の貯蔵装置。 ８．前記シャシ上の取り付けられた車両のホイール及び車体を有することを特徴 とする、請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の貯蔵装置。 ９．前記駆動及び被駆動手段が、電動発電機手段の形であり、その電動発電機が 、ハウジング手段の内部に配置された反転切換型磁気抵抗電動発電機であること を特徴とする、前記請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の貯蔵装置。 １０．フライホイールロータが、随意に機械軸受を含む磁気軸受によって支持さ れていること特徴とする、前記請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の貯蔵装 置。 １１．フライホイールロータが配置されているハウジング手段内の空間が密封さ れており、真空状態が生じることのできる空間になることを特徴とする、前記請 求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の貯蔵装置。 １２．フライホイールロータのための冷却手段を有し、その中でハウジングが熱 だめとして働くことを特徴とする、前記請求の範囲第１〜１１項のいずれかに記 載の貯蔵装置。 １３．電動機ロータのための冷却手段を有し、その中でフライホイールロータが 熱だめとして働くことを特徴とする、前記請求の範囲第１〜１２項のいずれかに 記載の貯蔵装置。 １４．前記フライホイールロータが、成層構造であり、内層かロータにビーム強 度を与えることを特徴とする、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置 。 １５．フライホイールロータが、成層構造であり、ロータに周方向強度とを与え るように、層かロータの周方向に延びることを特徴とする、前記請求の範囲のい ずれかの項に記載の貯蔵装置。 １６．フライホイールロータが１：３〜１：２０の範囲の直径対長さの比を有す ることを特徴とする、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 １７．フライホイールロータの長さが１〜５メートルの範囲にあることを特徴と する、請求の範囲第１〜１６項のいずれかに記載の貯蔵装置。 １８．１以上の対になったフライホイールロータを有し、各対のロータは、平行 な軸線を有し、そして各対のロータは、１０，０００rpm〜３００，０００rpmの 範囲の速度で互いに反対方向に回転することを特徴とする、前記請求の範囲のい ずれかの項に記載の貯蔵装置。 １９．フライホイールロータの外面とハウジング手段の相補的な内面とが、接近 して隣合い、そして、低い摩擦性を有することを特徴とする、前記請求の範囲の いずれかの項に記載の貯蔵装置。 ２０．車両の牽引ホイールに連係した電動機を駆動するように構成された前記請 求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 エリス，クリストファー ウィリアム ヘ ンダーソン 英国，ウオリックシア シーブイ32 ５エ ヌダブリュ，リーミントン スパー，スト ラーサン ロード 56 (72)発明者 ストファー，ジェイ ハーバート 米国，シーエー90230，カルバー シティ キャンタベリー ドライブ 6180

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．筒状空間を画成するハウジング手段と、ハウジング手段内に回転のために配 置された１以上のフライホイールロータと、１つの構造物の中に組み込まれ、ハ ウジング手段が少なくともその一部をなす剛性の枠組と、該又は各フライホイー ルロータを駆動するための及びフライホイールロータからエネルギーを取り出す ための駆動及び被駆動手段と、装置を制御するために配置された制御手段とから 成る運動エネルギー貯蔵装置。 ２．一対のローターが反対方向の回転のために配置されていることを特徴とする 、請求の範囲第１項に記載の貯蔵装置。 ３．前記枠組が構造物の主支持素子であることを特徴とする、請求の範囲第１項 または第２項に記載の貯蔵装置。 ４．前記ハウジング手段が、フライホイールロータを筒の中に端を接して配置し た長い筒の形であることを特徴とする、請求の範囲第１、２項または第３項に記 載の貯蔵装置。 ５．前記ハウジング手段が、それぞれフライホイールロータをその中に配置した ２以上の筒の形であることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載の貯蔵装置。 ６．前記筒が、それぞれの軸線を互いに平行にし、且つ離間して配置されている ことを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の貯蔵装置。 ７．前記筒が、枠組中にしっかりと相互連結されていることを特徴とする、請求 の範囲第５項または第６項に記載の貯蔵装置。 ８．前記剛性の枠組が、車両のシャシ手段から成ることを特徴とする、前記請求 の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 ９．前記ハウジング手段の軸線が、車両に関して長手方向または横方向に延びる ことを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の貯蔵装置。 １０．車両のホイール及び車体が、前記枠組上の設けられていることを特徴とす る、請求の範囲第７項または第８項に記載の貯蔵装置。 １１．フライホイールロータと連係した電動発電機手段の形の駆動及び被駆動手 段を有し、それによって、ロータが回転自在に駆動され、及びそれによって、 エネルギーがロータから導き出されることを特徴とする、前記請求の範囲のいず れかの項に記載の貯蔵装置。 １２．前記電動発電機手段が、ハウジング手段の内部に設けられ、且つロータの 軸線に配置された固定子と固定子のまわりでフライホイールロータ上に担持され た電動発電機ロータとを含むことを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載の貯 蔵装置。 １３．前記電動発電機が、反転切換型磁気抵抗電動発電機であり、フライホイー ルロータが磁気軸受によって支持されていること特徴とする、請求の範囲第１１ 項または第１２項に記載の貯蔵装置。 １４．フライホイールロータが配置されているハウジング手段内の空間が、該空 間内に真空状態が生じることを可能にするように密封されていることを特徴とす る、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 １５．フライホイールロータと連係した冷却手段を有し、それによってロータの 固定子が冷却されることを特徴とする、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の 貯蔵装置。 １６．冷却手段を有し、その中でフライホイールロータが熱だめとして働き、そ して熱ががロータからハウジング手段へ放射されることを特徴とする、前記請求 の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 １７．前記フライホイールロータが、高い回転速度の間ビーム剛性と周方向強度 とを与えるように、層がロータの周方向に延びる成層構造であることを特徴とす る、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 １８．前記フライホイールロータが１：３〜１：２０の範囲の直径対長さの比を 与える大きさを有することを特徴とする、前記請求の範囲のいずれかの項に記載 の貯蔵装置。 １９．フライホイールロータの長さが１〜５メートルの範囲にあることを特徴と する、請求の範囲第１８項に記載の貯蔵装置。 ２０．１以上の対になったフライホイールロータを有し、各対のロータは、平行 な軸線を有し、そして各対のロータは、１０，０００rpm〜３００，０００ rpmの範囲の速度で互いに反対方向に回転することを特徴とする、前記請求の範 囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。 ２１．フライホイールロータとハウジング手段とが、地下または地上に静止した 剛性の枠組の中に配置されていることを特徴とする、前記請求の範囲のいずれか の項に記載の貯蔵装置。 ２２．フライホイールロータの外面とハウジング手段の相補的な内面とが、接近 して隣合い、そして、低い摩擦性を有することを特徴とする、前記請求の範囲の いずれかの項に記載の貯蔵装置。 ２３．車両の牽引ホイールに連係した電動機を駆動するように構成された前記請 求の範囲のいずれかの項に記載の貯蔵装置。