JP2971557B2 - 電力貯蔵装置 - Google Patents
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- 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
- 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
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- 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
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings
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- 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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピン止め効果を発揮可能な超電導体を用い
て、フライホィールを回転可能に磁気浮揚させて電力の
貯蔵を図るようにした電力貯蔵装置に関する。
て、フライホィールを回転可能に磁気浮揚させて電力の
貯蔵を図るようにした電力貯蔵装置に関する。
（従来の技術） 従来から、電力貯蔵装置として、超電導物質を線材化
して超電導（超伝導）コイルを製作し、半永久電流を超
電導コイルに発生させて、余剰電力の貯蔵を図る構造の
ものが知られている。
して超電導（超伝導）コイルを製作し、半永久電流を超
電導コイルに発生させて、余剰電力の貯蔵を図る構造の
ものが知られている。
また、従来から、電力貯蔵装置として、フライホィー
ルを軸受けで回転可能に支承し、余剰電力をこの軸受け
型フライホィールの機械的回転運動エネルギーに変換し
て貯蔵する構造のものも知られている。
ルを軸受けで回転可能に支承し、余剰電力をこの軸受け
型フライホィールの機械的回転運動エネルギーに変換し
て貯蔵する構造のものも知られている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、超電導コイルを利用した電力貯蔵装置は、
軸受け型フライホィールを用いた電力貯蔵装置と較べて
エネルギーロスが少ないというメリットがあるものの、
超電導材料を線材化して超電導コイルを製作することそ
れ自体が難しいという問題点がある。また、大電力を貯
蔵する場合には、それに伴ってコイルの直径が大きくな
り、コイルを支えるための強固な岩盤が必要となるな
ど、設置場所にも制約を受ける不都合がある。
軸受け型フライホィールを用いた電力貯蔵装置と較べて
エネルギーロスが少ないというメリットがあるものの、
超電導材料を線材化して超電導コイルを製作することそ
れ自体が難しいという問題点がある。また、大電力を貯
蔵する場合には、それに伴ってコイルの直径が大きくな
り、コイルを支えるための強固な岩盤が必要となるな
ど、設置場所にも制約を受ける不都合がある。
一方、軸受け型フライホィールを用いてこのフライホ
ィールの機械的回転運動エネルギーを利用して電力の貯
蔵を図る従来の電力貯蔵装置は、大電力の貯蔵が超電導
コイルを用いるものに較べて容易であるが、軸受けを用
いているために摩擦によるエネルギーロスを免れず、超
電導コイルを利用したものに較べてはるかにエネルギー
ロスが大きいという不都合がある。近時は、軸受けでの
摩擦損失を低減するために、磁気軸受け、磁性流体軸受
けが開発されているが、軸受けを用いる限り摩擦による
エネルギー損失は避けられず、また、慣性モーメントを
大きくすればするほど摩擦損失が増大する不都合もあ
る。
ィールの機械的回転運動エネルギーを利用して電力の貯
蔵を図る従来の電力貯蔵装置は、大電力の貯蔵が超電導
コイルを用いるものに較べて容易であるが、軸受けを用
いているために摩擦によるエネルギーロスを免れず、超
電導コイルを利用したものに較べてはるかにエネルギー
ロスが大きいという不都合がある。近時は、軸受けでの
摩擦損失を低減するために、磁気軸受け、磁性流体軸受
けが開発されているが、軸受けを用いる限り摩擦による
エネルギー損失は避けられず、また、慣性モーメントを
大きくすればするほど摩擦損失が増大する不都合もあ
る。
本発明は、上記の事情を鑑みて為されたもので、その
目的とするところは、フライホィールを用いてエネルギ
ーロスを極力避けることができる軸受けが不要な電力貯
蔵装置を提供することにある。
目的とするところは、フライホィールを用いてエネルギ
ーロスを極力避けることができる軸受けが不要な電力貯
蔵装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の請求項１に係わる電力貯蔵装置は、電気エネ
ルギーを機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的
回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換するために
用いる固定子と、ピン止め効果を発揮可能な超電導体
と、該超電導体に対向して配設される永久磁石を備えて
該超電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚さ
れると共に、前記固定子への通電に基づき回転されかつ
その回転に基づき前記固定子に発電を生じさせる筒状の
フライホィールとを備え、前記固定子と前記フライホィ
ールとは真空とされた筒体の内部に設置され、前記固定
子は前記筒体に固定されて前記フライホィールの筒内に
同軸上に挿通され、前記筒体の下部には前記超電導体を
冷却するクライオスタットが設けられ、前記フライホィ
ールの下部に連結軸が該フライホィールと同軸上に設け
られ、該連結軸の下部には下部フライホィールと該下部
フライホィールと一体の永久磁石体とからなる軸受け部
が形成され、該軸受け部にはその永久磁石体と対向する
超電導体が設けられ、該超電導体を冷却するクライオス
タットが前記軸受け部に設けられている。
ルギーを機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的
回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換するために
用いる固定子と、ピン止め効果を発揮可能な超電導体
と、該超電導体に対向して配設される永久磁石を備えて
該超電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚さ
れると共に、前記固定子への通電に基づき回転されかつ
その回転に基づき前記固定子に発電を生じさせる筒状の
フライホィールとを備え、前記固定子と前記フライホィ
ールとは真空とされた筒体の内部に設置され、前記固定
子は前記筒体に固定されて前記フライホィールの筒内に
同軸上に挿通され、前記筒体の下部には前記超電導体を
冷却するクライオスタットが設けられ、前記フライホィ
ールの下部に連結軸が該フライホィールと同軸上に設け
られ、該連結軸の下部には下部フライホィールと該下部
フライホィールと一体の永久磁石体とからなる軸受け部
が形成され、該軸受け部にはその永久磁石体と対向する
超電導体が設けられ、該超電導体を冷却するクライオス
タットが前記軸受け部に設けられている。
本発明の請求項２に係わる電力貯蔵装置は、電気エネ
ルギーを機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的
回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換するために
用いる固定子と、ピン止め効果を発揮可能な超電導体
と、該超電導体に対向して配設される永久磁石を備えて
該超電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚さ
れると共に、前記固定子への通電に基づき回転されかつ
その回転に基づき前記固定子に発電を生じさせるフライ
ホィールとを備え、前記固定子と前記フライホィールと
は真空とされた筒体の内部に設置され、前記固定子は環
状とされて前記筒体の内周部に固定され、前記フライホ
ィールは前記固定子と同軸上に配置され、前記筒体の下
部には前記超電導体を冷却するクライオスタットが設け
られ、前記フライホィールの下部に連結軸が該フライホ
ィールと同軸上に設けられ、該連結軸の下部には下部フ
ライホィールと該下部フライホィールと一体の永久磁石
体とからなる軸受け部が形成され、該軸受け部にはその
永久磁石体と対向する超電導体が設けられ、該超電導体
を冷却するクライオスタットが前記軸受け部に設けられ
ている。
ルギーを機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的
回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換するために
用いる固定子と、ピン止め効果を発揮可能な超電導体
と、該超電導体に対向して配設される永久磁石を備えて
該超電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚さ
れると共に、前記固定子への通電に基づき回転されかつ
その回転に基づき前記固定子に発電を生じさせるフライ
ホィールとを備え、前記固定子と前記フライホィールと
は真空とされた筒体の内部に設置され、前記固定子は環
状とされて前記筒体の内周部に固定され、前記フライホ
ィールは前記固定子と同軸上に配置され、前記筒体の下
部には前記超電導体を冷却するクライオスタットが設け
られ、前記フライホィールの下部に連結軸が該フライホ
ィールと同軸上に設けられ、該連結軸の下部には下部フ
ライホィールと該下部フライホィールと一体の永久磁石
体とからなる軸受け部が形成され、該軸受け部にはその
永久磁石体と対向する超電導体が設けられ、該超電導体
を冷却するクライオスタットが前記軸受け部に設けられ
ている。
本発明の請求項３に係わる電力貯蔵装置は、前記軸受
け部には前記永久磁石体が前記下部フライホィールの下
面と上面とに少なくとも設けられている。
け部には前記永久磁石体が前記下部フライホィールの下
面と上面とに少なくとも設けられている。
本発明の請求項４に係わる電力貯蔵装置は、前記下部
フライホィールの周面に筒状永久磁石が設けられ、該筒
状永久磁石に対向して環状の超電導体が設けられてい
る。
フライホィールの周面に筒状永久磁石が設けられ、該筒
状永久磁石に対向して環状の超電導体が設けられてい
る。
本発明の請求項５に係わる電力貯蔵装置は、前記下部
フライホィールの周面に環状永久磁石が間隔を開けて設
けられ、該環状永久磁石に対向して環状の超電導体が設
けられている。
フライホィールの周面に環状永久磁石が間隔を開けて設
けられ、該環状永久磁石に対向して環状の超電導体が設
けられている。
本発明の請求項６に係わる電力貯蔵装置は、前記環状
永久磁石の外周面の極性が前記下部フライホィールの軸
方向に互いに異なっている。
永久磁石の外周面の極性が前記下部フライホィールの軸
方向に互いに異なっている。
本発明の請求項７に係わる電力貯蔵装置は、前記上面
に配置された永久磁石体と前記下面に配置された永久磁
石体とが輪状とされ、該各輪状の永久磁石体が前記下部
フライホィールの下面と上面とに同心状に設けられてい
る。
に配置された永久磁石体と前記下面に配置された永久磁
石体とが輪状とされ、該各輪状の永久磁石体が前記下部
フライホィールの下面と上面とに同心状に設けられてい
る。
（作 用） 本発明に係わる電力貯蔵装置によれば、フライホィー
ルは超電導体に対して回転可能に磁気浮揚される。本発
明に用いられる超電導体はピン止め効果を発揮するの
で、フライホィールは安定に回転し、又軸受けを用いて
いないので、機械的回転運動エネルギーのロスを低減す
ることができる。また、電気エネルギーを機械的回転運
動エネルギーに変換しかつ機械的回転運動エネルギーを
電気エネルギーに変換する固定子と、この固定子への通
電に基づき回転されかつその回転に基づき固定子に発電
を生じさせるフライホィールとが真空とされた筒体の内
部に配置され、筒体の内部の真空状態を、簡単な構成で
ほぼ永続的に持続させることができる。
ルは超電導体に対して回転可能に磁気浮揚される。本発
明に用いられる超電導体はピン止め効果を発揮するの
で、フライホィールは安定に回転し、又軸受けを用いて
いないので、機械的回転運動エネルギーのロスを低減す
ることができる。また、電気エネルギーを機械的回転運
動エネルギーに変換しかつ機械的回転運動エネルギーを
電気エネルギーに変換する固定子と、この固定子への通
電に基づき回転されかつその回転に基づき固定子に発電
を生じさせるフライホィールとが真空とされた筒体の内
部に配置され、筒体の内部の真空状態を、簡単な構成で
ほぼ永続的に持続させることができる。
従って、従来の軸受け型フライホィールの機械的回転
運動エネルギーを利用した電力貯蔵装置に較べて長時間
に渡って電力を貯蔵できることになる。
運動エネルギーを利用した電力貯蔵装置に較べて長時間
に渡って電力を貯蔵できることになる。
また、磁石付きのフライホイールを二段構成とし、こ
の磁石付きのフライホイールの下部に超電導体を設け
て、フライホイールを磁気浮上させることにしたので、
フライホイールの径を大きくしなくとも慣性力を高める
ことができ、また、フライホイールの慣性力を高めた場
合でもその軸ブレを防止することができる。
の磁石付きのフライホイールの下部に超電導体を設け
て、フライホイールを磁気浮上させることにしたので、
フライホイールの径を大きくしなくとも慣性力を高める
ことができ、また、フライホイールの慣性力を高めた場
合でもその軸ブレを防止することができる。
（実施例） 以下に、本発明に係わる電力貯蔵装置の実施例を図面
を参照しつつ説明する。
を参照しつつ説明する。
第１図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第１実施例を
示し、この第１図において１はクライオスタットであ
る。このクライオスタット１は断熱材料から構成されて
いる。このクライオスタット１には、低温冷媒２、例え
ば液体窒素が貯留されている。そのクライオスタット１
の上部には非磁性体でかつ熱良導体としての支持体３、
例えばステンレス板が設けられている。この支持体３に
は超電導体４が配設されている。超電導体４にはピン止
め効果が発揮可能な物質、たとえば、銀添加のイットリ
ウム系超電導物質を用いるものである。超電導体４は、
たとえば、第２図に示すように亀の子状の個体５を支持
体３に固定することにより構成される。超電導体４はそ
の低温冷媒２によって冷却され、ピン止め効果を揮発可
能の状態となる。第２図では、超電導体４は円板形状に
構成されているが、環状に構成しても良い。
示し、この第１図において１はクライオスタットであ
る。このクライオスタット１は断熱材料から構成されて
いる。このクライオスタット１には、低温冷媒２、例え
ば液体窒素が貯留されている。そのクライオスタット１
の上部には非磁性体でかつ熱良導体としての支持体３、
例えばステンレス板が設けられている。この支持体３に
は超電導体４が配設されている。超電導体４にはピン止
め効果が発揮可能な物質、たとえば、銀添加のイットリ
ウム系超電導物質を用いるものである。超電導体４は、
たとえば、第２図に示すように亀の子状の個体５を支持
体３に固定することにより構成される。超電導体４はそ
の低温冷媒２によって冷却され、ピン止め効果を揮発可
能の状態となる。第２図では、超電導体４は円板形状に
構成されているが、環状に構成しても良い。
クライオスタット１の上部には、円筒体６が設置され
ている。この円筒体６の上部には蓋体７が設けられてい
る。円筒体６はその蓋体７によってその内部が気密に閉
鎖される。この円筒体６の内部には、フライホィール８
が配設されている。フライホィール８は有底筒状の回転
体９と永久磁石10とから大略構成されている。永久磁石
10はその回転体９の底部に超電導体４に対向して配設さ
れている。フライホィール８はその超電導体４に基づき
回転可能に磁気浮揚される、この磁気浮揚は超電導体４
のピン止め効果により安定である。
ている。この円筒体６の上部には蓋体７が設けられてい
る。円筒体６はその蓋体７によってその内部が気密に閉
鎖される。この円筒体６の内部には、フライホィール８
が配設されている。フライホィール８は有底筒状の回転
体９と永久磁石10とから大略構成されている。永久磁石
10はその回転体９の底部に超電導体４に対向して配設さ
れている。フライホィール８はその超電導体４に基づき
回転可能に磁気浮揚される、この磁気浮揚は超電導体４
のピン止め効果により安定である。
永久磁石10は第３図に示すような扇形状の個体11を円
板状又は環状に回転体９の底部に貼り付けることにより
構成される。
板状又は環状に回転体９の底部に貼り付けることにより
構成される。
回転体９の内壁には、第４図に示すように、公知の誘
導電動器のかご形導電体12が内壁の円周に沿って埋設さ
れている。そのかご形導電体12によるいわゆるかご形回
転子とそれと相対向するようにして蓋体７に吊下して設
けられた固定子13とで公知のアウターロータ形誘導発電
電動機が構成されている。12′はそのかご形導電体12の
棒状導電体である。固定子13はヨーク14にコイル15が巻
回されている。16はそのコイル15から引き出された引出
し線である。引出し線16は公知の交流間接電力変換器17
を介して電力系統18に接続されている。これによつて、
その固定子コイル15はかご形導電体12と協働して公知の
誘電電動機又は誘電発電機の役割を果たす。円筒体６の
内部は図示を略す真空ポンプを用いて真空とされ、これ
によってフライホィール８の回転の際の空気抵抗が低減
され、フライホィール８の空気抵抗（フライホィール８
と空気との摩擦）に基づく機械的回転運動エネルギーの
ロスが軽減される。
導電動器のかご形導電体12が内壁の円周に沿って埋設さ
れている。そのかご形導電体12によるいわゆるかご形回
転子とそれと相対向するようにして蓋体７に吊下して設
けられた固定子13とで公知のアウターロータ形誘導発電
電動機が構成されている。12′はそのかご形導電体12の
棒状導電体である。固定子13はヨーク14にコイル15が巻
回されている。16はそのコイル15から引き出された引出
し線である。引出し線16は公知の交流間接電力変換器17
を介して電力系統18に接続されている。これによつて、
その固定子コイル15はかご形導電体12と協働して公知の
誘電電動機又は誘電発電機の役割を果たす。円筒体６の
内部は図示を略す真空ポンプを用いて真空とされ、これ
によってフライホィール８の回転の際の空気抵抗が低減
され、フライホィール８の空気抵抗（フライホィール８
と空気との摩擦）に基づく機械的回転運動エネルギーの
ロスが軽減される。
第５図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第２実施例を
示すもので、図中第１実施例と同一構成要素については
同一符号を付してその詳細な説明を省略することとし、
異なる部分についてのみ説明することにする。
示すもので、図中第１実施例と同一構成要素については
同一符号を付してその詳細な説明を省略することとし、
異なる部分についてのみ説明することにする。
この実施例では、円筒体６にクライオスタット１が収
納されている。その円筒体６の内壁には、環状のヨーク
14とコイル15とからなる固定子13が配設されている。フ
ライホィール８は筒状の回転体９から構成されている。
その回転体９の外周壁にはかご形導電体12が装着されて
いる。棒状導電体12′は回転体９の外周壁の周回り方向
に形成された嵌合溝に嵌合されている。その嵌合溝は回
転体９の軸が延びる方向に延びている。ここで、このか
ご形導電体12と固定子13とは公知のインナーロータ形発
電電動機を構成している。
納されている。その円筒体６の内壁には、環状のヨーク
14とコイル15とからなる固定子13が配設されている。フ
ライホィール８は筒状の回転体９から構成されている。
その回転体９の外周壁にはかご形導電体12が装着されて
いる。棒状導電体12′は回転体９の外周壁の周回り方向
に形成された嵌合溝に嵌合されている。その嵌合溝は回
転体９の軸が延びる方向に延びている。ここで、このか
ご形導電体12と固定子13とは公知のインナーロータ形発
電電動機を構成している。
この第２実施例の場合、回転体９の質量をアウターロ
ータ形のものに較べて軽くすることができるので、フラ
イホィール８を高速回転させることができる。
ータ形のものに較べて軽くすることができるので、フラ
イホィール８を高速回転させることができる。
第６図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第３実施例を
示すもので、フライホィールを二段構成として第１実施
例に示すフライホィール８よりもより一層大きな回転慣
性モーメントを得ることにして電力を貯蔵できる構成と
したものである。
示すもので、フライホィールを二段構成として第１実施
例に示すフライホィール８よりもより一層大きな回転慣
性モーメントを得ることにして電力を貯蔵できる構成と
したものである。
この第３実施例では、フライホィール８は円柱状の下
部フライホィール20と有底筒状の上部フライホィール21
とから構成され、下部フライホィール20と上部フライホ
ィール21とは連結軸22を介して一体に構成されている。
この構成によれば、フライホィールの径を大きく設計し
なくとも回転慣性モーメントを大きくすることができ
る。なお、残余の構成は第１実施例と大略同一であるの
で同一構成要素については同一符号を付してその詳細な
説明は省略する。
部フライホィール20と有底筒状の上部フライホィール21
とから構成され、下部フライホィール20と上部フライホ
ィール21とは連結軸22を介して一体に構成されている。
この構成によれば、フライホィールの径を大きく設計し
なくとも回転慣性モーメントを大きくすることができ
る。なお、残余の構成は第１実施例と大略同一であるの
で同一構成要素については同一符号を付してその詳細な
説明は省略する。
第７図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第４実施例を
示し、この実施例では、下部フライホィール20の上面と
下面とに円板状永久磁石23を配設すると共に、その周面
に筒状永久磁石23′を配設する一方、その円板状永久磁
石23、筒状永久磁石23′を囲むようにして超電導体４を
配設して、超電導体４のピン止め効果を利用してフライ
ホィール８の軸方向、軸と直交する方向の軸ブレを防止
する構造としたものであり、24はその超電導体４が配設
される内蔵、25はクライオスタットを構成する外筒、26
はその内筒を支持する支柱である。
示し、この実施例では、下部フライホィール20の上面と
下面とに円板状永久磁石23を配設すると共に、その周面
に筒状永久磁石23′を配設する一方、その円板状永久磁
石23、筒状永久磁石23′を囲むようにして超電導体４を
配設して、超電導体４のピン止め効果を利用してフライ
ホィール８の軸方向、軸と直交する方向の軸ブレを防止
する構造としたものであり、24はその超電導体４が配設
される内蔵、25はクライオスタットを構成する外筒、26
はその内筒を支持する支柱である。
第８図ないし第10図は第７図に示す電力貯蔵装置の第
４実施例の変形例を示すもので、下部フライホィール20
の上面と下面とに円板状永久磁石23を配設する代わり
に、第８図に示すように円板27、28を設け、その円板2
7、28に外周面がＮ極の輪状永久磁石30と外周面がＳ極
の輪状永久磁石31とを間隔Ｈ′を開けて交互に同心円上
に配設する一方、下部フライホィール20の周面に第７図
に示す筒状永久磁石23′を設ける代わりに第８図に示す
ように環状永久磁石体29を設け、この環状永久磁石体29
を外周面がＮ極の輪環状永久磁石30′と外周面がＳ極の
輪環状永久磁石31′とにより構成し、その輪環状永久磁
石31′と輪環状永久磁石32′との間に非磁性のリング板
32を設けて、輪環状永久磁石30と輪環状永久磁石31とを
下部フライホィール20の長手方向に間隔Ｈを開けて配設
する構成としたものである。
４実施例の変形例を示すもので、下部フライホィール20
の上面と下面とに円板状永久磁石23を配設する代わり
に、第８図に示すように円板27、28を設け、その円板2
7、28に外周面がＮ極の輪状永久磁石30と外周面がＳ極
の輪状永久磁石31とを間隔Ｈ′を開けて交互に同心円上
に配設する一方、下部フライホィール20の周面に第７図
に示す筒状永久磁石23′を設ける代わりに第８図に示す
ように環状永久磁石体29を設け、この環状永久磁石体29
を外周面がＮ極の輪環状永久磁石30′と外周面がＳ極の
輪環状永久磁石31′とにより構成し、その輪環状永久磁
石31′と輪環状永久磁石32′との間に非磁性のリング板
32を設けて、輪環状永久磁石30と輪環状永久磁石31とを
下部フライホィール20の長手方向に間隔Ｈを開けて配設
する構成としたものである。
この変形例によれば、第７図に示す電力貯蔵装置より
もより一層良好に軸ブレを防止できる。
もより一層良好に軸ブレを防止できる。
この変形例では、円板27、28にその外周面が異極とな
るように輪状永久磁石30、31を埋設する構成としたが、
その外周面が同極となるように輪状永久磁石を埋設して
もよい。同様に、環状永久磁石体29についてもその外周
面が同極となるようにしてもよい。また、間隔Ｈ、Ｈ′
については適宜定める。
るように輪状永久磁石30、31を埋設する構成としたが、
その外周面が同極となるように輪状永久磁石を埋設して
もよい。同様に、環状永久磁石体29についてもその外周
面が同極となるようにしてもよい。また、間隔Ｈ、Ｈ′
については適宜定める。
なお、第９図において、符号33は連結軸22を挿通する
ための挿通孔である。
ための挿通孔である。
以上、実施例について説明したが、本発明に係わる電
力貯蔵装置はさかさまにしても使用できる。
力貯蔵装置はさかさまにしても使用できる。
また、固定子13はヨーク14を用いなくとも固定子コイ
ル15のみから構成してもよい。
ル15のみから構成してもよい。
（効果） 本発明に係わる電力貯蔵装置は、以上説明したように
構成したので、ピン止め効果を発揮する超電導体を用い
てフライホィールを磁気浮揚させているので、フライホ
イールを安定に回転させることができ、また、機械的軸
受けを用いていないので、機械的回転運動エネルギーの
ロスを低減させることができ、しかも、電気エネルギー
を機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的回転運
動エネルギーを電気エネルギーに変換する固定子と、こ
の固定子への通電に基づき回転されかつその回転に基づ
き固定子に発電を生じさせるフライホィールとが真空と
された筒体の内部に配置されているので、筒体の内部の
真空状態を、簡単な構成でほぼ永続的に持続させること
ができ、空気損失によるエネルギーロスを避けることが
できるという効果を奏し、ひいては、機械的軸受け型の
フライホィール式電力貯蔵装置に較べて長時間に渡って
電力を貯蔵できるという効果を奏する。また、超電導体
を亀の子（多角形）状の個体から構成すれば、隙間なく
超電導体を構成することができ、浮揚力の大きな超電導
体を得ることができる。
構成したので、ピン止め効果を発揮する超電導体を用い
てフライホィールを磁気浮揚させているので、フライホ
イールを安定に回転させることができ、また、機械的軸
受けを用いていないので、機械的回転運動エネルギーの
ロスを低減させることができ、しかも、電気エネルギー
を機械的回転運動エネルギーに変換しかつ機械的回転運
動エネルギーを電気エネルギーに変換する固定子と、こ
の固定子への通電に基づき回転されかつその回転に基づ
き固定子に発電を生じさせるフライホィールとが真空と
された筒体の内部に配置されているので、筒体の内部の
真空状態を、簡単な構成でほぼ永続的に持続させること
ができ、空気損失によるエネルギーロスを避けることが
できるという効果を奏し、ひいては、機械的軸受け型の
フライホィール式電力貯蔵装置に較べて長時間に渡って
電力を貯蔵できるという効果を奏する。また、超電導体
を亀の子（多角形）状の個体から構成すれば、隙間なく
超電導体を構成することができ、浮揚力の大きな超電導
体を得ることができる。
また、磁石付きのフライホイールを二段構成とし、こ
の磁石付きのフライホイールの下部に超電導体を設け
て、フライホイールを磁気浮上させることにしたので、
フライホイールの径を大きくしなくとも慣性力を高める
ことができ、また、フライホイールの慣性力を高めた場
合でもその軸ブレを防止することができる。
の磁石付きのフライホイールの下部に超電導体を設け
て、フライホイールを磁気浮上させることにしたので、
フライホイールの径を大きくしなくとも慣性力を高める
ことができ、また、フライホイールの慣性力を高めた場
合でもその軸ブレを防止することができる。
第１図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第１実施例を示
す断面図、 第２図は第１図に示す超電導体の平面図、 第３図は第２図に示す超電導体と対応する永久磁石の平
面図、 第４図は第１図に示す回転体の平面図、 第５図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第２実施例を示
す断面図、 第６図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第３実施例を示
す断面図、 第７図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第４実施例を示
す断面図、 第８図ないし第10図は第７図に示す第４実施例の変形例
を示すもので、 第８図は第７図に相当する断面図、 第９図は第８図に示す下部フライホィールの上面に取り
付けられた円板の平面図、 第10図は第８図に示す下部フライホィールの下面に取り
付けられた円板の平面図、 である。 ２……液体窒素、４……超電導体 ８……フライホィール、10、12……永久磁石 13……固定子
す断面図、 第２図は第１図に示す超電導体の平面図、 第３図は第２図に示す超電導体と対応する永久磁石の平
面図、 第４図は第１図に示す回転体の平面図、 第５図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第２実施例を示
す断面図、 第６図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第３実施例を示
す断面図、 第７図は本発明に係わる電力貯蔵装置の第４実施例を示
す断面図、 第８図ないし第10図は第７図に示す第４実施例の変形例
を示すもので、 第８図は第７図に相当する断面図、 第９図は第８図に示す下部フライホィールの上面に取り
付けられた円板の平面図、 第10図は第８図に示す下部フライホィールの下面に取り
付けられた円板の平面図、 である。 ２……液体窒素、４……超電導体 ８……フライホィール、10、12……永久磁石 13……固定子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−43158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−214031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−152238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310304（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178127（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−86491（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−501302（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／3524（ＷＯ，Ａ１) 『フライホイールによるエネルギー貯 蔵に関する調査研究』フライホイール畜 エネルギー技術調査研究委員会編（昭和 52年３月）ｐｐ．234 日経産業新聞（平成２年６月20日) 「実用化へ前進 高温超電導磁石 （下）」 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06 F16F 15/00 - 15/36 F25B 9/00 - 9/14 H02J 15/00 H02K 7/00 - 7/20 H02N 15/00 - 15/04 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (7)
- 【請求項１】電気エネルギーを機械的回転運動エネルギ
ーに変換しかつ機械的回転運動エネルギーを電気エネル
ギーに変換するために用いる固定子と、ピン止め効果を
発揮可能な超電導体と、該超電導体に対向して配設され
る永久磁石を備えて該超電導体のピン止め効果により回
転可能に磁気浮揚されると共に、前記固定子への通電に
基づき回転されかつその回転に基づき前記固定子に発電
を生じさせる筒状のフライホィールとを備え、前記固定
子と前記フライホィールとは真空とされた筒体の内部に
設置され、前記固定子は前記筒体に固定されて前記フラ
イホィールの筒内に同軸上に挿通され、前記筒体の下部
には前記超電導体を冷却するクライオスタットが設けら
れ、前記フライホィールの下部に連結軸が該フライホィ
ールと同軸上に設けられ、該連結軸の下部には下部フラ
イホィールと該下部フライホィールと一体の永久磁石体
とからなる軸受け部が形成され、該軸受け部にはその永
久磁石体と対向する超電導体が設けられ、該超電導体を
冷却するクライオスタットが前記軸受け部に設けられて
いる電力貯蔵装置。 - 【請求項２】電気エネルギーを機械的回転運動エネルギ
ーに変換しかつ機械的回転運動エネルギーを電気エネル
ギーに変換するために用いる固定子と、ピン止め効果を
発揮可能な超電導体と、該超電導体に対向して配設され
る永久磁石を備えて該超電導体のピン止め効果により回
転可能に磁気浮揚されると共に、前記固定子への通電に
基づき回転されかつその回転に基づき前記固定子に発電
を生じさせるフライホィールとを備え、前記固定子と前
記フライホィールとは真空とされた筒体の内部に設置さ
れ、前記固定子は環状とされて前記筒体の内周部に固定
され、前記フライホイールは前記固定子と同軸上に配置
され、前記筒体の下部には前記超電導体を冷却するクラ
イオスタットが設けられ、前記フライホィールの下部に
連結軸が該フライホィールと同軸上に設けられ、該連結
軸の下部には下部フライホィールと該下部フライホィー
ルと一体の永久磁石体とからなる軸受け部が形成され、
該軸受け部にはその永久磁石体と対向する超電導体が設
けられ、該超電導体を冷却するクライオスタットが前記
軸受け部に設けられている電力貯蔵装置。 - 【請求項３】前記軸受け部には前記永久磁石体が前記下
部フライホィールの下面と上面とに少なくとも設けられ
ている請求項１又は請求項２に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項４】前記下部フライホィールの周面に筒状永久
磁石が設けられ、該筒状永久磁石に対向して環状の超電
導体が設けられている請求項３に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項５】前記下部フライホィールの周面に環状永久
磁石が間隔を開けて設けられ、該環状永久磁石に対向し
て環状の超電導体が設けられている請求項１又は請求項
２に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項６】前記環状永久磁石の外周面の極性が前記下
部フライホィールの軸方向に互いに異なっている請求項
５に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項７】前記上面に配置された永久磁石体と前記下
面に配置された永久磁石体とが輪状とされ、該各輪状の
永久磁石体が前記下部フライホィールの下面と上面とに
同心状に設けられている請求項３に記載の電力貯蔵装
置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-200887 | 1990-07-26 | ||
| JP20088790 | 1990-07-26 | ||
| JP26365690 | 1990-10-01 | ||
| JP2-263656 | 1990-10-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217830A JPH04217830A (ja) | 1992-08-07 |
| JP2971557B2 true JP2971557B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=26512455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2309466A Expired - Fee Related JP2971557B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-11-15 | 電力貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971557B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3663472B2 (ja) * | 1994-12-20 | 2005-06-22 | 光洋精工株式会社 | 永久磁石使用軸受装置および永久磁石回転装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152238A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-10 | 三菱電機株式会社 | フライホイ−ル式エネルギ−貯蔵装置 |
| US5126317A (en) * | 1988-09-30 | 1992-06-30 | Eastman Kodak Company | Bearing system employing a superconductor element |
| JP2992578B2 (ja) * | 1990-07-08 | 1999-12-20 | 小山 央二 | エネルギー貯蔵装置 |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP2309466A patent/JP2971557B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 『フライホイールによるエネルギー貯蔵に関する調査研究』フライホイール畜エネルギー技術調査研究委員会編（昭和５２年３月）ｐｐ．２３４ |
| 日経産業新聞（平成２年６月２０日）「実用化へ前進 高温超電導磁石（下）」 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04217830A (ja) | 1992-08-07 |
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Legal Events
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