JPH01134907A - Power storing device - Google Patents
Power storing deviceInfo
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- JPH01134907A JPH01134907A JP62291903A JP29190387A JPH01134907A JP H01134907 A JPH01134907 A JP H01134907A JP 62291903 A JP62291903 A JP 62291903A JP 29190387 A JP29190387 A JP 29190387A JP H01134907 A JPH01134907 A JP H01134907A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は酸化物超電導材を利用した小型の電力貯蔵装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a small-sized power storage device using an oxide superconducting material.
（従来の技術）
小型の電力の貯蔵装置として、従来、電気化学的方法に
よって化学変化を利用して放出される化学エネルギを直
接電気エネルギに変換する装置すなわち電池が広く用い
られてきた。このうち、放電後、再充電を行なうことで
繰り返し使用が可能な電池（二次電池）として、鉛蓄電
池やアルカリ蓄電池が知られている。(Prior Art) Conventionally, as a small-sized power storage device, a device that directly converts chemical energy released by an electrochemical method into electrical energy by utilizing a chemical change, that is, a battery, has been widely used. Among these, lead-acid batteries and alkaline batteries are known as batteries (secondary batteries) that can be used repeatedly by recharging after discharging.
（発明が解決しようとする問題点）
これらの蓄電池には、低温時にその容量が低下するとい
う問題点があった。また、充電の際には充電電流の制限
から、長時間を要すという問題点、そして、電気エネル
ギを化学エネルギに置きかえ、また電気エネルギに転換
させるという操作を行なう間のロスによって、総合効率
は６０％〜７５％となってしまうという問題点があった
。(Problems to be Solved by the Invention) These storage batteries had a problem in that their capacity decreased at low temperatures. In addition, there is the problem that charging takes a long time due to charging current limitations, and the overall efficiency is reduced due to the loss during the operation of replacing electrical energy with chemical energy and converting it into electrical energy. There was a problem in that the ratio was between 60% and 75%.
また、大型の電力貯蔵装置として、超電導コイルを用い
たものの開発が進められているが、これらは１００万Ｋ
Ｖ時級の容量を想定したもので、上記した蓄電池に相当
する容量のものの開発は行なわれていない。In addition, large-scale power storage devices using superconducting coils are being developed, but these devices have a capacity of 1 million K.
It is assumed that the capacity is V-hour class, and no one with a capacity equivalent to the above-mentioned storage battery has been developed.
本発明は以上の点を考慮し、低温での使用に支障のない
、また充電ロスが少なく、充電時間のきわめて短かい、
小型の電力貯蔵装置を提供するこを目的とする。Taking the above points into consideration, the present invention has been developed to provide a battery that can be used at low temperatures, has little charging loss, and has an extremely short charging time.
The purpose is to provide a small-sized power storage device.
（問題点を解決するための手段）
本発明による電力貯蔵装置は、酸化物系の超電導材料を
用いて永久電流を流すコイルを作り、このコイルの中央
部の空いたスペースに、磁界式の超電導スイッチを設け
、その超電導スイッチを超電導材からなる磁気シールド
ケースで蔽ったことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The power storage device according to the present invention uses an oxide-based superconducting material to create a coil that allows a persistent current to flow, and a magnetic field type superconductor is installed in the empty space in the center of this coil. The device is characterized in that a switch is provided and the superconducting switch is covered with a magnetic shield case made of a superconducting material.
（作 用）
すなわち、−度、超電導状態となって永久電流を流して
いる小型の電力貯蔵装置から、電力を取り出すためには
、超電導スイッチを設ける必要があるが、本発明ではス
イッチの開閉が短かい応答時間で可能な磁界式スイッチ
を採用し、その磁界がソレノイドコイルの他の部分に影
響を及ぼすことのないよう磁界式スイッチの外側を超電
導材料からなる磁気シールドケースで蔽い、そして、こ
のスイッチとケースをソレノイドコイルの中央部の空い
たスペースに設置したものである。(Function) In other words, in order to extract power from a small power storage device that is in a superconducting state and flowing a persistent current, it is necessary to provide a superconducting switch, but in the present invention, the opening and closing of the switch is We use a magnetic field type switch that can achieve a short response time, and the outside of the magnetic field type switch is covered with a magnetic shield case made of superconducting material to prevent the magnetic field from affecting other parts of the solenoid coil. This switch and case are installed in the empty space in the center of the solenoid coil.
（実施例） （実施例の構成） 以下、図を用いて本発明の一実施例について説明する。(Example) (Configuration of Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は実施例の電力貯蔵装置の縦断面図である。超電
導材料からなるソレノイドコイル１が、支持ケース２に
収納されている。コイルは端子３，４と接続されている
。また、コイル１は電極３，４に至る途中で超電導材か
らなるコイル５によって接続され、従って、コイル１と
コイル５は、閉ループを形成している。支持ケース２の
内側には、磁気シールドケース６が設けられ、磁気シー
ルドケース６の内側にコイル５が収納されている。また
、このコイル５の近傍には、磁気コイル７が取付けられ
ていて、端子８，９と接続されている。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the power storage device of the embodiment. A solenoid coil 1 made of superconducting material is housed in a support case 2. The coil is connected to terminals 3 and 4. Further, the coil 1 is connected by a coil 5 made of a superconducting material on the way to the electrodes 3 and 4, and thus the coil 1 and the coil 5 form a closed loop. A magnetic shield case 6 is provided inside the support case 2, and a coil 5 is housed inside the magnetic shield case 6. Further, a magnetic coil 7 is attached near this coil 5 and connected to terminals 8 and 9.
支持ケース２とコイル１の間は絶縁物が充填されており
、また、磁気シールドケース６とコイル７の間も絶縁物
が充填されている。また、端子３゜４及び端子８，９と
支持ケース２及び磁気シールドケース６はそれぞれ絶縁
物を介して固定されいる。An insulator is filled between the support case 2 and the coil 1, and an insulator is also filled between the magnetic shield case 6 and the coil 7. Furthermore, the terminals 3.4, the terminals 8 and 9, the support case 2, and the magnetic shield case 6 are each fixed via an insulator.
（実施例の作用） 本実施例による装置の電磁気的な特徴をまず説明する。(Effect of Example) First, the electromagnetic characteristics of the device according to this embodiment will be explained.
第２図は本発明による電力貯蔵装置の使用状態を示す結
線図である。FIG. 2 is a wiring diagram showing how the power storage device according to the present invention is used.
まず電力貯蔵装置に電力を貯蔵（充電）する場合には、
トランス１１を介して外部電力がサイリスタ変換器１２
に導かれる。サイリスタ変換器１２はサイリスタ１３と
制御装置１４によって構成されており、ここで外部電力
は、直流電流に転換される。これは、超電導コイルが直
流によって励磁されるために行なう転換である。サイリ
スタ変換器１２では、単相交流線の各相に２コずつ接続
されており、制御回路によって、順番に点弧される。交
流電圧に対して点弧するタイミングを早めることによっ
て、超電導コイルに正の電圧をかけることとなり、すな
わち充電が行なわれる。First, when storing (charging) electricity in a power storage device,
External power is supplied to the thyristor converter 12 via the transformer 11.
guided by. The thyristor converter 12 is constituted by a thyristor 13 and a control device 14, in which external power is converted into direct current. This is the transformation that superconducting coils undergo because they are excited by direct current. Two thyristor converters 12 are connected to each phase of a single-phase AC line, and are fired in sequence by a control circuit. By advancing the ignition timing relative to the alternating current voltage, a positive voltage is applied to the superconducting coil, that is, charging is performed.
サイリスタ変換装置１２からの回路は、端子１５゜１６
にて、電力貯蔵装置側の端子３，４と接続される。この
際、超電導スイッチ１０のコイル７には、電流が流され
ており、磁界が発生している。この磁界は、超電導材か
らなるコイル５を常電導とするのに十分な強さすなわち
臨界磁場以上の磁場を形成する。すなわち、超電導スイ
ッチ１０は“開”トなっている。この際、磁界は、磁気
シールドケース６によってコイル１には達しないように
なっている。万一、シールドが完全でない場合には、コ
イル１の一部あるいは全部が常電導状態となり、充電を
行なうことができない。The circuit from the thyristor converter 12 is connected to terminals 15°16
It is connected to terminals 3 and 4 on the power storage device side. At this time, a current is flowing through the coil 7 of the superconducting switch 10, and a magnetic field is generated. This magnetic field forms a magnetic field with sufficient strength to make the coil 5 made of superconducting material normal conductive, that is, a magnetic field greater than the critical magnetic field. That is, the superconducting switch 10 is "open". At this time, the magnetic field is prevented from reaching the coil 1 by the magnetic shield case 6. If the shielding is not complete, part or all of the coil 1 becomes normally conductive, and charging cannot be performed.
充電が完了すると、制御装置１４からの信号でスイッチ
１９．２０が“開”となる、スイッチ２０が“開”とな
ると、コイル７に電流が流れなくなり、従って、超電導
スイッチ１０は“閉”の状態となる。これによって、コ
イル１．コイル５が全て超電導状態となり、ここに永久
電流が流れることとなる。When charging is completed, the switches 19 and 20 are turned "open" by a signal from the control device 14. When the switch 20 is turned "open", no current flows through the coil 7, and therefore the superconducting switch 10 is "closed". state. As a result, coil 1. All the coils 5 become superconducting, and a persistent current flows there.
永久電流が流れた状態の電力貯蔵装置は、端子３．４及
び“８，９”で電力充電・放電装置と分離させることも
可能となるのである。The power storage device in which a persistent current flows can be separated from the power charging/discharging device at the terminals 3.4 and "8,9".
次に、放電を行なう場合は、充電を行った際と同様の回
路を形成させた上で、スイッチ１９．２０を“閉”とす
ることで、サイリスタ変換装置１２に電流が流れるわけ
である。Next, when discharging is performed, a circuit similar to that used when charging is formed and the switches 19 and 20 are closed, so that current flows through the thyristor conversion device 12.
次に以上述べた充電・放電の操作を行う際の構造物にお
ける作用を説明する。コイル１，５に永久電流が流れて
いる状態で、コイル１，５には電磁力が発生する。この
電磁力によってコイルが破断することを防止するために
、支持ケース２が設けられている。この際、支持ケース
の内側に全ての構成物を収納するのにソレノイドコイル
１の中央部の空きスペースを有効に利用して、本発明に
おいては、ここに超電導スイッチと磁気シールド材を設
けている。磁気シールドケース６は超電導材料によって
製作されている。すなわち、超電導材料のマイスナ効果
によって、効果的な磁気シールドを行なおうとするもの
である。一般に大型の電力貯蔵設備などでは熱式のスイ
ッチが用いられるが１本発明の対象とする小型の貯蔵装
置では、頻繁なスイッチの開閉に対応できるように磁界
式を採用した。熱式では、当該部分が一定温度以上とな
ったり、あるいは一定温度以下となったりするまでの応
答おくれが生ずるためである。Next, the operation of the structure when performing the charging/discharging operations described above will be explained. When a persistent current flows through the coils 1 and 5, electromagnetic force is generated in the coils 1 and 5. A support case 2 is provided to prevent the coil from breaking due to this electromagnetic force. At this time, the empty space in the center of the solenoid coil 1 is effectively used to store all the components inside the support case, and in the present invention, the superconducting switch and magnetic shielding material are provided here. . The magnetic shield case 6 is made of superconducting material. That is, an attempt is made to provide effective magnetic shielding using the Meissner effect of superconducting materials. Generally, thermal type switches are used in large-scale power storage equipment, etc., but in the small storage device that is the subject of the present invention, a magnetic field type switch is used to cope with frequent opening and closing of switches. This is because in the thermal type, there is a delay in response until the temperature of the relevant part reaches a certain level or higher or falls below a certain level.
（実施例の効果）
以上のような構成・作用としたため、本実施例は、以下
のような効果を有する。(Effects of Example) Because of the configuration and operation described above, this example has the following effects.
■ 電力貯蔵装置として、最少限の要素すなわち超電導
コイルと超電導スイッチのみを構成要素としたため、超
電導電力貯蔵装置としての特長。■ It has the advantage of being a superconducting power storage device because it consists of only the minimum elements, that is, a superconducting coil and a superconducting switch.
すなわち、効率の良い点（９０％以上）や、極く短時間
で充電が完了する点あるいは、蓄電池などで問題となる
低温での使用などの問題を解消できる点などの特長を有
しながら極めて、小型の電力貯蔵装置を供給できる。In other words, it has features such as high efficiency (more than 90%), the ability to complete charging in an extremely short time, and the ability to solve problems such as use at low temperatures that occur with storage batteries. , can supply small power storage devices.
■ 磁界式の超電導スイッチを採用したため、熱式のよ
うな応答遅れのない、頻繁な開閉操作が可能な貯蔵装置
となった。■ By using a magnetic field-type superconducting switch, the storage device can be opened and closed frequently without the response delay of a thermal type.
■ 磁気シールド材として、超電導材料を用いたため、
当該部分の小型化が計れ、全体構造としても小型化が達
成される。■ Because superconducting material was used as the magnetic shielding material,
This part can be made smaller, and the overall structure can also be made smaller.
（イ）構造の単純化・小型化が計れる。(b) The structure can be simplified and downsized.
コイルの外側にはコイルの支持ケースのみを設置してい
るため、ケースの構造を単純化できるので、小型化が可
能となる。また、コイルの中央部の空きスペースにその
他の構成要素を収納するため、スペースの無駄がないた
め、さらに小型化が可能である６
（他の実施例）
■ ソレノイドコイル１つを使用した場合を述べたが、
複数個のソレノイドコイルを同心円状あるいは、円心で
積層状に設け、それぞれのコイルについての超電導スイ
ッチを中央部の空きスペースに設けるようにしたものも
本発明の実施例とする。この場合には、各コイルごとに
端子が設けられる。ただし、−極のみ、コモンとするこ
とも可能である。また、超電導スイッチは、それぞれを
磁気シールドする必要がある。Since only the supporting case for the coil is installed outside the coil, the structure of the case can be simplified and the size can be reduced. In addition, since other components are stored in the empty space in the center of the coil, there is no wasted space, and further miniaturization is possible.6 (Other Examples) ■ When using one solenoid coil As mentioned,
An embodiment of the present invention is one in which a plurality of solenoid coils are provided concentrically or in a stacked manner in a circular center, and a superconducting switch for each coil is provided in an empty space in the center. In this case, a terminal is provided for each coil. However, it is also possible to make only the - pole common. Additionally, each superconducting switch needs to be magnetically shielded.
■ ソレノイドコイルを使用する場合について、説明し
たが、トロイダルコイルとすることも可能である。この
場合も、中央部に空きスペースができるので、この部分
を利用する。■ Although the case where a solenoid coil is used has been explained, it is also possible to use a toroidal coil. In this case as well, there will be an empty space in the center, so use this space.
また、トロイダルコイルを複数個に分割して、それぞれ
を独立したコイルとすることも可能である。Furthermore, it is also possible to divide the toroidal coil into a plurality of parts and make each part an independent coil.
本発明によれば、以上述べたような構成により、小型で
効率の良い電力貯蔵装置を提供することができるのであ
る。According to the present invention, with the configuration described above, it is possible to provide a small and efficient power storage device.
第１図は本発明の実施例の電力貯蔵装置の縦断面図、第
２図は本発明の装置を使用する場合に電力充電・放電装
置と組合せた状態における回路図である。
１．５．７・・・コイル ３，４，８．９・・
・端子６・・・磁気シールドFIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a power storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the device of the present invention when used in combination with a power charging/discharging device. 1.5.7...Coil 3,4,8.9...
・Terminal 6...Magnetic shield
Claims (3)
コイル支持ケースとからなる電力貯蔵装置において、そ
のコイルの中央部分に磁気シールド材からなる凹状のス
ペースを設け、このスペース内に前記した超電導コイル
の一部を設置させるとともに、そのコイルの近傍に、磁
界を発生させるためのコイルを設けたことを特徴とする
電力貯蔵装置。(1) In a power storage device consisting of an annular superconducting coil and a coil support case provided outside the coil, a concave space made of magnetic shielding material is provided in the center of the coil, and the above-mentioned A power storage device characterized in that a part of a superconducting coil is installed and a coil for generating a magnetic field is provided near the coil.
であることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の電
力貯蔵装置。(2) The power storage device according to claim 1, wherein the annular superconducting coil is a solenoid-like coil.
であることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の電
力貯蔵装置。(3) The power storage device according to claim 1, wherein the annular superconducting coil is a toroidal coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291903A JPH01134907A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Power storing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291903A JPH01134907A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Power storing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134907A true JPH01134907A (en) | 1989-05-26 |
Family
ID=17774952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62291903A Pending JPH01134907A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Power storing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01134907A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013102183A (en) * | 2009-06-15 | 2013-05-23 | Toshiba Corp | Superconductive magnet device |
| US9234692B2 (en) | 2009-06-15 | 2016-01-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting magnetic apparatus |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62291903A patent/JPH01134907A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013102183A (en) * | 2009-06-15 | 2013-05-23 | Toshiba Corp | Superconductive magnet device |
| US9234692B2 (en) | 2009-06-15 | 2016-01-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting magnetic apparatus |
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