JPH0549191A - 電力貯蔵装置 - Google Patents
電力貯蔵装置Info
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- JPH0549191A JPH0549191A JP3226322A JP22632291A JPH0549191A JP H0549191 A JPH0549191 A JP H0549191A JP 3226322 A JP3226322 A JP 3226322A JP 22632291 A JP22632291 A JP 22632291A JP H0549191 A JPH0549191 A JP H0549191A
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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
-
- 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
-
- 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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
- F16C2380/28—Motor, generator coupled with a flywheel
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械的な軸受を不要とし、もって維持管理が
容易な電力貯蔵装置とすることにある。 【構成】 支持手段と、該支持手段に回転可能に配置さ
れたフライホィールと、該フライホィールに対しエネル
ギーの受け渡しをすべく前記フライホィールに結合され
た発電電動手段と、前記フライホィールを前記支持手段
に対し磁気的に浮上させた状態に維持する磁気浮上手段
とを含み、該磁気浮上手段は、前記フライホィールを前
記支持手段から浮上させる磁場を発生すべく前記フライ
ホィールおよび前記支持手段の一方に配置された磁場発
生器と、不均質部分を内部に有する超電導体であって前
記磁場を受けるべく前記フライホィールおよび前記支持
手段の他方に配置された超電導体とを含むことを特徴と
する。
容易な電力貯蔵装置とすることにある。 【構成】 支持手段と、該支持手段に回転可能に配置さ
れたフライホィールと、該フライホィールに対しエネル
ギーの受け渡しをすべく前記フライホィールに結合され
た発電電動手段と、前記フライホィールを前記支持手段
に対し磁気的に浮上させた状態に維持する磁気浮上手段
とを含み、該磁気浮上手段は、前記フライホィールを前
記支持手段から浮上させる磁場を発生すべく前記フライ
ホィールおよび前記支持手段の一方に配置された磁場発
生器と、不均質部分を内部に有する超電導体であって前
記磁場を受けるべく前記フライホィールおよび前記支持
手段の他方に配置された超電導体とを含むことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力をフライホィール
に回転エネルギーとして貯蔵しておき、電力の供給時に
フライホィールの回転エネルギーを電気エネルギーに変
換する電力貯蔵装置に関する。
に回転エネルギーとして貯蔵しておき、電力の供給時に
フライホィールの回転エネルギーを電気エネルギーに変
換する電力貯蔵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フライホィールを用いた電力貯蔵装置
は、一般に、フライホィールを軸受を用いて支持体に回
転可能に支持させ、電力の余剰時には余剰電力を利用し
てフライホィールを回転させることにより電気エネルギ
ーを回転エネルギーとして貯蔵しておき、電力の供給時
には回転エネルギーを電気エネルギーに変換している。
は、一般に、フライホィールを軸受を用いて支持体に回
転可能に支持させ、電力の余剰時には余剰電力を利用し
てフライホィールを回転させることにより電気エネルギ
ーを回転エネルギーとして貯蔵しておき、電力の供給時
には回転エネルギーを電気エネルギーに変換している。
【０００３】しかし、従来のこの種の電力貯蔵装置は、
機械的な軸受を用いているから、回転数が軸と軸受との
間の摩擦により低下し、またフライホィールの重量およ
び回転数が軸受の機械的強度等により制限される。さら
に、温度上昇による潤滑油の劣化、軸部および軸受の摩
耗による劣化等が生じるから、維持管理が必要である。
機械的な軸受を用いているから、回転数が軸と軸受との
間の摩擦により低下し、またフライホィールの重量およ
び回転数が軸受の機械的強度等により制限される。さら
に、温度上昇による潤滑油の劣化、軸部および軸受の摩
耗による劣化等が生じるから、維持管理が必要である。
【０００４】
【解決しようとする課題】本発明の目的は、機械的な軸
受を不要とし、もって維持管理が容易な電力貯蔵装置と
することにある。
受を不要とし、もって維持管理が容易な電力貯蔵装置と
することにある。
【０００５】
【解決手段、作用、効果】本発明の電力貯蔵装置は、支
持手段と、該支持手段に回転可能に配置されたフライホ
ィールと、該フライホィールに対しエネルギーの受け渡
しをすべく前記フライホィールに結合された発電電動手
段と、前記フライホィールを前記支持手段に対し磁気的
に浮上させた状態に維持する磁気浮上手段とを含み、該
磁気浮上手段は、前記フライホィールを前記支持手段か
ら浮上させる磁場を発生すべく前記フライホィールおよ
び前記支持手段の一方に配置された磁場発生器と、不均
質部分を内部に有する超電導体であって前記磁場を受け
るべく前記フライホィールおよび前記支持手段の他方に
配置された超電導体とを含むことを特徴とする。
持手段と、該支持手段に回転可能に配置されたフライホ
ィールと、該フライホィールに対しエネルギーの受け渡
しをすべく前記フライホィールに結合された発電電動手
段と、前記フライホィールを前記支持手段に対し磁気的
に浮上させた状態に維持する磁気浮上手段とを含み、該
磁気浮上手段は、前記フライホィールを前記支持手段か
ら浮上させる磁場を発生すべく前記フライホィールおよ
び前記支持手段の一方に配置された磁場発生器と、不均
質部分を内部に有する超電導体であって前記磁場を受け
るべく前記フライホィールおよび前記支持手段の他方に
配置された超電導体とを含むことを特徴とする。
【０００６】フライホィールは、磁場発生器と超電導体
との間の磁気的反発力により支持手段から浮上した状態
に維持される。また、磁場発生器により発生される磁場
は、不均質部分を内部に有する超電導体と共同して、不
均質部分を内部に有していない超電導体を用いた場合に
生じない、いわゆるピン止め効果（ピンニング現象）を
生じる。このピン止め効果により、不均質部分を内部に
有していない超電導体を用いた従来の磁気浮上手段に比
べ大きな反発力が磁場発生器と超電導体との間に作用
し、超電導体は磁場の谷間に安定に維持される。これら
のことから、機械的な軸受を用いることなく、フライホ
ィールを支持手段に回転可能に支持させることができ
る。
との間の磁気的反発力により支持手段から浮上した状態
に維持される。また、磁場発生器により発生される磁場
は、不均質部分を内部に有する超電導体と共同して、不
均質部分を内部に有していない超電導体を用いた場合に
生じない、いわゆるピン止め効果（ピンニング現象）を
生じる。このピン止め効果により、不均質部分を内部に
有していない超電導体を用いた従来の磁気浮上手段に比
べ大きな反発力が磁場発生器と超電導体との間に作用
し、超電導体は磁場の谷間に安定に維持される。これら
のことから、機械的な軸受を用いることなく、フライホ
ィールを支持手段に回転可能に支持させることができ
る。
【０００７】本発明によれば、ピン止め効果を生じるか
ら、フライホィールと支持手段との間に機械的な軸受を
用いる必要がなく、したがって機械的な軸受の摩擦に起
因するフライホィールの回転数の低下、機械的な軸受に
起因するフライホィールの重量および回転数の制限がな
くなり、潤滑油の劣化、機械的な軸受の摩耗による劣化
等に起因する維持管理不要になる。
ら、フライホィールと支持手段との間に機械的な軸受を
用いる必要がなく、したがって機械的な軸受の摩擦に起
因するフライホィールの回転数の低下、機械的な軸受に
起因するフライホィールの重量および回転数の制限がな
くなり、潤滑油の劣化、機械的な軸受の摩耗による劣化
等に起因する維持管理不要になる。
【０００８】前記磁気浮上手段の磁場発生器は、フライ
ホィールおよび支持手段の一方に配置された一対の環状
磁石であってフライホィールの回転軸線の周りを互いに
平行に伸びる一対の環状磁石を有することが好ましい。
この場合、フライホィールおよび前記支持手段の他方に
前記一対の環状磁石と対向して配置された複数のまたは
環状の超電導体が用いられる。このようにすれば、超電
導体は前記したピン止め効果により一対の磁石によって
形成された磁場の谷間に安定に維持されるから、一対の
環状磁石と超電導体とは、フライホィールの回転にとも
なって、超電導体が見掛け上前記磁場の谷間に沿って変
位するように、相対的に変位し、その結果フライホィー
ルは支持手段に対し回転軸線と直角な方向への変位を防
止される。このため、従来の磁気浮上手段を用いた場合
に比べ、フライホィールの回転が安定する。
ホィールおよび支持手段の一方に配置された一対の環状
磁石であってフライホィールの回転軸線の周りを互いに
平行に伸びる一対の環状磁石を有することが好ましい。
この場合、フライホィールおよび前記支持手段の他方に
前記一対の環状磁石と対向して配置された複数のまたは
環状の超電導体が用いられる。このようにすれば、超電
導体は前記したピン止め効果により一対の磁石によって
形成された磁場の谷間に安定に維持されるから、一対の
環状磁石と超電導体とは、フライホィールの回転にとも
なって、超電導体が見掛け上前記磁場の谷間に沿って変
位するように、相対的に変位し、その結果フライホィー
ルは支持手段に対し回転軸線と直角な方向への変位を防
止される。このため、従来の磁気浮上手段を用いた場合
に比べ、フライホィールの回転が安定する。
【０００９】前記一対の環状磁石を前記フライホィール
のフライホィール部および前記支持手段の一方に配置
し、前記超電導体を前記フライホィール部および前記支
持手段の他方に配置することが好ましい。このようにす
れば、フライホィールがフライホィール部において支持
されるから、フライホィールが軸部において支持される
場合に比べ、フライホィールの回転が安定する。
のフライホィール部および前記支持手段の一方に配置
し、前記超電導体を前記フライホィール部および前記支
持手段の他方に配置することが好ましい。このようにす
れば、フライホィールがフライホィール部において支持
されるから、フライホィールが軸部において支持される
場合に比べ、フライホィールの回転が安定する。
【００１０】前記一対の環状磁石と前記環状磁石とを備
える少なくとも２つの磁気浮上手段を用いることができ
る。この場合、少なくとも１つの磁気浮上手段の前記一
対の環状磁石は前記回転軸線の方向における前記フライ
ホィール部の一方の面および前記支持手段の一方に配置
され、前記超電導体は前記一方の面および前記支持手段
の他方に配置される。また、他の少なくとも１つの磁気
浮上手段の前記一対の環状磁石は前記回転軸線の方向に
おける前記フライホィール部の他方の面および前記支持
手段の一方に配置され、前記超電導体は前記他方の面お
よび前記支持手段の他方に前記一対の環状磁石に対向し
て配置される。このようにすれば、フライホィールが、
フライホィール部において、支持手段に対し回転軸線と
直角な方向への変位を防止されるのみならず、両磁気浮
上手段の共同作用により回転軸線の方向への変位をも防
止されるから、フライホィールの回転がより安定する。
える少なくとも２つの磁気浮上手段を用いることができ
る。この場合、少なくとも１つの磁気浮上手段の前記一
対の環状磁石は前記回転軸線の方向における前記フライ
ホィール部の一方の面および前記支持手段の一方に配置
され、前記超電導体は前記一方の面および前記支持手段
の他方に配置される。また、他の少なくとも１つの磁気
浮上手段の前記一対の環状磁石は前記回転軸線の方向に
おける前記フライホィール部の他方の面および前記支持
手段の一方に配置され、前記超電導体は前記他方の面お
よび前記支持手段の他方に前記一対の環状磁石に対向し
て配置される。このようにすれば、フライホィールが、
フライホィール部において、支持手段に対し回転軸線と
直角な方向への変位を防止されるのみならず、両磁気浮
上手段の共同作用により回転軸線の方向への変位をも防
止されるから、フライホィールの回転がより安定する。
【００１１】前記一対の環状磁石をフライホィールのフ
ライホィール部の外周面および前記支持手段の一方に配
置し、前記超電導体を前記外周面および前記支持手段の
他方に前記一対の環状磁石と対向して配置することがで
きる。このようにすれば、一対の環状磁石と超電導体と
の共同作用により、フライホィールがフライホィール部
の外周面において、支持手段に対し回転軸線と直角な方
向への変位、および回転軸線の方向への変位を防止され
るから、フライホィールの回転が安定する。
ライホィール部の外周面および前記支持手段の一方に配
置し、前記超電導体を前記外周面および前記支持手段の
他方に前記一対の環状磁石と対向して配置することがで
きる。このようにすれば、一対の環状磁石と超電導体と
の共同作用により、フライホィールがフライホィール部
の外周面において、支持手段に対し回転軸線と直角な方
向への変位、および回転軸線の方向への変位を防止され
るから、フライホィールの回転が安定する。
【００１２】前記一対の環状磁石はフライホィールの軸
部の外周面および前記支持手段の一方に配置され、前記
超電導体は前記外周面および前記支持手段の部位の他方
に配置することができる。このようにすれば、一対の環
状磁石と超電導体との共同作用により、フライホィール
が軸部において、支持手段に対し回転軸線と直角な方向
への変位、および回転軸線の方向への変位を防止される
から、フライホィールの回転が安定する。
部の外周面および前記支持手段の一方に配置され、前記
超電導体は前記外周面および前記支持手段の部位の他方
に配置することができる。このようにすれば、一対の環
状磁石と超電導体との共同作用により、フライホィール
が軸部において、支持手段に対し回転軸線と直角な方向
への変位、および回転軸線の方向への変位を防止される
から、フライホィールの回転が安定する。
【００１３】円形または多角形の磁石を備える磁場発生
器と、前記磁石と対向された超電導体とを備える少なく
とも２つの磁気浮上手段を用いることができる。この場
合、少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記磁石は、
これの中心が前記フライホィールの回転軸線と一致する
ように、前記回転軸線の方向における前記軸部の一方の
端面および前記支持手段の一方に配置され、前記超電導
体は前記一方の端面および前記支持手段の他方に前記磁
石と対向して配置される。また他の少なくとも１つの前
記磁石は前記回転軸線方向における前記軸部の他方の端
面および前記支持手段の一方に配置され、また前記超電
導体は前記他方の端面および前記支持手段の他方に前記
他の磁石と対向して配置される。このようにすれば、磁
石と超電導体とが回転軸線の方向および該回転軸線と直
角の方向へ相対的に変位しようとすると、磁石と超電導
体との間のピン止め効果により、この変位を修正する力
が磁石と超電導体とに作用する。このため、フライホィ
ールは、これを支持手段に対し回転軸線の方向および該
回転軸線と直角の方向へ移動させる力により支持手段に
対して変位されても支持手段に対し正しい位置に修正さ
れる。
器と、前記磁石と対向された超電導体とを備える少なく
とも２つの磁気浮上手段を用いることができる。この場
合、少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記磁石は、
これの中心が前記フライホィールの回転軸線と一致する
ように、前記回転軸線の方向における前記軸部の一方の
端面および前記支持手段の一方に配置され、前記超電導
体は前記一方の端面および前記支持手段の他方に前記磁
石と対向して配置される。また他の少なくとも１つの前
記磁石は前記回転軸線方向における前記軸部の他方の端
面および前記支持手段の一方に配置され、また前記超電
導体は前記他方の端面および前記支持手段の他方に前記
他の磁石と対向して配置される。このようにすれば、磁
石と超電導体とが回転軸線の方向および該回転軸線と直
角の方向へ相対的に変位しようとすると、磁石と超電導
体との間のピン止め効果により、この変位を修正する力
が磁石と超電導体とに作用する。このため、フライホィ
ールは、これを支持手段に対し回転軸線の方向および該
回転軸線と直角の方向へ移動させる力により支持手段に
対して変位されても支持手段に対し正しい位置に修正さ
れる。
【００１４】前記発電電動手段は、前記軸部に配置され
た回転子と、前記支持手段に配置された固定子とを備え
ることができる。
た回転子と、前記支持手段に配置された固定子とを備え
ることができる。
【００１５】
【実施例】図１および図２を参照するに、電力貯蔵装置
１０は、非磁性材料製のフライホィール１２と、該フラ
イホィールを支持する非磁性材料製の支持体１４と、フ
ライホィール１２に対しエネルギーの受け渡しをする発
電電動機１６と、フライホィール１２を支持体１４に対
し磁気的に浮上させることによりフライホィール１２を
支持体１４に回転可能に支持させる複数の磁気浮上装置
１８，２０とを含む。
１０は、非磁性材料製のフライホィール１２と、該フラ
イホィールを支持する非磁性材料製の支持体１４と、フ
ライホィール１２に対しエネルギーの受け渡しをする発
電電動機１６と、フライホィール１２を支持体１４に対
し磁気的に浮上させることによりフライホィール１２を
支持体１４に回転可能に支持させる複数の磁気浮上装置
１８，２０とを含む。
【００１６】フライホィール１２は、円板状のフライホ
ィール部２２と、該フライホィール部に結合された一対
の軸部２４とを有する。両軸部２４は、フライホィール
部２２に関し互いに反対の方向へ伸びる。支持体１４
は、フライホィール１２を収容する空間２６を有する。
図示の例では、フライホィール１２および支持体１４
は、フライホィール１２の回転軸線２８が上下方向とな
るように据付けられている。しかし、回転軸線２８が水
平方向へ伸びるように、フライホィール１２および支持
体１４を据付けてもよい。空間２６は、フライホィール
１２の断面形状と相似形の断面形状を有する。フライホ
ィール１２の回転抵抗を低下させるべく、空間２６を真
空に維持するか、またはヘリウムガス、水素ガスのよう
な気体を空間２６に充填することが好ましい。
ィール部２２と、該フライホィール部に結合された一対
の軸部２４とを有する。両軸部２４は、フライホィール
部２２に関し互いに反対の方向へ伸びる。支持体１４
は、フライホィール１２を収容する空間２６を有する。
図示の例では、フライホィール１２および支持体１４
は、フライホィール１２の回転軸線２８が上下方向とな
るように据付けられている。しかし、回転軸線２８が水
平方向へ伸びるように、フライホィール１２および支持
体１４を据付けてもよい。空間２６は、フライホィール
１２の断面形状と相似形の断面形状を有する。フライホ
ィール１２の回転抵抗を低下させるべく、空間２６を真
空に維持するか、またはヘリウムガス、水素ガスのよう
な気体を空間２６に充填することが好ましい。
【００１７】各磁気浮上装置１８は、図３および図４に
示すように、フライホィール１２を支持体１４に対して
浮上させる磁場の発生器として作用する環状の磁石３０
と、円板状の超電導体３２とを備える。磁石３０は、こ
れの軸線がフライホィール１２の回転軸線２８と一致す
るように軸部２４の端面に固定されている。これに対
し、超電導体３２は対応する磁石３０からの磁束を受け
るべく対応する磁石３０と対向するように、支持体１４
の対応する部位に固定されている。なお、磁石３０を軸
部２４の端面に配置し、超電導体３２を支持体１４に配
置する代りに、磁石３０を支持体１４に配置し、超電導
体３２を軸部２４の端面に配置してもよい。
示すように、フライホィール１２を支持体１４に対して
浮上させる磁場の発生器として作用する環状の磁石３０
と、円板状の超電導体３２とを備える。磁石３０は、こ
れの軸線がフライホィール１２の回転軸線２８と一致す
るように軸部２４の端面に固定されている。これに対
し、超電導体３２は対応する磁石３０からの磁束を受け
るべく対応する磁石３０と対向するように、支持体１４
の対応する部位に固定されている。なお、磁石３０を軸
部２４の端面に配置し、超電導体３２を支持体１４に配
置する代りに、磁石３０を支持体１４に配置し、超電導
体３２を軸部２４の端面に配置してもよい。
【００１８】各磁気浮上装置２０は、図５に示すよう
に、フライホィール１２を支持体１４に対して浮上させ
る磁場の発生器として作用する環状の磁石３４と、円板
状の複数の超電導体３６とを備える。磁気浮上装置２０
は、各軸部２４、フライホィール部２２の上下の各面、
およびフライホィール部２２の外周面と、支持体１４の
対応する部位とに配置されている。図１および図２に示
す例では、磁石３４はフライホィール１２の側に配置さ
れており、各超電導体３６は支持体１４の側に配置され
ている。各磁石３４は、回転軸線２８を中心とする仮想
的な線に沿って伸びるように配置されている。これに対
し、各超電導体３６は、対応する磁石３４からの磁束を
受けるべく対応する磁石３４と対向するように、対応す
る磁石３４に沿って順次配置されている。磁石３４をフ
ライホィール１２の側に配置し、各超電導体３６を支持
体１４の側に配置する代りに、磁石３４を支持体１４の
側に配置し、各超電導体３６をフライホィール１２の側
に配置してもよい。また、各磁気浮上装置２０におい
て、円板状の複数の超電導体３６を用いる代りに、環状
の超電導体を用いてもよく、この場合環状の超電導体は
対応する磁石と対向しかつ対応する磁石に沿って伸びる
ように配置される。さらに、板状または棒状の磁石をフ
ライホィールの回転方向において同極となるように環状
に配置してもよい。
に、フライホィール１２を支持体１４に対して浮上させ
る磁場の発生器として作用する環状の磁石３４と、円板
状の複数の超電導体３６とを備える。磁気浮上装置２０
は、各軸部２４、フライホィール部２２の上下の各面、
およびフライホィール部２２の外周面と、支持体１４の
対応する部位とに配置されている。図１および図２に示
す例では、磁石３４はフライホィール１２の側に配置さ
れており、各超電導体３６は支持体１４の側に配置され
ている。各磁石３４は、回転軸線２８を中心とする仮想
的な線に沿って伸びるように配置されている。これに対
し、各超電導体３６は、対応する磁石３４からの磁束を
受けるべく対応する磁石３４と対向するように、対応す
る磁石３４に沿って順次配置されている。磁石３４をフ
ライホィール１２の側に配置し、各超電導体３６を支持
体１４の側に配置する代りに、磁石３４を支持体１４の
側に配置し、各超電導体３６をフライホィール１２の側
に配置してもよい。また、各磁気浮上装置２０におい
て、円板状の複数の超電導体３６を用いる代りに、環状
の超電導体を用いてもよく、この場合環状の超電導体は
対応する磁石と対向しかつ対応する磁石に沿って伸びる
ように配置される。さらに、板状または棒状の磁石をフ
ライホィールの回転方向において同極となるように環状
に配置してもよい。
【００１９】磁石３０，３４のそれぞれは、アルニコ磁
石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石のような
通常の永久磁石、環状のコイルを用いた通常の電磁石、
環状のコイルと環状の鉄心とを用いた通常の電磁石、超
電導バルクを磁化させた超電導磁石、超電導コイルを用
いた超電導電磁石、超電導コイルを環状のコアに巻いた
超電導電磁石等任意な磁石を用いることができる。図示
の例では、磁石３０、３４は、超電導体を用いた永久磁
石材料からなり、図４および図５に示すように磁化され
ている。
石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石のような
通常の永久磁石、環状のコイルを用いた通常の電磁石、
環状のコイルと環状の鉄心とを用いた通常の電磁石、超
電導バルクを磁化させた超電導磁石、超電導コイルを用
いた超電導電磁石、超電導コイルを環状のコアに巻いた
超電導電磁石等任意な磁石を用いることができる。図示
の例では、磁石３０、３４は、超電導体を用いた永久磁
石材料からなり、図４および図５に示すように磁化され
ている。
【００２０】超電導体３２，３６のそれぞれは、銀のよ
うな非超電導材料をイットリウムのような超電導材料か
らなる板状部材または棒状部材の内部に分散させること
により、不均質部分を内部に散在させた公知のものを用
いることができる。磁石３０，３４または超電導体３
２，３６を冷却すべきである場合は、それらは冷却手段
内に配置される。なお、磁石３０，３４は、円形である
必要はなく、多角形であってもよい。
うな非超電導材料をイットリウムのような超電導材料か
らなる板状部材または棒状部材の内部に分散させること
により、不均質部分を内部に散在させた公知のものを用
いることができる。磁石３０，３４または超電導体３
２，３６を冷却すべきである場合は、それらは冷却手段
内に配置される。なお、磁石３０，３４は、円形である
必要はなく、多角形であってもよい。
【００２１】図４に示すように、各超電導体３２は対応
する磁石３０により発生される磁場３８の谷間に安定さ
れ、また磁石３０により発生された磁束の一部は対応す
る超電導体３２内に入り込む。これにより、磁石３０は
対応する超電導体３２と共同して、不均質部分を内部に
有していない超電導体を用いた場合には生じないピン止
め効果を生じる。上記のピン止め効果は、磁石３０と超
電導体３２とが軸線２８の周りに相対的に回転すること
は許すが、磁石３０と超電導体３２とが磁場を横切る方
向（図示の例では、回転軸線２８と直角の方向）へ相対
的に変位することは阻止する。
する磁石３０により発生される磁場３８の谷間に安定さ
れ、また磁石３０により発生された磁束の一部は対応す
る超電導体３２内に入り込む。これにより、磁石３０は
対応する超電導体３２と共同して、不均質部分を内部に
有していない超電導体を用いた場合には生じないピン止
め効果を生じる。上記のピン止め効果は、磁石３０と超
電導体３２とが軸線２８の周りに相対的に回転すること
は許すが、磁石３０と超電導体３２とが磁場を横切る方
向（図示の例では、回転軸線２８と直角の方向）へ相対
的に変位することは阻止する。
【００２２】各超電導体３６は対応する磁石３４により
発生される磁場の谷間に安定され、また磁石３４により
発生された磁束の一部は対応する超電導体３６内に入り
込む。これにより、超電導体３６と磁石３４との間に大
きな反発力が作用し、また超電導体３６と磁石３４とは
両磁石３４による磁場の谷間に沿う方向へ相対的に変位
することは許されるが、両磁石３４による磁場の谷間か
ら外れる方向へ相対的に変位することは阻止される。
発生される磁場の谷間に安定され、また磁石３４により
発生された磁束の一部は対応する超電導体３６内に入り
込む。これにより、超電導体３６と磁石３４との間に大
きな反発力が作用し、また超電導体３６と磁石３４とは
両磁石３４による磁場の谷間に沿う方向へ相対的に変位
することは許されるが、両磁石３４による磁場の谷間か
ら外れる方向へ相対的に変位することは阻止される。
【００２３】磁石３０と超電導体３２の共同作用、磁石
３４と超電導体３６との共同作用、および磁気浮上装置
１９，２０相互の共同作用により、フライホィール１２
は、軸線２８の周りに回転することは許されるが、支持
体１４に対し磁場を横切る方向へ変位しようとすると、
所定の位置に戻され、その結果フライホィール１２は、
磁気浮上装置１８，２０により、支持体１４に対し磁気
的に浮上され、支持体１４に回転可能に支持される。
３４と超電導体３６との共同作用、および磁気浮上装置
１９，２０相互の共同作用により、フライホィール１２
は、軸線２８の周りに回転することは許されるが、支持
体１４に対し磁場を横切る方向へ変位しようとすると、
所定の位置に戻され、その結果フライホィール１２は、
磁気浮上装置１８，２０により、支持体１４に対し磁気
的に浮上され、支持体１４に回転可能に支持される。
【００２４】発電電動機１６は、一方の軸部２４の外周
面に配置された回転子４０と、支持体１４に回転子４０
と対向して配置された固定子４２とを備える。回転子４
２は、軸線２８の周りに等角度間隔に配置された複数の
超電導磁石からなるが、永久磁石を用いてもよい。これ
に対し、固定子４２は、軸線の周りに複数巻きに巻かれ
たコイルからなる。
面に配置された回転子４０と、支持体１４に回転子４０
と対向して配置された固定子４２とを備える。回転子４
２は、軸線２８の周りに等角度間隔に配置された複数の
超電導磁石からなるが、永久磁石を用いてもよい。これ
に対し、固定子４２は、軸線の周りに複数巻きに巻かれ
たコイルからなる。
【００２５】電力に余裕があるときは、発電電動機１６
を電動機として作用させるべく、余剰電力が固定子４２
のコイルに供給され、それによりフライホィール１２が
回転子４０と固定子４２との共同作用により回転され
る。その結果、余剰の電気エネルギーは、フライホィー
ル１２に回転エネルギーとして貯蔵される。これに対
し、電力を供給するときは、発電電動機１６を発電機と
して作用させるべく、固定子４２のコイルから電力が取
り出される。発電は、回転子４０と固定子４２との共同
作用により行われる。その結果、フライホィール１２の
回転エネルギーは発電電動機１６により電気エネルギー
に変換される。
を電動機として作用させるべく、余剰電力が固定子４２
のコイルに供給され、それによりフライホィール１２が
回転子４０と固定子４２との共同作用により回転され
る。その結果、余剰の電気エネルギーは、フライホィー
ル１２に回転エネルギーとして貯蔵される。これに対
し、電力を供給するときは、発電電動機１６を発電機と
して作用させるべく、固定子４２のコイルから電力が取
り出される。発電は、回転子４０と固定子４２との共同
作用により行われる。その結果、フライホィール１２の
回転エネルギーは発電電動機１６により電気エネルギー
に変換される。
【００２６】上記の電力貯蔵装置１０によれば、フライ
ホィール１２を、両軸部２４のみならず、フライホィー
ル部２２の外周面、および上下の各面において支持して
いるから、軸部の剛性、回転精度および振動減衰能力が
向上する。なお、上記のピン止め効果をより効果的に生
じさせるために、超電導体３２の直径を対応する磁石３
０のそれより小さくすることが好ましい。同様に理由か
ら、超電導体３６の直径を対応する磁石３４の外側縁部
間の寸法より小さくすることが好ましい。円形の超電導
体３２を用いる代りに環状の超電導体を用いる場合は、
その超電導体の幅を対応する磁石３４の外側縁部間の寸
法より小さくすればよい。
ホィール１２を、両軸部２４のみならず、フライホィー
ル部２２の外周面、および上下の各面において支持して
いるから、軸部の剛性、回転精度および振動減衰能力が
向上する。なお、上記のピン止め効果をより効果的に生
じさせるために、超電導体３２の直径を対応する磁石３
０のそれより小さくすることが好ましい。同様に理由か
ら、超電導体３６の直径を対応する磁石３４の外側縁部
間の寸法より小さくすることが好ましい。円形の超電導
体３２を用いる代りに環状の超電導体を用いる場合は、
その超電導体の幅を対応する磁石３４の外側縁部間の寸
法より小さくすればよい。
【００２７】図６に示す磁気浮上装置５０は、下側の軸
部２２の周りを伸びる環状の凹所５２をフライホィール
部２２の下面の側に形成し、凹所５２に受け入れられた
環状の突出部５４を支持体１４に形成し、凹所５２を規
定する面部分と突出部５４とに磁気浮上装置２０をさら
に配置し、下側の軸部２２とこれに対応する支持体１４
の部位に発電電動機１６を配置している。
部２２の周りを伸びる環状の凹所５２をフライホィール
部２２の下面の側に形成し、凹所５２に受け入れられた
環状の突出部５４を支持体１４に形成し、凹所５２を規
定する面部分と突出部５４とに磁気浮上装置２０をさら
に配置し、下側の軸部２２とこれに対応する支持体１４
の部位に発電電動機１６を配置している。
【００２８】電力貯蔵装置５０の場合も、磁石３０と超
電導体３２の共同作用、磁石３４と超電導体３６との共
同作用、および磁気浮上装置１９，２０相互の共同作用
により、フライホィール１２は、軸線２８の周りに回転
することは許されるが、支持体１４に対し磁場を横切る
方向へ変位しようとすると、所定の位置に戻され、その
結果フライホィール１２は、磁気浮上装置１８，２０に
より、支持体１４に対し磁気的に浮上され、支持体１４
に回転可能に支持される。
電導体３２の共同作用、磁石３４と超電導体３６との共
同作用、および磁気浮上装置１９，２０相互の共同作用
により、フライホィール１２は、軸線２８の周りに回転
することは許されるが、支持体１４に対し磁場を横切る
方向へ変位しようとすると、所定の位置に戻され、その
結果フライホィール１２は、磁気浮上装置１８，２０に
より、支持体１４に対し磁気的に浮上され、支持体１４
に回転可能に支持される。
【００２９】図７は、複数の超電導体３６と複数の磁石
３４とを対向するように配置した磁気浮上装置２０の実
施例を示す。図７に示す磁気浮上装置２０の磁石３４
は、棒状または板状の磁石からなり、また図示のよう
に、フライホィールの回転方向において同極となりこれ
と直角の方向において異極となるように環状に配置され
ている。超電導体３６は、磁石３４により形成される磁
場の谷間に沿って移動可能に配置されており、また磁場
の谷間から外れようとすると、基の位置の戻そうとする
力を受ける。このため、超電動体３６は、磁石３４から
なるレール上を 接触でかつずれずに することがで
きる。
３４とを対向するように配置した磁気浮上装置２０の実
施例を示す。図７に示す磁気浮上装置２０の磁石３４
は、棒状または板状の磁石からなり、また図示のよう
に、フライホィールの回転方向において同極となりこれ
と直角の方向において異極となるように環状に配置され
ている。超電導体３６は、磁石３４により形成される磁
場の谷間に沿って移動可能に配置されており、また磁場
の谷間から外れようとすると、基の位置の戻そうとする
力を受ける。このため、超電動体３６は、磁石３４から
なるレール上を 接触でかつずれずに することがで
きる。
【図１】本発明の電力貯蔵装置の一実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】フライホィールの平面の４分の１を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明で用いる磁気浮上装置の第１の実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】図３の４−４線に沿って得た断面図である。
【図５】磁気浮上装置の第２の実施例の一部を示す斜視
図である。
図である。
【図６】本発明の電力貯蔵装置の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図７】磁気浮上装置の他の実施例の一部を示す斜視図
である。
である。
１０，５０ 電力貯蔵装置 １２ フライホィール １４ 支持体 １６ 発電電動機 １８，２０ 磁気浮上装置 ２２ フランジ部 ２４ 軸部 ２８ 回転軸線 ３０，３４ 磁石 ３２，３６ 超電導体 ４０ 回転子 ４２ 固定子
Claims (8)
- 【請求項１】 支持手段と、該支持手段に回転可能に配
置されたフライホィールと、該フライホィールに対しエ
ネルギーの受け渡しをすべく前記フライホィールに結合
された発電電動手段と、前記フライホィールを前記支持
手段に対し磁気的に浮上させた状態に維持する磁気浮上
手段とを含み、該磁気浮上手段は、前記フライホィール
を前記支持手段から浮上させる磁場を発生すべく前記フ
ライホィールおよび前記支持手段の一方に配置された磁
場発生器と、不均質部分を内部に有する超電導体であっ
て前記磁場を受けるべく前記フライホィールおよび前記
支持手段の他方に配置された超電導体とを含む、電力貯
蔵装置。 - 【請求項２】 前記磁気浮上手段は、前記フライホィー
ルおよび前記支持手段の一方に配置された一対の環状磁
石であって前記フライホィールの回転軸線の周りを互い
に平行に伸びる一対の環状磁石を有する磁場発生器と、
前記フライホィールおよび前記支持手段の他方に前記一
対の環状磁石と対向して配置された複数のまたは環状の
超電導体とを備える、請求項１に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項３】 前記フライホィールはフライホィール部
を備え、前記一対の環状磁石は前記フライホィール部お
よび前記支持手段の一方に配置され、前記超電導体は前
記フライホィール部および前記支持手段の他方に配置さ
れている、請求項２に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項４】 前記一対の環状磁石と前記複数のまたは
環状の超電導体とを備える少なくとも２つの前記磁気浮
上手段が用いられ、また前記フライホィールはフライホ
ィール部を備え、 少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記一対の環状磁
石は前記回転軸線の方向における前記フライホィール部
の一方の面および前記支持手段の一方に配置さ、また前
記超電導体は前記一方の面および前記支持手段の他方に
配置され、 他の少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記一対の環
状磁石は前記回転軸線の方向における前記ライホィール
部の他方の面および前記支持手段の一方に配置され、ま
た前記超電導体は前記他方の面および前記支持手段の他
方に配置されている、 請求項２に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項５】 前記フライホィールはフライホィール部
を備え、前記一対の環状磁石は前記フライホィール部の
外周面および前記支持手段の一方に配置され、前記超電
導体は前記外周面および前記支持手段の他方に配置され
ている、請求項２に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項６】 前記フライホィールは軸部および該軸部
に結合されたフライホィール部を備え、前記一対の環状
磁石は前記軸部の外周面および前記支持手段の一方に配
置され、前記超電導体は前記外周面および前記支持手段
の部位の他方に配置されている、請求項２に記載の電力
貯蔵装置。 - 【請求項７】 少なくとも２つの前記磁気浮上手段が用
いられ、前記フライホィールは軸部および該軸部に結合
されたフライホィール部を備え、 少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記磁場発生器
は、前記フライホィールの回転軸線方向における前記軸
部の一方の端面および前記支持手段の一方に配置された
円形または多角形の磁石であって前記回転軸線を中心と
する磁石を有し、また前記超電導体は前記一方の端面お
よび前記支持手段の他方に前記磁石と対向して配置さ
れ、 他の少なくとも１つの前記磁気浮上手段の前記磁場発生
器は、前記回転軸線方向における前記軸部の他方の端面
および前記支持手段の一方に配置された円形または多角
形の他の磁石であって前記回転軸線を中心とする他の磁
石を有し、また前記超電導体は前記他方の端面および前
記支持手段の他方に前記他の磁石と対向して配置されて
いる、 請求項１に記載の電力貯蔵装置。 - 【請求項８】 前記フライホィールは軸部および該軸部
に結合されたフライホィール部を備え、前記発電電動手
段は、前記軸部に配置された回転子と、前記支持手段に
配置された固定子とを備える、請求項１に記載の電力貯
蔵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226322A JPH0549191A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電力貯蔵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226322A JPH0549191A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電力貯蔵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549191A true JPH0549191A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16843376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3226322A Withdrawn JPH0549191A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電力貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0549191A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08170644A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Koyo Seiko Co Ltd | 永久磁石使用軸受装置および永久磁石回転装置 |
| JP2001178112A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-29 | Railway Technical Res Inst | 車両用超電導電動機 |
| JP2007160282A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-28 | Niigata Univ | 非接触型被処理物回転処理装置 |
| JP2007189796A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Railway Technical Res Inst | 重量物の支持が可能な超電導磁石装置 |
| JP2007300790A (ja) * | 2000-07-31 | 2007-11-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類焼結磁石の使用方法 |
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| JP2009030702A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Izumi Food Machinery Co Ltd | 無摺動攪拌槽 |
| WO2011002017A1 (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Koga Osami | フライホイールエネルギー貯蔵装置 |
| JP2016039733A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 中田 修 | フライホイール装置及び、発電及び駆動モータ装置 |
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| JP2018009643A (ja) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | マツダ株式会社 | 磁気軸受装置 |
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| CN117650549A (zh) * | 2023-01-04 | 2024-03-05 | 成都理工大学 | 一种环形超导磁悬浮大容量电能存储装置 |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP3226322A patent/JPH0549191A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2011002017A1 (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Koga Osami | フライホイールエネルギー貯蔵装置 |
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| JP2016039733A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 中田 修 | フライホイール装置及び、発電及び駆動モータ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |