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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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 |
JP2008073636A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Niigata Univ | 磁気的浮上回転処理装置 |
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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JP2018191507A (ja) * | 2018-06-28 | 2018-11-29 | 株式会社ナカダクリエイト | フライホイール装置及び回転電機 |
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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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JP2022187591A (ja) * | 2021-06-08 | 2022-12-20 | 彰比古 田中 | 磁気軸受、フライホイール装置およびこれを用いた発電システム |
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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 |