JPH0738334B2 - 超電導エネルギ−貯蔵装置 - Google Patents
超電導エネルギ−貯蔵装置Info
- Publication number
- JPH0738334B2 JPH0738334B2 JP62187571A JP18757187A JPH0738334B2 JP H0738334 B2 JPH0738334 B2 JP H0738334B2 JP 62187571 A JP62187571 A JP 62187571A JP 18757187 A JP18757187 A JP 18757187A JP H0738334 B2 JPH0738334 B2 JP H0738334B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- magnet
- energy storage
- storage device
- toroidal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y02E40/67—
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導エネルギー貯蔵装置に係り、特に、超電
導マグネツトへ磁気エネルギーの形態で電力を貯蔵する
のに好適な超電導エネルギー貯蔵装置に関する。
導マグネツトへ磁気エネルギーの形態で電力を貯蔵する
のに好適な超電導エネルギー貯蔵装置に関する。
従来の超電導エネルギー貯蔵装置は、昭和56年６月に発
行された電気学会雑誌101巻６号小特集「V.超電導コイ
ルによるエネルギー貯蔵（p525〜529）」に記載されて
いるように、エネルギー貯蔵用超電導マグネツトとして
ソレノイド方式を用いているか、あるいは昭和58年12月
６日発行の「日刊工業新聞」の記事にあるようにトロイ
ダル方式を用いているかのいずれかであり、これらの殆
んどが超電導エネルギー貯蔵装置単体の設計，製造，据
付等に関するものであり、これらを複数台配置すること
については論じられていない。
行された電気学会雑誌101巻６号小特集「V.超電導コイ
ルによるエネルギー貯蔵（p525〜529）」に記載されて
いるように、エネルギー貯蔵用超電導マグネツトとして
ソレノイド方式を用いているか、あるいは昭和58年12月
６日発行の「日刊工業新聞」の記事にあるようにトロイ
ダル方式を用いているかのいずれかであり、これらの殆
んどが超電導エネルギー貯蔵装置単体の設計，製造，据
付等に関するものであり、これらを複数台配置すること
については論じられていない。
従来における超電導エネルギー貯蔵装置は、どちらかと
云えば、超大形の装置を１台で作る傾向にあつたが、発
電所の例でも明らかな通り、数100万KWの発電所出力が
決して１台の発電機でなく、複数台の発電機出力の和で
あることを考えれば、エネルギー貯蔵装置も複数台に分
割されることは明らかである。
云えば、超大形の装置を１台で作る傾向にあつたが、発
電所の例でも明らかな通り、数100万KWの発電所出力が
決して１台の発電機でなく、複数台の発電機出力の和で
あることを考えれば、エネルギー貯蔵装置も複数台に分
割されることは明らかである。
この時に問題となるのが、複数台のエネルギー貯蔵装置
の配置であり、特に、エネルギー貯蔵装置が都市部に設
置されることが多いため、スペースの制約条件が厳しく
なる。
の配置であり、特に、エネルギー貯蔵装置が都市部に設
置されることが多いため、スペースの制約条件が厳しく
なる。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、複数台のエネルギー貯蔵装置ユニツトを省
スペース的に効果的に配置することのできる超電導エネ
ルギー貯蔵装置を提供するにある。
るところは、複数台のエネルギー貯蔵装置ユニツトを省
スペース的に効果的に配置することのできる超電導エネ
ルギー貯蔵装置を提供するにある。
上記目的は、超電導トロイダルマグネツトの大径方向最
内周に、超電導ソレノイドマグネツトを機械的に接する
様に配置し、電気的に直列接続して超電導トロイダルマ
グネツトが発生する大半径方向収縮力を超電導ソレノイ
ドマグネツトが発生する拡張（クープ）力で相殺させる
ようにした超電導マグネツトの組合せを１ユニツトと
し、該ユニツト超電導ソレノイドマグネツトの軸方向に
複数台積み重ねた配置構成とする事により達成される。
内周に、超電導ソレノイドマグネツトを機械的に接する
様に配置し、電気的に直列接続して超電導トロイダルマ
グネツトが発生する大半径方向収縮力を超電導ソレノイ
ドマグネツトが発生する拡張（クープ）力で相殺させる
ようにした超電導マグネツトの組合せを１ユニツトと
し、該ユニツト超電導ソレノイドマグネツトの軸方向に
複数台積み重ねた配置構成とする事により達成される。
超電導エネルギー貯蔵装置ユニツトを軸方向に積み重ね
る事により、各ユニツト間に作用する軸方向吸引力は、
積層合せ目面での圧縮の内力となり、外力としては発生
しない。
る事により、各ユニツト間に作用する軸方向吸引力は、
積層合せ目面での圧縮の内力となり、外力としては発生
しない。
また、 L1 :超電導トロイダルコイルの自己インダクタンス、 L2 :超電導ソレノイド ″ ″ k :超電導ソレノイドコイルユニツト間の結合係数とす
れば、 積層前のユニツト単体の合成インダクタンス Ｌ＝L1＋L2 ２ケのユニツトを積層した後の合成インダクタンス Ｌ′＝２（L1＋L2）＋2kL2 ＝2L＋2kL2 となり、積層することにより、2kL2分大きくなる（２ケ
積層の場合）。
れば、 積層前のユニツト単体の合成インダクタンス Ｌ＝L1＋L2 ２ケのユニツトを積層した後の合成インダクタンス Ｌ′＝２（L1＋L2）＋2kL2 ＝2L＋2kL2 となり、積層することにより、2kL2分大きくなる（２ケ
積層の場合）。
以上より、貯蔵エネルギーは、ユニツトをｎ段積層する
ことにより、ユニツト単体の場合のｎ倍以上となる。
ことにより、ユニツト単体の場合のｎ倍以上となる。
以下、本発明の一実施例を第１図，第２図により説明す
る。第１図はエネルギー貯蔵装置のユニツトを２台重ね
たものである。
る。第１図はエネルギー貯蔵装置のユニツトを２台重ね
たものである。
各ユニツトは、Ｄ型超電導トロイダルマグネツト１の大
半径方向最内周に内接する様に、円筒型超電導ソレノイ
ドマグネツト２を配した構成で、その電気的等価回路
は、第２図に示す通り、Ｄ型超電導トロイダルマグネツ
ト１と円筒型超電導ソレノイドマグネツト２を直列接続
して、共通の励磁電源３を用いて一つの超電導エネルギ
ー貯蔵装置として運転するものである。Ｄ型超電導トロ
イダルマグネツト１は、励磁により大半径方向へ収縮す
る電磁力が発生するが、円筒型超電導ソレノイドマグネ
ツト２は、励磁によりＤ型超電導トロイダルマグネツト
１の発生する電磁力とは逆方向の電磁力を発生するた
め、互いのマグネツトの巻数等を整合させる事により、
上記両電磁力を相殺する事が出来る。
半径方向最内周に内接する様に、円筒型超電導ソレノイ
ドマグネツト２を配した構成で、その電気的等価回路
は、第２図に示す通り、Ｄ型超電導トロイダルマグネツ
ト１と円筒型超電導ソレノイドマグネツト２を直列接続
して、共通の励磁電源３を用いて一つの超電導エネルギ
ー貯蔵装置として運転するものである。Ｄ型超電導トロ
イダルマグネツト１は、励磁により大半径方向へ収縮す
る電磁力が発生するが、円筒型超電導ソレノイドマグネ
ツト２は、励磁によりＤ型超電導トロイダルマグネツト
１の発生する電磁力とは逆方向の電磁力を発生するた
め、互いのマグネツトの巻数等を整合させる事により、
上記両電磁力を相殺する事が出来る。
各ユニツト間に作用する吸引の電磁力は、合せ目面で圧
縮の内力となつて相殺され、外力としては現われて来な
い。従つて、超電導エネルギー貯蔵装置ユニツトの積層
群の電磁力を特別に外部で支持することも不用であり、
その点での制約条件はない。また、各ユニツトを積層す
ることにより、設置スペースの低減を図ることができ
る。また、積層方向に制限はなく、縦方向，横方向，傾
め方向でもよい。
縮の内力となつて相殺され、外力としては現われて来な
い。従つて、超電導エネルギー貯蔵装置ユニツトの積層
群の電磁力を特別に外部で支持することも不用であり、
その点での制約条件はない。また、各ユニツトを積層す
ることにより、設置スペースの低減を図ることができ
る。また、積層方向に制限はなく、縦方向，横方向，傾
め方向でもよい。
次に、超電導エネルギー貯蔵装置ユニツト１ケの合成イ
ンダクタンスＬは、 Ｌ＝L1＋L2 ここで、L1＝超電導トロイダルコイルの自己インダクタ
ンス L2＝超電導ソレノイド ″ ｎケのユニツトを積層したときの合成インダクタンス
Ｌ′ とする。上記より、Ｌ′＞nLとなり、貯蔵装置ユニツト
の積層により、貯蔵エネルギーをｎ倍化以上とすること
ができる。
ンダクタンスＬは、 Ｌ＝L1＋L2 ここで、L1＝超電導トロイダルコイルの自己インダクタ
ンス L2＝超電導ソレノイド ″ ｎケのユニツトを積層したときの合成インダクタンス
Ｌ′ とする。上記より、Ｌ′＞nLとなり、貯蔵装置ユニツト
の積層により、貯蔵エネルギーをｎ倍化以上とすること
ができる。
尚、上述した各実施例の超電導エネルギー貯蔵装置にお
いて、各マグネツト用の線材を高温、又は常温超電導材
とすることにより、冷凍設備，保守が極めて容易な、高
性能超電導エネルギー貯蔵装置を提供することも可能で
ある。
いて、各マグネツト用の線材を高温、又は常温超電導材
とすることにより、冷凍設備，保守が極めて容易な、高
性能超電導エネルギー貯蔵装置を提供することも可能で
ある。
以上説明した本発明の超電導エネルギー貯蔵装置によれ
ば、超電導トロイダルマグネツトの内側に、超電導ソレ
ノイドコイルを材械的に内接するように設置し、これら
両超電導マグネツトを電気的に直列に接続した組合せを
１ユニツトとし、このユニツトを超電導ソレノイドマグ
ネツトの軸方向に複数個積み重ねた配置構成としたもの
であるから、複数のエネルギー貯蔵装置ユニツトを省ス
ペース的に効果的に配置することができ、設置スペース
の低減と貯蔵エネルギーの増大を図ることができる効果
がある。
ば、超電導トロイダルマグネツトの内側に、超電導ソレ
ノイドコイルを材械的に内接するように設置し、これら
両超電導マグネツトを電気的に直列に接続した組合せを
１ユニツトとし、このユニツトを超電導ソレノイドマグ
ネツトの軸方向に複数個積み重ねた配置構成としたもの
であるから、複数のエネルギー貯蔵装置ユニツトを省ス
ペース的に効果的に配置することができ、設置スペース
の低減と貯蔵エネルギーの増大を図ることができる効果
がある。
第１図は本発明の超電導エネルギー貯蔵装置の一実施例
の概略構成を示す縦断面図、第２図は第１図に示した構
成のマグネツトの電気的等価回路図である。 １…Ｄ型超電導トロイダルマグネツト、２…円筒型超電
導ソレノイドマグネツト、３…励磁電源、４…支持材。
の概略構成を示す縦断面図、第２図は第１図に示した構
成のマグネツトの電気的等価回路図である。 １…Ｄ型超電導トロイダルマグネツト、２…円筒型超電
導ソレノイドマグネツト、３…励磁電源、４…支持材。
Claims (5)
- 【請求項１】超電導マグネットに電流を流すことにより
電気エネルギーを磁気エネルギーとして貯蔵し、所望に
応じて電気エネルギーとして放出する超電導エネルギー
貯蔵装置において、前記超電導マグネットは、超電導ト
ロイダルマグネツトと、この超電導トロイダルマグネツ
トの内側に内接するように設置された超電導ソレノイド
マグネツトとを電気的に直列に接続されて構成される組
合せを１ユニツトとし、該ユニツトを前記超電導ソレノ
イドマグネツトの軸方向に複数個積み重ねて配置したこ
とを特徴とする超電導エネルギー貯蔵装置。 - 【請求項２】前記超電導トロイダルマグネツトと超電導
ソレノイドマグネツトの、少なくとも一方のマグネツト
に高温、又は常温超電導線材を用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の超電導エネルギー貯蔵装
置。 - 【請求項３】超電導マグネツトに電流を流すことにより
電気エネルギーを磁気エネルギーとして貯蔵し、所望に
応じて電気エネルギーとして放出する超電導エネルギー
貯蔵装置において、前記超電導マグネツトは、断面Ｄ型
の超電導トロイダルマグネツトと、このＤ型超電導トロ
イダルマグネツトの内側に内接するように設置された円
筒型の超電導ソレノイドマグネツトとを電気的に直列に
接続されて構成される組合せを１ユニツトとし、該ユニ
ツトを前記円筒型超電導ソレノイドマグネツトの軸方向
に複数個積み重ねて配置したことを特徴とする超電導エ
ネルギー貯蔵装置。 - 【請求項４】電気的に直列に接続された前記Ｄ型超電導
トロイダルマグネツトと円筒型超電導ソレノイドマグネ
ツトを同時に励磁，制御する電源装置を備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超電導エネル
ギー貯蔵装置。 - 【請求項５】前記Ｄ型超電導トロイダルマグネツトと円
筒型超電導ソレノイドマグネツトの、少なくとも一方の
マグネツトに高温、又は常温超電導線材を用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項記載の超電
導エネルギー貯蔵装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62187571A JPH0738334B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 超電導エネルギ−貯蔵装置 |
| FR888809964A FR2618955B1 (fr) | 1987-07-29 | 1988-07-22 | Dispositif supraconducteur de stockage d'energie |
| US07/223,640 US4920095A (en) | 1987-07-29 | 1988-07-25 | Superconducting energy storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62187571A JPH0738334B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 超電導エネルギ−貯蔵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6432605A JPS6432605A (en) | 1989-02-02 |
| JPH0738334B2 true JPH0738334B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=16208427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62187571A Expired - Lifetime JPH0738334B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 超電導エネルギ−貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738334B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113650500A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-16 | 上海海事大学 | 高温超导混合储能系统 |
-
1987
- 1987-07-29 JP JP62187571A patent/JPH0738334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6432605A (en) | 1989-02-02 |
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