JPH08111946A - Superconducting flywheel device - Google Patents

Superconducting flywheel device

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JPH08111946A
JPH08111946A JP6244092A JP24409294A JPH08111946A JP H08111946 A JPH08111946 A JP H08111946A JP 6244092 A JP6244092 A JP 6244092A JP 24409294 A JP24409294 A JP 24409294A JP H08111946 A JPH08111946 A JP H08111946A
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JP
Japan
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flywheel
rotary shaft
permanent magnets
housing
bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP6244092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Fukuyama
寛正 福山
Takeshi Takizawa
岳史 滝澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP6244092A priority Critical patent/JPH08111946A/en
Publication of JPH08111946A publication Critical patent/JPH08111946A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0436Passive 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
    • F16C32/0438Passive 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/55Flywheel systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • F16C2380/28Motor, generator coupled with a flywheel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Abstract

PURPOSE: To increase the rotating speed of a flywheel by reducing the centrifugal force applied to permanent magnets constituting a superconducting bearing device. CONSTITUTION: Permanent magnets 41 and 68 are provided on the inside of a flywheel 40 in the diametral direction. The reduction in volume of a bearing caused by the positions of the magnets 41 and 68 which are not on the outside of the diametral direction is compensated by the attracting force of a magnetic bearing composed of permanent magnets 65 and 65.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明に係る超電導フライホイ
ール装置は、例えば夜間の余剰電力を運動エネルギに変
換して貯蔵し、昼間にこの運動エネルギを電気エネルギ
に変換して取り出す電力貯蔵装置に組み込んだ状態で使
用する。
BACKGROUND OF THE INVENTION A superconducting flywheel device according to the present invention is incorporated into an electric power storage device for converting surplus electric power at night into kinetic energy for storage and for converting this kinetic energy into electric energy for extraction during the daytime. Use it in the default condition.

【0002】[0002]

【従来の技術】昼間に比べて夜間の電力消費量は少ない
が、火力発電所、原子力発電所での発電量を消費量に合
わせて細かく調節する事は技術的に難しい。この為に、
夜間には消費し切れない、所謂余剰電力が発生する。こ
の様な余剰電力を貯蔵しておく方法として従来から、揚
水型水力発電所が活用されている。揚水型水力発電所
は、ダムを挟んで高低二つのダム湖を設け、夜間には上
記余剰電力により低い側のダム湖の水を高い側のダム湖
に汲み上げ、昼間には高い側のダム湖から低い側のダム
湖に水を落として、水力発電を行うものである。
2. Description of the Related Art Although the power consumption at night is smaller than that at daytime, it is technically difficult to finely adjust the power generation at a thermal power plant or a nuclear power plant according to the power consumption. Because of this,
So-called surplus power that cannot be consumed at night is generated. Pumped hydroelectric power plants have been conventionally used as a method for storing such surplus power. A pumped-storage hydroelectric power station has two dam lakes, one with a high height and the other with a low dam, and the surplus power draws water from the lower dam lake to the higher dam lake at night, and during the daytime, the higher dam lake. The water is dropped to the dam lake on the lower side to generate hydroelectric power.

【0003】ところが、揚水型水力発電所の場合、極め
て大規模な設備になる為、小規模事業所や一般家庭への
設置は不可能であるだけでなく、設置できる地形が限ら
れる為、例えば我国に於いても、これ以上あまり設置場
所を増やせないのが現状である。この為、回転軸にモー
メントの大きなフライホイールを固定すると共に、この
回転軸に発電機兼用モータを組み付けた電力貯蔵装置が
研究されている。この電力貯蔵装置の場合、夜間には上
記発電機兼用モータに余剰電力を供給する事により、上
記回転軸及びフライホイールを回転させ、上記余剰電力
を運動エネルギに変換して、フライホイールの回転運動
として貯蔵する。そして昼間には、この回転運動に基づ
いて、上記発電機兼用モータにより発電し、電力を取り
出して使用する。
However, in the case of a pumped-storage hydroelectric power plant, since it is an extremely large-scale facility, it cannot be installed in a small-scale business office or a general household, and the topography that can be installed is limited. Even in Japan, it is the current situation that the number of installation locations cannot be increased so much. Therefore, an electric power storage device in which a flywheel having a large moment is fixed to the rotary shaft and a generator / motor is also attached to the rotary shaft has been studied. In the case of this power storage device, by supplying surplus power to the generator / motor at night, the rotary shaft and the flywheel are rotated, the surplus power is converted into kinetic energy, and the rotary motion of the flywheel is performed. To store as. Then, during the daytime, based on this rotational movement, the electric generator / motor is used to generate electric power, and the electric power is taken out and used.

【0004】この様なフライホイールを使用した電力貯
蔵装置として、本発明者等は先に、超電導軸受装置を利
用した電力貯蔵装置を発明した(特開平6−23347
9号)。図5は、この先発明に係る電力貯蔵装置を示し
ている。大気圧ハウジング1は、円筒状に形成され、鉛
直方向に配置されている。この大気圧ハウジング1の上
端は開放されて、内部を大気圧としている。そして、こ
の大気圧ハウジング1の中心部に回転軸2を挿通してい
る。上記大気圧ハウジング1の下部内周面には、円筒状
のラジアル気体軸受3を固定している。このラジアル気
体軸受3の内径は、上記回転軸2の外径よりも僅かに大
きい。従って、回転軸2の外周面とラジアル気体軸受3
の内周面との間には、微小な軸受隙間5が形成される。
この軸受隙間5には電力貯蔵装置の運転時に、給気口4
からラジアル気体軸受3に送り込まれた圧縮空気が吹き
出し、この軸受隙間5内の圧力を上昇させる。この状態
で上記回転軸2のラジアル方向に加わる荷重は、上記圧
縮空気により支承される。上記軸受隙間5から流出した
用済の圧縮空気は、上記大気圧ハウジング1の上端開口
並びに排気口17を通じて排出される。
As an electric power storage device using such a flywheel, the present inventors previously invented an electric power storage device using a superconducting bearing device (Japanese Patent Laid-Open No. 6-23347).
No. 9). FIG. 5 shows an electric power storage device according to this prior invention. The atmospheric pressure housing 1 is formed in a cylindrical shape and is arranged in the vertical direction. The upper end of the atmospheric pressure housing 1 is open so that the inside is at atmospheric pressure. The rotary shaft 2 is inserted through the center of the atmospheric pressure housing 1. A cylindrical radial gas bearing 3 is fixed to the lower inner peripheral surface of the atmospheric pressure housing 1. The inner diameter of the radial gas bearing 3 is slightly larger than the outer diameter of the rotary shaft 2. Therefore, the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 and the radial gas bearing 3
A minute bearing gap 5 is formed between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface.
The bearing clearance 5 is provided in the air supply port 4 during operation of the power storage device.
The compressed air blown into the radial gas bearing 3 from the air blows out to increase the pressure in the bearing gap 5. The load applied in the radial direction of the rotary shaft 2 in this state is supported by the compressed air. The used compressed air flowing out from the bearing gap 5 is discharged through the upper end opening of the atmospheric pressure housing 1 and the exhaust port 17.

【0005】一方、上記大気圧ハウジング1の下方に隣
接して、真空ハウジング6が設けられ、この真空ハウジ
ング6と大気圧ハウジング1とでハウジングが構成され
る。この真空ハウジング6内は、図示しない真空ポンプ
の吸入口に接続する等により、真空としている。上記大
気圧ハウジング1の下端部は、上記真空ハウジング6の
蓋板7の中央部に形成した円孔8を貫通して、この真空
ハウジング6内に開口している。又、上記大気圧ハウジ
ング1の下端部内周面と回転軸2の下部外周面との間に
は、密封装置である周知の磁性流体シール装置9を設け
て、上記真空ハウジング6内の圧力上昇を防止してい
る。
On the other hand, a vacuum housing 6 is provided below and adjacent to the atmospheric pressure housing 1, and the vacuum housing 6 and the atmospheric pressure housing 1 form a housing. The inside of the vacuum housing 6 is evacuated by connecting to a suction port of a vacuum pump (not shown). A lower end portion of the atmospheric pressure housing 1 penetrates a circular hole 8 formed in a central portion of a cover plate 7 of the vacuum housing 6 and opens in the vacuum housing 6. A well-known magnetic fluid seal device 9 as a sealing device is provided between the inner peripheral surface of the lower end portion of the atmospheric pressure housing 1 and the outer peripheral surface of the lower portion of the rotary shaft 2 to increase the pressure in the vacuum housing 6. To prevent.

【0006】上記回転軸2の下端部で上記真空ハウジン
グ6の内側に位置する部分には、フライホイール10を
固定している。このフライホイール10は、十分に大き
な回転モーメントを持たせるべく、比重の大きな金属材
料により造る。そしてこのフライホイール10の下面
に、それぞれが円環状に造られて軸方向(図1の上下方
向)に着磁された複数(図示の例では2個)の永久磁石
11、11を、同心円上に配置固定している。
A flywheel 10 is fixed to the lower end of the rotary shaft 2 located inside the vacuum housing 6. The flywheel 10 is made of a metal material having a large specific gravity so as to have a sufficiently large rotational moment. Then, on the lower surface of the flywheel 10, a plurality of (two in the illustrated example) permanent magnets 11, 11 each formed in an annular shape and magnetized in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) are concentrically arranged. It is fixed in place.

【0007】一方、上記真空ハウジング6の内側下半部
には、冷却装置を構成する冷却ジャケット12を、断熱
材13を介して設けている。上方開口をシールド板14
により塞いだ、この冷却ジャケット12内には、超電導
体15、15と、この超電導体を冷却させる為の冷却剤
16(液体窒素)とが設けられている。この冷却剤16
は、給排口18、18を通じて上記冷却ジャケット12
内に送り込まれ、送り込みに伴って各超電導体15、1
5を冷却する。これら各超電導体15、15は、それぞ
れの上面を上記永久磁石11、11の下面と対向させた
状態で、上記冷却ジャケット12内の支持板23上に支
持固定されている。これら超電導体15、15と永久磁
石11、11とが超電導スラスト軸受22を構成し、主
として上記回転軸2及びフライホイール10のスラスト
荷重を支承する。
On the other hand, a cooling jacket 12 constituting a cooling device is provided in the lower half of the inside of the vacuum housing 6 via a heat insulating material 13. The upper opening is the shield plate 14
In the cooling jacket 12, which is closed by the above, superconductors 15 and 15 and a coolant 16 (liquid nitrogen) for cooling the superconductor are provided. This coolant 16
The cooling jacket 12 through the supply / discharge ports 18, 18.
It is sent into the inside, and each superconductor 15, 1 is accompanied with the sending.
Cool 5 Each of these superconductors 15 and 15 is supported and fixed on a support plate 23 in the cooling jacket 12 with its upper surface facing the lower surfaces of the permanent magnets 11 and 11. The superconductors 15 and 15 and the permanent magnets 11 and 11 form a superconducting thrust bearing 22, and mainly support the thrust load of the rotary shaft 2 and the flywheel 10.

【0008】更に、上記回転軸2の上端部にはロータ1
9を固定し、前記大気圧ハウジング1の上端部内周面に
はステータ20を固定して、このステータ20の内周面
と上記ロータ19の外周面とを対向させている。これら
ロータ19とステータ20とが発電機兼用モータ21を
構成する。そして、この発電機兼用モータ21が、外部
からのステータ20への通電に基づいて上記回転軸2を
回転させ、外部からの非通電時には、この回転軸2の回
転に伴い上記ステータ20部分で発電する。
Further, the rotor 1 is attached to the upper end of the rotary shaft 2.
9 is fixed, and the stator 20 is fixed to the inner peripheral surface of the upper end portion of the atmospheric pressure housing 1, and the inner peripheral surface of the stator 20 and the outer peripheral surface of the rotor 19 are opposed to each other. The rotor 19 and the stator 20 form a generator / motor 21. The generator / motor 21 rotates the rotating shaft 2 based on the energization of the stator 20 from the outside, and when the rotating shaft 2 is not energized from the outside, the stator 20 generates electric power. To do.

【0009】上述の様に構成される先発明の電力貯蔵装
置の作用は、次の通りである。夜間等に余剰電力を貯蔵
する際には、発電機兼用モータ21のステータ20に余
剰電力を供給する事で、上記回転軸2及びフライホイー
ル10を回転させる。この際、前記ラジアル気体軸受3
に圧縮空気を送り込み、回転軸2をラジアル方向に亙っ
て支持すると共に、冷却ジャケット12内の超電導体1
5、15を冷却しておく。超電導体15、15が冷却さ
れ、超電導状態になると、永久磁石11、11から出た
磁束が各超電導体15、15内に拘束される、所謂ピン
止め効果により、永久磁石11、11が超電導体15、
15に対して軸方向及び半径方向に移動するのを阻止す
る力が作用する。この力によって、上記回転軸2とフラ
イホイール10とに作用する、スラスト方向の力及びラ
ジアル方向の力が支承される。この様に、ラジアル気体
軸受3と超電導スラスト軸受22とを機能させた状態
で、上記回転軸2とフライホイール10とは浮上状態で
支持される。従って、これら両部材2、10が回転する
事に対する抵抗は極く小さくなる。
The operation of the power storage device of the prior invention constructed as described above is as follows. When the surplus power is stored at night, etc., the surplus power is supplied to the stator 20 of the generator / motor 21, thereby rotating the rotary shaft 2 and the flywheel 10. At this time, the radial gas bearing 3
Compressed air is sent to the rotor to support the rotating shaft 2 in the radial direction, and the superconductor 1 in the cooling jacket 12 is supported.
Cool 5 and 15. When the superconductors 15 and 15 are cooled and are in a superconducting state, the magnetic flux generated from the permanent magnets 11 and 11 is confined in the respective superconductors 15 and 15. The so-called pinning effect causes the permanent magnets 11 and 11 to become superconductors. 15,
A force acts on 15 to prevent it from moving axially and radially. By this force, thrust force and radial force acting on the rotary shaft 2 and the flywheel 10 are supported. In this way, with the radial gas bearing 3 and the superconducting thrust bearing 22 functioning, the rotary shaft 2 and the flywheel 10 are supported in a floating state. Therefore, the resistance against the rotation of these two members 2 and 10 is extremely small.

【0010】回転軸2とフライホイール10との回転速
度は、上記ステータ20への通電に伴って徐々に上昇す
る。回転軸2と大気圧ハウジング1との間に設けられた
ラジアル気体軸受3の働きにより、これら回転軸2及び
フライホイール10を高速で回転させる事ができ、電力
を機械的運動エネルギに変換した状態で貯蔵できる。
又、直径が大きく、表面積が広いフライホイール10
は、真空ハウジング6内に設けられている為、このフラ
イホイール10の表面と空気とが摩擦し合う事はなく、
一度上昇したフライホイール10の回転速度は、上記発
電機兼用モータ21による電力取り出しを行なわない限
り、殆ど低下する事がなくなる。昼間等、貯蔵したエネ
ルギを取り出して使用する場合には、上記ステータ20
を負荷(電気設備)に接続する。この結果、上記フライ
ホイール10の回転運動に基づいて上記ステータ20に
電力が惹起される。
The rotational speeds of the rotary shaft 2 and the flywheel 10 gradually increase as the stator 20 is energized. By the action of the radial gas bearing 3 provided between the rotary shaft 2 and the atmospheric pressure housing 1, the rotary shaft 2 and the flywheel 10 can be rotated at high speed, and the electric power is converted into mechanical kinetic energy. It can be stored at.
In addition, the flywheel 10 has a large diameter and a large surface area.
Is provided in the vacuum housing 6, the surface of the flywheel 10 does not rub against air,
The rotational speed of the flywheel 10, which has once increased, will hardly decrease unless electric power is taken out by the generator / motor 21. When the stored energy is taken out and used in the daytime, the stator 20 is used.
To the load (electrical equipment). As a result, electric power is induced in the stator 20 based on the rotational movement of the flywheel 10.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成される
先発明に係る電力貯蔵装置の場合には、次に述べる様な
理由で、大きなエネルギを貯蔵する事が難しかった。即
ち、貯蔵すべきエネルギを大きくする為には、 フライホイール10の慣性質量を大きくする。 フライホイール10の回転速度を大きく(速く)す
る。 事が必要である。特に、上記はフライホイール10の
重量増大を伴わないだけでなく、回転速度の二乗に比例
して貯蔵可能なエネルギが増大する為、有効である。
In the case of the power storage device according to the previous invention having the above-described structure, it was difficult to store a large amount of energy for the following reasons. That is, in order to increase the energy to be stored, the inertial mass of the flywheel 10 is increased. The rotation speed of the flywheel 10 is increased (increased). Things are needed. In particular, the above is effective because not only does the weight of the flywheel 10 not increase, but also the energy that can be stored increases in proportion to the square of the rotation speed.

【0012】ところが、フライホイール10の回転速度
を大きくすると、このフライホイール10と共に回転す
る円環状の永久磁石11、11に加わる遠心力が大きく
なる。この遠心力は上記各永久磁石11、11に、円周
方向に亙る引っ張り応力として加わる。特に、フライホ
イール10の直径方向外側に設けられた永久磁石11に
は大きな遠心力とそれに伴う引っ張り応力が加わる。永
久磁石11を構成する材料は脆い為、上記遠心力が過大
になると、上記永久磁石11が破損する。この為、従来
の電力貯蔵装置を構成する超電導フライホイール装置で
は、上記回転速度を高める事は、永久磁石11、11の
強度上の面から限度があり、電力貯蔵装置により貯蔵で
きる電力が少なくなってしまう。本発明の超電導フライ
ホイール装置は、この様な事情に鑑みて発明したもので
ある。
However, when the rotational speed of the flywheel 10 is increased, the centrifugal force applied to the annular permanent magnets 11, 11 rotating with the flywheel 10 also increases. This centrifugal force is applied to each of the permanent magnets 11, 11 as a tensile stress extending in the circumferential direction. In particular, a large centrifugal force and accompanying tensile stress are applied to the permanent magnets 11 provided on the diametrically outer side of the flywheel 10. Since the material forming the permanent magnet 11 is brittle, the permanent magnet 11 will be damaged if the centrifugal force becomes excessive. Therefore, in the superconducting flywheel device that constitutes the conventional power storage device, increasing the rotation speed is limited in terms of the strength of the permanent magnets 11 and 11, and the power that can be stored by the power storage device decreases. Will end up. The superconducting flywheel device of the present invention was invented in view of such circumstances.

【0013】[0013]

【課題を解決する為の手段】本発明の超電導フライホイ
ール装置は、前述した従来の電力貯蔵装置に組み込まれ
ている超電導フライホイール装置と同様に、固定のハウ
ジングと、このハウジングの内側に鉛直方向に配置され
た回転軸と、この回転軸と同心でこの回転軸に固定され
たフライホイールと、このフライホイールの上面と下面
とのうちの少なくとも一方の面で上記回転軸を中心とす
る同心円位置に固定された永久磁石と、上記ハウジング
の一部に固定されて上記永久磁石と対向する超電導体
と、上記ハウジング内に設けられてこの超電導体を冷却
する冷却装置とを備えている。
The superconducting flywheel device of the present invention, like the superconducting flywheel device incorporated in the conventional power storage device described above, has a fixed housing and a vertical direction inside the housing. And a flywheel fixed to the rotary shaft concentrically with the rotary shaft, and a concentric position about the rotary shaft on at least one of the upper surface and the lower surface of the flywheel. A permanent magnet fixed to the housing, a superconductor fixed to a part of the housing and facing the permanent magnet, and a cooling device provided in the housing to cool the superconductor.

【0014】特に、本発明の超電導フライホイール装置
に於いては、上記フライホイールの上面は前記永久磁石
より直径方向外側寄り部分に強磁性体の部分があり、上
記ハウジングの一部下面でこの強磁性体に対向する部分
には磁石が固定されているものである。
In particular, in the superconducting flywheel device of the present invention, the flywheel has an upper surface having a ferromagnetic portion at a portion radially outward of the permanent magnet, and a portion of the lower surface of the housing has a strong ferromagnetic portion. A magnet is fixed to the portion facing the magnetic body.

【0015】[0015]

【作用】上述の様に構成される本発明の超電導フライホ
イール装置の場合、フライホイール及び回転軸の重量
は、永久磁石及び超電導体で構成される超電導軸受と、
強磁性体の部分及び磁石で構成される磁気軸受とで支承
される。従って、フライホイールの慣性質量を十分に大
きくすべく、このフライホイールの重量を大きくして
も、十分にこのフライホイール及び回転軸を浮上させら
れる。
In the case of the superconducting flywheel device of the present invention configured as described above, the weight of the flywheel and the rotating shaft is the superconducting bearing composed of the permanent magnet and the superconductor,
It is supported by a ferromagnetic part and a magnetic bearing composed of a magnet. Therefore, even if the weight of the flywheel is increased in order to sufficiently increase the inertial mass of the flywheel, the flywheel and the rotary shaft can be sufficiently levitated.

【0016】又、これら各軸受の構成部材のうち、超電
導軸受を構成する永久磁石は、フライホイールの強磁性
体の部分及びハウジングに固定した磁石より直径方向内
側寄り部分に固定されている為、このフライホイールの
回転に伴って永久磁石に作用する遠心力は小さい。従っ
て、貯蔵すべきエネルギを大きくすべく、このフライホ
イールの回転速度を大きくしても、上記永久磁石が破損
する事がない。又、磁気軸受を構成する強磁性体の部分
には大きな遠心力が作用するが、強磁性体の部分の強度
は永久磁石の強度に比べて遥かに大きい為、上記回転速
度を大きくしても、この強磁性体の部分が破損する事は
ない。
Further, among the constituent members of each of these bearings, the permanent magnets constituting the superconducting bearings are fixed to the ferromagnetic material portion of the flywheel and the portion radially inward of the magnets fixed to the housing. The centrifugal force acting on the permanent magnet due to the rotation of the flywheel is small. Therefore, even if the rotational speed of the flywheel is increased to increase the energy to be stored, the permanent magnet will not be damaged. Further, a large centrifugal force acts on the ferromagnetic material forming the magnetic bearing, but the strength of the ferromagnetic material is much higher than the strength of the permanent magnet, so even if the rotational speed is increased. , The part of this ferromagnet is not damaged.

【0017】[0017]

【実施例】図1〜3は本発明の実施例を示している。例
えば地面を掘り下げて形成した凹孔24内にはハウジン
グ25を固定している。このハウジング25は、底部2
6と中間部27と上部28とを積み上げる様に結合して
成る。このうちの底部26は、円板状の底板29の上面
外周寄り部分に円筒形の立壁30を形成して成る。又、
上記中間部27は、全体が円輪状で上面を円錐凸面とし
ている。更に、上記上部28は、上記中間部27の上面
中央部に結合される円環状の接続筒31と、この接続筒
31の上方に直列に接続される円筒状のモータハウジン
グ32と、このモータハウジング32の上端開口を塞ぐ
蓋板33とから成る。尚、図示は省略したが、これらハ
ウジング25を構成する各部材は、ボルト等により強固
に結合している。又、ハウジング25の内部は全て真空
雰囲気となっている。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. For example, the housing 25 is fixed in the recessed hole 24 formed by digging down the ground. This housing 25 has a bottom 2
6 and the intermediate portion 27 and the upper portion 28 are connected so as to be stacked. The bottom portion 26 is formed by forming a cylindrical standing wall 30 on a portion of the disc-shaped bottom plate 29 near the outer periphery of the upper surface. or,
The intermediate portion 27 has a circular ring shape as a whole and has an upper surface formed into a conical convex surface. Further, the upper portion 28 has an annular connecting cylinder 31 coupled to the central portion of the upper surface of the intermediate portion 27, a cylindrical motor housing 32 connected in series above the connecting cylinder 31, and the motor housing. And a lid plate 33 that closes the upper end opening of 32. Although illustration is omitted, each member constituting the housing 25 is firmly connected by a bolt or the like. Further, the inside of the housing 25 is entirely in a vacuum atmosphere.

【0018】上記ハウジング25の内部には回転軸34
を、鉛直方向に配置している。この回転軸34は、下端
の大径部35と中間の中径部36と上端の小径部37と
をそれぞれ段部を介して連続させている。又、上記小径
部37の上端部には、後述する芯出し装置を構成する為
の、円錐凸面状の上側テーパ面38を形成し、この上側
テーパ面38よりも上方に、小径の枢軸部39を突出さ
せている。
A rotating shaft 34 is provided inside the housing 25.
Are arranged in the vertical direction. The rotary shaft 34 has a large-diameter portion 35 at the lower end, an intermediate-diameter portion 36 at the middle, and a small-diameter portion 37 at the upper end, which are continuous through stepped portions. Further, an upper tapered surface 38 having a conical convex shape for forming a centering device to be described later is formed at the upper end of the small diameter portion 37, and a small diameter pivot shaft portion 39 is provided above the upper tapered surface 38. Is protruding.

【0019】上記回転軸34の下端部にはフライホイー
ル40を、この回転軸34と同心に結合固定しており、
このフライホイール40を、上記立壁30の内側に配置
している。大きな慣性質量を得るべく比重の大きな鉄等
の金属その他の物質により造られたこのフライホイール
40の上面の直径方向内側寄り部分には、それぞれが円
環状に形成された複数の永久磁石41、41を、円輪状
のホルダ42を介して支持固定している。これら各永久
磁石41、41は、それぞれが軸方向(図1、3の上下
方向)に亙って着磁されており、上記回転軸34を中心
とする同心円位置に配置されている。
A flywheel 40 is fixed to the lower end of the rotary shaft 34 concentrically with the rotary shaft 34.
The flywheel 40 is arranged inside the standing wall 30. A plurality of permanent magnets 41, 41 each formed in an annular shape are formed on the diametrically inner portion of the upper surface of the flywheel 40 made of a metal such as iron having a large specific gravity to obtain a large inertial mass. Are supported and fixed via a ring-shaped holder 42. Each of the permanent magnets 41, 41 is magnetized in the axial direction (vertical direction in FIGS. 1 and 3), and is arranged in a concentric position about the rotary shaft 34.

【0020】又、上記中間部27の下面中央部には、複
数の超電導体43、43を、上記複数の永久磁石41、
41と対向する状態で固定し、引っ張り方向のピン止め
力を利用する、第一の超電導軸受装置70を構成してい
る。尚、この超電導体43、43は、上記永久磁石4
1、41と同様に円環状に形成する事が好ましいが、実
際には円環状のものを造る事は難しく、仮に造れてもコ
ストが嵩む。この為に図示の実施例では、それぞれが断
面凸字形で円板形に形成された超電導体43、43を、
次述する冷却ジャケット44の下面に形成した凹部4
5、45に内嵌し、更に抑え板46により、この凹部4
5、45からの抜け止めを図っている。
A plurality of superconductors 43, 43 are provided in the central portion of the lower surface of the intermediate portion 27, and a plurality of permanent magnets 41,
The first superconducting bearing device 70 is configured so as to be fixed in a state of facing 41 and utilize the pinning force in the pulling direction. In addition, the superconductors 43, 43 are the permanent magnets 4 described above.
Although it is preferable to form an annular shape like Nos. 1 and 41, it is difficult to actually make an annular shape, and even if it is made, the cost will increase. For this reason, in the illustrated embodiment, the superconductors 43, 43, each having a convex cross section and formed in a disk shape,
The concave portion 4 formed on the lower surface of the cooling jacket 44 described below.
5 and 45, and by the restraining plate 46, the recess 4
We are trying to prevent it from slipping out from 5, 45.

【0021】上記各超電導体43、43を冷却する冷却
装置は、上記冷却ジャケット44を含んで構成される。
この冷却ジャケット44は、銅、アルミニウム等の伝熱
性の良好な金属により、中空で全体を円輪状に造られて
いる。この冷却ジャケット44は前記中間部27の下面
中央部に形成された凹部47内に、断熱材48、48を
介して嵌合させ、円環状の抑え板49によりこの凹部4
7からの抜け止めを図っている。尚、この抑え板49の
上面と上記中間部27及び冷却ジャケット44の上面と
の間にも、断熱材48a、48aを挟持している。この
様な冷却ジャケット44内には、上記中間部27を貫通
して設けた給排路50、50を通じて、液体窒素等の冷
却剤を給排自在としている。
The cooling device for cooling the superconductors 43, 43 includes the cooling jacket 44.
The cooling jacket 44 is made of a metal having a good heat transfer property such as copper or aluminum, and is hollow and is formed into an annular shape as a whole. The cooling jacket 44 is fitted into a concave portion 47 formed in the central portion of the lower surface of the intermediate portion 27 via heat insulating materials 48, 48, and the concave portion 4 is formed by an annular holding plate 49.
I am trying to prevent it from coming off from 7. The heat insulating materials 48a and 48a are also sandwiched between the upper surface of the pressing plate 49 and the upper surfaces of the intermediate portion 27 and the cooling jacket 44. In such a cooling jacket 44, a coolant such as liquid nitrogen can be freely supplied and discharged through supply and discharge passages 50, 50 provided so as to penetrate the intermediate portion 27.

【0022】又、前記フライホイール40の下面と前記
底板29の上面との間には、反発方向のピン止め力を利
用する、第二の超電導軸受装置71を設けて、スラスト
方向の軸受容量(支承可能な重量)を大きくしている。
即ち、上記フライホイール40の下面中央部に円形の凹
部72を形成し、この凹部72内にそれぞれが円環状に
造られた複数の永久磁石68、68を、円形のホルダ7
3を介して支持固定している。これら各永久磁石68、
68は、それぞれが軸方向(図1、3の上下方向)に亙
って着磁されており、上記回転軸34を中心とする同心
円位置に配置されている。
Further, a second superconducting bearing device 71 utilizing a pinning force in the repulsive direction is provided between the lower surface of the flywheel 40 and the upper surface of the bottom plate 29, and the bearing capacity in the thrust direction ( The weight that can be supported) has been increased.
That is, a circular recess 72 is formed in the center of the lower surface of the flywheel 40, and a plurality of permanent magnets 68, 68 each formed in an annular shape are formed in the recess 72 in the circular holder 7.
It is supported and fixed via 3. Each of these permanent magnets 68,
Each of the magnets 68 is magnetized in the axial direction (vertical direction in FIGS. 1 and 3), and is arranged in a concentric position about the rotary shaft 34.

【0023】一方、前記底板29の上面中央部には、複
数の超電導体69、69を、上記複数の永久磁石68、
68と対向する状態で固定している。尚、この超電導体
69、69も、前述した超伝導体43、43と同様に、
それぞれが断面凸字形で円板形に形成されたものを、次
述する冷却ジャケット74の上面に形成した凹部75、
75に内嵌し、更に抑え板76により、この凹部75、
75からの抜け止めを図っている。
On the other hand, in the central portion of the upper surface of the bottom plate 29, a plurality of superconductors 69, 69 are provided, and a plurality of the permanent magnets 68,
It is fixed in a state of facing 68. The superconductors 69, 69 are also similar to the superconductors 43, 43 described above.
Recesses 75 formed on the upper surface of the cooling jacket 74, which are formed in a disk shape with a convex cross section,
75 is fitted inside, and further by the restraining plate 76, the recess 75,
We are trying to prevent it from coming off from 75.

【0024】上記冷却ジャケット74は、伝熱性の良好
な金属により中空円板状に造られている。この冷却ジャ
ケット74は上記底板29の上面中央部に形成された凹
部77内に、断熱材78、78を介して嵌合させ、円環
状の抑え板79によりこの凹部77からの抜け止めを図
っている。この抑え板79の下面と上記底板29及び冷
却ジャケット74の上面との間にも、断熱材78a、7
8aを挟持している。この様な冷却ジャケット74内に
は、前記底部26を貫通して設けた給排路80、80を
通じて、液体窒素等の冷却剤を給排自在としている。
The cooling jacket 74 is made of a metal having a good heat conductivity in the shape of a hollow disk. The cooling jacket 74 is fitted into a recess 77 formed in the center of the upper surface of the bottom plate 29 via heat insulating materials 78, 78, and an annular holding plate 79 is used to prevent the cooling jacket 74 from coming off from the recess 77. There is. Also between the lower surface of the holding plate 79 and the upper surfaces of the bottom plate 29 and the cooling jacket 74, the heat insulating materials 78a, 7a
8a is clamped. In such a cooling jacket 74, a coolant such as liquid nitrogen can be supplied / discharged through supply / discharge passages 80, 80 provided through the bottom portion 26.

【0025】又、上記中間部27の下面で超電導体43
より外周寄り部分には複数の永久磁石65、65を固定
している。これら各永久磁石65、65は、上述した超
電導体43、43と同様に、断面凸字形で円板形に形成
されている。そして上記中間部27の下面に形成した凹
部66、66に内嵌し、更に抑え板67により、この凹
部66、66からの抜け止めを図っている。尚、これら
永久磁石65、65は、やはり上記回転軸34を中心と
する同心円位置に配置されている。
The superconductor 43 is formed on the lower surface of the intermediate portion 27.
A plurality of permanent magnets 65, 65 are fixed to the outer peripheral portion. Each of these permanent magnets 65, 65 is formed in a disk shape with a convex cross-section like the superconductors 43, 43 described above. Then, it is fitted in the recesses 66, 66 formed on the lower surface of the intermediate portion 27, and the retaining plate 67 is used to prevent the recesses 66, 66 from coming off. The permanent magnets 65, 65 are also arranged in concentric circles centered on the rotary shaft 34.

【0026】一方、前記フライホイール40の上面は永
久磁石41、68より直径方向外側寄り部分で、上記複
数の永久磁石65、65に対向する部分が、鉄等の強磁
性体の部分である。従って、上記フライホイール40に
は、これら強磁性体の部分と永久磁石65、65との間
に作用する磁気吸引力によって、浮上方向の力が加わ
る。但しこの磁気吸引力は、単独で上記フライホイール
40を浮上させるには不足するものとしている。これ
は、磁気吸引力に基づいて上記強磁性体と永久磁石6
5、65とが密着する事を防止する為である。即ち、上
記フライホイール40は、これら強磁性体と永久磁石6
5、65とで構成される磁気軸受の支持力だけでなく、
上述した第一の超電導軸受装置70による支持力と上記
第二の超電導軸受装置71による支持力とが合計され
て、初めて浮上状態で支持される。
On the other hand, the upper surface of the flywheel 40 is a portion radially outward of the permanent magnets 41 and 68, and the portion facing the plurality of permanent magnets 65 and 65 is a portion of a ferromagnetic material such as iron. Therefore, a force in the levitation direction is applied to the flywheel 40 by the magnetic attraction force acting between the ferromagnetic parts and the permanent magnets 65, 65. However, this magnetic attraction force is not sufficient for the flywheel 40 to float by itself. This is because the ferromagnetic material and the permanent magnet 6 are based on the magnetic attraction force.
This is to prevent close contact with Nos. 5 and 65. That is, the flywheel 40 includes the ferromagnetic material and the permanent magnet 6
Not only the supporting force of the magnetic bearing composed of 5 and 65,
The supporting force by the first superconducting bearing device 70 and the supporting force by the second superconducting bearing device 71 described above are summed up, and they are supported in the floating state for the first time.

【0027】言い換えれば、単に浮上方向の力を付与す
る上記磁気軸受は、フライホイール40の重量を支持す
る補助軸受として機能し、ピン止め力によりフライホイ
ール40が昇降する事に対する抵抗となる第一、第二の
超電導軸受装置70、71が、このフライホイール40
を浮上状態に保持する、主軸受として機能する。尚、上
記フライホイール40は、必ずしも全体を強磁性体によ
り造る必要はない。少なくとも上記永久磁石65、65
が対向する、上記フライホイール40の上面部分を強磁
性体により覆えば良い。従って、この上面部分にのみ鉄
板を固定し、他の部分はより高速回転を目指して別の材
料により造る事もできる。例えばフライホイール40の
全部又は一部(例えば外周縁部)を、強化繊維プラスチ
ック複合体(CFRP)の部分40aにより造ってい
る。
In other words, the magnetic bearing that merely applies a force in the levitation direction functions as an auxiliary bearing that supports the weight of the flywheel 40, and acts as a resistance against the flywheel 40 moving up and down due to the pinning force. The second superconducting bearing device 70, 71 is the flywheel 40.
Functions as a main bearing that keeps the levitation state. The flywheel 40 does not necessarily have to be entirely made of a ferromagnetic material. At least the permanent magnets 65, 65
The upper surface of the flywheel 40 facing each other may be covered with a ferromagnetic material. Therefore, it is also possible to fix the iron plate only to this upper surface portion and to make the other portions with another material aiming at higher speed rotation. For example, the flywheel 40 is wholly or partially (for example, the outer peripheral edge portion) made of a reinforced fiber-plastic composite (CFRP) portion 40a.

【0028】又、前記小径部37の下部外周面と前記モ
ータハウジング32の下半部内周面との間には、発電機
兼用モータ21を設置している。電動機及び発電機とし
ての機能を備えた、この発電機兼用モータ21は、上記
モータハウジング32の下半部内周面に固定されたステ
ータ20と、上記小径部37の下部でこのステータ20
と対向する部分に固定されたロータ19とから成る。
A generator / motor 21 is installed between the outer peripheral surface of the lower portion of the small diameter portion 37 and the inner peripheral surface of the lower half portion of the motor housing 32. This generator / motor 21 having functions as an electric motor and a generator includes a stator 20 fixed to an inner peripheral surface of a lower half portion of the motor housing 32, and a stator 20 at a lower portion of the small diameter portion 37.
And a rotor 19 fixed to a portion opposed to.

【0029】又、前記回転軸34の中間部外周面と、前
記中間部27の上端部並びに前記接続筒31の内周面と
の間には、上記回転軸34及び前記フライホイール40
を昇降させる為の昇降装置51を設けている。この為に
上記中間部27の上端部内周面に形成された段部52と
上記接続筒31の下面とにより三方を囲まれるシリンダ
空間53を設け、このシリンダ空間53の内周開口を昇
降スリーブ54により油密に塞いでいる。又、この昇降
スリーブ54の中間部外周面に形成したピストン部55
の外周縁を上記段部52の内周面に油密に摺接させてい
る。従って上記シリンダ空間53は、上記ピストン部5
5により上部室56と下部室57とに二分割されてい
る。これら各室56、57には、それぞれ図示しない給
排口を通じて圧油を給排自在とし、この給排に伴って上
記昇降スリーブ54を昇降させる様にしている。
The rotating shaft 34 and the flywheel 40 are provided between the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotating shaft 34 and the upper end portion of the intermediate portion 27 and the inner peripheral surface of the connecting cylinder 31.
An elevating device 51 for elevating and lowering is provided. For this purpose, a cylinder space 53 is provided, which is surrounded on three sides by the step portion 52 formed on the inner peripheral surface of the upper end portion of the intermediate portion 27 and the lower surface of the connecting cylinder 31, and the inner peripheral opening of the cylinder space 53 is provided with a lifting sleeve 54. It is oil-tightly closed by. Further, the piston portion 55 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the elevating sleeve 54.
The outer peripheral edge of the above is in oil-tight contact with the inner peripheral surface of the stepped portion 52. Therefore, the cylinder space 53 has the piston portion 5
5 divides into an upper chamber 56 and a lower chamber 57. Pressure oil can be freely supplied to and discharged from each of the chambers 56 and 57 through supply and discharge ports (not shown), and the elevating sleeve 54 is moved up and down in accordance with the supply and discharge.

【0030】上記昇降スリーブ54の内側には持ち上げ
スリーブ58を、上下1対の深溝型(又はアンギュラ
型)の玉軸受59、59(或は上記回転軸34及びフラ
イホイールの重量が特に嵩む場合にはテーパころ軸受)
により、この昇降スリーブ54に対する回転のみ自在に
支持している。この持ち上げスリーブ58の上端部内周
面には、円錐凹面状の下側芯出し面60を形成してい
る。又、回転軸34の中間部で中径部36の下半部分に
は芯出しリング61を外嵌固定している。この芯出しリ
ング61の下面には円錐凸面状の下側テーパ面62を形
成している。この下側テーパ面62は、上記持ち上げス
リーブ58の上昇に伴って上記下側芯出し面60と密接
する。
A lifting sleeve 58 is provided inside the elevating sleeve 54 and a pair of upper and lower deep groove type (or angular type) ball bearings 59, 59 (or the rotating shaft 34 and the flywheel are particularly heavy). Is a tapered roller bearing)
Thus, only the rotation of the elevating sleeve 54 is rotatably supported. A conical concave lower centering surface 60 is formed on the inner peripheral surface of the upper end portion of the lifting sleeve 58. A centering ring 61 is fitted and fixed to the lower half of the middle diameter portion 36 at the intermediate portion of the rotary shaft 34. A lower tapered surface 62 having a conical convex surface is formed on the lower surface of the centering ring 61. The lower taper surface 62 comes into close contact with the lower centering surface 60 as the lifting sleeve 58 rises.

【0031】一方、前記蓋板33の内側には受スリーブ
63を、やはり上下1対の深溝型の玉軸受59、59に
より、この蓋板33に対する回転のみ自在に支持してい
る。この受スリーブ63の下端部内周面には、円錐凹面
状の上側芯出し面64を形成し、この上側芯出し面64
と前記上側テーパ面38とを対向させている。この上側
テーパ面38は、上記持ち上げスリーブ58の上昇に伴
う上記回転軸34の上昇に伴って上記上側芯出し面64
と密接する。
On the other hand, inside the cover plate 33, a receiving sleeve 63 is supported by a pair of upper and lower deep groove type ball bearings 59, 59 so as to be rotatable only with respect to the cover plate 33. A conical concave upper surface centering surface 64 is formed on the inner peripheral surface of the lower end portion of the receiving sleeve 63.
And the upper tapered surface 38 are opposed to each other. The upper tapered surface 38 is provided with the upper centering surface 64 as the rotary shaft 34 is moved up as the lifting sleeve 58 is moved up.
Close to.

【0032】更に、前記ハウジング25の内周面と前記
回転軸34の外周面との間には制御型磁気軸受を設け
て、回転軸34及びフライホイール40をラジアル方向
に亙って支承している。即ち、前記大径部35の中間部
外周面及び前記小径部37の上端部外周面には、それぞ
れ磁性体81、81を外嵌固定し、前記中間部27の内
周面及び前記モータハウジング32の上部内周面にはそ
れぞれ電磁石82、82を固定している。これら各電磁
石82、82は、それぞれ円周方向に亙って複数(例え
ば4個)の部分に分割されており、図示しない制御器か
らの信号に基づいて各部分への通電が制御される。又、
上記回転軸34と上記ハウジング25との間には図示し
ない変位センサを設け、この変位センサの検出信号に基
づいて、上記各電磁石82、82の各部分への通電を制
御する。
Further, a control type magnetic bearing is provided between the inner peripheral surface of the housing 25 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 34 to support the rotary shaft 34 and the flywheel 40 in the radial direction. There is. That is, magnetic bodies 81 and 81 are externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the large diameter portion 35 and the outer peripheral surface of the upper end portion of the small diameter portion 37, respectively, and the inner peripheral surface of the intermediate portion 27 and the motor housing 32. Electromagnets 82, 82 are respectively fixed to the inner peripheral surfaces of the upper part of the. Each of these electromagnets 82, 82 is divided into a plurality of (for example, four) portions in the circumferential direction, and energization to each portion is controlled based on a signal from a controller (not shown). or,
A displacement sensor (not shown) is provided between the rotary shaft 34 and the housing 25, and energization to each part of each of the electromagnets 82, 82 is controlled based on a detection signal of the displacement sensor.

【0033】上述の様に構成される本発明の電力貯蔵装
置の作用は、次の通りである。電力貯蔵装置の運転時に
は、回転軸34及びフライホイール40を浮上状態に支
持する。この為に先ず、前記各冷却ジャケット44、7
4に冷却剤を送り込まず、冷却装置を作動させず前記各
超電導体43、69を超電導状態にする以前に、昇降装
置51を構成する前記下部室57に圧油を送り込むと同
時に上部室56内の油を排出する。この結果、前記ピス
トン部55を設けた昇降スリーブ54、並びに玉軸受5
9、59によりこの昇降スリーブ54に支持された持ち
上げスリーブ58が上昇し、前記下側芯出し面60と下
側テーパ面62とが密接する。上記持ち上げスリーブ5
8は、これら両面60、62同士が密接した以後も上昇
し続ける。この為、上記回転軸34が上昇し、この回転
軸34の上端部に形成した上側テーパ面38と前記上側
芯出し面64とが密接する。この様に下側芯出し面60
と下側テーパ面62とが、上側テーパ面38と前記上側
芯出し面64とが、それぞれ密接する結果、これら各面
60、62、38、64を形成した部材を含んで構成さ
れる芯出し装置により、上記回転軸34の芯出しが行わ
れる。芯出しの結果、回転軸34及びフライホイール4
0の周面が、回転に伴って相手面と接触する事がなくな
る。
The operation of the power storage device of the present invention configured as described above is as follows. During operation of the power storage device, the rotating shaft 34 and the flywheel 40 are supported in a floating state. For this purpose, first, the cooling jackets 44, 7
In the upper chamber 56, pressure oil is sent to the lower chamber 57 constituting the lifting device 51 before the cooling device is operated and the cooling devices are not operated to bring the superconductors 43 and 69 into the superconducting state. Drain the oil. As a result, the lifting sleeve 54 provided with the piston portion 55 and the ball bearing 5
The lifting sleeve 58 supported by the elevating sleeve 54 is raised by 9, 59, and the lower centering surface 60 and the lower tapered surface 62 come into close contact with each other. The lifting sleeve 5
8 continues to rise even after the two surfaces 60, 62 are in close contact with each other. Therefore, the rotary shaft 34 rises, and the upper taper surface 38 formed on the upper end of the rotary shaft 34 and the upper centering surface 64 come into close contact with each other. In this way, the lower centering surface 60
And the lower taper surface 62, the upper taper surface 38 and the upper centering surface 64 come into close contact with each other, and as a result, the centering is configured to include the members forming these surfaces 60, 62, 38, 64. The rotating shaft 34 is centered by the device. As a result of centering, the rotary shaft 34 and the flywheel 4
The 0 peripheral surface will not come into contact with the mating surface as it rotates.

【0034】又、この様に回転軸34の芯出しを行なう
べく、この回転軸34を上昇させた状態では、この回転
軸34と共に上昇する上記フライホイール40の上面に
固定した永久磁石41、41と、前記中間部27下面に
冷却ジャケット44を介して固定した超電導体43、4
3とが、当接若しくは近接する。この状態で上記各超電
導体43、43内には、多くの磁束(上記各永久磁石4
1、41から出た磁束の殆ど全部)が入り込む。又、上
記フライホイール40の上昇に伴って、このフライホイ
ール40の下面に固定した永久磁石68、68と前記底
板29の上面に固定した複数の超電導体69、69とが
離れる。そして、この様に両部材68、69が離れた状
態で、上記各永久磁石68、68から出た磁束が上記各
超電導体69、69内に入り込む。
Further, in order to center the rotary shaft 34 in this manner, when the rotary shaft 34 is raised, the permanent magnets 41, 41 fixed to the upper surface of the flywheel 40 which rises together with the rotary shaft 34. And the superconductors 43, 4 fixed to the lower surface of the intermediate portion 27 via a cooling jacket 44.
3 and 3 come into contact with or come close to each other. In this state, a large amount of magnetic flux (above each permanent magnet 4
Almost all of the magnetic flux emitted from 1, 41 enters. Further, as the flywheel 40 rises, the permanent magnets 68, 68 fixed to the lower surface of the flywheel 40 and the plurality of superconductors 69, 69 fixed to the upper surface of the bottom plate 29 separate from each other. Then, with the two members 68, 69 separated from each other in this way, the magnetic flux emitted from the permanent magnets 68, 68 enters the superconductors 69, 69.

【0035】そこで、上記回転軸34及びフライホイー
ル40を上昇させた状態のまま、前記各冷却ジャケット
44、74内に冷却剤を送り込み、これら各冷却ジャケ
ット44、70に添着固定された上記各超電導体43、
69を超電導状態にする。この結果、上記各永久磁石4
1、68から多くの磁束が、上記各超電導体43、69
内にピン止めされる(磁束をその流れ方向に変位させら
れなくなる)。
Therefore, with the rotating shaft 34 and the flywheel 40 being raised, a coolant is fed into the cooling jackets 44, 74, and the superconducting materials are fixedly attached to the cooling jackets 44, 70. Body 43,
69 is brought into a superconducting state. As a result, each of the above-mentioned permanent magnets 4
Many magnetic fluxes from 1, 68 are generated in each of the superconductors 43, 69.
Pinned inside (the magnetic flux cannot be displaced in its flow direction).

【0036】上記各超電導体43、69が完全に超電導
状態になったならば、前記上部室56に圧油を送り込む
と同時に前記下部室57内の油を排出する。この結果、
前記持ち上げスリーブ58が下降し、上記回転軸34に
付与されていた上昇方向の力が解除される。この結果、
上記回転軸34及びフライホイール40が自重により下
降する傾向となる。この状態に於いて、永久磁石65と
強磁性体の部分から成る磁気軸受の吸引力、及び上記各
超電導体43、69と永久磁石41、68との間のピン
止め力が作用し、この中のピン止め力が上記回転軸34
及びフライホイール40の変位を阻止する。
When the superconductors 43 and 69 are completely in the superconducting state, the pressure oil is sent to the upper chamber 56 and the oil in the lower chamber 57 is discharged at the same time. As a result,
The lifting sleeve 58 descends, and the upward force applied to the rotary shaft 34 is released. As a result,
The rotating shaft 34 and the flywheel 40 tend to descend due to their own weight. In this state, the attractive force of the magnetic bearing composed of the permanent magnet 65 and the ferromagnetic body, and the pinning force between the superconductors 43 and 69 and the permanent magnets 41 and 68 act. The pinning force of the rotary shaft 34
And, the displacement of the flywheel 40 is prevented.

【0037】先ず、フライホイール40上面の永久磁石
41、41と冷却ジャケット44下面の超電導体43、
43との間には、引っ張り方向に亙る大きなピン止め力
が作用する。フライホイール40の上昇時に上記各永久
磁石41、41の上面と超電導体43、43とは、当接
若しくは近接している為、前述の様に各永久磁石41、
41から出る磁束の殆ど全部が上記各超電導体43、4
3内に入り込み、この超電導体43、43内にピン止め
されている。これら永久磁石41、41と超電導体4
3、43との間に作用する引っ張り方向のピン止め力
は、これら永久磁石41、41と超電導体43、43と
が当接した状態から離れようとする場合に最大となる。
従って、超電導フライホイール装置を構成する永久磁石
41、41と超電導体43、43との間に作用する上記
引っ張り方向のピン止め力は十分に大きなものとなる。
この結果、上記回転軸34及びフライホイール40は浮
上状態で、しかもスラスト方向に亙って十分に大きな軸
受剛性により回転自在に支持される。即ち、フライホイ
ール40を少しだけ下降させる場合にも、大きなピン止
め力が作用する為、スラスト方向の軸受剛性が大きくな
る。
First, the permanent magnets 41, 41 on the upper surface of the flywheel 40 and the superconductor 43 on the lower surface of the cooling jacket 44,
A large pinning force across the pulling direction acts between the pin 43 and the pin 43. When the flywheel 40 rises, the upper surfaces of the permanent magnets 41, 41 and the superconductors 43, 43 are in contact with or in close proximity to each other.
Almost all of the magnetic flux emitted from 41 is the above superconductors 43, 4
3 and is pinned in the superconductors 43, 43. These permanent magnets 41, 41 and the superconductor 4
The pinning force in the pulling direction acting between the permanent magnets 3 and 43 becomes the maximum when the permanent magnets 41, 41 and the superconductors 43, 43 try to separate from the contact state.
Therefore, the pinning force in the pulling direction acting between the permanent magnets 41, 41 and the superconductors 43, 43 constituting the superconducting flywheel device is sufficiently large.
As a result, the rotary shaft 34 and the flywheel 40 are rotatably supported in a floating state and with sufficiently large bearing rigidity in the thrust direction. That is, even when the flywheel 40 is slightly lowered, a large pinning force acts, so that the bearing rigidity in the thrust direction increases.

【0038】しかも、上記フライホイール40の下面に
固定した永久磁石68、68と前記冷却ジャケット74
の上面に固定した超電導体69、69との間には突っ張
り方向のピン止め力が作用する。この突っ張り方向のピ
ン止め力は、上記引っ張り方向のピン止め力に比べて小
さいが、この引っ張り方向のピン止め力に付加される状
態で、上記フライホイール40が下降するのを阻止す
る。従って、上記フライホイール40及び回転軸34の
スラスト方向の軸受容量はより大きくなって、慣性質量
が大きく重量の嵩むフライホイール40を支承する。
Moreover, the permanent magnets 68, 68 fixed to the lower surface of the flywheel 40 and the cooling jacket 74 are
A pinning force in the tension direction acts between the superconductors 69, 69 fixed to the upper surface of the. Although the pinning force in the tension direction is smaller than the pinning force in the pulling direction, it prevents the flywheel 40 from descending in a state of being added to the pinning force in the pulling direction. Therefore, the bearing capacity of the flywheel 40 and the rotary shaft 34 in the thrust direction becomes larger, so that the flywheel 40 having a large inertial mass and a large weight is supported.

【0039】尚、本発明の超電導フライホイール装置の
場合には、第一、第二の超電導軸受装置70、71を構
成する永久磁石41、68を、フライホイール40の上
面又は下面の直径方向内側部分にのみ設けている。この
為、これら各超電導軸受装置70、71の軸受容量が、
これら各永久磁石41、68を直径方向外側部分にまで
設けた場合に比べて小さくなり、そのままでは重量の嵩
むフライホイール40を支承できなくなる。但し、本発
明の場合には、前記永久磁石65、65と上記フライホ
イール40の上面部分の強磁性体の部分とで構成される
磁気軸受により、上記フライホイール40に浮上方向の
力を付与している為、十分に上記フライホイール40を
浮上状態に支持できる。
In the case of the superconducting flywheel device of the present invention, the permanent magnets 41, 68 constituting the first and second superconducting bearing devices 70, 71 are installed inside the flywheel 40 in the diametrically inner direction. It is provided only on the part. Therefore, the bearing capacity of each of these superconducting bearing devices 70 and 71 is
The permanent magnets 41 and 68 are smaller than those provided even in the diametrically outer portion, and the flywheel 40, which is heavy, cannot be supported as it is. However, in the case of the present invention, a force in the levitation direction is applied to the flywheel 40 by a magnetic bearing composed of the permanent magnets 65, 65 and a ferromagnetic portion on the upper surface of the flywheel 40. Therefore, the flywheel 40 can be sufficiently supported in the floating state.

【0040】この様にして回転軸34及びフライホイー
ル40を浮上状態に保持した状態で、夜間等に余剰電力
を貯蔵する際には、前記発電機兼用モータ21のステー
タ20に余剰電力を供給する事で、上記回転軸34及び
フライホイール40を回転させる。この際、前記各電磁
石82、82に適宜通電して、これら回転軸34及びフ
ライホイール40がラジアル方向に変位(振動)する事
を防止する。
In this way, when the rotary shaft 34 and the flywheel 40 are held in a floating state and excess power is stored at night, excess power is supplied to the stator 20 of the generator / motor 21. Then, the rotary shaft 34 and the flywheel 40 are rotated. At this time, the electromagnets 82, 82 are appropriately energized to prevent the rotary shaft 34 and the flywheel 40 from being displaced (vibrated) in the radial direction.

【0041】永久磁石41、68と超電導体43、69
とによるスラスト方向の支持剛性は十分に大きく、又、
直径方向内側部分に設けられた、これら永久磁石41、
68に加わる遠心力はあまり大きくはならない。この
為、これら回転軸34及びフライホイール40を高速で
回転させる事ができ、十分な電力貯蔵能力を発揮でき
る。昼間等、貯蔵したエネルギを取り出して使用する場
合には、上記フライホイール40の回転運動に基づい
て、上記発電機兼用モータ21により発電し、上記ステ
ータ20に接続した導線より電力を取り出す。
Permanent magnets 41 and 68 and superconductors 43 and 69
The support rigidity in the thrust direction due to is sufficiently large, and
These permanent magnets 41 provided in the diametrically inner portion,
The centrifugal force applied to 68 does not become so great. Therefore, the rotary shaft 34 and the flywheel 40 can be rotated at high speed, and a sufficient power storage capacity can be exhibited. When the stored energy is taken out and used in the daytime or the like, the generator / motor 21 generates electric power based on the rotational movement of the flywheel 40, and the electric power is taken out from the conductor wire connected to the stator 20.

【0042】尚、前記持ち上げスリーブ58の内周面と
中径部36の外周面との間、並びに前記受スリーブ63
の内周面と前記枢軸部39の外周面との間の隙間の厚さ
寸法は、次の部分に存在する隙間の厚さ寸法の何れ
よりも小さい。 それぞれ上下1対ずつ設けられた磁性体81、81
の外周面と電磁石82、82の内周面との間。 発電機兼用モータ21を構成するロータ19の外周
面とステータ20の内周面との間。
Incidentally, between the inner peripheral surface of the lifting sleeve 58 and the outer peripheral surface of the intermediate diameter portion 36, and the receiving sleeve 63.
The thickness dimension of the gap between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the pivot portion 39 is smaller than any of the thickness dimensions of the clearance existing in the next portion. Magnetic bodies 81, 81 provided in pairs one above the other
Between the outer peripheral surface and the inner peripheral surfaces of the electromagnets 82, 82. Between the outer peripheral surface of the rotor 19 and the inner peripheral surface of the stator 20 that form the generator / motor 21.

【0043】従って、地震等により上記回転軸34及び
フライホイール40に、ラジアル方向に亙る強い力が加
わった場合にも、上記の間部分には隙間が確保さ
れ、これら部分に存在する周面同士が擦れ合う事が
ない。即ち、この場合には、前記各玉軸受59、59が
バックアップ軸受として機能し、上記回転軸34に加わ
るラジアル荷重を支承しつつ、この回転軸34の回転を
許容する。従って、上記部分に存在する部材の損傷
防止を図れる。尚、ハウジング25内は真空なので、上
記フライホイール40が回転する事に対する抵抗は少な
い。
Therefore, even when a strong force is applied to the rotary shaft 34 and the flywheel 40 in the radial direction due to an earthquake or the like, a gap is secured in the above-mentioned portion, and the peripheral surfaces existing in these portions are secured. Do not rub against each other. That is, in this case, each of the ball bearings 59, 59 functions as a backup bearing to support the radial load applied to the rotary shaft 34 and allow the rotary shaft 34 to rotate. Therefore, it is possible to prevent damage to the members existing in the above portion. Since the inside of the housing 25 is vacuum, there is little resistance to the rotation of the flywheel 40.

【0044】又、前記磁性体81、81と電磁石82、
82とで構成される、制御型の磁気軸受による電力消費
を節約する為、上記大径部35の外周面と中間部27の
内周面との間に、ラジアル方向の変位を阻止する為の、
第三の超電導軸受装置87を設ける事もできる。この為
には図4に示す様に、回転軸34の下部を構成する大径
部35の外周面に、複数の円環状の永久磁石83、83
を外嵌固定する。これら各永久磁石83、83は、それ
ぞれ軸方向に着磁する。又、中間部27の下面に固定す
る冷却ジャケット44aを断面L字形とし、この冷却ジ
ャケット44aの内周面でこれら各永久磁石83、83
と対向する部分に、複数の超電導体84、84を固定す
る。この超電導体84、84も、前述した超伝導体4
3、43と同様に、それぞれが断面凸字形で円板形に形
成されたものを、上記冷却ジャケット44aの内周面に
形成した凹部85、85に内嵌し、更に円周方向に亙っ
て複数に分割された抑え板86により、この凹部85、
85からの抜け止めを図っている。但し、これら超電導
体84、84は、上記冷却ジャケット44aの内周面形
状に合せて湾曲している。
Further, the magnetic bodies 81, 81 and the electromagnet 82,
In order to save electric power consumption by the control type magnetic bearing configured by 82 and 82, for preventing radial displacement between the outer peripheral surface of the large diameter portion 35 and the inner peripheral surface of the intermediate portion 27. ,
A third superconducting bearing device 87 can also be provided. For this purpose, as shown in FIG. 4, a plurality of annular permanent magnets 83, 83 are provided on the outer peripheral surface of the large diameter portion 35 that constitutes the lower portion of the rotary shaft 34.
Is fixed by external fitting. Each of these permanent magnets 83, 83 is magnetized in the axial direction. Further, the cooling jacket 44a fixed to the lower surface of the intermediate portion 27 has an L-shaped cross section, and the permanent magnets 83, 83 are formed on the inner peripheral surface of the cooling jacket 44a.
A plurality of superconductors 84, 84 are fixed to the portion facing. The superconductors 84, 84 are also the above-mentioned superconductor 4
Similar to Nos. 3 and 43, disc-shaped ones each having a convex cross section are fitted into the recesses 85 and 85 formed on the inner peripheral surface of the cooling jacket 44a, and further extended in the circumferential direction. The holding plate 86 divided into a plurality of
I am trying to prevent it from coming off from 85. However, these superconductors 84, 84 are curved according to the shape of the inner peripheral surface of the cooling jacket 44a.

【0045】この様な第三の超電導軸受装置87を設け
た場合には、前記大径部35外周面に固定した永久磁石
83、83から出て前記冷却ジャケット44aの内周面
の超電導体84、84にピン止めされた磁束により、上
記回転軸34の直径方向に亙るピン止め力が作用する。
そして、このピン止め力により、上記回転軸34がラジ
アル方向に亙る変位する事を防止する。
When such a third superconducting bearing device 87 is provided, the superconductor 84 on the inner peripheral surface of the cooling jacket 44a comes out from the permanent magnets 83, 83 fixed to the outer peripheral surface of the large diameter portion 35. The magnetic flux pinned to the shafts 84, 84 exerts a pinning force in the diametrical direction of the rotary shaft 34.
The pinning force prevents the rotary shaft 34 from being displaced in the radial direction.

【0046】この様な第三の超電導軸受装置87を設け
た場合には、前記制御型磁気軸受に常に通電しておく必
要はない。但し、地震等、何らかの原因で上記第三の超
電導軸受装置87の軸受剛性を越えるラジアル荷重が加
わり、上記回転軸34がラジアル方向に振動した場合に
は、前記磁性体81、81と電磁石82、82とによる
制御型磁気軸受が作動し、この振動を抑え込む。但し、
この制御型磁気軸受へは普段は通電せず、電力消費を抑
える。
When such a third superconducting bearing device 87 is provided, it is not necessary to always energize the control type magnetic bearing. However, when a radial load exceeding the bearing rigidity of the third superconducting bearing device 87 is applied for some reason such as an earthquake and the rotating shaft 34 vibrates in the radial direction, the magnetic bodies 81, 81 and the electromagnet 82, The control type magnetic bearing by 82 operates to suppress this vibration. However,
This controlled magnetic bearing is normally not energized to reduce power consumption.

【0047】更に、図示の実施例では、フライホイール
40の重量を支える為に、第一、第二の超電導軸受装置
70、71を設けているが、何れか一方の超電導軸受装
置と、前記永久磁石65、65及び上記フライホイール
40の上側部分の強磁性体で構成される磁気軸受との共
働により、上記重量を支えられるのであれば、他方の超
電導軸受装置は省略しても良い。この場合には、軸受剛
性が小さい第二の超電導軸受装置71を省略する事が好
ましい。軸受剛性の大きい第一の超電導軸受装置70を
設ければ、第二の超電導軸受装置71を省略しても、フ
ライホイール40の超高速回転が可能になる。
Further, in the illustrated embodiment, in order to support the weight of the flywheel 40, the first and second superconducting bearing devices 70 and 71 are provided. The other superconducting bearing device may be omitted if the weight can be supported by the cooperation of the magnets 65, 65 and the magnetic bearing formed of the ferromagnetic material in the upper portion of the flywheel 40. In this case, it is preferable to omit the second superconducting bearing device 71 having low bearing rigidity. If the first superconducting bearing device 70 having high bearing rigidity is provided, the flywheel 40 can be rotated at an extremely high speed even if the second superconducting bearing device 71 is omitted.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の超電導フライホイール装置は、
以上に述べた通り構成され作用するが、超電導軸受装置
を構成する永久磁石に加わる遠心力を小さくして、この
永久磁石が破損されにくくし、フライホイールの回転速
度を大きくできる。この結果、フライホイールに貯蔵可
能な運動エネルギを十分に大きくして、例えば超電導フ
ライホイール装置を組み込んだ電力貯蔵装置に貯蔵可能
な電力を増大させ、電力の有効利用を図れる。
The superconducting flywheel device of the present invention comprises:
Although constructed and operated as described above, the centrifugal force applied to the permanent magnets constituting the superconducting bearing device can be reduced, the permanent magnets are less likely to be damaged, and the rotational speed of the flywheel can be increased. As a result, the kinetic energy that can be stored in the flywheel is made sufficiently large, and the power that can be stored in, for example, a power storage device incorporating a superconducting flywheel device is increased, so that the power can be effectively used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の全体構成を示す縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.

【図3】同B部拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of the B section.

【図4】ラジアル荷重を支承する超電導軸受装置の設置
状況を示す、図3の左上部に相当する断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the upper left portion of FIG. 3, showing a state of installation of a superconducting bearing device that supports a radial load.

【図5】先発明装置の縦断面図。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a prior invention device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 大気圧ハウジング 2 回転軸 3 ラジアル気体軸受 4 給気口 5 軸受隙間 6 真空ハウジング 7 蓋板 8 円孔 9 磁性流体シール装置 10 フライホイール 11 永久磁石 12 冷却ジャケット 13 断熱材 14 シールド板 15 超電導体 16 冷却剤 17 排気口 18 給排口 19 ロータ 20 ステータ 21 発電機兼用モータ 22 超電導スラスト軸受 23 支持板 24 凹孔 25 ハウジング 26 底部 27 中間部 28 上部 29 底板 30 立壁 31 接続筒 32 モータハウジング 33 蓋板 34 回転軸 35 大径部 36 中径部 37 小径部 38 上側テーパ面 39 枢軸部 40 フライホイール 40a 強化繊維プラスチック複合体の部分 41 永久磁石 42 ホルダ 43 超電導体 44、44a 冷却ジャケット 45 凹部 46 抑え板 47 凹部 48、48a 断熱材 49 抑え板 50 給排路 51 昇降装置 52 段部 53 シリンダ空間 54 昇降スリーブ 55 ピストン部 56 上部室 57 下部室 58 持ち上げスリーブ 59 玉軸受 60 下側芯出し面 61 芯出しリング 62 下側テーパ面 63 受スリーブ 64 上側芯出し面 65 永久磁石 66 凹部 67 抑え板 68 永久磁石 69 超電導体 70 第一の超電導軸受装置 71 第二の超電導軸受装置 72 凹部 73 ホルダ 74 冷却ジャケット 75 凹部 76 抑え板 77 凹部 78、78a 断熱材 79 抑え板 80 給排路 81 磁性体 82 電磁石 83 永久磁石 84 超電導体 85 凹部 86 抑え板 87 第三の超電導軸受装置 1 Atmospheric Pressure Housing 2 Rotating Shaft 3 Radial Gas Bearing 4 Air Supply Port 5 Bearing Gap 6 Vacuum Housing 7 Lid Plate 8 Circular Hole 9 Magnetic Fluid Sealing Device 10 Flywheel 11 Permanent Magnet 12 Cooling Jacket 13 Insulation Material 14 Shield Plate 15 Superconductor 16 Coolant 17 Exhaust Port 18 Supply / Discharge Port 19 Rotor 20 Stator 21 Generator / Motor 22 Superconducting Thrust Bearing 23 Support Plate 24 Recessed Hole 25 Housing 26 Bottom 27 Intermediate Part 28 Upper 29 Bottom Plate 30 Standing Wall 31 Connecting Cylinder 32 Motor Housing 33 Lid Plate 34 Rotating shaft 35 Large diameter part 36 Medium diameter part 37 Small diameter part 38 Upper taper surface 39 Pivot part 40 Flywheel 40a Reinforced fiber plastic composite part 41 Permanent magnet 42 Holder 43 Superconductor 44, 44a Cooling jacket 45 Recess 46 Board 47 Recesses 48, 48a Heat insulating material 49 Suppression plate 50 Supply / discharge path 51 Elevating device 52 Step portion 53 Cylinder space 54 Elevating sleeve 55 Piston part 56 Upper chamber 57 Lower chamber 58 Lifting sleeve 59 Ball bearing 60 Lower centering surface 61 Centering ring 62 lower taper surface 63 receiving sleeve 64 upper centering surface 65 permanent magnet 66 concave portion 67 restraining plate 68 permanent magnet 69 superconductor 70 first superconducting bearing device 71 second superconducting bearing device 72 concave portion 73 holder 74 cooling jacket 75 concave portion 76 Suppression Plate 77 Recesses 78, 78a Heat Insulating Material 79 Suppression Plate 80 Supply / Discharge Path 81 Magnetic Material 82 Electromagnet 83 Permanent Magnet 84 Superconductor 85 Recess 86 Suppression Plate 87 Third Superconducting Bearing Device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定のハウジングと、このハウジングの
内側に鉛直方向に配置された回転軸と、この回転軸と同
心でこの回転軸に固定されたフライホイールと、このフ
ライホイールの上面と下面とのうちの少なくとも一方の
面で上記回転軸を中心とする同心円位置に固定された永
久磁石と、上記ハウジングの一部に固定されて上記永久
磁石と対向する超電導体と、上記ハウジング内に設けら
れてこの超電導体を冷却する冷却装置とを備えた超電導
フライホイール装置に於いて、上記フライホイールの上
面は前記永久磁石より直径方向外側寄り部分に強磁性体
の部分があり、上記ハウジングの一部下面でこの強磁性
体に対向する部分には磁石が固定されているものである
事を特徴とする超電導フライホイール装置。
1. A fixed housing, a rotary shaft vertically arranged inside the housing, a flywheel concentric with the rotary shaft and fixed to the rotary shaft, and an upper surface and a lower surface of the flywheel. A permanent magnet fixed at a concentric position about the rotation axis on at least one of the surfaces, a superconductor fixed to a part of the housing and facing the permanent magnet, and provided in the housing. In a superconducting flywheel device provided with a cooling device for cooling a lever superconductor, a top surface of the flywheel has a ferromagnetic portion at a portion radially outward of the permanent magnet, and a part of the housing. A superconducting flywheel device characterized in that a magnet is fixed to a portion of the lower surface facing the ferromagnetic body.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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