JPS58214037A - フライホイ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気エネルギをフライホイールの回転慣性エ
ネルギに変換して蓄勢しておき、必要なときに再び電気
エネルギに変換して放勢する発電電動機直結フライホイ
ール装置に関する。

従来、この糧装置としては第１図に示すものがあつ友。

第１図において、内部を真空にされた密閉容器（１１ｔ
’ｊ　％本体（２）と、この本体（２）の上部に連設さ
れ本体（２）　Ｊ：　Ｄ小径の小径部（８）と、上端壁
（４）と、下端壁（５）とから構成されている。この密
閉容器（１）の本体（２）内にはフライホイール（６）
が配設されており、このフライホイール（６）の上下方
向に延在する回転軸（γ）は、前記下端壁（５）に設け
られた軸受（５ａ）に支持されている。一方、この回転
軸（γンの上端部は％前記小径部（８）内に位置する発
電電動機（８）の回転子（９）に軸継手（図示せず’）
ｆ：、介して直結されている。

前記回転子（９）は図示しない磁極鉄心シエび界磁巻線
を有しており、その回転軸輪は、前記上端壁（４）に設
けられπ軸受（４ａ）に支持されている。また。

前記小径部（８）の内周面には、前記回転子（９）に間
隔をおいて対向する発電電動！　（８）の固定子（填が
取付けられており、この固定子（２）は図示しない固定
子鉄心お工び固定予巻ａｔ有している。

前記密閉容器（１）の本体（２）内には、前記フライホ
イール（６）と所定間隔を隔てた円板状の電磁石ｏ呻が
配設されており、この電磁石０句には同心円状の励磁コ
イルａ４が埋設されている。なお、この電磁石０１ハそ
の外周部の局方向に間隔を隔てて突設され几複数の荷重
変換器（ロ）を介して、本体（２）の内周面に周設され
たブラケット（至）に支持されている。

前記密閉容器（１）内の上端部および下端部には、それ
ぞれ回転軸傾、（γ）に微小間隙をもって対向するシー
ルリング（至）、■を備えた密封７レームαη。

（ト）が周設されており、密閉容器（１）内の高真空産
金維持して、フライホイール（６）および回転子（９）
の回転中の風損全低減しエネルギ効率音大きくする工う
になっている。

な訃、繭記回転軸輛には回転子（９）内に達する冷却パ
イプ１２１１が挿通されており、回転子（９）の発熱を
防止する工うになっている。

前述した構成に工れば、エネルギの貯蔵は、発電電動ａ
　（８１？電動機として駆動し、電力装置（図示せず）
からの電気エネルギ全フライホイール（６）の回転慣性
エネルギに変換することに工って行ない、エネルギの放
勢は、発電電動ａ　（８）　ｔ−発電機として駆動させ
、フライホイール（６）の回転慣性エネルギを電気エネ
ルギに変換して電力装置に返還することによって行なわ
れる。

このような従来の７ライホイール装置においては、フラ
イホイール（６）の重量の大部分を電磁石（１呻による
吸引力で負担し、ころがり軸受（４ａ）、（５ａ）のス
ラスト荷重を軽減することにより、軸受損失を小さくし
ている。さらに密閉容器（１）内を真空にすることによ
り、発電電動機（８）の回転子（９）とフライホイール
（６）の回転による風損を低減し、エネルギ効率全高め
ている。

しかしながら、前述した従来のフライホイール装置では
、密閉容器（１）円の真空の保持のために密１封用シー
ルリング（坤、−を使用しているので、密閉容器（１）
Ｐｉの真空の信頼性にすべてこの密封用シールリング（
樽、（財）にかかつている。また、長期的真空全保持す
るために、密封用シールリング（至）。

（財）と回転軸（至）、（γ）との間隙を小さくすると
、摩擦損失が大きくなり、フライホイール（６）のエネ
ルギ効率全低下させる要因となる。また、このものにお
いては密封用シールリング（１９）　５（２）が摩耗し
て寿命を低下するという欠点があるし、シールリング帥
、４２１ｍの摩耗により容器（１）内の真空度が低下し
てエネルギ効率が低下するという欠点％ある。

ところで、フライホイール（６）に貯えられる回転慣性
エネルギＥは。

で表わされる。ここで工はフライホイール（６）の慣性
モーメントであり、フライホイール（６）の形状拳寸法
・材質で決まる値でｂる。また、ωは、フライホイール
（６）の回転数でおる。故に、同一フライホイール（６
）であるならば、Ｎ転数ωが大きいほどフライホイール
（６）に貯えられるエネルギは大きくなる。

しかしながら、従来のものにおいては、軸受としてころ
がり軸受全使用しているｔめに、フライホイール（６）
′ｔ−高速にすることに、軸受寿命金短かくするととも
に、回転時の軸受損失金増大し、フライホイール（６）
のエネルギ効率を低下させる要因になっていた。

また、従来のものにおいてに、発電電動機（８）として
、たとえば直流発電電動機などの円筒型発電電動機を使
用しているために、フライホイール装置全体が大きくな
るという欠点を有してい友。

本発明は、前述し几従来のものにおける欠点全除去し、
エネルギ効率が高く、シかも小型で軽量のフライホイー
ル装置を提供することを目的としてなされｋもので１発
電電動機、フライホイール。

回転軸お工び軸受を外気から封鎖し次完全密封真空容器
内に配置し、上部の軸受として山気軸受全配置し、かつ
発電電動機としてフラツートモータを用い７ｔものであ
る。

以下、本発明を図面に示す実施例に、【り説明する。な
お、前述した従来のものと同一の構成については、図面
中に同一の符号を付し、その詳述は避ける。

第２図において、容器に）は、円筒形の本体（ア）と。

この本体−）の上下端のフランジ−９に）に固着された
上下の蓋体（財）、ｌ、（転）とにエリ外気から封鎖し
た完全密封容器を構成しており、この完全密封容器關内
は高真空状態を維持している。前記下部の蓋体町）は、
その中央部が容器閣内に突出するように段部μｓ）を有
しており、蓋体（支））の下面には凹部（ロ））が形成
されている。また、前記蓋体−の中央部には中心孔−が
穿設されている。そして、前記蒙体（ロ）の凹部四には
、前記中心孔（転））に対応する凹部６均の形成され九
支持体（８１１が嵌着して容器閣内の真空状態全維持す
る工うになっている。

前記完全密封容器閣内にはフライホイール（６）が配設
されており、このフライホイール（６）は回転軸峙）に
支持されている。この回転軸０８）の上端にけ出気軸受
例の回転子側が突設されており、この回転子側と間隔を
おくように前記蓋体興ＵＫは伍気軸受−の固定子＋８６
）が埋設されている。これらの回転予価）および固定子
（８６１は、たとえば永久磁石とされ、相互に吸引する
工うになっている。また、前記回転軸ｌ８８）の下端に
はピボット町）が垂設されており。

このピボット（財）の下端部は蓋体国の中心孔（４））
を挿通して前記支持体（ト）１）の凹部閣内に臨んでい
る。前記ピボット領）の下端ａ凹部閣内において、たと
えば粘性係数の高い潤滑油金浸したダンパ箱（図示せず
）に支持された軸受体擲）により受けられている。

さらに、前記回転軸（鯛の下端には、小形軽量全目的と
し几偏平な７ラツトモーターの回転子閣が突設されてお
り、このフラットモータに））の固定子ゆｌ）は、蓋体
γ）に固定されている。この固定子−）が蓋体（支））
に固定されているのは１発生した熱を蓋体ＷＩｔ介して
外部に放出し得るようにする几めである。

前述し文構成によれば、すべての構成要素が外気から封
鎖した完全密封容器閣内に配置されているので、内部を
真空にすることに工す、長期的な真空度の維持が可能と
なる。また、フライホイール（６）などの回転体の重量
のほとんど全山気軸受−で吸引する構成にしているので
、下部のピボット軸受−の寿育會長くし％ま九軸受損失
全低減することができる。そして、この吸引力は、九と
えば。

回転子■）お工び固定子（８６）間の間隙を調整するこ
とにエリ変化させることができる。

以上説明したように５本発明に係るフライホイール装ｆ
ｉｔａ、発’！ｔｊｂ機、　７　ライｙｌｔ　イー　／
ｌ／、　ＩＵ回転軸工び軸受を外気から封鎖した完全密
封真空容器内に配置し、上部の軸受として硼気軸受全配
置するとともに、下部の軸受としてピボット軸受を配置
し、かつ発電電動機としてフラットモータ？用い九ので
、従来のものエリ％、小型・Ｕ、量化することができ、
長期信頼性に優れ、しかもエネルギ効率が高いという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の７ライホイール装ｆｔｋ示す縦断面図、
第２図は本発明に係るフライホイール装置の実施例を示
す縦ｖｆｒ面図である。 （１）　＊　Ｉ２２１：密封容器　　（６）　：　７ラ
イホイール（７）、叫、瞥：回転軸　（８）：発電電動
機−二磁気軸受　　　　（羽：ピボット軸受■）：フラ
ットモータ　１４Ｑ　：回転子田）：固定子 代理人　葛　野　侶　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発電電動機の回転子とフライホイールとを回転軸に工り
   接続し、この回転軸を上下の軸受に工ｐ支持するように
   したフライホイール装置において。 前記発電電動機、フライホイール、回転軸お工び軸受を
   外気から封鎖した密封真空容器内に配置し、前記上部の
   軸受として磁気軸受を配置するとともに、前記下部の軸
   受としてピボット軸受を配置し。 かつ前記発電電動機としてフラットモータを用い、　　
   たことＹｒ：特徴とするフライホイール装置。