JPS589533A - フライホイ−ル発電機の運転方法 - Google Patents
フライホイ−ル発電機の運転方法Info
- Publication number
- JPS589533A JPS589533A JP56106980A JP10698081A JPS589533A JP S589533 A JPS589533 A JP S589533A JP 56106980 A JP56106980 A JP 56106980A JP 10698081 A JP10698081 A JP 10698081A JP S589533 A JPS589533 A JP S589533A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flywheel generator
- flywheel
- operating
- generator
- electric fan
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は核融合電源のように、瞬時に大電力を要する場
合に使用するフライホイール発電機の運転方法に係り、
特に別置電動ファンによシ冷却風を供給されるフライホ
イール発電機の運転方法に関する。
合に使用するフライホイール発電機の運転方法に係り、
特に別置電動ファンによシ冷却風を供給されるフライホ
イール発電機の運転方法に関する。
近年核融合電源用として回転運動エネルギーを瞬時′に
電力に変換するフライホイール発電機が製作されはじめ
ている。この新しい回転電機の技術には、主に室軸水車
発電機の技術が用いられるのが普通で、その形は下部に
原動機の水車がないことを除けば、上部に起動電動機を
直結した立軸形揚水発！電動機によく似た構造がとられ
る。そして、フライホイール発１！Ｌ機には、要求され
る放出エネルギーに応じで別のフライホイールが発電機
回転子の下部に直結される場合と、発電機回転子のみで
回転運動エネルギーを擾かない、下部にフライホイール
を持たない場合とがめる。
電力に変換するフライホイール発電機が製作されはじめ
ている。この新しい回転電機の技術には、主に室軸水車
発電機の技術が用いられるのが普通で、その形は下部に
原動機の水車がないことを除けば、上部に起動電動機を
直結した立軸形揚水発！電動機によく似た構造がとられ
る。そして、フライホイール発１！Ｌ機には、要求され
る放出エネルギーに応じで別のフライホイールが発電機
回転子の下部に直結される場合と、発電機回転子のみで
回転運動エネルギーを擾かない、下部にフライホイール
を持たない場合とがめる。
これらめフライホイール発電機の冷却方式は、通常回転
子自身のファン作用のみで冷却空気を循環させる場合も
めるが、容量が大きい場合は、冷却に必要な風量が回転
子のファン作用だけでは不十分となり、別置電動ファン
を設けた他力通風方式がとられる。
子自身のファン作用のみで冷却空気を循環させる場合も
めるが、容量が大きい場合は、冷却に必要な風量が回転
子のファン作用だけでは不十分となり、別置電動ファン
を設けた他力通風方式がとられる。
第１図に本発明の運転方法の一実施例を適用する対象の
フライホイール発′＠機の構造を示す。発電機回転子（
１）には下部にフライホイール（２）が直結され、上部
にはＩ￥電動機３）が直結されている。（４）は発′に
機固定子、（５）は別置電動ファンである。
フライホイール発′＠機の構造を示す。発電機回転子（
１）には下部にフライホイール（２）が直結され、上部
にはＩ￥電動機３）が直結されている。（４）は発′に
機固定子、（５）は別置電動ファンである。
ところで、このようなフライホイール発電機から電力を
取出す方法は、第３図の線ａに示すように、らる回転数
ｎ１から必要とする回転数ｎ、まで電動機（３）によシ
加速しく通常５〜１５分かけている）、トップスピード
ｎ２になった時加速をやめて発電を開始し、フライホイ
ール発電機に蓄えられた回転運動エネルギーを瞬時に電
力に変換し、発電機固定子から取出す。そのためフライ
ホイール発電機の回転数は下降する。発電時間は約５〜
１０秒が普通である。回転数がｎ、まで下降した時発電
をやめ、必要に応じてしばらく回転数ｎ１で待機した後
、再度電動機（３）により加速を開始する。この運転を
繰返し、負荷に大電力を間けつ的に供給する。この場合
の１回の放出エネルギーの大きさは次式で与えられる。
取出す方法は、第３図の線ａに示すように、らる回転数
ｎ１から必要とする回転数ｎ、まで電動機（３）によシ
加速しく通常５〜１５分かけている）、トップスピード
ｎ２になった時加速をやめて発電を開始し、フライホイ
ール発電機に蓄えられた回転運動エネルギーを瞬時に電
力に変換し、発電機固定子から取出す。そのためフライ
ホイール発電機の回転数は下降する。発電時間は約５〜
１０秒が普通である。回転数がｎ、まで下降した時発電
をやめ、必要に応じてしばらく回転数ｎ１で待機した後
、再度電動機（３）により加速を開始する。この運転を
繰返し、負荷に大電力を間けつ的に供給する。この場合
の１回の放出エネルギーの大きさは次式で与えられる。
ここでＥ ：１回の放出エネルギー（Ｇ、Ｔ）ＧＤ２：
フライホイール効果（ｔ−ｍ２）ｎ、：エネルギー放出
前の回転子の回転数（ｒｐｍ）ｎｌ：工坏ルギー放出後
の回転子の回転数（ｒｐｍ）し、かして従来のフライホ
イール発電機の運転方法を別置電動ファンについて槽目
すると、第３図の線すに示すようにフライホイール発を
機の回転子の回転中は常時運転てれていた。そのためフ
ライホイール発電機の冷却効果は十分であったが、非常
に大きな風損の発生を伴なっていた。この風損は第２図
の曲線ａに示すように、フライホイール発′に機の回転
数の２〜３乗に比例してり、からトに増加するため、ト
ップスピードｎ２に近い高回転域では特に大きな風損と
なり、電ｍ機（３）はそれに見合った大容量のものが使
用されていた。また電動機（３）を運転するための電力
は、当然一般の電力を使用しているため、その電力費は
長期間の運転を考えると非常に大きなものになっていた
。また従来方法では発電中も別置電動ファン（５）が運
転されているため、大きな風損分だけ回転運動エネルギ
ーが無駄に損失として捨てられている欠点があった。
フライホイール効果（ｔ−ｍ２）ｎ、：エネルギー放出
前の回転子の回転数（ｒｐｍ）ｎｌ：工坏ルギー放出後
の回転子の回転数（ｒｐｍ）し、かして従来のフライホ
イール発電機の運転方法を別置電動ファンについて槽目
すると、第３図の線すに示すようにフライホイール発を
機の回転子の回転中は常時運転てれていた。そのためフ
ライホイール発電機の冷却効果は十分であったが、非常
に大きな風損の発生を伴なっていた。この風損は第２図
の曲線ａに示すように、フライホイール発′に機の回転
数の２〜３乗に比例してり、からトに増加するため、ト
ップスピードｎ２に近い高回転域では特に大きな風損と
なり、電ｍ機（３）はそれに見合った大容量のものが使
用されていた。また電動機（３）を運転するための電力
は、当然一般の電力を使用しているため、その電力費は
長期間の運転を考えると非常に大きなものになっていた
。また従来方法では発電中も別置電動ファン（５）が運
転されているため、大きな風損分だけ回転運動エネルギ
ーが無駄に損失として捨てられている欠点があった。
本発明はエネルギー槙失の少ない経済的なフライホイー
ル発電機の運転方法を提供することを目的とする。
ル発電機の運転方法を提供することを目的とする。
以下、本発明の一実施例について、第４図を参照して説
明する。なお、この実施例に使用するフライホイール発
電機は第１図の通りであるから、これも参照されたい。
明する。なお、この実施例に使用するフライホイール発
電機は第１図の通りであるから、これも参照されたい。
第４図の線ａおよび線すに示すように、この実施例にお
いては別置電動ファン（５）の運転をフライホイール発
電機の待期中および加速中の低回転域だけにとどめ、高
回転域および発電中は別置電動ファン（５）を停止する
ように構成する。この加速中に別を電動ファン（５）を
停止する回転数ｎ、は必要に応じて待期中の回転数ｎｌ
と最高回転数ｎ、との間で任意に設定すれはよい。もち
ろん別置′ＨＬｗＪファンの停止している間の冷却風量
はフライホイール発電機の回転子のファン作用のみの風
量に減ってしまうので、フライホイール発１Ｍ、機の界
磁巻線、固定子コイル等の大きさはそれに見合った大き
さにしておかなければならない。別置電動ファン（５）
のオン、オフの制御は手動で行なってもよいが、そのよ
うにシーケンスを組めは簡単に自動化できるので、自動
化した方が楽である。
いては別置電動ファン（５）の運転をフライホイール発
電機の待期中および加速中の低回転域だけにとどめ、高
回転域および発電中は別置電動ファン（５）を停止する
ように構成する。この加速中に別を電動ファン（５）を
停止する回転数ｎ、は必要に応じて待期中の回転数ｎｌ
と最高回転数ｎ、との間で任意に設定すれはよい。もち
ろん別置′ＨＬｗＪファンの停止している間の冷却風量
はフライホイール発電機の回転子のファン作用のみの風
量に減ってしまうので、フライホイール発１Ｍ、機の界
磁巻線、固定子コイル等の大きさはそれに見合った大き
さにしておかなければならない。別置電動ファン（５）
のオン、オフの制御は手動で行なってもよいが、そのよ
うにシーケンスを組めは簡単に自動化できるので、自動
化した方が楽である。
次に作用について説明する。
別置電動ファン（５）停止中は、その間のフライホイー
ル発１１Ｌ機の高回転域および発電中の風損が従来方法
に比べて、大幅に減少するように作用する。
ル発１１Ｌ機の高回転域および発電中の風損が従来方法
に比べて、大幅に減少するように作用する。
これを第２図を参照して説明する。待機中および回転数
ｎ、からｎ、までの加速中の風損は第２図曲線ａによシ
従来と変らすＬｌからＬｓ １で増加するが、回転数ｎ
３の時点で別置１！動フアン（５）を停止すると同時に
り、から同図曲線すのＬ６まで風損か下がシ、以下その
曲線すに従ってトップスピードｎ、の風損り。
ｎ、からｎ、までの加速中の風損は第２図曲線ａによシ
従来と変らすＬｌからＬｓ １で増加するが、回転数ｎ
３の時点で別置１！動フアン（５）を停止すると同時に
り、から同図曲線すのＬ６まで風損か下がシ、以下その
曲線すに従ってトップスピードｎ、の風損り。
まで増加する。Ｌ、はし、に比べて７０〜８０ ％の大
きさであり、高回転域なので、その風損減少量は非常に
大きい。例えばｎｌ ＝＝ ４００ ｒｐｍ 、 ｎ２
＝ ５８Ｏｒｐｍのフライホイール発電機の場合、ト
ップスピードｎ２における風損減少量（Ｌ２ Ｌ５）
は５００〜７００ ｋｗにも相当する。
きさであり、高回転域なので、その風損減少量は非常に
大きい。例えばｎｌ ＝＝ ４００ ｒｐｍ 、 ｎ２
＝ ５８Ｏｒｐｍのフライホイール発電機の場合、ト
ップスピードｎ２における風損減少量（Ｌ２ Ｌ５）
は５００〜７００ ｋｗにも相当する。
従って、上記のような運転方法にするならば、風損減少
分だけ電動機（３）の容量を小さくでき、電動機（３）
をコンパクトにできる。また電動機（３）を運転するだ
めの電力費も風損減少分だけ低減でき、長期間の運転を
考えると電力費の低減は非常に大きなものになる。しか
して前記したようにこの運転方法を達成するためには、
フライホイール発′亀機の界磁巻線や固定子コイル等の
大きさは従来方法の場合に比較して多少大きくなり、フ
ライホイール発電機の建設費は多少増加するが、長期間
の運転を考えると電動機（３）を運転するための電力費
の低減分で建設費を補なって余りあることになる。
分だけ電動機（３）の容量を小さくでき、電動機（３）
をコンパクトにできる。また電動機（３）を運転するだ
めの電力費も風損減少分だけ低減でき、長期間の運転を
考えると電力費の低減は非常に大きなものになる。しか
して前記したようにこの運転方法を達成するためには、
フライホイール発′亀機の界磁巻線や固定子コイル等の
大きさは従来方法の場合に比較して多少大きくなり、フ
ライホイール発電機の建設費は多少増加するが、長期間
の運転を考えると電動機（３）を運転するための電力費
の低減分で建設費を補なって余りあることになる。
まだこの運転方法においては発電中も別置電動ファン（
５）を停止し、風損を減少させているため、発電中の風
損低減分たけ回転運動エネルギーから取出せる゛東方を
増加できる。
５）を停止し、風損を減少させているため、発電中の風
損低減分たけ回転運動エネルギーから取出せる゛東方を
増加できる。
次に第５図を参照して他の実′ｂｉｉｉ例を説明する。
これは同図線ａおよびｉｂに示すように、待期中のみ別
置電動ファン（５）を運転し、残りの加速中全域および
発電中は別置電動ファン（５）を停止する運転方法であ
る。
置電動ファン（５）を運転し、残りの加速中全域および
発電中は別置電動ファン（５）を停止する運転方法であ
る。
このようにすると、フライホイール発ｉｔｓの加速中全
域にわたって別１に電動ファンを停止したので、第４図
に示した実施例より、さらにいっそう電動機（３１は容
量を下け、コンパクト化できる。また電動機（３）の運
転電力費もさらに低減できる効果がある。もちろん、こ
の実施例の場合、フライホイール発電機の冷却効果は、
第４図に示した実施例より落ちるので、それを見込んだ
フライホイール発′醒様の大きさにしておかなければな
らない場合もある。また待機中の時間は一定ではなく、
発電後直ちに加速にはいる場合もあるので、この実施例
の場合はあらかじめ設定された待機中の期間を必ず設け
なけれ汀ならない。
域にわたって別１に電動ファンを停止したので、第４図
に示した実施例より、さらにいっそう電動機（３１は容
量を下け、コンパクト化できる。また電動機（３）の運
転電力費もさらに低減できる効果がある。もちろん、こ
の実施例の場合、フライホイール発電機の冷却効果は、
第４図に示した実施例より落ちるので、それを見込んだ
フライホイール発′醒様の大きさにしておかなければな
らない場合もある。また待機中の時間は一定ではなく、
発電後直ちに加速にはいる場合もあるので、この実施例
の場合はあらかじめ設定された待機中の期間を必ず設け
なけれ汀ならない。
同、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
以上説明したように、本発明によれは所定の高回転域に
て別置電動ファンを停止したので、エネルギー損失が少
なく、かつ運転経費の少ない、高効率で経済的なフライ
ホイール発電機の運転方法を提供できるという効果があ
る。
て別置電動ファンを停止したので、エネルギー損失が少
なく、かつ運転経費の少ない、高効率で経済的なフライ
ホイール発電機の運転方法を提供できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の運転方法の一実施例全適用する対象の
フライホイール発電機を示す縦断面図、第２図は従来お
よび本発明の一実施例における回転数と風損との関係を
示す曲線図、第３図は従来のフライホイール発１！機の
運転方法のパターンを示す線図、第４図および第５図は
それぞれ異なる本発明のフライホイール発′ａ機の運転
方法の実施例のパターンを示す線図である。 ｌ・・・発１［、機回転子 ２・・・フライホイー
ル３・・・電動機 ４・・・発′ｔＩＬ桜固
足子５・・・別置電動ファン 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 旧 １ 筐 ２ 閃 ／／ ”’ ｒＬｊ ｒＬｊ ＩＬＬ
旺転教第 ４ 図 時間
フライホイール発電機を示す縦断面図、第２図は従来お
よび本発明の一実施例における回転数と風損との関係を
示す曲線図、第３図は従来のフライホイール発１！機の
運転方法のパターンを示す線図、第４図および第５図は
それぞれ異なる本発明のフライホイール発′ａ機の運転
方法の実施例のパターンを示す線図である。 ｌ・・・発１［、機回転子 ２・・・フライホイー
ル３・・・電動機 ４・・・発′ｔＩＬ桜固
足子５・・・別置電動ファン 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 旧 １ 筐 ２ 閃 ／／ ”’ ｒＬｊ ｒＬｊ ＩＬＬ
旺転教第 ４ 図 時間
Claims (3)
- （１）別置電動ファン（（て通風冷却し、回転体に蓄え
た回転エネルギーを利用して間けっ的に発電するフライ
ホイール発電機の運転方法において、別置電動ファンを
連続運転せず、フライホイール発電機の所定の高回転域
にて一時停止する期間を設けたことを特徴とするフライ
ホイール発電機の運転方法。 - （２）別置電動ファンの停止期間はフライホイール発電
機の加速中の高回転域および発電中の期間としたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフライホイール
発電機の運転方法。 - （３）別置電動ファンの停止期間はフライホイール発電
機の加速中全域および発電中の期間としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のフライホイール発電機
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56106980A JPS589533A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | フライホイ−ル発電機の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56106980A JPS589533A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | フライホイ−ル発電機の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589533A true JPS589533A (ja) | 1983-01-19 |
Family
ID=14447418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56106980A Pending JPS589533A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | フライホイ−ル発電機の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589533A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5489885A (en) * | 1993-06-11 | 1996-02-06 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Automotive fuse inserting and attaching apparatus |
| US5747426A (en) * | 1995-06-07 | 1998-05-05 | Commonwealth Research Corporation | High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP56106980A patent/JPS589533A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5489885A (en) * | 1993-06-11 | 1996-02-06 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Automotive fuse inserting and attaching apparatus |
| US5747426A (en) * | 1995-06-07 | 1998-05-05 | Commonwealth Research Corporation | High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors |
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