JPS6015809B2 - フライホイ−ル装置 - Google Patents
フライホイ−ル装置Info
- Publication number
- JPS6015809B2 JPS6015809B2 JP54141793A JP14179379A JPS6015809B2 JP S6015809 B2 JPS6015809 B2 JP S6015809B2 JP 54141793 A JP54141793 A JP 54141793A JP 14179379 A JP14179379 A JP 14179379A JP S6015809 B2 JPS6015809 B2 JP S6015809B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flywheel
- bearing
- lower shaft
- shaft
- oil
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
- F16F15/315—Flywheels characterised by their supporting arrangement, e.g. mountings, cages, securing inertia member to shaft
- F16F15/3156—Arrangement of the bearings
-
- 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
- F16C21/00—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
-
- 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
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
- F16C32/0696—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for both radial and axial load
-
- 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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は立形回転機構造を有するフライホイール装置
の回転軸を支承する軸受配置構成に関するものである。
の回転軸を支承する軸受配置構成に関するものである。
フライホイール装置とは一般に電気ェネルギをフライホ
イールの回転慣性ェネルギに変換して貯蔵しておき、必
要なときに再び電気ェネルギとして放勢することにより
目的を達するものである。したがって、上記フライホイ
ール装置にあっては、ヱネルギの貯蔵能力を向上させる
手段としてはフライホイールの回転軸回りの慣性モーメ
ントを大きくするか、あるいは、フライホイールの運転
角速度を高くする等の方策がとられている。そのため、
貯蔵能力が極めて大きい装置にあっては大きい慣性効果
を得るためにフライホイール自身の直径が増大し、これ
に伴なつてその重量も極めて大きくなり、数百トンに達
するものがある。従って、フライホイールの自重による
軸たわみによる回転軸の振動の増大を避ける、あるいは
、立地面積の有効利用を計るなどの観点より、この種の
装置では立形回転機構造で構成することが有利となる。
また、この種の装置では貯蔵される回転慣性ェネルギを
できるだけ有効に利用し、装置としてのヱネルギ変換効
率を高めるためには、フライホイールを支承する軸受で
の摩擦損失を極力低減する必要がある。そのために、フ
ライホイールの重量が多大のものにあっては、その重量
の大部分をフラィホイールに対向して配設される電磁石
による吸引力で負荷し、支承軸受へのスラスト負荷荷重
の軽減を計り、支承軸受での摩擦トルクによるェネルギ
損失の低減を行なっている。第１図は従来のこの種装置
の構成概略を示す断面図である。
イールの回転慣性ェネルギに変換して貯蔵しておき、必
要なときに再び電気ェネルギとして放勢することにより
目的を達するものである。したがって、上記フライホイ
ール装置にあっては、ヱネルギの貯蔵能力を向上させる
手段としてはフライホイールの回転軸回りの慣性モーメ
ントを大きくするか、あるいは、フライホイールの運転
角速度を高くする等の方策がとられている。そのため、
貯蔵能力が極めて大きい装置にあっては大きい慣性効果
を得るためにフライホイール自身の直径が増大し、これ
に伴なつてその重量も極めて大きくなり、数百トンに達
するものがある。従って、フライホイールの自重による
軸たわみによる回転軸の振動の増大を避ける、あるいは
、立地面積の有効利用を計るなどの観点より、この種の
装置では立形回転機構造で構成することが有利となる。
また、この種の装置では貯蔵される回転慣性ェネルギを
できるだけ有効に利用し、装置としてのヱネルギ変換効
率を高めるためには、フライホイールを支承する軸受で
の摩擦損失を極力低減する必要がある。そのために、フ
ライホイールの重量が多大のものにあっては、その重量
の大部分をフラィホイールに対向して配設される電磁石
による吸引力で負荷し、支承軸受へのスラスト負荷荷重
の軽減を計り、支承軸受での摩擦トルクによるェネルギ
損失の低減を行なっている。第１図は従来のこの種装置
の構成概略を示す断面図である。
第１図に於て、１はフライホイール、２は上部軸、３は
下部軸、４は上部軸２を支承するためのころがり軸受で
ハウジング５に固着される。６は下部軸３を支承するた
めのころがり軸受でフレーム７に固着される。
下部軸、４は上部軸２を支承するためのころがり軸受で
ハウジング５に固着される。６は下部軸３を支承するた
めのころがり軸受でフレーム７に固着される。
フライホイール１の上面には僅少な空隙を介して電磁石
８が上部ブラケツト９に配設される。
８が上部ブラケツト９に配設される。
そして、フライホイール１は上記ころがり軸受４，６に
より回転自在に、ハウジング５，上部ブラケット９，フ
レーム７，底板１０からなる容器内に収納される。上部
軸２はカップリング１１で発電・電動機（図示せず）等
に蓬球蒼される。つぎに上記のように構成される従来装
置の動作について説明する。ェネルギの貯蔵はカップリ
ング１１に連結される発電・電動機等によりフライホイ
ール１を回転駆動させ、フライホイール１の回転慣性ェ
ネルギとして変換して行なう。
より回転自在に、ハウジング５，上部ブラケット９，フ
レーム７，底板１０からなる容器内に収納される。上部
軸２はカップリング１１で発電・電動機（図示せず）等
に蓬球蒼される。つぎに上記のように構成される従来装
置の動作について説明する。ェネルギの貯蔵はカップリ
ング１１に連結される発電・電動機等によりフライホイ
ール１を回転駆動させ、フライホイール１の回転慣性ェ
ネルギとして変換して行なう。
通常運転時には、フライホイール１の重量の大部分を電
磁石８の磁気的吸引力により負荷し、フライホイール１
を支承するころがり軸受４，６に加わるスラスト荷重を
軽減し摩擦損失の低減を行なっている。しかしながら、
このような構成では、装置のェネルギ貯蔵能力の大容量
化に伴なつてフライホイール１の重量も大きくなる。一
方では第２図にころがり鞠受のスラスト負荷荷重に対す
る変形量に関する定性的な特性を示すように、ころがり
軸受の剛性はスラスト負荷荷重に依存して変化する。ス
ラスト負荷荷重が高い程その剛性は大きくなり、逆にス
ラスト負荷荷重が小さい程低下する特性を有する。した
がって、上記の構成のように、電磁石８を作動させた場
合のころがり軸受の剛性は著しく低下する。これらの相
乗的な要因に起因して、ころがり軸受４，６の横方向剛
性、および総方向剛性とフライホイール１の質量とから
定まる、フライホイール回転系の横振動、縦振動に対す
る危険速度が非常に低下し、これらの危険速度が装置の
使用回転数領域にはいり込むといった結果が生じる。こ
ろがり軸受は、その構造上、振動振幅を抑制するに必要
な減衰効果は皆無に等しいので、横振動では，フライホ
イール１の残留不つりあいによって危険速度近傍ではそ
の振動振幅が極めて増大してころがり軸受４，６への伝
達力が増し、この結果としてころがり軸受の寿命の低下
や、暁付けが生じる。また縦振動に於ては、地震などの
突発的な外乱、あるいは地盤よりの定常的な加振外乱に
よってフライホイール回転系は縦方向の振動が励起され
、この種の縦振動に対してもころがり軸受に減衰効果を
有さないことに起因してその振動振幅は非常に大きくな
り、この結果として電磁石の吸引力持性の低下、ころが
り軸受の性能低下を引き起すものであった。このように
従来のころがり軸受で支承される装置にあっては、その
フライホイール回転系の振動特性に起因して装置の安全
性、回転性能の信頼性の点で乏しいといった欠点を有し
ていた。
磁石８の磁気的吸引力により負荷し、フライホイール１
を支承するころがり軸受４，６に加わるスラスト荷重を
軽減し摩擦損失の低減を行なっている。しかしながら、
このような構成では、装置のェネルギ貯蔵能力の大容量
化に伴なつてフライホイール１の重量も大きくなる。一
方では第２図にころがり鞠受のスラスト負荷荷重に対す
る変形量に関する定性的な特性を示すように、ころがり
軸受の剛性はスラスト負荷荷重に依存して変化する。ス
ラスト負荷荷重が高い程その剛性は大きくなり、逆にス
ラスト負荷荷重が小さい程低下する特性を有する。した
がって、上記の構成のように、電磁石８を作動させた場
合のころがり軸受の剛性は著しく低下する。これらの相
乗的な要因に起因して、ころがり軸受４，６の横方向剛
性、および総方向剛性とフライホイール１の質量とから
定まる、フライホイール回転系の横振動、縦振動に対す
る危険速度が非常に低下し、これらの危険速度が装置の
使用回転数領域にはいり込むといった結果が生じる。こ
ろがり軸受は、その構造上、振動振幅を抑制するに必要
な減衰効果は皆無に等しいので、横振動では，フライホ
イール１の残留不つりあいによって危険速度近傍ではそ
の振動振幅が極めて増大してころがり軸受４，６への伝
達力が増し、この結果としてころがり軸受の寿命の低下
や、暁付けが生じる。また縦振動に於ては、地震などの
突発的な外乱、あるいは地盤よりの定常的な加振外乱に
よってフライホイール回転系は縦方向の振動が励起され
、この種の縦振動に対してもころがり軸受に減衰効果を
有さないことに起因してその振動振幅は非常に大きくな
り、この結果として電磁石の吸引力持性の低下、ころが
り軸受の性能低下を引き起すものであった。このように
従来のころがり軸受で支承される装置にあっては、その
フライホイール回転系の振動特性に起因して装置の安全
性、回転性能の信頼性の点で乏しいといった欠点を有し
ていた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、下部軸を支承する軸受に静圧形ジ
ャーナル軸受を配設し、さらに縦振動を抑制するための
静圧形の油ダンパを配設することにより、危険速度を高
め、かつ横、縦方向の振動振幅を抑制できるフライホイ
ール装置を提供することを目的としている。
めになされたもので、下部軸を支承する軸受に静圧形ジ
ャーナル軸受を配設し、さらに縦振動を抑制するための
静圧形の油ダンパを配設することにより、危険速度を高
め、かつ横、縦方向の振動振幅を抑制できるフライホイ
ール装置を提供することを目的としている。
第３図はこの発明のフライホイール装置の一実施例を示
す構成概略断面図である。
す構成概略断面図である。
図において、フライホイール１，上部軸２，下部軸３，
ころがり軸受４，ハウジング５，電磁石８，上部ブラケ
ット９，底板１０およびカップリング１１は第１図にお
ける従来のものと同様である。１２は下部軸３に僅少な
隙間を介して同０状に装着される静圧形ジャーナル油軸
受で外部に設置される給油装置（図示せず）により潤滑
油が供給される。
ころがり軸受４，ハウジング５，電磁石８，上部ブラケ
ット９，底板１０およびカップリング１１は第１図にお
ける従来のものと同様である。１２は下部軸３に僅少な
隙間を介して同０状に装着される静圧形ジャーナル油軸
受で外部に設置される給油装置（図示せず）により潤滑
油が供給される。
１３は下部軸３の下端に固着される円板で、この円板１
３には所定の隙間を介して相対向するパッド１４が底板
１０‘こ装着され、この隙間には外部よりの給油装置（
図示せず）より潤滑油が供給され、これら円板１３，パ
ッド１４と隙間に充填する潤滑油とにより静圧形油ダン
パ１５を構成する。
３には所定の隙間を介して相対向するパッド１４が底板
１０‘こ装着され、この隙間には外部よりの給油装置（
図示せず）より潤滑油が供給され、これら円板１３，パ
ッド１４と隙間に充填する潤滑油とにより静圧形油ダン
パ１５を構成する。
つぎに以上のような構成に於けるフライホイール回転系
の振動特性に関して説明する。
の振動特性に関して説明する。
静圧形ジャーナル油軸受１２の横方向剛性は潤滑油の供
給油童、給油圧力そして軸受形状で定まる。
給油童、給油圧力そして軸受形状で定まる。
したがって、その剛性はこれらの条件の適切な組み合せ
により任意に所定の大きさを得ることができるとともに
、スラスト負櫛荷重には影響されない。また、静圧形ジ
ャーナル油軸受では間隙には常に潤滑油が存在するため
、下部軸３の振動に伴なつて潤滑油には粘性せん断作用
にもとずく流体力学的な減衰作用が発揮される。このよ
うに、下部軸３を静圧形ジャーナル油軸受１２で支承す
ることにより、その軸受剛性を所定の大きさに設定すれ
ば、フライホイール回転系の横振動の危険速度を高める
ことができ、その危険速度を使用回転数以上にすること
が可能であり、またその危険速度が使用回転数領域に存
在しても、齢圧形ジャーナル油軸受１２の減衰作用によ
って危険速度近傍での振動振幅を有効に極めて小さい値
に抑制できる。また、フライホイール回転系の縦振動に
あっては、下部軸３に配設される円板１３とパッド１４
間に充満する潤滑油においては、フライホイール１の縦
方向振動に伴なつて流体力学的なスクイズ油腰が形成さ
れ、この効果が振動に対する減衰効果として発揮される
ため、フライホイール回転系の縦振動は抑制される。
により任意に所定の大きさを得ることができるとともに
、スラスト負櫛荷重には影響されない。また、静圧形ジ
ャーナル油軸受では間隙には常に潤滑油が存在するため
、下部軸３の振動に伴なつて潤滑油には粘性せん断作用
にもとずく流体力学的な減衰作用が発揮される。このよ
うに、下部軸３を静圧形ジャーナル油軸受１２で支承す
ることにより、その軸受剛性を所定の大きさに設定すれ
ば、フライホイール回転系の横振動の危険速度を高める
ことができ、その危険速度を使用回転数以上にすること
が可能であり、またその危険速度が使用回転数領域に存
在しても、齢圧形ジャーナル油軸受１２の減衰作用によ
って危険速度近傍での振動振幅を有効に極めて小さい値
に抑制できる。また、フライホイール回転系の縦振動に
あっては、下部軸３に配設される円板１３とパッド１４
間に充満する潤滑油においては、フライホイール１の縦
方向振動に伴なつて流体力学的なスクイズ油腰が形成さ
れ、この効果が振動に対する減衰効果として発揮される
ため、フライホイール回転系の縦振動は抑制される。
以上のようにこの発明によれば、下部軸を支承する軸受
に静圧形ジャーナル油軸受を設けるとともに、鰭圧形油
ダンパを設置することにより、フライホイール回転系の
危険速度を構めることができるとともに、危険速度での
運転であっても静圧形ジャーナル油軸受の減衰効果で振
動振幅の増大を防止し、また、地震等突発的な外乱に対
しても静圧形スラスト油ダンパによる制振作用によって
縦方向振動振幅の増大を有効に低下させることができる
ので、装置の安全性、回転性能に対する信頼性の向上等
に顕著な効果がある。
に静圧形ジャーナル油軸受を設けるとともに、鰭圧形油
ダンパを設置することにより、フライホイール回転系の
危険速度を構めることができるとともに、危険速度での
運転であっても静圧形ジャーナル油軸受の減衰効果で振
動振幅の増大を防止し、また、地震等突発的な外乱に対
しても静圧形スラスト油ダンパによる制振作用によって
縦方向振動振幅の増大を有効に低下させることができる
ので、装置の安全性、回転性能に対する信頼性の向上等
に顕著な効果がある。
第１図は従来のフライホイール装置を示す断面図、第２
図はころがり軸受のスラスト負荷荷重と変位量を示す剛
性特性図、第３図はこの発明の−実施例におけるフライ
ホイール装置を示す断面図である。 図中、１はフライホイール、２は上部軸、３は下部軸、
４はころがり軸受、８は電磁石、１２は静圧形ジャーナ
ル油軸受、１３は円板、１４はパッド、１５は静圧形ス
ラスト油ダンパである。 第１図第２図 第３図
図はころがり軸受のスラスト負荷荷重と変位量を示す剛
性特性図、第３図はこの発明の−実施例におけるフライ
ホイール装置を示す断面図である。 図中、１はフライホイール、２は上部軸、３は下部軸、
４はころがり軸受、８は電磁石、１２は静圧形ジャーナ
ル油軸受、１３は円板、１４はパッド、１５は静圧形ス
ラスト油ダンパである。 第１図第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上部軸および下部軸を有するフライホイールと、上
記上部軸を支承するころがり軸受と、上記フライホイー
ルを磁気的に吸引して上記ころがり軸受に加わるスラス
ト荷重を軽減するため上記フライホイールの上面と僅少
な隙間を介して配設される電磁石と、上記下部軸と僅少
な隙間を介して同心状に配設され上記下部軸を支承する
静圧形ジヤーナル油軸受と、上記下部軸の端部を支承す
る静圧形スラスト油ダンパとを備えたことを特徴とする
フライホイール装置。 ２ 静圧形スラスト油ダンパは下軸部の端部に固着さ
れる円板と、この円板と所定の間隙を介して配設され上
記間隙内に潤滑油が常時充填されるパツドとで構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフ
ライホイール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54141793A JPS6015809B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | フライホイ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54141793A JPS6015809B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | フライホイ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5666541A JPS5666541A (en) | 1981-06-05 |
| JPS6015809B2 true JPS6015809B2 (ja) | 1985-04-22 |
Family
ID=15300271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54141793A Expired JPS6015809B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | フライホイ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015809B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103038541B (zh) * | 2010-06-08 | 2016-04-27 | 时间功率有限公司 | 飞轮能量系统 |
| US10508710B2 (en) | 2012-11-05 | 2019-12-17 | Bc New Energy (Tianjin) Co., Ltd. | Cooled flywheel apparatus having a stationary cooling member to cool a flywheel annular drive shaft |
-
1979
- 1979-10-31 JP JP54141793A patent/JPS6015809B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5666541A (en) | 1981-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH078879Y2 (ja) | ポンプ | |
| US4244240A (en) | Elastic internal flywheel gimbal | |
| JPS6015809B2 (ja) | フライホイ−ル装置 | |
| JPH021360B2 (ja) | ||
| JPWO2007080878A1 (ja) | 多重板バネ式制振装置 | |
| US2836993A (en) | Washing machines | |
| CN211901409U (zh) | 一种主动控制摆式双频电磁阻尼结构及阻尼转子 | |
| JP3635196B2 (ja) | ディスク駆動装置 | |
| JP3576281B2 (ja) | 免震装置 | |
| JPS5925902B2 (ja) | フライホイ−ルエネルギ蓄勢装置 | |
| JP4616632B2 (ja) | 磁気ディスク装置 | |
| US2147420A (en) | High speed electric-motor assembly | |
| JPH02140403A (ja) | タービン動翼の取付支持構造 | |
| JPS5833409B2 (ja) | テイルテイングパツドジヤ−ナル軸受 | |
| JPS6111551Y2 (ja) | ||
| JPH034145Y2 (ja) | ||
| JP3559111B2 (ja) | 高速回転シャフト用ダンピング機構 | |
| JPS6154838A (ja) | せん断形ダンパ | |
| JPH1089412A (ja) | 振動絶縁装置 | |
| JPS5916583Y2 (ja) | 回転装置の防振装置 | |
| JPS5854282B2 (ja) | せん断型ダンパ付き軸受装置 | |
| JPH03149412A (ja) | 制振用軸受 | |
| JPH0629535Y2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPH0541786Y2 (ja) | ||
| JPS5854217A (ja) | 軸受装置 |