JPH0155336B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155336B2 JPH0155336B2 JP13398181A JP13398181A JPH0155336B2 JP H0155336 B2 JPH0155336 B2 JP H0155336B2 JP 13398181 A JP13398181 A JP 13398181A JP 13398181 A JP13398181 A JP 13398181A JP H0155336 B2 JPH0155336 B2 JP H0155336B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- tank
- flywheel
- seal
- deaeration
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力貯蔵用フライホイール装置の改善
に関する。
に関する。
従来のこの種装置の概要を第１図に示す。同図
において、１はフライホイール、２は発電・電動
機、３は上部軸受、４は下部軸受、５は非常用ス
ラスト軸受、６は上部シール、７は下部シール、
８はケーシング、９は真空ポンプ、１０は油タン
ク、１１は潤滑油ポンプ、１２は磁気軸受であ
る。
において、１はフライホイール、２は発電・電動
機、３は上部軸受、４は下部軸受、５は非常用ス
ラスト軸受、６は上部シール、７は下部シール、
８はケーシング、９は真空ポンプ、１０は油タン
ク、１１は潤滑油ポンプ、１２は磁気軸受であ
る。
フライホイール１に電力を貯蔵する場合、発
電・電動機２を電動機として作用させ、フライホ
イール１の回転数を上昇し、回転エネルギとして
貯蔵する。逆に発電する場合は、フライホイール
１により駆動される発電・電動機を発電機として
作用させ、フライホイール１の回転エネルギを電
力に変換する。貯蔵中の損失エネルギを減少させ
るため、(a)磁気軸受１２によりフライホイール１
の重量の大部分を支持し、軸受３，４の損失エネ
ルギを減少させ、(b)ケーシング８内を真空ポンプ
９で真空にすることにより、フライホイール１の
風損を減少させている。
電・電動機２を電動機として作用させ、フライホ
イール１の回転数を上昇し、回転エネルギとして
貯蔵する。逆に発電する場合は、フライホイール
１により駆動される発電・電動機を発電機として
作用させ、フライホイール１の回転エネルギを電
力に変換する。貯蔵中の損失エネルギを減少させ
るため、(a)磁気軸受１２によりフライホイール１
の重量の大部分を支持し、軸受３，４の損失エネ
ルギを減少させ、(b)ケーシング８内を真空ポンプ
９で真空にすることにより、フライホイール１の
風損を減少させている。
現状のフライホイールの最高回転数は低いた
め、第１図の潤滑油システム（ポンプにより上、
下部軸受３，４に隣接する上、下部シール６，７
に給油するシステム）で問題がない。一般に貯蔵
エネルギを増加させるには、回転数を上昇させる
ことが最も効果的である。しかし、回転数を上昇
させると、油がかきまわされ多量の空気が油に含
まれ、第１図の潤滑油システムでは、フライホイ
ール１を収容するフライホイール室を形成するケ
ーシング８内の真空度を保持するための真空ポン
プ容量がきわめて大きくなり、システム全体の効
率が低下する。
め、第１図の潤滑油システム（ポンプにより上、
下部軸受３，４に隣接する上、下部シール６，７
に給油するシステム）で問題がない。一般に貯蔵
エネルギを増加させるには、回転数を上昇させる
ことが最も効果的である。しかし、回転数を上昇
させると、油がかきまわされ多量の空気が油に含
まれ、第１図の潤滑油システムでは、フライホイ
ール１を収容するフライホイール室を形成するケ
ーシング８内の真空度を保持するための真空ポン
プ容量がきわめて大きくなり、システム全体の効
率が低下する。
本発明の目的は上記の点に着目し、コンパクト
な潤滑油システムで、かつ十分な脱気が可能で、
必要なケーシング内の真空度を保持できる電力貯
蔵用フライホイール装置を提供することであり、
その特徴とするところは、フライホイール軸の油
シール部からの排油を抽出するフライホイール室
側排油出口及び大気側排油出口、同大気側排油出
口からの排油を脱気する脱気装置を備えたことで
ある。
な潤滑油システムで、かつ十分な脱気が可能で、
必要なケーシング内の真空度を保持できる電力貯
蔵用フライホイール装置を提供することであり、
その特徴とするところは、フライホイール軸の油
シール部からの排油を抽出するフライホイール室
側排油出口及び大気側排油出口、同大気側排油出
口からの排油を脱気する脱気装置を備えたことで
ある。
本発明は電力貯蔵用フライホイール装置、高速
回転機械に適用できる。
回転機械に適用できる。
以下図面を参照して本発明による実施例につき
説明する。
説明する。
第２図は本発明による１実施例のフライホイー
ル装置を示す説明図である。
ル装置を示す説明図である。
同図において、２０は大気タンク、２１は脱気
タンク、２２は流量調整用弁、２３は油スプレー
用ノズル、２４は脱気用真空ポンプ、２７は油タ
ンク、２５は油タンク初期排気用パイプ、２６は
締切弁であり、大気側排油出口と大気タンク２０
のヘツド差HA、フライホイール室側、即ち真空
側排油出口と油タンク２７のヘツド差HV、潤滑
油ポンプ１１と油タンク２７のヘツド差HPであ
る。
タンク、２２は流量調整用弁、２３は油スプレー
用ノズル、２４は脱気用真空ポンプ、２７は油タ
ンク、２５は油タンク初期排気用パイプ、２６は
締切弁であり、大気側排油出口と大気タンク２０
のヘツド差HA、フライホイール室側、即ち真空
側排油出口と油タンク２７のヘツド差HV、潤滑
油ポンプ１１と油タンク２７のヘツド差HPであ
る。
上部シール６部を拡大して第３図に示す。同図
において、３０はフライホイール軸、３１はナツ
ト、３２はシールスリープ、３３は油除、３４は
シール押え、３５はシール保持器、３６はシール
フローテイングブツシユ（真空側）、３７はシー
ルフローテイングブツシユ（大気側）、３８は合
ピン、３９はばね、４０は潤滑油供給孔、４１は
大気側シール隙間、４２は真空側シール隙間、４
３はＯリングである。
において、３０はフライホイール軸、３１はナツ
ト、３２はシールスリープ、３３は油除、３４は
シール押え、３５はシール保持器、３６はシール
フローテイングブツシユ（真空側）、３７はシー
ルフローテイングブツシユ（大気側）、３８は合
ピン、３９はばね、４０は潤滑油供給孔、４１は
大気側シール隙間、４２は真空側シール隙間、４
３はＯリングである。
下部シール７についても、同様であるが、第３
図において下側が大気側、上側が真空側となる。
図において下側が大気側、上側が真空側となる。
位置的には、ケーシング８が最も高い位置で、
大気タンク２０、油タンク２７がその下で、潤滑
油ポンプ１１が最も低くなる。第２図では、脱気
タンク２１が大気タンク２０の位置より低くなつ
ている。しかし差圧が約１Kg／cm2あるため、脱気
タンク２１を高い位置に設けることも可能であ
る。
大気タンク２０、油タンク２７がその下で、潤滑
油ポンプ１１が最も低くなる。第２図では、脱気
タンク２１が大気タンク２０の位置より低くなつ
ている。しかし差圧が約１Kg／cm2あるため、脱気
タンク２１を高い位置に設けることも可能であ
る。
上記構成の場合の作用について述べる。
油タンク２７から潤滑油ポンプ１１へ油が流れ
るが、ヘツドHPがあるため、同油ポンプ１１の
入口がバキユームにならないようにしている。油
ポンプ１１から油は上部及び下部シール６，７に
入り、大気側排油は大気タンク２０へヘツド差
HAにより入る。脱気タンク２１で脱気用真空ポ
ンプ２４で脱気を行う。大気タンク２０と脱気タ
ンク２１では約１気圧の差圧があるため、両者を
結ぶパイプには流量調整用弁２２があり、脱気タ
ンク２１内の先端には油スプレー用ノズル２３が
取付けてあり、油をスプレーすることにより完全
に脱気を行う。脱気の済んだ油は油タンク２７に
入り循環を完了する。
るが、ヘツドHPがあるため、同油ポンプ１１の
入口がバキユームにならないようにしている。油
ポンプ１１から油は上部及び下部シール６，７に
入り、大気側排油は大気タンク２０へヘツド差
HAにより入る。脱気タンク２１で脱気用真空ポ
ンプ２４で脱気を行う。大気タンク２０と脱気タ
ンク２１では約１気圧の差圧があるため、両者を
結ぶパイプには流量調整用弁２２があり、脱気タ
ンク２１内の先端には油スプレー用ノズル２３が
取付けてあり、油をスプレーすることにより完全
に脱気を行う。脱気の済んだ油は油タンク２７に
入り循環を完了する。
真空側排油は、ヘツド差HVにより油タンク２
７に入り循環を完了する。
７に入り循環を完了する。
運転開始時点においては、締切弁２６を開と
し、脱気用真空ポンプ２４をスタートすることに
より、脱気タンク２１、油タンク２７を同時に真
空とする。通常運転時では締切弁２６は閉とす
る。
し、脱気用真空ポンプ２４をスタートすることに
より、脱気タンク２１、油タンク２７を同時に真
空とする。通常運転時では締切弁２６は閉とす
る。
シール部における油の流れは、矢印Ａのように
潤滑油供給孔４０から大気側シール隙間４１、真
空側シール隙間を通り、矢印Ｂの大気側及び矢印
Ｃの真空側排油となる。
潤滑油供給孔４０から大気側シール隙間４１、真
空側シール隙間を通り、矢印Ｂの大気側及び矢印
Ｃの真空側排油となる。
ケーシング８内の圧力をpc（Torr）、シール位
置で油に含まれる空気量をＧ（Torr・／ｓ）と
すると、第１図のシステムの真空ポンプ９の排気
能力Sp（／ｓ）は次のようになる。
置で油に含まれる空気量をＧ（Torr・／ｓ）と
すると、第１図のシステムの真空ポンプ９の排気
能力Sp（／ｓ）は次のようになる。
Sp＝Ｇ／pc ……(1)
第２図のシステムにおいて、脱気タンクの圧力
はpe、脱気用真空ポンプの排気能力Se（／ｓ）、
脱気量をGe（Torr・／ｓ）とする。またケーシ
ング８内の圧力をpc（Torr）、真空ポンプ９の排
気能力Sc（／ｓ）、脱気量をGc（Torr・／ｓ）
とする。
はpe、脱気用真空ポンプの排気能力Se（／ｓ）、
脱気量をGe（Torr・／ｓ）とする。またケーシ
ング８内の圧力をpc（Torr）、真空ポンプ９の排
気能力Sc（／ｓ）、脱気量をGc（Torr・／ｓ）
とする。
Ｇ＝Ge＋Gc＝Se・pe＋Sc・pc ……(2)
ここで、Ge＝Se・pe、
Gc＝Sc・pcである。
簡単のため、真空ポンプの排気量Se、Scを
S′＝Se＋Sc ……(3)
とすると、(2)式は次のようになる。
Ｇ＝S′（pe＋pc）≒S′・pe ……(4)
ここでpe≫pcである。
ケーシング８内の圧力pcは風損低減の要求から
極めて低くすることが要求されるが、脱気タンク
２１内の圧力peは任意に取り得る。
極めて低くすることが要求されるが、脱気タンク
２１内の圧力peは任意に取り得る。
pe≫pcとすると(4)式が成立する。以上により第
１図のシステムにおける真空ポンプの排気能力Sp
と、第２図のシステムにおける合計の排気能力
2S′とを比較すると次のようになる。
１図のシステムにおける真空ポンプの排気能力Sp
と、第２図のシステムにおける合計の排気能力
2S′とを比較すると次のようになる。
Sp＝Ｇ／pc≫2S′＝2G／pe ……(5)
ここで、pc≪peである。
従つて、第２図のシステムにおける必要排気能
力を極めて小さくすることが可能で、システム全
体の効率が上昇する。
力を極めて小さくすることが可能で、システム全
体の効率が上昇する。
上述のような本発明による場合は次の効果があ
る。
る。
高速回転におけるシールの大気側で巻込まれた
空気を、大気圧とケーシング内圧力の中間圧力と
なる脱気タンクを設けることにより、効果的に除
去し、高真空を保持するシールが可能となり、高
速回転のフライホイール装置の効率向上が実現さ
れる。
空気を、大気圧とケーシング内圧力の中間圧力と
なる脱気タンクを設けることにより、効果的に除
去し、高真空を保持するシールが可能となり、高
速回転のフライホイール装置の効率向上が実現さ
れる。
第１図は従来の電力貯蔵用フライホイール装置
を示す説明図、第２図は本発明による１実施例の
フライホイール装置を示す説明図、第３図は第２
図の上部シール部を拡大して示す説明図である。 １……フライホイール、２……発電・電動機、
３，４……軸受、６……上部シール、７……下部
シール、８……ケーシング、９……真空ポンプ、
２０……大気タンク、２１……脱気タンク、２３
……油スプレー用ノズル、２４……脱気用真空ポ
ンプ、２７……油タンク。
を示す説明図、第２図は本発明による１実施例の
フライホイール装置を示す説明図、第３図は第２
図の上部シール部を拡大して示す説明図である。 １……フライホイール、２……発電・電動機、
３，４……軸受、６……上部シール、７……下部
シール、８……ケーシング、９……真空ポンプ、
２０……大気タンク、２１……脱気タンク、２３
……油スプレー用ノズル、２４……脱気用真空ポ
ンプ、２７……油タンク。
Claims (1)
- １ フライホイール軸の油シール部からの排油を
抽出するフライホイール室側排油出口及び大気側
排油出口、同大気側排油出口からの排油を脱気す
る脱気装置を備えたことを特徴とする電力貯蔵用
フライホイール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13398181A JPS5837352A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 電力貯蔵用フライホイ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13398181A JPS5837352A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 電力貯蔵用フライホイ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837352A JPS5837352A (ja) | 1983-03-04 |
| JPH0155336B2 true JPH0155336B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=15117595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13398181A Granted JPS5837352A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 電力貯蔵用フライホイ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837352A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02256947A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-17 | Isao Takahashi | フライホイール式エネルギー貯蔵装置 |
| GB2293281A (en) * | 1994-08-08 | 1996-03-20 | British Nuclear Fuels Plc | An energy storage and conversion apparatus |
| GB2463282B (en) * | 2008-09-08 | 2010-08-04 | Flybrid Systems Llp | High speed flywheel |
| NL2006355C2 (en) * | 2011-03-08 | 2012-09-11 | S4 Energy B V | Inertial energy accumulating device. |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP13398181A patent/JPS5837352A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5837352A (ja) | 1983-03-04 |
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