JPH03145105A - 超電導電力貯蔵装置 - Google Patents
超電導電力貯蔵装置Info
- Publication number
- JPH03145105A JPH03145105A JP1283361A JP28336189A JPH03145105A JP H03145105 A JPH03145105 A JP H03145105A JP 1283361 A JP1283361 A JP 1283361A JP 28336189 A JP28336189 A JP 28336189A JP H03145105 A JPH03145105 A JP H03145105A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- shield
- storage
- coils
- storage device
- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導コイルに電流を流してミノをＩｒ？
蔵する超電導電力貯蔵装置に関するもので誹る。
蔵する超電導電力貯蔵装置に関するもので誹る。
超電導電力貯蔵装置では超電導コイルに入電ηを流すた
め非常に強い磁界が発生し、その漏れｉｆ界が生体シス
テムや通信システムなど生活環境臥悪影響を及ぼす危険
性があるため、漏れ磁界の効果的なシールド方法が重要
となっている。
め非常に強い磁界が発生し、その漏れｉｆ界が生体シス
テムや通信システムなど生活環境臥悪影響を及ぼす危険
性があるため、漏れ磁界の効果的なシールド方法が重要
となっている。
第４図は例えば学術論文「電気学会論文誌Ｄ１０８巻、
８号、 Ｐ７７６ （１９８８年発行）」に示され
た従来の超電導電力貯蔵装置の断面構成図であり、図に
おいて、（１１は地下１５０ｍに設置された半径２００
ｍの環状の貯蔵コイル、（２）は地下５０ｍに設置され
た半径３００ｍの環状のシールドコイルで貯蔵コイルｆ
ｌ）と同一の中心線を持つ。このコイルの大きさは、磁
界解析計算により求めた最もシールド効果の大きいもの
である。（３）は地表面（４）に設けられた半径３７６
ｍ、幅７６ｍの環状のシールド板で、貯蔵コイル（１）
、シールドコイル（２）及びシールド板（３）は同一の
中心軸を持つ。
８号、 Ｐ７７６ （１９８８年発行）」に示され
た従来の超電導電力貯蔵装置の断面構成図であり、図に
おいて、（１１は地下１５０ｍに設置された半径２００
ｍの環状の貯蔵コイル、（２）は地下５０ｍに設置され
た半径３００ｍの環状のシールドコイルで貯蔵コイルｆ
ｌ）と同一の中心線を持つ。このコイルの大きさは、磁
界解析計算により求めた最もシールド効果の大きいもの
である。（３）は地表面（４）に設けられた半径３７６
ｍ、幅７６ｍの環状のシールド板で、貯蔵コイル（１）
、シールドコイル（２）及びシールド板（３）は同一の
中心軸を持つ。
次に動作について説明する。貯蔵コイル（１）に５３４
゜１ＫＡの電流を流す。貯蔵コイル＋１＋から漏れたる
４束の内シールドコイル（２）を貫く鎖交磁束の総和が
零になるように、シールドコイル（２）に貯蔵コイル＋
１１を流れる電流と逆向きに電流を流して、貯蔵コイル
ｔ１）からの漏れ磁界をシールドする。シールドコイル
（２）のシールド効果は第５図に示すようになる。
゜１ＫＡの電流を流す。貯蔵コイル＋１＋から漏れたる
４束の内シールドコイル（２）を貫く鎖交磁束の総和が
零になるように、シールドコイル（２）に貯蔵コイル＋
１１を流れる電流と逆向きに電流を流して、貯蔵コイル
ｔ１）からの漏れ磁界をシールドする。シールドコイル
（２）のシールド効果は第５図に示すようになる。
第５図において、縦軸は地表面（４）における磁束密度
Ｂ、横軸は地表面（４）における貯蔵コイル＋Ｄの中心
軸からの距離ｒを表す。また曲線■及び■←よそれぞれ
シールドコイル（２）及びシールド板（３）を設けない
場合と設けた場合である。シールドの効果が顕著である
ことは明らかである。
Ｂ、横軸は地表面（４）における貯蔵コイル＋Ｄの中心
軸からの距離ｒを表す。また曲線■及び■←よそれぞれ
シールドコイル（２）及びシールド板（３）を設けない
場合と設けた場合である。シールドの効果が顕著である
ことは明らかである。
従来の超電導電力貯蔵装置は以上のように構成されてい
るので、漏れ磁界のシールドが必要な平面においてシー
ルドが不完全な比較的広ＵＮ Ｓ頁域力くあるという問
題点があった。
るので、漏れ磁界のシールドが必要な平面においてシー
ルドが不完全な比較的広ＵＮ Ｓ頁域力くあるという問
題点があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、貯蔵コイルから発生する漏れ磁界のシールドが
必要な平面の全域におむ）て上記漏れ磁界をシールドす
ることができる超電導電力貯蔵装置を得ることを目的と
する。
もので、貯蔵コイルから発生する漏れ磁界のシールドが
必要な平面の全域におむ）て上記漏れ磁界をシールドす
ることができる超電導電力貯蔵装置を得ることを目的と
する。
この発明に係る超電導電力貯蔵装置は、貯蔵コイルと同
一の磁束中心を有する複数のコイルから成りシールドが
必要な平面で上記貯蔵コイルの漏れるＲ束を相殺するよ
うに上記コイルの電流値又はコイルの配置を設定したシ
ールドコイルを備えたものである。
一の磁束中心を有する複数のコイルから成りシールドが
必要な平面で上記貯蔵コイルの漏れるＲ束を相殺するよ
うに上記コイルの電流値又はコイルの配置を設定したシ
ールドコイルを備えたものである。
〔作用］
この発明における超電導電力貯蔵装置のシールドコイル
は、電流を流して貯蔵コイルの漏れ磁界と大きさが同し
て逆向きの磁界を発生する。
は、電流を流して貯蔵コイルの漏れ磁界と大きさが同し
て逆向きの磁界を発生する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、ｔｌ）は貯蔵コイルで、ここでは地表面（
４）から１５０ｍ下に設けられた半径２００ｍの環状の
超電導コイルである。（２）は複数の超電導コイルから
成るシールドコイルで、ここでは地表面（４）から５０
ｍ下の同一平面上に設けられ貯蔵コイル＋１１と同一の
中心軸を持つ大きさの異なる１０個の環状コイルから成
る。各コイルは図中に示す大きさである。
図において、ｔｌ）は貯蔵コイルで、ここでは地表面（
４）から１５０ｍ下に設けられた半径２００ｍの環状の
超電導コイルである。（２）は複数の超電導コイルから
成るシールドコイルで、ここでは地表面（４）から５０
ｍ下の同一平面上に設けられ貯蔵コイル＋１１と同一の
中心軸を持つ大きさの異なる１０個の環状コイルから成
る。各コイルは図中に示す大きさである。
次にシールドコイル（２）に流す電流Ｉ２及びシールド
コイル（２）を構成する１０個のコイルの各半径を求め
る方法を説明する。シールドコイル（２）の設置平面に
おけるシールド電流密度分布をｇｉ（ｒ）とすると、貯
蔵コイル＋１１に電流１１が流れている時、地表面（４
）の全ての場所で磁界を零にするｇｚ（ｒ）は次式で与
えられる。
コイル（２）を構成する１０個のコイルの各半径を求め
る方法を説明する。シールドコイル（２）の設置平面に
おけるシールド電流密度分布をｇｉ（ｒ）とすると、貯
蔵コイル＋１１に電流１１が流れている時、地表面（４
）の全ての場所で磁界を零にするｇｚ（ｒ）は次式で与
えられる。
ｇ ｚ（ｒ） ＝−ａｌ＋ Ｊ”ｏ ｄｘ 、Ｌ（ａｘ
）、Ｌ（ｒｘ）×ｅ−” ｆｉｌただし、ｒ：地表面（
４）における貯蔵コイル＋１１の中心軸からの距離 ａ：貯蔵コイル（１１の半径 ｄ：貯Ｍコイル（１）とシールドコイル（２）の間の距
離 Ｊ＋：１次のベッセル関数 ここで、ａ＝２００、ｄ＝ｌｏＯとして求めた一ｇ２（
ｒ）／Ｉ＋のｒ依存性は第２図のようになる０図におい
て、縦軸は−ｇ２／Ｉｌ、横軸はｒを表す。■１は５３
４、ＩＫＡ である。シールドコイル（２）に流す電流
Ｉ２は次の式を用いて求められる。
）、Ｌ（ｒｘ）×ｅ−” ｆｉｌただし、ｒ：地表面（
４）における貯蔵コイル＋１１の中心軸からの距離 ａ：貯蔵コイル（１１の半径 ｄ：貯Ｍコイル（１）とシールドコイル（２）の間の距
離 Ｊ＋：１次のベッセル関数 ここで、ａ＝２００、ｄ＝ｌｏＯとして求めた一ｇ２（
ｒ）／Ｉ＋のｒ依存性は第２図のようになる０図におい
て、縦軸は−ｇ２／Ｉｌ、横軸はｒを表す。■１は５３
４、ＩＫＡ である。シールドコイル（２）に流す電流
Ｉ２は次の式を用いて求められる。
ｊｏ。ｇｇ（・）ｄ・＝ Ｎ ＋ 、
＋２まただし、Ｎ：シールドコイル（２）を構
成する１２は−２９，４ＫＡとなる。次にシールドコイ
ル（２）を構成する各コイルの半径師は次の離散化近似
式を用いて求められる。
＋２まただし、Ｎ：シールドコイル（２）を構
成する１２は−２９，４ＫＡとなる。次にシールドコイ
ル（２）を構成する各コイルの半径師は次の離散化近似
式を用いて求められる。
（ｍ ｌ／２） Ｉ ｚ ＝Ｊ’ｏ’ ｇ ｚ（ｒ）
ｄｒ ＋３）ただし、ｍ：ｌ−Ｎの正の整
数で、 ここではＮ−１０ シールドコイル（２）を構成する各コイルの半径ｒｍは
、第１図に示される値が得られる。シールドコイル（２
）のシールド効果は第３図に示すようになる。第３図に
おける縦軸及び横軸は第５図と同様である。
ｄｒ ＋３）ただし、ｍ：ｌ−Ｎの正の整
数で、 ここではＮ−１０ シールドコイル（２）を構成する各コイルの半径ｒｍは
、第１図に示される値が得られる。シールドコイル（２
）のシールド効果は第３図に示すようになる。第３図に
おける縦軸及び横軸は第５図と同様である。
また曲線Ｉ及び■はそれぞれシールドコイル（２）を設
けない場合と設けた場合である。シールドの効果は顕著
であり、地表面（４）全域の漏れ磁界は小さい。
けない場合と設けた場合である。シールドの効果は顕著
であり、地表面（４）全域の漏れ磁界は小さい。
なお、上記一実施例ではシールドコイル（２）を構成す
る複数のコイルに流す電流を一定にして各コイルの最適
半径を求めたが、各コイルの間隔を一定にし、第２図か
ら各コイルの半径に対応する位置の電流密度から各コイ
ルに流す電流を求めてもよく、上記一実施例と同様の効
果を奏する。
る複数のコイルに流す電流を一定にして各コイルの最適
半径を求めたが、各コイルの間隔を一定にし、第２図か
ら各コイルの半径に対応する位置の電流密度から各コイ
ルに流す電流を求めてもよく、上記一実施例と同様の効
果を奏する。
また、上記−実施例及び別の実施例では、環状の貯蔵コ
イル（１）に対してシールドを行ったが、他の形状の貯
蔵コイルに対しても、シールドコイル（２）のサイズ又
はシールドコイル（２）に流す電流の大きさを求める時
に用いる計算式のパラメータを変えるだけで上記−実施
例及び別の実施例と同様の効果を奏する超電導電力貯蔵
装置が得られる。
イル（１）に対してシールドを行ったが、他の形状の貯
蔵コイルに対しても、シールドコイル（２）のサイズ又
はシールドコイル（２）に流す電流の大きさを求める時
に用いる計算式のパラメータを変えるだけで上記−実施
例及び別の実施例と同様の効果を奏する超電導電力貯蔵
装置が得られる。
また、上記−実施例及び別の実施例では、超電導電力貯
蔵装置を地下に設置したが、海中や空中などに設置して
もよい。
蔵装置を地下に設置したが、海中や空中などに設置して
もよい。
また、上記−実施例及び別の実施例において、シールド
コイル（２）を構成するコイルの敗に制限はな（、必要
なシールド程度に合せてコイルの数を選べばよい。
コイル（２）を構成するコイルの敗に制限はな（、必要
なシールド程度に合せてコイルの数を選べばよい。
また、上記−実施例及び別の実施例におけるシールドコ
イル（２）にシールド板を組み合せてシールド効果を向
上させてもよい。
イル（２）にシールド板を組み合せてシールド効果を向
上させてもよい。
（発明の効果）
以上のように、この発明によれば超電導電力貯蔵装置を
、超電導コイルにｔ流を流して電力を貯蔵する貯蔵コイ
ルと、上記貯蔵コイルと同一の磁束中心を有する複数の
コイルから成りシールドが必要な平面で上記貯蔵コイル
の漏れ磁束を相殺するように上記コイルの電流値又はコ
イルの配置を設定したシールドコイルを備えるように構
成したので、貯蔵コイルから発生する漏れ磁界のシール
ドが必要な平面の全域において上記漏れ磁界をシールド
することができる超電導電力貯蔵装置が得られる効果が
ある。
、超電導コイルにｔ流を流して電力を貯蔵する貯蔵コイ
ルと、上記貯蔵コイルと同一の磁束中心を有する複数の
コイルから成りシールドが必要な平面で上記貯蔵コイル
の漏れ磁束を相殺するように上記コイルの電流値又はコ
イルの配置を設定したシールドコイルを備えるように構
成したので、貯蔵コイルから発生する漏れ磁界のシール
ドが必要な平面の全域において上記漏れ磁界をシールド
することができる超電導電力貯蔵装置が得られる効果が
ある。
第１図はこの発明の一実施例による超電導電力貯蔵装置
を示す断面構成図、第２図はシールドコイルの設置平面
におけるシールド電流密度分布を示す図、第３図はこの
発明による装置のシールド効果を示す図、第４図は従来
の超電導電力貯蔵装置を示す断面ｆｌ戒図、第５図は従
来の装置のシールド効果を示す図である。 図において、０）は貯蔵コイル、（２）はシールドコイ
ルである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
を示す断面構成図、第２図はシールドコイルの設置平面
におけるシールド電流密度分布を示す図、第３図はこの
発明による装置のシールド効果を示す図、第４図は従来
の超電導電力貯蔵装置を示す断面ｆｌ戒図、第５図は従
来の装置のシールド効果を示す図である。 図において、０）は貯蔵コイル、（２）はシールドコイ
ルである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 超電導コイルに電流を流して電力を貯蔵する貯蔵コイル
と、上記貯蔵コイルと同一の磁束中心を有する複数のコ
イルから成りシールドが必要な平面で上記貯蔵コイルの
漏れ磁束を相殺するように上記コイルの電流値又はコイ
ルの配置を設定したシールドコイルを備えたことを特徴
とする超電導電力貯蔵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283361A JPH03145105A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 超電導電力貯蔵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283361A JPH03145105A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 超電導電力貯蔵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145105A true JPH03145105A (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=17664496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1283361A Pending JPH03145105A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 超電導電力貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03145105A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64715A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Superconducting electromagnet device |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP1283361A patent/JPH03145105A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64715A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Superconducting electromagnet device |
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