JPH08512452A - エネルギーの貯蔵と変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 磁性ローター（５）、およびローター（５）がステーター（７）に対して回転しているときに電気エネルギーが装置（１）へ供給されかつ装置（１）から抜き出され得る１個以上の電気コイルを含むステーター（７）、およびステーター（７）に対してローター（５）が回転しているときにローター（５）を電磁気的に懸架する手段（１３、１４、１５、１７）からなり、ローター（５）は繊維強化物質および該繊維強化物質内に埋め込まれた磁性物質の複合体から形成されたチューブ状本体部分を含み、そしてステーター（７）はローター（５）と共軸的にローター（５）の内側に位置しかつローター（５）の本体部分の長さの少なくとも主要部分に添って延びていることを特徴とするエネルギーの変換および貯蔵装置。

Description

【発明の詳細な説明】 エネルギーの貯蔵と変換装置 本発明は、エネルギーの貯蔵と変換装置に関する。 フライホイルは、よく知られた装置であり、エネルギーを受け取り、運動エネ ルギーとしてエネルギーを貯蔵し、エネルギー使用システムの要求があれば、他 の形式のエネルギーに変換すべくエネルギーを放出することができる装置である 。先行技術において、数多くのフライホイルシステムが知られており、該システ ムのフライホイルは、電気モーター／発電機系の中にローターを含む。そのよう なフライホイルシステムの例はＥＰ０１９１２２５Ｂ、ＦＲ２６１４３６７およ びＵＳ５１２４６０５の先行特許の明細書中に記載されている。これらのフライ ホイルにおいては、ローターを組立て、モーター／発電機のステーターに対して ローターが回転するようにローターを配置し、そして回転時、ステーターに対し てローターを懸架するための手段は、理想的なものではない。 本発明によれば、磁性ローター、およびローターがステーターに対して回転し ているときに、電気エネルギーが供給されかつ装置から電気エネルギー抜き出さ れ得る電気コイル１個以上を含むステーター、およびステーターに対して回転し ているとき電磁気的にローターを懸架する手段を含み、該ローターは繊維強化物 質およびこの繊維強化物質中に埋め込まれた磁性物質の複合体から形成されたチ ューブ状の本体部分からなり、そしてステーターはローターの内側かつローター と共軸的に配置され、少なくともローターの該本体部分の長さの主要部に従って 延びていることを特徴とするエネルギーの変換および貯蔵装置が提供される。 該ローターの本体部分は、その最も広い直径よりも大きい長さを（その軸に添 って）有することができ、そして本体部分の長さはス テーターと、ステーターの長さの少なくとも９０％以上で向き合っていることが 好ましい。 ローターの主要部は、本出願人による係属中の特許出願ＷＯ９４／０６１９３ 、名称「繊維補強ローター」に記載されている方法で形成することができる。該 出願では、磁性物質が繊維強化プラスチックス材料中の補強繊維層の中に、さら には該層間に存在している。この出願に記載されているように、磁性物質は、望 ましくは粉体状で得ることができ、しかも例えば硬磁性物質のように高磁場で磁 化され得るものである。望ましくは磁性物質は、磁性を失わせる力に対して抵抗 性を有することである。磁性物質は、希土類がドープしたもの、例えばコバルト −サマリウムまたはネオジム−ボロンであってもよい。繊維補強材料は公知の繊 維補強ポリマー材料を含み、そのポリマーマトリックスは、冷熱硬化性物質、熱 硬化性物質あるいはこれらの混合物であることができる。ポリマー物質は、エポ キシ樹脂、ポリエステル樹脂、フリーデルクラフツ樹脂、ポリイミド、ポリエー テルスルホンおよびポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうち１種以上からなるこ とができ、そのとき所望に応じて、公知の添加剤、例えば硬化剤、充填剤、酸化 防止剤などが併用される。補強繊維は、カーボン繊維、グラス繊維、ボロン繊維 、ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維およびポリオレフィン繊維のうち１種以上 からなることができる。 繊維強化物質内の磁性物質の充填量は、本願出願人による係属中の英国特許出 願９３１３９４３.４に記載されているように、繊維強化物質のマトリックス全 体に渡って変化させてもよく、このようにすることにより、ローター重要部の単 位体積当りの平均質量が構造体の軸から距離と共に放射状に減少する。 ＷＯ９４／０６１９３で記載したように、ローター本体部は、好ましくは繊維 の巻物の最初の層、最初の層のまわりに重ねられかつ繊維間の螺旋状の空間を定 める繊維の巻物の少なくとも１つの中間 層、該空間中の磁性充填剤および中間層のまわりに重ねられた繊維の巻物からな る。 このようなローターは、以下の工程を含む方法により製造され得る。 （ａ）熱硬化性樹脂により、繊維からなる最初の層をマンドレルに巻き付け、 （ｂ）最初の層のまわりに、樹脂が含浸した繊維からなる少なくとも１つの中間 層を中間層の繊維間の空間を定めるように巻き、 （ｃ）上記空間に、磁化されていない磁性充填物質および樹脂マトリックス物質 からなる混合物を配置し、 （ｄ）中間層のまわりに、未硬化の樹脂が含浸した繊維からなる外層を巻き、 （ｅ）樹脂が、硬化前でありそして硬化プロセス過程にあって、液状である間に 磁場をかけて磁性物質を配向し、 （ｆ）樹脂を硬化し、そして （ｈ）磁性充填物質を電気コイルで磁化する。 本発明の装置のステーターは、ダイカスト法、焼結法、押出法あるいは注型法 によるチューブまたは円筒状物からなる基体を用いることにより形成される。基 体は、非鉄金属またはポリマー材料からなることができる。基体は磁性物質を含 まなくてもよいしあるいは粉末状の鉄を含んだ物質あるいは他の磁性物質でコー トされた非磁性物質からなっていてもよいし、さらには磁性物質および非磁性物 質を組み合わせた層の交互からなる積層構造体であってもよい。 電気コイルは、基体を製造している間にあるいはその後で基体に取り付けられ る。電気コイルは、例えば溶接、化学的な結合などの適切な公知のいかなる技術 によって基体上に形成されるし、また、例えば光リソグラフィー技術などの印刷 法により付着することにより基体上に形成される。コイルは、例えば銅を用いて 印刷される。 ステーターのコイルは、非常に高い電流を受容することができる ことが望ましい。ステーターで鉄の使用を避けることにより、このような受容を 助ける。しかしながら、鉄を用いないステーターは、効率的でない。ステーター には、例えば不活性オイルなどのポンプで輸送し得る液中に分散した鉄、例えば 粒子状のものがステーター内の空洞の中へ注入されあるいは空洞から除かれ、そ れによってステーターの透磁率が要求される装置の励磁状態に応じて変化し得る ようにする手段を備えることができる。 本発明の装置のローターおよびステーターは、望ましくは室を形成する囲いの 中に設置されることが望ましい。該室は、好ましくは、例えば１０^-6Ｔｏｒｒの 高真空状態に減圧し得るものであり、使用の間、分子抵抗を最少にし、分子抵抗 によって生じる寄生エネルギー損失を最少とする。上記室は、残留分子が半透膜 に向かって加速されて半透膜を通過し、膜の背後の室の中の領域に捕捉され、そ の結果、真空になることを助長しかつ真空を維持するような構造であることがで きる。 該膜は、例えばＯ₂、Ｎ₂およびＣＯ₂などのガス状分子が高速度で通過できる が、低速度では反対方向に通過することができない微笑孔物質からなることがで きる。 半透膜は、ローターと囲いの内壁との空間に位置することができる。使用中、 ローターの回転運動によって膜方向に向かった残留ガスはこの膜を通過し、その 後、膜と囲いの内壁間の領域に捕捉される。 膜は、便利には波型であり、そのことにより分子が膜を通過する確率が増大す る。 本発明の装置は中空の管を含むことができ、該管を冷却液が通過し使用の際発 生する熱を除去する。管はステーターの軸上に実質的に位置している中空の軸か らなることができかつ各々対面する囲いの末端壁間に延びることができる。冷却 液は、水、空気、アルコールあるいは中空の管をポンプで送ることができる他の 適切な媒体か らなる。 該囲いは、例えば５〜５０ｍｍの厚さで、高強度アルミニウムあるいはその合 金、さらにはこれらが、例えばポリアミドの繊維の巻き上げ体で補強されたもの から形成された容器であってよい。囲いの内壁に、使用中にローターが囲いの中 に砕けて入り、故障したときに、ローターを構成する物質を捕捉するための手段 を設けてもよい。 該容器の内壁には、すべり環が存在していてもよいし、また運動エネルギーを 他の状態のエネルギーに変換して吸収する物質、例えば蒸発する水のような液体 あるいはバーミキュライトのような固体を装填することができる。 本発明の装置において、ローターの突然の停止を検出する目的で、装置は該室 の温度を監視する手段あるいはローターの温度を監視する手段および／またはロ ーター本体に発生する応力パターンを監視する手段を含むことができる。光ファ イバーガイドは、ローターの温度または応力パターンを遠くから監視するための 知られた方法として用いられる。検出された温度水準または応力水準が許容でき ない程に高い場合、電気エネルギーの供給は自動的に遮断され、ローターの速度 は許容できる水準に落とされる。 ローターには、その中に１個以上の光ファイバーライトガイドを埋め込むこと ができ、光信号は光源、例えばガイドに通じている半導体レーザーからガイドを 通過し、他端で光検出器、例えば光半導体によって検出される。ここで、光源と 検出器は、ローター外に動かないように配置される。ローター内の温度および／ または応力の上昇により生じた光ファイバーの長さの差は、ガイドに添って光が 伝達した時間を計測することによりあるいはガイド物質の物性、例えば屈折率の 変化によって生じた光の分散または吸収の変化を測定することによって検出され 得る。 ステーターのコイルは、外部のスイッチング回路に接続している。 スイッチング回路により、本発明の装置が電気モーターとして機能することがで き、コイルに供給された電気エネルギーはローターの運動エネルギーとして貯蔵 される。 装置が発電機として機能するときは、スイッチング回路により電気エネルギー がコイルから抜き出される。ローターが突然停止したことが検出された場合、装 置を発電機モードに変換しかつステーターのコイルを高抵抗の電気負荷に接続す ることにより、ローターの運動エネルギーは急速に抜き出される。 ローターのチューブ状本体は、均一な横断面の直円柱チューブからなることが できるが、また、その横断面積が長さに添ってあるいは長さの一部に添って、例 えばその末端領域においてのみ、変化するチューブからなっていてもよい。該本 体部は、縦断面において、単一の円錐台外被または両端円錐台外被部分を有する ことができる。また、該部分は、外径は一定であるが、内径が本体部分の一方の 末端から他方の末端間で変化していたりあるいは両方の末端から本体部分の中央 領域間で変化しているような縦断面形状を有するものであってもよい。望ましく は、ローターとステーター間の間隔は、ローターの本体部分の長さに添って実質 的に一定である。このことは、例え後者の横断面積が変化していても同じである 。望ましくは、ローターとステーターが、使用時に両者間に生じる磁場が、ロー ターの軸に対して実質的に直交していることである。 ローターを電磁場的に懸架する該手段は電磁石を含むことができ、該電磁石は 望ましくは能動電磁軸受けを構成する。ローターは電磁石とローターの間に適当 な懸架制御力を生み出すために対向する電磁石の周縁部に、強磁性体、例えば軟 鉄を組み込むことができる。 望ましくは、能動電磁軸受けは変換器でないことである。上記軸受けおよびそ れによって生じる懸架を安定させるためのサーボコントロールループは、我々の 係属中の特許出願ＥＰ５４９,９１１ＡおよびＥＰ５４９,９１２Ａに記載されて いる。装置は、ローターから 取り出されたエネルギーが軸受けの電磁石に電力を与えるために用いられるよう に、出力回路から電磁軸受けへの電力入力のためのフィードバック手段を有する ことができる。 ローターおよびステーターは、さらに互いに向き合う部分に磁石、例えば軟鉄 を含むことができる。そのことにより、該部分が低速時のローターを懸架するた めの受動磁性軸受けとなる。 本発明の装置のローターの形状および構造は、従来技術と比べて予想外に有利 である。先行技術の設計では、フライホイルは軸受けが位置している中心部から 放射状に延びているスポークスと接合しており、スポークスとの歪整合を得るこ とが難しく、そのためには複雑かつ高価な解決手段が必要であった。フライホイ ルの質量の実質的な部分はフライホイルの軸近くにある。チューブ状のローター を用いることによって、軸受けを中心部ではなくローターの末端で使用すること ができ、望ましくないスポークスの使用を避けられる。 フライホイルを構成しているローターがチューブ状の場合、有益なことには回 転質量は軸に集中せず、散逸することができる。繊維強化物質の樹脂マトリック スの中に磁性物質を組み込むことにより、ローターとステーター間の電磁的な相 互作用は（少なくとも）ローターの本体の長さに添って効率的に維持され、高速 度に回転する物体において平衡を失った領域の発生が避けられる。 本発明の装置は輸送機関の推進システムに用いることができる。 使用時、輸送機関および／またはその懸架システムの作動による運動エネルギー は、モーターモードで運転している装置の運動エネルギーに変換される。輸送機 関が急ブレーキをかけるような極端な状況下では、典型的には２００ｋｗに到る までの電力供給を得ることができる。通常の場合、装置は発電機モードに変換し 、ローターに貯蔵された運動エネルギーが電気エネルギー出力として取り出され る。電気エネルギーは再度、ユザーシステムに結合している装置、例えばブラシ のない直流モーターで機械的エネルギーに変換される。 発電機から抜き出された波形の出力は公知の方法で、例えば整流により変換され 、上記装置に適切に受容される。 本発明の態様が、添付の図面を参照しつつ、実施例の形式で記載されるであろ う。 図１はローターフライホイルの設備に関する正断面図である。 図２は図１に示される設備で使用するためのローターおよびステーターの別の 形状を縦断面図で示している。 図３は図１に示される設備で使用するためのローターおよびステーターのさら なる別の形状を縦断面図で示している。 図４は図１に示される設備が半透明の付加的な特徴を含む場合の部分横断面図 を示している。 図１に示されるように、真空室１は太鼓型の容器３で囲まれている。チューブ 状のシャフト４は容器３の両末端間に設けられており、容器３の軸に添って延び ている。円筒チューブ状のローター５は室１の中でチューブ状シャフト４と共軸 的に懸架されている。ローター５は繊維強化複合物質および磁性物質、例えばコ バルト−サマリウムからなる。ステーター７はシャフト４とローター５との間に あってシャフト４上に設置されている。ステーター７は電磁コア（これは公知の 方法で積層することができる）とさらにはコアに接触している１個以上の電気コ イルとを含み、このコイルは導線に接続し、２本の導線、導線９および導線１１ は絶縁コーティング（図示されず）を有し、容器３の１つの末端を通って設置さ れていることが示されており、外部回路１２へ通じている。 ローター５は、その末端に軟鉄からなるリング１３、１４を組み込んでおり、 これらリングの内面はステーター７と対面するローター５の内面５ａの１部を形 成している。電磁システム１５、１７はステーター７の両末端に隣接するシャフ ト４上に搭載され、各々リング１３、１４に対面している。各電磁システムは通 常の矩形断面の磁性コアリングとこのコアリングの囲りに等角的に搭載された４ 個の能動リングを含む。 各コイルは外部の導線（図示せず）に接続され、この導線は次に電磁システム １５、１７のコイルを励磁する外部回路（図示せず）に接続している。外部回路 もまた、ＥＰ５４９,９１１ＡおよびＥＰ５４９,９１２Ａに記載される方法で、 鉄リング１３、１４に対する電磁システム１５、１７の懸架をサーボ制御するた めのパラメーターを監視しかつ検出している。電磁石システム１５、１７および リング１３、１４により、ステーター７回りのローターに放射状能動磁性軸受け による懸架が生じる。ローター５末端に隣接する能動磁性軸受けシステム２３は 、シャフト４の軸方向に添った要求される長さ方向の場所にローター５を位置さ せるスラスト軸受けとなる。 ローター５の内面上に形成されている磁性リング２５、２７は、ステーター７ の外面上に同じ極性（対面するリングと同じ）を有する磁性リング２９、３１に 対面して任意に設けることができる。リング２５、２７、２９、３１は低速度時 のローター５を懸架するための受動磁性軸受けとなる。 図１に示される設備内で発生する熱は、チューブ状シャフト４の内側４ａに添 って冷媒、例えば水を通過させることにより除去される。 使用時、図１に示される設備は電気モーターあるいは発電気のいずれかのモー ドで運転される。設備がモーターとして作動しているとき、回路１２により切り 替えて電気エネルギーをステーター７のコイルへ入力するとローター５は回転さ せられる。ローター５の回転速度は著しく速く、例えば１００,０００〜２００, ０００回転／分となることができる。設備が発電気として作動しているときは、 ローター５の回転により起電力が発生しステーター７のコイルに電圧が発生し、 回路１２を介して外部電気エネルギーとして抜き出される。抜き出された電圧の 波形は知られた方法、例えば整流により、外部負荷、例えばブラシのない直流モ ーターに適切に用いられる形 に変換することができる。 ローターおよびステーターの別の幾何学的な形状が図２および図３に示されて いる。図２においては、図１のローター５およびステーター７はローター３５お よびステーター３７で置き換えられている。装置の他の要素は示されていない。 ローター３５はチューブ状の円筒からなり、その横断面図ローター３５に添って （図２に示されるように左から右へ）増加している。ステーター３７の横断面積 は、対応してその長さに添って減少し、それによってローター３５およびステー ター３７間の間隔はローター３５の長さに添って実質的に一定である。 図３においては、図１のローター５およびローター７はローター３９およびス テーター４１によって置き換えられている。装置の他の要素は示されていない。 ローター３９はチューブ状の円筒からなり、その横断面積は、ローター３９の中 心部３９ａでは一定であるが、しかし領域３９ｂ、３９ｃにおいてローター３９ の各々の末端に向かって減少する。ステーター４１は対応して、ローター３９の 領域３９ａに隣接する中心領域４１ａでは均一な横断面積となっており、そして ローター３９の領域３９ｂ、３９ｃに隣接する領域４１ｂ、４１ｃにおいてはス テーター４１の各々の末端に向かって増大している。このことによってローター ３９とステーター４１間の間隔はローター３９の長さに添って実質的に一定であ る。 図４は、室１（図１参照）中の残留ガスが除却されて、寄生エネルギー損失を 減少させるための装置を示している。波型の微少孔膜４３はローター５と容器３ 間に存在する環断面の空間４５の中に位置している。 使用時、空間４５の領域４５ａ中のガス分子はローター５によって膜４３の方 向へ飛ばされ、分子自身の運動量によって膜４３を貫通し膜背後の領域４５ｂに 到達し、そこで分子が捕捉される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２６日 【補正内容】 （１）原文明細書第１頁の補正（明細書翻訳文においては、第１頁第１行より第 ２頁第５行の「・・・形成することができる」に相当する部分を下記のとおりに 補正） 明細書 エネルギーの貯蔵と変換装置 本発明は、エネルギーの貯蔵と変換装置に関する。 フライホイルは、よく知られた装置であり、エネルギーを受け取り、運動エネ ルギーとしてエネルギーを貯蔵し、エネルギー使用システムの要求があれば、他 の形式のエネルギーに変換すべくエネルギーを放出することができる装置である 。先行技術において、数多くのフライホイルシステムが知られており、該システ ムのフライホイルは、電気モーター／発電機系の中にローターを含む。そのよう なフライホイルシステムの例はＥＰ０１９１２２５Ｂ、ＦＲ２６１４３６７およ びＵＳ５１２４６０５の先行特許の明細書中に記載されている。これらのフライ ホイルにおいては、ローターを組立て、モーター／発電機のステーターに対して ローターが回転するようにローターを配置し、そして回転時、ステーターに対し てローターを懸架するための手段は、理想的なものではない。 本発明によれば、磁性ローター、ローターがステーターに対して回転している ときに電気エネルギーが装置へ供給されかつ装置から抜き出され得る１個以上の 電気コイルを含むステーター、およびステーターに対して回転しているときにロ ーターを電磁気的に懸架する手段を含み、ローターは繊維強化物質の複合体から 形成された本体部分を含み、そしてステーターはローターと共軸的にはローター の内側に位置しているエネルギーの変換および貯蔵装置であって、ローターの本 体部分がチューブ状でありかつその軸に添ってその最 も広い直径よりも大きい長さを有し、磁性物質がローターの本体部分の繊維強化 物質内に埋め込まれており、そしてステーターがローターの該本体部分の長さの 少なくとも主要部分に添って延びていることを特徴とするエネルギーの変換およ び装置が提供される。 好ましくは、本体部分の長さはステーターの長さの少なくとも９０％以上ステ ーターと対面していることが望ましい。 ローター本体部分は、本出願人による係属中の特許出願ＷＯ９４／０６１９３ 名称「繊維補強ローター」に記載されている方法で形成することができる。 （２）原文第１２頁の補正（訳文においては、第１１頁第１行より同頁下より第 ２行に相当する部分を下記のとおりに補正） １．磁性ローター、およびローターがステーターに対して回転しているときに電 気エネルギーが装置へ供給されかつ装置から抜き出され得る１個以上の電気コイ ルを含むステーター、およびステーターに対して回転しているときにローターを 電磁気的に懸架する手段を含み、ローターは繊維強化物質の複合体から形成され た本体部分を含み、そしてステーターはローターと共軸的にローターの内側に位 置しているエネルギーの変換および貯蔵装置であって、ローターの本体部分がチ ューブ状でありかつその軸に添って最も広い直径よりも大きい長さを有し、磁性 物質がローターの本体部分の繊維強化物質内に埋め込まれており、そしてステー ターがローターの該本体部分の長さの少なくとも主要部分に添って延びているこ とを特徴とするエネルギーの変換および貯蔵装置。 ２．該ローターの本体部分が、その最も広い直径より大きな長さをローターの軸 に添って有し、そして本体部分の長さはステーターと、ステーターの長さの少な くとも９０％以上で向き合っている請求項１の装置。 ３．ステーターが、ダイカスト法、焼結法、押出法または注型法によるチューブ または同筒物であって、鉄を含有しない金属または高分子物質からなる基体を用 いて形成されたものである請求項１または２の装置。 ４．ステーターの透磁率が装置の要求される励磁状態に応じて変化するように、 ポンプで輸送し得る液体中に分散した鉄粒子をローター内の空洞に注入したり空 洞から排出したりする手段を装置と連結して有する請求項１、２または３の装置 。 ５．ローターに対する分子抵抗とそれによって生じる寄生エネルギー損失を最少 とするために使用時に高真空状態に減圧し得る室を定 める囲いの中にローターおよびステーターが設置されている先行請求項のいずれ かの装置。 （３）原文第１４頁の補正（訳文においては、第１２頁下より第６行より第１３ 頁第１０行に相当する部分を下記のとおりに補正） １４．光ファイバーガイドがローターの温度または応力パターンを遠方から監視 するために用いられる請求項１３の装置。 １５．ステーターのコイルが、装置が発電機または電気モーターとして作用する ようにし得る外部スウィッチング回路と接続しており、このスウィッチング回路 はコイルに供給された入力電気エネルギーをローターの運動エネルギーとして貯 蔵することを可能とするものである先行請求項のいずれか１つの装置。 １６．ローターのチューブ状本体部分が、その断面積がその長さに添ってまたは 長さの１部分に添って変化しているチューブを含む先行請求項のいずれか１つの 装置。 １７．ローターとステーターの間隔がローターの本体部分の長さに添って実質上 一定である先行請求項のいずれか１つの装置。 １８．ローターとステーター間に使用時に生じる磁場がローターの軸に対して実 質的に直交して延びるように、ローターとステーターが配置されている先行請求 項のいずれか１つの装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ， ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 コックス、テレンス・マーチン イギリス国 チェシャイア ダヴリュエイ ３ ６エイエス、ウォーリントン、リスレ イ（番地なし） ブリティッシュ・ヌクレ ア・フュエルズ・ピー・エル・シー内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．磁性ローター、およびローターがステーターに対して回転しているときに電 気エネルギーが装置へ供給されかつ装置から抜き出され得る１個以上の電気コイ ルを含むステーター、およびステーターに対してローターが回転しているときに ローターを電磁気的に懸架する手段からなり、ローターは繊維強化物質および該 繊維強化物質内に埋め込まれた磁性物質の複合体から形成されたチューブ状本体 部分を含み、そしてステーターはローターと共軸的にローターの内側に位置しか つローターの本体部分の長さの少なくとも主要部分に添って延びていることを特 徴とするエネルギーの変換および貯蔵装置。 ２．該ローターの本体部分が、その最も広い直径より大きな長さをローターの軸 に添って有し、そして本体部分の長さはステーターと、ステーターの長さの少な くとも９０％以上で向き合っている請求項１の装置。 ３．ステーターが、ダイカスト法、焼結法、押出法または注型法によるチューブ または同筒物であって、鉄を含有しない金属または高分子物質からなる基体を用 いて形成されたものである請求項１または２の装置。 ４．ステーターの透磁率が装置の要求される励磁状態に応じて変化するように、 ポンプで輸送し得る液体中に分散した鉄粒子をローター内の空洞に注入したり空 洞から排出したりする手段を装置と連結して有する請求項１、２または３の装置 。 ５．ローターに対する分子抵抗とそれによって生じる寄生エネルギー損失を最少 とするために、使用時に高真空状態に減圧し得る室を定める囲いの中にローター およびステーターが設置されている先行請求項のいずれかの装置。 ６．残留分子が半透膜に向けて加速され、通過せられて膜の背後に ある室の中の領域に捕捉されて真空を助長しかつ維持するように、室が配置され ている請求項５の装置。 ７．膜が高速度でガス分子が通過でき、低速度では反対方向に通過することがで きない微少孔物質からなる請求項６の装置。 ８．ローターの回転運動により膜方向に向かった残留ガスが使用時に膜を貫通し 、その後膜と内壁の囲い間の領域に捕捉されるように、ローターと囲いの間の空 間に半透膜が設けられている請求項６または７の装置。 ９．分子が膜を通過する確率を増加させるために膜が波型である請求項８の装置 。 １０．使用時に発生する熱を除去するために、冷却液体が通過する中空管を装置 が備えている請求項５〜９のいずれか１つの装置。 １１．管が実質的にステーターの軸上に位置する中空のシャフトからなり、各々 対面している囲いの末端壁間に延びている請求項１０の装置。 １２．ローターが使用中に囲いの中に砕けて入り故障したときに、ローターの物 質を捕捉するための手段を囲いの内壁が有する請求項５〜１１のいずれか１つの 装置。 １３．装置のローターの突然の停止を検出する目的で、該室の温度またはロータ ーの温度を監視するための手段および／またはローターの本体で発生する応力パ ターンを監視するための手段を装置が備えている先行請求項のいずれか１つの装 置。 １４．光ファイバーガイドがローターの温度または応力パターンを遠方から監視 するために用いられる請求項１３の装置。 １５．ステーターのコイルが、装置が発電機または電気モーターとして作用する ようにし得る外部スウィッチング回路と接続しており、このスウィッチング回路 はコイルに供給された入力電気エネルギーをローターの運動エネルギーとして貯 蔵することを可能とするものである先行請求項のいずれか１つの装置。 １６．ローターのチューブ状本体部分が、その断面積がその長さに添ってまたは 長さの１部分に添って変化しているチューブを含む先行請求項のいずれか１つの 装置。 １７．ローターとステーターの間隔がローターの本体部分の長さに添って実質上 一定である先行請求項のいずれか１つの装置。 １８．ローターとステーター間に使用時に生じる磁場がローターの軸に対して実 質的に直交して延びるように、ローターとステーターが配置されている先行請求 項のいずれか１つの装置。 １９．添付した図面を参照した例により、実質上前記した請求項１の装置。