JPS58214036A - フライホイ−ル装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気エネルギを７ライホイールの回転慣性エ
ネルギに変換して蓄勢しておき、必要なときに再び電気
エネルギとして放勢するフライホイール装置に関する。

従来、この種の装置としては第１図に示すものがあった
。

第１図において、容器（１）は、隔壁（２）にょシ上下
方向に隔てられた小径容器（８）および大径容器（４）
がらなシ、このうち小径容器（８）内には発電電動機（
６）が配設されている。この発電電動機（５）は、前記
小径容器（８）の内周面に取付けられた固定子と、この
固定子（６）に対向するように配置された回転子（７）
とからなシ、この回転子（７）の回転軸（８）の上端部
は、前記小径容器（８）の土壁（３ａ）に設けられたこ
ろがυ軸受（９）に支持されている。なお、前記固定子
（６）は、外部の電力装置（至）との間でエネルギの授
受を行なうようになっている。

一万、前記大径容器（４）内にはフライホイール０１）
が配設されており、このフライホイール（ロ）の回転軸
（ＩｊＯは前記小径容器（８）内にまで延在し、前記発
電電動機（５）の回転子（７）の回転軸（８）と１．迷
子ａ匂を介して接続されている。また、フライホイール
（１１）の回転軸（胸は、その上端部および下端部を前
記隔壁（２）および大径容器（４）の下壁（４ａ）に設
けられたζろがｐ軸受（１４１％（ロ）に支持されてい
る。さらに、前記大径容器（４）のフライホイール（ロ
）の上方には、フライホイール中）の重量を負担する電
磁石α６）が配設されており、この電磁石（１６）は励
磁巻線αりを備えている。

この電磁石（１６）は大径容器（４）のブラケット（ト
）に支持されている。

前述した構成によれば、エネルギの貯斌は、発電電動機
（５）を電動機として駆動し、電力装置−からの電気エ
ネルギをフライホイールＣ１υの回転慣性エネルギに変
換することによって行ない、エネルギの放勢は、発電電
動機として動作し、前記フライホイール０１）の回転慣
性エネルギを電気エネルギに変換して電力装置ａηに返
還することによって行なわれる。

このようなフライホイール装置において、通常は、フラ
イホイール装置力を収納する大径容器（４）内は、フラ
イホイールＣ１１）の回転による風損を低減するために
真空にして使用されるのが普通である。また、発電電動
機（５）を収納する小径容器（８）内を真空にすること
は、たとえば、発電電動機（５）の発熱による温度上昇
に対する問題などによシ容易にはできないが、発電電Ｍ
機（６）の令却法を別途考慮することによシ可能となる
。このように、両容器（８）、（４）内を真空にするこ
とは、回転にょる風損を低減させ、エネルギの蓄勢の利
用効率を上昇することになシ、フライホイール装置にお
いて、重要なことである。

第１図に示す従来の７ライホイール装置においても、回
転軸（８）の上端、および回転軸（坤の下端に真空保持
のためのカバーをつけることにょヤ、内部を真空とする
ことは可能である。

ところで、フライホイール０１）に貯えられる回転慣性
エネルギＥは、 で茨わされる。ここで、工はフライホイールＣ１１Ｊの
慣性モーメントでフライホイール（ロ）の形状・寸法・
材質により決まる値であシ、ωはフライホイール（１１
）の回転数である。上式によれは、同一７ライホイール
（ロ）であれば、回転数ωが大きいほどフライホイール
αηに貯えられるエネルギＥは大きくなることがわかる
。

しかじながヮ、前述した従来のフライホイール装置では
、ころがシ軸受（Ｑ）　％　０４）１０〜を軸受として
用いているため、フライホイール（ロ）を高速にするこ
とは、軸受の寿命を短かくするとともに、回転時の軸受
損失を増大することになり、フライホイールのエネルギ
効率を低下させていた。

本発明は、前述した従来のものにおける欠点を除去し、
エネルギ効率を向上せしめるようにしたフライホイール
装置を提供することを目的としてなされたもので、発電
電動機、フライホイール、回転軸および軸受を外気から
封鎖した完全密封真空容器内に配置し、一方の軸受とし
て磁気軸受を配置するとともに、他方の軸受としてピボ
ット軸受を配置したものである。

以下、本発明を第２図に示す実施例によｐ説明する。な
お、前述した従来のものと同一の構成については、図面
中に同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２図において、児全密封真ｇ！谷器（１）を構成する
小径容器（８）および大径容器（４）間には、前述した
実施例におけるような隔壁（２）は形成されておらず、
両容器（８）、（４）は連通している。また、上壁（３
ａ）および下壁（４ａ）も完全に外部から閉鎖されてい
る。

そして、発電電動機（５）の回転子（γンの回転軸（８
）の上端には、永久磁石、電磁石などの磁石を用いた磁
気軸受（２）の回転子（財）が突設されておシ、この回
転子（社）と間隔をおいて対向するように前記上壁（３
＆）には磁気軸受（社）の固定子（２１）が取付けられ
ている。また、前記フライホイールＩ、１１）の回転軸
（胸の下端にはピボット（財）が垂設されており、この
ピボット（−の下端は、前記下壁（４ａ）上において粘
性係数の高い潤滑油に浸されたダンパ箱（図示せず）に
支持された軸受体（ピボット軸受）（財）に支持されて
いる。

前述した構成によれば、ピボット軸受−）に作用するメ
ラスト力を低減するために、フライホイール（６）およ
び発電電動機（５）の回転子（γンの重量のほとんどを
′電磁石（１６）で吸引する。これによシ、ピボット軸
受（４））の寿命を伸ばすことになる。また、上部軸受
が非接触形の磁気軸受（墳とされているために、軸受損
失が従来のものに比べてはるかに少なく、軸受寿命も従
来のころがシ軸受に比べると長くなる。この結果、フラ
イホイール＜１１）として従来構造と同一形状・寸法・
材質のものを用いるならば、回転数を従来のものより、
はるかに大きいところで使用することができ、蓄勢エネ
ルギを大きくできるとともに、エネルギ効率のよいフラ
イホイール装置とすることができる。

なお、前述した実施例においては、ピボット軸受（２８
）をフライホイールＣ１１）の下部に用い、磁気軸受（
２）を上部に配置した例について説明したが、これらの
軸受α［有］Ｓ　１２８）の配置を逆にすることも可能
である。

以上説明したように、本発明に係るフライホイール装置
は、発電電動機、フライホイール、回転軸および軸受を
外気から封鎖した完全密封真空容器内に配置し、−万の
軸受として磁気軸受を配置するとともに、他方の軸受と
してピボット軸受を配置したので、エネルギ効率を向上
できるし、また、軸受の寿命を延ばすことができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の７ライホイール装置を示す縦断面図、
第２図は本発明に係るフライホイール装置の実施例を示
す縦断面図である。 （１）・・密封容器　　　（５）φ・発電電動機（６）
・・固定子　　　　（７）會・回転子（８）、（２）・
・回転子　　α刀・・７ライホイール（至）・・電磁石
　　　　α呻・・磁気軸受μｓ）・・ピボット軸受 代理人　葛野信− 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電電動機と７ライホイールとを回転軸によシ接続し、
   この回転軸を上下の軸受によυ支持するとともに、前記
   フライホイールを電磁石により上方に吸引するようにし
   たフライホイール装置において、前記発電電動機、フラ
   イホイール、回転軸および軸受を外気から封鎖した密封
   真空容器内に配置し、前記の一万の軸受として磁気軸受
   を配置するとともに、他方の軸受としてピボット軸受を
   配置したことを特徴とするフライホイール装置。