JPS5837313A - 竪形高速回転体の軸受支持機構 - Google Patents
竪形高速回転体の軸受支持機構Info
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- JPS5837313A JPS5837313A JP13398281A JP13398281A JPS5837313A JP S5837313 A JPS5837313 A JP S5837313A JP 13398281 A JP13398281 A JP 13398281A JP 13398281 A JP13398281 A JP 13398281A JP S5837313 A JPS5837313 A JP S5837313A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- flywheel
- support mechanism
- bearing support
- support
- Prior art date
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-
- 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
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (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】
本発明は竪形高速回転体の軸受支持機構の改善に関する
。
。
従来の電力貯蔵用フライホイール装置の概要を第１図に
示す。図において、１はフライホイール。
示す。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は非常用子ラスト軸受、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。
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。
である。
フライホイールｌに電力を貯蔵する場合２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、フライホイール１に駆動される発電・電動機２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。このようにエネルギ貯蔵用フライ
ホイール装置は極めて広い範囲の回転数域で運転される
。
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、フライホイール１に駆動される発電・電動機２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。このようにエネルギ貯蔵用フライ
ホイール装置は極めて広い範囲の回転数域で運転される
。
貯蔵中の損失エネルーギを減少させるため、（ａ）磁気
軸受１２によシフライホイール重量の大部分を支持し、
軸受３，４の損失工、ネルギを減少させ、伽）ケーシン
グ８内を真空ポンプ９で真空にすることによシ、フライ
ホイールｌの風損を減少させているＯ 現状のフライホイールの最高回転数は低いため。
軸受１２によシフライホイール重量の大部分を支持し、
軸受３，４の損失工、ネルギを減少させ、伽）ケーシン
グ８内を真空ポンプ９で真空にすることによシ、フライ
ホイールｌの風損を減少させているＯ 現状のフライホイールの最高回転数は低いため。
最低次の固有振動数を最高回転数以上にして危険速度を
回避することが可能である。しかし、現状のフライホイ
ールでは、貯蔵エネルギの割に重量が大きく、貯蔵エネ
ルギを増加させるには２回転数を上昇することが効果が
大きい。一方、使用回転数を上昇させると危険速度が常
用運転範囲内に存在することになる。
回避することが可能である。しかし、現状のフライホイ
ールでは、貯蔵エネルギの割に重量が大きく、貯蔵エネ
ルギを増加させるには２回転数を上昇することが効果が
大きい。一方、使用回転数を上昇させると危険速度が常
用運転範囲内に存在することになる。
本発明の目的は上記の点に着目し、竪形高速回転体の軸
受支持機構を提供することであシ、その特徴とするとこ
ろは、ころがシ軸受を軸受保持部材に剛に取付け、同軸
受保持部材をボルトまたは円筒等の回転軸と直角方向に
剛性を低下させた弾性体を介してケーシングに取付け、
さらに上記軸受保持部の外周を形成する円筒部と上記ケ
ーシングとの間にそれぞれ微小な環状隙間を形成するダ
ン・や筒を嵌挿し間両環状隙間に油を満たしてなること
である。
受支持機構を提供することであシ、その特徴とするとこ
ろは、ころがシ軸受を軸受保持部材に剛に取付け、同軸
受保持部材をボルトまたは円筒等の回転軸と直角方向に
剛性を低下させた弾性体を介してケーシングに取付け、
さらに上記軸受保持部の外周を形成する円筒部と上記ケ
ーシングとの間にそれぞれ微小な環状隙間を形成するダ
ン・や筒を嵌挿し間両環状隙間に油を満たしてなること
である。
即ち、軸受を弾性支持することによシ、最低次の固有振
動数を低下させ、常用運転範囲以下とし２次の固有振動
数を常用運転範囲以上とし、常用範囲内に危険速度がな
いようにしたことであシ。
動数を低下させ、常用運転範囲以下とし２次の固有振動
数を常用運転範囲以上とし、常用範囲内に危険速度がな
いようにしたことであシ。
その際、低下させた最低次の固有振動数を完全に通過す
るためコンパクトで効果の大きいダン・平部を取付けた
ものである。
るためコンパクトで効果の大きいダン・平部を取付けた
ものである。
これによシ、常用運転範囲内に危険速度をなくし、安全
な運転が可能で、かつ貯蔵エネルギが重量の割に比較し
て大きな電力貯蔵用フライホイールが実現できる。
な運転が可能で、かつ貯蔵エネルギが重量の割に比較し
て大きな電力貯蔵用フライホイールが実現できる。
本発明は電力貯蔵用フライホイール、高速回転機械に適
用できる。
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
。
。
第２図は本発明による１実施例の高速回転の電力貯蔵用
フライホイール装置を示す説明図である。
フライホイール装置を示す説明図である。
同図において、１′は截頭円板形フライホイール。
３は上部軸受、１４は上部支持ばね、１６は上部ダンパ
、４は下部軸受、１５は下部支持ばね。
、４は下部軸受、１５は下部支持ばね。
１７は下部ダン” ｔ １３は電磁クラッチである。
上部軸受３．下部軸受４は上部支持ばね１４．下部支持
ばね１５でケーシング８に取付けられている。電磁クラ
ッチ１３によシ発電・電動機２とフライホイール１′が
結合されている。
ばね１５でケーシング８に取付けられている。電磁クラ
ッチ１３によシ発電・電動機２とフライホイール１′が
結合されている。
支持構造の実施例を示す断面図でチリ、同図のへ半分（
、）は第１実施例を示す。
、）は第１実施例を示す。
第３図（、）において、２０はフライホイール軸。
２３は軸受支持用スリーブ、２１．２２はスリーブ固定
用ナツト、２５は軸受保持部材、２４は軸受ハウジング
、２６はダンパ筒、２８は支持？ルト、２７は支持ぎル
ト取付７ランジ、２９はダンパ用０リングである。支持
Ｉ）レト２８は鼓形になっている。同図において、フラ
イホイール重量Ｗを支持し得る構造となっており、支持
ボルト２８には引張力が作用するようになっている。な
お。
用ナツト、２５は軸受保持部材、２４は軸受ハウジング
、２６はダンパ筒、２８は支持？ルト、２７は支持ぎル
ト取付７ランジ、２９はダンパ用０リングである。支持
Ｉ）レト２８は鼓形になっている。同図において、フラ
イホイール重量Ｗを支持し得る構造となっており、支持
ボルト２８には引張力が作用するようになっている。な
お。
１０１は給油孔で油は矢印ａのように流入し。
１０２は排油孔で油は矢印すのより排出される。
１０３はダン・ぐ筒給油孔、１０４はダン・平部排油孔
である〇 上記構成の場合の作用について述べる。
である〇 上記構成の場合の作用について述べる。
第２図に示した高速回転のフライホイールにおいて、第
１図に示す従来のものに対する改良点を以下に示す。
１図に示す従来のものに対する改良点を以下に示す。
（、） 真空シールの損失動力は、高速回転になると
急激に増加するため、上部のみに設けている。
急激に増加するため、上部のみに設けている。
また、上部のみにシールを設ける構造としたため真空度
も上昇し、風損も低下する。発電・電動機２内も真空と
すると、上部シール６も省略可能である。
も上昇し、風損も低下する。発電・電動機２内も真空と
すると、上部シール６も省略可能である。
（ｂ） 電磁クラッチ１３により電力貯蔵または発電
状態以外では、ロータであるフライホイール１′と発電
・電動機とを切り離すことによシ、放置状態での損失動
力低下を計っている。
状態以外では、ロータであるフライホイール１′と発電
・電動機とを切り離すことによシ、放置状態での損失動
力低下を計っている。
（ｃ） ロータを截頭円板形７２イホイール１′とす
ることにより、応力分布を一様とし、高回転によシ発生
する遠心力に十分安全とした上で２重量当りの貯蔵エネ
ルギを増加させている。
ることにより、応力分布を一様とし、高回転によシ発生
する遠心力に十分安全とした上で２重量当りの貯蔵エネ
ルギを増加させている。
軸受３，４の支持構造物は、剛な支持構造にしなければ
変形を発生し、著しく耐久性を低下する。
変形を発生し、著しく耐久性を低下する。
また剛な支持構造とした場合、従来のものの様に回転数
が低いものでは、固有振動数が常用運転範囲以上になる
ため問題はない。しかし、高速回転のフライホイールに
おいては、最低次の固有振動数が常用運転範囲内となる
。
が低いものでは、固有振動数が常用運転範囲以上になる
ため問題はない。しかし、高速回転のフライホイールに
おいては、最低次の固有振動数が常用運転範囲内となる
。
従って、軸受は剛に保持したまま全体を数本の支持ボル
ト２８で支持することによシ、水平方向のばね定数を周
方向で一定とし、かつ低下させ。
ト２８で支持することによシ、水平方向のばね定数を周
方向で一定とし、かつ低下させ。
最低次の固有振動数を常用回転数以下とした。その際、
截頭円板形フライホイール１′として、全体重量を小さ
くしているため、２次の固有振動数は十分常用回転数以
上となる。
截頭円板形フライホイール１′として、全体重量を小さ
くしているため、２次の固有振動数は十分常用回転数以
上となる。
支持ビルト２８は引張力で使用してお９．座屈の心配が
ないので十分に細くすることが可能である。また、支持
ボルト２８を鼓状とすることにより、応力を一様とし、
ばね定数が小さくなるようにしている。
ないので十分に細くすることが可能である。また、支持
ボルト２８を鼓状とすることにより、応力を一様とし、
ばね定数が小さくなるようにしている。
運転状態では、磁気軸受１２で支持しているため、固有
振動数を常用回転数以下としていても。
振動数を常用回転数以下としていても。
常用回転数まで上昇する間の振幅が大きくなる。
従って、ダンパを使用する必要があるが２通常のダンツ
クでは寸法が大きくなシ、その上、水平方向に一様なダ
ンピング係数が得られない。
クでは寸法が大きくなシ、その上、水平方向に一様なダ
ンピング係数が得られない。
第３図（、）において、ころがシ軸受３を、軸受ノ・ウ
ジング２４と軸受保持部材２５とをボルト締めすること
により、保持し、これを軸受保持部材２５位置で支持デ
ルト取付７ランジ２７に数本の支持ゼルト２８を介して
取付け、その支持デルト取付フランジ２７をケーシング
８にボルト締めすることによシ、水平方向の支持剛性を
一様に低下させている。
ジング２４と軸受保持部材２５とをボルト締めすること
により、保持し、これを軸受保持部材２５位置で支持デ
ルト取付７ランジ２７に数本の支持ゼルト２８を介して
取付け、その支持デルト取付フランジ２７をケーシング
８にボルト締めすることによシ、水平方向の支持剛性を
一様に低下させている。
また、軸受保持部材２５の外周部の円筒部１０５とダン
パ筒２６．ケーシング８の間に微小な環状の隙間１０６
，１０７を構成させ、この隙間１０６゜１０７に油を満
たすことによシ、水平方向に一様のダンピング係数が得
られる。この隙間にある油は２作動時間が長くなると温
度が変化し、ダンピング効果が変化するため、給油孔１
０１．１０３ 。
パ筒２６．ケーシング８の間に微小な環状の隙間１０６
，１０７を構成させ、この隙間１０６゜１０７に油を満
たすことによシ、水平方向に一様のダンピング係数が得
られる。この隙間にある油は２作動時間が長くなると温
度が変化し、ダンピング効果が変化するため、給油孔１
０１．１０３ 。
排油孔１０２，１０４によシ常時入れ換えを行い。
変化を防止する。
第３図（、）に示す軸受支持機構とすることによシ水平
方向の全方向に同一の低いばね定数を与え。
方向の全方向に同一の低いばね定数を与え。
かつ全方向に同一のダンピング係数を与えることが可能
である。
である。
上述のような場合は次の効果がある。
竪形高速回転体において、軸受を剛な構造物で保持し、
その保持構造物をさらにゼルトでケーシングに取付け、
さらにその保持構造物即ち軸受保持部材の外周部の円筒
部とケーシングとの間にそれぞれ環状の隙間を形成する
ダン・上筒を嵌挿し両環状隙間に油を満たしてなる軸受
支持機構によシ。
その保持構造物をさらにゼルトでケーシングに取付け、
さらにその保持構造物即ち軸受保持部材の外周部の円筒
部とケーシングとの間にそれぞれ環状の隙間を形成する
ダン・上筒を嵌挿し両環状隙間に油を満たしてなる軸受
支持機構によシ。
高速回転用のフライホイールを実現することができる。
氷
第３図の右半分（ｂ）は本発明による第２実施例の軸受
支持機構を示す断面図である。
支持機構を示す断面図である。
図において、３０はテーノ４形支持ゴルト、３１は球支
持軸受、３２は球軸受おさえである。
持軸受、３２は球軸受おさえである。
この場合は、支持デルト取付フランジ部でビン支持する
ことにより、ばね定数が第３図（、）の場合より低いも
のが得られる０ その効果は第３図（、）の第１実施例と同じである。
ことにより、ばね定数が第３図（、）の場合より低いも
のが得られる０ その効果は第３図（、）の第１実施例と同じである。
第４図の右半分（、）は本発明による第３実施例の軸受
支持機構を示す断面図である。
支持機構を示す断面図である。
図において、４０は軸受支持用開孔付円筒殻で。
４３は開孔、４１．４２は取付デルトである。
この場合の作用、効果は第１実施例と同じである。
第４図の左半分（ｂ）は本発明による第４実施例の軸受
支持機構を示す断面図である。
支持機構を示す断面図である。
）５１としたものである。
この場合の作用、効果は第１実施例と同じである。
以上第３図（ａ） 、 （ｂ） 、第４図（ａ） 、
（ｂ）には、フライホイール重量を支持する方の軸受に
ついてだけ記述したが、フライホイール重量を支持しな
い側の軸受については、同様な思想で考えられるので。
（ｂ）には、フライホイール重量を支持する方の軸受に
ついてだけ記述したが、フライホイール重量を支持しな
い側の軸受については、同様な思想で考えられるので。
省略する〇
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実施例の電力貯蔵用フラ
イホイール装置を示す説明図、第３図（ａ）は本発明に
よる第１実施例の軸受支持機構を示す断面図、第３図（
ｂ）は本発明による第２実施例の軸受支持機構を示す断
面図、第４図（、）は本発明による第３実施例の軸受支
持機構を示す断面図。 第４図（ｂ）は本発明による第４実施例の軸受支持機構
を示す断面図である。 ３・・・軸受、８・・・ケーシング、２０・・・フライ
ホイール軸、２４・・・軸受ハウジング、２５・・・軸
受保持部材、２６・・・ダンノ４筒、２７・・・支佇ホ
ル）Ｊｆｆｌ付フランツ、２８・・・支持がルト、１０
５・・・円筒部。 才１ 閉 Ｗ 第４閉 第１頁の続き ０発 明 者 伊能英幸 調布市西つつじケ丘２−４−１ 東京電力株式会社技術開発研究 所内 ■出 願 人 東京電力株式会社 東京都千代田区内幸町１丁目１ 番３号
明図、第２図は本発明による１実施例の電力貯蔵用フラ
イホイール装置を示す説明図、第３図（ａ）は本発明に
よる第１実施例の軸受支持機構を示す断面図、第３図（
ｂ）は本発明による第２実施例の軸受支持機構を示す断
面図、第４図（、）は本発明による第３実施例の軸受支
持機構を示す断面図。 第４図（ｂ）は本発明による第４実施例の軸受支持機構
を示す断面図である。 ３・・・軸受、８・・・ケーシング、２０・・・フライ
ホイール軸、２４・・・軸受ハウジング、２５・・・軸
受保持部材、２６・・・ダンノ４筒、２７・・・支佇ホ
ル）Ｊｆｆｌ付フランツ、２８・・・支持がルト、１０
５・・・円筒部。 才１ 閉 Ｗ 第４閉 第１頁の続き ０発 明 者 伊能英幸 調布市西つつじケ丘２−４−１ 東京電力株式会社技術開発研究 所内 ■出 願 人 東京電力株式会社 東京都千代田区内幸町１丁目１ 番３号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 竪形高速回転体の軸受支持機構において。 ころがシ軸受を軸受保持部材に剛に取付け、同軸受保持
部材をゼルトまたは円筒等の回転軸と直角方向に剛性を
低下させた弾性体を介してケーシングに取付け、さらに
上記軸受保持部材の外周を形成する円筒部と上記ケーシ
ングとの間にそれぞれ微小な環状隙間を形成するダンパ
筒を嵌挿し同側環状隙間に油を満たしてなることを特徴
とする竪形高速回転体の軸受支持機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13398281A JPS5837313A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 竪形高速回転体の軸受支持機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13398281A JPS5837313A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 竪形高速回転体の軸受支持機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837313A true JPS5837313A (ja) | 1983-03-04 |
| JPH0215728B2 JPH0215728B2 (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=15117618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13398281A Granted JPS5837313A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 竪形高速回転体の軸受支持機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140045336A (ko) * | 2011-03-16 | 2014-04-16 | 플라이브리드 오토모티브 리미티드 | 고속 플라이휘일 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5458155A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Bearing supporting apparatus for high-speed revolution body |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP13398281A patent/JPS5837313A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5458155A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Bearing supporting apparatus for high-speed revolution body |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140045336A (ko) * | 2011-03-16 | 2014-04-16 | 플라이브리드 오토모티브 리미티드 | 고속 플라이휘일 |
| JP2014510885A (ja) * | 2011-03-16 | 2014-05-01 | フライブリッド オートモーティブ リミテッド | 高速フライホイール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215728B2 (ja) | 1990-04-13 |
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