JPS5947944A - フライホイ−ル装置 - Google Patents
フライホイ−ル装置Info
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- JPS5947944A JPS5947944A JP57157805A JP15780582A JPS5947944A JP S5947944 A JPS5947944 A JP S5947944A JP 57157805 A JP57157805 A JP 57157805A JP 15780582 A JP15780582 A JP 15780582A JP S5947944 A JPS5947944 A JP S5947944A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flywheel
- magnetic bearing
- shaft
- rotation axis
- motor
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- 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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
-
- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
- F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
-
- 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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
- F16C2380/28—Motor, generator coupled with a flywheel
-
- 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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】
（１）
この発明は、電気エネルギをフ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、必要なとき再び電気
エネルギにｆ換して放勢する発電々動機直結フライホイ
ール装置に関するものである。
エネルギに変換して蓄勢しておき、必要なとき再び電気
エネルギにｆ換して放勢する発電々動機直結フライホイ
ール装置に関するものである。
上記装置において、エネルギの貯蔵能力を向上させる手
段としては、フライホイールの回転軸回シの慣性モーメ
ントを大きくするか、あるいに。
段としては、フライホイールの回転軸回シの慣性モーメ
ントを大きくするか、あるいに。
フライホイールの運転角速度を高くする等の対策がとら
れている。したがって、エネルギ密度の大きｂフライホ
イール装置全実現するためや０回転慣性エネルギをでき
るだけ有効に利用し装置としての変換効率を高めるため
に、この棟の装置立形回転ａ構造で構成するのが一般的
である。また。
れている。したがって、エネルギ密度の大きｂフライホ
イール装置全実現するためや０回転慣性エネルギをでき
るだけ有効に利用し装置としての変換効率を高めるため
に、この棟の装置立形回転ａ構造で構成するのが一般的
である。また。
回転体のＮ量の大部分をたとえば電磁石や、永久磁石で
吸引し、支承軸受へのスラスト負荷荷重の軽減をＦｔｆ
り、支承軸受での摩擦トルクによるエネルギ損失の低減
を行っている。
吸引し、支承軸受へのスラスト負荷荷重の軽減をＦｔｆ
り、支承軸受での摩擦トルクによるエネルギ損失の低減
を行っている。
また、支承軸受としては、高速回転での軸受寿命や軸受
損失などの問題からピボット軸受などが使（２） 用されることなどがしばしば見受けられる。
損失などの問題からピボット軸受などが使（２） 用されることなどがしばしば見受けられる。
第１図は、先行するフライホイール装置の構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
図において山はフライホイール、（２）は偏平形見電々
動機であ勺、たとえば永久磁石を持つ回転子（３）と固
定子（４）からなる。（５）にピボット軸受であ勺。
動機であ勺、たとえば永久磁石を持つ回転子（３）と固
定子（４）からなる。（５）にピボット軸受であ勺。
回転＄１！ｌのピボット軸（６）と静止側のピボット受
（７）およびピボット受（７）全支持するための粘性係
数の高い油を浸したダンパ１８）から構成されている。
（７）およびピボット受（７）全支持するための粘性係
数の高い油を浸したダンパ１８）から構成されている。
＋９）Ｊゴ磁気軸受であシ、リスグ状回転側磁石１０）
と、上ブラケット［１３１に設けたリング状靜止仙磁石
（１１）から構成されている。０２１は回転側磁石（９
）を保持する保持フレーム、ａ４１は側面ブラケット、
口５）に台座でるシ。
と、上ブラケット［１３１に設けたリング状靜止仙磁石
（１１）から構成されている。０２１は回転側磁石（９
）を保持する保持フレーム、ａ４１は側面ブラケット、
口５）に台座でるシ。
発電々動機の固定子（４）が取り付られている。（１６
１は下ブラケットである。上プラケッ）Ｉ１３１．１ｊ
ｌｔ１面ブラケッ） （１４１，台座口５）、及び下ブ
ラケット（Ｉθで容器１１η全構成し、この容器（１η
に各部品がすべて収納される。（１８Ｉは回転軸である
。
１は下ブラケットである。上プラケッ）Ｉ１３１．１ｊ
ｌｔ１面ブラケッ） （１４１，台座口５）、及び下ブ
ラケット（Ｉθで容器１１η全構成し、この容器（１η
に各部品がすべて収納される。（１８Ｉは回転軸である
。
通常使用時には容器（１η内を真空に保持するために上
ｊ −５’ｉ ｙ ） １１３１．１１４ＮｋＪ’：ｊ
ラケｙ ） ［４１，台座ｔ１５１．下（３） ブラケット（１６１とで内部を密封状態にする。また。
ｊ −５’ｉ ｙ ） １１３１．１１４ＮｋＪ’：ｊ
ラケｙ ） ［４１，台座ｔ１５１．下（３） ブラケット（１６１とで内部を密封状態にする。また。
回転体であるフライホイールは）０回転子（３）、ピボ
ット軸（６）、および保持フレーム［１２１は、たとえ
ばボルトなどに工）一体に結合されてしる。
ット軸（６）、および保持フレーム［１２１は、たとえ
ばボルトなどに工）一体に結合されてしる。
先行するフライホイール装置は上記のように構成され、
エネルギの貯蔵＋ｉ、発電発電機励機）を電動機として
駆動させ、電力装置（図示せず）からの電気エネルギ全
７ライホイール（］、）の回転慣性エネルギに変換する
ことに２って行い、エイノυギノ放勢に０発成々動機（
２）？発電機として駆動させ、フライホイール山の回転
慣性エネルギを電気エネルギに変換して電力装置に返還
することによって行なわれる。通常運転時には、ピボッ
ト軸受（５）に加わるスラスト荷重を軽減しＭ擦損失を
低減するために１回転体、主にフライホイールは）の大
部分の重量を磁気軸受（９）で吸引している。さらに、
この磁気軸受（９）は回転体を安定に回転させるための
非接触軸受の働きもしている。
エネルギの貯蔵＋ｉ、発電発電機励機）を電動機として
駆動させ、電力装置（図示せず）からの電気エネルギ全
７ライホイール（］、）の回転慣性エネルギに変換する
ことに２って行い、エイノυギノ放勢に０発成々動機（
２）？発電機として駆動させ、フライホイール山の回転
慣性エネルギを電気エネルギに変換して電力装置に返還
することによって行なわれる。通常運転時には、ピボッ
ト軸受（５）に加わるスラスト荷重を軽減しＭ擦損失を
低減するために１回転体、主にフライホイールは）の大
部分の重量を磁気軸受（９）で吸引している。さらに、
この磁気軸受（９）は回転体を安定に回転させるための
非接触軸受の働きもしている。
また、吸引力の膳Ｊｉは、たとえば回転側磁石１１０７
と静止側磁石ａＩＩとの隙間りや０両値石ａＯ＋、 Ｕ
のマグ〔４） ネットの種類、形状１寸法などケ変化させることにより
可能となる。
と静止側磁石ａＩＩとの隙間りや０両値石ａＯ＋、 Ｕ
のマグ〔４） ネットの種類、形状１寸法などケ変化させることにより
可能となる。
このような先行するフライ、ホイール装置においては０
回転体の上部の磁気軸受（９）の半径方向すなわち回転
軸に垂直な方向のバネ定数ｋＲは０回転側磁石ｆｌＱｌ
と静止側磁石（１１）との隙間ｈ２通る空隙磁束密度の
２乗に比例した値となるが０通常は非常にバネ定数の低
いものとなる。また、フライホイールは）が回転した時
回転数の低い領域では０回転体の回転軸（１８１中心に
回転側磁石（１（１と静止側磁石ｔｉｌｌの吸ぢ１力に
よ少決定される。そこで、磁気軸受１９）の半径方向の
バネ定数ｋＲｉ大きくすることは。
回転体の上部の磁気軸受（９）の半径方向すなわち回転
軸に垂直な方向のバネ定数ｋＲは０回転側磁石ｆｌＱｌ
と静止側磁石（１１）との隙間ｈ２通る空隙磁束密度の
２乗に比例した値となるが０通常は非常にバネ定数の低
いものとなる。また、フライホイールは）が回転した時
回転数の低い領域では０回転体の回転軸（１８１中心に
回転側磁石（１（１と静止側磁石ｔｉｌｌの吸ぢ１力に
よ少決定される。そこで、磁気軸受１９）の半径方向の
バネ定数ｋＲｉ大きくすることは。
フライホイールは）の回転数が低い時にエル安定な回転
を与えることになる。ま７ｊ、回転体の回転軸ｕ８１中
心と、磁気軸受（９）などの組立て精度も含めた。
を与えることになる。ま７ｊ、回転体の回転軸ｕ８１中
心と、磁気軸受（９）などの組立て精度も含めた。
フライホイールは）の中心とは、よル一致する方が安定
な回転を与えることになる。
な回転を与えることになる。
しかしながら、先行する装置では、磁気軸受（９）の半
径方向のバネ定数？大きくすることには限度がある。ま
た０回転体の機械的中心に大きな影響（５） 全もつ回転側磁石ａ０１と静止側磁石１ｕｌｌの吸引力
による中心は、たとえば、これらを永久磁石等で構成し
た場合は、これらを構成する機械精度や磁気的中心によ
シ決定されるので１回転体の回転軸（１８１中心と一散
させるのに、かな〕な困難を伴うなどの欠点があった。
径方向のバネ定数？大きくすることには限度がある。ま
た０回転体の機械的中心に大きな影響（５） 全もつ回転側磁石ａ０１と静止側磁石１ｕｌｌの吸引力
による中心は、たとえば、これらを永久磁石等で構成し
た場合は、これらを構成する機械精度や磁気的中心によ
シ決定されるので１回転体の回転軸（１８１中心と一散
させるのに、かな〕な困難を伴うなどの欠点があった。
この発明は上記のような先行するものの欠点を除去する
ためになされたもので、磁気軸受を回転軸に平行な部分
と垂直な部分とを有するように配置することにより、フ
ライホイールの回転数の全領域において、２勺安定に回
転するフライホイール装置を提供することを目的として
いる。
ためになされたもので、磁気軸受を回転軸に平行な部分
と垂直な部分とを有するように配置することにより、フ
ライホイールの回転数の全領域において、２勺安定に回
転するフライホイール装置を提供することを目的として
いる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図はこの発明によるフライホイール装置の一実施例？示
すｓｅｔ面図である。
図はこの発明によるフライホイール装置の一実施例？示
すｓｅｔ面図である。
図において０回転軸止に平行な磁石対（９ａ）に加えて
、保持フレームａｚ内にたとえば永久磁石などからなる
半径方向回転側磁石！２１と、これと対向して同様に永
久磁石などからなる半径方向静止側磁石ｃｇを配置し９
回転軸［ａｌＫ垂直な磁石対ａ９を構成す（６） る。
、保持フレームａｚ内にたとえば永久磁石などからなる
半径方向回転側磁石！２１と、これと対向して同様に永
久磁石などからなる半径方向静止側磁石ｃｇを配置し９
回転軸［ａｌＫ垂直な磁石対ａ９を構成す（６） る。
磁石対（１９）は０反撥タイプで構成されていることを
原則としてｂる。このように磁気軸受を回転軸（１８）
に平行な部分（９ａ）と垂直な部分（工９）で構成する
ことにより、対向隙間？ＶＣ通る磁束￥ＢＫそのものが
半径方向のバネ定数ｋＨに起因するので、先行り０ニジ
はるかに大きいバネ定数ケ実現することが可能となる。
原則としてｂる。このように磁気軸受を回転軸（１８）
に平行な部分（９ａ）と垂直な部分（工９）で構成する
ことにより、対向隙間？ＶＣ通る磁束￥ＢＫそのものが
半径方向のバネ定数ｋＨに起因するので、先行り０ニジ
はるかに大きいバネ定数ケ実現することが可能となる。
また１石対（１９）を反 タイプとしているため、フラ
イホイール＋１１が回転して上部が振れたとしても、常
に中心に押し返えされることになシ。
イホイール＋１１が回転して上部が振れたとしても、常
に中心に押し返えされることになシ。
従来よりも回転体の回転軸υ８）中心と機械的中心がよ
り−玖され、安定なフライホイール装置を提供すること
が可能となる。
り−玖され、安定なフライホイール装置を提供すること
が可能となる。
２・３図はこの発明の他の実施例で、Ｗｉ磁気軸受９ｂ
）を回転軸と傾斜させて配置したので、先行間よシも半
径方向のバネ定数音大きくしたものである。
）を回転軸と傾斜させて配置したので、先行間よシも半
径方向のバネ定数音大きくしたものである。
磁気軸受（９ａ）を回転軸ａ印に対し傾けて対向させて
いるために、隙間に通る磁束密度の回転軸（旧に垂直方
向成分にエリ、半径方向のバネ定数は先行例に比べると
大きくなる。
いるために、隙間に通る磁束密度の回転軸（旧に垂直方
向成分にエリ、半径方向のバネ定数は先行例に比べると
大きくなる。
（７）
磁気軸受（９ａ）は１回転！１ｉｌＩｌａａに平行な部
分（成分］と垂直な部分（成分］に分割して＝考えるこ
とができる。
分（成分］と垂直な部分（成分］に分割して＝考えるこ
とができる。
以上のＪ：うに、この発明によれば磁気軸受を回転軸に
平行な部分と垂直な部分と金有するように配置したこと
にニジ、フライホイールをその回転数の全領域において
安定して回転させることが可ＭＥとなる効果がある。
平行な部分と垂直な部分と金有するように配置したこと
にニジ、フライホイールをその回転数の全領域において
安定して回転させることが可ＭＥとなる効果がある。
第１図は先行するフライホイール装置ａを示す縦ＦＪＪ
ｒ面図、第２図はこの発明の一笑ｍｆＵ金示す縦曲面図
、第３図はこの発明の他の実施例を示す樅断面図である
。 図において（１）はフライホイール、 （２ｔ４偏平形
発電々動機、 ＋３１Ｖｉ回転子、（４）は固定子、（
５）はピボット軸受、磁気軸受、 （９ａ）、 、
ｆ１９）はそれぞれ回転軸に平行な磁石対、垂直な磁石
対、ａ７）は容器、（１世は回転軸である。 なお０図中同一符号は同一または相当部分を示す０
代理人 葛 寿 信 −（８〕 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５７−１５７８０５号
２、発明の名称 フライホイール装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の自重丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 氏 名（６６９９） 弁理士 葛 野 信
−（連絡宏０３（２１，３）３４２１特許部）５、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第７頁第８行に「石灯（至）を反 タイプ」とあ
るのを「磁石対αりを反撥タイプ」と訂正する。 以上
ｒ面図、第２図はこの発明の一笑ｍｆＵ金示す縦曲面図
、第３図はこの発明の他の実施例を示す樅断面図である
。 図において（１）はフライホイール、 （２ｔ４偏平形
発電々動機、 ＋３１Ｖｉ回転子、（４）は固定子、（
５）はピボット軸受、磁気軸受、 （９ａ）、 、
ｆ１９）はそれぞれ回転軸に平行な磁石対、垂直な磁石
対、ａ７）は容器、（１世は回転軸である。 なお０図中同一符号は同一または相当部分を示す０
代理人 葛 寿 信 −（８〕 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５７−１５７８０５号
２、発明の名称 フライホイール装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の自重丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 氏 名（６６９９） 弁理士 葛 野 信
−（連絡宏０３（２１，３）３４２１特許部）５、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第７頁第８行に「石灯（至）を反 タイプ」とあ
るのを「磁石対αりを反撥タイプ」と訂正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 は）発電電動機の回転子とフライホイールとを回転軸に
よ多接続し、上記回転軸の上下金磁気軸受とピボット軸
受で支承し、上記発電電動機の回転子に対向して固定子
を設け、これらを密封真空容器内に配置したフライホイ
ール装置において。 上記磁気軸受を上記回転軸に平行な部分と垂直な部分と
を有するように配置したことを特徴とするフライホイー
ル装置。 （２） 磁気軸受は０回転軸に平行な磁石対と回転軸
に垂直な磁石対とで構成していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のフライホイール装置。 （３）磁気軸受金回転軸と傾斜させて配置したこと全特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のフライホイール装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157805A JPS5947944A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | フライホイ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157805A JPS5947944A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | フライホイ−ル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5947944A true JPS5947944A (ja) | 1984-03-17 |
Family
ID=15657668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57157805A Pending JPS5947944A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | フライホイ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947944A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1381142A3 (de) * | 2002-07-10 | 2005-02-16 | RWE Piller Gmbh | Elektrische Maschine mit einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotor |
| CN115622325A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-01-17 | 华驰动能(北京)科技有限公司 | 可自动抽真空的储能飞轮和具有其的储能设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265805A (en) * | 1975-11-29 | 1977-05-31 | Toshiba Corp | Flywheel type electrical power storage |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP57157805A patent/JPS5947944A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265805A (en) * | 1975-11-29 | 1977-05-31 | Toshiba Corp | Flywheel type electrical power storage |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1381142A3 (de) * | 2002-07-10 | 2005-02-16 | RWE Piller Gmbh | Elektrische Maschine mit einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotor |
| CN115622325A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-01-17 | 华驰动能(北京)科技有限公司 | 可自动抽真空的储能飞轮和具有其的储能设备 |
| CN115622325B (zh) * | 2022-12-16 | 2023-03-28 | 华驰动能(北京)科技有限公司 | 可自动抽真空的储能飞轮和具有其的储能设备 |
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