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電力貯蔵用超電導フライホイール装置 コモンズ

国内特許コード P110006364
掲載日 2011年12月21日
出願番号 特願2006-261641
公開番号 特開2008-086095
登録番号 特許第4937687号
出願日 平成18年9月27日(2006.9.27)
公開日 平成20年4月10日(2008.4.10)
登録日 平成24年3月2日(2012.3.2)
発明者
  • 清野 寛
  • 長嶋 賢
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 電力貯蔵用超電導フライホイール装置 コモンズ
発明の概要

【課題】磁気軸受部分をフライホイールの上下に配置して安定性を確保するとともに、フライホイール部分と極低温用の真空容器を分離して効率の向上を図ることができる電力貯蔵用超電導フライホイール装置を提供する。
【解決手段】超電導コイルと超電導バルク体から構成される磁気軸受でフライホイールを取り付けた回転軸を支持し、電動・発電機を有する電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、フライホイール13を入れる風損抑制用低真空容器11を具備し、フライホイール13の回転軸8をフライホイール13を挟んで上下に配置される極低温用真空容器7, 7′内にそれぞれ1組ずつ配置した超電導コイル4, 4′と超電導バルク体9, 9′から構成される磁気軸受で支持し、各々の真空容器の接続部を回転軸の周上を磁性流体のOリングでシールする磁気シールユニットでシールするとともに、前記回転軸8の上部の電動・発電機を冷却する冷却室15を具備する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


上記した超電導フライホイール電力貯蔵装置としては、例えば、下記特許文献1に開示されるようなものがあった。



図3はかかる従来の超電導フライホイール電力貯蔵装置の模式図である。



この図に示すように、固定状態で配置される超電導コイル103と、これに対向させて浮上状態に配置される超電導バルク体104と、該超電導バルク体104と一体的に回転するフライホイール105とを収納した低温容器101を有し、かつ低温容器101内を真空排気するための排気装置109と、超電導コイル103をその臨界温度以下に冷却するための熱伝導型の冷却装置111と、フライホイール105に固設された回転軸106と発電・電動機112との接続・遮断を行うためのクラッチ装置113とを備えるようにしている。なお、図3において、102は冷却板、107は案内用超電導コイル、108は案内用超電導バルク体、110はHe圧縮機である。



上記したように、従来の永久磁石を超電導コイル103に置き換えたことにより、超電導コイル103と超電導バルク体104との間により大きな電磁力を発生させることができる。つまり、電磁力は磁場の自乗に比例して増大するため、超電導コイル103により大きな磁場を生成することが、より大きな電磁力を発生させ、フライホイール105に対して強力な浮上力を得ることにつながる。



また、均一磁場を大空間に実現することができる。



さらに、軸受の空隙(エアギャップ)を増大させることができる。

【特許文献1】特開2003-219581号公報

産業上の利用分野


本発明は、余剰電力をフライホイールの運動エネルギーに変換して貯蔵するとともに、必要に応じて前記フライホイールに貯蔵されている運動エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出すようにした、電力貯蔵用超電導フライホイール装置に係り、その超電導磁気軸受けの改良に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
フライホイールの回転軸を磁気軸受部で支持し、前記回転軸の上部に電動・発電機を有する電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、
(a)風損抑制用低真空容器内に配置されるフライホイールと、
(b)該フライホイールを挟んで上下に配置される極低温用真空容器内に1組の超電導コイルと超電導バルク体から構成される磁気軸受部分を具備することを特徴とする電力貯蔵用超電導フライホイール装置。

【請求項2】
請求項1記載の電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、前記極低温用真空容器とフライホイールの風損抑制用低真空容器との間に回転軸の周上を磁性流体のOリングでシールする磁気シールユニットを配置することを特徴とする電力貯蔵用超電導フライホイール装置。

【請求項3】
請求項1記載の電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、電動・発電機部分を容器で覆い、冷却室として低温のガスを循環させて冷却することを特徴とする電力貯蔵用超電導フライホイール装置。

【請求項4】
請求項1記載の電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、前記極低温用真空容器と電動・発電機の冷却室との間に回転軸の周上を磁性流体のOリングでシールする磁気シールユニットを配置することを特徴とする電力貯蔵用超電導フライホイール装置。

【請求項5】
請求項2又は3記載の電力貯蔵用超電導フライホイール装置において、前記の回転軸の周上を磁性流体のOリングでシールする磁気シールユニットの外周部にベローズを配置することを特徴とする電力貯蔵用超電導フライホイール装置。
産業区分
  • 発電、電動
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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