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    • 专利摘要:

    公开号:WO1982000322A1
    申请号:PCT/JP1981/000149
    申请日:1981-06-30
    公开日:1982-02-04
    发明作者:Denki Kk Mitsubishi
    申请人:Hoshino Y；
    IPC主号:H02K7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] フ ラ イ ホ イ ー ル式電力蓄勢装置.
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は 、 電気エ ネ ル ギ ーを フ ラ イ ホ イ ー ル の
    [0006] 回転慣性ヱ ネ ルギ一に変換 して蓄勢 しておき 、 必
    [0007] 要な場合に、 こ の回転慣性ヱ ネ ルギ一を放勢して
    [0008] 電気エ ネ ル ギ ー に再変換する フ ラ イ ホ イ ー ル式電
    [0009] カ蓄勢装置、 特に、 そ の停電時におけ る停止手段
    [0010] に関'す る も の で あ る 。
    [0011] 背景技術
    [0012] 最近、 フ ラ イ ホ イ ー ル式の電力蓄勢装置に お い
    [0013] て、 そ の蓄勢能力の向上に関する検討が進め ら れ
    [0014] て き て い る が、 こ の蓄勢能力の向上の た め に は 、
    [0015] 大 き な慣性量の フ ラ イ ホ イ 一ル を高い回転数で使
    [0016] 用す る の が よ い方法で あっ て 、 そ の結果、 フ ラ イ
    [0017] ホ -ィ ー ル が大形化 し、 そ の重量も 数 1 0 ト ン か ら数
    [0018] 1 0 0 卜 ンに至 る も のが出現する よ う に な つて き て
    [0019] い る 。 しか し な力； ら 、 一方 に おい て、 こ の大形化
    [0020] に基づいて種々 の技術的な問題 も 生 じて き て お り、
    [0021] OMPI そ の 1 つに、 運転時におけ る 停電 に際 して の停止
    [0022] 手段が あ る 。
    [0023] 従来の こ の種の フ ラ ィ ホ ィ 一ル式電力蓄勢装置
    [0024] の一例 と して 1 図に示すよ う な装置があ る 。 図に
    [0025] おいて、 （1) はヱ ネ ルギー変換用 の発電電動機であ
    [0026] つ て、 蓄勢時において は電動機 と し て機能 し、 ま
    [0027] た放勢時に あ っては発電機 と して機能す る も ので
    [0028] あ る 。 （2)は蓄勢時に発電電動機（1) に よ って回転さ
    [0029] れ る こ と に よ り 電気エ ネ ル ギ ー を 回転慣性エ ネ ル
    [0030] ギ 一 に変換 し て蓄勢す る フ ラ イ ホ ィ ールで あ っ て、
    [0031] ^電電動機（1) の 回転子 と カ ツ プ リ ン グ（3) を介 して
    [0032] 連結さ れて い る 。 （4a ) ， (4b ) , (4c )は回転子軸及
    [0033] び フ ラ ィ ホ ィ 一 ル （2) の回転軸を 支承す る こ ろ力 s り
    [0034] 方式の軸受、 （5)は フ ラ イ ホ イ ー ルは）等の 回転部を
    [0035] 支承す る ス ラ ス ト 軸受部で あ っ て （5 a )は そ の 固定
    [0036] 側 であ る ス ラ ス 卜 軸受で あ り 、 ま た、 （6) も 同様の
    [0037] 磁気軸受で あ っ て、 （7) は磁気軸受（6)に 内蔵 さ れて
    [0038] い る コ ィ ルで あ る 。 （8) は フ ラ イ ホ イ ー ル（2)及び磁
    [0039] 気軸受（6)、 ス ラ ス 卜 軸受部（5)等を収納する と 共に、
    [0040] フ ラ イ ホ イ ー ルは）の回転に よ り 生ず る 風損を最小
    [0041] _ ΟΜΡΙ 限に す る た め に 内部を排気 し て真空状態（9) に さ れ
    [0042] て い る ケ ー シ ン グで あって、 真空状態（9) を保持す
    [0043] る た め に こ ろ が り 方式の軸受 （ ） ， （4c)部に真空
    [0044] 軸 シ ール ( 力；設け ら れてい る 。 ま た、 は ス ラ ス
    [0045] 卜 軸受 （5a)と 共に ス ラ ス 卜 軸受部ほ） を構成する ス
    [0046] ラ ス 卜板で あって フ ラ ィ ホ ィ ー ル下軸 に装着さ
    [0047] れてお り 、 回転部の重量の一部を ス ラ ス ト 軸受
    [0048] (5a)に よ っ て支持 してい る 。
    [0049] 従来装置は こ の よ う に構成 さ れ る が、 そ の作動
    [0050] につい て次に 説明す る 。
    [0051] 先づ正常状態、 すな わ ち 、 回転中に おい て は 、
    [0052] 回転都の重量の大部分、 通常約 90^以上は磁気軸
    [0053] 受（6) に よ って支承 さ れ、 軸受 （4a) ， (4b) , (4c)の
    [0054] 負荷を軽減す る と 共に矢印 A によ って'示さ れ る 圧
    [0055] 油の ス ラ， ス 卜 軸受 （5a )か ら の供給によ り 若干の油
    [0056] 圧が作用 し て いる ス ラ ス 卜 板（Π) に よ って 回転都重
    [0057] 量の残部を 支承し てい る 。 なお、 こ の ス ラ ス 卜 軸 .
    [0058] 受 （5a)及 び ス ラ ス 卜 板 (U)間 の圧油 は 、 フ ラ イ ホ イ
    [0059] — ル （2) の上下振動に対 し て ダ ン ビ ン グ効果 も 与え
    [0060] てい る 。 ま た 、 ケ ー シ ン グ（S)内は 図示 さ れてい な
    [0061] OMPI い排気装置に よ り 排気さ れて真空状態（9) と なって
    [0062] い る た めに、 そ の中で回転す る フ ラ イ ホ イ ー ル （2) には風損を ほ と ん ど生 じ ない。 .
    [0063] こ の よ う に正常状態で運転さ れてい る 場合には、 き わ めて良好な状態の下に安定し て運転 さ れ る 力；、 —たび停電 した な ら ば、 磁気軸受（6)への給電 も 、
    [0064] 矢印 A に よ って示さ れ る 圧油 を ス ラ ス ト軸受 （5a) へ供給す る た め の図示さ れてい な い給油ポ ン プへ
    [0065] の給電 も 停止す る た め に、 磁気軸受（6) の吸引 力 も、 ま た、 ス ラ ス ト 軸受 （5a)への圧油の供給 も 消失し、 そ の結果、 回転部の重量は専 ら ス ラ ス 卜 軸受都 (5)·
    [0066] 及び軸受 （4a)，（4b)，（4c)で支承 し なければな ら な く
    [0067] な る 。 し 力 > し な 力； ら 、 回転部例 えば、 フ ラ イ ホ イ
    [0068] — ル （2) の重量だけ で も 通常数 10 卜 ン カ > ら 数 100 卜
    [0069] ン あ り 、 軸受 （4a),(4b),(4c)によ る 支承は全く 困難
    [0070] で あ り 、 ま た 、 ス ラ ス 卜 軸受部 ） に よ る 場合には、 ス ラ ス 卜 軸受 （5a)及 び ス ラ ス 卜 板 αίの外径 を大 き
    [0071] く し て軸受負荷容量を大 き く する こ と に よ り 、 平
    [0072] 均面圧を下げな ければな ら ず、 ス ラ ス ト 軸受力； き
    [0073] わ め て大形化す る だ け で な く 、 軸受負荷時の冷却
    [0074] Ο ΡΙ 万法 も 、 給油 ポ ン プの停止に基づ く 冷却流体の流 通停止に よ って、 冷却能力 も 低下す る た め に、 常 に設計上の問題 と な ってい た。 また 、 運転停止ま でには相当 の長時間 を余儀な く さ れ、 これ を別の 油タ ン ク カ ら の重力利用 に よ る 給油に よ る と し て も 、 こ れ に十分な油圧及び油量を確保す る に は、 不十分な場合が多 い。
    [0075] 発明の開示
    [0076] こ の発明は ス ラ ス ト 軸受部が、 回転部に連锆 さ れ且つ ス ラ ス 卜 軸受面が下面に形成 さ れて い る ス ラ ス 卜 板 と 、 ス ラ ス 卜 板 の下面に対向 して ス ラ ス ト 軸受面を形成する 受圧面に少な く と も 回転部の ' 回転方向側 の側壁が 、 回転方向に上 り 傾斜 と な る 傾斜 ラ ン ド を形成す る 複数個の みぞ を放射状に形 成し 、 停電 と 同時に弁開放 し て冷却流体を流通 さ せ る 電磁弁を介 し て冷却流体が流通す る 冷却流体 流通穴が受圧面下に埋設 さ れてい る と 共に停電時 に お い て ス ラ ス ト軸受面に油を 保持す る 手段を設 け てい る ス ラ ス 卜軸受 と カ ら構成 さ れてい る こ と を特徴 と す る も ので あ る 。
    [0077] O PI こ の発明によれば停電時にお い て も 、 ス ラ ス ト板
    [0078] の回転によ り 発生す る動圧によ って 回転部の重量
    [0079] を支承す る こ と と、 ·ス ラ ス ト 軸受.都の昇温を停電
    [0080] と 同時に供給す る 冷却流体に よって抑圧する こ と
    [0081] によ り 軸受温度を所定温度に抑え る こ と と 、 油圧
    [0082] ポ一 卜等によ り 潤滑油の補充する こ と と によって、 油膜切れを防止し、 ス ラ ス ト軸受の機能を回転停
    [0083] 止まで保持する こ と が で き 、 従って、 正常に フ ラ
    [0084] ィ ホ イ ールを回転さ 、 所定時間にて発電電動機
    [0085] を発電機運転して信頼度の高い停止動作を行なわ
    [0086] さ せ る こ と 力； で き る効果を有 してい る 。
    [0087] 図面の簡単な説明 - 第 1 図は従来の フ ラ イ ホ イ ール式電力蓄勢装置
    [0088] の一例の縦断面図、 第 2 図は本発明の フ ラ イ ホイ
    [0089] — ル式電力蓄勢装置の ス ラ ス 卜.軸受都の一実施例
    [0090] o^ ^ m , 第 3 図 は ス ラ ス 卜 軸受の ス ラ ス 卜 面
    [0091] の平面図、 第 4 図はそ の — 1Y矢視図、 第 5 図は
    [0092] ス ラ ス ト軸受と ス ラ ス 卜板と の間の作動時の油圧
    [0093] 線図で ある 。
    [0094] 発明を実施す るた め の最良の形態
    [0095] OMPI 以下、 本発明を そ の ス ラ ス ト 軸受都 の一実施例
    [0096] を示す第 2 図な い し第 4 図 に基づい て説明す る 。
    [0097] 図 に おい て 、 ^ は ス ラ ス 卜軸受.都 ） を ス ラ ス ト
    [0098] 板（1φ と 共に構成す る ス ラ ス ト 軸受で あ って、 ピボ
    [0099] ッ ト ^及び ピ ン ^ に よ り ケ一 シ ン グ（8)上に回動不
    [0100] 能に支承さ れて お り 、 そ の 上部はす き ま を有 し
    [0101] て ス ラ ス ト 板 CU)が嵌合 し且つ そ のす き ま ^の上部
    [0102] に は油圧ポ — 卜 ^が形成さ れて い る 。 また 、 ス ラ
    [0103] ス 卜 板 αΰの ス ラ ス 卜 軸受面で あ る 下面 ^ に対向す
    [0104] る ス ラ ス ト 軸受 ^の受圧面 に は、 第 3 , 4 図 に
    [0105] 示すよ う に、 谷深 さ h が通常 30〜50 mの み ぞ &)が
    [0106] 傾斜 ラ ン ド ^ ， )、 少な く と も 回転部すな わ ち
    [0107] ス ラ ス 卜 板 ^の 回転方向 U ( 第 4 図参照 ） に対 し
    [0108] て上 り 傾斜 の傾斜 ラ ン ド ^ を 有 し て、 複数個放射
    [0109] 状に設け ら れて お り 、 各み ぞ！ ¾間は平行 ラ ン ド ¾
    [0110] を形成 し て い る 。 ス ラ ス 卜扳 の下面 ^ と ス ラ ス
    [0111] 卜 軸受 ^の受圧面 ^ と の.間、 す き ま ^及 び油圧 ポ
    [0112] 一 卜 ^ に供給 さ れ る 圧油は、 図示さ れてい ない給
    [0113] 油ポ ン プか ら逆止弁 ^ を経由 し て ス ラ ス 卜軸受 ! ¾
    [0114] に 設け ら れた給油穴 に入 り 、 ス ラ ス ト 軸受 ^ の
    [0115] OMPI 中央部に設け ら れた給油穴 ^ の開口 ^か ら排出 さ
    [0116] れて供給 さ れる 。 更に また 、 ス ラ ス ト 軸受 ^ の受
    [0117] 圧面 の下都に は冷却流体流通穴.^が埋設さ れて
    [0118] お り 、 こ の冷却流体流通穴 に流 通す る 冷却流体
    [0119] は、 そ の流体源 ^か ら 停電に よっ て開作動を する
    [0120] 電磁弁 ^及び流体管路 ^ を介し て、 ス ラ ス ト 軸受
    [0121] ^ に設け ら れた冷却流体流通穴钧 に開 口す る流路
    [0122] ^ に供給さ れ る よ う に なって い る 。
    [0123] な お、 ス ラ ス 卜軸受部 を除 く そ の他の都分にお
    [0124] いて は、 第 1 図に示す従来装置 と 同様であ る た め
    [0125] に 、 そ の説明は省略 する 。
    [0126] 本発明の フ ラ イ ホ イ —ル 式電力蓄勢装置は こ の
    [0127] よ う に構成さ れ る が、 次に そ の動作について説明
    [0128] す る 。 ，
    [0129] 運転中の ス ラ ス ト 扳 ¾ と ス ラ ス 卜 軸受 ^ 0 と のす
    [0130] き ま は、 図示 さ れてい な い袷 ¾ ン プ ；.こ よ ：） 、 逆
    [0131] 止弁 ^及び給油穴 ^ を介し て供給 さ れ る 圧油及び
    [0132] ス ラ ス 卜 板 α¾ の回転によ る 動圧に よ ってす き ま（a) を保持し 、 す き ま ^及び油圧ポ ー ト に溢出 し た
    [0133] 圧油は外部に排油 さ れ る 。 また 、 すき ま（a)を保持
    [0134] OMPI し てい る ス ラ ス 卜 板（Π)の下面に発生の若干の静圧
    [0135] は、 回転部の重量の一部を支承す る と 共に ス ラ ス ト 板 di)、 すなわ ち 、 回転部の上下.振動に対 して所
    [0136] 定の ダ ン ビ ン グ効果を与えてい る 。
    [0137] 一万、 停電状態の発生に際 して は、 磁気軸受（6)
    [0138] も 給油ポ ン プ も そ の作動を停止 し、 磁気軸受（6) の
    [0139] 吸引力 も給油ポ ン プの作動によ る坤圧 も 消失-する
    [0140] た め に 、 回転部すなわ ち ス ラ ス 卜 板 <W は ス ラ ス 卜 軸受 ^ と の 間のす き ま がす き ま（b)に減少す る ま で
    [0141] 落下す る が、 こ の状態にお い て は、 給油穴 ^) 中の
    [0142] 油は逆止弁 ^ に よ って逆流が阻止 さ れ る た め に、
    [0143] す き ま（b)及びす き ま ^並 びに油圧ポ ー 卜 ^中 に は
    [0144] な お油が残存 し、 ス ラ ス ト板 ti の下面 ¾ と ス ラ ス
    [0145] 卜 軸受 <¾の受圧面 と の 間にお け る 油膜切れを 防
    [0146] 止す る 一助 と なって い る 。
    [0147] し 力 > し なが ら 、 停電に よ って も 、 回転都分は な
    [0148] おそ の慣性によ って あ る 一定時間回転 し て お り 、
    [0149] そ の反面、 給油の停止に よ って ス ラ ス 卜 軸受部の
    [0150] 放熱が ほ と ん ど停止す る た め に 、 ス ラ ス 卜板（ΐί の
    [0151] 下面 と ス ラ ス 卜 軸受 ^ の受圧面 ^ と の 間には焼
    [0152] OMPI 付けの危険が生じて く る 。 そのために、 ス ラ ス ト
    [0153] 軸受都は回転部が完全に停止する までその機能を
    [0154] 保持する必要があ る ので停電と同.時に電磁弁^が
    [0155] 作動して弁開放し、 これによ り 冷却流体が流体源
    [0156] か ら 電磁弁^、 流体管路^及び流路^を介して
    [0157] 冷却流体流通穴^に流入 し、 ス ラ ス ト軸受^ の受
    [0158] 圧面^を冷却 して軸受温度を所定の温度に保持す
    [0159] る こ と に よ 0 、 油膜切れを防止す る よ う に働いて
    [0160] い る 。
    [0161] 一方、 回転都すなわ ち ス ラ ス 卜板 の停電後に
    [0162] おけ る慣性に よ る 回転は、 ス ラ ス 卜軸受^ の相互
    [0163] に近接してい る傾斜ラ ン ド ι¾ , ( 28 と平行ラ ン ド
    [0164] ¾と の く さ び効果によって、 油に第 5 図に示すよ
    [0165] う な圧力分布を齊す る動圧を生じ さ せ、 こ の動圧
    [0166] に よ って 回転部の重量を支承し、 ス ラ ス ト 板 α ) の
    [0167] 下面 ^ と ス ラ ス 卜 軸受 ¾の受圧面 と の間の接合
    [0168] によ る油膜切れを防-止し、 そ の相互間の焼付け を
    [0169] 冷却流体の流通によ る受圧面 の昇温阻止及び油
    [0170] 圧ポ ー 卜 ^等によ る補油と ¾同 して焼付け を防止
    [0171] してい る 。
    [0172] ΟΜΡΙ 産業上の利用可能性
    [0173] こ の発明は フ ラ イ ホ イ ールの ス ラ ス ト軸受部 に
    [0174] 限ら ず、 回転慣性エ ネ ルギ ー の大き ないかな る立
    [0175] 形大形回転機の ス ラ ス 卜軸受都に も適用で き る も
    [0176] の で あ る 。
    [0177] O PI
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. フ ラ イ ホ イ ー ル式電力蓄勢装置にお い て、 ス ラ ス 卜軸受部が、 回転部に連結さ.れ且つ ス ラ ス ト 軸受面が下面に形成さ れてい る ス ラ ス ト板 と 、 ス ラ ス ト板の下面に対向して ス ラ ス 卜軸受面を形成 す る受圧面に少な く と も 回転都の回転方向側の側 壁が回転方向に上 り 傾斜と な る傾斜ラ ン ド を形成 する複数個のみぞを放射状に形成し、 停電と同時 に弁開放して冷却流体を流通さ せ る電磁弁を介し て冷却流体が流通する 冷却流体流通穴が受圧面下 に埋設さ れてい る と 共に停電時においてス ラ ス 卜 軸受面に油を保持する手段を設けてい る ス ラ ス 卜 軸受と か ら構成さ れている こ と を特徴とす る フ ラ ィ ホ イ ール式電力蓄勢装置。
    2.停電時におけ る ス ラ ス 卜軸受面に油を保持す る手段が、 ス ラ ス ト板の外周部と の間のわずかな す き ま と 、 こ のわずかなすき まの上方に設け ら れ る 油圧ポ ー 卜 と、 受圧面に開口する給油穴の入口 近辺に設け られた逆止弁 と か ら な る特許請求の範 囲第 1項記載の フ ラ ィ ホ ィ ール式電力蓄勢装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    DE102007032933B4|2015-02-19|Turbomaschine
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0055780B1|1985-01-09|
    JPS6155632B2|1986-11-28|
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    EP0055780A4|1982-11-25|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1981-12-01| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1981901789 Country of ref document: EP |
    1982-02-04| AK| Designated states|Designated state(s): AU US |
    1982-02-04| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    1982-07-14| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1981901789 Country of ref document: EP |
    1985-01-09| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1981901789 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP55095336A|JPS6155632B2|1980-07-10|1980-07-10||
    JP80/95336800710||1980-07-10||AU73300/81A| AU7330081A|1980-07-10|1981-06-30|Flywheel type electric power storage apparatus|
    DE8181901789T| DE3168134D1|1980-07-10|1981-06-30|Flywheel apparatus for storing electrical energy|
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