飞轮发电机制造技术

本发明专利技术提供一种飞轮发电机，在该飞轮发电机中，在设于飞轮（１１）的旋转用永磁体（１８）的旋转轨迹外侧的相对位置上设置有转矩辅助单元（３０），该转矩辅助单元（３０）利用设在飞轮（１１）上的凸轮（２８）来移动，并以相对于旋转永磁体（１８）成同极性的形态配置有永磁体（３１）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用了飞轮的旋转动能的飞轮发电机。技术背景以往已知，飞轮发电机将电力作为动能存储在发电机的转子具有的飞轮 中，而后将该动能作为电力进行释放。即，飞轮发电机是将电能转换成转动惯 量大的物体的旋转能量、从而进行电力的输入输出的能量储藏方式。这种飞轮 发电机一般常在对需要脉冲性大电力的负载供给电力的场合使用。例如，在利用磁场来束缚等离子体的核聚变装置中，有时会在几秒的短时间内供给几十万kW的电力，而直接从电力系统获取这种脉冲电力会给电力系 统造成过大的波动，并不好。因此，在这种领域中使用的是飞轮发电机。飞轮发电机以如下的循环来运行用几秒的时间使发电机的转速上升，将动能存储 在飞轮中，并在获取对负载的供给电力时，将转子的动能释放，使转速降低。 以往的飞轮发电机将飞轮安装在通常的发电机上，并在大气中使用通常的 轴承进行运行，此外，还提出了将高温超导体用在磁力轴承上的飞轮发电机(例如参照日本专利特开平6-303738号公报)。但是，将高温超导体用在磁力轴承上的飞轮发电机需要将飞轮发电机收纳 在密闭容器内，整个装置复杂而又大型，且维护检修的作业、在维护检修后再 启动时极费工夫，并不好。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种在大气中也可高效输出的飞轮 发电机。本专利技术实施形态的飞轮发电机包括具有转轴的启动电动机；使该启动电动机的所述转轴的旋转通过带传动传递给其转轴的第一带轮；使该第一带轮的转轴的旋转通过第一离合器传递给其转轴的飞轮；以等角度间隔固定在该飞轮 的外周部上的多个被驱动用永磁体；固定配置在所述飞轮的周围、并具有以可 绕垂直转轴朝着一个方向旋转的形态设置的驱动用永磁体的转矩辅助单元；使 所述第一带轮的转轴的旋转通过第二离合器传递给其转轴的第二带轮；以及使 该第二带轮的转轴的旋转传递给其转轴的发电机。另外，在所述飞轮发电机中，所述飞轮包括平行固定在垂直转轴的上下 部的一对圆板；以将这些圆板相互连结的形态在圆板周围以等角度间隔沿垂直 方向配置的多个支撑板；以及设置在所述一对圆板中的下方的圆板上、 一部分 从所述飞轮的外周突出到外侧的凸轮，所述被驱动用永磁体固定在所述支撑板 中的以等角度间隔配置的至少三个支撑板上。另外，在所述飞轮发电机中，在所述三个支撑板上分别固定有多个被驱动 用永磁体。另外，在所述飞轮发电机中，所述多个支撑板的板面倾斜配置，以使相对 于所述飞轮的旋转方向构成前端的边部位于比构成后端的边部更靠近所述飞 轮的中心部的位置上。另外，在所述飞轮发电机中，所述被驱动用永磁体为长方形的板状磁体， 所述被驱动用永磁体的板面倾斜配置，以使相对于所述飞轮的旋转方向构成前 端的边部位于比构成后端的边部更靠近所述飞轮的中心部的位置上。另外，在所述飞轮发电机中，所述转矩辅助单元包括固定在垂直转轴的 上下部的一对旋转圆板；在这些旋转圆板之间绕所述垂直转轴以等角度间隔固 定的多个磁体保持件；与所述垂直转轴结合的单向旋转用离合器；以及设置在 所述一对旋转圆板中的下方的旋转圆板下表面、与所述飞轮的凸轮卡合的凸轮 随动件，在所述磁体保持件上分别固定有多个所述驱动用永磁体。另外，在所述飞轮发电机中，所述驱动用永磁体为长方形的板状磁体，所 述驱动用永磁体的板面倾斜配置，相对于所述转矩辅助单元的一对旋转圆板的 旋转方向构成后端的边部位于比构成前端的边部更靠近所述一对旋转圆板的 中心部的位置上。另外，在所述飞轮发电机中，在所述飞轮的周围以等角度间隔排列配置有 多个所述转矩辅助单元。附图说明图1是表示本专利技术的飞轮发电机的实施形态的结构说明图。 图2是表示本专利技术的飞轮发电机的飞轮的旋转永磁体的配置状态的局部 放大俯视图。图3是表示本专利技术的飞轮发电机的转矩辅助单元的配置的俯视图。图4是本专利技术的飞轮发电机的转矩辅助单元的局部剖切立体图。 图5是本专利技术的飞轮发电机的转矩辅助单元的局部放大图。具体实施方式下面参照附图对用于实施本专利技术的最佳形态进行说明。图1是表示本专利技术的1实施形态的飞轮发电机的概略构造的主视图，图3是其俯视图。在该飞轮发电机中，如图3所示，在大致正三角形的顶点上，在垂直 配置的三个固定杆1-1、 1-2、 1-3上的从上方朝着下方的不同高度的位置 上固定配置有俯视呈大致正三角形的上部、中部及下部的各角钢构造体2、 3、 4。在各角钢构造体2、 3、 4上，在大致正三角形的中心位置配置有上 部轴承5、中部轴承6和下部轴承7，上部轴承5、中部轴承6和下部轴承 7分别由轴承支撑杆5a、 6a、 7a支撑。飞轮11通过轮毂12固定在飞轮转轴lla上，该飞轮转轴lla由上部 角钢构造体2的上部轴承5和中部角钢构造体3的中部轴承6支撑。飞轮 转轴lla贯穿中部角钢构造体3的中部轴承6而向其下方延伸，飞轮转轴 lla的下端通过第一电磁离合器13的离合板13a与第一带轮转轴14a连结。 即，通过驱动第一电磁离合器13a的接合、分离，飞轮转轴lla与第一带 轮转轴lla进行动力传递或将动力遮断。另外，第一带轮14通过张设的传 动带15与固定在中部角钢构造体3的下表面侧的启动电动机16结合，接受启动电动机16的旋转动力。启动电动机16例如是使用变换器的2.2kW 的双极式电动机，转速为3400rpm。如图1所示，飞轮11的构造是平行地分开设置的两个圆板llb被等角 度(例如20度)配置的多个(例如像八个这样的偶数个)支撑板17固定 的旋转体。这些支撑板17由重量大的诸如铁之类的金属形成。由此，还可 作为用于增加飞轮11的离心力和惯性力的平衡块起作用。另外，在固定支 撑两个圆板lib的支撑板17中，在相对于圆板lib的中心位于120度的角 度位置的三个支撑板17上，在其高度方向上大致等间隔地固定有五个旋转 用永磁体18。另外，在设有旋转用永磁体18的各支撑板17的下端部附近的圆板lib 上设置有从圆板lib的外周突起的凸轮28。该凸轮28是用于在飞轮11的旋转 下对固定在后述的转矩辅助单元30上的凸轮随动件42进行驱动的部件。如图2的局部放大俯视图所示，固定在飞轮11的支撑板17上的旋转用永 磁体18的平面形状为长方形，长边18a相对于飞轮11的圆板lib的切线方向 倾斜地配置。该倾斜使得在飞轮11的圆板lib的旋转方向(箭头A)上位于前端的短 边18b配置在比位于后端的短边18c更靠近圆板lib的径向内侧的位置上。此 时，永磁体18的位于圆板lib外周侧的顶点18d配置在圆板lib的外周缘部。 根据实验的结果，永磁体18的长边18a相对于经过顶点18d的圆板lib的径 向的角度设定为67. 5度。因此，通过使支撑板17的安装旋转用永磁体18的 面以相对于圆板lib的径向倾斜67. 5度的形态固定，就能以上述角度设置旋 转用永磁体18。另外，如图3的俯视图所示，在固定在飞轮11的支撑板17上的旋转用永 磁体18随着飞轮11的旋转而旋转的轨迹(圆筒状)的外侧，沿着轨迹等间隔 (等角度)地设置有十六个转矩辅助单元30。下面说明飞轮11与对该飞轮11的旋转力的转矩予以辅助的转矩辅助单元 30之间的关系进行说明。如图1所示，在飞轮ll的旋转下，固定在飞砼ll的支撑板17上的旋转用永磁体18也旋转。在该旋转用永磁体18的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞轮发电机，其特征在于，包括：　　　　启动电动机，该启动电动机具有转轴；　　　　第一带轮，所述启动电动机的所述转轴的旋转通过带传动传递给所述第一带轮的转轴；　　　　飞轮，所述第一带轮的转轴的旋转通过第一离合器传递给所述飞轮的转轴；　　　　多个被驱动用永磁体，该被驱动永磁体以等角度间隔固定在所述飞轮的外周部；　　　　转矩辅助单元，该转矩辅助单元固定配置在所述飞轮的周围，并具有以可绕垂直转轴朝着一个方向旋转的形态设置的驱动用永磁体；　　　　第二带轮，所述第一带轮的转轴的旋转通过第二离合器传递给所述第二带轮的转轴；以及　　　　发电机，所述第二带轮的转轴的旋转传递给所述发电机的转轴。

【技术特征摘要】
JP 2007-1-26 2007-0163701.一种飞轮发电机，其特征在于，包括启动电动机，该启动电动机具有转轴；第一带轮，所述启动电动机的所述转轴的旋转通过带传动传递给所述第一带轮的转轴；飞轮，所述第一带轮的转轴的旋转通过第一离合器传递给所述飞轮的转轴；多个被驱动用永磁体，该被驱动永磁体以等角度间隔固定在所述飞轮的外周部；转矩辅助单元，该转矩辅助单元固定配置在所述飞轮的周围，并具有以可绕垂直转轴朝着一个方向旋转的形态设置的驱动用永磁体；第二带轮，所述第一带轮的转轴的旋转通过第二离合器传递给所述第二带轮的转轴；以及发电机，所述第二带轮的转轴的旋转传递给所述发电机的转轴。2. 如权利要求1所述的飞轮发电机，其特征在于， 所述飞轮包括一对圆板，该一对圆板平行地固定在垂直转轴的上下部；多个支撑板，该多个支撑板以将所述圆板相互连结的形态在圆板周围以等 角度间隔沿垂直方向配置；以及凸轮，该凸轮设置在所述一对圆板中的下方的圆板上， 一部分从所述飞轮 的外周突出到外侧，所述被驱动用永磁体固定在所述支撑板中的以等角度间隔配置的至少三 个支撑板上。3. 如权利要求2所述的飞轮发电机，其特征在于，在所述三个支撑板上 分别固定有多个被驱动用永磁体。4. 如权利要求3所述的飞轮发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑泽敬次，
申请(专利权)人：价值供给及发展株式会社，富士见工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]