(57)【要約】  一定数のフライホイールユニットが幾何学パターンに配置される。フライホイールユニットのそれぞれは格納ユニットに入れられる。格納ユニットは、円筒チューブ、カバー、地面に載置されて格納ユニットが装着される底サポート及び各格納ユニットを囲む充填媒を含む。この格納ユニットは、チューブの基部に装着され、所定の長さチューブの基部から外側又は径方向に広がる水平プレートをさらに含んでもよい。この場合、充填媒は、プレートのうちのチューブから外側に広がる部分の上に直接載置される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールユニットのフィールドを格納するためのシステムであって、以下を含む：
幾何学的パターンに配置された複数のフライホイールユニット、ここで、フライホイールユニットは、フライホイールロータ及び前記フライホイールロータに結合されているモータ／オルタネータを含む；
複数の格納ユニット、各格納ユニットは、対応のフライホイールユニットを囲んでいる、ここで、各格納ユニットは、前記対応のフライホイールユニットを囲む円筒チューブ及び前記チューブに取り付けられているカバーを含む；
地面に載置されており、対応の格納ユニットが装着されている底サポート；及び
各格納ユニットを囲む充填媒。
【請求項２】
請求項６に記載のシステム、ここで、各フライホイールユニットは複数の脚を有し、各脚は前記底サポートに固定されている。
【請求項３】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記底サポートはコンクリートからなる。
【請求項４】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記底サポートは、前記チューブの底部に取り付けられる鋼、プラスチック又は複合材プレートである。
【請求項５】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記カバーは、パッシブ煙突を含む。
【請求項６】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記チューブは排水ダクトからなる。
【請求項７】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記チューブは、鋼、複合材又はプラスチック管からなる。
【請求項８】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記充填媒は、土壌、砂、粉砕岩及び砂利からなる群から選ばれる。
【請求項９】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記格納ユニットは、前記チューブの底部に装着され、前記チューブから径方向外側に広がるプレートをさらに含み、ここで、前記充填媒は、前記プレートの上に載置される。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記幾何学的パターンは、少なくとも７つのフライホイールユニットを含むハニカム配列であり、ここで、隣接するフライホイールユニットの各組の軸中心は実質的に等距離の位置にある。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記幾何学的パターンは、フライホイールユニットが均一な直交グリッド線上に配置される矩形グリッドである。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステム、ここで、前記フライホイールユニットフィールドは、フライホイールユニットのクラスタをさらに含み、クラスタの各フライホイールユニットは、共有インバータ及びハードウェア制御センターに電気的に接続されている。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステム、ここで、フライホイールユニットのそれぞれ及びそれらに対応する格納ユニットは、地下に配置されている。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステム、ここで、フライホイールユニットのそれぞれ及びそれらに対応する格納ユニットは、地上に配置されている。
【請求項１５】
フライホイールユニットを格納する装置であって、以下を含む：
フライホイールユニットを囲む円筒チューブ；
前記円筒チューブの頂部に取り付けられているカバー；及び
前記チューブの底部に取り付けられ、前記フライホイールユニットが装着される底プレート。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置、ここで、前記フライホイールユニットは１以上の脚を有し、前記１以上の脚のそれぞれは、前記底プレートに固定されている。
【請求項１７】
請求項１５に記載の装置、ここで、前記底プレートは、鋼、プラスチック又は複合材からなる。
【請求項１８】
請求項１５に記載の装置、ここで、前記カバーは、パッシブ煙突を含む。
【請求項１９】
請求項１５に記載の装置、ここで、前記チューブは排水ダクトからなる。
【請求項２０】
請求項１５に記載の装置、ここで、前記チューブは、鋼、複合材又はプラスチック管からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、本願に援用されている２０１６年５月２日付で出願の米国仮出願第６２／３３０，８３８号に対して、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）に基づき優先権の利益を主張し、あらゆる目的のためその全体をここに組み込み。
【０００２】
本明細書は、概して、エネルギー貯蔵、特にフライホイールエネルギー貯蔵ユニットのフィールドを格納するためのシステムの設計に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
多くのエネルギー源、特に風力タービンや太陽電池パネルなどのクリーンエネルギー源は、受けている負荷とは時間的に合致しないエネルギーを生成する。多くの先進国では、エネルギー生産は、受けている負荷に追従し、エネルギーが必要に応じて供給されるようにする。負荷が高い状況下においては、尖頭負荷発電機の使用及び熱発電機に対する自動発電制御（ＡＧＣ）といった技術を用いて、高い可変的な負荷に適する発電を可能にする。しかしながら、上記のような技術の利用可能性に関わらず、エネルギー貯蔵がエネルギー負荷を満たすため重要となる場合が多い。
【０００４】
現存のエネルギー貯蔵システムは、いずれも何らかの形で短所を抱えている。エネルギー貯蔵システムの設計において、大きさ、価格、貯蔵効率、有効性、安全性は、全て考慮しなければならない要素である。一般的に、小型化、低価格化、貯蔵時のエネルギー入力及び配電時のそれの取出しの両方における損失の低減、連続運転時の損失の低減及び安全な廃棄は、すべてエネルギー貯蔵システムの好ましい特性である。
【０００５】
ロータを組み込んだフライホイール機構は、回転運動エネルギーとしてエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムの一種である。フライホイールロータは、ＡＣ／ＡＣ変換サブシステムを構成するｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋインバータシステムなどのコンバータに電気的に自身が結合されたモータ／オルタネータに、直接的又は間接的に、物理的に結合しながら回転する、荷重回転対称質量である。貯蔵のために電力を受け取ると、ロータが駆動し、フライホイールロータの回転速度を上げる。電力の取出しの際には、ホライホイールロータがモータ／オルタネータを駆動する。フライホイールロータの回転速度が速ければ速いほど、より多くのエネルギーをそれが貯蔵することができる。フライホイールロータに貯蔵可能なエネルギーの量は、ロータの質量、強度特性、繰り返し疲労特定及び形状の組み合わせに、他の因子の中でも、依存する。一般的には、フライホイールの軸受とサスペンションサブシステムは、摩擦、熱及びその他の損失要因によるエネルギーの損失を最小限に抑えるように設計されている。
【０００６】
物理的サイズ、質量及び回転形態に貯蔵し得るエネルギー量を考慮すると、フライホイールに関する懸念には、空間性及び安全性の考慮が含まれる。本発明がなされたのは、これらの考慮及び他に関することによる。
【発明の概要】
【０００７】
実用的水準のエネルギー貯蔵応用に要求されるエネルギー量を貯蔵するために、一定数のフライホイールエネルギー貯蔵ユニットが載置されることがある。空間効率のため、複数のフライホイールエネルギー貯蔵ユニットは、互いに近づけて空間領域（以下「フィールド」と称する）内に配置される。
【０００８】
一般的に、フライホイールの各類の故障状態の取り扱いは重要である。フライホイールエネルギー貯蔵フィールド設置レイアウトの設計につき、考慮すべきことの一つは、不意にロータが破裂した場合に破片を格納することである。他に考慮すべきことは、緩い無傷状態の通電（回転）されたロータ又は無傷状態の通電（回転）及び固定されたロータ−ハウジングシステムの安全管理である。これらの安全考慮は、電気及び信号相互接続、場合によっては真空配管相互接続を提供するために必要なものの上位と重なる。
【０００９】
本明細書は、他の中でも少なくともこれらの考慮に対処するためのフィールド設置設計の実施形態を提供する。
【００１０】
一定の実施形態は、個々のフライホイールユニットがパッケージ化して標準輸送コンテナに入れられたコンテナ化システムを使用する。コンテナの配列のためのフィールド設置設計の実施形態が提供される。
【００１１】
他の態様は、フィールド内におけるフライホイールユニットの幾何学的レイアウトに関する。一部の実施形態では、幾何学的レイアウトは、隣接するフライホイールユニットが等距離にあるハニカム配列である。
【００１２】
一部の実施形態では、フライホイールユニットは、フライホイール格納ユニットにそれぞれ囲まれている。この実施形態において、フライホイールユニットのフィールドを格納するためのシステムは、幾何学的パターンに配置されている一定数のフライホイールユニットを含み、フライホイールユニットは、フライホイールロータ並びにこのフライホイールロータに結合されているモータ及びオルタネータの組み合わせ（以下「モータ／オルタネータ」と称する）を含み、隣接したフライホイールユニットの各組の軸中心は、実質的に等距離にあり、収納ユニットは、対応のフライホイールユニットを囲んでいる。格納ユニットは、円筒チューブ、カバー、地面に載置され、格納ユニットが装着されている底サポート及び各格納ユニットを囲む充填媒を含む。
【００１３】
一定の実施形態において、前述した格納ユニットは、チューブの基部に装着され、チューブの基部から所定の長さ外側又は径方向に広がる水平プレートを含む。充填媒は、プレートのうちのチューブから外側に広がる部分の上に直接載置される。
【００１４】
さらに他の実施形態では、設置コストを低減するため、格納ユニットの部に重いベースプレートが工場で取り付けられる。
【００１５】
本明細書はさらに、フライホイールユニットを格納する装置であって、フライホイールユニットを囲む円筒チューブ、円筒チューブの頂部に取り付けられるカバー及びチューブの底部に取り付けられ、フライホイールユニットが装着される底プレートを含む装置の実施形態を開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本開示の実施形態は、詳細な説明、添付の請求の範囲及び添付の図面によってより簡易に明らかになるであろう他の長所及び特徴を有している。図面の簡単な紹介は、以下のとおりである。
【００１７】
【図１】一実施形態によるフライホイールエネルギー貯蔵システムのブロック図である。
【００１８】
【図２Ａ】コンテナの配列のためのフィールド設置設計の典型的実施形態を示す。
【図２Ｂ】コンテナの配列のためのフィールド設置設計の典型的実施形態を示す。
【図２Ｃ】コンテナの配列のためのフィールド設置設計の典型的実施形態を示す。
【００１９】
【図３】各フライホイールユニットの位置を円で示したハニカム配列の一実施形態を示す。
【００２０】
【図４】フライホイールユニットを囲むフライホイール格納ユニットの実施形態の断面図を示す。
【００２１】
【図５】破裂又は他の故障により生じ得る損傷を制限するための水平プレートを用いるフライホイール格納ユニットの一実施形態を示す。
【００２２】
【図６】設置の簡素化のために、格納ユニットの底部に重いベースプレートが工場で取り付けられたフライホイール格納ユニットの一実施形態を示す。
【００２３】
上記の図は、本発明の実施形態を説明するためのみに示している。当業者であれば、ここで開示される本発明の原理から逸脱しないで採用することができる、ここで説明される構造及び方法の他の実施形態を以下の説明から容易に認識するであろう。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
フライホイールエネルギー貯蔵ユニットのフィールドを格納するものシステムを記載する。このシステムは、格納されるフライホイールエネルギー貯蔵ユニット（単にフライホイールユニットと称することもある。）の技術的仕様とは一般的に無関係である。従って、このシステムは広範囲のフライホイールユニットに適用可能である。より一般的には、このシステムは、他の装置の格納に使用してもよく、特に、破裂、爆発、その他の破壊的故障を受け得る重い稼働部を含む装置の格納に有用である。これには、電池、コンデンサ、空気圧装置、その他の破壊的故障を受け得る装置など、他のエネルギー貯蔵装置が含まれていてもよい。
（フライホイールエネルギー貯蔵システム）
【００２５】
図１は、一実施形態によるフライホイールエネルギー貯蔵システム１００（フライホイールシステム１００と称することもある。）のブロック図である。フライホイールシステム１００は、フライホイールロータ１３０、モータ／オルタネータ１４０、ハウジング１１０、電力コンバータ１２０及びＡＣ又はＤＣであってもよい電力ライン１５０を備えるフライホイール機構又は装置１３０又は単にフライホイール１３０を含む。例えば、ライン１５０は、従来の三相６０ＨｚのＡＣラインであってもよい。一定の実施形態では、電力コンバータ１２０は、入力された交流電流を、モータ／オルタネータ１４０にとって受け付け可能な交流電流に変換する。或いは、他の実施形態では、コンバータ１２０は、モータ／オルタネータ１４０からの交流電流を直流電流出力に変換する。モータ／オルタネータ１４０は、電気的及び機械的エネグリーを変換し、エネルギーがフライホイール１３０に貯蔵され、又はフライホイール１３０から引き出されるようにする。モータ／オルタネータ１２０は、モータの機能及びオルタネータの機能を兼ね備えている。モータ／オルタネータ１４０は、例えばシャフトを用いて直接的に、又は例えば軸受に接続するスタブ軸を用いて間接的に、フライホイール１３０に結合する。モータ／オルタネータ１４０は、配線又は他の電気結合を介して、フライホイールシステム１００の残りの部分に結合される。
【００２６】
ハウジング１１０は、ハウジング又は単一のフライホイールロータ１３０及び単一のモータ／オルタネータ１４０を囲むものとして図示されているが、他の実施形態では、単一のハウジングが複数のロータ及びモータ／オルタネータを格納してもよい。ハウジングは、１以上の電力コンバータを囲んでもよい。原則として、以下、フライホイールエネルギー貯蔵ユニット、フライホイールユニット、又は単にユニットという用語は、単一のハウジング１１０及びそれが格納し、又は囲み、又はそれらが装着されるロータ、モータ／オルタネータ、電力コンバータを指すものとする。
（フライホイールエネルギー貯蔵ユニットフィールドの格納）
【００２７】
下記に、複数のフライホイールエネルギー貯蔵ユニットを格納するシステムの種々の実施形態を説明する。
（Ｉ．コンテナ化レイアウトの実施形態）
【００２８】
一部の実施形態は、個々のフライホイールユニットを標準輸送コンテナにパッケージ化されたシステムに依存する。実施形態は、標準の４０フィート輸送コンテナに入れられた２〜１０個のフライホイールユニットを典型的に含む。他の類似する他の構成は、例えば２０フィート輸送コンテナ又は他の標準サイズのコンテナを用いてもよい。設置は、単一のコンテナ又は複数のコンテナを含んでいてもよい。
【００２９】
輸送コンテナによる手法は、工場に事前に設置した電気・信号配線によって、フライホイールのサブグループを、顧客の設置場所まで輸送するための便利な方法を提供することができる。工場には、追加の真空及び強制換気装置が事前に設置されていてもよい。さらに、輸送コンテナは、天候・日光を遮断する便利な囲いを提供する。以下、各輸送コンテナを、それが囲むフライホイール貯蔵ユニットとともに、「エネルギーブロック」と称する。
【００３０】
ロータの破裂に対してある程度の安全を提供するために、各コンテナはフィールド設置場所の地下に設置されてもよい。破片格納媒体とも呼ばれる充填媒を、隣接するコンテナの間に充填してもよい。
【００３１】
コンテナの配列についてのフィールド施設２００の典型的実施形態を、図２Ａ〜図２Ｃに図示する。フィールド施設２００はエネルギーブロック２０２の５列を含み、個々のエネルギーブロックは複数のフライホイールユニットを含むコンテナである。フィールド施設２００は１列当たりに２６個のエネルギーブロックを備え、各エネルギーブロックは、２ＭＷインバータ２０８に電気的に接続されている。各エネルギーブロックは、長さ４０フィート×幅８フィート×高さ８フィートの標準輸送コンテナである。エネルギーブロック２０２の各列の前側及び裏側にはアレーがある。２本の外周アレー２１０、２本のアクセスアレー２１２、２本のバックアレー２１４がある。一実施形態では、外周アレー２１０は幅２０フィート、アクセスアレー２１２は幅１８フィート、バックアレー２１４は幅１０フィートとなる。全体的なフィールド施設２００は、長さ５１６フィート、幅２９８フィートである。境界フェンス２０４がフィールド施設２００を囲み、二つのゲート２０６から出入りができる。さらに、フィールド施設２００に対する電力の供給及び回収を提供する施設用のサイト変電所又はスイッチギヤ２２０がある。
【００３２】
図２Ｂ及び図２Ｃは、コンテナ２４２を部分的に埋め込んだ実施形態を図示する。フィールド施設２００におけるエネルギーブロックコンテナの面密度は、約５０％となる。このように、約４フィートの深さまで、或いは各コンテナの高さの半分まで掘り起こし、掘削土をエネルギーブロックコンテナ間の埋戻しとして用いて、エネルギーブロックの間の総８フィート高さの障壁を設けることができる。図２Ｂに図示されているように、コンテナ２４２下の土壌を約４８インチ（４フィート）ほど掘り起こし、４つの足場２４４上に置く。本実施形態では、足場２４４は高さ３６インチ、幅２４インチのコンクリートブロックである。掘削土をコンテナ２４２の周りに約４４インチほど積み上げ、コンテナカバーの頂部に達するようにしておく。図２Ｃは、足場２４４の上に置かれ、１２０インチ（１０フィート）のアレーによって隔離された隣接する２つのコンテナ２４２の側面図である。
【００３３】
他の配置としては、コンテナを地上に置き、土、砂、粉砕岩、砂利又はこれらの組み合わせといった破片格納媒体でコンテナ間の隙間を埋めることがある。以下、砂利という用語は、それが砂又は他の材料の一部分を含んでいたとしても、小さな岩や小石の集合のいかなる類も包含するものとして用いる。
【００３４】
一般に、破片格納媒体とも呼ばれる充填材の密度は、ロータが破裂した場合、破片エネルギーの阻止の重要なパラメータである。従って、密度が最も高い砂利が好ましいが、砂もよい選択肢であり、土がそれに続く。その次に重要な性質としては、充填材の土壌支持力、つまり耐圧性能が挙げられる。一般的に、砂利は、最も高い土壌支持力を有するものとされ、砂、粘土、緻密土は、許容可能な支持力を有している。最後に、水飽和状態では、土壌は格納機能の多くを喪失してしまうので、排水が容易な砂利の方が好ましい。砂利は世界中の多くで安価で入手できる。
【００３５】
このような構成によれば、任意のコンテナ中で一つ以上のロータが破裂した場合、隣接したコンテナを破片の突き刺さりから保護することができる。しかしながら、ロータ１つの破裂でコンテナ中のフライホイールユニットが全て壊れてしまうリスクは残る。しかしながら、十分な周囲閉じ込めによって、施設周辺の人員を保護することはできる。さらに、多数のコンテナのフィールド施設のうちコンテナ１個分のサービスを失うことは、十分に許容範囲であり、フィールド設計プロセスにおいて考慮され得る。
（ＩＩ．幾何学的レイアウトの実施形態）
【００３６】
別のフィールドレイアウトとして、個々のフライホイールユニットを離間させて幾何学的パターンに合わせて特定の場所に載置し、領域内で配列又は部分配列を形成させる。幾何学的レイアウトの主要な特徴は、隣接するフライホイールユニットの軸中心間の距離が等しいということである。六角形又は「ハニカム」配列パターンは、単一面内に均一な間隔を置いた最大密度での詰め込みが可能となる。均一な直交グリッド線（正方形のグリッドレイアウト）上に各ユニットを載置する通常の配列は、六角形のハニカム構造より詰め込み密度は劣るが、他のとり得る例である。
【００３７】
一定の実施形態においては、フライホイールユニットの群又は部分配列は、隣接するフライホイールが等距離にあり、他の部分配列から一定程度離れた幾何学的パターンに置かれてもよく、サービス及び設置に用いられる車両のための十分な空間を確保する。
【００３８】
一定の実施形態においては、隣接するフライホイールユニットは砂利などの破片拘束材によって隔離されている。つまり、破片拘束材は、各ユニットの間に詰められている。個々のユニットは、隣のユニットと所定の安全距離を維持する。
【００３９】
図３は、各フライホイールユニット３１０の位置を円で示したハニカム配列３００の一実施形態である。各円の中心点は、各フライホイールユニット３１０の軸中心に当たる。図３は隣接する７個のフライホイールユニットを図示しているが、この設計は拡張可能であり、どの数の隣り合うユニットでも適応可能である。六角形の境界線を形成している実線は、説明のみを目的としており、連続する六角領域の間に物理的な境界が必ず存在する必要はない。一定の実施形態では、隣接する各ユニットの間に物理障壁があってもよいが、これは必須ではない。一般的に、隣同士のフライホイールユニットは、適切な破片拘束材により隔離され、最も近くのフライホイールユニットのいずれが破裂しても継続的な運転が保証されるようになっている。
【００４０】
図４は、単一のフライホイールユニット１１０を囲むフライホイール格納ユニット４００の断面図である。格納ユニット４００は、フライホイールユニット１１０を囲み、それを充填材４２０から分離する隔離チューブ４１５と、カバー４０５と、を含む。一定の実施形態において、カバー４０５は、パッシブ煙突４１０を含む。カバー４０５はチューブ４１５に取り付けられている。一定の実施形態において、格納ユニット４０５は、底サポート４３０の上に載置される。この場合、フライホイールユニット１１０は、通常、ボルトなどにより底サポート４３０に固定される。
【００４１】
底サポート４３０は、典型的には、フライホイール１１０の設置に先立ってチューブ４１５の底部に注ぎ込まれるコンクリートである。このような手法は、チューブ４１５が底サポート４３０の形成として機能すること、つまり、他の形成が不要になるという長所を有する。
【００４２】
チューブ４１５は、腐食の可能性の観点でハウジングの寿命を延ばすための簡易な保護バリアを提供する。重要な所は、これにより、フライホイールユニット１１０の設置より先立って、破片拘束材となる充填材４２０の埋め戻しが可能となることである。チューブ４１５がなければ、拘束材が底サポート上に流れて、後続の設置又は取り外しを妨げるおそれがある。チューブは、市場から容易に入手できる排水ダクトの部分から製造してもよい。排水ダクトの長所は、それが典型的に亜鉛メッキ波形鋼から製造され、数十年間屋外の作業、特に地下水の取扱いで評価されているということである。アルミニウム、アスファルト及び高分子積層コーティングを適用すれば、耐用年数をさらに伸ばすことができる。排水ダクトは、波形鋼管、波形排水管、波形金属管とも称される。しかしながら、チューブ４１５は波形である必要はなく、鋼、プラスチック、ガラス繊維又は金属、プラスチック又は若しくはセラミック複合材といった複合材を含む各種の材料で製造してもよい。
【００４３】
図４に図示されているように、一定の実施形態において、フライホイールユニット１１０は複数の脚４３５を備え、それぞれの脚４３５は、アンカー４４０を介して底サポート４３０に接続されている。底サポート４３０は、土壌４３５上に載置されるが、土壌４３５は、現場に元からあった土壌であってもよい。或いは、土壌４３５は、何らかの方法で圧縮や調整を加えたものであってもよい。
【００４４】
カバー４０５は、直射日光や悪天候からユニットを保護する。一定の実施形態において、それは、パッシブ煙突４１０を組み込んでフライホイールユニットの対流冷却を改善する。フライホイールを効率的に設計すれば、冷却負荷を非常に低減できることに留意されたい。この保護カバーは、フライホイールユニット１１０の非回転部品、例えば電子部品や軸受けキャップなどの、破裂又は他の故障による、軸方向向けの破片を拘束するための十分な強度及び弾力性を有するように設計されている。ロータ破裂の際には、ロータの破片は軸方向ではなく径方向に飛び散ると予測されることに留意されたい。
【００４５】
必要な破片拘束材を提供するため、各々がそれぞれの格納ユニット４００に収納されているフライホイールユニットを地下に設置して、現場の土壌４３５を当てにしてもよい。或いは、フライホイールユニットを地上に設置して、各ユニットの周りを破片拘束材で埋め戻してもよい。または、フライホイールユニットを部分的に地下に、かつ部分的に地上に設置して、各ユニットの周りを破片拘束材で埋め戻してもよい。
【００４６】
フライホイールが六角形配列に配置されている場合、六角形パターンは、電力及び信号のケーブル敷設の照準設置の直接的ラインのための３方向の線型連続経路を確保することができる。これらの方向は、設置面内において、１２０°だけ角度方向に互いからずれている。電力及びデータ接続ラインは、幾何学的線型態様でこれらの直接的軸に沿って、又は多くの他のスキームのうちの一に走っていてもよい。一例のスキームは、電力及び信号集積のため、フライホイールユニットを、７個又は１９個のユニットの自然的な六角形サブクラスタに分けることである。サブクラスタは、集中型インバータ及びハードウェア制御センターに一緒に送られる電力及び信号を集積させる。
【００４７】
３つの直接的直線軸は、フライホイールユニットの設置及び取外しのためのガントリークレーンやフォークリフトを移動させるための利便性のある通路を提供する。
【００４８】
致命的な損傷を避けるよう、ロータの破裂による破片を、隣接のフライホイールユニットのハウジングとの衝突前に実際に止める必要はない点に留意することが重要である。むしろ、ロータの破裂による破片は、隣のフライホイールユニットとの衝突においてハウジングが無視できるほどの衝撃しか与えられないように十分に減速させる必要がある。通常用いられる１インチ厚の軟鋼ハウジングの場合、穿孔速度は数百ｍ／ｓの範囲と計算される。
【００４９】
図示されてはいないが、格納ユニット４００は電力及び信号ケーブルのための電気接続を含んいる。チューブ４１５を介してのフライホイールユニット１１０にケーブルアクセスは、導管隔壁継手、グロメット貫通孔、又は単にカバー４０５とチューブ４１５の間に形成された換気口を通り抜けて形成される導管の方法を含み、これらに限定されない一定数の方法の中からのいずれかによって可能である。
（ＩＩ．１．二次的な軸方向破片の捕捉）
【００５０】
図５は、チューブ４１５の底部に装着された水平プレート５１０を用いて、破裂又は他の故障から生じ得る損傷を抑える、フライホイール格納ユニット５００の実施形態を図示している。基本的に、格納ユニット５００は、格納ユニット４００にプレート５１０を付け加えた一実施形態である。プレート５１０は、チューブ４１５の基部から所定の長さ、例えば３インチ〜２フィート外側又は径方向に広がっている。よって、充填材４２０は、プレート５１０の上に直接載置される。これにより、故障の際に、二次破片の垂直衝突によりカバー４０５に加えられる衝撃は、フライホイールユニット１１０及び格納ユニット４００を合わせた質量に加えて、充填材４２０の一部の質量を持ち上げることになる。プレート５１０は、チューブ４１５の底部に溶接されていてもよく、他の機構を用いて装着されていてもよい。プレート５１０は、チューブ４１５の下方に載置される円状であってもよいが、チューブ４１５に取り付けられてチューブ４１５から外側に広がる座金の形状になるように、チューブ４１５の直径の円状に切り取られた領域を有することもできる。
【００５１】
このようにして、径方向／水平方向のフライホイールの格納に用いられる充填材４２０は、二次破片又は部品の上昇運動の抑制にも使用することができる。垂直方向に加速された部品の上昇運動により、所定の質量の充填材４２０が持ち上げられるようにすると、カバー４０５の上昇運動は、それに対応する所定の高さに制限される。
【００５２】
このようにして、カバー４０５及び充填材４２０を合わせた質量の持ち上げは、破片拘束材内のせん断力とともに、二次破片の運動エネルギーを上手く吸収することができる。このエネルギーの仕事への伝達により、カバー４０５やフライホイールユニット１１０の破片が空中に吹き飛ばされないようにする。充填材４２０の質量を利用すれば、より重い保護カバーが必要なくなる。
（ＩＩＩ．組立済みの格納ユニットの配送及び設置）
【００５３】
一定の領域におけるフィールド賃率の上昇は、設置コストの増大を招く。土壌又は骨材の移動及び載置の作業並びに追加のコンクリート及び鉄筋の要求は、前述した設置技術よりも高い設置コストを招く。人件費が高い地域では、フィールドでのフライホイールユニットの設置に必要な労力を軽減するため、一定の作業を工場で行うことは長所となる。
【００５４】
具体的には、大きな錐を用いて穴に入れるべきフライホイール格納ユニットより僅かにのみ大きい穴をフィールドに掘れば、土壌の移動及び載置に伴う労力を軽減することができる。利用される機械は大変効率的であり、フライホイールアセンブリを格納でき十分な大きさの穴がたったの数分で掘られる。このようにして開けられた穴は、穴の配備パターンに関わらず適用することができる。設置面積、配線及び労力を最小に抑えるよう、ハニカム状又は他のパターンに従って穴を掘ってもよい。他の方法及び装備により穴を形成してもよく、つまり、穴の形成は錐の使用に限られない。
【００５５】
図６は、設置コストを低減するよう、ベースプレート６１０を格納ユニット４００のような格納ユニットの底部に工場で取り付けた、フライホイール用の格納ユニット６００の実施形態を図示している。基本的に、格納ユニット６００は、ベースプレート６１０が底サポート４３０として機能する格納ユニット４００の一実施形態である。底サポート４３０がコンクリート又はセメント基盤である実施形態に伴う労力や、その基盤に格納ユニット４００を載置し固定する労力を軽減するために、ベースプレート６１０は、工場でチューブ４１５に取り付けられている。このようにして、ベースプレート６１０と格納ユニット６００の間を、例えば溶接で防水密封し、適切な防食処理を加えると、格納ユニット６００は、地面の穴の中に直接載置することができる「カプセル」アセンブリとなる。この一定の実施形態において、ベースプレート６１０は土壌４３５の上に置かれる。一定の実施形態においては、格納ユニット６００を、開けられた穴の中に入れた後、穴を充填材４２０で埋める。他の実施形態では、格納ユニット４００が穴にぴったりと嵌り、充填材４２０を用いる必要がない。
【００５６】
ベースプレート６１０は工場で装着され、格納ユニット６００は、フィールドに搬送させることができ、錐で掘った穴に直ちに入れられる状態に準備する。これにより、出荷及び設置コストがさらに低減される。
（その他の構成の考慮）
【００５７】
当業者であれば、本開示を読むことで、ここに記載された原理を通じて追加代替構造及び機能設計を理解するであろう。特定の実施形態及び応用が示され、記載されているが、開示された実施形態は、ここに開示の詳細な構成及び部品に限定されないことが理解されるであろう。当業者にとって明らかな様々な変形、変更及び派生は、ここに開示された配置、操作並びに方法及び装置の詳細について、添付の請求の範囲によって定義される趣旨及び範囲から逸脱しないでなされるであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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