(57)【要約】  エネルギー貯蔵システムは、複数のフライホイールを備える。各フライホイールは、外壁および内壁を備える容器を有し、内壁および外壁は、フライホイールが使用されているときに液体を受け入れるための空洞部を形成しており、複数のフライホイールのそれぞれは、共通の駆動および／または被駆動の手段と連結されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフライホイールを備えるエネルギー貯蔵システムであって、前記フライホイールのそれぞれが、外壁および内壁を備える容器を有し、前記内壁および前記外壁は、前記フライホイールが使用時にあるときに液体を受け入れるための空洞部を形成し、前記複数のフライホイールのそれぞれが、共通の駆動および／または被駆動の手段と連結されているエネルギー貯蔵システム。
【請求項２】
前記複数のフライホイールが、共通の縦軸線を共有するように配置されている、請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
前記複数のフライホイールのそれぞれが、前記複数のフライホイールの他のフライホイールに対して単独で制御可能である、請求項１または２に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項４】
前記複数のフライホイールを収容するように使用可能な格納容器を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項５】
複数の格納容器を備え、該格納容器のそれぞれが、前記フライホイールのうちの１つを収容するように使用可能である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項６】
前記格納容器または前記格納容器のそれぞれが、取り外し可能な液密可能蓋を備える、請求項４または５に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項７】
前記フライホイールが、支持フレームワークによって支持されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項８】
前記フライホイールが、該フライホイールと物理的に接触せずに該フライホイールを支持するように使用可能な非接触連結部によって、前記支持フレームワークと連結されている、請求項８に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項９】
前記非接触連結部が、磁気式連結手段を備える、請求項８に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１０】
前記複数のフライホイールが、単一の駆動シャフトと連結されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１１】
前記空洞部は、前記フライホイールが動作しているときに前記空洞部への流体の通過を可能とし、前記フライホイールが所定の回転速度に達したときに前記空洞部からの前記流体の自由な排出を可能とするように動作可能な閉鎖手段を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１２】
前記閉鎖手段が、一方向弁を備える、請求項１１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１３】
前記空洞部が、１つ以上のバッフルを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１４】
前記バッフルまたは前記バッフルのそれぞれが、１つ以上の入口を備える、請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１５】
前記フライホイールのそれぞれが、別々の独立した駆動シャフトに取り付けられている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１６】
前記独立した駆動シャフトが、前記フライホイールのそれぞれと発電機またはモータとの制御された結合のためのクラッチまたは電磁結合器を備える、請求項１５に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１７】
前記フライホイールの外部で流体を貯蔵するための１つ以上の流体リザーバを備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１８】
前記複数のフライホイールのそれぞれを個々に制御するように動作可能なコントローラをさらに備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１９】
前記コントローラが、複数のセンサから受信した信号を処理するように動作可能である、請求項１８に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２０】
前記コントローラが、前記フライホイールのそれぞれの速度および質量を制御するように動作可能である、請求項１８または１９に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２１】
前記コントローラが、遠隔のコンピュータシステムに動作データを伝送するように動作可能である、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２２】
前記複数のフライホイールと動作可能に連結された、タービン、モータ、および発電機のうちの少なくとも１つを備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２３】
傾斜した内壁を有する成形フィーダを備える流体供給手段をさらに備え、前記傾斜した内壁は、前記フィーダの回転速度が増加したときに遠心力によって流体がリザーバから前記傾斜した内壁を登って、前記１つ以上のフライホイール内に移動し、回転速度が低下したときに重力が前記流体に作用して該流体を前記リザーバに戻すように使用可能である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２４】
前記成形フィーダが、前記フライホイールのそれぞれの底部から形成されている、請求項２３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２５】
前記格納容器から空気が少なくとも十分に排気される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２６】
圧力解放機構をさらに備える、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー貯蔵システム、特に、フライホイール式のエネルギー貯蔵システム、より詳細には、液体充填可能なフライホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の発電・配電設備が今日直面している主な問題の１つは、該設備が大量の生成されたエネルギーを貯蔵することができないことである。
【０００３】
電気エネルギーの生成（以下に限定されるわけではないが、とりわけ、再生可能なエネルギー源から生成される電気エネルギー）の主な欠点の１つは、発電が可能なのは、往々にして電気に対する需要が低い場合であることである。一方、電気に対する需要が高いとき、再生可能なエネルギー源から発電することは、往々にして実行可能な選択肢ではない。
【０００４】
「再生可能なエネルギー源」という用語は、自然の中で自然に発生し、例えば、化石燃料の燃焼を必要としないエネルギー源を表現するためにしばしば使用される。
【０００５】
運動エネルギーを貯蔵するための手段としてフライホイールを使用することが知られている。しかしながら、大量の運動エネルギーを貯蔵する機能は、大規模で費用のかかる安全衛生設備を必要とする。結果として、運動エネルギーの貯蔵用のフライホイールに必要な安全設備を備え付ける費用が、運動エネルギーの貯蔵に利用することのできるフライホイールのサイズに厳しい制約を課す。したがって、大きな中実フライホイールの使用は、あまりに費用がかかるものであり、実際的ではない。
【０００６】
例えば、質量の大きなフライホイールが、動作の際に所定の速度で回転するように使用されている場合に、軸受またはフライホイールを支持する任意の他の部品などの、フライホイールを保持する支持構造が偶発的または意図的に破損され、フライホイールが、支持体から外れると、フライホイールに貯蔵された大量の運動エネルギーによって、建物または人命さえもが大きく損なわれる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、効率的で、制御可能な、比較的安価で、安全な、エネルギーを貯蔵するための手段があることは、エネルギー産業にとって望ましいことである。さらに、配電ネットワークの需要を満たすのを少なくとも補助することができる、エネルギーを貯蔵するための使用の容易な手段があること、および、現行のフライホイールエネルギー貯蔵システムに関連する安全性の懸念を少なくとも十分に軽減する手段を提供することは、エネルギー産業にとって望ましいことである。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、比較的安価で安全なエネルギー貯蔵システムを提供することである。
【０００９】
また、本発明の目的は、発電の出力が所要量に対して過剰になったときにエネルギーを貯蔵し、必要なときに配電システムに供給し直すためにこのエネルギーを利用することができるように、エネルギー供給の様々なエネルギー所要量に対応することのできるエネルギー貯蔵手段を提供することである。
【００１０】
また、本発明の目的は、全国的なエネルギーの貯蔵・供給を行うことを目的として、貯蔵したエネルギーを監視するための手段を提供することである。このとき、エネルギーは、様々な地理的位置に貯蔵されてもよく、施設を監視する制御された中央コンピュータによって、どこでエネルギーが貯蔵され、どこでエネルギーが必要とされているのかが判定されてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、複数のフライホイールを備えるエネルギー貯蔵システムであって、各フライホイールが、外壁および内壁を備える容器を有し、内壁および外壁が、フライホイールが使用時にあるときに液体を受け入れるための空洞部を形成し、複数のフライホイールのそれぞれが、共通の駆動および／または被駆動の手段と連結されているエネルギー貯蔵システムが提供される。
【００１２】
好適には、複数のフライホイールは、共通の縦軸線を共有するように配置される。
【００１３】
好適には、複数のフライホイールのそれぞれは、該複数のフライホイールの他のフライホイールに対して単独で制御可能である。
【００１４】
エネルギー貯蔵システムは、複数のフライホイールを収容するように使用可能な格納容器をさらに備えてもよい。
【００１５】
あるいは、エネルギー貯蔵システムは、複数の格納容器を備えてもよく、この場合、各格納容器は、フライホイールのうちの１つを収容するように使用可能である。
【００１６】
格納容器または各格納容器は、取り外し可能な液密可能蓋（ｌｉｑｕｉｄ−ｓｅａｌａｂｌｅ  ｌｉｄ）を備えてもよい。
【００１７】
好適には、複数のフライホイールは、支持フレームワークによって支持される。
【００１８】
好適には、複数のフライホイールは、フライホイールと物理的に接触せずに該フライホイールを支持するように使用可能な非接触連結部（ｉｎｔａｎｇｉｂｌｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）によって、支持フレームワークと連結される。
【００１９】
非接触連結部は、磁気式連結手段を備えることが好ましい。
【００２０】
複数のフライホイールは、単一の駆動シャフトと連結されてもよい。
【００２１】
空洞部は、フライホイールが動作しているときに空洞部への流体の通過を可能とし、フライホイールが所定の回転速度に達したときに空洞部からの流体の自由な排出を可能とするように動作可能な閉鎖手段を備えてもよい。
【００２２】
閉鎖手段は、一方向弁を備えてもよい。
【００２３】
空洞部は、１つ以上のバッフルを備えてもよい。
【００２４】
バッフルまたは各バッフルは、１つ以上の入口を備えてもよい。
【００２５】
各フライホイールは、別々の独立した駆動シャフトに取り付けられてもよい。
【００２６】
独立した駆動シャフトは、各フライホイールと発電機またはモータとの制御された結合のためのクラッチまたは電磁結合器を備えてもよい。
【００２７】
エネルギー貯蔵システムは、フライホイールの外部で流体を貯蔵するための１つ以上の流体リザーバを備えてもよい。
【００２８】
好適には、エネルギー貯蔵システムは、複数のフライホイールのそれぞれを個々に制御するように動作可能なコントローラを備える。
【００２９】
好適には、コントローラは、複数のセンサから受信した信号を処理するように動作可能である。
【００３０】
好適には、コントローラは、各フライホイールの速度および質量を制御するように動作可能である。
【００３１】
好適には、コントローラは、遠隔のコンピュータシステムに動作データを伝送するように動作可能である。
【００３２】
エネルギー貯蔵システムは、複数のフライホイールと動作可能に連結された、タービン、モータ、および発電機のうちの少なくとも１つをさらに備えてもよい。
【００３３】
好適には、エネルギー貯蔵システムは、傾斜した内壁を有する成形フィーダを備える流体供給手段をさらに備え、これにより、使用の際、フィーダの回転速度が増加したとき、遠心力は、流体がリザーバから傾斜した内壁を登って、１つ以上のフライホイール内に移動するように作用し、回転力が低下したとき、重力は、流体がリザーバに戻るよう流体に作用するようになっている。
【００３４】
好適には、成形フィーダは、各フライホイールの底部から形成される。
【００３５】
格納容器から空気が少なくとも十分に排気されることが好ましい。
【００３６】
本発明のエネルギー貯蔵装置と全国的な配電ネットワークとを接続し、貯蔵されたエネルギーを監視することによって、施設を監視する制御された中央コンピュータが、いつどこで全国的な配電ネットワークにエネルギーを供給し直すのかを判定することが可能となる。
【００３７】
（電気制御パネル）
本発明は、１つ以上のフライホイール、より具体的には、液体が充填される可変慣性フライホイールであって、中央処理装置が、トランスデューサおよび弁を用いてフライホイールの速度および質量の監視ならびに制御を行う、液体が充填される可変慣性フライホイールに関する。本発明のフライホイールは、エネルギー貯蔵の分野、より具体的には、発電・配電ネットワークにおけるエネルギー貯蔵の領域に特に適している。
【００３８】
複数のフライホイールは、格納容器内に収容されてもよく、格納容器は、蓋によって密閉されてもよい。フライホイールは、格納容器内で支持フレームワークに取り付けられてもよい。フライホイールは、運動エネルギーの蓄積および解放を行うために使用される。このとき、このエネルギーは、発電機を駆動する力を供給するために使用される。電気制御パネルは、後述するシステムを制御してもよい。
【００３９】
制御パネルが、本発明における複数のセンサからの信号を処理するために設けられ、コンピュータプログラムを走らせる専用の中央処理装置と組み合わされた半導体の電子回路が、この信号を処理してもよい。本発明におけるセンサから受信した信号に応じた、制御パネルからの条件付き出力は、本発明における複数の装置を動作させ、制御するために使用されてもよい。
【００４０】
本発明によれば、流体と共に使用するのに適したフライホイールであって、フライホイールが、前記流体を受け入れるための容器を備え、容器が、外壁および内壁を備え、内壁および外壁は、フライホイールが使用されているときに前記流体を保持するための空洞部を形成しているフライホイールが提供される。
【００４１】
好適には、空洞部は、フライホイールが動作しているときに空洞部への流体の通過を可能とし、フライホイールが所定の回転速度に達したときに空洞部およびフライホイールからの流体の自由な排出を可能とするための閉鎖手段を備える。閉鎖手段は、一方向弁を備えてもよい。
【００４２】
容器は、略円形であることが好ましい。
【００４３】
空洞部は、好適にはバッフルを備え、バッフルは、好ましくは入口を備える。バッフルは調整可能であってもよい。バッフルの調整によって、フライホイール内の流体と接触する、バッフルの表面領域が変更されてもよい。
【００４４】
流体は、フライホイールの底部に配置された入口を介してフライホイールに進入してもよい。好適には、入口は、支持手段のチャネルに流体を導入するために配置され、この場合、流体は、チャネルを通過してフライホイールの空洞部へ移動してもよい。
【００４５】
フライホイールは、フライホイール内で使用するための前記流体を保持するためのリザーバに極めて近接していてもよい。
【００４６】
フライホイールは、タービン、モータ、および発電機のうちの少なくとも１つと連結されてもよい。フライホイールは、蒸気、風、および水のうちの少なくとも１つを動力源としてもよい。
【００４７】
フライホイールは、ソレノイドおよび弁のうちの少なくとも１つを備えてもよい。フライホイールは、１つ以上のトランスデューサを備えてもよく、また、１つ以上の歪みゲージを備えてもよい。
【００４８】
フライホイールは、トランスデューサおよび歪みゲージのうちの少なくとも１つからの信号を電気制御パネルと送受信してもよい。
【００４９】
フライホイールは、好適には中空であり、また、好適には軽量材料から構成される。
【００５０】
好適には、フライホイールは、支持手段を備える。
【００５１】
フライホイールは、波源から電気へ変換されるエネルギーの貯蔵および伝達を行うために、河川環境または海洋環境下で使用されてもよい。
【００５２】
さらに本発明によれば、エネルギーを貯蔵する方法であって、流体を受け入れ、保持するための容器を有するフライホイールを用意することと、前記流体を容器に導入するための手段を用意することと、使用中のフライホイールの回転速度を監視するための手段を用意することと、フライホイールを駆動することと、フライホイールの回転速度を監視することと、フライホイールの所定の回転速度で、前記流体を容器に導入することとを含む方法が提供される。
【００５３】
流体がフライホイール内に供給されるとき、遠心力により、流体は、フライホイールの外壁に向かって移動する。より多くの流体がフライホイール内に供給されると、フライホイールの外壁に集まる流体の量は増加する。
【００５４】
また、フライホイールの速度が所定の速度を下回ったことが測定されたときに、流体がたんに壁から解放されて、貯蔵タンクに逆流することが可能になるように、フライホイールの外縁において流体を保持する手段が存在する。
【００５５】
所定の速度は、フライホイールに貯蔵された運動エネルギーのほぼすべてが、発電機に伝達され、これにより、使用中に消費者が使用するための利用可能な電気供給ネットワークに伝達されるように十分に低くなるよう計算されている。
【００５６】
本発明のフライホイールに関連する主な利点の１つは、フライホイールの構造が中空である場合、フライホイールは、軽量な複合材料から構成され得ることである。
【００５７】
また、フライホイールに関連する構造上の欠陥が見つかった場合、フライホイール内に含まれる液体が、放出されて、タンク、バンド（ｂｕｎｄ）、または液体を含む他の手段までわずかに短い距離だけ移動し、この結果、運動エネルギーの大部分が、無害な形態として分散され得る。
【００５８】
（格納容器内のフライホイール）
これらの問題を克服するために、本発明は、共通の駆動シャフトによって互いに接続された複数の中空の可変慣性フライホイールを組み込むことのできるシステムを提案する。フライホイールと周囲空気との間に発生する乱流による、フライホイールからのエネルギー損失を低減するために、フライホイールおよび関連機器は、取り外し可能な蓋によって密閉され得る格納容器内に収容されてもよい。
【００５９】
構造破損の場合、格納容器は、すべての危険な可動部を閉じ込めることができる。
【００６０】
（複数の格納容器）
複数の可変慣性フライホイールを収容する格納容器は、より多くの可変慣性フライホイールを収容する同様の格納容器と連結されてもよい。ある格納容器の駆動シャフトと別の格納容器の駆動シャフトとを連結して、互いに連結された格納容器内の可変慣性フライホイールのすべてと連結された共通の駆動シャフトが形成されてもよい。このようにして、複数のフライホイールはすべて、共通の駆動シャフトに取り付けられてもよい。
【００６１】
フライホイール駆動シャフトへの／からのエネルギーの供給および／または解放を行う手段は、格納容器の外側に取り付けられてもよい。
【００６２】
いかなる時点においても、単一のフライホイールは、駆動シャフトと係合され得るし、または、複数のフライホイールは、駆動シャフトと係合され得る。
【００６３】
この結果、エネルギーは、本発明のフライホイールに蓄積することができ、あるいは、エネルギーは、本発明のフライホイールから取り出すことができる。
【００６４】
電気制御パネルは、いかなる時点においても駆動シャフトと係合されているフライホイールの数を判定する。
【００６５】
モータおよび／または発電機と駆動シャフトとを接続する手段が設けられている。この接続手段は、格納容器の外側にあってもよく、この場合、駆動シャフトとの接続は、格納容器の蓋が開放されているときに行われる。
【００６６】
本発明の別の実施形態では、フライホイール駆動シャフトへの／からのエネルギーの供給／取出しを行うために使用される装置はまた、密閉された格納容器内に収容されてもよい。
【００６７】
あるいは、エネルギーは、それ自身の独立した駆動手段を有するフライホイールのそれぞれによって、別々にフライホイールに伝達されてもよい。独立した駆動手段は、例えば、クラッチによってフライホイールに取り付けられた電気モータであってもよい。
【００６８】
さらに、エネルギーは、それ自身の独立した発電手段を有するフライホイールのそれぞれによって、別々にフライホイールから伝達されてもよい。独立した発電手段は、例えば、クラッチによってフライホイールに取り付けられた発電機であってもよい。
【００６９】
（フライホイールの支持手段）
フライホイールは、軸受によって支持されながら回転し、軸受は、格納容器内のフレームワークによって支持されている。フレームワークはさらに、格納容器内の隔離手段として機能してもよい。
【００７０】
本発明に含まれる装置のライフサイクル中に、塵埃が溜まる可能性があり、または、個別のフライホイールもしくは個別のフライホイールに関連する装置が、その連結部から外れてしまう可能性がある。このような場合、隔離手段は、デブリが格納容器内で動きまわるのを防止することができる。したがって、フライホイールが損傷した場合に、あるフライホイールのデブリは、互いに連結された格納容器内の別のフライホイールの動作に干渉し得ない。
【００７１】
（取り外し可能な蓋）
格納容器は、取り付けられた取り外し可能な蓋を有してもよい。蓋は、弁、ピストン、およびモータを使用して開閉されてもよい。なお、弁、ピストン、およびモータはすべて、電気制御パネルによって制御され、動作される。
【００７２】
フライホイールと空気との間に発生する乱流を抑制するために、格納容器の蓋が閉鎖されてもよく、格納容器内の空気が排気されてもよい。
【００７３】
エネルギーが、フライホイールへ／から伝達されるべきであるとき、格納容器の蓋は開放されて、駆動シャフトと、フライホイール駆動シャフトへの／からのエネルギーの供給または解放を行う手段（これは、例えば、発電機またはモータであってもよい）との連結が行われてもよい。
【００７４】
（駆動シャフトの連結）
フライホイール駆動シャフトとの連結の手段は、格納容器の外側に取り付けられてもよく、フライホイール駆動シャフトと外部駆動機構との連結は、格納容器の蓋が開放されているときに行われてもよい。
【００７５】
本発明の別の実施形態では、フライホイール駆動シャフトへの／からのエネルギーの供給および取出しを行うために使用される装置はまた、密閉された格納容器内に収容されてもよい。
【００７６】
（クラッチ）
各フライホイールは、駆動シャフトから独立して自由に回転してもよい。フライホイールと駆動シャフトとの連結は、クラッチによって行われてもよい。電気制御パネルが、各クラッチのタイミングおよび動作を制御してもよい。
【００７７】
（個々の発電機およびモータ）
各フライホイールには、フライホイールからエネルギーを取り出す個別の手段（例えば、発電機など）が取り付けられてもよい。
【００７８】
各フライホイールには、個別の駆動手段（例えば、電気モータなど）が取り付けられてもよい。
【００７９】
（フライホイールに流出入する流体）
各フライホイールの慣性を高めるために使用される流体は、共通のリザーバに保持されてもよい。また、各フライホイールは、各フライホイールの底部において支持手段に取り付けられる個別のリザーバを有してもよい。流体は、電気制御パネルが必要とし、決定したときに、共通のリザーバから、各フライホイールに取り付けられた個々のリザーバに送られてもよい。
【００８０】
個々のリザーバから各フライホイールの内部に流体を送るための手段が設けられている。汲出し手段が使用されてもよく、この場合、内側面が傾斜したチューブが流体に浸漬される。チューブ内で流体に作用する遠心力によって、流体は傾斜を登り、この結果、中空フライホイールの内部に進入する。
【００８１】
個別のリザーバへの流体の制御された流れは、フライホイールの内部への流体の流れを制御する手段として利用される。
【００８２】
（主駆動シャフトに取り付けられるポンプ）
フライホイール駆動シャフトの底部には、圧送手段が取り付けられてもよく、該圧送手段は、主リザーバ内から、各フライホイールに取り付けられた個々のリザーバへ流体を移動させることができる。
【００８３】
ポンプは、クラッチによって駆動シャフトに取り付けられてもよく、クラッチは、主電気制御パネルからの電気信号によって制御されてもよい。
【００８４】
主リザーバから、フライホイールの個々のリザーバへ流体を移動させることが電気制御パネルによって決定されたときに、圧送手段およびクラッチは、電気制御パネルからの信号によって作動されてもよい。
【００８５】
（制御弁）
制御弁は、電気制御パネルからの信号によって作動されてもよく、制御弁の作動は、複数のフライホイールリザーバのうちのどれに流体が送られるのかを決定する。
【００８６】
（制御弁２）
制御弁は、リザーバ間の流体の流速を制御するために、主リザーバと、フライホイールの個々のリザーバとの間に取り付けられてもよい。制御弁は、電気制御パネルによって制御されてもよく、この場合、制御弁の調整は、本発明の装置の全体にわたって、センサから受信する信号に応じて行われる。このようにして、各フライホイールへの流体の流れは正確に制御され、これにより、システム内の各フライホイールの慣性モーメントが制御される。
【００８７】
（流体がフライホイールの縁部から中心に向かって流れることを可能とする傾斜）
流体の重量が遠心力に打ち勝つことが可能となるように回転の速度が十分に減速されたときに、フライホイール内の流体が、フライホイールの中心に向かって自由に流れることが可能であるように、中空フライホイールの底部は傾斜していてもよい。
【００８８】
中空フライホイールには、流体がフライホイールの内部から、各フライホイールに取り付けられた個別の流体リザーバに流れることを可能にする孔が設けられてもよい。これにより、回転力がほとんど加えられていない場合に流体がフライホイールから流れることが可能となる。この結果、流体は、チューブまたは管などの、設けられた接続手段を介して、主流体リザーバに戻ることができる。
【００８９】
（流体がフライホイールの縁部から中心に向かって流れることを可能とする傾斜）
流体の重量が遠心力に打ち勝つことが可能となるように回転の速度が十分に減速されたときに、フライホイール内の流体が、フライホイールの中心に向かって自由に流れることが可能であるように、中空フライホイールの底部は傾斜していてもよい。
【００９０】
中空フライホイールには、流体がフライホイールの内部から、各フライホイールに取り付けられた個別の流体リザーバに流れることを可能にする孔が設けられてもよい。これにより、回転力がほとんど加えられていない場合に流体がフライホイールから流れることが可能となる。この結果、流体は、チューブまたは管などの、設けられた接続手段を介して、主流体リザーバに戻ることができる。
【００９１】
（密閉された容器の外側に取り付けられたポンプおよびリザーバ）
別の実施形態では、保守手続きを改善するために、圧送手段および／または主システムリザーバが、本装置に取り付けられるが、密閉された格納容器の外側に配置されてもよい。圧送手段は、システムリザーバから個々のフライホイールリザーバへ流体を送るために使用されてもよい。例えば管などの接続手段は、格納容器内へ流体を送ることを可能とするために外部ポンプに取り付けられてもよい。
【００９２】
（圧力解放装置）
通常の動作条件下で、フライホイールの回転によって発生する乱流により生じる損失を低減するために、主格納容器から多量の空気が排気される。
【００９３】
構造破損などの故障状態において、流体は、回転しているフライホイールから短い時間間隔で排出することができ、回転部および回転流体に蓄積された運動エネルギーは、密閉された格納容器内の温度を上昇させる可能性がある。
【００９４】
密閉された格納容器内の圧力が上昇した場合に、破裂およびその後の健康および安全に関する危険の可能性を回避するために、圧力解放の手段が取り付けられ、これにより、このような圧力の瞬間的な解放が可能となっている。
【００９５】
（圧力解放装置）
通常の動作条件下で。フライホイールの回転によって発生する乱流により生じる損失を低減するために、主格納容器から多量の空気が排気される。
【００９６】
構造破損などの故障状態において、流体は、回転しているフライホイールから短い時間間隔で排出することができ、回転部および回転流体に蓄積された運動エネルギーは、密閉された格納容器内の温度を上昇させる可能性がある。
【００９７】
密閉された格納容器内の圧力が上昇した場合に、破裂およびその後の健康および安全に関する危険の可能性を回避するために、圧力解放の手段が取り付けられ、これにより、このような圧力の瞬間的な解放が可能となっている。
【００９８】
次に、本発明のより良き理解のために、および、本発明がいかに実施され得るのかをより明瞭に示すために、たんなる例として添付図面を参照しながら、本発明についてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】それぞれが単一のフライホイールを収容している２つの格納容器がどのように互いに連結され得るのかを示している。
【図２】駆動シャフトがどのようにフライホイール、軸受、クラッチ、および他の関連装置と連結され得るのかを示している。
【図３】流体リザーバがどのようにフライホイールに取り付けられ得るのかを示している。
【図４】複数のフライホイールに流体を分配するために制御弁がどのように使用され得るのかを示している。
【図５】フライホイールの外縁に流体を供給するためにチャネルがどのように使用され得るのかを示している。
【図６】バッフルがどのようにフライホイールの外縁の周りに配分され得るのかを示している。
【発明を実施するための形態】
【０１００】
図１は、１つ以上のフライホイール６が格納容器２内で支持フレームワーク１４によってどのように支持され得るのか、また、格納容器２が取付手段４７によって別の格納容器２にどのように取り付けられ得るのかを示している。
【０１０１】
格納容器は、密閉されてもよく、また、格納容器には、取り外し可能な蓋１１が取り付けられてもよい。
【０１０２】
格納容器２の蓋１１が閉鎖されているとき、格納容器２内の空気の大部分は、真空ポンプ（図示せず）を用いることによって除去されてもよい。
【０１０３】
圧力解放手段１６は、格納容器内の上昇した圧力が、所定の圧力で安全に解放されることを可能とするために取り付けられてもよい。
【０１０４】
フライホイール６は、駆動シャフト９を中心に回転する。駆動シャフト９は、連結された格納容器内の別の駆動シャフト９と連結されてもよい。この結果、複数のフライホイール６は、共通の駆動シャフト９によって互いに接続される。
【０１０５】
フライホイール６は、１つ以上の軸受８によって駆動シャフト９に取り付けられてもよい。軸受８は、駆動シャフト９を支持してもよい。支持手段１４が、軸受８を支持するために設けられている。
【０１０６】
駆動手段２４が、駆動シャフト９に回転力を加えるために設けられてもよい。駆動手段２４は、格納容器２の外側に取り付けられてもよい。駆動手段２４は、外部駆動シャフト４８と連結されてもよい。外部駆動シャフト４８は、蓋１１が開放されているときに、フライホイール駆動シャフト９と連結されてもよい。結合手段１３は、駆動シャフト４８と駆動シャフト９との連結を可能とするために設けられている。駆動シャフト４８が、駆動シャフト９と連結されているとき、外部駆動手段２４は、フライホイール６に回転力を伝達するために使用されてもよい。
【０１０７】
駆動シャフト９に回転力を加えるための駆動手段２６が、密閉された格納容器２内で駆動シャフト９に取り付けられてもよい。
【０１０８】
密閉された格納容器２内で駆動シャフト９と連結された駆動手段２６は、タービンを含んでもよい。なお、このタービンは、密閉された格納容器の外側に取り付けられた流体圧力源（ｆｌｕｉｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｕｐｐｌｙ）と接続されており、加圧下の流体によって駆動され得る。
【０１０９】
流体圧力源は、駆動手段によって駆動されるポンプであってもよい。
【０１１０】
駆動シャフト９からエネルギーを取り出すためのエネルギー伝達手段２３が、格納容器２の外側に取り付けられてもよく、また、エネルギー伝達手段２３は、格納容器２の蓋が開放されているときに、駆動シャフト９に取り付けられてもよい。
【０１１１】
駆動シャフト９からエネルギーを取り出すためのエネルギー伝達手段２５が、密閉された格納容器２内で駆動シャフト９に取り付けられてもよい。
【０１１２】
密閉された格納容器内で駆動シャフトと連結されたエネルギー伝達手段は、接続手段を介して、該接続手段に取り付けられているが、格納容器の外側に配置されたタービン発電機に加圧下で流体を圧送してもよい。
【０１１３】
フライホイール６のそれぞれに供給される流体を含む、本発明の主リザーバ３が、格納容器２に取り付けられてもよい。
【０１１４】
リザーバ３は、密閉された格納容器２内に取り付けられてもよい。
【０１１５】
別の実施形態では、リザーバ３は、格納容器２の外側に取り付けられてもよく、また、流体は、例えば管などの接続手段を介して、格納容器２内に送られてもよい。
【０１１６】
フライホイール６のそれぞれは、フライホイール６に取り付けられた個別のリザーバ４を有してもよい。支持手段１４が、リザーバ４を支持するためにフレームワークに取り付けられてもよい。
【０１１７】
電気制御パネル１内の制御システムが、圧送手段３を作動させる適切な時点を判定したときに、流体は、加圧下で主リザーバ３から適切な個々のフライホイールリザーバ４に送られてもよい。
【０１１８】
図３は、流体がフライホイールリザーバ４内にあるときに、供給チューブ１８に取り付けられたフライホイール６の回転速度が、供給チューブ１８内の流体に作用する遠心力を発生させて、流体に供給チューブ１８の壁を登らせ、フライホイール６の底部に配置された開口１９を介して中空フライホイール６内に進入させる仕方を示している。フライホイール６内で作用する遠心力は、フライホイール６の外縁に向かって流体を移動させ、空洞部３０に進入させる。電気制御パネル１は、フライホイール６に進入した流体の量を判定する。なお、これは、利用可能なエネルギーおよび貯蔵することのできるエネルギーの量に依存する。これは、システム内のトランスデューサ（図示せず）によって常に測定される、フライホイール６の速度および質量を使用して計算される。
【０１１９】
エネルギーが、フライホイール６から発電手段に伝達され、フライホイール６の速度が減速すると、フライホイール６内の流体は、フライホイール６の底部に向かって下降する。フライホイール６の底部は、フライホイール６の中心に向かって傾斜した形状に形成されてもよい。流体は、フライホイール６の中心に向かって流れ、複数の孔１９を介してフライホイールから流れ出て、リザーバ４に流れ込むことができる。次に、流体は、接続手段を介して主リザーバ３に流れ込むことができる。
【０１２０】
フライホイール６および駆動シャフト９は、磁気式軸受８上に浮遊していてもよい。フライホイール６に流体が充填されているとき、流体の重量は、重力により駆動シャフト９を下降させ得る。磁気式軸受８の可動部間の摩擦を防止するために、下部支持手段４１が設けられてもよく、下部支持手段４１は、駆動シャフト９の下端に配置されてもよい。
【０１２１】
駆動シャフト９と連結されたフライホイール６内の流体の重量が大きくなると、駆動シャフト９は、軸受ピン４１を押し下げ、その結果、軸受ブロック３８と連結されて、駆動シャフト９がそれ以上移動することを防止することのできる物理連結が行われ得る。軸受ブロック３８には、緩衝器（図示せず）が取り付けられてもよい。
【０１２２】
緩衝器は、調整可能であって、電気制御パネルによって制御されてもよい。
【０１２３】
フライホイールは、軸受８によって支持されながら回転し、軸受は、格納容器２内でフレームワーク１４によって支持されている。また、フレームワーク１４は、格納容器２内で隔離手段として機能してもよい。
【０１２４】
本発明に含まれる装置のライフサイクル中に、塵埃が溜まる可能性があり、または、個別のフライホイール６もしくは個別のフライホイール６に関連する装置が、その連結部から外れてしまう可能性がある。このような場合、隔離手段１４は、デブリが格納容器２内で動きまわるのを防止することができる。したがって、フライホイール６が損傷した場合に、あるフライホイール６のデブリは、連結された格納容器２内の別のフライホイール６の動作に干渉し得ない。
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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【国際調査報告】
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