フライホイール



　 　 　　フライホイール ▲Top

50ｃｍ　98ｋｇ　5万回転のはずみ車に蓄えられるエネルギーは、ガソリン50リットルの走行分に相当すると云われます。
パワーエレクトロニクスの進歩によりArchive Works 社によると、ガス軸受及び油軸受の（16万rpm/5kw)超高速モータ 発電機が開発された。
車のターボなども20万rpm。

５万回転の軸受けは可能と思われる） 流体軸受け（油で浮かす）

はずみ車と自動車又は電車のハイブリッド車、アイドリングストップなどに、はずみ車のエネルギーを使う車を提案する。 


モータ 発電機を使えばフライホイールのエネルルギーが電力で入 出力出来る。
バッテリーの電気自動車ではなく、フライホイールと大容量 キャパシターの時代が来る。

はずみ車の高性能化は、軸受け、鉛の1.7倍重い劣化ウランなどを重鎮し遠心力に耐え小型化、流体バランスなどで振動をとる、空気抵抗による損失などの課題がある。 
（流体バランス→水銀など重い液体バランスウェイトが移動して自動的にバランスを修正する仕組み）
エンジン負荷の少ない時ははずみ車にエネルーギーを蓄える。 

はずみ車は、車の操舵に影響の無い様に逆回転で打ち消す 。


 ウェイトの重量バランスは、流体バランスなどの技術を使う。
このはずみ車のジャイロ効果と電子コントロールサスにより横転しない、傾かない安定走行が可能。
ジャイロセンサー、コンピューター制御のサスで揺れない列車などの実現も遠くない。  


ガバナ
ガバナ応用で出力の回転数やトルクをコントロールする。
 下図の様に直径を１〜４の可変にすれば、軸の回転は４速の無段変速に出来る。
ガバナ型とは、はずみ車の直径を可変させる構造。

（糸などの真ん中に重りを付け、糸の端を右手と左手に持ち
回転させ糸の端を引くと直径が小さくなり回転が速くなる原理） 


重りは、重さと、速さに比例したしたエネルギーを持つので
円周が大きければ軸の回転はゆっくり、円周が小さければ速くなる。



プレイン ベアリングは、メタルと回転軸の間にオイルが食い込み効果により油膜で、メタルと回転軸を浮かせ非接触で磨耗の無い構造。
ターボチャージャー・ＨＤＤ・クランクシャフトなどに使われる。
欠点は始動時のオイルが食い込むまでの接触である。
劣化ウランの比重は鉛の1.7倍


　　　　　  電動立ち乗り二輪車　　　　　　　　 ▲Top
 
                  電動立ち乗り二輪車
 
Segwayはジャイロセンサーによる自律制御機能を備え、
体重移動だけで発進・停止が可能なのが特徴。
1台約90万円という高価格がネックとなり、3年間で約6千台しか売れなかった。

メカ工作
２つのセンサ（ジャイロセンサとロータリーエンコーダ）の入力値を用いて車輪を制御するモータの出力値を調整することで、不安定な倒立振子を安定して立たせることができます。
ビュートバランサー DUO　１２、６００円

ロボット無線コントローラ「 VS-C1 」4,410円を使用することで、前進後退・旋回などの操縦ができます。


　　　　１回転するごとに休む歯車　  　　　　　　　　 ▲Top
ピタゴラスイッチより

１回転するごとに休む歯車
間欠機構
自転車のペダルの逆回転のノッチ機構とは違いますが、逆に黄色の方から白色を回した時、歯の無い部分では空回りを続ける。
 
 
これは、映画のフイルムを送るのに使われる、１回転で1コマ送る
機構です。


　　　　　  超伝導フライホイール装置　　　　　　　　 ▲Top

　フライホイールの特長　
　エネルギー密度が高い　　長時間対応　　環境に優しい

超電導フライホイール装置は、停電電源や風力発電等の自然エネルギー、夜間の余剰電力をフライホイールに貯蔵し、昼夜の電力の時間的な負荷の均等化を図ることを目的に開発が進められている。

小型の装置では、超伝導部分を取り除いたもので、空気抵抗が損失になるので、減圧したり、ヘリュウムガスで損失を軽減している。setstats1

石川島播磨重工業株式会社（ＩＨＩ）と（財）国際超電導産業技術研究センター（ＩＳＴＥＣ）は、
高温超電導フライホイールの開発において、従来からの課題であったフライホイール本体の製造技術及び
振動制御に関する技術課題をほぼ解決し、直径１ｍ、毎分12,000回転の
高速回転でＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスティック）では、
世界最大となる５.７ｋＷｈの電力貯蔵を達成への見通しを得ました。


　　　　電力を貯蔵もフライホイール式 ▲Top

電力を貯蔵
自転車の発電機でお解りのように、発電機を回してもランプが切れていても、バッテリか何かに蓄えなければ電気は残りません。
深夜電力でも使わなくても、蓄えなければ消えてしまいます。
なので、揚水発電などは深夜の余剰電力を使ってポンプでダムに水を戻したりします。
この余剰電力を個別に貯蔵し、必要時に応じて使う事が、コ・ジェネレーションシステムなどと同じように有効です。
蓄えるにも、フライホイール式、バッテリー式 、コンデンサ式など色々有りますが、耐久年数や維持費など経済性が高いのはフライホイール式でしょう。
フライホイールで直接ヒートポンプのコンプレッサなどを回し、冷暖房、給湯、冷蔵庫などに使い、電気で必要な分だけ電気に戻せば良い。

コ・ジェネレーションシステム
エンジンで発電機を回して発電すると、エンジンの廃熱が出ます、これも勿体無いから給湯とかに利用しようという事で出来たものが「コ・ジェネレーションシステム」です。

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