JP2004194491A - 原子核の外側を永久に回転運動している電子の運動をエネルギー源として間接的に電気エネルギーに変換利用する方法と燃料のいらない電源及び動力装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】電気エネルギーを取出す為に燃料を消費しない永久エネルギーを現実のものにする。
【解決手段】従来一般のモーターに使用して効率８５％以上（出来れば９０％以上）の性能を得る事の出来る磁性材料と大きさを選定して製作した電気を発生するコイル２を巻いた鉄芯１の両側にＮ極とＮ極、Ｓ極とＳ極になるように永久磁石又は電磁石又は永久磁石と電磁石の複合磁石３を配置し、内側の軸６に取付けた２極の磁極のない鉄芯４を設け回転させて発電する発電機は固定極と回転子の間の反発力が作用しない理由により必要エネルギーが約半分近くになり、この発電機と一般に使用されている効率８５％以上（出来るだけ１００％近い程良い）のモーターとを一体又は別体に設置し、スタート時は外部電源で、以後は発電した電気をモーターへフィードバックし連続回転させ余った電気を多用途の電源として使用出来る。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子核の外側を永久に回転運動している電子の運動をエネルギー源として間接的に電気エネルギーとして取出す方法と燃料のいらない電源及び動力装置として原子力発電に替わる次世代永久エネルギーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然エネルギー発電を除く従来の発電方法では資源を燃料として、酸化又は核分裂により発生する熱エネルギーを蒸気圧に変換し、タービンの回転力で発電を行っている。
核分裂による原子力発電は常に大規模人身事故が発生してもおかしくない危険を孕んでいる他、ウラン燃料を必要とし、節約の為に再生利用（プルサーマル計画）しようとすれば更に危険は大きくなり、核廃棄物処理・管理コストが非常に高く長い年月を要する。
有限である資源を消費する火力発電・原子力発電は燃料として石油・ウランを消費する事によって発生する炭酸ガス・放射能・核廃棄物等を発生し人類にとって大きな問題となっている。それにもかかわらずエネルギー源として原子力発電にたよるしかないという考え方になっている要因として、学者・技術者の間では「エネルギー保存の法則」を絶対的なものと勉学し信じきっている人々、引力や磁力等の作用の究明の中で資源を消費しないクリーンなエネルギーの開発は絶対に不可能であるとさえ断言する人々がほとんどで論ずる事すらタブー視されている。
一般に使用されている発電機は、Ｎ極とＳ極の磁石を１組として必要に応じて幾組かを回転軸に取付け、その組数に応じた発電用コイルを巻いた固定極の鉄芯の内側を回転させる事により、コイルを巻いた鉄芯内に交流磁界を作り、電磁誘導作用によりコイルに電気を発生させて発電している。
軸が回転して磁石のＮ極が近づこうとする時、発電コイルの鉄芯にはＳ極が帯磁し、帯磁により発生したＳ極を消す方向にコイルに発生した電流と鉄芯に発生するウズ電流が流れＮ極に変化してしまう。その為に向かう極とはＮ極同士で反発力となって作用する事となる。最も接近する迄は反発力が作用していた後、Ｎ極が離れようとする瞬間から鉄芯側にはＮ極が帯磁し、帯磁により発生したＮ極を消す方向にコイルに発生した電流と、鉄芯に発生したウズ電流が流れ、Ｓ極に変化してしまう為に離れようとする瞬間からはＮ極とＳ極となり吸引力が作用する事となる。
Ｓ極が近づこうとする時と、離れる時は上述のＮ極とＳ極が入れ変り作用し、この場合も近づこうとする時は反発力、離れようとする時は吸引力となり、Ｎ極とＳ極の両方に吸引力と反発力が作用し、その合計の力に打勝つのに必要な回転力を加える事により発電している。
エネルギー保存の法則では、明記はされていないけれど、Ｎ極とＳ極にそれぞれ吸引力と反発力が作用する発電方法以外の発電方法は存在しない前提に立っている。言いかえれば吸引力と反発力のいずれかが作用しない発電方法は存在しないという事を含めて法則は絶対的なものと信じられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
地球上に存在する金属ばかりでなく、すべての物質の原子の中心に核があり、その外側を電子が永久に回転運動をしている。物質の中には同一方向に電子が回転している物質と右回転・左回転に同じ数の電子が回転している物質とが存在し、前者は万有引力と磁気の両方が作用し、後者は引力にしか反応しない。（万有引力の仕組みは今だ解明されていない。）
燃料を消費しないクリーンエネルギー開発に万有引力の範囲は遠すぎて手出しできない。磁力の作用する磁性材料では、既にモーター・発電機・トランス等の技術分野で非常に身近な存在であり、問題はエネルギー保存の法則と全く関係のない範囲で磁気・磁力について新たな発見が必要である事と現在迄の技術力・応用力等を駆使する事で研究。原子は非常に小さく永久に回転運動している電子を直接取出す事は不可能である。磁性材料は、元素１個当たりの内部では同じ方向に回転していて、原子１つ１つは磁石であり、鉄芯材料に使用している材料は、隣同士吸引しあって外部に磁気は現れない。それなのに磁石を近づけると内部の電子は帯磁しながら一斉に並んで磁力線が透過しやすくなるように電子の回転方向が自由に変化する性質があり、この性質がもしもなければ、モーター・発電機・トランス等人類は利用出来なかったのではないか？この点を考えると、現在当たり前のように使用している電気エネルギーは無かったかも知れないと思うと恐ろしくなる反面、物質の方向を変えないまま物質内部で瞬時に電子の回転方向が変化する事がごく当たり前・何でもない等、大した事でないように思われてきたことが、実はとんでもなくすばらしい事である事に気づく。何故なら電気エネルギーを機械エネルギーに変換する場合のモーター、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機、低い電圧を高電圧に、又は高い電圧を低い電圧に変換するトランス、どれをとっても電子の回転方向が瞬時に変化する性質があって、その性質と電磁誘導作用がうまく噛合うことは磁気、磁力はエネルギーの血液であり、又その作用によって流れる電子、電流は電気エネルギーの血液である。又磁気・磁力による吸引力・反発力は連続回転する機械エネルギーを電気エネルギーに、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する役割を担う唯一の作用である。上述の事で大事な点は火力発電・原子力発電はいずれも燃焼又は核分裂により発生する熱エネルギーであるので直接電気に変換する事は出来ない。電気に変換するにはエネルギーの血液に変換しなければならない。エネルギーの血液には蒸気圧・磁気磁力の２種類の中で熱エネルギーは直接磁気・磁力に変換する事は出来ない。熱エネルギーは蒸気圧に変換し、蒸気圧をタービンで機械エネルギーに変換。その後更に磁気磁力エネルギーに変換し、発電機内で電気エネルギーに変換している。原子力発電は随分遠回りな方法で、しかも出来ては困る放射性物質を作ってまでして利用されている。
核の外側を電子が永久運動している性質と鉄芯用磁性材料の原子核の外側を回転している電子が瞬時に方向が変化する性質を最大限に生かせば、原子力発電にとって変わる事の出来る永久エネルギー発電が可能となるよう研究。
従来の技術面の項で一般に使用されている発電機の必要回転力は、従来の技術の項で記述の通り、Ｎ極Ｓ極の両方に吸引力・反発力の合計の回転力であるが、その半分で同じ容量の電気を発電する方法を発見する事が出来れば、半分は発電機を連続に回転させる為のモーターへ、残る半分近くの電気は各種電気器具用電源に、又２倍近い電気のほとんどを発電機と一体構造に組込んだモーターに供給すれば、燃料を必要としない動力源として使用する事が出来る。起動する時には外部エネルギーとしてバッテリーを電源とする事が出来る。
【０００４】
【目的】
本発明は元素の中心にある核を分裂させるのではなく、核の外側を永久に回転運動している電子を永久エネルギーとして電気エネルギーに変換利用する方法と、燃料のいらない電源及び動力源としての装置を提供する事を目的としている。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
解決する為には３つの条件を満たす必要がある。一つ目は固定極と回転子の間で作用する反発力が作用しない。二つ目は励磁用磁石の磁力線が発電用コイルを巻いた鉄芯の中を正逆に通過し、正確に交流磁界を作る。三つ目は従来一般に使用されているモーターの効率８５％以上（図４参照。理想は９０％以上）の性能が得られる磁性材料と大きさを選定（モーター・発電機は大形になる程効率が高くなる）する必要がある。
一つ目の条件の固定極と回転子の間の反発力が作用しない条件を満足する為に従来固定極に発電コイル、回転軸に励磁用磁石を取付けているのに対し、励磁用磁石も固定極に取付け、軸には損失の少ない鉄芯のみを取付ける事にすれば固定極と回転子との間に作用する反発力は０となり吸引力だけが作用する事となる。
固定極に発電コイルと励磁用磁石の両方を取付ける場合の必要条件として、発電コイルを巻いた鉄芯の両側に２個の励磁用磁石のＮ極を、反対側のＳ極をもう一つの発電コイルを巻いた鉄芯の両側に取付けたものを１組として設置すると固定極の極数は４極となり、固定極の内側に回転子を取付けてない場合には励磁用磁石の磁力線は両端がＮ極のもの、Ｓ極のもの共にコイル中央部で反発しあってコイル鉄芯内を通過する事が出来ず、磁気が流れにくい（磁気抵抗の大きな）空間を通って反対側の極に流れる。
二つ目の条件達成の為に固定極の内側に発電コイルを巻いた鉄芯の２倍の断面積（励磁用磁石２個分の磁力線が通るのに必要）を持つコイルを巻かないアイ（Ｉ）形の２極の鉄芯を回転子として軸に取付けて回転させると回転子の回転角が９０°進むたびに、待っていましたとばかりに発電用コイルの鉄芯の中を流れる磁力線の方向が正逆に切換えられ、発電コイル鉄芯Ｎ極Ｓ極共に交流磁界が作られ発電出来る構造となる。
三つ目の条件である効率は鉄芯の大きさが大きくなる程ウズ電流による損失が小さくなり効率は高くなる（図４参照）。大形の原子力発電用発電機は１台当り１３０万ＫＷ出力規模で効率９８％〜９９．８％の効率のものが現実に使用されている。市販されているモーターでは１３２ＫＷ出力では効率９４％、７５ＫＷ出力では９２％、２２ＫＷ出力では９０％、２．２ＫＷ出力では８５％、１００Ｗ出力では６０％、更に小形の７０Ｗ出力では５０％というように効率は小形になる程悪くなる性質を持っている。
試作試験には取扱いが便利な小形のもので試作する場合がほとんどで、エネルギー保存の法則に一定の条件が必要である事に気がつきにくかったと思われる。
その理由は反発力が作用しない方法の発電機を試作して必要回転力が半分で回転する事が出来るからと言っても出力が７５Ｗ出力の大きさの発電機では効率５０％で、従来型で７５Ｗしか発電出来ない発電機に２倍の入力を入れても鉄損が多くなり、思う程出力は大きくなれず損失が大きくなる事によって出力エネルギーが入力の１００％を超えることが出来ない理由による。ウズ電流による損失は発電した電力に負荷をかける事によって、比例に近く増加する性質も持っている。
鉄芯のウズ電流損失は鉄芯の厚さを薄くすると小さくなる性質はあっても、薄くすると保磁力が大きくなり、ヒステリス損失が大きくなる性質があり、現在の技術では解決は難しい。
この点を回避する為にはウズ電流損失が少なくなる出力２２ＫＷ、効率９０％以上になる大形のモーターと新型発電機を一体又は別体に組込んで製作する事によって、始めて電子の回転運動を間接的に電気として取出す事が出来る。
出力７５ＫＷ・効率９２％・入力電力８１．５２ＫＷのモーターと新型発電機出力１３０ＫＷを連結して発電した場合、出力は７５ＫＷ×０．９２×１．８＝１２４．２ＫＷとなり駆動用モーターへ８１．５２ＫＷを連続して供給すると１２４．２ＫＷ−８１．５２ＫＷ＝４２．６８ＫＷが余る電力を電源出力として使用する事が出来る。
【０００６】
効率８５％以上の性能を得る事の出来る損失の少ない電気発生コイルの鉄芯の両側に同極の磁石を取付けたＮ極のコイルとＳ極のコイル１個づつを１組としたコイルを同一円周上に並べ、その内側に磁極の無い鉄芯を回転子として設ける。発電コイル１組の場合固定極は４極となり、この場合の回転子は発電コイルの鉄芯の断面積２個分の断面積で２極のものを、発電コイル２組の場合は発電コイル鉄芯２個分の断面積を持つ４極のものを設置する。
単相の発電機の場合は発電コイルと回転子を１セット、３相の発電機の場合は１台に３セットを組込み、固定極の発電コイルが１組で回転子２極の場合、回転子の取付け角度を６０°づつずらして取付け、固定極の発電コイル２組で回転子４極の場合、回転子の取付け角度は３０°づつずらして取付ける。
【０００７】
【発明実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１に於いて、従来一般のモーターに使用して効率８５％以上（図４参照。出来れば９０％以上）の性能を得る事の出来る磁性材料と大きさを選定して製作した電気を発生するコイル（２）を巻いた鉄芯（１）の両側にＮ極とＮ極、Ｓ極とＳ極になるように永久磁石又は電磁石又は永久磁石と電磁石（３）の複合磁石を配置し、内側の軸（６）に取付けた２極の磁極のない鉄芯（４）を設ける。
（５）は２極の磁極のない鉄芯（４）が９０°回転した位置を示す同一のものである。方向を示す磁力線（７）は磁極のない鉄芯（４）の位置にある時、（８）は鉄芯（４）が（５）の位置に移動した時の方向を示す磁力線である。磁極の無い鉄芯が１回転することで２サイクルの単相の電気がコイル（２）に発生する。
【０００８】
図２に示す実施例は、図１に示す発電機を３組並べ３相の発電機の場合の発電コイルと磁極の無い鉄芯の配置を示すもので、固定極４極の場合は２極の磁極の無い鉄芯を６０°づつずらして取付ける。又図２に示す実施例を３相用とする場合は固定極が８極、磁極の無い回転子は４極のものを３０°づつずらして取付けて１回転して４サイクルの３相電源となる。３相の発電機にする事によって起動トルクが分散される事によって小さくなる長所がある。
【０００９】
図３に示す実施例は図１に示すものと原理は同じで、極性の無い鉄芯（４）は４極で磁石（３）、コイル（２）を巻いた鉄芯（１）もそれぞれ４個取付けてある。（５）は軸に取付けた磁性の無い鉄芯が（４）の位置にある時、（８）は鉄芯（４）が（５）の位置に移動した時の方向を示す磁力線である。磁極のない鉄芯（４）が１回転する事で４サイクルの単相の電気がコイル（２）に発生する。
【００１０】
図１、図２、図３に示す発電機はエネルギー保存の法則では固定極と回転子の間で反発力又は吸引力のいずれかが作用しない発電方法は存在しないという事が前提となっている中の反発力が作用しない発電方法の発見による発電機を示す。
原子核の外側を永久に回転運動している電子を永久エネルギー源として間接的に電気エネルギーとして利用するには、固定極と回転子の間で反発力が作用しないだけでは不十分で鉄芯の損失であるウズ電流損失とヒステリシス損失の合計した損失が１０％以下、軸受及び空気抵抗損失が５％以下、合計損失１５％以下になる様に磁性材料の選定と大きさを大きくする事により効率８５％以上（出来れば９０％以上）の性能になるように製作して始めて電気エネルギーとして間接的に取出す事が出来る発電機となる。
【００１１】
図４は一般に使用されている従来型の発電機及びモーターの出力規模と効率の関係のグラフ。
【００１２】
原子核の外側を永久に回転している電子の運動を電気エネルギーとして間接的に取出す事が出来る発電機に従来一般に使用されているモーターで効率８５％以上（図４参照。１００％近い程良い）のものを一体又は別体に（一体の方が損失が少ない）取付けて起動する時だけ外部電源で、起動後は発電機出力をモーターへフィードバックし、残る電気を電源出力としさまざまな用途の電源となる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載する様な効果を奏する。
【００１４】
エネルギー保存の法則により永久エネルギーの存在を否定されていると言って良い反発力が作用しない発電方法の発見により固定極と回転子の間に作用する必要回転力は半分となる方法の発電機を損失が少なく効率８５％以上（図４参照。出来れば９０％以上１００％に近い程良い）の性能を得る事の出来る磁性材料と大きさを選定し製作した新型発電機によって始めて１００％超える発電機を一般に使用されている効率９０％以上のモーターとを一体又は別体に取付けて回転させスタートの時だけ外部電源を使用し、以後は発電した電気をフィードバックし余る電気をあらゆる用途の電源として、又動力源として燃料を必要とせず、燃料も補給する手間・時間が不要な永久エネルギー源となる。
永久エネルギーの出現によって原油で成立っている資本主義経済社会の資源枯渇による先行不安・資源の有無による貧富の格差・貧富の格差による民族及び宗教思想戦争等の緩和をし、鎮静そして安定と平和へ大きな原動力となる。
又温暖化・核廃棄物・その他の広範囲な環境問題にも大きく貢献出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】１つの円状にコイル及び磁石１組を並べ回転子に２極の鉄芯を取付け１回転２サイクルの単相変換装置の断面図である。
【図２】図１の単相変換装置を軸の長さ方向に固定極に３組配置し２極の回転子をそれぞれに６０°づつずらして取付けた３相変換装置の断面図である。
【図３】１つの円状にコイル及び磁石２組を並べ回転子に４極の鉄芯を取付け１回転４サイクルの単相変換装置の断面図である。
【図４】一般に使用されている従来型の発電機及びモーターの出力規模と効率の関係グラフ
【符号の説明】
１．電気発生コイルを巻く鉄芯
２．電気発生コイル
３．永久磁石又は電磁石又は複合磁石
４．磁極の無い鉄芯及びその位置
５．磁極の無い鉄芯の移動位置
６．軸
７．磁極の無い鉄芯が（４）に有る時に流れる磁力線
８．磁極の無い鉄芯（５）にある時に流れる磁力線

Claims (2)

1. 原子核を分裂させるのではなく、核の外側を永久に回転運動している電子を永久エネルギー源とし、間接的に電気エネルギーとして取出すには、永久エネルギーの存在を全面否定しているエネルギー保存の法則に対し新しい発見が必要である。エネルギー保存の法則では、発電機の励磁用磁石が発電コイルの鉄芯に近づく時反発力が作用し、反対に遠ざかる時は吸引力が作用する。この両方の力のいずれかが作用しない発電方法は存在しない前提で成り立っている。この法則に反し反発力が作用しない発電機コイル（２）を巻いた鉄芯（１）の両側に永久磁石又は励磁用電磁石、又は永久磁石と電磁石を複合させた磁石（以下単に磁石）（３）を同じ磁極が向かい合うように配置し、その内側に回転する鉄芯（４）を設け、その鉄芯を軸エネルギーで回転させて電気エネルギーに変換する方法の装置を発見し、その上更に従来使用されているモーターに使用して効率８５％以上（図４参照。出来れば９０％以上）の効率を得ることの出来る磁性材料と大きさを選定して新型発電機を製作して始めて電子の回転運動を電気として取出す事が出来る更に新しい発見である。出来上がった発電機と効率８５％以上の従来使用されているモーターとを一体又は別体に組込み、反発力が作用しない事により従来型発電機の２倍近い出力が得られ、約半分の電気を連続して発電する為にモーターへフィードバックし、残る電気は燃料を必要としない永久エネルギーとして電気器具用電源、又はモーターに供給すれば動力源として使用することが出来る電気エネルギー発生方法。
2. 請求項１に記載する電源装置及び動力装置。

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