JP2012142565A

JP2012142565A - ベクトル量の性質を利用した電力装置

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Publication number: JP2012142565A
Application number: JP2011272899A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Takeuchi; 眞一郎竹内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-07-26

Abstract

【課題】新規な磁性芯材と巻線又はコイルの組合せによって効率的な電力装置を提供する。
【解決手段】第０の磁路と、前記第０の磁路と鎖交される第１のコイルと、前記第１のコイルと電磁的に結合される第２のコイルと、前記第１のコイルと鎖交される第１の磁路と、前記第２のコイルと鎖交される前記第１の磁路の方向と逆向きの第２の磁路と、前記第０の磁路と前記第１の磁路と前記第２の磁路とを有する第１の磁性芯材とを具備する様な手段。
【選択図】図２

Description

本発明は、交流電力に関する。

強磁性は結晶の中で電子スピンが同じ向きを持って並ぶ現象でありそれ以来電子の同じ秩序状態が結晶全体に並ぶ現象を多くは強的秩序という言い方で表す。磁性材料の内部は飽和にまで磁化している。その磁化は外部磁場に応じて磁壁移動で全体の磁区の殆どが一つの磁区になってしまうと次に磁化そのものが回転して材料全体の磁化が既外部磁場の方向に向く。それに伴うエネルギーは磁化が外部に現れたエネルギーより遥かに小さい。
磁性材料に磁場がかかって磁化されるというのは、磁性材料内部で磁場の方向に一番近い方向の自発磁化を持っている磁区が隣の逆向きの磁区に拡がっていき、その方向の磁化が優勢になって外部に現れるということなのである。磁区が拡がるというのはその磁区を包んでいる磁壁が外側へ移動することであるが、移動するというのは磁壁内のスピンが、次々と少しずつ回転することによる。磁壁移動は物が動くのではなく、状態画の変化が次々と伝播していくのである。磁壁移動で全体がほとんど一つの磁区になってしまうと、次に磁化そのものが回転して材料全体の磁化が磁場の方向に向く。このような過程で、もともと飽和にまで磁化されてはいたがその磁化が各部分ごとに逆を向いていたものを、少しずつ変化させることで全体を整列させ、大きな磁化を作り出すのである。即ち、自発磁化という強力な磁化エネルギーが、隠れていた状態から、磁壁内のスピン回転や、磁区全体の磁化回転という小さなエネルギーによって、あらわになることが外からかけた磁場を何倍にも大きくして他に作用する。この事からそもそも軟質磁性材料とは、磁場増幅器なのである。
変圧器の一次側に発電機か接続され、二次側に負荷が接続される単相電力を重ねの理でみると、二次側には二次電流と二次誘導起電力、一次側には励磁電流と供給電圧および
一次負荷電流と二次電流からの相互誘導起電力とが対応している。或る物を発電機といい、或るときは電動機と呼んでいるが、既一次負荷電流は電動機に流れ、発電機を逆回転させている。供給電圧を誘導する発電機の回転数は所定に保たれなければ、電力設備は使用に耐えない。従って、既逆回転を解消し、所定の回転数、つまり無負荷時の回転数に維持されている。既或る物は電動機の回生電力と呼ばれるやり方でしか電力を利用できない欠陥がある。
軟質磁性材料は発電機や変圧器以外でも新たに応用が為されるであろう。

特願昭６３−１２８６４８号特許第３５５４８５０号特許願２００５−１１３８５５号

巻線内部を貫通する磁束密度に変化が無い状態では巻線内部の電圧がゼロに保たれる。この電圧はベクトル的にゼロから増やしてゼロに戻し、ゼロから減らしてゼロに戻しを次々に再現する事が出来る。商用周波数の発電機や変圧器起電力で再現されている。特に変圧器起電力については変圧器として利用される場合９９％の効率で利用できる。ＪＥＣ−２０４による変圧器は電圧及び電流を変成する物であり、変成せずに使えば変圧器の範疇には入らないが、利用する事は可能である。中央脚を持つ鉄芯の左右のどちらかに１００Ｖの交流電圧を接続して中央脚の第２のコイルに１００Ｖを誘導し、中央脚の既第２のコイルを短絡させても残りの第３の脚を経由して誘導される磁束によって既第２のコイルには自己誘導が生じ、励磁電流並みの電流しか流れない。ちなみに、既第３の脚に第３のコイルを巻いて電圧を計測すると１００Ｖを得る事も出来る。又既第３のコイルも短絡すると既第３のコイルからの相互誘導によって既中央脚の既第２のコイルは自己誘導を失い、発電機からの交流電圧が維持されていれば既中央脚の既第２のコイル電気回路に大きな短絡電流が流れる。これらの関係を応用すると新規な磁性芯材と巻線又はコイルの組合せによって効率的な電力装置が得られる可能性がある。

具体的には、第０の磁路と、
前記第０の磁路と鎖交される第１のコイルと、
前記第１のコイルと電磁的に結合される第２のコイルと、
前記第１のコイルと鎖交される第１の磁路と、
前記第２のコイルと鎖交される前記第１の磁路の方向と逆向きの第２の磁路と、
前記第０の磁路と前記第１の磁路と前記第２の磁路とを有する第１の磁性芯材
とを具備する様な手段によって達成する事ができる。

負荷電流からの磁束に対して無誘導の構造としたので負荷電流の流れる電源コイルの既磁束からの自己誘導を磁束とコイルが鎖交される構造で減らす事が可能に成る。

第１図において、磁路に磁束が誘導される手段である第１のコイル１０及び第２のコイル２０と第３のコイル３０と磁性芯材１００の磁路が鎖交する。前記第１のコイル１０に交番電流１２が流れると前記交番電流１２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第１の磁束１４が誘導される。前記第１の磁束１４は前記第１のコイル１０と前記第２のコイル２０と鎖交する。前記第２のコイル２０と前記第３のコイル３０が接続されて交流電気回路が構成される。既交流電気回路に電流が生まれ、前記第２のコイル２０及前記第３のコイル３０部分に交番電流２２及３２が流れると前記交番電流２２及３２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第２の磁束２４及第３の磁束３４が誘導される。前記第２の磁束２４と前記第３の磁束３４とはほぼ同じ大きさで反対方向に誘導されるので、これらの磁束からの逆起電力が低減され、前記磁束１４が前記第２のコイル２０周りに作る電場に応じて既電気回路には電流が流れる。
尚、形状、大きさ、作動及び構造上の細部については変更しても良く、前述の具体例は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

第２図において、磁路に磁束が誘導される手段である第１のコイル１０及び第２のコイル２０と第３のコイル３０と磁性芯材１００が鎖交する。前記第１のコイル１０に交番電流１２が流れると前記交番電流１２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第１の磁束１４が誘導される。前記第１の磁束１４は前記第１のコイル１０と前記第２のコイル２０と前記第３のコイル３０と鎖交する。前記第２のコイル２０と前記第３のコイル３０が接続されて交流電気回路が構成される。既電気回路に電流が生まれ、前記第２のコイル２０及第３のコイル３０部分に交番電流２２及３２が流れると前記交番電流２２及第３２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第２の磁束２４及第３の磁束３４が誘導される。前記第２の磁束２４と第３の磁束３４とはほぼ同じ大きさで反対方向に誘導されるので、これらの磁束からの逆起電力が低減され、前記磁束１４が前記第２のコイル２０及前記第３のコイル３０周りに作る電場に応じて既電気回路には電流が流れる。
尚、形状、大きさ、作動及び構造上の細部については変更しても良く、前述の具体例は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

第３図において、磁路に磁束が誘導される手段である第１のコイル１０と第２のコイル２０と第３のコイル３０と第４のコイル４０と磁性芯材１００の磁路が鎖交する。前記第１のコイル１０に交番電流１２が流れると前記交番電流１２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第１の磁束１４が誘導される。前記第１の磁束１４は前記第１のコイル１０と前記第２のコイル２０と前記第３のコイル３０と鎖交する。前記第２のコイル２０と第３のコイル３０が接続されて交流電気回路が構成される。
既電気回路に電流が生まれ、前記第２のコイル２０及前記第３のコイル３０部分に交番電流２２及３２が流れると前記交番電流２２及第３２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第２、第４の磁束２４、２５及第３、第６の磁束３４、３５が誘導される。閉じられる第４のコイル４０に前記第４の磁束２５と第６の磁束３５が鎖交されると交番電流４２が流れ、鎖交磁束を減らす向きに第５の磁束４５、第７の磁束４７が誘導される。前記第２の磁束２４と第３の磁束３４、第４の磁束２５と第５の磁束４５及び第６の磁束３５と第７の磁束４７とはほぼ同じ大きさで反対方向に誘導されるので、これらの磁束からの逆起電力が低減され、前記磁束１４が前記第２のコイル２０及前記第３のコイル３０周りに作る電場に応じて既電気回路には電流が流れる。
尚、形状、大きさ、作動及び構造上の細部については変更しても良く、前述の具体例は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

第４図において、磁路に磁束が誘導される手段である第１のコイル１０及び第２のコイル２０と第３のコイル３０と磁性芯材１００の磁路が鎖交する。前記第１のコイル１０に交番電流１２が流れると前記交番電流１２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第１の磁束１４が誘導される。前記第１の磁束１４は前記第１のコイル１０と前記第２のコイル２０と鎖交する。前記第２のコイル２０と前記第３のコイル３０が接続されて交流電気回路が構成される。既交流電気回路に電流が生まれ、前記第２のコイル２０及前記第３のコイル３０部分に交番電流２２及３２が流れると前記交番電流２２及３２の作る磁界に応じて前記磁性芯材１００に第２、第４の磁束２４、２５及第３、第５の磁束３４、３５が誘導される。前記第２の磁束２４と前記第３の磁束３４、前記第４の磁束２５と前記第５の磁束３５とはほぼ同じ大きさで反対方向に誘導されるので、これらの磁束からの逆起電力が低減され、前記磁束１４が前記第２のコイル２０周りに作る電場に応じて既電気回路には電流が流れる。
尚、形状、大きさ、作動及び構造上の細部については変更しても良く、前述の具体例は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

コイルと新規な磁性芯材が鎖交される技術の実施形態を示した説明図である。コイルと新規な磁性芯材が鎖交される実施例を示した説明図である。コイルと新規な磁性芯材が鎖交される実施例を示した説明図である。コイルと新規な磁性芯材が鎖交される実施例を示した説明図である。

図１１０第１のコイル１２交番電流
１４第１の磁束２０第２のコイル
２２交番電流２４第２の磁束
３０第３のコイル３２交番電流
３４第３の磁束１００磁性芯材
図２１０第１のコイル１２交番電流
１４第１の磁束２０第２のコイル
２２交番電流２４第２の磁束
３０第３のコイル３２交番電流
３４第３の磁束１００磁性芯材
図３１０第１のコイル１２交番電流
１４第１の磁束２０第２のコイル
２２交番電流２４第２の磁束
２５第４の磁束３０第３のコイル
３２交番電流３４第３の磁束
３５第６の磁束４０第４のコイル
４２交番電流４５第５の磁束
４７第７の磁束１００磁性芯材
図４１０第１のコイル１２交番電流
１４第１の磁束２０第２のコイル
２２交番電流２４第２の磁束
２５第４の磁束３０第３のコイル
３２交番電流３４第３の磁束
３５第５の磁束１００磁性芯材

Claims

磁束とコイルを鎖交する電磁誘導用鎖交具であって、
第０の磁路と、
前記第０の磁路と鎖交される第１のコイルと、
前記第１のコイルと電磁的に結合される第２のコイルと、
前記第１のコイルと鎖交される第１の磁路と、
前記第２のコイルと鎖交される前記第１の磁路の方向と逆向きの第２の磁路と、
前記第０の磁路と前記第１の磁路と前記第２の磁路とを有する第１の磁性芯材とを具備する電磁誘導用鎖交具。
前記第０の磁路から分岐され前記第０の磁路に至る分岐磁路と、
前記分岐磁路と鎖交される前記第２のコイルと、
前記分岐磁路を有する前記第１の磁性芯材とを具備する、請求項１記載の電磁誘導用鎖交具。
前記第１のコイルと電磁的に結合される第３のコイルと、
前記第１の磁路の方向と同じ向きに前記第１のコイルと鎖交される第３の磁路と、
前記第３のコイルと鎖交される前記第３の磁路の方向と逆向きの第４の磁路と、
前記第２のコイルと電磁的に結合される前記第３のコイルと、
前記第２の磁路の方向と同じ向きに前記第２のコイルと鎖交される第５の磁路と、
前記第３のコイルと鎖交される前記第５の磁路の方向と逆向きの第６の磁路と、
前記第３の磁路と前記第４の磁路と前記第５の磁路と前記第６の磁路とを有する前記第１の磁性芯材とを具備する、請求項２記載の電磁誘導用鎖交具。
前記第１のコイルと鎖交される前記第１の磁路の方向と同じ向きで経路を異にする第３の磁路と、
前記第２のコイルと鎖交される前記第３の磁路の方向と逆向きで経路を一にする第４の磁路と、
前記第３の磁路と前記第４の磁路とを有する前記第１の磁性芯材とを具備する、請求項１記載の電磁誘導用鎖交具。