JP2020519227A - 発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気を生産する発電コイルで電気生産によって発生し、発電磁気力の進行を妨げる発電抵抗として作用して発電効率を低下させる誘導電磁気力を磁気力誘導体を介して発電磁気力の進行軌道の外に誘導して発電磁気力と誘導電磁気力の衝突を防止して発電抵抗の発生を防止し、誘導された誘導電磁気力を発電コイルに鎖交（貫通）させて起電力を誘導して電気を生産する方法に関するもので、化石燃料、原子力、新生及び再生エネルギーなどを発電エネルギーとして用いるときのようにエネルギー源を複雑な構造の設備装置を用いて発電に必要なエネルギーに転換しないので、エネルギー変換過程で発生するエネルギー損失がなく、構造が単純であって製作費用が安くて維持補修が手軽な“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”に関するものである。【選択図】 図１

Description

本発明は変化する発電磁気力を発電コイルに鎖交（貫通）させて電気を生産する発電装置に関するもので、特に電気生産によって発電コイルで発生して、発電コイルを鎖交するために進行する磁気力の進行を妨げる抵抗として作用する“誘導電磁気力”を磁気力の進行軌道から外れる一定位置に誘導して、発電磁気力と誘導電磁気力の衝突を防止し、誘導された誘導電磁気力を発電磁気力として用いて電気を生産する方法に関するものである。

これまで、変化する磁気力を発電コイルに鎖交（貫通）させて電気を生産するための方法として、中心部に回転軸を配置し、回転軸の外面に設計による一定数の発電界磁石を配置し、発電界磁石の回転軌道から一定距離を置いて発電界磁石の回転軌道に沿って発電コイルが巻線された鉄心を配列又は配置し、動力を用いて回転軸を回転させて回転する発電界磁石を鉄心に対して対面及び離脱を繰り返す方法で変化する磁気力を発電コイルに鎖交させて発電コイルに電磁気を発生させて誘導電気を生産する方法が主に用いられて来た。一方、電気の電圧を操縦するための目的で、閉鎖構造の磁性体からなる磁気力誘導体の両端に直径の異なる励磁（１次）コイルと発電（２次）コイルの巻線励磁（１次）コイルに変化する電気を印加して励磁（１次）コイルに変化する磁気力を発生させ、磁気力誘導体を用いて発電（２次）コイルを鎖交させる方法により、１次コイルと２次コイルの長さ比によって電圧が変化した電気を生産して用いてきた。

しかし、電気を生産するために発電界磁石を回転させれば、発電コイル鉄心と発電界磁石の磁気力によって反応斥力及び引力が発生して回転軸の回転を妨げる抵抗として作用する。また、石炭又は石油などの化石燃料又は原子力をエネルギー源として用いて回転動力を得るためには、エネルギー源をボイラーなどの動力発生装置を介して動力（スチーム）に変換させ、発生する動力を再び回転発生装置（タービン）を介して回転エネルギーに変換させて回転軸を回転させなければならず、潮力、水力、風力などの新生及び再生エネルギーをエネルギー源として用いる場合、新生及び再生エネルギーを獲得し、獲得したエネルギーを使用可能な回転エネルギーに変換するために複雑な構造の設備を用いなければならないため、設備の製作及び設置に高い費用がかかる問題点がある。

また、エネルギー変換過程で熱発散及び機械的摩擦などによってエネルギー損失が発生してエネルギー利用効率が低下し、有害物質及び騷音などの公害が発生し、維持及び管理に高い費用がかかる問題点がある。

励磁（１次）コイルに電気を印加して発生する磁気力を発電（２次）コイルに鎖交させて電気を生産するとき、発電（２次）コイルを磁気力が鎖交して電気が生産されることによって、発電コイルには生産される電流によって誘導された誘導電磁気力が発生し、発生する誘導電磁気力は（２次）コイルを鎖交するために、磁気力が進行する発電コイル面に磁気力と同じ極性の磁気力が発生して磁気力の進行を妨げる抵抗として作用して発電磁気力が損失され、発電効率が低下する問題点がある。

本発明は前述した課題を解決するために考案されたもので、化石燃料、原子力、新生及び再生エネルギーなどをエネルギー源として用いる場合とは違い、エネルギー源を変換なしに直接発電に用いるので、エネルギーの獲得又は変換に用いられる複雑な構造の装置が必要なく構造が単純であり、製作及び設置費用が安い“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”を新たに提供することにその目的がある。

また、エネルギー源を変換なしに電気生産に用いるので、発電界磁石と鉄心間の抵抗発生又はエネルギー変換過程で発生するエネルギー損失がなく、有害物質、騷音などの公害の発生がなく、維持及び管理が手軽で費用が節減される“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”を新たに提供することにその目的がある。

また、発電（２次）コイルで電気が生産されることによって発電（２次）コイルで発生する誘導電磁気力を発電（２次）コイルに鎖交するために進行する発電磁気力の進行軌道から外れた一定位置に誘導することにより、抵抗発生を防止して磁気力損失を防止し、誘導された誘導電磁気力を発電コイルに鎖交させて電気を生産する発電効率の高い“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”を新たに提供することにその目的がある。

前述した課題を解決するための本発明による“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”は、
閉鎖回路を構成し、磁気力を吸収して磁気力線（４１）を形成する磁気力誘導体（３１）の両側に励磁コイル（１１）と発電コイル（１３）が巻線されて構成された励磁コア（１２）と、閉鎖回路を構成し、誘導電磁気力（４３、４３−１）を吸収して磁気力線（４１−１）を形成する磁気力誘導体（３１−１）の一側に発電コイル（２３）が巻線されて構成された発電コア（２２）と、前記励磁コアと発電コアが積層されて締結構成される発電セル（５２）と、
前記発電セル（５２）が一定回数繰り返して上下方向に積層されて構成される発電モジュール（５３）と、
入出力される電気を制御して操縦する制御器（５０）と、
構成品を収納して支持するハウジング（５１）とを含んでなることを特徴とする。

本発明による“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”は、化石原料、原子力エネルギー、新生及び再生エネルギーを用いた発電とは違い、エネルギー変換装置がなくて構造が単純であるので、製作及び維持費用が安くて管理が手軽く、有害物質、騷音などの公害の発生がなく、エネルギー変換過程で損失されるエネルギーがなく、電圧を変えて電気を生産する場合とは違い、発電コイルを鎖交するために進行する発電磁気力の進行を妨げる抵抗がなくて磁気力の損失がなく、誘導電磁気力を発電磁気力として用いて電気を生産するので、エネルギー効率が高い利点がある。

本発明の構成例を示す図である。 本発明の励磁コアと発電コアの構成例を示す図である。 本発明の発電セルの構成例を示す図である。 本発明の発電モジュールの構成例を示す図である。 本発明の磁気力及び誘導電磁気力の発生及び流れを示すための図である。 本発明の磁気力と誘導電磁気力の相互作用を示すための側断面図である。

以下、本発明による“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の構成を示すための図であり、図２は本発明の励磁コア１２及び発電コア２２を示すための図であって、（Ａ）は励磁コアの構成を、（Ｂ）は発電コアの構成を示す図であり、図３は本発明の発電セル５２の構成を説明するための図であって、（Ｃ）及び（Ｄ）は励磁コア１１と発電コア２２の積層過程を示す図であり、また図４は発電モジュール５３の構成を示すための図であって、（Ｅ）及び（Ｆ）は発電セル５２が結合されて構成された発電モジュール５３を示す図である。

また、図５は本発明の電気入力による励磁コア１２と発電コア２２の作動を説明するための図であって、（Ｇ）及び（Ｈ）は電気が印加された励磁コイル１１で発生する磁気力４１の進行と発電コイル１３で発生する誘導電磁気力４３の進行を示すための図であり、（Ｉ）及び（Ｊ）は発電コイル１３で生産された誘導電磁気力４３が磁気力誘導体３１−１に誘導されて発電コイル２３を鎖交するとき、発電コイルで生産される誘導電磁気力４３−１の進行を説明するための図であり、図６は本発明の発電コイルを鎖交する磁気力と発電コイルで生産される誘導電磁気力の進行と相互作用を示すための図であって、（Ｋ）は励磁コアの磁気力４１が進行発電コイル１３を鎖交するときに発生する誘導電磁気力４３の進行例を示すための図、（Ｌ）は発電コイル２３で生産された誘導電磁気力４３−１の進行例を示す図である。

本発明による発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法は、図（２）の（Ａ）に示すように、閉鎖回路を構成し、励磁コイル１１で生産される磁気力４１を吸収して磁気力線を形成する磁気力誘導体３１を備え、前記磁気力誘導体の両側に電気を受けて磁気力を生産する励磁コイル１１と電気を生産する発電コイル１３がそれぞれ巻線され、前記励磁コイルで生産される磁気力を吸収して磁気力線４１を形成して磁気力を発電コイルに鎖交させる励磁コア１２と、
図２の（Ｂ）に示すように、閉鎖回路を構成し、発電コイル１３、２３で生産される誘導電磁気力を吸収して磁気力線を形成する磁気力誘導体３１−１を備え、前記磁気力誘導体の一側に発電コイル２３が巻線されて構成された発電コア２２とを備え、
図３の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、先に配置された励磁コア１２の発電コイル１３に発電コア２２の磁気力誘導体３１−１が積層され、ついで積層された発電コア２２の発電コイル２３に後続の発電コア２２の磁気力誘導体３１−１が積層配置されてなる発電セル５２を備え、
図４の（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、設計容量の電気を出力することができる数量の発電セル５２が結合されて発電モジュール５３が構成され、
発電モジュールの発電コイルを結線して締結し、電気の入出力と作動を操縦する制御器５０を備え、
図１に示すように、構成品を収納して支持するハウジング５０を備えてなる。

前記のように構成された本発明による“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”の作動を説明すると次のようである。

まず、制御器５０で交流電気又は短絡を繰り返す直流電気を印加すれば、励磁コア１２の励磁コイル１１で、図５の（Ｇ）に示すように、変化する磁気力４１が発生し、発生した磁気力は磁気力誘導体３１に磁気力線４１を形成して進行し、磁気力誘導体の一側に巻線された発電コイル１３の中心部を鎖交して発電コイルに電気を生産し、生産された電気の電流によって誘導された誘導電磁気力４３が生産される。

このとき、図５の（Ｇ）及び（Ｈ）に示すように、励磁コイルで発生する磁気力４１は励磁コイル中心と磁気力誘導体３１にＮ極及びＳ極の両極が対称になる磁気力接線４４を形成し、磁気力誘導体３１に磁気力４１を形成し、極性によって互いに反対方向に進行する。

方向を変えて進行する磁気力線は、図５の（Ｇ）及び（Ｈ）に示すように、磁気力誘導体３１が閉鎖回路を構成するので、磁気力誘導体３１の磁気力接線４４の対称面で対面して他の磁気力接線４４−１を形成する。

図５の（Ｇ）に示すように形成される磁気力接線４４−１を中心に発電コイル１３を両側に巻線して配置し、電気を印加すれば、励磁コイル１１で生産される磁気力が発電コイルの両端に進入し、発電コイル１３を鎖交して発電コイルで電気を生産するとともに誘導電磁気力４３を発生させる。

ここで、中空が形成された発電コイルの中空を磁気力が鎖交（貫通）すれば、発電コイルで電気及び誘導電磁気力が生産され、生産される誘導電磁気力は“レンツの法則”によって磁気力が進入する発電コイルの端面に鎖交のために発電コイルに進入する磁気力と同じ極性の磁気力が発現して、進行する磁気力の進行を妨げる斥力抵抗として作用し磁気力損失が発生し、発電コイルの発電効率が低下する。

したがって、本発明による発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法では、図３の（Ｄ）に示すように、発電コイル１３に磁気力誘導体３１−１が積層されているので、発電コイルで発生する誘導電磁気力４３が磁気力誘導体３１−１に吸収され、図６の（Ｋ）に示すように、励磁コイル１１で生産された磁気力４１と進行軌道が異なるので、互いに衝突せず斥力抵抗の発生を防止する。

このとき、発電コイルを鎖交する磁気力線が形成された磁気力誘導体は磁気力を吸収して飽和状態に至り、発電コイルに積層された磁気力誘導体は内部に磁気力線が形成される空間が形成されているので、発電コイルで生産される誘導電磁気力は磁気力誘導体に急速に吸収されて内部に磁気力線束を形成する。

また、磁気力は磁気力線を形成する物体の端部、すなわち磁気力誘導体の終端面に最大に発現されるので、極性の端面どうし対面する場合に最大の引力又は斥力が発生する。しかし、磁気力誘導体は閉鎖回路を構成するので、終端面がなく、発電コイルを鎖交するために進行する磁気力線と発電コイルで生産される誘導電磁気力はそれらを形成する誘導体が異なり、進行軌道が互いに異なって対面しないので、相互間の衝突が発生しない。

ここで、制御器５０は電気の入出力を断続し操縦し、励磁コイル１１は磁気力誘導体３１が飽和点に至ることができる磁気力を生産して供給可能な量の電気を供給しなければならないのは言うまでもない。

前述した方法で励磁コアの誘導電磁気力を発電コイルに鎖交する発電磁気力として用いて発電抵抗なしに電気を生産し、電気生産によって生産される誘導電磁気力を発電コイルに鎖交させて電気と誘導電磁気力を生産し、先に配置された発電コアの発電コイルで発生する誘導電磁気力を後続に配置された発電コアの発電磁気力として用いて電気を生産する。

本発明による“発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法”はエネルギー変換によるエネルギー損失と誘導電磁気力の抵抗によるエネルギー損失がなくエネルギー利用効率が高く、エネルギー変換装置がなく有害物質と騷音などの公害の発生がなく、構造が単純であって管理が手軽な電気生産に用いられる。

１１ 励磁コイル
１２ 励磁コア
１３ 発電コイル
２２ 発電コア
２３ 発電コイル
３１ 磁気力誘導体
３１−１ 磁気力誘導体
４１ 磁気力
４１−１ 磁気力
４３ 誘導電磁気力
４３−１ 誘導電磁気力
４４ 磁気力接線
４４−１ 磁気力接線
４５ 磁気力接線
４５−１ 磁気力接線
５０ 制御器
５１ ハウジング
５２ 発電セル
５３ 発電モジュール

Claims (4)

1. 発電コイルに変化する磁気力を鎖交（貫通）させて電気を生産する発電において、
   入力される電気によって生産された磁気力で電気及び誘導電磁気力を生産する励磁コア（１２）と、
   誘導電磁気力によって電気及び誘導電磁気力生産する発電コア（２２）と、
   電気の入出力を制御して操縦する制御器（４０）と、
   構成品を収納して支持するハウジング（５１）とを含んでなり、電気を生産するとき、発電コイルで発生する誘導電磁気力を磁気力誘導体による案内によって後続に配置された発電コイルに鎖交させて電気を生産することを特徴とする、発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法。
2. 前記発電コア（２２）は、図２の（Ｂ）に示すように、閉鎖回路を形成し、誘導電磁気力を吸収して誘導する磁気力誘導体（３１−１）と、前記磁気力誘導体の一側に巻線されて構成された発電コイル（２３）とを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法。
3. 図３の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、励磁コア（１２）の発電コイル（１３）に発電コア（２２）の磁気力誘導体（３１−１）が積層配置され、先に配置された発電コア（２２）の発電コイル（２３）に後続の発電コアの磁気力誘導体（３１−１）が積層配置されて発電セル（５２）を構成することを特徴とする、発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法。
4. 設計容量の発電セル（５２）が結合発電モジュール（５３）を構成することを特徴とする、発電コイルの誘導電磁気力を用いて電気を生産する方法。