JP6166674B2 - Axial gap generator - Google Patents

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Description

本発明は、コイルを備える固定子と、磁石を備え、前記固定子から回転軸方向に間隔を空けて対向配置される回転子とを備えるアキシャルギャップ型発電機に関する。   The present invention relates to an axial gap generator including a stator including a coil, and a rotor including a magnet and opposed to the stator at an interval in a rotation axis direction.

近年、海底資源開発、漁業、自然災害および領土防衛等の目的で、例えば水温、水質、津波および船舶の侵入等を監視するための各種用途に適した海洋ブイ(センサ)のニーズが増加しつつある。従来、このような海洋ブイは、電池を備え、前記電池は、所定期間(例えば1年半)ごとに交換されていた。しかしながら、上記目的の活発化に応じて海洋に設置される海洋ブイの個数が増大すれば、前記電池交換等の保守作業は、非現実的になる。そのため、非常に低速(≦0.5m/s)であるが安定的に流れる潮流でも発電可能な自家発電機を備え、無保守の海洋ブイが望まれる。十年以上の無保守を実現するため、このような海洋ブイでは、機械機構を最小限に留め、電装系の密閉封入が必須となるが、一般の発電機で具現化することは、容易ではない。例えば、従前の発電機として、自動車のオルタネータ等に使用される、いわゆるランデル型の回転電機が特許文献1に開示されている。   In recent years, there has been an increasing need for marine buoys (sensors) suitable for various uses to monitor, for example, water temperature, water quality, tsunami and ship invasion, for the purposes of submarine resource development, fishing, natural disasters and territorial defense. is there. Conventionally, such a marine buoy includes a battery, and the battery is replaced every predetermined period (for example, one and a half years). However, if the number of ocean buoys installed in the ocean increases in response to the activation of the above purpose, maintenance work such as battery replacement becomes unrealistic. Therefore, there is a demand for an unmaintained ocean buoy equipped with a private generator capable of generating power even at a very low speed (≦ 0.5 m / s) but stably flowing. In order to achieve maintenance-free for more than 10 years, in such an ocean buoy, it is essential to keep the mechanical mechanism to a minimum and hermetically enclose the electrical system, but it is not easy to realize it with a general generator. Absent. For example, Patent Document 1 discloses a so-called Randel-type rotating electrical machine that is used for an alternator of an automobile or the like as a conventional generator.

この特許文献1に開示された回転電機は、ボス部、該ボス部と同軸に配設され、該ボス部の軸方向両端部から径方向外方に延在する第1および第2ヨーク部、および該第1および第2ヨーク部のそれぞれの外径部から交互に軸方向に延設され、噛み合って周方向に配列された複数の爪状磁極部を有するポールコアと、上記ボス部、上記第1および第2ヨーク部、および上記複数の爪状磁極部に囲まれた空間内に収納された界磁コイルと、を有する回転子と、上記回転子を囲繞するようにケースに保持された固定子と、を備えた回転電機において、嵌合方向を軸方向とする嵌合部が、上記第1および第2ヨーク部の外径部に形成され、上記嵌合部に嵌合される被嵌合部が、上記爪状磁極部に形成され、上記爪状磁極部が、上記被嵌合部を上記嵌合部に嵌合させて上記第1および第2ヨーク部に保持されている。   The rotating electrical machine disclosed in Patent Document 1 includes a boss portion, first and second yoke portions that are arranged coaxially with the boss portion, and extend radially outward from both axial end portions of the boss portion, And a pole core having a plurality of claw-shaped magnetic pole portions alternately extending in the axial direction from the respective outer diameter portions of the first and second yoke portions and meshingly arranged in the circumferential direction, the boss portion, the first A rotor having a first and a second yoke part, and a field coil housed in a space surrounded by the plurality of claw-shaped magnetic pole parts, and a fixed held by the case so as to surround the rotor In a rotating electrical machine comprising a child, a fitting portion whose fitting direction is an axial direction is formed on an outer diameter portion of the first and second yoke portions, and is fitted to the fitting portion. A joint portion is formed on the claw-shaped magnetic pole portion, and the claw-shaped magnetic pole portion engages the fitted portion with the fitting portion. Parts in fitted by being held by the first and second yoke portions above.

このような構造の回転電機(発電機)を海洋ブイに適用する場合、海中に置いた潮流旋回翼の回転運動を、例えば大気環境のような管理された環境の筐体内に設置された発電機へ伝達するために、シール機構を必要とするが、十年以上に亘る長期間の耐久性を実現することは、困難である。たとえ、磁気継手等によって非接触で前記潮流旋回翼の回転を筐体内へ伝達できたとしても、前記非常に低速(≦0.5m/s)な潮流では、前記潮流旋回翼の回転は、低速となるため、発電機で必要な電力を生成するために、例えば増速ギヤを介する必要が生じ、その機械摩擦および耐久性の課題が別に生じ得る。   When a rotating electric machine (generator) having such a structure is applied to an ocean buoy, a generator installed in a casing of a controlled environment such as the atmospheric environment is used to rotate the tidal swirl placed in the sea. However, it is difficult to achieve long-term durability over a decade. Even if the rotation of the tidal swirl can be transmitted into the housing in a non-contact manner by a magnetic coupling or the like, the tidal swirl rotates at a low speed at the very low tidal current (≦ 0.5 m / s). Therefore, in order to generate electric power necessary for the generator, for example, it is necessary to use a speed increasing gear, and mechanical friction and durability problems may arise separately.

一方、低速回転でも効率良く発電するために、磁力の強い永久磁石を複数持つ回転子を備えた、多極のラジアル型PMモータを発電機として用いることが考えられる。しかしながら、このような発電機では、ラジアル型であるため、筐体の一部としての隔壁を、固定子と回転子との間に配置することは、幾何学的に困難である。また、固定子の磁極と磁石極との間の吸引力に伴うコギングトルクは、前記非常に低速な潮流によって低速で回転する潮流旋回翼を静止摩擦で容易に静止させてしまう。   On the other hand, in order to generate electric power efficiently even at a low speed, it is conceivable to use a multi-pole radial PM motor having a rotor having a plurality of permanent magnets having a strong magnetic force as a generator. However, since such a generator is a radial type, it is geometrically difficult to dispose the partition wall as a part of the housing between the stator and the rotor. Also, the cogging torque accompanying the attractive force between the magnetic poles of the stator and the magnet poles makes the tidal swirl rotating at a low speed by the very low tidal current easily stand still by static friction.

そこで、固定子と回転子とを回転軸方向で対向させたアキシャルギャップ型発電機(例えば特許文献2参照)、あるいは、アキシャルギャップ型ブラシレスモータ(例えば特許文献3参照)を発電機として用いることが考えられる。   Therefore, an axial gap generator (for example, see Patent Document 2) in which a stator and a rotor are opposed in the rotation axis direction, or an axial gap type brushless motor (for example, see Patent Document 3) is used as a generator. Conceivable.

この特許文献2に開示されたアキシャルギャップ型発電機は、磁石を有するロータと、コイルを有するステータとを備えたアキシャルギャップ型発電機であって、前記磁石と前記コイルの間には、エアーギャップが設けられ、前記ロータは、前記ロータの回転に応じて、前記エアーギャップが変化するものである。また、前記特許文献3に開示されたアキシャルギャップ型ブラシレスモータは、コイルを備える固定子と、永久磁石を備え、前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置される回転子とを備え、前記コイルは、帯状の線材であって、前記帯状の線材の幅方向が前記回転子の永久磁石によって形成される磁束の方向と略一致するように、渦巻き状に巻回されて成るものである。このような発電機では、アキシャルギャップ型であるため、固定子と回転子との間に、所定厚みの隔壁を容易に挟み込むことができ、耐久性に劣る電装部材である固定子を筐体内部に隔離することが可能となる。   The axial gap generator disclosed in Patent Document 2 is an axial gap generator including a rotor having a magnet and a stator having a coil, and an air gap is provided between the magnet and the coil. And the rotor is configured such that the air gap changes according to the rotation of the rotor. Further, the axial gap type brushless motor disclosed in Patent Document 3 includes a stator including a coil, a rotor including a permanent magnet, and a rotor disposed at an interval in the axial direction from the stator, The coil is a strip-shaped wire, and is wound in a spiral shape so that the width direction of the strip-shaped wire is substantially coincident with the direction of the magnetic flux formed by the permanent magnet of the rotor. In such a generator, since it is an axial gap type, a partition wall having a predetermined thickness can be easily sandwiched between the stator and the rotor, and the stator, which is an inferior electrical component, is placed inside the casing. Can be isolated.

特開2011−120419号公報JP 2011-120419 A 特開2002−325412号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-325412 特開2012−50312号公報JP2012-50312A

しかしながら、上述の発電機では、複数のコイルにおける巻き始めおよび巻き終りの各リードの取り出しおよびそれらの直列接続は、回転子側から取り出すことはできず、固定子のヨークに巧妙に組み込む必要があるという課題が生じる。   However, in the above-described generator, the extraction of the respective leads at the start and end of winding in a plurality of coils and the series connection thereof cannot be extracted from the rotor side, and must be skillfully incorporated in the yoke of the stator. The problem arises.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、複数のコイルにおける巻き始めおよび巻き終りの各リードの取り出しおよびそれらの直列接続を必要としないアキシャルギャップ型発電機を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an axial gap generator that does not need to take out each lead at the start and end of winding in a plurality of coils and connect them in series. Is to provide.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるアキシャルギャップ型発電機は、コイルを備える固定子と、磁石を備え、前記固定子から回転軸方向に間隔を空けて配置される回転子とを備え、前記コイルは、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるようにコイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材と、前記コイル状に巻回された前記帯状の導体部材における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の複数のサブコイルを備え、前記複数のサブコイルは、回転軸の位置を中心に周方向に配置され、互いに隣接するサブコイル同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられていることを特徴とする。   As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, an axial gap generator according to one aspect of the present invention includes a stator including a coil, a rotor including a magnet, and a rotor disposed at a distance from the stator in a rotation axis direction. Are wound in a coil shape so as to finish winding on the outer peripheral side for the first time from the inner peripheral side, and have a long strip-shaped conductor member whose width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction, A plurality of sub-coils having a single pancake structure including an insulating member disposed between the turns of the wound strip-shaped conductor member, and the plurality of sub-coils are arranged in the circumferential direction around the position of the rotation axis The sub-coils adjacent to each other are connected in series with one winding end being the other winding start, and the coil portion at the one winding end position and the coil portion at the other winding start position. Doo is characterized by being overlapped with the coil axis direction.

このようなアキシャルギャップ型発電機では、シングルパンケーキ構造の複数のサブコイルにおける互いに隣接するサブコイル同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられている。このため、このようなアキシャルギャップ型発電機は、複数のサブコイルを直列接続するために、巻き始めおよび巻き終りの各リードの取り出しを必要とせず、それらの直列接続も必要としない。   In such an axial gap generator, adjacent subcoils of a plurality of subcoils having a single pancake structure are connected in series with one winding end being the other winding start, and the one winding end position is The coil portion and the coil portion at the other winding start position are overlapped in the coil axis direction. For this reason, in order to connect a plurality of subcoils in series, such an axial gap generator does not need to take out the leads at the start and end of winding, and does not need to connect them in series.

また、他の一態様では、上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記導体部材は、超伝導材料によって形成された線材であることを特徴とする。   In another aspect, in the above-described axial gap generator, the conductor member is a wire formed of a superconductive material.

この構成によれば、超伝導材料によって形成された線材を巻回したサブコイルのコイルを備えるアキシャルギャップ型発電機が提供される。そして、この構成によれば、前記互いに隣接するサブコイル同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結されるので、このようなアキシャルギャップ型発電機は、コイルを1本の帯状の長尺な導体部材で形成可能である。そして、この構成によれば、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられているので、このようなアキシャルギャップ型発電機は、長手方向のひねりをほぼ無くすことができる。したがって、このようなアキシャルギャップ型発電機は、超伝導特性を保つことができる。特に、このようなアキシャルギャップ型発電機は、超伝導特性を保持したまま接続する工法が未確立である酸化物系超伝導材料によって前記線材を形成する場合に、好適である。   According to this structure, an axial gap type generator provided with the coil of the subcoil which wound the wire formed of the superconducting material is provided. According to this configuration, the sub-coils adjacent to each other are connected in series with one winding end being the other winding start, and thus such an axial gap generator has one coil. It can be formed of a strip-like long conductor member. And according to this configuration, since the coil portion at the one winding end position and the coil portion at the other winding start position are overlapped in the coil axis direction, such an axial gap generator is Longitudinal twist can be almost eliminated. Therefore, such an axial gap type generator can maintain superconducting characteristics. In particular, such an axial gap generator is suitable when the wire is formed of an oxide-based superconducting material for which connection is not established while maintaining superconducting characteristics.

また、他の一態様では、上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記固定子は、前記回転子に臨む面とは反対面上に設けられ、磁性体から形成された固定子側ヨークをさらに備えることを特徴とする。   In another aspect, in the above-described axial gap generator, the stator further includes a stator-side yoke that is provided on a surface opposite to a surface facing the rotor and is formed of a magnetic material. It is characterized by that.

このようなアキシャルギャップ型発電機では、固定子側ヨークを備えるので、回転子の磁石面から出た磁束線は、サブコイルを貫通し、比較的低い磁気抵抗で前記固定子側ヨークを介して、前記貫通したサブコイルに隣接するサブコイルを貫通し、隣の反対極性をもつ磁石面へ導かれる。したがって、このようなアキシャルギャップ型発電機は、磁気回路を、このような閉ループにできる。この結果、このようなアキシャルギャップ型発電機は、コイル近傍の磁束線をコイル軸に平行化でき、磁気回路全体の磁気抵抗を下げ、磁界強度を強めることができ、結果的に、このようなアキシャルギャップ型発電機は、発電能力を向上できる。そして、コイル近傍の磁束線をコイル軸に平行化できるので、このようなアキシャルギャップ型発電機は、帯状の導体部材を側面から貫く磁束線を抑制でき、その磁束線によって生じる渦電流を抑え、渦電流に起因する制動トルクを抑制できる。したがって、このようなアキシャルギャップ型発電機は、前記固定子側ヨークを備えない場合に較べて、より大きな電力を発電できる。   In such an axial gap type generator, since the stator side yoke is provided, the magnetic flux lines coming out from the magnet surface of the rotor penetrate the subcoil, and through the stator side yoke with a relatively low magnetic resistance, It passes through the subcoil adjacent to the penetrating subcoil and is guided to the adjacent magnet surface having the opposite polarity. Therefore, such an axial gap generator can make the magnetic circuit in such a closed loop. As a result, such an axial gap generator can make the magnetic flux lines near the coil parallel to the coil axis, lower the magnetic resistance of the entire magnetic circuit, and increase the magnetic field strength. As a result, An axial gap generator can improve power generation capacity. And since the magnetic flux lines near the coil can be made parallel to the coil axis, such an axial gap generator can suppress the magnetic flux lines penetrating from the side of the strip-shaped conductor member, and suppress the eddy current generated by the magnetic flux lines. The braking torque resulting from the eddy current can be suppressed. Therefore, such an axial gap generator can generate a larger amount of electric power compared to a case where the stator side yoke is not provided.

また、他の一態様では、上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記固定子側ヨークは、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形することによって形成された部材であることを特徴とする。そして、好ましくは、前記軟磁性粉末は、鉄基軟磁性粉末であり、より好ましくは、前記軟磁性粉末は、純鉄粉である。   In another aspect, in the above-mentioned axial gap generator, the stator side yoke is a member formed by compression molding soft magnetic powder having an insulating film. Preferably, the soft magnetic powder is iron-based soft magnetic powder, and more preferably, the soft magnetic powder is pure iron powder.

固定子側ヨークを貫く磁束線は、回転子側ヨークと異なり、回転子の回転による磁石の移動によって磁界の方向および強度が正弦波状に変化する。このため、導電性を持つ磁性体で固定子側ヨークを形成すると、その内部に渦電流が生じ、前記渦電流に起因する制動トルクを回転子に与えてしまう。しかしながら、上記アキシャルギャップ型発電機では、記固定子側ヨークは、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末の圧縮成形部材であるので、上記アキシャルギャップ型発電機は、固定子側ヨーク内を貫く磁束線に伴う渦電流が流れるための電流経路を阻害でき、渦電流を抑制できる。   Unlike the rotor-side yoke, the magnetic flux lines that penetrate the stator-side yoke change the direction and strength of the magnetic field in a sinusoidal shape due to the movement of the magnet due to the rotation of the rotor. For this reason, when the stator side yoke is formed of a magnetic material having conductivity, an eddy current is generated in the stator, and braking torque resulting from the eddy current is applied to the rotor. However, in the axial gap generator, the stator side yoke is a compression-molded member made of soft magnetic powder having an insulating film, so the axial gap type generator has a magnetic flux line penetrating the stator side yoke. The current path through which the accompanying eddy current flows can be inhibited, and the eddy current can be suppressed.

また、他の一態様では、上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記固定子側ヨークは、コイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の電磁軟鉄または純鉄と、前記コイル状に巻回された前記帯状の電磁軟鉄または純鉄における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の部材であることを特徴とする。   Moreover, in another aspect, in the above-described axial gap generator, the stator side yoke is wound in a coil shape and has a long strip shape in which the width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction. Characterized in that it is a member of a single pancake structure comprising: electromagnetic soft iron or pure iron, and an insulating member disposed between the turns of the strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron wound in the coil shape. .

このようなアキシャルギャップ型発電機では、固定子側ヨークは、絶縁部材を介して巻回された帯状の電磁軟鉄または純鉄のシングルパンケーキ構造の部材であるので、上記アキシャルギャップ型発電機は、ターンごとに配設される前記絶縁部材によって、固定子側ヨーク内を貫く磁束線に伴う渦電流が流れるための電流経路を阻害でき、渦電流を抑制できる。   In such an axial gap generator, the stator side yoke is a band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron single pancake structure member wound through an insulating member. Therefore, the axial gap generator By means of the insulating member provided for each turn, the current path through which the eddy current accompanying the magnetic flux lines passing through the stator side yoke flows can be inhibited, and the eddy current can be suppressed.

また、他の一態様では、上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記帯状の電磁軟鉄または純鉄は、発電周波数に対応したスキンデプス以下の厚さであることを特徴とする。   In another aspect, in the above-described axial gap generator, the band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron has a thickness equal to or less than a skin depth corresponding to a power generation frequency.

このようなアキシャルギャップ型発電機では、前記帯状の電磁軟鉄または純鉄がスキンデプス以下の厚さであるので、上記アキシャルギャップ型発電機は、前記帯状の電磁軟鉄または純鉄で生じる渦電流をさらに効果的に抑制できる。   In such an axial gap generator, the strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron has a thickness less than or equal to the skin depth. Therefore, the axial gap generator generates an eddy current generated in the strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron. Furthermore, it can suppress effectively.

また、他の一態様では、これら上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記回転子は、前記固定子に臨む面とは反対面上に、磁性体から形成された回転子側ヨークをさらに備えることを特徴とする。   In another aspect, in the above-described axial gap generator, the rotor further includes a rotor-side yoke formed of a magnetic material on a surface opposite to a surface facing the stator. It is characterized by.

このようなアキシャルギャップ型発電機では、回転子側ヨークを備えるので、回転子における磁石の背面(固定子に臨む面とは反対面)から出た磁束線は、比較的低い磁気抵抗で前記回転子側ヨークを介して、隣の反対極性をもつ磁石の背面へ導かれる。したがって、このようなアキシャルギャップ型発電機は、磁気回路を、このような閉ループにできる。この結果、このようなアキシャルギャップ型発電機は、コイル近傍の磁束線をコイル軸に平行化でき、磁気回路全体の磁気抵抗を下げ、磁界強度を強めることができ、したがって、結果的に発電能力を向上できる。そして、コイル近傍の磁束線をコイル軸に平行化できるので、このようなアキシャルギャップ型発電機は、帯状の導体部材を側面から貫く磁束線を抑制でき、その磁束線によって生じる渦電流を抑え、渦電流に起因する制動トルクを抑制できる。したがって、このようなアキシャルギャップ型発電機は、前記固定子側ヨークを備えない場合に較べて、より大きな電力を発電できる。   In such an axial gap generator, since the rotor side yoke is provided, the magnetic flux lines coming out from the back surface of the magnet in the rotor (the surface opposite to the surface facing the stator) are rotated with a relatively low magnetic resistance. It is led to the back of the magnet having the opposite polarity next to it through the child side yoke. Therefore, such an axial gap generator can make the magnetic circuit in such a closed loop. As a result, such an axial gap generator can make the magnetic flux lines near the coil parallel to the coil axis, lower the magnetic resistance of the entire magnetic circuit, and increase the magnetic field strength. Can be improved. And since the magnetic flux lines near the coil can be made parallel to the coil axis, such an axial gap generator can suppress the magnetic flux lines penetrating from the side of the strip-shaped conductor member, and suppress the eddy current generated by the magnetic flux lines. The braking torque resulting from the eddy current can be suppressed. Therefore, such an axial gap generator can generate a larger amount of electric power compared to a case where the stator side yoke is not provided.

また、他の一態様では、これら上述のアキシャルギャップ型発電機において、密閉可能な筐体をさらに備え、前記固定子は、前記筐体内に配置され、前記回転子は、前記筐体外に配置され、前記固定子と前記回転子との間に介在する前記筐体の部分は、非磁性かつ絶縁性を持つ材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが前記筐体の部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ材料で形成されていることを特徴とする。   In another aspect, the above-described axial gap generator further includes a casing that can be hermetically sealed, the stator is disposed in the casing, and the rotor is disposed outside the casing. The portion of the casing interposed between the stator and the rotor is made of a non-magnetic and insulating material, or the skin depth corresponding to the power generation frequency is 10 times the thickness of the portion of the casing. It is characterized by being formed of a material having a large resistance value.

このようなアキシャルギャップ型発電機では、密閉可能な筐体内に固定子が配置されるので、上記アキシャルギャップ型発電機は、固定子のコイル等の電装部品を筐体内に密閉でき、比較的長期間に亘って絶縁性を安定的に維持できる。そして、上記アキシャルギャップ型発電機では、前記固定子と前記回転子との間に介在する前記筐体の部分(隔壁)が非磁性かつ絶縁性を持つ材料で形成されているので、上記アキシャルギャップ型発電機は、回転子の磁石から出た磁束線を低減することなくそのまま固定子のコイルに導くことができ、発電能力の低下を防止できる。または、上記アキシャルギャップ型発電機では、前記固定子と前記回転子との間に介在する前記筐体の部分(隔壁)が前記抵抗値を持つ高抵抗な材料で形成されているので、上記アキシャルギャップ型発電機は、回転子の回転に伴って磁束線が周方向に走引されても(固定位置では強度が変化しても)、前記筐体の部分内に渦電流を生じさせない。この結果、上記アキシャルギャップ型発電機では、渦電流に起因する磁場の減衰が生じないので、その発電能力の低下が抑えられる。   In such an axial gap generator, since the stator is arranged in a sealable casing, the axial gap generator can seal the electrical components such as the stator coil in the casing, and is relatively long. Insulation can be stably maintained over a period of time. In the axial gap generator, the casing portion (partition wall) interposed between the stator and the rotor is formed of a nonmagnetic and insulating material. The type generator can be directly guided to the stator coil without reducing the magnetic flux lines emitted from the rotor magnet, and can prevent a decrease in power generation capacity. Alternatively, in the axial gap generator, the casing portion (partition wall) interposed between the stator and the rotor is formed of a high-resistance material having the resistance value. The gap generator does not generate an eddy current in the housing portion even if the magnetic flux lines are pulled in the circumferential direction as the rotor rotates (even if the strength changes at the fixed position). As a result, in the axial gap generator, the magnetic field is not attenuated due to the eddy current, so that a decrease in the power generation capacity can be suppressed.

また、他の一態様では、これら上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記非磁性かつ絶縁性を持つ材料は、さらに断熱性を持つことを特徴とする。前記非磁性かつ絶縁性を持つ材料は、好ましくは、ガラス、セラミックおよびガラス繊維強化樹脂のうちのいずれかである。   In another aspect, in the above-described axial gap generator, the non-magnetic and insulating material further has a heat insulating property. The non-magnetic and insulating material is preferably any one of glass, ceramic and glass fiber reinforced resin.

このようなアキシャルギャップ型発電機は、前記筐体の部分が断熱性を持つ材料であるので、外界からの熱の侵入を抑制できる。特に、前記帯状の導体部材が超伝導材料である場合に、上記アキシャルギャップ型発電機は、好適である。   In such an axial gap generator, since the casing portion is made of a heat insulating material, it is possible to suppress the intrusion of heat from the outside. In particular, the axial gap generator is suitable when the strip-shaped conductor member is a superconductive material.

また、他の一態様では、これら上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記磁石は、永久磁石であり、前記磁石における回転方向の幅および厚さをそれぞれWPMおよびTPMとし、前記コイルの厚さをTとし、前記磁石と前記コイルとの対向面間の距離をgとする場合に、WPM/(TPM+T+g)≧1.5の扁平条件を満たすことを特徴とする。 In another aspect, in the above-described axial gap generator, the magnet is a permanent magnet, and the width and thickness in the rotation direction of the magnet are W PM and T PM , respectively. was a T C, the distance between the facing surfaces of the said magnet coil when the g, and W PM / (T PM + T C + g) wherein flat satisfy conditions of ≧ 1.5 is.

このようなアキシャルギャップ型発電機は、前記扁平条件を満たすので、後述で解析するように、固定子と回転子との間に前記筐体の部分(隔壁)が介在しても、好適に、発電能力の低下が抑えられる。   Since such an axial gap type generator satisfies the above flat condition, even if a portion (partition wall) of the casing is interposed between the stator and the rotor, as will be analyzed later, preferably, Reduction in power generation capacity can be suppressed.

また、他の一態様では、これら上述のアキシャルギャップ型発電機において、前記複数のサブコイルそれぞれの各芯部内に配置されたコアをさらに備えることを特徴とする。   According to another aspect, the above-described axial gap generator further includes a core disposed in each core of each of the plurality of subcoils.

このようなアキシャルギャップ型発電機は、各サブコイルの各芯部内にコアを備えるので、回転子の磁石から出た磁束線をより多くコイルの芯部内へ導くことができ、その発電能力を向上できる。   Such an axial gap generator has a core in each core part of each subcoil, so that more magnetic flux lines emitted from the rotor magnet can be guided into the core part of the coil, and its power generation capacity can be improved. .

本発明にかかるアキシャルギャップ型発電機は、複数のコイルにおける巻き始めおよび巻き終りの各リードの取り出しおよびそれらの直列接続を必要としない。   The axial gap generator according to the present invention does not need to take out each lead at the start and end of winding in a plurality of coils and connect them in series.

第1実施形態における海洋ブイの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ocean buoy in 1st Embodiment. 第1実施形態の海洋ブイにおける第1態様のアキシャルギャップ型発電機にかかる部分を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the part concerning the axial gap type generator of the 1st aspect in the ocean buoy of 1st Embodiment. 第1実施形態の海洋ブイにおける第1態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the axial gap type generator of the 1st aspect in the ocean buoy of 1st Embodiment. 図3に示すアキシャルギャップ型発電機におけるコイルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the coil in the axial gap type generator shown in FIG. 図3に示すアキシャルギャップ型発電機における諸元を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the item in the axial gap type generator shown in FIG. 図3に示すアキシャルギャップ型発電機における永久磁石の磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the magnetic characteristic of the permanent magnet in the axial gap type generator shown in FIG. 各種永久磁石の磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the magnetic characteristic of various permanent magnets. 第2実施形態における海洋ブイの構成を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structure of the ocean buoy in 2nd Embodiment. 第2実施形態の海洋ブイにおける第2態様のアキシャルギャップ型発電機にかかる部分を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the part concerning the axial gap type generator of the 2nd aspect in the ocean buoy of 2nd Embodiment. 第3態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the axial gap type generator of a 3rd aspect. 第4態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the axial gap type generator of a 4th aspect. 第5態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the axial gap type generator of a 5th aspect.

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably. Further, in this specification, when referring generically, it is indicated by a reference symbol without a suffix, and when referring to an individual configuration, it is indicated by a reference symbol with a suffix.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における海洋ブイの構成を示す斜視図である。図2は、第1実施形態の海洋ブイにおける第1態様のアキシャルギャップ型発電機にかかる部分を示す一部断面図である。図3は、第1実施形態の海洋ブイにおける第1態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す図である。図3(A)は、断面図を示し、図3(B)は、コイルの上面図である。図3(B)の一点鎖線は、図3(A)の断面線を示す。図4は、図3に示すアキシャルギャップ型発電機におけるコイルを説明するための図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the ocean buoy in the first embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion related to the axial gap generator of the first mode in the ocean buoy of the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an axial gap generator according to a first aspect of the ocean buoy according to the first embodiment. FIG. 3A shows a cross-sectional view, and FIG. 3B is a top view of the coil. A dashed line in FIG. 3B indicates a cross-sectional line in FIG. FIG. 4 is a view for explaining a coil in the axial gap generator shown in FIG. 3.

本実施形態におけるアキシャルギャップ型発電機は、コイルを備える固定子と、磁石を備え前記固定子から回転軸方向に間隔を空けて配置される回転子とを備え、前記コイルは、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるようにコイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材と、前記コイル状に巻回された前記帯状の導体部材における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の複数のサブコイルを備え、前記複数のサブコイルは、回転軸を中心に周方向に配置され、互いに隣接するサブコイル同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられている。このようなアキシャルギャップ型発電機は、固定子に対し回転子を回転軸回りに回転させることによって発電でき、様々な用途に適用可能であるが、本実施形態では、海底資源開発、漁業、自然災害および領土防衛等の目的で、例えば水温、水質、津波および船舶の侵入等を監視するための各種用途に適した海洋ブイ(センサ)に適用されたアキシャルギャップ型発電機について、以下に説明する。   The axial gap generator in the present embodiment includes a stator including a coil, and a rotor including a magnet and spaced from the stator in the rotation axis direction, and the coil extends from the inner peripheral side. The strip-shaped conductor member wound in a coil shape so as to finish winding on the outer peripheral side for the first time, and having a long strip-shaped conductor member whose width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction, and the strip shape wound in the coil shape A plurality of sub-coils having a single pancake structure including an insulating member disposed between the turns of the conductor member, the plurality of sub-coils being arranged in the circumferential direction around the rotation axis, and the sub-coils adjacent to each other being One winding end is connected in series with the other winding start, and the coil portion at the one winding end position and the coil portion at the other winding start position overlap in the coil axis direction. It is. Such an axial gap generator can generate electric power by rotating the rotor around the rotation axis with respect to the stator, and can be applied to various applications. In this embodiment, in the submarine resource development, fishery, natural An axial gap generator applied to marine buoys (sensors) suitable for various uses to monitor water temperature, water quality, tsunami, ship invasion, etc., for disaster and territorial defense, etc. will be described below. .

図1において、第1実施形態における海洋ブイSaは、浮きFLと、アキシャルギャップ型発電機(以下、「AG型発電機」と略記する。)PGaと、旋回翼WWと、尾翼CAと、錘WEとを備える。   In FIG. 1, the ocean buoy Sa in the first embodiment includes a floating FL, an axial gap generator (hereinafter abbreviated as “AG generator”) PGa, a swirl vane WW, a tail CA, and a weight. WE.

浮きFLは、浮力を生成する装置であり、例えば、金属材料で形成され、密閉された中空の円柱体である。浮きFLは、例えば金属材料で形成された第1ワイヤーWI1によってAG型発電機PGaと連結されている。   The floating FL is a device that generates buoyancy, and is, for example, a hollow cylindrical body formed of a metal material and hermetically sealed. The floating FL is connected to the AG type generator PGa by a first wire WI1 formed of, for example, a metal material.

AG型発電機PGaは、コイル12aを備える固定子STaと、磁石14aを備え、固定子STaから回転軸方向に間隔を空けて配置される回転子RTaとを備えるアキシャルギャップ型の発電機である。本実施形態の海洋ブイSaには、第1態様のAG型発電機PGaが用いられ、この第1態様のAG型発電機PGaについては、後に、詳述する。   The AG type generator PGa is an axial gap type generator including a stator STa including a coil 12a and a rotor RTa including a magnet 14a and spaced from the stator STa in the rotation axis direction. . For the ocean buoy Sa of the present embodiment, the AG generator PGa of the first aspect is used, and the AG generator PGa of the first aspect will be described in detail later.

旋回翼WWは、流体の流れを受けて、回転軸41に回転運動を生じさせる装置である。回転軸41は、AG型発電機PGaの回転子RTaに連結され、旋回翼WWで生じた回転運動は、回転軸41を介してAG型発電機PGaに伝達され、回転子RTaを回転させる。この旋回翼WWは、本実施形態では、海洋ブイSaに搭載されることから、海洋ブイSaの使用中には海中に沈められて用いられる。このような旋回翼WWは、本実施形態では、例えば、図2に示すように、2個の第1および第2旋回翼WW−1、WW2を備えられている。これら第1および第2旋回翼WW−1、WW−2は、断面矩形形状の筒形状の第1支持体MB1の内部に、各回転軸41の軸方向を揃えて並設されている。   The swirl vane WW is a device that receives a fluid flow and causes the rotary shaft 41 to generate a rotational motion. The rotary shaft 41 is connected to the rotor RTa of the AG generator PGa, and the rotary motion generated by the swirl vane WW is transmitted to the AG generator PGa via the rotary shaft 41 to rotate the rotor RTa. In this embodiment, the swirl wing WW is mounted on the ocean buoy Sa, and is used by being submerged in the ocean during use of the ocean buoy Sa. In this embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the swirl vane WW includes two first and second swirl vanes WW-1 and WW2. These first and second swirl vanes WW-1 and WW-2 are arranged in parallel in the cylindrical first support body MB1 having a rectangular cross section so that the axial directions of the rotary shafts 41 are aligned.

これら第1および第2旋回翼WW−1、WW−2は、それぞれ、前記回転軸41と、翼部材42と、スポーク43と、固定部材44とを備えて構成されるが、互いに同形であるので、両者を区別することなく、以下に説明する。   Each of the first and second swirl vanes WW-1 and WW-2 includes the rotary shaft 41, the vane member 42, the spoke 43, and the fixed member 44, but has the same shape. Therefore, it demonstrates below, without distinguishing both.

回転軸41は、一方向に長尺な円柱形状の部材であり、上述したように、その一方端は、AG型発電機PGaの回転子RTaに連結されて固定されている。   The rotating shaft 41 is a cylindrical member that is long in one direction, and as described above, one end thereof is connected to and fixed to the rotor RTa of the AG generator PGa.

翼部材42は、海水の流れ(潮流)を受けるための部材であり、例えば、平板形状の部材である。翼部材42は、任意の枚数でよいが、図2に示す例では、4枚の第1ないし第4翼部材42−1〜42−4を備える。   The wing member 42 is a member for receiving a flow of seawater (tidal current), and is, for example, a flat plate-shaped member. The wing member 42 may be an arbitrary number, but in the example shown in FIG. 2, the first to fourth wing members 42-1 to 42-4 are provided.

固定部材44は、スポーク43を介して翼部材42を回転軸41に連結して固定するための部材であり、例えば、図2に示す例では、網状の円板である。固定部材44は、本実施形態では、例えば、図2に示すように、スポーク43を介して翼部材42を両端部で支持するために、2個、1対の第1および第2固定部材44−1、44−2を備えている。これら1対の第1および第2固定部材44−1、44−2それぞれには、中央位置に回転軸41を挿通するための貫通開口がそれぞれ形成されている。そして、第1固定部材44−1は、前記貫通開口に回転軸41が挿通されて固定され、第2固定部材44−2は、前記貫通開口に回転軸41が挿通され、第1固定部材44−1から回転軸方向に翼部材42における両端部間の長さに応じた間隔を空けて、固定されている。   The fixing member 44 is a member for connecting and fixing the wing member 42 to the rotating shaft 41 via the spoke 43, and is, for example, a mesh-like disk in the example shown in FIG. In this embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the fixing member 44 includes two pairs of first and second fixing members 44 for supporting the wing member 42 at both ends via spokes 43. -1 and 44-2. Each of the pair of first and second fixing members 44-1 and 44-2 is formed with a through-opening through which the rotation shaft 41 is inserted at the center position. The first fixing member 44-1 is fixed by the rotation shaft 41 being inserted into the through opening, and the second fixing member 44-2 is the first fixing member 44 having the rotation shaft 41 inserted through the through opening. -1 to the rotation axis direction, and is fixed with an interval corresponding to the length between both ends of the wing member 42.

スポーク43は、翼部材42と固定部材44とを互いに連結するための部材であり、例えば、線材である。スポーク43は、本実施形態では、例えば、図2に示すように、1枚の翼部材42を両端で、4個、2対のスポーク43で連結するために、4枚の第1ないし第4翼部材42−1〜42−4に応じて、16個、8対の第11ないし第42スポーク43−11〜43−42を備える。   The spoke 43 is a member for connecting the wing member 42 and the fixing member 44 to each other, and is, for example, a wire. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the spoke 43 is composed of four first to fourth pieces to connect one wing member 42 with four pieces and two pairs of spokes 43 at both ends. In accordance with the wing members 42-1 to 42-4, sixteen, eight pairs of eleventh to forty-second spokes 43-11 to 43-42 are provided.

1対のスポーク43は、一方端が連結されて略V字状に固定された2本の線材を備えて構成される。第11および第12スポーク43−11、43−12それぞれは、前記略V字状の各連結部分で、第1翼部材42の軸方向両端部における前記軸方向に直交する各一方端部に、それぞれ角度調節可能に連結されて固定され、前記略V字状の各先端部分で、第1および第2固定部材44−1、44−2それぞれに連結されて固定されている。第21および第22スポーク43−21、43−22それぞれ、第31および第32スポーク43−31、43−32それぞれ、および、第41および第42スポーク43−41、43−42それぞれも、第11および第12スポーク43−11、43−12それぞれと同様に、第2ないし第4翼部材42−2〜42−4と第1および第2固定部材44−1、44−2とに連結されて固定されている。これら第1ないし第4翼部材42−1〜44−4は、このような16個、8対の第11ないし第42スポーク43−11〜43−42によって、周方向に等間隔(図2に示す例では360/4=90度間隔)で配設されている。また、これら第1ないし第4翼部材42−1〜44−4は、第11ないし第42スポーク43−11〜43−42における略V字状の各連結部分で角度調節可能に連結されているので、回転軸41に対する角度を調節できる。この回転軸41に対する前記角度は、回転軸41、および、角度調節の際に翼部材42の回転の軸となる回転軸で形成される平面と、平板形状の翼部材42の平面と、のなす角度である。これによって本実施形態の旋回翼WWは、潮流の流速(例えば年平均速度等)に応じて適宜な角度に設定できる。   The pair of spokes 43 includes two wires connected at one end and fixed in a substantially V shape. Each of the eleventh and twelfth spokes 43-11, 43-12 is the substantially V-shaped connecting portion, and at each one end portion orthogonal to the axial direction at both axial end portions of the first wing member 42, Each of the first and second fixing members 44-1 and 44-2 is connected and fixed at each of the substantially V-shaped tip portions. Each of the 21st and 22nd spokes 43-21 and 43-22, each of the 31st and 32nd spokes 43-31 and 43-32, and each of the 41st and 42nd spokes 43-41 and 43-42, respectively. Similarly to the 12th spokes 43-11 and 43-12, the second to fourth wing members 42-2 to 42-4 and the first and second fixing members 44-1 and 44-2 are connected to each other. It is fixed. These first to fourth wing members 42-1 to 44-4 are equally spaced in the circumferential direction (see FIG. 2) by the sixteen, eight pairs of eleventh to forty-second spokes 43-11 to 43-42. In the example shown, they are arranged at intervals of 360/4 = 90 degrees. The first to fourth wing members 42-1 to 44-4 are connected so as to be adjustable in angle at the substantially V-shaped connecting portions of the eleventh to forty-second spokes 43-11 to 43-42. Therefore, the angle with respect to the rotating shaft 41 can be adjusted. The angle with respect to the rotating shaft 41 is formed by the rotating shaft 41 and a plane formed by the rotating shaft that becomes the axis of rotation of the wing member 42 when adjusting the angle, and a plane of the flat plate-shaped wing member 42. Is an angle. Thereby, the swirl vane WW of the present embodiment can be set at an appropriate angle according to the flow velocity of the tidal current (for example, annual average velocity).

尾翼CAは、潮流の流れる方向に応じた方向に第1および第2旋回翼WW−1、WW−2を向けるための部材である。尾翼CAは、例えば、図2に示すように、平板形状の部材であり、この尾翼CAの一方端部は、一方向に長尺な角柱形状の第2支持部材MB2における他方端に寄った位置で、前記第2支持部材MB2に連結されて固定されている。そして、前記第2支持部材MB2の一方端は、互いに並設された第1および第2旋回翼WW−1、WW−2における並設方向の略中央位置で第1支持部材MB1の底面に連結されて固定されている。   The tail CA is a member for directing the first and second swirl wings WW-1 and WW-2 in a direction corresponding to the flow direction of the tidal current. For example, as shown in FIG. 2, the tail blade CA is a flat plate-like member, and one end portion of the tail blade CA is close to the other end of the second support member MB2 having a prismatic shape that is long in one direction. Thus, the second support member MB2 is connected and fixed. One end of the second support member MB2 is connected to the bottom surface of the first support member MB1 at a substantially central position in the juxtaposition direction of the first and second swirl blades WW-1 and WW-2 arranged side by side. Has been fixed.

錘WEは、第1および第2旋回翼WW−1、WW−2を沈めるための部材であり、例えば、所定の重さを持つ円柱体である。錘WEの一方端は、例えば金属材料で形成された第2ワイヤーWI2によって第1支持部材MB1と連結され、その他方端は、例えば金属材料で形成された第3ワイヤーWI3によって例えばアンカー等の図略の固定具と連結されている。   The weight WE is a member for sinking the first and second swirl wings WW-1 and WW-2, and is, for example, a cylindrical body having a predetermined weight. One end of the weight WE is connected to the first support member MB1 by a second wire WI2 formed of, for example, a metal material, and the other end thereof is, for example, an anchor or the like by a third wire WI3 formed of, for example, a metal material. It is connected to an approximate fixture.

このような海洋ブイSaの各部材FL、WI1、MB1、WW、MB2、CA、WI2、WE、WI3は、耐腐食性の高い材料、例えば、ステンレス鋼、強化プラスチックおよび炭素繊維等で形成されることが好ましい。   Each member FL, WI1, MB1, WW, MB2, CA, WI2, WE, WI3 of such a marine buoy Sa is formed of a material having high corrosion resistance, such as stainless steel, reinforced plastic, and carbon fiber. It is preferable.

上述のAG型発電機PGaについて、以下に、より具体的に説明する。第1実施形態における海洋ブイSaに用いられる発電機は、第1態様のAG型発電機PGaであり、2個の第1および第2旋回翼WW−1、WW−2に対応して2個の第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2を備えている。第1旋回翼WW−1の回転軸41は、第1AG型発電機PGa−1の回転子RTaに連結されて固定され、第2旋回翼WW−2の回転軸41は、第2AG型発電機PGa−2の回転子RTaに連結されて固定される。これら第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2は、それぞれ、筐体31aと、固定子STaと、回転子RTaとを備えて構成されるが、互いに略同様であるので、一部の相違点を除き、両者を区別することなく、以下に説明する。   The AG generator PGa described above will be described in more detail below. The generator used for the ocean buoy Sa in the first embodiment is the AG generator PGa of the first aspect, and two generators corresponding to the two first and second swirl vanes WW-1 and WW-2. First and second AG type generators PGa-1 and PGa-2. The rotating shaft 41 of the first swirl vane WW-1 is connected and fixed to the rotor RTa of the first AG generator PGa-1, and the rotating shaft 41 of the second swirl vane WW-2 is the second AG generator. It is connected and fixed to the rotor RTa of PGa-2. Each of the first and second AG type generators PGa-1 and PGa-2 includes a casing 31a, a stator STa, and a rotor RTa, which are substantially similar to each other. Except for the difference of the parts, the following description will be made without distinguishing between the two.

筐体31aは、密閉可能な例えば略直方体形状の中空の箱体であり、固定子STaを内蔵している。筐体31aは、第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2ごとに設けられても良いが、本実施形態では、第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2に共通に設けられている。   The casing 31a is a hollow box having a substantially rectangular parallelepiped shape that can be hermetically sealed, and includes a stator STa. The housing 31a may be provided for each of the first and second AG type generators PGa-1 and PGa-2, but in the present embodiment, the first and second AG type generators PGa-1 and PGa-2 are provided. Commonly provided.

筐体31aは、図2に示す例では、情報取得部21aをその一部が外に臨むようにさらに内蔵し、そして、電装品22aもさらに内蔵している。情報取得部21aは、所定の情報を取得する装置であり、例えば、海中の様子を撮影するカメラ、例えば塩分濃度等の水質を検出する水質センサおよび水温を検出する水温センサ等である。情報取得部21aは、その駆動に電力を必要とする場合には、電装品22aを介してまたは直接的にAG型発電機PGaから給電される。電装品22aは、AG型発電機PGaから給電され、情報取得部21aを制御し、情報取得部21aで取得された情報を記憶するとともに所定の間隔で前記情報を外部へ送信するための装置である。電装品22aは、AG型発電機PGaから給電された交流電力を、必要に応じて、情報取得部21aに適した電力へ変換する。例えば、電装品22aは、交流電力を直流電力へ変換したり、電圧値を所定値に変換したりする。   In the example shown in FIG. 2, the housing 31 a further incorporates an information acquisition unit 21 a so that part of the information acquisition unit 21 a faces outside, and further incorporates an electrical component 22 a. The information acquisition unit 21a is a device that acquires predetermined information. For example, the information acquisition unit 21a is a camera that captures an underwater state, for example, a water quality sensor that detects water quality such as salt concentration, a water temperature sensor that detects water temperature, and the like. When the information acquisition unit 21a requires electric power for driving, the information acquisition unit 21a is supplied with power from the AG generator PGa via the electrical component 22a or directly. The electrical component 22a is a device for supplying power from the AG generator PGa, controlling the information acquisition unit 21a, storing the information acquired by the information acquisition unit 21a, and transmitting the information to the outside at a predetermined interval. is there. The electrical component 22a converts the AC power supplied from the AG generator PGa into power suitable for the information acquisition unit 21a as necessary. For example, the electrical component 22a converts AC power into DC power or converts a voltage value into a predetermined value.

筐体31aの内部には、例えば、オイル等の非圧縮性液体33aが一杯に充填されており、筐体31aの適所に、筐体31aの内外の圧力差を無くすための例えば容積調整蛇腹等の調圧機構32が配設されている。   The inside of the housing 31a is fully filled with, for example, an incompressible liquid 33a such as oil, and a volume adjustment bellows or the like for eliminating a pressure difference between the inside and outside of the housing 31a is provided at an appropriate position of the housing 31a. The pressure regulating mechanism 32 is provided.

そして、筐体31aは、その内部に配置された固定子STaが、旋回翼WWの回転軸41に連結されて筐体31a外に配置された回転子RTaと対向するように、第1支持部材MB1に連結されて固定されている。この前記固定子STaと前記回転子RTaとの間に介在する筐体31aの部分(隔壁)13aは、非磁性かつ絶縁性を持つ第1材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが筐体31aの部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ第2材料で形成されている。このような隔壁13aの第1材料として、例えば、セラミック、ガラス、ガラス繊維および強化プラスチック等が望ましい。固定子STaのコイル12aは、後述するように複数のサブコイル12aを備えているが、前記発電周波数は、回転子RTaの回転速度に、サブコイル12aの個数を乗じることによって求められた値である((発電周波数)=(回転子RTaの回転速度)×(サブコイル12aの個数)。スキンデプス(表皮厚み)δは、隔壁13aの材料物性に依存して一般に、δ=(ρ/πfμ)1/2で定義され(ただし、f;発電周波数、μ;隔壁13aの透磁率、ρ;隔壁13aの電気伝導率)、周波数が十分に小さく、隔壁13aを十分に薄くしても強度が確保できるならば、隔壁13aの第2材料として、例えば、ステンレスやチタン等の金属を採用できる。 The casing 31a has a first support member such that the stator STa disposed inside the casing 31a is coupled to the rotating shaft 41 of the swirl vane WW and faces the rotor RTa disposed outside the casing 31a. It is connected and fixed to MB1. The portion (partition wall) 13a of the casing 31a interposed between the stator STa and the rotor RTa is made of a nonmagnetic and insulating first material or a skin depth corresponding to the power generation frequency. It is made of a second material having a resistance value that is at least 10 times greater than the thickness of the portion 31a. As the first material of the partition wall 13a, for example, ceramic, glass, glass fiber, and reinforced plastic are desirable. The coil 12a of the stator STa includes a plurality of subcoils 12a as will be described later, and the power generation frequency is a value obtained by multiplying the rotational speed of the rotor RTa by the number of subcoils 12a ( (Power generation frequency) = (Rotation speed of rotor RTa) × (Number of subcoils 12a) Skin depth (skin thickness) δ is generally δ = (ρ / πfμ) 1/2 depending on the material properties of the partition wall 13a. 2 (where f is the power generation frequency, μ is the magnetic permeability of the partition wall 13a, ρ is the electrical conductivity of the partition wall 13a), the frequency is sufficiently small, and the strength can be secured even if the partition wall 13a is sufficiently thin. For example, a metal such as stainless steel or titanium can be used as the second material of the partition wall 13a.

固定子STaは、非回転部分であり、周方向に配置された複数のサブコイル121aを備えるコイル12aを備える。   The stator STa is a non-rotating part and includes a coil 12a including a plurality of subcoils 121a arranged in the circumferential direction.

より具体的には、固定子STaは、例えば、図2および図3に示すように、固定子側ヨーク11aと、コイル12aと、コア16とを備える。   More specifically, the stator STa includes, for example, a stator side yoke 11a, a coil 12a, and a core 16, as shown in FIGS.

固定子側ヨーク11aは、コイル12aを支持する、磁性体から形成された円板形状の部材である。したがって、固定子側ヨーク11aは、固定子STaにおいて、回転子RTaに臨む面とは反対面上に設けられている。   The stator side yoke 11a is a disk-shaped member made of a magnetic material that supports the coil 12a. Therefore, the stator side yoke 11a is provided on the surface of the stator STa opposite to the surface facing the rotor RTa.

このような固定子側ヨーク11aは、例えば、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形することによって形成される部材であってよい。このような固定子側ヨーク11aは、磁気的に等方性を有する。例えば、透磁率が等方性である。前記軟磁性粉末は、強磁性の金属粉末であり、より具体的には、例えば、純鉄粉、鉄基合金粉末(Fe−Al合金、Fe−Si合金、センダスト、パーマロイ等)およびアモルファス粉末等が挙げられる。これら軟磁性粉末は、例えば、アトマイズ法等によって微粒子化する方法や、酸化鉄等を微粉砕した後にこれを還元する方法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、例えば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属系材料であることが特に好ましい。このような絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形した固定子側ヨーク11aは、例えば、いわゆる圧粉コアを製造する場合の圧粉形成等の公知の常套手段によって形成することができる。   Such a stator side yoke 11a may be a member formed by compressing soft magnetic powder having an insulating film, for example. Such a stator side yoke 11a is magnetically isotropic. For example, the magnetic permeability is isotropic. The soft magnetic powder is a ferromagnetic metal powder, and more specifically, for example, pure iron powder, iron-based alloy powder (Fe-Al alloy, Fe-Si alloy, Sendust, Permalloy, etc.), amorphous powder, etc. Is mentioned. These soft magnetic powders can be produced, for example, by a method of making fine particles by an atomizing method or the like, or a method of finely pulverizing iron oxide or the like and then reducing it. In general, since the saturation magnetic flux density is large when the magnetic permeability is the same, the soft magnetic powder is particularly preferably a metal-based material such as the above pure iron powder, iron-based alloy powder, and amorphous powder. The stator side yoke 11a obtained by compression-molding such a soft magnetic powder having an insulating film can be formed by known conventional means such as powder formation in the case of manufacturing a so-called powder core.

なお、このような圧粉コアから成る固定子側ヨーク11aは、その粉末の粒度や粒度分布、および、成形体密度等により磁気特性を制御でき、例えば、成形体の密度を高くすることで透磁率を高く、粉末の粒度を小さくすることで渦電流損を抑制することが可能である。このため、固定子側ヨーク11aに求められる電磁気特性を実現するために、圧粉体に用いる粉末の粒度や成形体の密度等が調節される。   The stator side yoke 11a composed of such a dust core can control the magnetic properties by the particle size and particle size distribution of the powder and the density of the molded body. For example, by increasing the density of the molded body, It is possible to suppress eddy current loss by increasing the magnetic susceptibility and reducing the particle size of the powder. For this reason, in order to implement | achieve the electromagnetic characteristic calculated | required by the stator side yoke 11a, the particle size of the powder used for a compact, the density of a molded object, etc. are adjusted.

また例えば、このような固定子側ヨーク11aは、コイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の電磁軟鉄または純鉄と、前記コイル状に巻回された前記帯状の電磁軟鉄または純鉄における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の部材であってよい。このような固定子側ヨーク11aは、例えば、片面または両面に絶縁性樹脂等の絶縁被覆を持ち、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の電磁軟鉄または純鉄を、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。また例えば、このような固定子側ヨーク11aは、1層の電磁軟鉄層または純鉄層に1層の絶縁層を積層した長尺な帯状の部材を、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。また例えば、このような固定子側ヨーク11aは、前記長尺な帯状の電磁軟鉄または純鉄を、長尺な帯状の絶縁部材(例えば樹脂材料製のテープ等)を挟み込みながら、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。前記樹脂材料製のテープは、例えばPEN(ポリエチレンナフタレート)等のテープである。   Further, for example, the stator side yoke 11a is wound in a coil shape, and has a long strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron whose width in the coil axis direction is longer than the thickness in the coil radial direction, and the coil shape. It may be a member of a single pancake structure provided with an insulating member disposed between each turn in the band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron wound around. Such a stator-side yoke 11a has, for example, a long strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron having an insulation coating such as an insulating resin on one or both sides and having a width in the coil axis direction longer than a thickness in the coil radial direction. May be formed by winding so that the width direction is parallel to the coil axis direction. Further, for example, such a stator side yoke 11a is a long band-shaped member in which one insulating layer is laminated on one electromagnetic soft iron layer or pure iron layer, and the width direction is parallel to the coil axis direction. It may be formed by winding so as to be. In addition, for example, the stator side yoke 11a has the long band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron sandwiched between the long band-shaped insulating member (for example, a tape made of a resin material) and the width direction is You may form by winding so that it may become parallel to a coil axial direction. The tape made of the resin material is a tape such as PEN (polyethylene naphthalate).

コイル12aは、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるようにコイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材と、前記コイル状に巻回された前記帯状の導体部材における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の複数のサブコイル121aを備える。前記帯状の導体部材は、後述するように超伝導材料であってよいが、ここでは、例えば純銅等の比較的低抵抗な金属材料である。このようなシングルパンケーキ構造のサブコイル121aは、図4に示すように、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材を、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように、かつ、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるように、絶縁部材によって絶縁しつつコイルボビン16に巻回すことによって形成される。コイルボビン16は、比較的低い高さの円柱部材である。より具体的には、このようなサブコイル121aは、例えば、片面または両面に絶縁性樹脂等の絶縁被覆を持ち、前記長尺な帯状の導体部材を、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。また例えば、このようなサブコイル121aは、1層の導体層に1層の絶縁層を積層した長尺な帯状の部材を、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。また例えば、このようなサブコイル121aは、前記長尺な帯状の導体部材を、長尺な帯状の絶縁部材(例えば樹脂材料製のテープ等)を挟み込みながら、幅方向が前記コイル軸方向と平行となるように巻回すことによって形成されてよい。前記樹脂材料製のテープは、例えばPEN(ポリエチレンナフタレート)等のテープである。   The coil 12a is wound in a coil shape so that the coil 12a is wound from the inner peripheral side for the first time on the outer peripheral side, and is a long strip-shaped conductor member whose width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction, A plurality of subcoils 121a having a single pancake structure including an insulating member disposed between the turns of the strip-shaped conductor member wound in a shape. The band-shaped conductor member may be a superconductive material as will be described later, but here, it is a metal material having a relatively low resistance such as pure copper. As shown in FIG. 4, the sub-coil 121a having such a single pancake structure has a long strip-shaped conductor member whose width in the coil axis direction is longer than the thickness in the coil radial direction, and the width direction is the coil axis direction. It is formed by being wound around the coil bobbin 16 while being insulated by an insulating member so as to be parallel and to be wound from the inner peripheral side for the first time on the outer peripheral side. The coil bobbin 16 is a cylindrical member having a relatively low height. More specifically, such a sub-coil 121a has, for example, an insulating coating such as an insulating resin on one or both sides, and the long strip-shaped conductor member has a width direction parallel to the coil axis direction. It may be formed by winding. Further, for example, such a subcoil 121a is formed by winding a long band-shaped member in which one insulating layer is laminated on one conductor layer so that the width direction is parallel to the coil axis direction. May be. In addition, for example, such a sub-coil 121a has a width direction parallel to the coil axis direction while sandwiching the long strip-shaped conductor member with a long strip-shaped insulating member (for example, a tape made of a resin material). It may be formed by winding so as to be. The tape made of the resin material is a tape such as PEN (polyethylene naphthalate).

そして、この複数のサブコイル121aは、図3および図4に示すように、回転軸41の位置(回転軸を固定子側ヨーク11aに投影した場合における回転軸の投影位置)を中心に周方向に配置され、周方向で互いに隣接するサブコイル121a同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられている。図3および図4に示す例では、コイル12aは、6個のサブコイル121a−1〜121a−6を備え、これらは、回転軸41の位置を中心に周方向に同心円状に均等に配置されている。このように前記互いに隣接するサブコイル121a同士が一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結されるので、このようなコイル12aは、1本の帯状の長尺な導体部材で形成可能である。そして、このようなコイル12aでは、前記互いに隣接するサブコイル121a同士において、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられているので、このようなコイル12aは、長手方向のひねりをほぼ無くすことができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of subcoils 121a are arranged in the circumferential direction around the position of the rotation shaft 41 (projection position of the rotation shaft when the rotation shaft is projected onto the stator side yoke 11a). The sub-coils 121a that are arranged and adjacent to each other in the circumferential direction are connected in series with one winding end being the other winding start, and the coil portion at the one winding end position and the coil at the other winding start position. The part is overlapped in the coil axis direction. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the coil 12 a includes six subcoils 121 a-1 to 121 a-6, which are equally arranged concentrically in the circumferential direction around the position of the rotation shaft 41. Yes. In this way, the adjacent subcoils 121a are connected in series, with one winding end being the other winding start, and such a coil 12a can be formed of a single strip-like long conductor member. It is. In such a coil 12a, the coil portion at the one winding end position and the coil portion at the other winding start position are overlapped in the coil axial direction in the adjacent subcoils 121a. Such a coil 12a can substantially eliminate the twist in the longitudinal direction.

また、コイル12aに誘電起電力が生じて電流が流れた場合に、複数のサブコイル121aが上述のように構成され、後述するように同位相で回転子RTaの永久磁石14aも配置されているので、周方向に互いに隣接するサブコイル121a同士は、前記コイル軸方向に重ねられ、一方のサブコイル121a中央の磁場が増加すれば、他方のそれが減少するために、両サブコイル121aは、逆回転の起電力が生じて逆方向に電流が流れる。しかし、一方のサブコイル121aにおける前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と他方のサブコイル121aにおける前記他方の巻始めの位置のコイル部分とが直列に接続されているために、結局、同じ方向に電流が流れる配置となる。このため、周方向で互いに隣接するサブコイル121a同士におけるコイル軸方向に重ねられたこの各コイル部分において、前記誘導起電力が直列に加算されることによって、効率よく発電できることになる。   Further, when a current flows due to the generation of dielectric electromotive force in the coil 12a, the plurality of subcoils 121a are configured as described above, and the permanent magnet 14a of the rotor RTa is also arranged in the same phase as described later. The subcoils 121a adjacent to each other in the circumferential direction are overlapped in the coil axis direction, and if the magnetic field at the center of one subcoil 121a increases, the other decreases, so both subcoils 121a cause reverse rotation. Electric power is generated and current flows in the opposite direction. However, since the coil portion at the one winding end position in one subcoil 121a and the coil portion at the other winding start position in the other subcoil 121a are connected in series, eventually, current flows in the same direction. It becomes a flowing arrangement. For this reason, it is possible to generate power efficiently by adding the induced electromotive force in series in each of the coil portions that are overlapped in the coil axis direction between the subcoils 121a adjacent to each other in the circumferential direction.

そして、本実施形態では、上述のように形成されたコイル12aにおける複数のサブコイル121aそれぞれは、各コイルボビン16をその各芯部内に配置された状態で、固定子側ヨーク11aの一方主面上に配設される。このようなコイルボビン16は、磁性体で形成されれば、コアとして機能する。本実施形態では、コイルボビン16は、6個のサブコイル121a−1〜121a−6に応じて、6個のコイルボビン16−1〜16−6を備える。このようなコアとして機能するコイルボビン16は、固定子側ヨーク11aと同様に、例えば、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形することによって形成される部材であってよい。なお、このような圧粉コアから成るコイルボビン16は、その粉末の粒度や粒度分布、および、成形体密度等により磁気特性を制御でき、コイルボビン16に求められる電磁気特性を実現するために、圧粉体に用いる粉末の粒度や成形体の密度等が調節される。発電能力を少しでも稼ぐために、コア16を透磁率の高い磁性体とすることは望ましいが、本実施形態は、必ずしもこれを要求するものではない。コア16が磁性体の場合、コア16と回転子RTaの永久磁石14aとが、その位置関係に依存して引き合うことから、多少なりともコギング・トルクが生じることになる。コギング・トルクを完全に無くすためには、ボビンを兼ねたコア部16を、非磁性または比較的透磁率の低い磁性体で構成することも設計の選択肢の1つである。   In the present embodiment, each of the plurality of subcoils 121a in the coil 12a formed as described above is arranged on one main surface of the stator side yoke 11a in a state where each coil bobbin 16 is disposed in each core portion. Arranged. Such a coil bobbin 16 functions as a core if formed of a magnetic material. In the present embodiment, the coil bobbin 16 includes six coil bobbins 16-1 to 16-6 according to the six subcoils 121a-1 to 121a-6. The coil bobbin 16 functioning as such a core may be a member formed by compressing soft magnetic powder having an insulating film, for example, like the stator side yoke 11a. Note that the coil bobbin 16 composed of such a powder core can control the magnetic properties by the particle size and particle size distribution of the powder and the density of the molded body, and in order to realize the electromagnetic properties required for the coil bobbin 16, The particle size of the powder used for the body, the density of the molded body, and the like are adjusted. Although it is desirable to make the core 16 a magnetic material having a high magnetic permeability in order to gain even a little power generation capability, this embodiment does not necessarily require this. When the core 16 is a magnetic body, the core 16 and the permanent magnet 14a of the rotor RTa attract each other depending on the positional relationship, so that cogging torque is generated to some extent. In order to completely eliminate the cogging torque, it is one of the design options that the core portion 16 also serving as the bobbin is made of a magnetic material that is nonmagnetic or has a relatively low permeability.

回転子RTaは、回転部分であり、周方向に配置された、前記コイル12aにおける複数のサブコイル121a(図2および図3に示す例では、6個のサブコイル121a−1〜121a−6)とは異なる個数(極数)の磁石14aを備える。   The rotor RTa is a rotating part and is a plurality of subcoils 121a (six subcoils 121a-1 to 121a-6 in the example shown in FIGS. 2 and 3) arranged in the circumferential direction in the coil 12a. Different numbers (number of poles) of magnets 14a are provided.

より具体的には、回転子RTaは、例えば、図2および図3に示すように、複数の磁石14aと、回転子側ヨーク15aとを備える。   More specifically, the rotor RTa includes, for example, a plurality of magnets 14a and a rotor-side yoke 15a as shown in FIGS.

回転子側ヨーク15aは、複数の磁石14aを支持する、磁性体から形成された円板形状の部材である。したがって、回転子側ヨーク15aは、回転子RTaにおいて、固定子STaに臨む面とは反対面上に設けられている。そして、回転子側ヨーク15aの中央位置には、旋回翼WWの回転軸41を挿通するための貫通開口が形成されている。旋回翼WWの回転軸41は、前記貫通開口に挿通されて固定される。これによって回転子RTaは、旋回翼WWの回転軸41と連結されて固定される。   The rotor-side yoke 15a is a disk-shaped member made of a magnetic material that supports the plurality of magnets 14a. Therefore, the rotor side yoke 15a is provided on the opposite surface of the rotor RTa from the surface facing the stator STa. A through opening for inserting the rotating shaft 41 of the swirl vane WW is formed at the center position of the rotor side yoke 15a. The rotating shaft 41 of the swirl vane WW is inserted through the through opening and fixed. As a result, the rotor RTa is connected and fixed to the rotating shaft 41 of the swirl vane WW.

複数の磁石14aは、磁界を生じさせ、コイル12aと相互作用することによってコイル12aに誘導起電力を生じさせるための磁石であり、例えば永久磁石である。複数の磁石14aは、回転子側ヨーク15aの一方主面上に、周方向に等間隔で固定されている。複数の磁石14aのそれぞれは、軸方向(厚さ方向)に着磁されており、互いに隣接する磁石14a同士では、各磁極が相互に逆方向となるように配置されている。このような複数の磁石14aは、旋回翼WWの回転軸41の回転に伴って回転子側ヨーク15aが回転すると、回転軸41回りに回転する。   The plurality of magnets 14a are magnets for generating a magnetic field and causing an induced electromotive force in the coil 12a by interacting with the coil 12a, and are, for example, permanent magnets. The plurality of magnets 14a are fixed at equal intervals in the circumferential direction on one main surface of the rotor-side yoke 15a. Each of the plurality of magnets 14a is magnetized in the axial direction (thickness direction), and the magnets 14a adjacent to each other are arranged such that the magnetic poles are in opposite directions. The plurality of magnets 14a rotate around the rotation shaft 41 when the rotor side yoke 15a rotates with the rotation of the rotation shaft 41 of the swirl vane WW.

このような第1態様のAG型発電機PGaを搭載した海洋ブイSaは、第2ワイヤーWI2、錘WEおよび第3ワイヤーWI3によって、所定の経度および緯度の位置に略固定され、浮きFLの浮力と錘WEの重さとのバランスによって、第1および第2旋回翼WW−1、WW−2が所定の深さに位置するように、海洋に配置される。海洋に配置された海洋ブイSaでは、尾翼CAが潮流の流れる方向に沿うように向くことによって、第1支持部材MB1における一方端の開口から潮流が流れ込み、この流れ込んだ潮流が第1および第2旋回翼WW−1、WW−2の各翼部材42を押し、第1支持部材MB1における他方端の開口から潮流が流れ出す。この第1および第2旋回翼WW−1、WW−2の各翼部材42が上記流れ込んだ潮流で押されることによって、第1および第2旋回翼WW−1、WW−2の各回転軸41が回転し、そして、各回転軸41の各回転運動が第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2における各回転子RTaにそれぞれ伝達される。第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2それぞれでは、各回転子RTaの回転によって、各磁石14aが各固定子RTaの各コイル12aに対し相対的にそれぞれ運動することで、各固定子RTaの各コイル12aに誘導起電力が生じ、第1および第2AG型発電機PGa−1、PGa−2それぞれは、発電する。   The ocean buoy Sa equipped with the AG generator PGa of the first aspect is substantially fixed at a predetermined longitude and latitude position by the second wire WI2, the weight WE, and the third wire WI3, and the buoyancy of the floating FL And the weight of the weight WE are arranged in the ocean so that the first and second swirl wings WW-1 and WW-2 are located at a predetermined depth. In the ocean buoy Sa arranged in the ocean, the tail wing CA is directed along the flow direction of the tidal current, whereby the tidal current flows from the opening at one end of the first support member MB1. Each wing member 42 of swirl wing WW-1 and WW-2 is pushed, and a tidal current flows out from the opening of the other end in the 1st support member MB1. When the blade members 42 of the first and second swirling blades WW-1 and WW-2 are pushed by the flowing current, the rotary shafts 41 of the first and second swirling blades WW-1 and WW-2 are pressed. Rotates, and each rotational motion of each rotating shaft 41 is transmitted to each rotor RTa in the first and second AG type generators PGa-1 and PGa-2. In each of the first and second AG type generators PGa-1 and PGa-2, each magnet 14a moves relative to each coil 12a of each stator RTa by the rotation of each rotor RTa. An induced electromotive force is generated in each coil 12a of the stator RTa, and each of the first and second AG generators PGa-1 and PGa-2 generates power.

そして、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaでは、シングルパンケーキ構造の複数のサブコイル121aにおける互いに隣接するサブコイル121a同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられている。このため、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、複数のサブコイル121aを直列接続するために、巻き始めおよび巻き終りの各リードの取り出しを必要とせず、それらの直列接続も必要としない。   And in such a marine buoy Sa and AG type generator PGa, the mutually adjacent subcoils 121a in the plurality of subcoils 121a of the single pancake structure are connected in series with one winding end being the other winding start. The coil portion at the one winding end position and the coil portion at the other winding start position are overlapped in the coil axis direction. For this reason, the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa do not need to take out the respective leads at the start and end of winding in order to connect the plurality of subcoils 121a in series, and also need to connect them in series. do not do.

また、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、固定子側ヨーク11aを備えるので、回転子RTaの磁石14a面から出た磁束線は、サブコイル121aを貫通し、比較的低い磁気抵抗で前記固定子側ヨークを11a介して、前記貫通したサブコイル121aに隣接するサブコイル121aを貫通し、隣の反対極性をもつ磁石14a面へ導かれる。したがって、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、磁気回路を、このような閉ループにできる。この結果、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、コイル12a近傍の磁束線をコイル軸に平行化でき、磁気回路全体の磁気抵抗を下げ、磁界強度を強めることができ、したがって、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、結果的に発電能力を向上できる。そして、コイル12a近傍の磁束線をコイル軸に平行化できるので、このようなこのような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、帯状の導体部材を側面から貫く磁束線を抑制でき、その磁束線によって生じる渦電流を抑え、渦電流に起因する制動トルクを抑制できる。したがって、このようなこのような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、前記固定子側ヨーク11aを備えない場合に較べて、より大きな電力を発電できる。   Further, since the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa described above include the stator side yoke 11a, the magnetic flux lines coming out from the magnet 14a surface of the rotor RTa pass through the subcoil 121a and have a relatively low magnetic resistance. The stator side yoke passes through the subcoil 121a adjacent to the penetrating subcoil 121a through the stator side yoke 11a and is guided to the surface of the magnet 14a having the next opposite polarity. Therefore, the marine buoy Sa and the AG generator PGa can make the magnetic circuit in such a closed loop. As a result, the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can make the magnetic flux lines near the coil 12a parallel to the coil axis, reduce the magnetic resistance of the entire magnetic circuit, and increase the magnetic field strength. Such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can improve the power generation capacity as a result. Since the magnetic flux lines in the vicinity of the coil 12a can be made parallel to the coil axis, such an ocean buoy Sa and the AG generator PGa can suppress the magnetic flux lines penetrating from the side surface of the strip-shaped conductor member. The eddy current generated by the wire can be suppressed, and the braking torque caused by the eddy current can be suppressed. Therefore, such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can generate larger electric power than the case where the stator side yoke 11a is not provided.

また、固定子側ヨーク11aを貫く磁束線は、回転子側ヨーク15aと異なり、回転子RTaの回転による磁石14aの移動によって磁界の方向および強度が正弦波状に変化する。このため、導電性を持つ磁性体で固定子側ヨーク11aを形成すると、その内部に渦電流が生じ、前記渦電流に起因する制動トルクを回転子に与えてしまう。しかしながら、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、固定子側ヨーク11aが絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形することによって形成された部材である場合では、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、固定子側ヨーク11a内を貫く磁束線に伴う渦電流が流れるための電流経路を阻害でき、渦電流を抑制できる。   In addition, unlike the rotor side yoke 15a, the magnetic flux direction that penetrates the stator side yoke 11a changes the direction and strength of the magnetic field into a sine wave shape by the movement of the magnet 14a due to the rotation of the rotor RTa. For this reason, when the stator side yoke 11a is formed of a magnetic material having conductivity, an eddy current is generated inside the yoke 11a, and a braking torque resulting from the eddy current is applied to the rotor. However, in the above-described marine buoy Sa and AG generator PGa, when the stator side yoke 11a is a member formed by compression molding a soft magnetic powder having an insulating film, such marine buoy Sa and The AG generator PGa can inhibit the current path through which the eddy current associated with the magnetic flux lines passing through the stator side yoke 11a flows, and can suppress the eddy current.

一方、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、固定子側ヨーク11aが絶縁部材を介して巻回された帯状の電磁軟鉄または純鉄のシングルパンケーキ構造の部材である場合では、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、ターンごとに配設される前記絶縁部材によって固定子側ヨーク11a内を貫く磁束線に伴う渦電流が流れるための電流経路を阻害でき、渦電流を抑制できる。   On the other hand, in the above-described marine buoy Sa and AG generator PGa, when the stator side yoke 11a is a band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron single pancake structure member wound through an insulating member, Such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can obstruct a current path through which an eddy current accompanying a magnetic flux line passing through the stator side yoke 11a flows by the insulating member arranged for each turn. Can be suppressed.

なお、固定子側ヨーク11aが絶縁部材を介して巻回された帯状の電磁軟鉄または純鉄のシングルパンケーキ構造の部材である場合において、好ましくは、前記帯状の電磁軟鉄または純鉄は、発電周波数に対応したスキンデプス以下の厚さである。このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、前記帯状の電磁軟鉄または純鉄で生じる渦電流をさらに効果的に抑制できる。   In the case where the stator side yoke 11a is a band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron single pancake structure member wound via an insulating member, preferably the band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron The thickness is below the skin depth corresponding to the frequency. Such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can more effectively suppress eddy currents generated in the band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron.

また、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、回転子側ヨーク15aを備えるので、回転子RTaにおける磁石14aの背面(固定子STaに臨む面とは反対面)から出た磁束線は、比較的低い磁気抵抗で前記回転子側ヨーク15aを介して、隣の反対極性をもつ磁石14aの背面へ導かれる。したがって、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、磁気回路を、このような閉ループにできる。この結果、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、コイル12a近傍の磁束線をコイル軸に平行化でき、磁気回路全体の磁気抵抗を下げ、磁界強度を強めることができ、したがって、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、結果的に発電能力を向上できる。そして、コイル12a近傍の磁束線をコイル軸に平行化できるので、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、帯状の導体部材を側面から貫く磁束線を抑制でき、その磁束線によって生じる渦電流を抑え、渦電流に起因する制動トルクを抑制できる。したがって、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、前記固定子側ヨークを備えない場合に較べて、より大きな電力を発電できる。   Further, since the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa described above include the rotor-side yoke 15a, the magnetic flux lines emitted from the back surface of the magnet 14a in the rotor RTa (the surface opposite to the surface facing the stator STa) are Then, it is guided to the back surface of the adjacent magnet 14a having the opposite polarity through the rotor side yoke 15a with a relatively low magnetic resistance. Therefore, the marine buoy Sa and the AG generator PGa can make the magnetic circuit in such a closed loop. As a result, the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can make the magnetic flux lines near the coil 12a parallel to the coil axis, reduce the magnetic resistance of the entire magnetic circuit, and increase the magnetic field strength. Such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can improve the power generation capacity as a result. And since the magnetic flux line in the vicinity of the coil 12a can be made parallel to the coil axis, such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can suppress the magnetic flux line penetrating from the side surface of the strip-shaped conductor member, and are generated by the magnetic flux line. The eddy current can be suppressed, and the braking torque resulting from the eddy current can be suppressed. Therefore, such a marine buoy Sa and the AG type generator PGa can generate larger electric power as compared with the case where the stator side yoke is not provided.

また、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、好ましくは、コイル12aを形成する前記帯状の導体部材は、発電周波数に対応したスキンデプス以下の厚さである。一般に、コイルに流れる電流は、スキンデプスまでの範囲でしか流れず、導体断面全体に一様に電流が流れない。したがって、前記帯状の導体部材の厚みをスキンデプス以下に設定することで、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、帯状の導体部材を軸方向から貫く磁束線によって生じる渦電流を抑え、渦電流に起因する制動トルクを抑制できる。   In the marine buoy Sa and the AG generator PGa described above, preferably, the strip-shaped conductor member forming the coil 12a has a thickness equal to or less than the skin depth corresponding to the power generation frequency. In general, the current flowing through the coil flows only in the range up to the skin depth, and the current does not flow uniformly throughout the conductor cross section. Therefore, by setting the thickness of the strip-shaped conductor member to a skin depth or less, such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can suppress eddy currents caused by magnetic flux lines penetrating the strip-shaped conductor member from the axial direction. The braking torque caused by the eddy current can be suppressed.

また、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaでは、密閉可能な筐体31a内に固定子STaが配置されるので、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、固定子STaのコイル12a等の電装部品を筐体31a内に密閉でき、比較的長期間に亘って絶縁性を安定的に維持できる。   Further, in the above-described marine buoy Sa and AG type generator PGa, the stator STa is disposed in the hermetically sealable casing 31a. Therefore, such marine buoy Sa and AG type generator PGa has the stator STa. Electrical components such as the coil 12a can be sealed in the housing 31a, and the insulation can be stably maintained for a relatively long period of time.

そして、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、固定子STaと回転子RTaとの間に介在する前記筐体31aの隔壁13aが非磁性かつ絶縁性を持つ材料で形成されている場合では、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、回転子RTaの磁石14aから出た磁束線を低減することなくそのまま固定子STaのコイル12aに導くことができ、発電能力の低下を防止できる。   In the ocean buoy Sa and the AG generator PGa described above, the partition wall 13a of the casing 31a interposed between the stator STa and the rotor RTa is formed of a nonmagnetic and insulating material. Then, such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can guide the magnetic flux lines emitted from the magnet 14a of the rotor RTa to the coil 12a of the stator STa as they are without reducing the power generation capacity. Can be prevented.

一方、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、固定子STaと回転子RTaとの間に介在する前記筐体31aの隔壁13aが前記抵抗値を持つ高抵抗な材料で形成されている場合では、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、回転子RTaの回転に伴って磁束線が周方向に走引されても(固定位置では強度が変化しても)、前記筐体31aの隔壁13a内に渦電流を生じさせない。この結果、このような海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaでは、渦電流に起因する磁場の減衰が生じないので、その発電能力の低下が抑えられる。   On the other hand, in the marine buoy Sa and the AG type generator PGa described above, the partition wall 13a of the casing 31a interposed between the stator STa and the rotor RTa is formed of a high resistance material having the resistance value. In such a case, such an ocean buoy Sa and the AG type generator PGa can be used even if the magnetic flux lines are run in the circumferential direction as the rotor RTa rotates (even if the strength changes at a fixed position). No eddy current is generated in the partition wall 13a of the body 31a. As a result, in such a marine buoy Sa and the AG type generator PGa, the magnetic field is not attenuated due to the eddy current, so that a decrease in the power generation capacity can be suppressed.

図5は、図3に示すアキシャルギャップ型発電機における諸元を説明するための図である。図6は、図3に示すアキシャルギャップ型発電機における永久磁石の磁気特性を示す図である。図7は、各種永久磁石の磁気特性を示す図である。図6および図7において、各横軸は、磁化力であり、各縦軸は、磁束密度である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the specifications of the axial gap generator shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing the magnetic characteristics of the permanent magnet in the axial gap generator shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing magnetic characteristics of various permanent magnets. 6 and 7, each horizontal axis is a magnetizing force, and each vertical axis is a magnetic flux density.

なお、上述の海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaにおいて、磁石14aは、永久磁石であり、図5に示すように、前記磁石14aにおける回転方向の幅および厚さをそれぞれWPMおよびTPMとし、前記コイルの厚さをTとし、前記磁石と前記コイルとの対向面間の距離をgとする場合に、WPM/(TPM+T+g)≧1.5の扁平条件を満たすことが好ましい。この扁平条件を満たすことによって、海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、以下に解析するように、固定子STaと回転子RTaとの間に隔壁13aが介在しても、好適に、発電能力の低下が抑えられる。 In the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa described above, the magnet 14a is a permanent magnet, and as shown in FIG. 5, the width and thickness in the rotation direction of the magnet 14a are W PM and T PM , respectively. , the thickness of the coil and T C, the distance between the facing surfaces of the said magnet coil when the g, W PM / (T PM + T C + g) of ≧ 1.5 flat condition is satisfied Is preferred. By satisfying this flat condition, the ocean buoy Sa and the AG-type generator PGa preferably generate power even if the partition wall 13a is interposed between the stator STa and the rotor RTa as will be analyzed below. Can be prevented from decreasing.

まず、永久磁石14aが形成する磁界について説明する。WPM/(TPM+T+g)≧1.5の扁平条件下の等価磁気回路モデルでは、パーミアンスB/Hは、次式(1−1)となり、永久磁石14aの磁気特性をB=f(H)≒Br(1−H/He)と線形近似すると、次式(1−2)となる。なお、Tは、固定子側ヨーク11aの厚さであり、sは、周方向で互いに隣接する磁石14a間における周方向の距離(磁石14a間における周方向のギャップ長)である。ここで、固定子側ヨーク11aおよび回転子側ヨーク15aの各透磁率が十分大きく、μ≫μであるならば、式(1−2)の分母における第3項は、無視することができ、式(1−2)は、次式(1−3)となる。ここで、(μ×He)/Brは、永久磁石14の材質に固有な値である((μ×He)/Br≒1)。また、μは、真空中の透磁率であり、Heは、永久磁石の保持力であり、Brは、残留磁束密度である。 First, the magnetic field formed by the permanent magnet 14a will be described. W The PM / (T PM + T C + g) equivalent magnetic circuit model of flat conditions of ≧ 1.5, permeance B / H, the following equation (1-1), and the magnetic properties of the permanent magnets 14a B = f When linearly approximating (H) ≈Br (1-H / He), the following equation (1-2) is obtained. Note that TY is the thickness of the stator side yoke 11a, and s is the circumferential distance between the magnets 14a adjacent to each other in the circumferential direction (gap length in the circumferential direction between the magnets 14a). Here, larger the permeability of the stator side yoke 11a and the rotor side yoke 15a is sufficiently, if a Myu»myu 0, the third term in the denominator of the equation (1-2) is negligible The expression (1-2) becomes the following expression (1-3). Here, (μ 0 × He) / Br is a value specific to the material of the permanent magnet 14 ((μ 0 × He) / Br≈1). Μ 0 is the magnetic permeability in vacuum, He is the holding force of the permanent magnet, and Br is the residual magnetic flux density.

Figure 0006166674
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なお、パーミアンスは、図6に示すように、原点と動作点における磁束密度Bおよび磁場強度Hとを結ぶパーミアンス直線における傾きであり、図7には、前記動作点における磁束密度Bおよび磁場強度Hとを決定するために用いられる、各種永久磁石の磁気特性が示されている。より具体的には、図7には、アルニコ磁石、Nd−Fe−B磁石、SmCo磁石およびフェライト磁石の各磁気特性が示されている。 As shown in FIG. 6, the permeance is an inclination on a permeance line connecting the magnetic flux density B and the magnetic field strength H at the origin and the operating point. FIG. 7 shows the magnetic flux density B and the magnetic field strength H at the operating point. The magnetic properties of various permanent magnets used to determine are shown. More specifically, FIG. 7 shows magnetic characteristics of an alnico magnet, an Nd—Fe—B magnet, an SmCo 5 magnet, and a ferrite magnet.

次に、コイル12aのコイル電流が形成する磁界について説明する。   Next, the magnetic field formed by the coil current of the coil 12a will be described.

PM/(TPM+T+g)≧1.5の扁平条件下の等価磁気回路モデルでは、コイル12a近傍に生じる磁界は、次式(2−1)となる。上述と同様に、固定子側ヨーク11aおよび回転子側ヨーク15aの各透磁率が十分大きく、μ≫μであるならば、式(2−1)の分母における第2項は、無視することができ、式(2−1)は、次式(2−2)となる。 The W PM / (T PM + T C + g) ≧ 1.5 in equivalent magnetic circuit model of flat conditions, the magnetic field generated in the vicinity of the coil 12a is represented by the following formula (2-1). Like the above, greater the permeability of the stator side yoke 11a and the rotor side yoke 15a is sufficiently, if a Myu»myu 0, the second term in the denominator of the equation (2-1) is to be ignored The equation (2-1) becomes the following equation (2-2).

Figure 0006166674
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次に、AG型発電機PGaの最大発電能力について推定する。ここで、コイル12aの材質を完全導体(抵抗ゼロ、すなわち、超電導体)の閉回路(短絡状態)であると仮定すると、レンツ則に従って、永久磁石によって生じる磁界BPMと、コイル12aに流れるコイル電流によって生じる磁界Bとが、互いに打ち消して相殺する。この場合におけるコイル電流値Imaxが最大発電能力を表す指標とされる。すなわち、前記磁界BPMが上述の式(1−3)で表され、前記磁界Bが上述の式(2−2)で表され、これら前記磁界BPMおよび前記磁界Bが互いに等しいとされる(BPM≡B)。これによって次式(3)が導かれる。ここで幾何パラメータxをx≡TPM/(T+g)と定義すると、次式(4)となる。したがって、発電能力は、扁平条件WPM/(TPM+T+g)≧1.5を満たすことにより、主には永久磁石14aの強さHeと、その厚みTPMの積に依存し、幾何構造には、鈍感となり、依存しないことになる。 Next, the maximum power generation capacity of the AG generator PGa is estimated. Here, assuming that the material of the coil 12a is a closed circuit (short-circuited state) of a perfect conductor (zero resistance, that is, a superconductor), a magnetic field BPM generated by a permanent magnet and a coil flowing in the coil 12a according to the Lenz rule and the magnetic field B C generated by the current is, to cancel and cancel each other. In this case, the coil current value Imax is an index representing the maximum power generation capacity. That is, the magnetic field B PM is represented by the above formula (1-3), the magnetic field B C is represented by the formula (2-2) above, and these the magnetic field B PM and the magnetic field B C are equal to each other (B PM ≡B C ). This leads to the following equation (3). When the geometric parameter x is defined as x≡T PM / (T c + g), the following equation (4) is obtained. Therefore, generating capacity, by satisfying the flat condition W PM / (T PM + T C + g) ≧ 1.5, mainly the and strength He of the permanent magnets 14a, depending on the product of the thickness T PM, geometric The structure is insensitive and independent.

Figure 0006166674
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Figure 0006166674
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このように前記扁平条件を満たすことによって、海洋ブイSaおよびAG型発電機PGaは、幾何構造に依存しないことになり、固定子STaと回転子RTaとの間に隔壁13aが介在しても、好適に、発電能力の低下が抑えられる。すなわち、磁石14aから出た磁束は、前記扁平条件を満たすことによって、隣接する磁石14aに直ちに流れ込むことなく、より多くの磁束線でコイル12aと交差した後に、前記隣接する磁石14aに流れ込むことができ、発電能力の低下が抑えられる。したがって、非常に低速(≦0.5m/s)な潮流でも発電可能となる。   By satisfying the flat condition as described above, the ocean buoy Sa and the AG generator PGa are not dependent on the geometric structure, and even if the partition wall 13a is interposed between the stator STa and the rotor RTa, Preferably, a decrease in power generation capacity is suppressed. That is, the magnetic flux emitted from the magnet 14a can flow into the adjacent magnet 14a after intersecting the coil 12a with more magnetic flux lines without immediately flowing into the adjacent magnet 14a by satisfying the flat condition. It is possible to suppress a decrease in power generation capacity. Therefore, it is possible to generate power even at a very low speed (≦ 0.5 m / s).

次に、別の実施形態について説明する。   Next, another embodiment will be described.

(第2実施形態)
図8は、第2実施形態における海洋ブイの構成を示す一部断面図である。図9は、第2実施形態の海洋ブイにおける第2態様のアキシャルギャップ型発電機にかかる部分を示す一部断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the ocean buoy in the second embodiment. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a portion related to the axial gap generator of the second mode in the ocean buoy of the second embodiment.

第1実施形態における海洋ブイSaは、内部を非圧縮性液体33aで一杯に充填した筐体31aを備えたが、第2実施形態における海洋ブイSbは、大気圧33bで密封した筐体を用いるものである。   The ocean buoy Sa according to the first embodiment includes the housing 31a filled with the incompressible liquid 33a. The ocean buoy Sb according to the second embodiment uses a housing sealed at the atmospheric pressure 33b. Is.

第2実施形態における海洋ブイSbは、第2態様のAG型発電機PGbと、旋回翼WWと、錘WEとを備える。これら第2実施形態の海洋ブイSbにおける旋回翼WWおよび錘WEは、それぞれ、第2実施形態の海洋ブイSbにおける旋回翼WWおよび錘WEと同様であるので、その説明を省略する。   The ocean buoy Sb in the second embodiment includes the AG generator PGb of the second aspect, the swirl wing WW, and the weight WE. The swirl wing WW and the weight WE in the ocean buoy Sb of the second embodiment are the same as the swirl wing WW and the weight WE in the ocean buoy Sb of the second embodiment, respectively, and thus description thereof is omitted.

第2態様のAG型発電機PGbは、筐体31bと、固定子STbと、回転子RTbとを備える。   AG type generator PGb of the 2nd mode is provided with case 31b, stator STb, and rotor RTb.

筐体31bは、大気圧33bで密閉可能な例えば中空の球体(球殻体)であり、固定子STbを内蔵している。第1実施形態の筐体31aは、1つの箱体内に固定子STa、情報取得部21aおよび電装品22aを内蔵したが、第2実施形態では、筐体31bは、3個の第1ないし第3筐体31b−1〜31b−3を備えて構成される。   The casing 31b is, for example, a hollow sphere (spherical shell) that can be sealed at atmospheric pressure 33b, and includes a stator STb. The casing 31a of the first embodiment includes the stator STa, the information acquisition unit 21a, and the electrical component 22a in one box, but in the second embodiment, the casing 31b includes three first to first It comprises three housings 31b-1 to 31b-3.

これら第1ないし第3筐体31b−1〜31b−3は、互いに同形であり、それぞれ、上下2つの半球殻体31b−11、31b−12;31b−21、31b−22;31b−31、31b−32から成る。これら第1ないし第3筐体31b−1〜31b−3において、上下2つの半球殻体31b−11、31b−12;31b−21、31b−22;31b−31、31b−32それぞれは、シール部材を用いて各端面を互いに連結することで、防水状態で密閉された球殻体となる。これら第1ないし第3筐体31b−1〜31b−3は、旋回翼WWと合わせて、断面矩形形状の筒形状の第3支持体MB3の内部に、一方端から他方端へ旋回翼WW、第1筐体31b−1、第2筐体31b−2および第3筐体31b−3の順で並設されている。そして、第3支持体MB3は、第1実施形態の第1支持体MB1のように、第2ワイヤーWI2を介して錘WEと連結され、この錘WEは、第3ワイヤーWI3を介して例えばアンカー等の図略の固定具と連結されている。   The first to third housings 31b-1 to 31b-3 have the same shape, and upper and lower hemispherical shells 31b-11, 31b-12; 31b-21, 31b-22; 31b-31, respectively. 31b-32. In the first to third housings 31b-1 to 31b-3, the upper and lower hemispherical shells 31b-11, 31b-12; 31b-21, 31b-22; 31b-31, 31b-32 are respectively sealed. By connecting the end faces to each other using a member, a spherical shell sealed in a waterproof state is obtained. These first to third casings 31b-1 to 31b-3 are combined with the swirl vane WW into the swirl vane WW from one end to the other end inside the third support body MB3 having a rectangular cross section. The first casing 31b-1, the second casing 31b-2, and the third casing 31b-3 are arranged in this order. And 3rd support body MB3 is connected with the weight WE via the 2nd wire WI2 like 1st support body MB1 of 1st Embodiment, This weight WE is anchored via the 3rd wire WI3, for example It connects with the fixture of omission of illustrations.

そして、第1筐体31b−1は、第2態様のAG型発電機PGbにおける固定子STbと、第1電装品22b−1と、第1非接触電力伝送部23−1とを内蔵している。第2筐体31b−2は、情報取得部21bと、第2および第3非接触電力伝送部23−2、23−3とを内蔵している。第3筐体31b−3は、第2電装品22b−2と、第4非接触電力伝送部23−4とを内蔵している。   And the 1st housing | casing 31b-1 incorporates the stator STb in AG type generator PGb of the 2nd aspect, the 1st electrical component 22b-1, and the 1st non-contact electric power transmission part 23-1. Yes. The second casing 31b-2 includes an information acquisition unit 21b and second and third non-contact power transmission units 23-2 and 23-3. The third casing 31b-3 includes a second electrical component 22b-2 and a fourth non-contact power transmission unit 23-4.

これら第1ないし第4非接触電力伝送部23−1〜23−4は、非接触で、すなわち、配線を用いることなく、一方から他方へ電力を伝送するための装置であり、例えば、コイルを備えて構成される。このコイルを用いた第1ないし第4非接触電力伝送部23−1〜23−4では、第1筐体31b−1内に配設された第1非接触電力伝送部23−1は、交流電力が通電されると、第2非接触電力伝送部23−2が第1非接触電力伝送部23−1に対向するように第2筐体31b−2内に配設されることで、第2非接触電力伝送部23−2に誘導起電力を生る。これによって第1非接触電力伝送部23−1から第2非接触電力伝送部23−2へ電力が伝送される。同様に、第2筐体31b−2内に配設された第3非接触電力伝送部23−3は、交流電力が通電されると、第4非接触電力伝送部23−4が第3非接触電力伝送部23−3に対向するように第3筐体31b−3内に配設されることで、第4非接触電力伝送部23−4に誘導起電力を生る。これによって第3非接触電力伝送部23−3から第4非接触電力伝送部23−4へ電力が伝送される。   These first to fourth non-contact power transmission units 23-1 to 23-4 are devices for transmitting power from one to the other in a non-contact manner, that is, without using a wiring. It is prepared for. In the first to fourth non-contact power transmission units 23-1 to 23-4 using this coil, the first non-contact power transmission unit 23-1 disposed in the first housing 31 b-1 When power is supplied, the second non-contact power transmission unit 23-2 is disposed in the second casing 31b-2 so as to face the first non-contact power transmission unit 23-1, so that the first 2 Induction electromotive force is generated in the non-contact power transmission unit 23-2. As a result, power is transmitted from the first non-contact power transmission unit 23-1 to the second non-contact power transmission unit 23-2. Similarly, when the AC power is supplied to the third contactless power transmission unit 23-3 disposed in the second casing 31b-2, the fourth contactless power transmission unit 23-4 becomes the third contactless power transmission unit 23-4. By being arranged in the third casing 31b-3 so as to face the contact power transmission unit 23-3, an induced electromotive force is generated in the fourth non-contact power transmission unit 23-4. As a result, power is transmitted from the third contactless power transmission unit 23-3 to the fourth contactless power transmission unit 23-4.

第1電装品22b−1は、AG型発電機PGaから給電された電力を、第1非接触電力伝送部23−1および第2非接触電力伝送部23−2によって、第2筐体31b−2内の情報取得部21bへ伝送し、さらに、第3非接触電力伝送部23−3および第4非接触電力伝送部23−4によって、第3筐体31b−3内の第2電装品22b−2へ伝送するための装置である。情報取得部21bは、第1実施形態の情報取得部21aと同様に、所定の情報を取得する装置であり、その駆動に電力を必要とする場合には、第1非接触電力伝送部23−1および第2非接触電力伝送部23−2によって伝送された前記電力が用いられる。情報取得部21bは、その取得した情報を図略の伝送手段(通信手段)によって第3筐体31b−3内の第2電装品22b−2へ伝送する。なお、情報取得部21bは、第3非接触電力伝送部23−3および第4非接触電力伝送部23−4によって、前記取得した情報を第3筐体31b−3内の第2電装品22b−2へ伝送してもよい。第2電装品22b−2は、第1ないし第4非接触電力伝送部23−1〜23−4によって伝送された前記電力を用い、情報取得部21aで取得された情報を記憶するとともに所定の間隔で前記情報を外部へ送信するための装置である。   The first electrical component 22b-1 supplies the power supplied from the AG generator PGa to the second casing 31b- by the first non-contact power transmission unit 23-1 and the second non-contact power transmission unit 23-2. 2 and the second electrical component 22b in the third housing 31b-3 by the third non-contact power transmission unit 23-3 and the fourth non-contact power transmission unit 23-4. -2 to transmit to -2. Similar to the information acquisition unit 21a of the first embodiment, the information acquisition unit 21b is a device that acquires predetermined information. When power is required for driving the information acquisition unit 21b, the first contactless power transmission unit 23- The power transmitted by the first and second contactless power transmission unit 23-2 is used. The information acquisition unit 21b transmits the acquired information to the second electrical component 22b-2 in the third housing 31b-3 by a transmission unit (communication unit) (not shown). The information acquisition unit 21b uses the third non-contact power transmission unit 23-3 and the fourth non-contact power transmission unit 23-4 to transfer the acquired information to the second electrical component 22b in the third housing 31b-3. -2 may be transmitted. The second electrical component 22b-2 uses the power transmitted by the first to fourth non-contact power transmission units 23-1 to 23-4, stores the information acquired by the information acquisition unit 21a, and stores the information. It is a device for transmitting the information to the outside at intervals.

固定子STbと、実施形態1の固定子STaと同様に、非回転部分であり、周方向に配置された複数のサブコイル121bを備えるコイル12bを備える。より具体的には、固定子STbは、例えば、図9に示すように、固定子側ヨーク11bと、コイル12bと、コア16とを備える。第2実施形態では、上述したように、第1筐体31b−1が球殻体である。このため、この第2実施形態における固定子側ヨーク11bは、その形状が前記球殻体の内面形状に沿うように形成されている。この点を除き、前記固定子側ヨーク11bは、第1実施形態における固定子側ヨーク11aと同様であるので、その説明を省略する。また、この第2実施形態におけるコイル12bも、複数のサブコイル121aから成る全体形状が、上述のように前記球殻体の内面形状に沿った固定子側ヨーク11bの形状に合わせた形状とされている。すなわち、コイル12bにおける各サブコイル121aは、固定子側ヨーク11bの曲面上にそれぞれ配置されている。この点を除き、前記コイル12bは、第1実施形態におけるコイル12aと同様であるので、その説明を省略する。また、第2実施形態におけるコア16は、第1実施形態におけるコア(コイルボビン)16と同様であるので、その説明を省略する。   Similarly to the stator STb and the stator STa of the first embodiment, the stator STb includes a coil 12b that is a non-rotating portion and includes a plurality of subcoils 121b arranged in the circumferential direction. More specifically, the stator STb includes, for example, a stator side yoke 11b, a coil 12b, and a core 16, as shown in FIG. In the second embodiment, as described above, the first housing 31b-1 is a spherical shell. For this reason, the stator side yoke 11b in this 2nd Embodiment is formed so that the shape may follow the inner surface shape of the said spherical shell. Except for this point, the stator side yoke 11b is the same as the stator side yoke 11a in the first embodiment, and the description thereof is omitted. In addition, the coil 12b in the second embodiment is also configured such that the overall shape of the plurality of subcoils 121a matches the shape of the stator side yoke 11b along the inner surface shape of the spherical shell as described above. Yes. That is, each subcoil 121a in the coil 12b is arranged on the curved surface of the stator side yoke 11b. Except for this point, the coil 12b is the same as the coil 12a in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Moreover, since the core 16 in 2nd Embodiment is the same as that of the core (coil bobbin) 16 in 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

回転子RTbは、実施形態1の回転子RTaと同様に、回転部分であり、周方向に配置された、前記コイル12bにおける複数のサブコイル121aとは異なる個数(極数)の磁石14bを備える。より具体的には、回転子RTbは、図9に示すように、複数の磁石14bと、回転子側ヨーク15bとを備える。第2実施形態では、上述したように、第1筐体31b−1が球殻体である。このため、この第2実施形態における回転子側ヨーク15bは、その形状が前記球殻体の外面形状に沿うように形成されている。すなわち、回転子側ヨーク15bは、球殻体の一部の形状となっている。この点を除き、前記回転子側ヨーク15bは、第1実施形態における回転子側ヨーク15aと同様であるので、その説明を省略する。また、この第2実施形態における複数の磁石14bも、上述のように前記球殻体の外面形状に沿った回転子側ヨーク15bの形状に合わせた形状とされている。すなわち、各磁石14bは、回転子側ヨーク15bの曲面上にそれぞれ配置されている。この点を除き、前記複数の磁石14bは、第1実施形態における複数の磁石14aと同様であるので、その説明を省略する。   Similar to the rotor RTa of the first embodiment, the rotor RTb is a rotating portion and includes magnets 14b having a different number (number of poles) from the plurality of subcoils 121a in the coil 12b arranged in the circumferential direction. More specifically, the rotor RTb includes a plurality of magnets 14b and a rotor-side yoke 15b as shown in FIG. In the second embodiment, as described above, the first housing 31b-1 is a spherical shell. For this reason, the rotor side yoke 15b in this 2nd Embodiment is formed so that the shape may follow the outer surface shape of the said spherical shell. That is, the rotor side yoke 15b has a shape of a part of a spherical shell. Except for this point, the rotor-side yoke 15b is the same as the rotor-side yoke 15a in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Further, the plurality of magnets 14b in the second embodiment are also shaped to match the shape of the rotor side yoke 15b along the outer surface shape of the spherical shell as described above. That is, each magnet 14b is arranged on the curved surface of the rotor side yoke 15b. Except for this point, the plurality of magnets 14b are the same as the plurality of magnets 14a in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

これら固定子STbは、第1筐体31b−1内に配置されて第1筐体31b−1に内蔵され、回転子RTbは、この第1筐体31b−1内に配置された固定子STbと、第1筐体31b−1を介して対向するように、第1筐体31b−1外に配置される。   These stators STb are arranged in the first housing 31b-1 and built in the first housing 31b-1, and the rotor RTb is a stator STb arranged in the first housing 31b-1. And disposed outside the first housing 31b-1 so as to face each other via the first housing 31b-1.

このような第2実施形態における海洋ブイSbおよび第2態様のAG型発電機PGbは、第1実施形態における海洋ブイSaおよび第1態様のAG型発電機PGaと同様の作用効果を奏する。   The ocean buoy Sb in the second embodiment and the AG type generator PGb of the second aspect have the same effects as the ocean buoy Sa and the AG type generator PGa of the first aspect in the first embodiment.

次に、アキシャルギャップ型発電機の他の態様について説明する。   Next, another aspect of the axial gap generator will be described.

(アキシャルギャップ型発電機の他の態様)
図10は、第3態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。図11は、第4態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。図12は、第5態様のアキシャルギャップ型発電機の構成を示す断面図である。
(Other aspects of axial gap generator)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the axial gap generator of the third aspect. FIG. 11: is sectional drawing which shows the structure of the axial gap type generator of a 4th aspect. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the axial gap generator of the fifth aspect.

第1および第2実施形態では、第1および第2態様のAG型発電機PGa、PGbについて説明したが、これら態様に限定されるものではなく、他の態様も取り得る。以下、第3ないし第5態様のAG型発電機PGc〜PGeについて説明する。   In the first and second embodiments, the AG generators PGa and PGb of the first and second modes have been described. However, the present invention is not limited to these modes, and other modes can be taken. Hereinafter, the AG type generators PGc to PGe of the third to fifth aspects will be described.

第3態様のAG型発電機PGcは、超伝導材料によって形成された線材を巻回したコイル12cを備えるものである。この第3態様のAG型発電機PGcは、例えば液体窒素等の冷却材が必要なことから、例えば、火力発電所の発電機、コジェネレーション発電の発電機および水力発電所の発電機等として用いられる。より具体的には、第3態様のAG型発電機PGcは、図10に示すように、筐体31cと、固定子STcと、回転子RTaとを備える。   The AG type generator PGc of the third aspect includes a coil 12c wound with a wire formed of a superconductive material. The AG-type generator PGc of the third aspect requires a coolant such as liquid nitrogen, and is used, for example, as a generator for thermal power plants, a generator for cogeneration power generation, and a generator for hydroelectric power plants. It is done. More specifically, the AG generator PGc of the third aspect includes a casing 31c, a stator STc, and a rotor RTa as shown in FIG.

第3態様のAG型発電機PGcにおける回転子RTaは、第1態様のAG型発電機PGaにおける回転子RTaと同様であるので、その説明を省略する。この回転子RTaには、燃焼ガスや水流によってタービンスクリューの回転軸に回転運動を生じさせる所定の旋回機構WMの前記回転軸に連結され、前記旋回機構WMによって得られた回転運動が前記回転軸を介して伝達され、回転子RTaは、前記回転軸回りに回転する。   Since the rotor RTa in the AG generator PGc of the third aspect is the same as the rotor RTa in the AG generator PGa of the first aspect, description thereof is omitted. The rotor RTa is connected to the rotating shaft of a predetermined turning mechanism WM that generates a rotating motion on the rotating shaft of the turbine screw by combustion gas or water flow, and the rotating motion obtained by the turning mechanism WM is the rotating shaft. The rotor RTa rotates around the rotation axis.

固定子STcは、第1態様のAG型発電機PGaにおける固定子STaと同様に、非回転部分であり、周方向に配置された複数のサブコイル121cを備えるコイル12cを備える。より具体的には、固定子STcは、例えば、固定子側ヨーク11aと、コイル12cと、コア16とを備える。これら第3態様の固定子STcにおける固定子側ヨーク11aおよびコア16は、それぞれ、第1態様の固定子STaにおける固定子側ヨーク11aおよびコア16と同様であるので、その説明を省略する。第3態様の固定子STcにおけるコイル12cは、その導体部材が超伝導材料によって形成された線材である点を除き、第1態様の固定子STaにおけるコイル12aと同様であるので、その説明を省略する。   The stator STc is a non-rotating portion, like the stator STa in the AG generator PGa of the first aspect, and includes a coil 12c including a plurality of subcoils 121c arranged in the circumferential direction. More specifically, the stator STc includes, for example, a stator side yoke 11a, a coil 12c, and a core 16. Since the stator side yoke 11a and the core 16 in the stator STc of the third mode are the same as the stator side yoke 11a and the core 16 of the stator STa of the first mode, respectively, description thereof is omitted. The coil 12c in the stator STc of the third aspect is the same as the coil 12a in the stator STa of the first aspect except that the conductor member is a wire formed of a superconducting material, and thus the description thereof is omitted. To do.

筐体31cは、第1態様のAG型発電機PGaにおける筐体31aと同様に、密閉可能な例えば略直方体形状の中空の箱体であり、固定子STaを内蔵しているが、第3態様では、上述のようにコイル12cが超伝導材料によって形成されているので、これに対応可能に構成されている。より具体的には、筐体31cは、断熱性を持つ断熱材で、あるいは、二重構造等の断熱構造で形成される。筐体31cの内部には、例えば、液体窒素等の、超伝導材料のコイル12cを冷却するための冷却材33cが一杯に充填されており、筐体31cの適所に、筐体31cの内外の圧力差を無くすための調圧機構32が配設され、そして、筐体31cの適所(図10に示す例では前記調圧機構32の配設場所)に、前記冷却材33cを冷却するための冷凍機34が配設されている。   The casing 31c is a hollow box having a substantially rectangular parallelepiped shape that can be sealed, for example, in the same manner as the casing 31a in the AG generator PGa of the first aspect, and includes the stator STa. Then, as described above, since the coil 12c is formed of a superconductive material, the coil 12c is configured to cope with this. More specifically, the housing 31c is formed of a heat insulating material having a heat insulating property or a heat insulating structure such as a double structure. The inside of the casing 31c is filled with a coolant 33c for cooling the coil 12c of superconducting material, such as liquid nitrogen, for example, and inside and outside of the casing 31c are placed at appropriate positions in the casing 31c. A pressure adjusting mechanism 32 for eliminating the pressure difference is disposed, and for cooling the coolant 33c at an appropriate position of the casing 31c (in the example shown in FIG. 10, the pressure adjusting mechanism 32 is disposed). A refrigerator 34 is provided.

そして、筐体31c外には、筐体31c内に配置された固定子STcと対向するように、回転子RTaが配置されている。この前記固定子STcと前記回転子RTaとの間に介在する筐体31cの部分(隔壁)13cは、非磁性かつ絶縁性を持つ第1材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが筐体31aの部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ第2材料で形成されている。そして、第3態様では、これら第1および第2材料は、さらに、断熱性を持つ材料である。隔壁13cの第1材料は、セラミック、ガラス、ガラス繊維および強化プラスチック等である。隔壁13cの第2材料は、例えば、スキンデプス条件を満たす薄いステンレスやチタン等の金属材料も可能である。   A rotor RTa is disposed outside the casing 31c so as to face the stator STc disposed in the casing 31c. A portion (partition wall) 13c of the casing 31c interposed between the stator STc and the rotor RTa is a non-magnetic and insulating first material or a skin depth corresponding to the power generation frequency. It is made of a second material having a resistance value that is at least 10 times greater than the thickness of the portion 31a. And in the 3rd mode, these 1st and 2nd materials are materials with heat insulation further. The first material of the partition wall 13c is ceramic, glass, glass fiber, reinforced plastic, or the like. The second material of the partition wall 13c can be, for example, a thin metal material such as stainless steel or titanium that satisfies the skin depth condition.

このような第3態様のAG型発電機PGcは、第1実施形態における第1態様のAG型発電機PGaと同様の作用効果を奏する。   Such an AG type generator PGc of the third aspect has the same effects as the AG type generator PGa of the first aspect in the first embodiment.

そして、第3態様のAG型発電機PGcでは、コイル12cにおける互いに隣接するサブコイル121c同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結されるので、第3態様のAG型発電機PGcは、コイル12cを1本の帯状の長尺な導体部材で形成可能である。そして、この構成によれば、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられているので、第3態様のAG型発電機PGcは、長手方向のひねりをほぼ無くすことができる。したがって、このような第3態様のAG型発電機PGcは、超伝導特性を保つことができる。特に、この第3態様のAG型発電機PGcは、超伝導特性を保持したまま接続する工法が未確立である酸化物系超伝導材料によってコイル12cの前記導体部材を形成する場合に、好適である。   In the AG type generator PGc of the third mode, the adjacent subcoils 121c in the coil 12c are connected in series with one winding end being the other winding start, so the AG type power generation of the third mode The machine PGc can form the coil 12c with one strip-like long conductor member. And according to this structure, since the coil part of said one winding end position and the coil part of said other winding start position are piled up in the coil axial direction, AG type generator PGc of the 3rd mode is The twist in the longitudinal direction can be almost eliminated. Therefore, the AG type generator PGc of the third aspect can maintain superconducting characteristics. In particular, the AG-type generator PGc of the third aspect is suitable when the conductor member of the coil 12c is formed of an oxide-based superconducting material whose connection method is not established while maintaining superconducting characteristics. is there.

また、第3態様のAG型発電機PGcでは、筐体31cは、隔壁13cを含め、断熱性を持つ材料で形成されるので、外界からの熱の侵入を抑制できる。したがって、この観点からも、上述のようにコイル12cにおける前記導体部材が超伝導材料である場合に、第3態様のAG型発電機PGcは、好適である。   Moreover, in the AG type generator PGc of the third aspect, since the casing 31c is formed of a heat insulating material including the partition wall 13c, it is possible to suppress the intrusion of heat from the outside. Therefore, also from this viewpoint, when the conductor member in the coil 12c is a superconductive material as described above, the AG type generator PGc of the third aspect is suitable.

第4態様のAG型発電機PGdは、インナーロータ型の発電機である。より具体的には、第4態様のAG型発電機PGdは、図11に示すように、筐体31dと、固定子STd(STd−1、STd−2)と、回転子RTdとを備える。   The AG type generator PGd of the fourth aspect is an inner rotor type generator. More specifically, the AG generator PGd of the fourth aspect includes a casing 31d, a stator STd (STd-1, STd-2), and a rotor RTd as shown in FIG.

固定子STdは、インナーロータ型であるので、回転子RTdの両側それぞれに配置できるように、2個の第1および第2固定子STd−1、STd−2を備える。第1および第2固定子STd−1、STd−2は、それぞれ、第3態様のAG型発電機PGcにおける固定子STcと同様に、非回転部分であり、周方向に配置された複数のサブコイル121cを備えるコイル12cを備える。より具体的には、第1固定子STd−1は、例えば、第1固定子側ヨーク11a−1と、第1コイル12c−1と、第1コア16−1とを備える。これら第4態様の第1固定子STdにおける第1固定子側ヨーク11aおよび第1コア16−1は、それぞれ、第1態様の固定子STaにおける固定子側ヨーク11aおよびコア16と同様であるので、その説明を省略する。第4態様の第1固定子STd−1における第1コイル12c−1は、その導体部材が超伝導材料によって形成された線材である点を除き、第1態様の固定子STaにおけるコイル12aと同様であるので、その説明を省略する。第2固定子STd−2は、例えば、第2固定子側ヨーク11a’−2と、第2コイル12c−1と、第2コア16−2とを備える。第4態様の第2固定子STdにおける第2固定子側ヨーク11a’−2は、インナーロータ型であるために、その中央位置に形成された、旋回機構WMの回転軸を挿通するための貫通開口をさらに備える点を除き、第1態様の固定子STaにおける固定子側ヨーク11aと同様であるので、その説明を省略する。コア16−2は、第1態様の固定子STaにおけるコア16と同様であるので、その説明を省略する。第4態様の第2固定子STdにおける第2コア16−2は、第1態様の固定子STaにおけるコア16と同様であるので、その説明を省略する。第4態様の第2固定子STd−2における第2コイル12c−2は、その導体部材が超伝導材料によって形成された線材である点を除き、第1態様の固定子STaにおけるコイル12aと同様であるので、その説明を省略する。   Since the stator STd is of an inner rotor type, the stator STd includes two first and second stators STd-1 and STd-2 so that they can be arranged on both sides of the rotor RTd. Each of the first and second stators STd-1 and STd-2 is a non-rotating portion, like the stator STc in the AG generator PGc of the third aspect, and has a plurality of subcoils arranged in the circumferential direction. The coil 12c provided with 121c is provided. More specifically, the first stator STd-1 includes, for example, a first stator side yoke 11a-1, a first coil 12c-1, and a first core 16-1. Since the first stator side yoke 11a and the first core 16-1 in the first stator STd of the fourth aspect are the same as the stator side yoke 11a and the core 16 of the stator STa of the first aspect, respectively. The description is omitted. The first coil 12c-1 in the first stator STd-1 of the fourth aspect is the same as the coil 12a in the stator STa of the first aspect, except that the conductor member is a wire formed of a superconductive material. Therefore, the description thereof is omitted. The second stator STd-2 includes, for example, a second stator side yoke 11a'-2, a second coil 12c-1, and a second core 16-2. Since the second stator side yoke 11a′-2 in the second stator STd of the fourth aspect is an inner rotor type, it penetrates through the rotation shaft of the turning mechanism WM formed at the center position thereof. Since it is the same as that of the stator side yoke 11a in the stator STa of the first aspect except that it further includes an opening, the description thereof is omitted. Since the core 16-2 is the same as the core 16 in the stator STa of the first aspect, the description thereof is omitted. Since the second core 16-2 in the second stator STd of the fourth aspect is the same as the core 16 in the stator STa of the first aspect, description thereof is omitted. The second coil 12c-2 in the second stator STd-2 of the fourth aspect is the same as the coil 12a in the stator STa of the first aspect except that the conductor member is a wire formed of a superconductive material. Therefore, the description thereof is omitted.

回転子RTdは、第1態様の回転子RTaと同様に、回転部分であり、周方向に配置された、前記第1および第2コイル12c−1、12c−2における複数のサブコイル121cとは異なる個数(極数)の磁石14bを備える。より具体的には、第4態様の回転子RTdは、図11に示すように、複数の磁石14dと、回転子側ヨーク15dとを備える。この第4態様では、インナーロータ型であるので、回転子RTdの両面から磁束が出るように、複数の磁石14dは、それぞれ、その両面が外部に臨むように回転子側ヨーク15dに配設されている。すなわち、回転子側ヨーク15dは、磁性体から形成された円板形状の部材であり、中央位置から等距離で周方向に等間隔に、磁石14dの外形形状に応じた形状で形成された複数の貫通開口を備える。前記複数の貫通開口それぞれに前記複数の磁石14dそれぞれが嵌め込まれて例えば接着剤等によって固定されることで、回転子側ヨーク15dは、複数の磁石14dそれぞれの両面が外部に臨むように複数の磁石14aを支持する。そして、回転子側ヨーク15dの中央位置には、前記所定の旋回機構WMの回転軸を挿通するための貫通開口が形成されている。旋回機構WMの前記回転軸は、前記貫通開口に挿通されて固定される。これによって回転子RTdは、旋回機構WMの前記回転軸と連結されて固定され、旋回機構WMによって得られた回転運動が前記回転軸を介して伝達され、前記回転軸回りに回転する。   The rotor RTd is a rotating part like the rotor RTa of the first aspect, and is different from the plurality of subcoils 121c in the first and second coils 12c-1 and 12c-2 arranged in the circumferential direction. The number (pole number) of magnets 14b is provided. More specifically, as shown in FIG. 11, the rotor RTd of the fourth aspect includes a plurality of magnets 14d and a rotor-side yoke 15d. In this fourth mode, since it is an inner rotor type, the plurality of magnets 14d are arranged on the rotor side yoke 15d so that both surfaces of the rotor 14d face the outside so that the magnetic flux is generated from both sides of the rotor RTd. ing. That is, the rotor-side yoke 15d is a disk-shaped member formed of a magnetic material, and is formed in a plurality of shapes corresponding to the outer shape of the magnet 14d at equal intervals in the circumferential direction at equal distances from the center position. The through-opening is provided. Each of the plurality of magnets 14d is fitted in each of the plurality of through openings and fixed by, for example, an adhesive, so that the rotor side yoke 15d has a plurality of magnets 14d so that both surfaces of the magnet 14d face the outside. The magnet 14a is supported. A through-opening for inserting the rotation shaft of the predetermined turning mechanism WM is formed at the center position of the rotor side yoke 15d. The rotation shaft of the turning mechanism WM is inserted through the through opening and fixed. As a result, the rotor RTd is connected and fixed to the rotation shaft of the turning mechanism WM, and the rotational motion obtained by the turning mechanism WM is transmitted through the rotation shaft and rotates around the rotation shaft.

筐体31dは、第1態様のAG型発電機PGaにおける筐体31aと同様に、密閉可能な例えば略直方体形状の中空の箱体であり、第1および第2固定子STd−1、STd−2を内蔵しているが、第4態様でも、上述のようにコイル12cが超伝導材料によって形成されているので、これに対応可能に構成されている。そして、第4態様では、インナーロータ型であるため、筐体31dは、第1固定子STd−1を内蔵するための第1室と、第2固定子STd−2を内蔵するための第2室と、これら第1室と第2室との間に回転子を配置するための第3室とに、区分けするために、板形状の2枚の第1および第2隔壁13c−1、13c−2とを備える。これら第1および第2隔壁13c−1、13c−2は、箱体の筐体31dにおける上面から底面に向けて所定の間隔を空けて順次に筐体31d内に配設されている。第1および第2隔壁13c−1、13c−2は、第3態様の隔壁13cと同様に、非磁性かつ絶縁性を持つ第1材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが筐体31aの部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ第2材料で形成され、これら第1および第2材料は、さらに、断熱性を持つ材料である。第1室に臨む第1隔壁13c−1上には、第1固定子STd−1が配設され、第2室に臨む第2隔壁上には、第2固定子STd−2が配設される。そして、第3室には、第1および第2室それぞれ内に配置された第1および第2固定子STd−1、STd−21それぞれと対向するように、回転子RTdが配置されている。したがって、第1隔壁13c−1は、第1固定子STd−1と回転子RTdとの間に介在し、第2隔壁13c−2は、第2固定子STd−2と回転子RTdとの間に介在する。   The casing 31d is, for example, a substantially rectangular parallelepiped hollow box that can be sealed, like the casing 31a in the AG generator PGa of the first aspect, and the first and second stators STd-1, STd- 2, the coil 12c is also formed of a superconducting material as described above, so that it can be adapted to this. And in the 4th mode, since it is an inner rotor type, case 31d has the 1st chamber for incorporating 1st stator STd-1, and the 2nd for incorporating 2nd stator STd-2. Two plate-shaped first and second partition walls 13c-1 and 13c for partitioning into a chamber and a third chamber for arranging a rotor between the first chamber and the second chamber -2. The first and second partition walls 13c-1 and 13c-2 are sequentially arranged in the housing 31d with a predetermined interval from the top surface to the bottom surface of the box housing 31d. The first and second partition walls 13c-1 and 13c-2 have a nonmagnetic and insulating first material or skin depth corresponding to the power generation frequency of the casing 31a, as in the partition wall 13c of the third mode. It is formed of a second material having a resistance value that is 10 times or more larger than the thickness of the portion, and these first and second materials are materials having heat insulation properties. A first stator STd-1 is disposed on the first partition 13c-1 facing the first chamber, and a second stator STd-2 is disposed on the second partition facing the second chamber. The A rotor RTd is disposed in the third chamber so as to face the first and second stators STd-1 and STd-21 disposed in the first and second chambers, respectively. Accordingly, the first partition 13c-1 is interposed between the first stator STd-1 and the rotor RTd, and the second partition 13c-2 is between the second stator STd-2 and the rotor RTd. Intervene in.

また、箱体の筐体31dにおける底面および第2隔壁13c−2それぞれには、略中央位置に貫通開口がそれぞれ形成され、第3室には、箱体の筐体31dにおける底面と第2隔壁13c−2との間に、箱体の筐体31dにおける底面に形成された前記貫通開口および第2隔壁13c−2に形成された前記貫通開口それぞれに連通する円筒部材35が配設され、この円筒部材35内に、回転子RTdに連結される旋回機構WMの回転軸が挿通している。   Further, a through opening is formed at a substantially central position in each of the bottom surface of the box housing 31d and the second partition wall 13c-2, and the third chamber has a bottom surface and a second partition wall in the box housing 31d. 13c-2 is provided with a cylindrical member 35 that communicates with each of the through opening formed in the bottom surface of the box casing 31d and the through opening formed in the second partition wall 13c-2. A rotating shaft of a turning mechanism WM connected to the rotor RTd is inserted into the cylindrical member 35.

筐体31dにおける第1および第2室内には、前記冷却材33cが一杯に充填されており、筐体31dの適所に、前記調圧機構32が配設され、そして、筐体31cの適所(図11に示す例では前記調圧機構32の配設場所)に、前記冷却材33cを冷却するための冷凍機34が配設されている。そして、筐体31dには、第1室の冷却材33cと第2室の冷却材33cとを互いに流通させるための図略の複数の流通管が配設されている。   The first and second chambers of the housing 31d are filled with the coolant 33c, the pressure adjusting mechanism 32 is disposed at an appropriate position of the housing 31d, and an appropriate position ( In the example shown in FIG. 11, a refrigerator 34 for cooling the coolant 33 c is disposed at a location where the pressure adjusting mechanism 32 is disposed. The casing 31d is provided with a plurality of flow pipes (not shown) for allowing the coolant 33c in the first chamber and the coolant 33c in the second chamber to flow through each other.

このような第4態様のAG型発電機PGdは、第1実施形態における第1態様のAG型発電機PGaと同様の作用効果を奏する。そして、第4態様のAG型発電機PGdは、回転子RTdの両側にそれぞれ配置される2個の第1および第2コイル12a−1、12a−2を備えるので、片側に配置される1個のコイル12の場合に較べて、旋回機構WMによって生成された回転運動をより効率よく電力に変換できる。   Such an AG type generator PGd of the fourth aspect has the same effects as the AG type generator PGa of the first aspect in the first embodiment. And since AG type generator PGd of a 4th aspect is provided with the two 1st and 2nd coils 12a-1 and 12a-2 which are each arrange | positioned at the both sides of rotor RTd, one piece arrange | positioned at one side. As compared with the case of the coil 12, the rotational motion generated by the turning mechanism WM can be more efficiently converted into electric power.

第5態様のAG型発電機PGeは、アウターロータ型の発電機である。より具体的には、第5態様のAG型発電機PGeは、図12に示すように、筐体31eと、固定子STeと、回転子RTeとを備える。   The AG generator PGe of the fifth aspect is an outer rotor type generator. More specifically, the AG-type generator PGe of the fifth aspect includes a casing 31e, a stator STe, and a rotor RTe as shown in FIG.

固定子STeは、第3態様のAG型発電機PGcにおける固定子STcと同様に、非回転部分であり、周方向に配置された複数のサブコイル121cを備えるコイル12cを備える。より具体的には、固定子STeは、例えば、コイル12cと、コア16とを備える。この第5態様では、アウターロータ型であるため、固定子STeは、回転子RTeからの磁束をコイル12cの両面から受けるために、第1態様の固定子側ヨーク11aのような固定子側ヨークを備えていない。これら第5態様の固定子STeにおけるコア16は、第1態様の固定子STaにおけるコア16と同様であるので、その説明を省略する。第5態様の固定子STeにおけるコイル12cは、その導体部材が超伝導材料によって形成された線材である点を除き、第1態様の固定子STaにおけるコイル12aと同様であるので、その説明を省略する。   The stator STe is a non-rotating portion, like the stator STc in the AG generator PGc of the third aspect, and includes a coil 12c including a plurality of subcoils 121c arranged in the circumferential direction. More specifically, the stator STe includes a coil 12c and a core 16, for example. In this fifth aspect, since it is an outer rotor type, the stator STe receives the magnetic flux from the rotor RTe from both surfaces of the coil 12c, so that the stator side yoke such as the stator side yoke 11a of the first aspect is used. Not equipped. Since the core 16 in the stator STe of the fifth aspect is the same as the core 16 in the stator STa of the first aspect, description thereof is omitted. The coil 12c in the stator STe of the fifth aspect is the same as the coil 12a in the stator STa of the first aspect except that the conductor member is a wire formed of a superconducting material, and thus the description thereof is omitted. To do.

回転子RTeは、アウターロータ型であるので、固定子STeの両側それぞれに配置できるように、2個の第1および第2回転子STe−1、STe−2を備える。第1および第2回転STe−1、STe−2は、それぞれ、第1態様のAG型発電機PGaにおける回転子STaと同様に、回転部分であり、周方向に配置された、固定子STeにおけるコイル12cの複数のサブコイル121cとは異なる個数(極数)の磁石14aを備える。より具体的には、第1回転子RTe−1は、例えば、複数の第1磁石14a−1と、第1回転子側ヨーク15a−1とを備える。これら第5態様の第1回転子RTe−1における複数の第1磁石14a−1および第1回転子側ヨーク15a−1は、それぞれ、第1態様の回転子RTaにおける複数の磁石14aおよび回転子側ヨーク15aと同様であるので、その説明を省略する。第2回転子RTe−2は、例えば、複数の第2磁石14a−2と、第2回転子側ヨーク15a−2とを備える。これら第5態様の第2回転子RTe−2における複数の第2磁石14a−2および第2回転子側ヨーク15a−2も、それぞれ、第1態様の回転子RTaにおける複数の磁石14aおよび回転子側ヨーク15aと同様であるので、その説明を省略する。そして、第1および第2回転子RTe−1、RTe−2は、固定子STeを介して、磁石14a−1、14a−2を配置した各面で互いに対向するように、前記所定の旋回機構WMの回転軸に連結されている。これによって第1および第2回転子RTe−1、RTe−2は、旋回機構WMによって得られた回転運動が前記回転軸を介して伝達され、前記回転軸回りに回転する。   Since the rotor RTe is of an outer rotor type, the rotor RTe includes two first and second rotors STe-1 and STe-2 so that they can be arranged on both sides of the stator STe. The first and second rotations STe-1 and STe-2 are rotating portions, respectively, in the stator STe arranged in the circumferential direction, like the rotor STa in the AG generator PGa of the first aspect. A number (number of poles) of magnets 14a different from the plurality of subcoils 121c of the coil 12c are provided. More specifically, the first rotor RTe-1 includes, for example, a plurality of first magnets 14a-1 and a first rotor-side yoke 15a-1. The plurality of first magnets 14a-1 and the first rotor side yoke 15a-1 in the first rotor RTe-1 of the fifth aspect are respectively the plurality of magnets 14a and the rotor in the rotor RTa of the first aspect. Since it is the same as that of the side yoke 15a, its description is omitted. The second rotor RTe-2 includes, for example, a plurality of second magnets 14a-2 and a second rotor side yoke 15a-2. The plurality of second magnets 14a-2 and the second rotor side yoke 15a-2 in the second rotor RTe-2 of the fifth aspect are also respectively the plurality of magnets 14a and the rotor in the rotor RTa of the first aspect. Since it is the same as that of the side yoke 15a, its description is omitted. The first and second rotors RTe-1 and RTe-2 are arranged to face each other on the surfaces where the magnets 14a-1 and 14a-2 are arranged via the stator STe. It is connected to the rotating shaft of the WM. As a result, the first and second rotors RTe-1 and RTe-2 are rotated about the rotation axis by transmitting the rotation motion obtained by the turning mechanism WM via the rotation axis.

筐体31eは、第1態様のAG型発電機PGaにおける筐体31aと同様に、密閉可能な例えば比較的扁平な略直方体形状の中空の箱体であり、固定子STeを内蔵しているが、第5態様でも、上述のようにコイル12cが超伝導材料によって形成されているので、これに対応可能に構成されている。そして、第5態様では、アウターロータ型であるため、箱体の筐体31eの上面外側には、筐体31e内に配置された固定子STeと対向するように、第1回転子RTe−1が配置され、その底面外側には、筐体31e内に配置された固定子STeと対向するように、第2回転子RTe−2が配置されている。この第1回転子RTe−1と固定子STeとの間に介在する筐体31eの部分(リング板状の第1隔壁)13d−1と、第2回転子RTe−2と固定子STeとの間に介在する筐体31eの部分(リング板状の第2隔壁)13d−2とは、それぞれ、第3態様の隔壁13cと同様に、非磁性かつ絶縁性を持つ第1材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが筐体31aの部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ第2材料で形成され、これら第1および第2材料は、さらに、断熱性を持つ材料である。   The casing 31e is, for example, a relatively flat, substantially rectangular parallelepiped hollow box that can be hermetically sealed and has a built-in stator STe, similar to the casing 31a in the AG generator PGa of the first aspect. In the fifth aspect, the coil 12c is formed of a superconducting material as described above, and is configured to cope with this. In the fifth aspect, since the outer rotor type is used, the first rotor RTe-1 is disposed on the outer surface of the upper surface of the box-shaped casing 31e so as to face the stator STe disposed in the casing 31e. The second rotor RTe-2 is disposed outside the bottom surface so as to face the stator STe disposed in the housing 31e. A portion (ring plate-shaped first partition) 13d-1 of the casing 31e interposed between the first rotor RTe-1 and the stator STe, and the second rotor RTe-2 and the stator STe The part (ring plate-shaped second partition wall) 13d-2 interposed between them is the same as the third embodiment partition wall 13c, or a non-magnetic and insulating first material, or power generation The skin depth corresponding to the frequency is formed of a second material having a resistance value 10 times or more larger than the thickness of the portion of the casing 31a, and these first and second materials are further heat insulating materials.

また、比較的扁平な箱体の筐体31eにおける上面および底面それぞれには、略中央位置に貫通開口がそれぞれ形成され、筐体31eにおける上面および底面との間に、その上面に形成された前記貫通開口およびその底面に形成された前記貫通開口それぞれに連通する円筒部材36が配設され、この円筒部材36内に、第2回転子RTe−2を挿通して第1回転子dに連結される旋回機構WMの回転軸が挿通している。   Further, a through opening is formed at a substantially central position on each of the upper surface and the bottom surface of the relatively flat box body 31e, and the upper surface and the bottom surface of the housing 31e are formed on the upper surface. A cylindrical member 36 communicating with each of the through-opening and the through-opening formed on the bottom surface thereof is disposed, and the second rotor RTe-2 is inserted into the cylindrical member 36 and connected to the first rotor d. The rotating shaft of the turning mechanism WM is inserted.

筐体31eの内部には、前記冷却材33cが一杯に充填されており、筐体31eの適所に、前記調圧機構32が配設され、そして、筐体31cの適所(図12に示す例では前記調圧機構32の配設場所)に、前記冷凍機34が配設されている。   The inside of the housing 31e is filled with the coolant 33c, the pressure regulating mechanism 32 is disposed at an appropriate position of the housing 31e, and an appropriate position of the housing 31c (example shown in FIG. 12). Then, the refrigerator 34 is disposed at a position where the pressure adjusting mechanism 32 is disposed.

このような第5態様のAG型発電機PGeは、第1実施形態における第1態様のAG型発電機PGaと同様の作用効果を奏する。そして、第5態様のAG型発電機PGeは、固定子STeの両側にそれぞれ配置される2個の第1および第2回転子RTe−1、RTe−2を備えるので、片側に配置される1個の回転子RTの場合に較べて、旋回機構WMによって生成された回転運動をより効率よく電力に変換できる。   Such an AG type generator PGe of the fifth aspect has the same effects as the AG type generator PGa of the first aspect in the first embodiment. And since AG type generator PGe of a 5th aspect is provided with two 1st and 2nd rotors RTe-1 and RTe-2 each arrange | positioned at the both sides of stator STe, 1 arrange | positioned at one side. Compared to the case of the single rotor RT, the rotational motion generated by the turning mechanism WM can be more efficiently converted into electric power.

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。   In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.

Sa、Sb 海洋ブイ
PGa、PGb、PGc、PGd、PGe アキシャルギャップ型発電機
STa、STb、STc、STd、STe 固定子(ステータ)
RTa、RTb、RTc、RTd、RTe 回転子(ロータ)
WW 旋回翼
WM 旋回機構
11a、11b 固定子側ヨーク
12a、12b、12c コイル
13a、13b、13c、13d 隔壁
14a、14b、14c 磁石
15a、15b、15d 回転子側ヨーク
16 コア
31a、31b、31c 筐体
Sa, Sb Marine buoys PGa, PGb, PGc, PGd, PGe Axial gap generators STa, STb, STc, STd, STe Stator
RTa, RTb, RTc, RTd, RTe Rotor (rotor)
WW Swivel blade WM Swivel mechanism 11a, 11b Stator side yokes 12a, 12b, 12c Coils 13a, 13b, 13c, 13d Bulkheads 14a, 14b, 14c Magnets 15a, 15b, 15d Rotor side yoke 16 Cores 31a, 31b, 31c body

Claims (12)

コイルを備える固定子と、
磁石を備え、前記固定子から回転軸方向に間隔を空けて配置される回転子とを備え、
前記コイルは、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるようにコイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材と、前記コイル状に巻回された前記帯状の導体部材における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の複数のサブコイルを備え、
前記複数のサブコイルは、回転軸の位置を中心に周方向に配置され、互いに隣接するサブコイル同士は、一方の巻き終わりが他方の巻始めとなって直列に連結され、前記一方の巻き終わり位置のコイル部分と前記他方の巻始めの位置のコイル部分とがコイル軸方向で重ねられていること
を特徴とするアキシャルギャップ型発電機。
A stator with a coil;
A magnet, and a rotor arranged at an interval from the stator in the direction of the rotation axis,
The coil is wound in a coil shape so that the coil is wound from the inner circumference side for the first time and finished on the outer circumference side, and a long strip-shaped conductor member whose width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction, and the coil A plurality of subcoils having a single pancake structure including an insulating member disposed between the turns in the strip-shaped conductor member wound in a shape;
The plurality of subcoils are arranged in the circumferential direction around the position of the rotation axis, and adjacent subcoils are connected in series, with one winding end being the other winding start, and the one winding end position being An axial gap generator, wherein the coil portion and the coil portion at the other winding start position are overlapped in the coil axis direction.
前記導体部材は、超伝導材料によって形成された線材であること
を特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to claim 1, wherein the conductor member is a wire formed of a superconducting material.
前記固定子は、前記回転子に臨む面とは反対面上に設けられ、磁性体から形成された固定子側ヨークをさらに備えること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のアキシャルギャップ型発電機。
3. The axial gap according to claim 1, wherein the stator further includes a stator-side yoke that is provided on a surface opposite to a surface facing the rotor, and is formed of a magnetic material. Type generator.
前記固定子側ヨークは、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮成形することによって形成された部材であること
を特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to claim 3, wherein the stator side yoke is a member formed by compression molding soft magnetic powder having an insulating film.
前記固定子側ヨークは、コイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の電磁軟鉄または純鉄と、前記コイル状に巻回された前記帯状の電磁軟鉄または純鉄における各ターン間に配置される絶縁部材とを備えるシングルパンケーキ構造の部材であること
を特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The stator-side yoke is wound in a coil shape, the length of the strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron whose width in the coil axial direction is longer than the thickness in the coil radial direction, and the coil-shaped winding 4. The axial gap generator according to claim 3, wherein the axial gap generator is a single pancake structure member including an insulating member disposed between each turn in a band-shaped electromagnetic soft iron or pure iron.
前記帯状の電磁軟鉄または純鉄は、発電周波数に対応したスキンデプス以下の厚さであること
を特徴とする請求項5に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to claim 5, wherein the strip-shaped electromagnetic soft iron or pure iron has a thickness equal to or less than a skin depth corresponding to a power generation frequency.
前記回転子は、前記固定子に臨む面とは反対面上に、磁性体から形成された回転子側ヨークをさらに備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The said rotor is further equipped with the rotor side yoke formed from the magnetic body on the surface opposite to the surface which faces the said stator. The Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Axial gap type generator.
前記帯状の導体部材は、発電周波数に対応したスキンデプス以下の厚さであること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the strip-shaped conductor member has a thickness equal to or less than a skin depth corresponding to a power generation frequency.
密閉可能な筐体をさらに備え、
前記固定子は、前記筐体内に配置され、
前記回転子は、前記筐体外に配置され、
前記固定子と前記回転子との間に介在する前記筐体の部分は、非磁性かつ絶縁性を持つ材料、または、発電周波数に対応したスキンデプスが前記筐体の部分の厚さより10倍以上大きい抵抗値を持つ材料で形成されていること
を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電機。
Further equipped with a sealable housing,
The stator is disposed in the housing;
The rotor is disposed outside the housing;
The casing portion interposed between the stator and the rotor is made of a non-magnetic and insulating material, or the skin depth corresponding to the power generation frequency is 10 times or more than the thickness of the casing portion. The axial gap generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the generator is made of a material having a large resistance value.
前記非磁性かつ絶縁性を持つ材料は、さらに断熱性を持つこと
を特徴とする請求項9に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to claim 9, wherein the non-magnetic and insulating material further has a heat insulating property.
前記磁石は、永久磁石であり、
前記磁石における回転方向の幅および厚さをそれぞれWPMおよびTPMとし、前記コイルの厚さをTとし、前記磁石と前記コイルとの対向面間の距離をgとする場合に、WPM/(TPM+T+g)≧1.5の扁平条件を満たすこと
を特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The magnet is a permanent magnet,
When the W PM and T PM width in the rotational direction and a thickness in the magnet, respectively, the thickness of the coil and T C, the distance between the facing surfaces of the said magnet coil and g, W PM / (T PM + T C + g) axial gap dynamo according to any one of claims 1 to 10, characterized in that ≧ 1.5 flat condition is satisfied.
前記複数のサブコイルそれぞれの各芯部内に配置されたコアをさらに備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電機。
The axial gap generator according to any one of claims 1 to 11, further comprising a core disposed in each core portion of each of the plurality of subcoils.
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