JPH03235796A - 超電導電磁推進船用推進装置 - Google Patents
超電導電磁推進船用推進装置Info
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- JPH03235796A JPH03235796A JP2933490A JP2933490A JPH03235796A JP H03235796 A JPH03235796 A JP H03235796A JP 2933490 A JP2933490 A JP 2933490A JP 2933490 A JP2933490 A JP 2933490A JP H03235796 A JPH03235796 A JP H03235796A
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- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
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- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
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- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超電導電磁推進船に関し、特に推進効率を大幅
に向上させ得る電極構造を有する推進装置に関する。
に向上させ得る電極構造を有する推進装置に関する。
超電導電磁推進船の推進装置としては種々の装置が提案
されているが、海水中に流した直流電流と船体側の超電
導コイルからかけた直流磁場の相互作用で推進力を得る
ようにした方式が効率的に優れている。特にそのうちで
も船体内部を前後方向に貫通する推進ダクト内の海水中
に電磁力を発生させる内部磁場方式が有力視されている
（例えば特公昭５０−７７号、出願人等が開発研究中の
実験船ヤマトー１号等。）。
されているが、海水中に流した直流電流と船体側の超電
導コイルからかけた直流磁場の相互作用で推進力を得る
ようにした方式が効率的に優れている。特にそのうちで
も船体内部を前後方向に貫通する推進ダクト内の海水中
に電磁力を発生させる内部磁場方式が有力視されている
（例えば特公昭５０−７７号、出願人等が開発研究中の
実験船ヤマトー１号等。）。
第９図はこのような内部磁場方式を採用した推進装置の
基本構造を示す斜視図である。この推進装置は推進ダク
ト１内に超電導磁石２と陰陽両電極３．４とを収納して
構成したものである。推進ダクト１内に存在する海水中
に磁場を形成するための超電導磁石２は、超電導線材か
らなる超電導コイル５（図示のものはくら型の超電導コ
イルを用いている。）とこれを収納するクライオスタッ
ト６から構成される。陰陽両電極３．４は同一形状の平
板状のもので、推進ダクト１内で対向して推進ダクト１
内の海水中に電流を流すようになっている。
基本構造を示す斜視図である。この推進装置は推進ダク
ト１内に超電導磁石２と陰陽両電極３．４とを収納して
構成したものである。推進ダクト１内に存在する海水中
に磁場を形成するための超電導磁石２は、超電導線材か
らなる超電導コイル５（図示のものはくら型の超電導コ
イルを用いている。）とこれを収納するクライオスタッ
ト６から構成される。陰陽両電極３．４は同一形状の平
板状のもので、推進ダクト１内で対向して推進ダクト１
内の海水中に電流を流すようになっている。
第１０図は第９図のｘ−Ｘ線に沿う断面図で、図中ｊは
電極２．３間に流れる海水電流、Ｂは超電導磁石２によ
り形成される磁場を示す。この海水電流ｊと磁場Ｂによ
り船体に働く推進力ｆ（ｆ＝ ｊ ｘＢ ）は紙面に対
し垂直方向に作用する。
電極２．３間に流れる海水電流、Ｂは超電導磁石２によ
り形成される磁場を示す。この海水電流ｊと磁場Ｂによ
り船体に働く推進力ｆ（ｆ＝ ｊ ｘＢ ）は紙面に対
し垂直方向に作用する。
しかしながら、従来の推進装置においては通電効率をあ
まり向上させることができないという問題があった。
まり向上させることができないという問題があった。
この原因としては次の２点か考えられている。
即ち、
１）同寸法、同形状の電極３．４を採用し、これを推進
ダクト１内に平行に対向配置しているため、陰陽両電極
３．４の反応面積が同じになること； ２）陰陽両電極３．４の海水の流れ方向の縁が推進ダク
ト１の内壁面に触れていること・である。
ダクト１内に平行に対向配置しているため、陰陽両電極
３．４の反応面積が同じになること； ２）陰陽両電極３．４の海水の流れ方向の縁が推進ダク
ト１の内壁面に触れていること・である。
本発明はこれらの点に鑑みてなしたもので、電極間の通
電効率を上げ、超電導電磁推進船の推進装置として高効
率を発揮し得る装置を提供することを目自勺とするもの
である。
電効率を上げ、超電導電磁推進船の推進装置として高効
率を発揮し得る装置を提供することを目自勺とするもの
である。
上記目的を達成するために本発明は、推進ダクト内に陰
陽両極を対向配置してなる超電導電磁推進船用推進装置
において、上記陰極の面積を上記陽極の面積よりも大き
くした構成を有し、陰極の反応面積を陽極に対して大き
くするようにしたものである。この場合において、上記
陰陽両電極の少なくとも推進ダクトの流れに沿う縁を推
進ダクトの内壁面から離した構成とすることにより通電
効率をさらに上げることができる。
陽両極を対向配置してなる超電導電磁推進船用推進装置
において、上記陰極の面積を上記陽極の面積よりも大き
くした構成を有し、陰極の反応面積を陽極に対して大き
くするようにしたものである。この場合において、上記
陰陽両電極の少なくとも推進ダクトの流れに沿う縁を推
進ダクトの内壁面から離した構成とすることにより通電
効率をさらに上げることができる。
通電効率を最適化するには上記陰極の面積を上記陽極の
面積の３ないし４倍にするとよい。
面積の３ないし４倍にするとよい。
また、上記陰極を曲折形成し、上記陽極を囲繞する形状
としてもよい。この場合、上記陽極を半球状とし、球面
側を上記陰極側に向けた構成とすることもできる。
としてもよい。この場合、上記陽極を半球状とし、球面
側を上記陰極側に向けた構成とすることもできる。
さらには、上記陽極を線状とし、上記陰極を板状とする
こともできる。
こともできる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、
以下では従来と同一ないし類似の部分には同一の符号を
付して説明する。
以下では従来と同一ないし類似の部分には同一の符号を
付して説明する。
第１図イ、口、ハは、電極間隔を３０ｍｍとした場合の
推進ダクトへの電極配置を模式的に示す図で、第１図イ
か平面図、口が側面図、ハが横断面図である。推進ダク
ト１の全長は約３０００ｍｍ、口径は２４０ｍｍである
。陰陽両電極３．４の間隔、即ち海水の流路２０の幅Ｗ
１は３０ｍｍであり、陰極４の幅Ｗ２は１２８ｍｍ、陽
極４の幅Ｗ３は３２ｍｍである。陰陽両電極３．４の流
路２０の流れに沿う縁は図示のように推進ダクト１の内
壁面から離しである。換言すれば推進ダクト１の口径を
画電極３．４よりも十分大きくしである。
推進ダクトへの電極配置を模式的に示す図で、第１図イ
か平面図、口が側面図、ハが横断面図である。推進ダク
ト１の全長は約３０００ｍｍ、口径は２４０ｍｍである
。陰陽両電極３．４の間隔、即ち海水の流路２０の幅Ｗ
１は３０ｍｍであり、陰極４の幅Ｗ２は１２８ｍｍ、陽
極４の幅Ｗ３は３２ｍｍである。陰陽両電極３．４の流
路２０の流れに沿う縁は図示のように推進ダクト１の内
壁面から離しである。換言すれば推進ダクト１の口径を
画電極３．４よりも十分大きくしである。
これは、第６図に示す実験結果に基づき同一の電極を用
いた場合にはダクト径が大きいほうが電気抵抗が小さい
（１６〜１８％減）との知験によるものである。なお第
６図は、３０ｍｍ〜８０ｍｍの口径を有する円筒型電解
槽内に３．５ｗｔ％のＮａＣ１溶液を電解液として満た
し、Ｐ ｔ ／ Ｔ ｉ又はＤＳＥＯ２の陽極及びＰ
ｔ ／ Ｔ ｉの陰極を配して所定の電流密度５０００
Ａ／ｍ 、４０００Ａ ／ ｍ ２．３０００ Ａ
／ ｍ ２．２０００ Ａ ／ ｍ ”を得るようにし
て行なった実験の結果を示す。
いた場合にはダクト径が大きいほうが電気抵抗が小さい
（１６〜１８％減）との知験によるものである。なお第
６図は、３０ｍｍ〜８０ｍｍの口径を有する円筒型電解
槽内に３．５ｗｔ％のＮａＣ１溶液を電解液として満た
し、Ｐ ｔ ／ Ｔ ｉ又はＤＳＥＯ２の陽極及びＰ
ｔ ／ Ｔ ｉの陰極を配して所定の電流密度５０００
Ａ／ｍ 、４０００Ａ ／ ｍ ２．３０００ Ａ
／ ｍ ２．２０００ Ａ ／ ｍ ”を得るようにし
て行なった実験の結果を示す。
第２図イ、口、ハは、同じく電極間隔を５０ｍｍとした
場合を模式的に示す図で、流路２０の幅Ｗ１が５０ｍｍ
であり、陰極４、陽極４の幅Ｗ２、Ｗ３は第１図の場合
と同じである。
場合を模式的に示す図で、流路２０の幅Ｗ１が５０ｍｍ
であり、陰極４、陽極４の幅Ｗ２、Ｗ３は第１図の場合
と同じである。
また第３図イ、口、ハ、第４図イ、口、ハも、同じく電
極間隔を夫々７０ｍｍ、１００ｍｍとした場合を模式的
に示す図で、各幅Ｗ１、Ｗ２、ｗ３は第１図の場合と同
じである。
極間隔を夫々７０ｍｍ、１００ｍｍとした場合を模式的
に示す図で、各幅Ｗ１、Ｗ２、ｗ３は第１図の場合と同
じである。
なおこれら各図においては、超電導コイル等は図示を省
略しである。
略しである。
上記第１図ないし第４図の配置状態において、電極間隔
及び電極面積比を変化させた場合の実験結果を別表１．
２に示す。なお別表１．２において、型欄のＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄは夫々第５図Ａ−１からＤ−４までのＡ型、Ｂ型、
Ｃ型、Ｄ型に対応する。
及び電極面積比を変化させた場合の実験結果を別表１．
２に示す。なお別表１．２において、型欄のＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄは夫々第５図Ａ−１からＤ−４までのＡ型、Ｂ型、
Ｃ型、Ｄ型に対応する。
この別表１．２に示されるように、従来と同様に同寸法
、同形状の陰陽両電極３．４を推進タクト１内に平行配
置したＡ型に比べ、その他の型の場合はいずれも各テー
クが改良されていることがわかる。
、同形状の陰陽両電極３．４を推進タクト１内に平行配
置したＡ型に比べ、その他の型の場合はいずれも各テー
クが改良されていることがわかる。
次に、電極形状を変えた場合の実験結果を別表３に示す
。
。
この実験における陰陽両電極３．４の形状及び配置態様
を第７図に示す、第７図中のＮｏ、１〜６は別表３中の
Ｎｏ、１〜６に対応する。別表３に示すように電極面積
比を変えて、陰極面積を陽極面積よりも大きくすると抵
抗値の減少に伴って通電電流値が大きく増加することが
わかる。
を第７図に示す、第７図中のＮｏ、１〜６は別表３中の
Ｎｏ、１〜６に対応する。別表３に示すように電極面積
比を変えて、陰極面積を陽極面積よりも大きくすると抵
抗値の減少に伴って通電電流値が大きく増加することが
わかる。
第８図イ、口、ハ、二、ホは以上述べてきた陰極面積を
陽極面積よりも大きくした場合であって、電極形状を変
化させた場合の効率変化を模式的に示す図で、電気力線
が効率化する状態を示している。第８図イは平板電極で
、陰極３を推進ダクト１の内壁面に接するようにした場
合、第８図口は陰極３を推進ダクト１の内壁面から離し
た場合、第８図ハは陰極３を曲折させ、陽極４を囲繞す
るようにした場合、第８ｌ：は陽極４を半球状にしかつ
陰ｆｌ！３を曲折させて陽極４を囲繞するようにした場
合、第８図示は板状の陰極３と線状の陽＆４を採用した
場合である。図中矢印で示す線が電気力線である。なお
、第８図ハ、二から分かるように、百雷［３，４間から
の漏れ電場を電極間へ入れ込むようにすれば効率の上昇
を望めることかわかる。また図示せぬが、電荷が突部へ
集中することに鑑みれば、電極３．４に突起を形成すれ
ばさらに効率化が望める。
陽極面積よりも大きくした場合であって、電極形状を変
化させた場合の効率変化を模式的に示す図で、電気力線
が効率化する状態を示している。第８図イは平板電極で
、陰極３を推進ダクト１の内壁面に接するようにした場
合、第８図口は陰極３を推進ダクト１の内壁面から離し
た場合、第８図ハは陰極３を曲折させ、陽極４を囲繞す
るようにした場合、第８ｌ：は陽極４を半球状にしかつ
陰ｆｌ！３を曲折させて陽極４を囲繞するようにした場
合、第８図示は板状の陰極３と線状の陽＆４を採用した
場合である。図中矢印で示す線が電気力線である。なお
、第８図ハ、二から分かるように、百雷［３，４間から
の漏れ電場を電極間へ入れ込むようにすれば効率の上昇
を望めることかわかる。また図示せぬが、電荷が突部へ
集中することに鑑みれば、電極３．４に突起を形成すれ
ばさらに効率化が望める。
本発明は推進ダクト内に陰陽両極を対向配置してなる超
電導電磁推進船用推進装置において、陰極の面積を陽極
の面積よりも大きくした構成としたので、通電効率が上
昇し、推進装置としてのパワーをアップさせることかで
きるようになるという効果かある。また、陽極が小さく
てすむので、陽極材が少なくてすむという効果もある。
電導電磁推進船用推進装置において、陰極の面積を陽極
の面積よりも大きくした構成としたので、通電効率が上
昇し、推進装置としてのパワーをアップさせることかで
きるようになるという効果かある。また、陽極が小さく
てすむので、陽極材が少なくてすむという効果もある。
さらに、通電電流の増加、電解抵抗の減少により、従来
と同一の推進効率の装置とするには電源が小さくて済み
、軽量化が望まれる電磁推進船にとっては望ましいもの
になるという効果を奏する。
と同一の推進効率の装置とするには電源が小さくて済み
、軽量化が望まれる電磁推進船にとっては望ましいもの
になるという効果を奏する。
（以下このページ余白）
第１図イ、口、ハは、電極間隔を３０ｍｍとした場合の
推進ダクトへの電極配置を模式的に示す図で、イが平面
図、口が側面図、ハが横断面図、第２図イ、口、ハは、
同じく電極間隔を５０ｍｍとした場合を模式的に示す平
面図、側面図、横断面図、第３図イ、口、ハは、同じく
電極間隔を７Ｑｍｍとした場合を模式的に示す平面図、
側面図、横断面図、第４区イ、口、ハは、同じく電極間
隔を１００ｍｍとした場合を模式的に示す平面図、側面
図、横断面図、第５図は陰陽両電極の配置態様を模式的
に示す断面図、第６図は推進タクトと電気抵抗の関係を
示すグラフ、第７図Ｎｏ。 １〜６は陰陽両電極の形状及び配置態様を模式的に示す
斜視図、第８図イ〜ホは陰極面積を陽極面積よりも大き
くしかつ電極形状を変化させた場合の効率変化を模式的
に示す断面図、第９図は内部磁場方式を採用した従来の
推進装置の基本構造を示す斜視図、そして第１０図は第
９図中のｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 推進ダクト 超電導磁石 陰極 陽極 超電導コイル クライオスタット 海水電流 磁場 推進力 、Ｗ２、Ｗ３：電極間隔
推進ダクトへの電極配置を模式的に示す図で、イが平面
図、口が側面図、ハが横断面図、第２図イ、口、ハは、
同じく電極間隔を５０ｍｍとした場合を模式的に示す平
面図、側面図、横断面図、第３図イ、口、ハは、同じく
電極間隔を７Ｑｍｍとした場合を模式的に示す平面図、
側面図、横断面図、第４区イ、口、ハは、同じく電極間
隔を１００ｍｍとした場合を模式的に示す平面図、側面
図、横断面図、第５図は陰陽両電極の配置態様を模式的
に示す断面図、第６図は推進タクトと電気抵抗の関係を
示すグラフ、第７図Ｎｏ。 １〜６は陰陽両電極の形状及び配置態様を模式的に示す
斜視図、第８図イ〜ホは陰極面積を陽極面積よりも大き
くしかつ電極形状を変化させた場合の効率変化を模式的
に示す断面図、第９図は内部磁場方式を採用した従来の
推進装置の基本構造を示す斜視図、そして第１０図は第
９図中のｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 推進ダクト 超電導磁石 陰極 陽極 超電導コイル クライオスタット 海水電流 磁場 推進力 、Ｗ２、Ｗ３：電極間隔
Claims (6)
- （１）推進ダクト内に陰陽両極を対向配置してなる超電
導電磁推進船用推進装置において、上記陰極の面積を上
記陽極の面積よりも大きくしたことを特徴とする超電導
電磁推進船用推進装置。 - （２）上記陰陽両電極の少なくとも推進ダクトの流れに
沿う縁を推進ダクトの内壁面から離した請求項１の超電
導電磁推進船用推進装置。 - （３）上記陰極の面積を上記陽極の面積の３ないし４倍
とした請求項１または２の超電導電磁推進船用推進装置
。 - （４）上記陰極を曲折形成し、上記陽極を囲繞する形状
とした請求項１ないし３のいずれかの超電導電磁推進船
用推進装置。 - （５）上記陽極を半球状とし、球面側を上記陰極側に向
けた請求項４の超電導電磁推進船用推進装置。 - （６）上記陽極を線状とし、上記陰極を板状とした請求
項１ないし３のいずれかの超電導電磁推進船用推進装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2933490A JP2893077B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 超電導電磁推進船用推進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2933490A JP2893077B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 超電導電磁推進船用推進装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235796A true JPH03235796A (ja) | 1991-10-21 |
| JP2893077B2 JP2893077B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=12273338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2933490A Expired - Lifetime JP2893077B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 超電導電磁推進船用推進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893077B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5284106A (en) * | 1993-02-11 | 1994-02-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Superconducting electromagnetic torpedo launcher |
-
1990
- 1990-02-08 JP JP2933490A patent/JP2893077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5284106A (en) * | 1993-02-11 | 1994-02-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Superconducting electromagnetic torpedo launcher |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2893077B2 (ja) | 1999-05-17 |
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