JPH07507677A - 電力発生機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 電力発生機 技術分野 本発明は電力発生機に関し、特に、専用的ではないが、飛行機用に電力を供給す る電力発生機に関する。

磁石とコイルの相対的移動により電流を発生させることは公知である。仏画特許 第２２８１２７３号には、電熱プロペラブレードに発生した電流の使用方法が開 示されている。この装置の問題は、１つの個別の発電機が例えば飛行機の機体の 防水という他の機能用に電力を供給するために要求される点にある。

発明の開示 本発明の目的は少なくとも２つの出力を有する電力発生機を提供することにある 。

従って、本発明は、第一電気的負荷に接続される第一電気出力を有する第一巻取 アセンブリと第二電気的負荷に接続される第二電気出力を有する第二巻取アセン ブリとを有した第一と第二の相対的に回転可能な巻取アセンブリと、巻取アセン ブリの相対的動作が第一と第二の両方の巻取アセンブリ内で電流を誘導するよう に用いられ第一と第二の巻取アセンブリ間に自由に回転可能に取り付けられた永 久磁石アセンブリと、を備えた発電機にある。

この磁石アセンブリを自由に回転可能に作ることによって、磁石アセンブリは、 例えば第二巻取アセンブリ内に電流を誘導する巻取アセンブリの１つ、例えば第 一巻取アセンブリに従うことになる。

この誘導された電流はその誘導電流を発生するフィールドに対抗するフィールド を作り、第一巻取アセンブリの回転方向に対し反対方向にこの磁石アセンブリを 回転させようとする力を生じさせる。このことが磁石アセンブリを第一巻取アセ ンブリに対して遅らせ、その間の相対的動作が第一巻取アセンブリ内に電流を誘 導させる。

このような発電機の使用は、第二巻取アセンブリが機体に固定され、第一巻取ア センブリがプロペラ中央に固定される飛行機において特に有利である。磁石アセ ンブリは次にプロペラ軸の回りに自由に回転可能に取り付けられる。このような 配置で、ブレードヒーターエレメントは第一巻取アセンブリに接続でき、機体防 水エレメントは第二巻取アセンブリに接続できる。このことは１つの発電機が両 方の防水エレメントを駆動できるので特に有利である。

第二巻取アセンブリがスリップリング装置を介して他のプロペラブレード上の防 水エレメントに接続されることは、マルチエンジン飛行機上で可能である一方、 各エンジンが一体の発電機をもつことは、スリップリングが注意深さと時間のか かる保守を必要とするので、スリップリングが適切に機能すべきとき、゛さらに 便利であろう。

第二巻取アセンブリの電気出力は第一巻取アセンブリと共に回転する他の巻取ア センブリ内に電流を誘導するために使用できる。それゆえ第一と他の巻取アセン ブリは、１つの回転するアセンブリ上で各々が個別の電気出力を発生し、それが プロペラであれば、個別の防水エレメントそして／または氷結防止エレメントへ 動力を供給する２つの電気出力を有する。通常、氷結防止エレメントは連続的な 動力を要求し、防水エレメントはパルス（断続）的な動力を要求する。プロペラ ブレードは、それゆえブレードと一体の個々の防水エレメント間の１つの電気出 力を切り替えることによって防氷することができる。電力切り替えは、電気的切 り替え手段により達成されるか、または各巻取アセンブリが各防水エレメントに 接続され、かつ各巻取アセンブリが第二巻取アセンブリにより連続的に励起され るマルチ分離巻取アセンブリのような他の巻取アセンブリを提供することによっ て達成できる。

好ましくは、この発電機は第一負荷または第二負荷を変える制御装置を含む。負 荷を変えることにより、両方の負荷に及ぶ動力が制御される。

巻取は、巻型の回りに巻かれる電線から形成でき、または好ましくは平面基板の 上面または下面にプリントされた導電性軌跡を形成して得られる。なお上面と下 面の導電性軌跡の各終端は好ましくはコイルを作るためのスルーホールメッキに より連結される。

好ましくは巻取は磁束を集める物質上に取り付けられる。このような物質は軟鉄 とノディニウム（ｎｏｄｙｎｉｕｏ＋）とこのような物質の合金を含む。

図面の説明 本発明の特別な例としての実施例を以下に図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明による発電機の縦断面図であり、図２は図１に示す発電機から磁石 アセンブリの平面図であり、図３は図１に示す発電機から巻取アセンブリの平面 図であり、図４は本発明の他の実施例の回路図であり、図５は図４の発電機の機 械的レイアウトを示す図であり、図６は本発明のさらに他の実施例の回路図であ り、図７は図４の発電機の他の機械的レイアウトを示す図であり、図８は図７の 発電機を介した区分を示す図である。

本発明の実施態様 図１に関し、発電機１はエンジンナセル（機関室）２とスピナ３内に位置づけら れ、２つの主要部、すなわち固定部と相対的可動部に分割される。この可動部は 、スピナ３に固定されエンジンナセル２に対しスピナ３と共に回転可能な埋伏運 動（回転）巻取アセンブリ５を有する。この巻取アセンブリ５はスピナ３上のプ ロペラブレード４０上に取り付けられた一組の加熱エレメント４に電気的に接続 される。

発電機１の固定部は、ナセル２の前方正面板９に固定された環状固定巻取アセン ブリ８を有する。この巻取アセンブリ８は防水制御装置７を介して機体防水加熱 エレメント６に電気的に接続される。

データリンクｌＯは防水制御装置７を機体コンピュータ（図示せず）に接続する 。機体加熱エレメント６は飛行機の翼（図示せず）の先端に沿って配置される。

環状磁気アセンブリ１２は、軸１１の回りに回転可能に取り付けられ、プロペラ をナセル２内に位置づけられるエンジン（図示せず）に連結される。磁気アセン ブリ１２は、運動巻取アセンブリ５と固定巻取アセンブリ８との間の縦方向の中 央の固定位置で軸の回りに自由に回転できる。

磁気アセンブリ１２は、図２に明確に示すように、ボールキャリア１４の回りに 円周上に配列された複数のＮ極とＳ極の磁極１３を有する。ボール（極）１３を 形成するために使用される磁気材料は、強磁場を発生する希土酸化物形である。

磁気アセンブリ１２の内周の回りには確実に軸１１の回りに自由に回転させるボ ール溝輪１５がある。

運動巻取アセンブリ５は、図３により詳細に示され、直列接続され、平板ノディ ニウム（ｎｏｄｙｎｉｕｍ）ディスク１７に固定された１０個で一組のプリント された巻取１６を有する。固定巻取アセンブリ８は、運動巻取アセンブリ５の構 成に対し僅かに識別可能な構成である。

巻取１６はプラスチック材料基板を強化した平板ガラスに固定される複数の導電 性銅軌跡を有する。

発電機１は下記のように運転される。氷がプロペラブレード上または機体上で形 成されないとき、機体コンピュータはデータリンク１０を介して、防水制御装置 ７に固定巻取８との電気的接続を切ることによって機体加熱エレメント６を絶縁 するように指令する。固定巻取８は、次に回路を開くので電流は誘導されない。

これらの条件下では、運動磁石１２はスピナ３と固定を保ちながら運動する。

何故ならばこの２つの間の如何なる相対的動作も、運動巻取アセンブリ内の誘導 電流が運動磁気アセンブリ１２の相対的動作に対抗するフィールドを発生するこ ととなるからである。

氷が形成され始めるとき、機体コンピュータは、巻取アセンブリ８を機体ヒータ ーエレメント６に電気的に接続することによって固定巻取アセンブリ８上の電気 的負荷を増加するように防水制御装置７に指令する。回路はこのように完成され る。電流は次に、磁気アセンブリ１２の相対的移動によって固定巻取アセンブリ ８内に誘導され、その電流は機体ヒーターエレメント６を介して流れ、それによ り機体を防氷する。

固定巻取アセンブリ８内で誘導された電流は、電流を誘導する変化するフィール ドに対抗する誘導磁場を形成する。それゆえ、誘導された磁場は運動巻取アセン ブリ５に対してこのように減速する運動磁気アセンブリ１２の相対的動作に対抗 する。運動巻取アセンブリ５と運動磁気アセンブリ１２との間にこのように作ら れた相対動作は、運動巻取アセンブリ５内に電流を誘導する。この誘導電流はブ レードヒーターエレメント４を介して通過し、それによりプロペラブレードを防 氷する。

防水制御装置７は機体加熱エレメントとブレード加熱エレメントの両方を介して 流れる電流を固定巻取アセンブリ８上の負荷を変えることにより制御できる。高 負荷、すなわち機体加熱エレメント６、固定巻取アセンブリ８および防水制御装 置の回路抵抗に等しい負荷の場合、誘導電流は低い。固定巻取アセンブリ８によ る誘導フィールドは、相応して低く、それゆえこのことが運動磁気１２に対する 阻止力を与え、この磁気と運動巻取アセンブリ５との間の相対的動作もまた低い 。運動巻取アセンブリ５内に誘導される電流は、その電流を誘導する磁束の変化 率に比例している。すなわち、当然運動巻取アセンブリ５と運動磁気１２との間 の相対的動作に依存する。

それゆえ、これらの条件下で運動巻取アセンブリ５内に誘導される電流もまた低 い。

ヒーターエレメント４と６を介して流れる電流を増加するため、制御装置！７は 回路抵抗器への寄与を減少し、それにより固定巻取８に加えられる負荷を減少す る。より大電流が誘導され、大きな誘導磁場と運動磁気１２のより大きな妨害を 発生する。このことは、誘導電流を増加する運動磁気１２と運動巻取アセンブリ ５との間の相対的動作を増加する。それゆえ、両方の加熱エレメント４と６を流 れる電流は増加する。

発生されるより大きな電流に対し、巻取部はプリントされた軌跡により巻取部を 形成するより、むしろ電線から巻かれるべきであると信じられている。

本発明の他の実施例を図４と図５に示す。図４と図５は、図１の実施例と同様に 、環状運動巻取アセンブリ５と共に回転するようにプロペラのスピナ３に固定さ れた埋伏運動巻取アセンブリ５と、そのプロペラの駆動軸１１の回りに回転可能 に取り付けられた環状磁気アセンブリ１２と、プロペラを駆動するエンジンのナ セルの前方正面板９に接続された固定巻取アセンブリ８と、を備える。運動巻取 アセンブリ５の出力は請求心力が機械的な防水動作を作るのに最小の効果となる 領域における氷の形成を禁止または防止するようにスピナ３の円錐状の先端上に 取り付けられた１つまたは複数の加熱エレメント４に接続される。固定巻取アセ ンブリ８の出力は電気的整流ユニット１８を介して固定巻取アセンブリ８と共に エンジンナセルの前方正面板上に取り付けられた他の環状巻取アセンブリ１９に 接続される。

他の環状巻取アセンブリ２０は、固定巻取アセンブリ１９に対向するプロペラの スピナ３上に取り付けられる。それゆえ、２つの巻取アセンブリは、誘導的に結 合され、固定巻取アセンブリ１８内に流れる電流は、プロペラの回転と共にその ２つが互いに相関して回転するとき、運動巻取アセンブリ２０内に電流を誘導す る。他の運動巻取アセンブリ２０の出力は、分配器スイッチ２１を介してプロペ ラの個々のブレード上に取り付けられた加熱エレメント２２．２３に継続して各 々に接続され、それによりそのブレードを防氷する役割を果たす。

スイッチ７は固定巻取アセンブリ８を他の固定巻取アセンブリ１８に接続する制 御により発電機の動作を制御する役割を果たし、その接続された２つが他の巻取 アセンブリ１９の電気的負荷であるときのみ、固定アセンブリ８と運動巻取アセ ンブリ５に回転運動または永久磁石アセンブリ１２に対するスリップ動作を受け させ、それゆえ固定アセンブリ８と運動巻取アセンブリ５は各々が電気出力を発 生する。加熱エレメント４は次に、氷結防止機能を及ぼすよう絶えず加熱され、 加熱エレメント２２．２３は周期的かつ交互に防水機能を及ぼすよう加熱される 。

分配器スイッチ２１は、運動コイルアセンブリ２０の出力を回転接続部２６を介 する機体からの入力制御線２５を有するタイマーユニット２４の制御下で、プロ ペラブレード上の個々の加熱エレメント２２．２３に接続する役割を果たす。典 型的には４つのブレードを有するプロペラは、２対として接続されるブレード上 の加熱エレメントに適合され、各対の加熱エレメントは一対をなす対向するブレ ード上に取り付けられる。

本発明のさらに他の実施例を図６に示す。図６は、他の固定巻取アセンブリ１９ がエンジンナセルの前方正面板９上の固定巻取アセンブリ８の出力に接続され、 プロペラ防水エレメント２２．２３に接続される運動巻取アセンブリ２０の出力 を有するスピナ３上の他の運動巻取アセンブリ２０に誘導的に接続される図４の 実施例と同様である。しかしながら、加熱エレメント２２．２３間の運動巻取ア センブリ２０の出力を切り替えるために分配器スイッチ２１を設ける代わりに、 運動巻取アセンブリ２０は、２つの分離した運動巻取アセンブリ２０°　と２０ °゛として形成され、各々は固定巻取アセンブリ１９に誘導的に結合され、各そ の出力部で個々のまたは一対の加熱エレメント２２．２３に接続される。加熱エ レメント２２．２３の各々は、それゆえ個々に加熱され、加熱エレメント２２． ２３間のパワーの分配は、パワー条件と、この２つの固定巻取アセンブリ８と１ ９間に接続された同期位相制御ユニット２７と、により制御される。２つの固定 巻取アセンブリ８と１９は、運動巻取アセンブリ２０’　、２０”の環状位置に 対する固定巻取アセンブリ１９内に流れる他の電流の位相を制御する。制御装置 ２７とスイッチ７は、機体から制御線２５を介して順に接続される。

図５に示すように、運動巻取アセンブリ５．２０は、プロペラ駆動軸に心的に固 定され、固定巻取アセンブリ８．１９は、駆動軸１１０回りに心的に配置され、 エンジンナセル２の前方正面板９へ固定される。この２つの外側巻取アセンブリ １９．２ｏは、有効な誘導結合故に共に密接して軸上に位置づけられ、永久磁石 アセンブリ１２は外側巻取アセンブリ２０．１９に対して内側巻取アセンブリ５ ．８を引っ込めることにより形成される空間内に内側巻取アセンブリ５．８間の 駆動軸１１上に回転可能に取り付けられる。

図７と図８は、運動巻取アセンブリ５．２０、固定巻取アセンブリ８．１９、お よび永久磁石アセンブリ１２の機械的レイアウトを示す図である。この２つの運 動巻取アセンブリ５．１１は、運動巻取アセンブリ５．２０の外側周辺部の回り に２つの固定巻取アセンブリ８．１９をそれぞれ支持するエンジンナセルの前方 正面板９に接続された外側固定ハウジング２８内に互いに軸方向に並んだプロペ ラ駆動軸１１に固定される。巻取アセンブリ１９．２ｏは有効な誘導結合用に密 接に放射状に間隔をもって配置される。巻取アセンブリ５．８は放射状に間隔を もち、永久磁石アセンブリ１２の永久磁石２９はこれらの中間に配置される。永 久磁石２９はベアリング３１により、軸１１上で回転可能に支持される支持ディ スク３０の外側周辺に取り付けられる。磁石２９０円周上の配置は図９に示され る。

図８はさらに巻取アセンブリ５と８の積層状コアの輪郭を示す。

運動巻取アセンブリ５は外側周辺部で歯３２で形成されるコアを有し、その回り に銅線３３は巻線を形成するために巻かれる。運動巻取アセンブリ２０は同様で あるが、より大きな直径を有する。また、アセンブリ２０の巻線は、図４の実施 例を与えるため全て直列に接続され、または図６の実施例を与えるため二組の巻 線２０’、２０′として接続される。

固定巻線アセンブリ８は、その内側周辺部で歯３４で形成された環状コアを有し 、その回りに銅線３５は巻線を形成するため巻かれる。固定巻線アセンブリ１９ は固定巻線アセンブリ８と同様である。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＪＰ、ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．相対的に回転可能な巻取アセンブリと永久磁石アセンブリとを備えた発電機 において、 第一巻取アセンブリ（５）は、第一電気的負荷（４）に接続される第一電気出力 を有し、 第二巻取アセンブリ（８）は、第二電気的負荷（６、１９）に接続される第二電 気出力を有し、 永久磁石アセンブリ（１２）は、その永久磁石アセンブリ（１２）に対する前記 巻取アセンブリ（５、８）の回転がその両方の巻取アセンブリ内に電流を誘導す るように使用され、前記巻取アセンプリ（５、８）間に自由に回転可能に取り付 けられること、を特徴とする発電機。 ２．第一部材（３）上に取り付けられた第一巻取アセンブリ（５）や第一電気的 負荷（４）と共に相対的に回転可能な第一、第二の部材（３、９）と、 第二部材（９）上に取り付けられた第二巻取アセンブリ（８）や第二電気的負荷 （６、１９）と、 前記第一、第二の部材（３、９）へ相対的に自由に回転可能に取り付けられた前 記永久磁石アセンブリ（１２）と、を備えたことを他の特徴とする請求の範囲１ に記載の発電機。 ３．前記第一部材（３）は、プロペラであり、前記第二部材（９）は、前記プロ ペラの空中における回転により駆動されるビークルの機体の一部であり、前記第 一電気的負荷（４）は、前記プロペラ上の氷の形成を除去または禁止するための 前記プロペラ（３）と一体となる１以上のエレメントを備えること、 を他の特徴とする請求の範囲２に記載の発電機を備えたビークル。 ４．前記エレメント（４）が、２以上のプロペラのプレード（４０）の各々に接 続されること、 前記第一電気出力が、連続する各プレードの前記エレメント（４）に印加される こと、 を他の特徴とする請求の範囲３に記載のビークル。 ５．前記第二電気的負荷（６）が、前記機体上の氷の形成を除去または禁止する ように前記ビークルの機体に一体となる１以上のエレメントを備えることを他の 特徴とする請求の範囲３または４に記載のビークル。 ６．前記第二部材（９）上に取り付けられ、前記第二電気出力に接続される第三 巻取アセンブリ（１９）と、前記第三巻取アセンブリ（１９）が、前記第四巻取 アセンブリ（２０）内に、前記第一部材（３）上の第四電気的負荷（２２、２３ ）へ送られる電流を誘導するように、前記第三巻取アセンブリ（１９）に隣接し て位置づけられた前記第一巻取アセンブリ（５）と共に回転するために前記第一 部材（３）上に取り付けられた第四巻取アセンブリ（２０）と、 を備えたことを他の特徴とする請求の範囲２に記載の発電機。 ７．前記第一部材がプロペラ（３）であり、前記第二部材（９）が前記プロペラ の空中における回転により駆動されるビークルの機体の一部であり、 前記第一電気的負荷（４）が、前記プロペラ上の氷の形成を除去または禁止する ために前記プロペラと一体となる１以上のエレメントを備えたこと、 を他の特徴とする請求の範囲６に記載の発電機を備えたビークル。 ８．前記第四電気的負荷（２２、２３）は、前記プロペラ上の氷の形成を除去ま たは禁止するために前記プロペラ（３）と一体となるエレメントを備えたことを 他の特徴とする請求の範囲７に記載のビークル。 ９．前記エレメント（２２、２３）が、前記プロペラ（３）の２以上のプレード （４０）の各々に接続された第四電気的負荷を備え、 前記第四巻取アセンブリ（２０）の電気出力が、連続する各プレードの前記エレ メント（２２、２３）へ印加されることと、を他の特徴とする請求の範囲８に記 載のビークル。 １０．前記電気的切替手段（２１）が、前記第四巻取アセンブリ（２０）の電気 出力を前記エレメント（２２、２３）に接続するように設けられることを他の特 徴とする請求の範囲９に記載のビークル。 １１．前記第四巻取アセンブリが、マルチ分離巻取アセンブリ（２０′、２０′ ′）を備え、各マルチ分離巻取アセンブリが各エレメント（２２、２３）に接続 され、かつ前記第三巻取アセンブリ（１９）により連続的に励起されることを他 の特徴とする請求の範囲９に記載のビークル。