JPS5839286A - 帯状フイン形リング磁性体とそれを用いた発電装置 - Google Patents
帯状フイン形リング磁性体とそれを用いた発電装置Info
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- JPS5839286A JPS5839286A JP56137054A JP13705481A JPS5839286A JP S5839286 A JPS5839286 A JP S5839286A JP 56137054 A JP56137054 A JP 56137054A JP 13705481 A JP13705481 A JP 13705481A JP S5839286 A JPS5839286 A JP S5839286A
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- ring
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- fin
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N10/00—Electric motors using thermal effects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
- Y10S310/06—Printed-circuit motors and components
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- General Induction Heating (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】
本発明は多数の凸山部を回転方向にもつ環状の磁性体を
磁極を併置した加熱部と冷却部分とに定速度で巡回させ
ることにより、印加熱パワーを高能率に機械的な連続し
たパワーに変換する装置方式に関する。
磁極を併置した加熱部と冷却部分とに定速度で巡回させ
ることにより、印加熱パワーを高能率に機械的な連続し
たパワーに変換する装置方式に関する。
従来の磁性体の磁界における熱エネルギーの利用は、主
として千ユリ一温度付近における磁性体の磁束密度の変
化にＪ：る力を静止した磁性体妊直接に作用させ、有限
のストロークを不連続に発生させ、これを利用するもの
である。これらの実施例は感温スイッチ、リレー等に広
く利用されている０しかしこの場合に生ずる力は発力部
が磁界の（３） 外に出るので、瞬間的には強い力であっても、力はすぐ
妬弱くなる。以上のいわゆるプランジャー的な力を順次
回転体の周辺Ｗ不連続妬付着させた磁性体を順々に加熱
させ、回転体に適当なダレピングをつけて回転運動をさ
せる試みも行なわれたが、発生するトルクは極めてより
く、大きなパワーを発生することができなかった。
として千ユリ一温度付近における磁性体の磁束密度の変
化にＪ：る力を静止した磁性体妊直接に作用させ、有限
のストロークを不連続に発生させ、これを利用するもの
である。これらの実施例は感温スイッチ、リレー等に広
く利用されている０しかしこの場合に生ずる力は発力部
が磁界の（３） 外に出るので、瞬間的には強い力であっても、力はすぐ
妬弱くなる。以上のいわゆるプランジャー的な力を順次
回転体の周辺Ｗ不連続妬付着させた磁性体を順々に加熱
させ、回転体に適当なダレピングをつけて回転運動をさ
せる試みも行なわれたが、発生するトルクは極めてより
く、大きなパワーを発生することができなかった。
まず従来の千ユリ一温度を利用するブランジャ力の原理
を第１図について説明する。１の磁気発生装置Ｋ、２の
磁性体を１の磁Ｋｖよる力をうけて吸引されないように
静止させて保ち、２の端の部分３を加熱し、その温度が
３の部分の磁性体の磁化力が急に減少するキュリ一温度
に近づ（とき、単位長当りの力を図のＸ方向に生じる。
を第１図について説明する。１の磁気発生装置Ｋ、２の
磁性体を１の磁Ｋｖよる力をうけて吸引されないように
静止させて保ち、２の端の部分３を加熱し、その温度が
３の部分の磁性体の磁化力が急に減少するキュリ一温度
に近づ（とき、単位長当りの力を図のＸ方向に生じる。
この力の大きさは、Ｘ方向の磁気エネルギーの変化率Ｋ
、変化の起った部分に垂直な面積を乗じたもので、１の
発生する磁界から離れる方向に力を生じる。
、変化の起った部分に垂直な面積を乗じたもので、１の
発生する磁界から離れる方向に力を生じる。
これは１の磁気発生装置の生ずる磁気エネルギーが最小
になろうとして、磁化力を失った部分を磁界のよりい方
へ迫し出そうとするために生ずる。
になろうとして、磁化力を失った部分を磁界のよりい方
へ迫し出そうとするために生ずる。
（４）
したがって３の部分の磁界変化による力は急速に減し、
２の磁性体はわづかの仕事をして停止する。
２の磁性体はわづかの仕事をして停止する。
したがって従来のブランジャ力による発生エネルギーは
極めて小さく、従来磁性体からは大きなパワーを発生さ
せることは不可能と考えられた。
極めて小さく、従来磁性体からは大きなパワーを発生さ
せることは不可能と考えられた。
本発明は上記従来の一般的概念を打破したものであり、
熱エネルギーを極めて高能率に機械エネルギーや電気エ
ネルギー拠変換する装置、方式を与える。
熱エネルギーを極めて高能率に機械エネルギーや電気エ
ネルギー拠変換する装置、方式を与える。
一般に磁界内眞ある磁性体は単位体積あたり、’Ｊ−ｐ
（（ｅ ｒ ｇ／ｉ）の磁気的エネルギーをもつ。ここ
でＨ、ＩＩはそれぞれＣＧＳ単位系のＯｅ、Ｇで与えら
れた数である。ＣＧＳ単位系での磁力の強さＨと磁束密
度は数値的に真空中では等しく、磁性体内ではＩＩは大
きくなる。いま近似的に単位体積あたりの磁気エネルギ
ーをＢ２／８π（ｅｒν智〕で表わす０このエネルギー
はそう大きなものではない。
（（ｅ ｒ ｇ／ｉ）の磁気的エネルギーをもつ。ここ
でＨ、ＩＩはそれぞれＣＧＳ単位系のＯｅ、Ｇで与えら
れた数である。ＣＧＳ単位系での磁力の強さＨと磁束密
度は数値的に真空中では等しく、磁性体内ではＩＩは大
きくなる。いま近似的に単位体積あたりの磁気エネルギ
ーをＢ２／８π（ｅｒν智〕で表わす０このエネルギー
はそう大きなものではない。
１秒間にこのエネルギーが他のエネルギーにすべて変換
されたとしてもワット程度のものである。
されたとしてもワット程度のものである。
さて一定の磁界内にある磁性体の自由に運動しうる方向
なＸ方向とし、磁性体はＸ方向に垂直に面積５（ａｉｌ
でＸ方向の厚さはＬ （ｔｗｒ ）とする。
なＸ方向とし、磁性体はＸ方向に垂直に面積５（ａｉｌ
でＸ方向の厚さはＬ （ｔｗｒ ）とする。
この磁界内にある磁性体片に外部からパワーを加えるこ
とＫより、一定磁界内でもＸ方向に磁気物性の変化を生
じさせうる。このとき磁気エネルギー密度なＷとすると
、前記磁性体の磁気エネルギーｗ ＝ ５ＬＷ（ｅｒｇ
）もＸ方向に変化する。たとえば熱エネルギーを加えキ
ュリ一温度近くに上列すると、磁気エネルギーは減少す
る。Ｘ方向にのみ変化がおこると、一般にカを発生し、
この力をｆとすると、 である、ＷをＢ２／８π（ｅ ｒ ｇ／ｃＪ） と近
似すると、で与えられることは周知のことである。いま
一定磁界内で、Ｘ方向に自由に運動しうるならば、上記
ＳＸＬの磁性体片は静止していればｆによって加速され
、磁界が一様であれば、磁気性小片は極しく大きな加速
をうけつづけるから磁界が一定の範囲から外に出てしま
う。
とＫより、一定磁界内でもＸ方向に磁気物性の変化を生
じさせうる。このとき磁気エネルギー密度なＷとすると
、前記磁性体の磁気エネルギーｗ ＝ ５ＬＷ（ｅｒｇ
）もＸ方向に変化する。たとえば熱エネルギーを加えキ
ュリ一温度近くに上列すると、磁気エネルギーは減少す
る。Ｘ方向にのみ変化がおこると、一般にカを発生し、
この力をｆとすると、 である、ＷをＢ２／８π（ｅ ｒ ｇ／ｃＪ） と近
似すると、で与えられることは周知のことである。いま
一定磁界内で、Ｘ方向に自由に運動しうるならば、上記
ＳＸＬの磁性体片は静止していればｆによって加速され
、磁界が一様であれば、磁気性小片は極しく大きな加速
をうけつづけるから磁界が一定の範囲から外に出てしま
う。
本発明原理は上記磁性体片Ｓ Ｘ Ｌ （７）Ｋ Ｘ方
向の初速塵Ｖ。を予め与えてお（ことが原点となる。
向の初速塵Ｖ。を予め与えてお（ことが原点となる。
Ｖｏの初速塵を保ちながら、磁界内に入り、前記Ｓ×Ｌ
磁性体片の内部に外部かな熱エネルギーを加えて、前記
のようにＸ方向に磁性変化を生じさせると、（１）の力
を発生するが、力ｆによるＸ方向の加速をおさえＶ。Ｋ
保つように制御することを特徴とし、ｆとベクトルｖ０
は同一方向である。一般にＶｏとｆのスカラー積はＳＸ
Ｌ磁性体の力学的パワーＷを与える。ｖＩＯとｆが直交
するとき釦は内積〈ｖｏ、ｆ〉＝０でその物体にはパワ
ーを発生しない。
磁性体片の内部に外部かな熱エネルギーを加えて、前記
のようにＸ方向に磁性変化を生じさせると、（１）の力
を発生するが、力ｆによるＸ方向の加速をおさえＶ。Ｋ
保つように制御することを特徴とし、ｆとベクトルｖ０
は同一方向である。一般にＶｏとｆのスカラー積はＳＸ
Ｌ磁性体の力学的パワーＷを与える。ｖＩＯとｆが直交
するとき釦は内積〈ｖｏ、ｆ〉＝０でその物体にはパワ
ーを発生しない。
したがって上記制御の下において
ａＢ−ｑ
ｗ＝−ｖｏｓＬ−、ｆｉ ＸＩＯ（Ｗａｔｔ）
＋３）のパワーを５ＸＬ７の磁性体は発生する。
＋３）のパワーを５ＸＬ７の磁性体は発生する。
＃Ｂ／θＸ はＳＸＬ磁性体内の磁束密度の減少である
。上式でｌＯがつくのはｌＯ’ｄｙｎｅ＝ＩＮｅｗｔｏ
ｎであって、（Ｎｅｗｔｏｎ） Ｘ（ｍｅ ｔｅｒ ／
ｓｅ ｃ ）＝（ｗａ ｔ ｔ）で、Ｖｏを（ｃｍ／
ｓ ｅ ｅ ） で与えているからである。上記制御
を人工的に加えたとしても、上記運動は直線運動であり
、上記発生パワーはＳＸＬ磁性体片が磁（７） 界の下にある有限時間においてのみ発生ずることができ
るだけである。
。上式でｌＯがつくのはｌＯ’ｄｙｎｅ＝ＩＮｅｗｔｏ
ｎであって、（Ｎｅｗｔｏｎ） Ｘ（ｍｅ ｔｅｒ ／
ｓｅ ｃ ）＝（ｗａ ｔ ｔ）で、Ｖｏを（ｃｍ／
ｓ ｅ ｅ ） で与えているからである。上記制御
を人工的に加えたとしても、上記運動は直線運動であり
、上記発生パワーはＳＸＬ磁性体片が磁（７） 界の下にある有限時間においてのみ発生ずることができ
るだけである。
本発明方式の最も重要な考案は上記磁性体より発生する
パワーを連続的Ｋかつ大きくするようＫしたことである
。
パワーを連続的Ｋかつ大きくするようＫしたことである
。
第２図は本発明の基本原理を４えるもので、一定の設定
回転速度で回転している円板の周辺部にリング状の磁性
体１を固定させる０そして第２図のように加熱部２と磁
界印加部３をほぼ重なる位置に固定し、１のリング状磁
性体は必らず２，３の部分を通して巡回するようＫし、
磁界印加、同時加熱部を通過すると冷却部４に入る、こ
こでは磁界は印加されない。このよ５に磁性体リングは
加熱・印形、冷却のサイクルを回転速度でくりかえして
いる。加熱部処入ったのち磁性変化の温度範囲に入った
リングの部分は回転速度ω。に対する周辺速度Ｖ。で加
熱部を移動しく３）式のようなパワーを発生しながら加
熱部の出口に（ると冷却部に入るが、磁性体はリング構
成をなしているので、前記のことがつぎつぎ妬連続して
行なわれるので、（８） 連続したパワーが発生される。このためＫは回転速度０
４＋を一定保つように第３図の回転軸傾発電機５を接続
し、発生力に対する逆トルクを自動的に発生させて、同
時に発電機より発電を行なう。６は一定の回転速度を予
め与え、かつそれに保つような電動機である。第３図は
本発明方式の基本構成を示す。
回転速度で回転している円板の周辺部にリング状の磁性
体１を固定させる０そして第２図のように加熱部２と磁
界印加部３をほぼ重なる位置に固定し、１のリング状磁
性体は必らず２，３の部分を通して巡回するようＫし、
磁界印加、同時加熱部を通過すると冷却部４に入る、こ
こでは磁界は印加されない。このよ５に磁性体リングは
加熱・印形、冷却のサイクルを回転速度でくりかえして
いる。加熱部処入ったのち磁性変化の温度範囲に入った
リングの部分は回転速度ω。に対する周辺速度Ｖ。で加
熱部を移動しく３）式のようなパワーを発生しながら加
熱部の出口に（ると冷却部に入るが、磁性体はリング構
成をなしているので、前記のことがつぎつぎ妬連続して
行なわれるので、（８） 連続したパワーが発生される。このためＫは回転速度０
４＋を一定保つように第３図の回転軸傾発電機５を接続
し、発生力に対する逆トルクを自動的に発生させて、同
時に発電機より発電を行なう。６は一定の回転速度を予
め与え、かつそれに保つような電動機である。第３図は
本発明方式の基本構成を示す。
このようにして、制御下にある磁性体リングよりパワー
を取出すことができる。
を取出すことができる。
リングの切口をＳとすると、加熱、印磁部において磁性
変化をおこしている部分は（３）のＬよりも大きくなる
、１４をリングの加熱装置の加熱液内の周辺長とすると
、発生する連続的なパワーは大体Ｂ ａｎ
−？ Ｗ＝−ＶＯＳ ｌ、 −−−） ＸＩＯ（ｗａ ｔ ｔ
） （４Ｊ４πａｘ ａｖ ここでＪＩＢ／＄１ｘ） は温液通過中次第に加熱さ
れａｖ 温度上昇部分が増加するための磁束密度の平均減少率で
ある。磁性体リングからのパワーは周辺速度ＶｏＫ比例
し大きくなるが、Ｖｏが大きいと短時間しか加熱部に滞
在できな（磁性体リングの温度上昇ならびに温度率は磁
性体の温度を磁性変化をおこすキュリ一点付近へもって
ゆくことができないそのため本発明においては多数の薄
い凸出帯のあるリング状の形状の磁性体を考案した。こ
の凸出帯をフィン帯あるいはフィンと名づける。このフ
ィン帯は薄い板状のリングで磁性体の前記リングより張
出した形状となる。第４図はその正面図で第５図はその
断面図である。
変化をおこしている部分は（３）のＬよりも大きくなる
、１４をリングの加熱装置の加熱液内の周辺長とすると
、発生する連続的なパワーは大体Ｂ ａｎ
−？ Ｗ＝−ＶＯＳ ｌ、 −−−） ＸＩＯ（ｗａ ｔ ｔ
） （４Ｊ４πａｘ ａｖ ここでＪＩＢ／＄１ｘ） は温液通過中次第に加熱さ
れａｖ 温度上昇部分が増加するための磁束密度の平均減少率で
ある。磁性体リングからのパワーは周辺速度ＶｏＫ比例
し大きくなるが、Ｖｏが大きいと短時間しか加熱部に滞
在できな（磁性体リングの温度上昇ならびに温度率は磁
性体の温度を磁性変化をおこすキュリ一点付近へもって
ゆくことができないそのため本発明においては多数の薄
い凸出帯のあるリング状の形状の磁性体を考案した。こ
の凸出帯をフィン帯あるいはフィンと名づける。このフ
ィン帯は薄い板状のリングで磁性体の前記リングより張
出した形状となる。第４図はその正面図で第５図はその
断面図である。
このリング状のフィン帯は厚さが薄いので加熱液中に入
ると急速に上下面より加熱され上下面に垂直な方向なＹ
方向とし、周辺リングの回転方向なＸ方向とすると、±
Ｙ方向に温度上昇は時間変化するが、フィン帯もリング
と共ＫＸ方向Ｋ Ｖｏの速度で移動しているので、±Ｙ
方向の温度上昇の時間変化はリングの進行方向Ｘ方向の
温度変化を生じているとと忙なる。またある加熱部に入
ると同時に磁化されるので、フィンの表面近い位置の上
下面に平行な層のある温度以上の磁性体の磁束密度Ｂは
Ｘ方向に垂直なＹ方向に温度変化するがフィンは■。で
Ｘ方向に移動しているから、ここでＴは温度で、ｔは時
間である０ゆえ忙つまり、フィンのある層での温度が加
熱液に入って急速に温度上列し、磁性が変化する温度に
大密度は減するが、Ｘ方向の磁束密度の変化はそれら、
温度上列率の大きい層を多くもつフィンからの機械的パ
ワーは極めて大きい。
ると急速に上下面より加熱され上下面に垂直な方向なＹ
方向とし、周辺リングの回転方向なＸ方向とすると、±
Ｙ方向に温度上昇は時間変化するが、フィン帯もリング
と共ＫＸ方向Ｋ Ｖｏの速度で移動しているので、±Ｙ
方向の温度上昇の時間変化はリングの進行方向Ｘ方向の
温度変化を生じているとと忙なる。またある加熱部に入
ると同時に磁化されるので、フィンの表面近い位置の上
下面に平行な層のある温度以上の磁性体の磁束密度Ｂは
Ｘ方向に垂直なＹ方向に温度変化するがフィンは■。で
Ｘ方向に移動しているから、ここでＴは温度で、ｔは時
間である０ゆえ忙つまり、フィンのある層での温度が加
熱液に入って急速に温度上列し、磁性が変化する温度に
大密度は減するが、Ｘ方向の磁束密度の変化はそれら、
温度上列率の大きい層を多くもつフィンからの機械的パ
ワーは極めて大きい。
フィンのない磁性体リングのみの定速回転によっても、
機械的パワーを連続して出力できるが、円板に固定した
りする必要上どうしても厚みなうす（・できないので、
（６）から明らかなように温度上Ｊｉ、 ＠ ’ｌ’
／襲ｔが小さく、磁性変化温度に到着する時間がか−か
るので、設定回転速度を大きくとれない。
機械的パワーを連続して出力できるが、円板に固定した
りする必要上どうしても厚みなうす（・できないので、
（６）から明らかなように温度上Ｊｉ、 ＠ ’ｌ’
／襲ｔが小さく、磁性変化温度に到着する時間がか−か
るので、設定回転速度を大きくとれない。
したがって出力パワーは大きくとることは一般に極めて
困難である。
困難である。
帯状フィンをリング状磁性体と一体化してつげることに
よる利点はフィンの部分の厚さが極めて（］１） 薄いフィンは熱容量が極めて小さく、加熱部に入ったと
きの温度上列が極めてよいことである。（６）を見ると
わかるようにａＴ／θｔ の大きいことはａＢ／ｆｉｘ
の大きいことであり、たとえそれが表面から０．３ｎ程
度までであってもパワーを大きくするのに有効である。
よる利点はフィンの部分の厚さが極めて（］１） 薄いフィンは熱容量が極めて小さく、加熱部に入ったと
きの温度上列が極めてよいことである。（６）を見ると
わかるようにａＴ／θｔ の大きいことはａＢ／ｆｉｘ
の大きいことであり、たとえそれが表面から０．３ｎ程
度までであってもパワーを大きくするのに有効である。
帯状フィンはリングと一体となって一定回転速度で回転
するが加熱時量目１と冷却時間ｔｃはそれぞれｔｈ：
ｔｅ＝３ ： ７程度に設Ｂ１される。
するが加熱時量目１と冷却時間ｔｃはそれぞれｔｈ：
ｔｅ＝３ ： ７程度に設Ｂ１される。
このときフィンの中央帯の温度は加熱液温度Ｔ１１、表
面冷却平衝温度Ｔｃのいずれよりも低い温度産一般に固
定化される。これは熱伝導基本式は一般に厚み方向なＹ
とすると、傅Ｔ／Ｊ） ｔ＝６２ Ｔ／＄２Ｙ テ、た
とえＪＴ／＋ｅＹ＝＝＋一定であッテもａｔＴ／ａ ｙ
２ ＝Ｑ で−ｔの部分では熱流がな（ａＴ／ａｔ＝
ｏである。上下面からフィンは加熱、冷却されるので、
中央Ｗけより速く低い一定の温度になる。もちろん本リ
ングの場合においては加熱、冷却をサイクリックにくり
かえし、かつ冷却サイクルの時間の方が加熱サイクルよ
り長いのでこのような現象を一般に生ずる。
面冷却平衝温度Ｔｃのいずれよりも低い温度産一般に固
定化される。これは熱伝導基本式は一般に厚み方向なＹ
とすると、傅Ｔ／Ｊ） ｔ＝６２ Ｔ／＄２Ｙ テ、た
とえＪＴ／＋ｅＹ＝＝＋一定であッテもａｔＴ／ａ ｙ
２ ＝Ｑ で−ｔの部分では熱流がな（ａＴ／ａｔ＝
ｏである。上下面からフィンは加熱、冷却されるので、
中央Ｗけより速く低い一定の温度になる。もちろん本リ
ングの場合においては加熱、冷却をサイクリックにくり
かえし、かつ冷却サイクルの時間の方が加熱サイクルよ
り長いのでこのような現象を一般に生ずる。
したがってフィンの中央帯は磁束密度の変動につ（１２
） いては無関係となり、かつ低い温度に定着することは、
加熱時における表面からの熱流が大きく、温度変化率を
大きく一定にとれることを意味する。
） いては無関係となり、かつ低い温度に定着することは、
加熱時における表面からの熱流が大きく、温度変化率を
大きく一定にとれることを意味する。
表１は６００ ｒ ｐｍ で回転しているフェライトリ
ングのフィン部分の厚み方向帯位置の温度・時間変化を
示す、加熱サイクルは３０ｍ５．冷却サイクルは７０ｍ
５である。使用フェライトの熱伝導率０゜０１５ （ｃ
ａｌ／℃・α・５ｅｅ）＋比熱・２ （ｃａｌ／ｇｒ）
を比重４．８である。フィンの厚みＬ ＝ ２０ 、
加熱水温度７５℃、冷却平衡温度４０℃の場合である。
ングのフィン部分の厚み方向帯位置の温度・時間変化を
示す、加熱サイクルは３０ｍ５．冷却サイクルは７０ｍ
５である。使用フェライトの熱伝導率０゜０１５ （ｃ
ａｌ／℃・α・５ｅｅ）＋比熱・２ （ｃａｌ／ｇｒ）
を比重４．８である。フィンの厚みＬ ＝ ２０ 、
加熱水温度７５℃、冷却平衡温度４０℃の場合である。
表１はフィンの厚み方向の上半分を示している。
下半分も同様に変化する。たとえば１．８ｎ帯の温度は
表の０．２龍帯のそれと同様に変化する。
表の０．２龍帯のそれと同様に変化する。
たとえば、表１のフェライトのキュリ一温度前の磁束密
度変化範囲の温度が４５℃から５５℃であれば、０．２
１１１１（１，８冨ＩＩ）帯については加熱水洗入った
のち、表から２ｍｇ〜１６ｍ５の間パワーを発生してい
るｏ Ｏ，４（１，６１１１）帯では２０ｍ５から重加
熱水時３０ｍＢの間パワーを発生していることがわかる
。
度変化範囲の温度が４５℃から５５℃であれば、０．２
１１１１（１，８冨ＩＩ）帯については加熱水洗入った
のち、表から２ｍｇ〜１６ｍ５の間パワーを発生してい
るｏ Ｏ，４（１，６１１１）帯では２０ｍ５から重加
熱水時３０ｍＢの間パワーを発生していることがわかる
。
高速で定速回転しかつ加熱、冷却を（りかえしているフ
ィン内の温度分布の時間変化を求めることは極めて困難
な問題であるが、熱系偏微分方程式の境界、初期値問題
を制御系の状態変数ベクトル常微分方程式に近似変換す
る方法を考案することＫよって、コンピュータによる行
列割算の問題に帰着させることができるので任倉の加熱
、冷却サイクルに対するフィンの温度時間変化は容易に
求められるようになった。この場合状態ペクｌルはフィ
ンを（Ｎ＋１）等分（Ｎ奇数）したどきのＩ＝１からＮ
までの帯状部の温度が状態ベクトルＸ＝（Ｔ ・・・
Ｔ ）′ｔｔ与えている。成立する状態ベクトル微分方
程式はｘ＝Ａｘ＋ｂｕで、人はフィンの熱伝導度、比熱
、密度、厚み、分割数によってきまる量を元としたｎＸ
ｎ行列ベクトルｂは境界条件できまるｎＸ１ベクトルで
、Ｕ（スカラー〕は境界条件の時間的状況を表わす。こ
の方法の最大の利点は本件のように加熱、冷却をくりか
えす場合に、状態ベクトルの初期値が状態方程式をとく
場合に自動的に前の状態から始まるよう忙コンピュータ
ではＮ１算できる点である。つまり加熱の終った時点で
の状態ベクトルの各成分はそのときの各層の温度分布を
保持しているので、つづ（冷却サイクルでの状態方程式
はｂｕを冷却時の境界条件とすれば連続してコンピュー
タ演算が実行されるのである。
ィン内の温度分布の時間変化を求めることは極めて困難
な問題であるが、熱系偏微分方程式の境界、初期値問題
を制御系の状態変数ベクトル常微分方程式に近似変換す
る方法を考案することＫよって、コンピュータによる行
列割算の問題に帰着させることができるので任倉の加熱
、冷却サイクルに対するフィンの温度時間変化は容易に
求められるようになった。この場合状態ペクｌルはフィ
ンを（Ｎ＋１）等分（Ｎ奇数）したどきのＩ＝１からＮ
までの帯状部の温度が状態ベクトルＸ＝（Ｔ ・・・
Ｔ ）′ｔｔ与えている。成立する状態ベクトル微分方
程式はｘ＝Ａｘ＋ｂｕで、人はフィンの熱伝導度、比熱
、密度、厚み、分割数によってきまる量を元としたｎＸ
ｎ行列ベクトルｂは境界条件できまるｎＸ１ベクトルで
、Ｕ（スカラー〕は境界条件の時間的状況を表わす。こ
の方法の最大の利点は本件のように加熱、冷却をくりか
えす場合に、状態ベクトルの初期値が状態方程式をとく
場合に自動的に前の状態から始まるよう忙コンピュータ
ではＮ１算できる点である。つまり加熱の終った時点で
の状態ベクトルの各成分はそのときの各層の温度分布を
保持しているので、つづ（冷却サイクルでの状態方程式
はｂｕを冷却時の境界条件とすれば連続してコンピュー
タ演算が実行されるのである。
表１はこのようなザイクリックな演算の結果の温度デー
タの一部を示してたものである。
タの一部を示してたものである。
、加熱、冷却サイクルの微分方程式の解はみじかい時間
きざみＩ（（＝δｔ）でとかれ、たとえば１ｍｓきざみ
のフィンのｉ帝（ｉ層１．・・・Ｎ）の温度なＴ（ｉ−
ｊ）のよう産性列形でデータファイルに記憶させる。こ
のときｉ層１．・・・ＭＨ（加熱サイクル）ｉ層１．・
・・Ｍ（冷却サイクル）である。
きざみＩ（（＝δｔ）でとかれ、たとえば１ｍｓきざみ
のフィンのｉ帝（ｉ層１．・・・Ｎ）の温度なＴ（ｉ−
ｊ）のよう産性列形でデータファイルに記憶させる。こ
のときｉ層１．・・・ＭＨ（加熱サイクル）ｉ層１．・
・・Ｍ（冷却サイクル）である。
たとえばｒｐｍ＝ ６００の場合の回転時に加熱時間ｔ
ｂ＝３０ｍｇ、冷却時間７０ｍ５で、＋Ｍｎ＝３０ 、
Ｍ ｃ＝７０である。Ｔ （ｉｔｊ）をフィンの温度
行列という。
ｂ＝３０ｍｇ、冷却時間７０ｍ５で、＋Ｍｎ＝３０ 、
Ｍ ｃ＝７０である。Ｔ （ｉｔｊ）をフィンの温度
行列という。
このｑ゛（ｉ＋ｊ）をもとＫして本発明方式の帯状フィ
ン形磁性体リングの定速回転制御の下における発生パワ
ーが算定される。
ン形磁性体リングの定速回転制御の下における発生パワ
ーが算定される。
（１５）
帯状フィン形磁性体リングのパワ一
定速回転時に本発明方式の磁性体リングより発生するパ
ワーは主としてフィンの部分が磁界印加加熱をうける部
分において生ずる。
ワーは主としてフィンの部分が磁界印加加熱をうける部
分において生ずる。
したがってフィンの部分の発生パワーを求める。
第６図はパワー算定をするときの方法を示す説明図であ
る。
る。
ｉ帯止の温度はＴ（１，ｌ）ｔ・・・Ｔ （Ｊ Ｉ Ｍ
Ｈ）でその加熱時の経過が示されるが、パワーを控え
目に算定するため、（ｉ−１，ｉ）の層では上記の温間
分布をすると考える。そしてこの層をｉ層と名づける。
Ｈ）でその加熱時の経過が示されるが、パワーを控え
目に算定するため、（ｉ−１，ｉ）の層では上記の温間
分布をすると考える。そしてこの層をｉ層と名づける。
フィンの厚みをり、凸出長をＤとする０フインは回転方
向にはリングに沿って巡回しているととに注意。
向にはリングに沿って巡回しているととに注意。
回転方向にたとえば１ｍｇ経過する間に動（距離なδと
すると、周辺設定速度を■。とすると、δはＶＯＸ １
０−” （ｍ）である。Ｖｏで円の周辺方向にうごく切
口ＬＤ／（Ｎ＋１）（Ｎ奇数）〔−〕でδ長の体積に発
生する力は加熱、磁界印加部に入って磁束密度ＢＫ磁化
されＴ（１１ｊ）が磁性体の磁性変化温度範囲（１６） （ＴＶ、Ｔ、）に入っているとすると、微小切口面積Ｌ
Ｄ／（Ｎ−１−１）をＳ。とすると、ｆＩニーＳｏδ−
”−Ｘｌ０−５（Ｎ） （７）４π ａＸ ここでＸは円板の周辺部の進行方向であるから、 ａｎ／ａＴＩ＋ｊ −−Ｋ （一定）とすると、ｆＩハ
■。と同一方向の力であるから微小体積Ｓ。δにて発生
するパワーをΔω＋、ｊとすると、ｎ＝ １１に注意し
て、 δｔ、が１ｍｓであるとき、δ−Ｖ。×δｔである。゛
このとき、 θＴｔ＋ｊ ： ’Ｐｉ、ｊ＋ｌ−Ｔｉ＋ｊ
（ｏｌと考えられるので、 Δｑｉ１ｊ＝ｓｏＶ６．．（Ｔｔ、ｊ＋＋−Ｔｔ、ｊ）
１０ （ｗａｔｔ） （１１’ｒ、、、＜’ｒｖあ
るいはＴ、、’：）ｒ、のときΔｗｌＪ＝ｏの条件の下
に、加熱時間の和をもとめると、（１７） ＭＨ これは１ｍｓの間に馬の速度で移動するｉ層のδｍ長の
フィンの発生パワーである。加熱部内のフィンの長さは
δＭ□である。したがってへの周辺速度で回転している
ときも常に上記のδ（７）長のものがＭ１１個加熱加熱
うごいているのでフィンのｉ層の発生パワーをｗｌとす
ると、 Ｗ、＝ＭＨ・△Ｗ、 ＋１１１個のフィ
ン九ついてのパワーＷけＮ１−１個の層の上下は同じ発
生パワーだから 注目 １個の磁性体リングに凸出したフィン帯の数をＮＦとす
ると、周辺回転速度Ｖ。のとき、全出力パワーＷは Ｗ ＝ ＮＦ ・Ｗ （ｗａｔｔ） （＋４
１となる。
すると、周辺設定速度を■。とすると、δはＶＯＸ １
０−” （ｍ）である。Ｖｏで円の周辺方向にうごく切
口ＬＤ／（Ｎ＋１）（Ｎ奇数）〔−〕でδ長の体積に発
生する力は加熱、磁界印加部に入って磁束密度ＢＫ磁化
されＴ（１１ｊ）が磁性体の磁性変化温度範囲（１６） （ＴＶ、Ｔ、）に入っているとすると、微小切口面積Ｌ
Ｄ／（Ｎ−１−１）をＳ。とすると、ｆＩニーＳｏδ−
”−Ｘｌ０−５（Ｎ） （７）４π ａＸ ここでＸは円板の周辺部の進行方向であるから、 ａｎ／ａＴＩ＋ｊ −−Ｋ （一定）とすると、ｆＩハ
■。と同一方向の力であるから微小体積Ｓ。δにて発生
するパワーをΔω＋、ｊとすると、ｎ＝ １１に注意し
て、 δｔ、が１ｍｓであるとき、δ−Ｖ。×δｔである。゛
このとき、 θＴｔ＋ｊ ： ’Ｐｉ、ｊ＋ｌ−Ｔｉ＋ｊ
（ｏｌと考えられるので、 Δｑｉ１ｊ＝ｓｏＶ６．．（Ｔｔ、ｊ＋＋−Ｔｔ、ｊ）
１０ （ｗａｔｔ） （１１’ｒ、、、＜’ｒｖあ
るいはＴ、、’：）ｒ、のときΔｗｌＪ＝ｏの条件の下
に、加熱時間の和をもとめると、（１７） ＭＨ これは１ｍｓの間に馬の速度で移動するｉ層のδｍ長の
フィンの発生パワーである。加熱部内のフィンの長さは
δＭ□である。したがってへの周辺速度で回転している
ときも常に上記のδ（７）長のものがＭ１１個加熱加熱
うごいているのでフィンのｉ層の発生パワーをｗｌとす
ると、 Ｗ、＝ＭＨ・△Ｗ、 ＋１１１個のフィ
ン九ついてのパワーＷけＮ１−１個の層の上下は同じ発
生パワーだから 注目 １個の磁性体リングに凸出したフィン帯の数をＮＦとす
ると、周辺回転速度Ｖ。のとき、全出力パワーＷは Ｗ ＝ ＮＦ ・Ｗ （ｗａｔｔ） （＋４
１となる。
以上のように初期設定回転速度Ｗ。でリングを回転させ
ることによって、一定の周辺速度ｖｏがあた（１８） えられ、連続的Ｋｍ性体は磁界印加と加熱を同時にうけ
てフィンの表面に近い層は急激な温度変化をうけて加熱
液中を順次動くので、全体としては極めて大きいパワー
を発生する０ただし所定の周辺速度先に磁性体リングを
定常的に回転させるよう忙制御することが必要である。
ることによって、一定の周辺速度ｖｏがあた（１８） えられ、連続的Ｋｍ性体は磁界印加と加熱を同時にうけ
てフィンの表面に近い層は急激な温度変化をうけて加熱
液中を順次動くので、全体としては極めて大きいパワー
を発生する０ただし所定の周辺速度先に磁性体リングを
定常的に回転させるよう忙制御することが必要である。
この制御は上記磁性体を周辺忙付した回転円板の軸にギ
ア装置でギヤ比を上げて直結した発電機の界磁制御によ
って、上記円板に発生する磁性体リングより発生ずる力
を等しい逆トルクを発生させて定速回転させることＫよ
って容易に実施できるＯ 以上本発明方式の磁性体リングは帯状のフィンをリング
に沿ってもうける構造上の特徴を有し、一定の回転速度
で回転するように制御されていることが特徴で、加熱部
と冷却部の間で巡回させることが特徴で、加熱部処は同
時に磁界が印加される特徴をもつ。機械的パワーの発生
は磁界の印加された加熱部で行なわれ、パワーの発生は
主としてフィンの表層帯で起り、表層帯の回転方向と直
（１９） 交する方向妊おこる温度変化による磁性体の磁性変化は
回転体のゆえ如実質的に回転方向妊生に、これによる主
な発生力の方向と周辺回転速度ベクトル方向を一致せし
めて有効に連続的にパワーを取出すことが特徴である。
ア装置でギヤ比を上げて直結した発電機の界磁制御によ
って、上記円板に発生する磁性体リングより発生ずる力
を等しい逆トルクを発生させて定速回転させることＫよ
って容易に実施できるＯ 以上本発明方式の磁性体リングは帯状のフィンをリング
に沿ってもうける構造上の特徴を有し、一定の回転速度
で回転するように制御されていることが特徴で、加熱部
と冷却部の間で巡回させることが特徴で、加熱部処は同
時に磁界が印加される特徴をもつ。機械的パワーの発生
は磁界の印加された加熱部で行なわれ、パワーの発生は
主としてフィンの表層帯で起り、表層帯の回転方向と直
（１９） 交する方向妊おこる温度変化による磁性体の磁性変化は
回転体のゆえ如実質的に回転方向妊生に、これによる主
な発生力の方向と周辺回転速度ベクトル方向を一致せし
めて有効に連続的にパワーを取出すことが特徴である。
つぎに冷却過程は定速度回転磁性体が加熱液より出ると
きはその表面温度は加熱液温に等しいが、冷却部に入る
と、直ちに強制空冷によって、リング表面温度を当該磁
性体の磁性を回復する股足温度妊冷却せしめる。表面温
度をＴ。（ｔｌとし、１＝０を冷却サイクルの開始時刻
とすると、境界条件はμＭ史−−αＴｏ（叶αＴ ｄｔ Ｃｃ （ＩＣ１’ｒｏ
（ｔ＝ｏ）＝ＴＨＨ で寿えられる。このとき表面温度【；「’ｒｏ（ｔｌ＝
（Ｔ Ｈ−Ｔｃ） ｌ−αＣｔ十Ｔｃ（ｌｌＴは冷却サ
イクルの平衡温度で、急冷によりＴＫ近づけた後はＴの
表面温度となるように内部から熱流を冷却する。１／α
は急冷部分の時定数で（２０） あり、冷却サイクルの１／３以内にＴとなるよう圧えら
ふと、一般に磁性体リングのフィンの内部温度分布が速
く定常化する。
きはその表面温度は加熱液温に等しいが、冷却部に入る
と、直ちに強制空冷によって、リング表面温度を当該磁
性体の磁性を回復する股足温度妊冷却せしめる。表面温
度をＴ。（ｔｌとし、１＝０を冷却サイクルの開始時刻
とすると、境界条件はμＭ史−−αＴｏ（叶αＴ ｄｔ Ｃｃ （ＩＣ１’ｒｏ
（ｔ＝ｏ）＝ＴＨＨ で寿えられる。このとき表面温度【；「’ｒｏ（ｔｌ＝
（Ｔ Ｈ−Ｔｃ） ｌ−αＣｔ十Ｔｃ（ｌｌＴは冷却サ
イクルの平衡温度で、急冷によりＴＫ近づけた後はＴの
表面温度となるように内部から熱流を冷却する。１／α
は急冷部分の時定数で（２０） あり、冷却サイクルの１／３以内にＴとなるよう圧えら
ふと、一般に磁性体リングのフィンの内部温度分布が速
く定常化する。
Ｔの表面温度で再び加熱、磁界印加部に入るが、Ｔはそ
の部分の磁性体が磁性変化を起し始める温度ＴＶよりも
、低く設定される。磁性体リングが再び加熱部に入ると
、表面温度はＴｃからＴ□忙急変するＯ 第７図は平衡になったときのフィンの温度変化を示して
いる。この図を見ると、フィンの中央帯はＴＶより低い
温度にあって、その変化は極めて小さい。いっぽうフィ
ンの表層帯の温度は各サイクルではとんと同じく変化し
ている。したがって出力するパワーは安定したほぼ一定
の値をとる。
の部分の磁性体が磁性変化を起し始める温度ＴＶよりも
、低く設定される。磁性体リングが再び加熱部に入ると
、表面温度はＴｃからＴ□忙急変するＯ 第７図は平衡になったときのフィンの温度変化を示して
いる。この図を見ると、フィンの中央帯はＴＶより低い
温度にあって、その変化は極めて小さい。いっぽうフィ
ンの表層帯の温度は各サイクルではとんと同じく変化し
ている。したがって出力するパワーは安定したほぼ一定
の値をとる。
Ｉ 熱効率
本発明方式は磁性体リングの定速回転によって熱エネル
ギーを磁界内磁性体の磁性変動を介することによって、
機械的パワーに変換するものである。したがって熱効率
は実施上極めて重要な問題である。
ギーを磁界内磁性体の磁性変動を介することによって、
機械的パワーに変換するものである。したがって熱効率
は実施上極めて重要な問題である。
（２１）
Ｑを単位面積あたりの熱流とすると（ｃａｌ ／ ５ｅ
ｅｄ〕で、αを熱伝達度とすると、Ｑ＝α・ＪＴである
。ただし−次元の熱伝導である。Ｔは温度、ａは温度変
化である。本磁性体リングにおいて、主として熱の授受
が行なわれるのはフィンの表面においてである。
ｅｄ〕で、αを熱伝達度とすると、Ｑ＝α・ＪＴである
。ただし−次元の熱伝導である。Ｔは温度、ａは温度変
化である。本磁性体リングにおいて、主として熱の授受
が行なわれるのはフィンの表面においてである。
第８図は加熱部における熱流の入す方を説明するための
図で、フィンを厚み方向にＮ千１等分（Ｎ奇数）したと
きの一番表面に近い帯状部の温度ｔ４Ｔｌ、１で、加熱
液温度をＴＨとすると、単位面積めたりの熱流は液体加
熱のときα〔ｃａｌ ／ ｓｅｅ ＊ ｄｉ・℃）ｌｉ
ｏ、０１４程度で Ｑ＝α・（Ｔｕ −Ｔｔｇ 〕（＋’１さてフィンはＶ
。の速度でうごいていて、８１幅の部分をうごくのにδ
１かかり、時間は加熱部入力時より、ｊ＝１．・−・Ｍ
Ｈと１−で時間のきざみをδ（として計ると、表面の帯
状部ＤδＸに時該ｊとｊ −１−１なるまで入る熱流を
（ｌｊ とすると、ｑｌ ＝ ａ −Ｄａｘ （ＴＨ
Ｔｌ、Ｉ ） □ｅＡＶｏ＝δＸ／δ、であるから
、 Ｑｉ−αＤｖ。・ δｔ・ （ＴＨＴｔ、ｉ ）
’２”のようにもかける０ｊ＝１のときは加熱部に
入ったときでありＴ川が小さいのでｑｌ＃１大きいが出
る前のＴ、、］は一番温度が上っているのでｑ ４ ＝
ＭＨは一番小さい、フィンの下面でも同様に表面に近い
層を考えればよいから、一つのフィンの熱入力ＱＦはＨ
＝δｔとして、 一つのリング状磁性体のフィン数をＮＦとすると、全体
の熱入力１ｔＰは ＨＰ ＝ ＮＦ −ＱＦ −４，１８７［下π〕
（ハ）で与えられる。（２２）においてＶ。■はδ
Ｉであり・δ工のＭＨ個の和は加熱液内にあるフィンの
部分であるから」二のように熱入力が求められる０本定
速回転リングの熱効率ηＦｉ（１５） 、 （２３）の
比をとればよいから、 Ｗ （ハ） ＩＰ で与えられる。一般に表１のデータから明らかなように
、表面に近い層は加熱液中で急速に加熱され温度上昇す
るが中層の温度上昇は殆んど生じない。表層温度が磁性
変化範囲に入る温度上昇時間がほぼ加熱部通過時間とな
るように回転速度を定めると、一般に出力は上昇し、熱
効率がよくなる。
図で、フィンを厚み方向にＮ千１等分（Ｎ奇数）したと
きの一番表面に近い帯状部の温度ｔ４Ｔｌ、１で、加熱
液温度をＴＨとすると、単位面積めたりの熱流は液体加
熱のときα〔ｃａｌ ／ ｓｅｅ ＊ ｄｉ・℃）ｌｉ
ｏ、０１４程度で Ｑ＝α・（Ｔｕ −Ｔｔｇ 〕（＋’１さてフィンはＶ
。の速度でうごいていて、８１幅の部分をうごくのにδ
１かかり、時間は加熱部入力時より、ｊ＝１．・−・Ｍ
Ｈと１−で時間のきざみをδ（として計ると、表面の帯
状部ＤδＸに時該ｊとｊ −１−１なるまで入る熱流を
（ｌｊ とすると、ｑｌ ＝ ａ −Ｄａｘ （ＴＨ
Ｔｌ、Ｉ ） □ｅＡＶｏ＝δＸ／δ、であるから
、 Ｑｉ−αＤｖ。・ δｔ・ （ＴＨＴｔ、ｉ ）
’２”のようにもかける０ｊ＝１のときは加熱部に
入ったときでありＴ川が小さいのでｑｌ＃１大きいが出
る前のＴ、、］は一番温度が上っているのでｑ ４ ＝
ＭＨは一番小さい、フィンの下面でも同様に表面に近い
層を考えればよいから、一つのフィンの熱入力ＱＦはＨ
＝δｔとして、 一つのリング状磁性体のフィン数をＮＦとすると、全体
の熱入力１ｔＰは ＨＰ ＝ ＮＦ −ＱＦ −４，１８７［下π〕
（ハ）で与えられる。（２２）においてＶ。■はδ
Ｉであり・δ工のＭＨ個の和は加熱液内にあるフィンの
部分であるから」二のように熱入力が求められる０本定
速回転リングの熱効率ηＦｉ（１５） 、 （２３）の
比をとればよいから、 Ｗ （ハ） ＩＰ で与えられる。一般に表１のデータから明らかなように
、表面に近い層は加熱液中で急速に加熱され温度上昇す
るが中層の温度上昇は殆んど生じない。表層温度が磁性
変化範囲に入る温度上昇時間がほぼ加熱部通過時間とな
るように回転速度を定めると、一般に出力は上昇し、熱
効率がよくなる。
熱効率は磁性体リングの大きさ、フィン数、フィン寸法
、磁性体の磁気的性質、磁性変化範囲の温度、加熱部温
度、冷却平衡温度、回転速度等によって変化するが、他
の熱機械エネルギーあるいは電気エネルギー変換装置に
比較して極めて良好な結果かえられる。
、磁性体の磁気的性質、磁性変化範囲の温度、加熱部温
度、冷却平衡温度、回転速度等によって変化するが、他
の熱機械エネルギーあるいは電気エネルギー変換装置に
比較して極めて良好な結果かえられる。
ｍ：の例を示す。
１、 大電力発電用リング状磁性体
帯状フィンの凸出方向を逆圧した第４図の磁性体リング
を回転円板の円周Ｋ ＩＢって両側に固定し円板の回転
数６０ Ｏｒｐｍ、使用磁性体を鉄としたとき、鉄の熱
伝導度、 １５ （ｃａｌ−１℃）、比熱、１〔ｃａｌ
／ｇｒ）、比重７．８ （ｇ ｒ／ｉ）とし、鉄の磁性
変化開始温度Ｔ ＝６５０℃、千ユリ一温度７５０℃、
加圧加熱水温度８００℃、冷却平衡温度Ｔ ＝６５０℃
とし、フィンは厚みＬ ＝ ２ ＩＩＩ、凸出長Ｄ ＝
３ ｃｍ 。
を回転円板の円周Ｋ ＩＢって両側に固定し円板の回転
数６０ Ｏｒｐｍ、使用磁性体を鉄としたとき、鉄の熱
伝導度、 １５ （ｃａｌ−１℃）、比熱、１〔ｃａｌ
／ｇｒ）、比重７．８ （ｇ ｒ／ｉ）とし、鉄の磁性
変化開始温度Ｔ ＝６５０℃、千ユリ一温度７５０℃、
加圧加熱水温度８００℃、冷却平衡温度Ｔ ＝６５０℃
とし、フィンは厚みＬ ＝ ２ ＩＩＩ、凸出長Ｄ ＝
３ ｃｍ 。
リング径１００ｍとし、フィン数は片面で４０個、１１
８０個とする０磁束密度は加熱部の外側の磁界発生装置
ｉｔ Ｋより加えて、Ｂ ＝ ８０００ （ｇａｕｓｓ
）、変化域の磁束変化率４５ ’０ （Ｇ／℃）とする
。
８０個とする０磁束密度は加熱部の外側の磁界発生装置
ｉｔ Ｋより加えて、Ｂ ＝ ８０００ （ｇａｕｓｓ
）、変化域の磁束変化率４５ ’０ （Ｇ／℃）とする
。
このとき６００ ｒｐｍの定常回転時に次の出力、熱入
力、効率かえられる。
力、効率かえられる。
機械出力パワー ： １２９６・７３ＫＷ発生力
：４１２７・６０ＫＧ熱入力 ： ２８３
５・ＩＩＫＷ磁気入力 ： ３８・４ ＫＷ
熱効率 ＝ ４６ ％ このうち磁気入力はリングの回転妬よって加熱部で可成
の部分が失なわれても冷却部では磁界がないので、自然
消滅し、再び加熱部に入るとき磁化されてサイクリック
傾入力される。上記設計においてえられる熱効率は５０
％に近く、蒸気タービンの場合の平均効率２０チをはる
かにこえる。
：４１２７・６０ＫＧ熱入力 ： ２８３
５・ＩＩＫＷ磁気入力 ： ３８・４ ＫＷ
熱効率 ＝ ４６ ％ このうち磁気入力はリングの回転妬よって加熱部で可成
の部分が失なわれても冷却部では磁界がないので、自然
消滅し、再び加熱部に入るとき磁化されてサイクリック
傾入力される。上記設計においてえられる熱効率は５０
％に近く、蒸気タービンの場合の平均効率２０チをはる
かにこえる。
２、 小電力発生用磁性体リング
磁性体として、千ユリ一温度を比較的低く設定したフエ
ライ）において、磁束密度２０００Ｇ。
ライ）において、磁束密度２０００Ｇ。
磁性変化温度範囲を４５’１５５°とし、磁束密度のこ
の間の変化率を１５０ Ｇ／℃とする。フェライトの熱
伝導度を０．０１５〔０８１７℃・ｍ・８ｅｃ〕、比熱
を０．２ （ｃａｌ／ｇｒ）、比重を４，８とする０フ
エライトの場合は低温にキュリ一温度があるので、加熱
水の温度を１００℃以下でかえると出力パワーは大巾に
調整できる。
の間の変化率を１５０ Ｇ／℃とする。フェライトの熱
伝導度を０．０１５〔０８１７℃・ｍ・８ｅｃ〕、比熱
を０．２ （ｃａｌ／ｇｒ）、比重を４，８とする０フ
エライトの場合は低温にキュリ一温度があるので、加熱
水の温度を１００℃以下でかえると出力パワーは大巾に
調整できる。
以下の設計例はフェライトリング径５０ Ｃａｍ’）、
フィン２冨鳳厚、張出し長１３ｓｎを３４個付したリン
グで、設定速度６００ ｒｐｍ、冷却平衡温度４０℃加
熱温度をかえると、出力は２ＫＷをこえ、かつ能率が４
２％妬も達する、定速度回転起動電動機け低パワーのも
のでよく、交流発根を負荷として接続すれば定速度化か
えられ、若干の制御装置があれば、上記機械パワーは極
めて高能率に交流電力化できる。この程度の熱入力はｓ
Ｘ ４ Ｃｒｒ？〕の太陽加熱器でえられ、蓄熱器に
その一部を蓄わえれば夜間電力も民生用として充分のも
のかえられる。
フィン２冨鳳厚、張出し長１３ｓｎを３４個付したリン
グで、設定速度６００ ｒｐｍ、冷却平衡温度４０℃加
熱温度をかえると、出力は２ＫＷをこえ、かつ能率が４
２％妬も達する、定速度回転起動電動機け低パワーのも
のでよく、交流発根を負荷として接続すれば定速度化か
えられ、若干の制御装置があれば、上記機械パワーは極
めて高能率に交流電力化できる。この程度の熱入力はｓ
Ｘ ４ Ｃｒｒ？〕の太陽加熱器でえられ、蓄熱器に
その一部を蓄わえれば夜間電力も民生用として充分のも
のかえられる。
またこの程度の磁界は永久磁石を加熱槽の外側に配置す
ることで容易に実現できるので、この他にも多様な利用
が考えられる。一般に熱効率のこれだけよい発電装置は
従来なかったので、本フィン）帯形リンク磁性体を用い
る発電方式は極めて有効な装置を提供したものといえよ
う。
ることで容易に実現できるので、この他にも多様な利用
が考えられる。一般に熱効率のこれだけよい発電装置は
従来なかったので、本フィン）帯形リンク磁性体を用い
る発電方式は極めて有効な装置を提供したものといえよ
う。
太陽電池の場合は能率が１０％程度であυ、出力は直流
であり、かつ高価であるので、本方式の方が一般にはは
るかに有利な方式と云える。
であり、かつ高価であるので、本方式の方が一般にはは
るかに有利な方式と云える。
帯状フィン形すング磁性体発電装置
以」二明細に記述したように帯状フィン付磁性体リング
ｌこれを円板にとりつけ一定の回転速度を保つようにす
るとき、前記リングの磁界印加、同時急加熱部において
、フィンの部分に極めて太きな機械的パワーを連続的に
発生するので、界磁制御による発電機により、上記リン
グ磁性体よりの発生力による円板トルクの逆トルクを発
生せしめることにより、前記機械的パワーを発電機の出
力として出力させることを特徴とする発電装置で、加熱
部において前記リングのフィン部に与える熱パワーを入
力パワーとして前記電力を発生させることを特徴とする
ため、極めて熱効率が高い発電を実施しう石基本釣かつ
画期的な発明である。
ｌこれを円板にとりつけ一定の回転速度を保つようにす
るとき、前記リングの磁界印加、同時急加熱部において
、フィンの部分に極めて太きな機械的パワーを連続的に
発生するので、界磁制御による発電機により、上記リン
グ磁性体よりの発生力による円板トルクの逆トルクを発
生せしめることにより、前記機械的パワーを発電機の出
力として出力させることを特徴とする発電装置で、加熱
部において前記リングのフィン部に与える熱パワーを入
力パワーとして前記電力を発生させることを特徴とする
ため、極めて熱効率が高い発電を実施しう石基本釣かつ
画期的な発明である。
第９図はその基本構成を示す。帯フィン形リング磁性体
１と起動ならびに定速度回転を回転系に与える電動機２
と発電機３は回転軸を通して連結されるが、１３ 、１
４のギア比変換装置により、１の定常回転速度を２，３
のそれよりも低速として、１がその加熱部５において、
そのフィンの加熱部において急速な温度上昇をその表層
に生じ、同時に印加されている磁界発生装置４による邑
該フィン部の磁束密度をキュリ一温度等による磁性変化
を急速に生せしめることによって大きなパワーを連続的
に発生させるｏ６は前記リング１を急冷する冷却装置ａ
である。６によって冷却定常温度に達したリング１の部
分は常に前記回転速度にて４゜５の部分に到着し再び磁
化され、磁速密度の急変をうけて再び６へ回転する。
１と起動ならびに定速度回転を回転系に与える電動機２
と発電機３は回転軸を通して連結されるが、１３ 、１
４のギア比変換装置により、１の定常回転速度を２，３
のそれよりも低速として、１がその加熱部５において、
そのフィンの加熱部において急速な温度上昇をその表層
に生じ、同時に印加されている磁界発生装置４による邑
該フィン部の磁束密度をキュリ一温度等による磁性変化
を急速に生せしめることによって大きなパワーを連続的
に発生させるｏ６は前記リング１を急冷する冷却装置ａ
である。６によって冷却定常温度に達したリング１の部
分は常に前記回転速度にて４゜５の部分に到着し再び磁
化され、磁速密度の急変をうけて再び６へ回転する。
制御装置７は本発明発電システムを制御するもので、回
転部分の回転速度をモニターするタコジェネレータ８よ
りの出力を入力し、制御装置内の設定速度との比較を行
ない、前記回転速度を設定速度忙常に等しくなるように
前記２０制御装置９に制御信号を送出し、さらに熱入力
の増加、加熱液温度の変動によって生ずるトルク変動を
打消すよう虻、８よりの入力電圧を参照して、３の界磁
制御装置１０ Ｋ変動トルクに対応する逆トルクを３建
生せしめるような制御信号を送出し、温度制御装置１１
の温度検出部において加熱部液温度の検出信号を７に入
力し、７の設定温度となるような制御信号をＩＩ Ｋ送
出し、１１０制御下にある熱流制御バルブ１２開閉度に
よりて熱源よりの熱流を制御して、加熱液温度を設定値
に制御する、１５は発電電力出力端子で任意の負荷を接
続する。加熱液温度設定値゛を制御装置７によって変更
することにより、発電電力は大巾に変更できる。これは
前記実施例より明らかである。
転部分の回転速度をモニターするタコジェネレータ８よ
りの出力を入力し、制御装置内の設定速度との比較を行
ない、前記回転速度を設定速度忙常に等しくなるように
前記２０制御装置９に制御信号を送出し、さらに熱入力
の増加、加熱液温度の変動によって生ずるトルク変動を
打消すよう虻、８よりの入力電圧を参照して、３の界磁
制御装置１０ Ｋ変動トルクに対応する逆トルクを３建
生せしめるような制御信号を送出し、温度制御装置１１
の温度検出部において加熱部液温度の検出信号を７に入
力し、７の設定温度となるような制御信号をＩＩ Ｋ送
出し、１１０制御下にある熱流制御バルブ１２開閉度に
よりて熱源よりの熱流を制御して、加熱液温度を設定値
に制御する、１５は発電電力出力端子で任意の負荷を接
続する。加熱液温度設定値゛を制御装置７によって変更
することにより、発電電力は大巾に変更できる。これは
前記実施例より明らかである。
以上本発明方式の帯状フィン形リング磁性体発電装置方
式は、簡単な速度、トルク、温度の制御の下において、
極めて熱効率よく動作するので、有効な電力発生の方式
を与えるものである。
式は、簡単な速度、トルク、温度の制御の下において、
極めて熱効率よく動作するので、有効な電力発生の方式
を与えるものである。
末尾の表１は帯状フィン形リングフェライト磁性体（熱
伝導度、０１５ （ｃａｌ／℃・ｍ・５ｅｅ）、比熱１
．２（ｃａｌ／ｇｒ）、比重４８ （ｇｒ／ｄ） ）で
千ユリ一温度付近変化域４５１５５℃、ＲＰＭ＝６００
で加熱温度７５℃の場合の加熱サイクル、冷却サイクル
時のフィンの厚み方向の温度変化を示す。
伝導度、０１５ （ｃａｌ／℃・ｍ・５ｅｅ）、比熱１
．２（ｃａｌ／ｇｒ）、比重４８ （ｇｒ／ｄ） ）で
千ユリ一温度付近変化域４５１５５℃、ＲＰＭ＝６００
で加熱温度７５℃の場合の加熱サイクル、冷却サイクル
時のフィンの厚み方向の温度変化を示す。
表１
第１図の従来のブランジャ力を利用した熱エネルギー磁
界変化装置の原理図を示す。第２図は本発明方式による
連続機械パワー発生原理を示す。 第３図は第２図の発明原理を実施するのに必要な装置の
構成を示す。第４図は高い機械パワー出力を」二記リン
グ状磁性体よりうるために必要な帯状フィン構造リング
磁性体の形状を示し、第５図はその断面図である。第６
図は上記フィン部よりのパワー発生原理を説明する図で
ある。第７図平衡時のフィン」二の温度分布図 第８図、熱入力算出原理図 第９図、帯状フィン形磁性体リングを用いた発電装置。 記号の説明 第１図： １：磁界発生装置 ２：磁性体 ３：２の加熱部分 第２図： １ ： リング状磁性体（回転円板に取つ
げた）２：加熱部 ３：磁界印加装置 ４：冷却部 第３図： １，２，３．４は第２図と同じ５：発電機 ６：始動、定速回転電動機 第４図＝ １：帯状フィン凸山部の１つを指示２：リ
ング状磁性体基板 第５図： 第４図と同じ 第６図＝ １：フィンの一部拡大断面 ２：パワー算出微小長帯状部分 ３：リング状磁性体基板 第７図： にフィン表面温度 第８図＝ １：フイン一部拡大断面 ２：熱入力算出帯状部 ３：リング状磁性体基板 第９図＝ １：帯状フィン形すング磁性体２：電動機 ３：発電機 ４：磁界発生装置 ５：加熱液部 ６：冷却装置 ７：制御装置 ８：速度検１１１タコメータ ９：電動機制御装置 １０：発電機界磁制御装置 １１：湯度制御装置 １２：！？、流制御パルプ 】３：ギヤー装置 １４：ギヤー装置 １５：発電機出力端子 特許出願人 片 山 愛 介 （３５） ゴ ブ° ↓ 図 升 ２ 図 第３凶 手続補正曹（自発） 昭′Ａ［１５７年１１月２７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５６年特許出顯第１３７０５４号 ２、発明の名称 １自 郵便番号 １１１０ 住 所 秋田県秋田市用元むつみ町２番４７号（２）
門削畳及び図■の竺又 た発電装置」 に改める。 （２） 明細書及び図面の全文を別紙のとおり補正す
る。 ６、 添付書類 ＋＋＋ 全文訂正明細書 １通 （２） 図 面 １通明
細 書 １、発明の名称 帯状磁性体リングエンジンとそれを用いた発生装置 ２、特許請求の範囲 １、リングに沿って一様な断面積なもつ帯状のうすい円
形リング状磁性体、あるいは前記円形リング状磁性体の
リングに沿って一様な凸出長の長く、薄い帯状のフィン
を凸出させた円形リング状磁性体の単数あるいは複数個
を同心円状に非磁性円板に固定し、当該円板を外部より
一定の回転速度で起動させ；前記帯状リング磁性体ある
いは帯状フィンを付したリング状磁性体、以下１トにリ
ング状磁性体を加熱印磁部と冷却部とを通して前記′定
回転速度で巡回させることを特徴とし、リング状磁性体
のキュリ一温度を加熱温度より低く、冷却部の温度はキ
ュリ一温度より低温に前記リングが巡回しても保つよう
に熱エネルギーの収支を行なうとき、リング状磁性体の
表層温度は磁性体のキュリ一温度以下の磁束密度が温度
上昇に対して急激に変化する範囲で回転に対して同期的
に変化し、加熱部入口にリング状磁性体が到着するとき
、上記急激変化のはじまる温度にて常に保たれるので、
加熱部には同時に電磁石による磁界が加えられることに
より充分に磁化され、加熱印磁部な走行中に温度が上昇
することにより、リング状磁性体の加熱部内の部分は熱
エネルギーを吸収して磁性を失なうことによって、加熱
部に接して配した磁極間の実効空隙が増加するので、一
定のアンペアターンの電磁石による磁界強度が減少する
分だけ熱エネルギーがリング状磁性体の力学的エネルギ
ーに変化する熱力学上の原理にもとづき構成されたリン
グ磁性体エンジンであって、力学的エネルギーによって
発生する回転方向のトルクは機械酌にリンクされた発電
機等の逆トルクによって打消される特徴をもち、力学エ
ネルギーを発生して′も常に定速に保たれ、加熱、冷却
部を定速巡回することにより、上記安定な温度変化をリ
ング状磁性体の表層にえて、前記機械パワを安定に出力
させることを特徴とするリング状磁性体エンジン。 ２、 帯状リング状磁性体あるいは帯状フィンを付加し
たリング状磁性体の単数側あるいは複数個を非磁性円板
の周辺部に同心円状に間かくを空けて固定した回転リン
グ状磁性体装置を円板のシャフトを通して外部のスター
タ電動機を通して初期駆動し、一定の回転速度で前記リ
ング状磁性体を印磁加熱部と冷却部を通して巡回させる
とき発生する前記円板シャフトにえられるトルクな、前
記シャフトにギアにて連結されたタフジェネ１／−タに
よって検出される前記一定の回転速度を保つように前記
タコジェネレータの出力により前記シャフトにギアを通
して連結された発電機の励磁電流を制御することによっ
て、前記回転リング磁性体円板の発生トルクと等量で逆
向きのトルクを当該シャフトに発電機の回転シャフトよ
り発生させることにより、リング状磁性体に発生する機
械パワ） −を発電機の電気出力端に電力として取出すような発電
装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は多数の凸部を回転方向にも環状の磁性体あるい
け薄い環状磁性体を電磁石等による磁極を外側に併置し
た加熱部と冷却部とを通して定速度で巡回させることに
より、印加熱パワーを高能率に機械的ｔ［連続パワーに
変換する装置方式に関する。 従来の磁性体の磁界における熱エネルギーの利用は、主
としてキュリ一温度付近における磁性体の磁束密度の変
化による磁性体の印形下における磁束密度の変化による
力を静止した磁性体に直接に作用させ、有限のストロー
クを発生させ、これを利用するものである。これらの実
施例は感温スイッチ、リレー等に広く利用されている。 しかしこの場合に生ずる力は発力部が磁界の外に出るの
で、瞬間的には強い力であっても、力はすぐに弱くなる
。以上のいわゆるプランジャー的な力を回転体の周辺１
（不連続に付置させた磁性体を順々に印出加熱し７、キ
ーリ一温度近くに温度上昇するときの磁束密度の減少に
よる力を用い、回転体に適当なダンピングをつげて回転
運動をさせる試みも行なわれたが、発するトルクが極め
てより（、大ざなパワーを発生することができなかった
。 まず従来のキュリユリ一温度を利用する７ランジヤーカ
の原理を第１図について説明する。１の磁気発生装置に
、２の磁性体を１の磁極による力をうけても吸引されな
いように静止させて保ち、２の端の部分３を加熱し、そ
の温度が３の部分の磁性体の磁化力が急に減少するキー
リ一温度に近づくとき、図のＸ方向の力を生じ、磁性体
はＸ方向に、磁性体の磁束密度の変化を生じた体積内の
磁気エネルギーに相当するだけの機械的仕事をして、停
止する。一般に磁気エネルギーの密度は比較的キー、リ
一温度のび（いフェライトなどの磁性体では極めて小さ
いので、一般に上記機械的仕事量は極めて小さく、熱エ
ネルギーの機械的仕事への変換は困難であった。また上
記のような場合には連続的な機械エネルギーを出力する
ことはできない。 本発明は上記従来の一般的概念を打破したものであり、
熱エネルギーを極めて能率よく機械エネルギーに変換す
る装置、方式を与えるものである。 初めに、磁界ならびに磁性体について簡単な注意を示す
。以下磁界の強さＨ１磁束密度ＢをそれぞれａＣＳ単位
系で表わす。ＨはＯｅの単位で、ＢはＧの単位を用いる
。 一般に磁界強度Ｈの下で、磁性体、以下フェラ−ｒ ）
を用いるので、フェライトという。フェライｌの磁束密
度をＢとすると、フェライトの磁気エネルギー密度は−
ＬＨＢ （ｅｒｇ／ ａｌ、 ）と云ってよ８冗 いのは減磁係数りがＤ（１の場合で、つまり一定磁界Ｈ
の方向に長い形状のフェライトの場合で、ＩＩ ｉＣ４
直なうすいフェライト板であればＢｚＨ（数値的に）と
なり、フェライト内の磁界強度は■１よりも小さくなる
。したがって、フェライトのような磁性体の磁気エネル
ギー密度は、外部磁界とフェライト自体の形状と磁界に
おける位置関係に著しく依存するエネルギー密度である
。ここでツボライトの形状とは磁性をもった部分の形状
のことで、本発明は熱エネルギー加えることによって、
フェライトリングの磁界内におけるフェライ１の実質的
形状を変化せしめることを特徴とじている。以上では印
加磁界を一定としているが、本件発明の場合はさらに、
一定のアンペアターンＮｌの電磁石の空隙磁界において
フェライトリングを加熱しながら、回転させるので、フ
ェライト周辺に熱エネルギーによって、空間的に固定さ
れた大きな磁界強度変動部分をつくり、フェライト内に
大きな磁界強度の変動を熱エネルギーによって発生させ
ることができるのである。 本発明装置の概要を説明する。第２図はその概要図であ
る。■はフェライトリングであって、回転円板２の周辺
に固定し、高温加熱部３と低温冷却部４を通して一定周
速Ｖ。で回転している。５は起動モータで上記Ｖ。をフ
ェライトリングに与える。 本発明方式は初期一定回転速度を与えて始めて本発明の
特徴とする動作をするので、初期定速運転がすべての前
提となる。３の外側に電磁石１０による磁極を対向せし
めて、加熱部には同時に磁界が印加されるようにしてお
く。１のフェライトリングは第４図のような形状の回転
方向に一様な帯状フィン形のフェライトリングか、１個
あるいは複数の同心円状に作った帯状フェライトリグで
あることを形状上の特徴とする。帯状フェライトの幅は
第３図の加熱部２における電磁石１０の磁極間の空隙長
ｇを極力小さくするようにし、当該フェライト帯の厚み
はうすくするようにし、征を極の近接する部分にはテー
パーをつけて、端を特に薄くするような形状とする。加
熱部、冷却部の温度をそれぞれＴ ＴＴ ＋ Ｔ Ｃと
するとき、フェライトリングを回転させても温度’ｒｔ
ｒ 、 ’ｒｃが一定に保たれるように熱媒体を高温加
熱印形部、および低温冷却部にそれぞれ流動させる。リ
ングのＶＯ周速での回転の下において、高温部の温＆
ＴＴＴ、冷却部の温度Ｔｃとし、フェライトリングのフ
ェライトのキュリ一温度をＴＱとする。またフェライト
の出仕の減□少を始める温度を’ｒｐ 、ｌ−、Ｌ、’
ｒＰとＴＱの間で、第５図のように磁束密度減少率Ｋが
一定であるとする。 設定温度を次のようにする。 Ｋ＝ ” （Ｔｐ＜ Ｔ ＜ Ｔｃａ ） ・・
・・・・（１）δＴ Ｔｕ ＞ ＴＱ ＞ Ｔ ＞ ＴＰ ＞ ＴＣ−−（２
）ここでＴはフェライトの表層温度とする。 リングを数１００回、定周速Ｖｏで回転させると、高温
加熱部ではフェライトリングへの熱エネルギＱの吸収が
おこり、加熱部入口での表層温度をＴ１１とすると、表
層温度Ｔはリングがｖ□で加熱部を走行するにつれて順
次上昇し、出口ではリング温度ＴはＴＱとなり、断熱部
を通って、冷却部に入ると、リング温度はＴｑだからＴ
Ｑ ＞＞ Ｔｃで、放熱がおこり、Ｑ′の熱エネルギー
を冷却部で放出し、リング温度は’ｒ＝’ｒｐとなって
、再び印形加熱部に入る。フェライトリンクを定周速で
上記加熱、冷却部を巡回させると表層温度は上記のよう
に定常的に変化するようになる。 この場合作動物質は回転帯状フエライ） Ｕングであっ
て、一種のカルノーサイクルを実行する熱エンジンであ
る。従来の熱エンジンと異なる点は作動物質が気体でな
（、固体であることであり、加熱部において同時に磁界
を加えることである。 フェライトリングのした仕事なＷとすると、熱効率マは 、−ニー」二、ｉ’、−０−Ｘ（３） ＱＱ Ｑ となる。Ｗは印形加熱部で出るフェライトリングよりの
機械的仕事量である。 この機械的仕事発生によるリングに発生する力はｖ□の
方向に生じ、リングを加速するように働ら＜ノテ、Ｗに
よるリング円板に発生するトルクＴＦは機械的にリンク
され、ギアーによって結合されている第２図の発電機６
の動磁電流を制御して、発電機よりの逆トルクＴＱをＴ
Ｇ＝−ＴＦとなるようにたえず保つことは、フェライト
リングの加速をおさえ、定周速Ｖｏで上記熱サイクルを
連続的に続けるために必要である。かつ以降において詳
細に説明するフェライトリングよりの出力トルクパワー
は６０発電機により、はぼ等量の電力に変換されて取出
される。なお７のタコシネレータはｖ□の周速を一定な
らしめるためのもので、制御信号を６の励磁回路へ送出
する。さて定速運転の下において、 （１） 帯状フェライトあるいは帯状フィン形フェラ
イトリングの中央層または内側の心の部分は回転して加
熱、冷却をうけてもほぼフェライトのキュリ一温度ＴＱ
かあるいはそれ以上の温度を保ち変化しない。つまり定
常運転下においては帯状フェライトリングの中央の部分
は非磁性体となる。 （２）帯状フェライトリングの表層部はリングの回転数
を適当にえらで、加熱温度Ｔｌｌ、冷却温度ＴＣを適当
に選び、リングの表面熱伝達率が３０００〔Ｋｃａｌ／
ｍ”・ｈｒ・℃〕以上になるように加熱冷却媒体の状況
を設定すれば平均表層温度を加熱印形部において、 Ｔ
ｐ −＋ ＴＱへ正の温度傾度で」二外し、冷却部にお
いて、ＴＱ −＋ Ｔｐへ負の温度傾度で変化する。こ
の温度変化のパターンはリングの表層においてのみ起り
、外部から観察すれば、空間的に一定となる。 しかしリング上の１つの固定部分についてみれば、時間
的には１周する間に上記の温度変化をしている。つまり
フェライトリングの表層は磁性体の状態（Ｔ＜ＴＱ）と
非磁性体の状態（Ｔ＞Ｔｑ）とを回転中に交互に（りか
えしている。帯状フェライトリングの固体しての形状は
回転方向Ｘに対して加熱、冷却部で一様であるが、加熱
印形部において磁性体とし２ての形状、容積はＸ方向で
太き（変化する。第３図は第２図のフェライトリング１
と周辺部分の断面の概要を示す。第３図において、帯状
フェライトリング−の帯状部はアンペアターンＮＩの電
ｍ石３の磁極４，５のリングのないときの空隙長をｙ。 とじ、図のようにリングの帯状幅が空１’１ｊｉｈ＜方
向にのびているので、リングがあり、加熱部人ローでフ
ェライト表層温度がＴＰであるので、空隙にそって細長
い磁性体となるように磁化されるので、実効空隙長６．
７の部長１は極めて小さい。加熱部入口部の磁束なωと
すると、鉄心部長〕とし、鉄心の透磁率なμとすると、
μ）１で極めて大きい。Ｓを平均磁束断面積とし、峠〈
２のとき平均磁束密度Ｂは近似的に ４″７ＣＮＩ”’′ Ｂご−□（５） ＣＧ９単位系では空隙の磁界強度Ｈは数値的に磁束密度
に等しいので加熱部入口では Ｈｈｏｕｔ＝ ４ＫＮＩ ２（６） いっぽう、加熱部用口近（においては帯状フェライトリ
ングの表層温度はＴＱかそれ以上となっているので、こ
の部分にあるフェライトは磁界加わっているがキュリ一
温度かそれ以上の温度になっているので、磁化能力なく
、磁性を失っているので、空隙はフェライトのないとき
の９゜となるから、磁界強度は Ｈｈｏｕｔ ＝ ４″７ＣＮＩ 、。 （７） 以上から、１ｏ＞１であるから、Ｈｈｏｕｔ＜Ｈｈｌｎ
である。帯状フェライトリングを加熱印形部を通して定
周速ｖｏで回転、かつ熱エネルギーをリングが吸収する
場合のみ、このような定常的な磁界強度の変化を加熱部
の空間に固定して発生する。リング表層ならびに先端部
位の温度がＴＱに向って、時間的にほぼ直線的に上昇し
てゆ（とき、１ｉｔｅ＆石の空隙の磁界強度はほぼ直線
的に減少して、ＨｈｉｎからＨｈｏｕｔに変動する。こ
の進行方向ＸＩＣ生じた不均一磁界強度こそは大きな機
械パワーの発生の原泉である。上記磁界強度分布変動の
原因を空隙内の磁性体の位置、形状の変化の機械的仕事
で行なうときけ膨大な仕事せが必要であるが熱エネルギ
ーによる磁性体の物性変化による形状、位置の実質的変
化は容易に行なわれる。このためにはアンペアターンの
一定なｔ磁石を用いかつ加熱ストローク全体にわたって
磁極を一定の空隙寸法でもうけなければならない。 第６図は水平に回転する帯状フェライトリングの加熱印
出ストローク内の磁界強度分布をモデル的に示している
。１，２は磁極であり、３は加熱水流水部で、４は加熱
水入口、５は加熱水出口を示す。経方向の線６は磁力線
を示し、点線７はフェライトリングを示す。 加熱印形ス）ｐ−り内の帯状フェライト内の磁界強度と
磁束密度。 ｖ□・の周速で回転しいる帯状フエライ）リングの幅を
１．とし、１、＜ ｆ！ｏ１．磁性変化しうろ有効断
面積を８０とすると、加熱部入口にあるときのｓ（、ｘ
ｘ［ｉ：］のセグメント内の磁界強度は、磁化可能部が
磁界方向に長い形状だから、減磁係数りが極めて小さく
、Ｄ之００減磁強度ＨｐはＤ・４冗Ｍである。４πＭは
フェライト固有の磁化ＣＧ、）で加熱入口では磁界によ
り充分に４”ＫＭに磁化されるが、上記のように減磁力
ＨＤは小さいので、内部磁界強変則はＨｉ ＝ Ｈｈｉ
ｎ −ＨＤ ＝ Ｈｈｌｎ （８）つまり空隙磁界
強度と内部磁界強度はほぼ等しい。 また内部磁束密度Ｂ＝旧＋４πＭＳ ＝ Ｉ（ｈ Ｉｎ
−）（ｐ＋４πＭＢ ＝Ｈｈｉｎ−Ｄ 、 ４πＶｉ
Ｂ＋４７１″ＭＳ＝ Ｈｈ Ｉｎ ＋４７ＣＭ８０次に
加熱印形部の出口近くでは帯状フェライトリングの、磁
化可能部は表層、と端の部分がキュリ一温度前後に温度
上昇しているから磁界方向に短か（、減磁係数はＤｚｌ
となるから、１１ ＝ Ｈｈｏｕｔ−ＨＤ＋ ４πＭｓ
＝Ｈｈｏｕｔ−Ｄ ４πＭＢ −１−４ＸＭ Ｂ ”：
ＩＴｈ Ｏｕ ｔっまりＨｈｏｕｔと数値的に等しい
ガウス値な示し、はとんど磁性体の部分がなくなりてい
るので、フェライト内のＨｉ ＝ Ｈｈｏｕｔとなる。 以上のように１フエライトリング内の磁界強度も、加熱
スｌ−ローク内の空隙の磁界強度の減少に従って、回転
方向に減少する。 加熱部入１コにおいて、周速ｖｏでＸ方向に回転してい
るセグメントが磁化される、その磁気エネルギーは−ｚ
＝ ＨＨｈｉｎ −ＢＸＩＯ’、（Ｊｏｕｌａ〕である
。 セフメン） カ印形加熱ストロークでこのエネルギーを
減少させて仕事になる。これは熱エネルギーと関係ない
従来から磁気的なプランジャ力の仕事に他ならない。そ
の微小仕事なｄＷ’とすると、Ｂのｄｎだけの減少に対
して、 ｄＷ’ ＝−ｔｉｏ−１（・ｄＲ（９）である。いまフ
ェライトは第５図の温度変化ｄＴに対してＩ（’−−ａ
ｎ／ａＴのＢの温度係数の温度範囲にあるとき Ｋ＝十
μ。Ｋ′＝一旦夕−°１０ Ｋ として７ｃ ｄＷ’ ＝ ＩＮＫ ｄ Ｔ α１
これはセグメントが加熱印出ストロークを走行中にｄＴ
の温度変化をうけるときにセグメントの磁気エネルギー
の減少によって生じたもので、量的に極めて小さい仕事
針であり、セグメントの内部エネルギーの一部の減少に
対応する。 回転帯状フェライトリングの加熱印形ス）Ｒ−り内に発
生する大きな機械エネルギー。 従来この大きな機械エネルギーは未発見であったが、熱
力学の第１法則、ｗＪ２法則から見出された。この大き
な機械エネルギーは本発明において最も重要な点である
。 いま加熱印出ストロークなりｏの周速で回転しているフ
ェライトリングの一部分の前記セグメントを考える。こ
のセグメントは熱ｊｔｄＱを吸収し、セグメントの温度
Ｔを上昇させると同時ＩＣ磁性体の形状変化を熱エネル
ギーによる温度上昇によりリングの進行方向に生せしめ
ることにより前述のよう圧実効空隙長を増加せしめて、
定アンペアターンの電磁石による磁界強度を減少せしめ
、フェライト内の磁界強度Ｈ（＝旧）も減少せしめるが
ら、ｄＱ＝Ｃ（Ｔ、Ｈ）ｄＴ＋ｇ（ＴＩＨ）ｄＨａ珍の
ように表現できる。以下簡単のため、←υの右辺の変量
の係数 Ｃ（Ｔ、Ｈ）＝Ｃ ｇ （Ｔ ＋ Ｈ） ＝ ｋ と略記する。変量けｄＴ＞Ｏで、ｄＨ（Ｏである。 ｇが負の鯖であり、零でないならば、ｄＱの一部分が機
械的仕事量に変換されたことＫなるが、この段階では不
明である。 い−１： ｄＱによるセグメントｓの内部エネルギＶの
増加分をｄＶとお（と、ｄＱの印加によって生ずる温度
上昇ｄＴによるＳ内の磁気エネルギーの減少は（１０）
で与えられるから、 ｄＶ ＝ ｄＱ −ｄＷ’ ＝ ＣｄＴ −ＫＨｄＴ十 ｄＨ ゆえに、 ｄＶ＝ （Ｃ−ＫＨ）ｄＴ ＋ ｄＨ（１４内部エネ
ルギの微分は熱力学の基本側から完全微分でなければな
らない。 Ｔ−−ボ が成立する。ゆえに 件−に−狂 ・・・・・・（員 が成立する。 いっぽつ考えているセグメントのエン１−ロビーＳの変
化はｄＱ／Ｔで与えられる。 ｄｓは完全微分でなげればならない。ゆえに、とおける
から、次式が成立する。 これより、 （１４） ＋ （１７）より ！■＋□＝！ｊ−ｇ ｓ− θＴ ｉ）Ｔ Ｔ ＯＦｊしたが
って に一一工 α■ ゆえに ｇ（Ｔ、ｎ）＝−ｘＴ （イ） で与えられる。ｇ（Ｔ＋Ｈ）の形が与えられた。 −ＫＴは負値をり、ｄＨはセグメン）ＳがＨの減少方向
にｖ□で回転するから、−ＫＴｄＨは正の童で、これだ
けの機械エネルギーなｄＱなる熱エネルギの吸収によっ
て当該セグメントは発生する。−ＫＴ ｄＨは熱当量の
機械的仕事である。ジュール単位ではｄＷ＝−４、１８
６ＫＴｄＨ＠］） 機械的仕事かえられる。熱入力ｄＱに対しく】】）より
次式が成立する。 ａｑ＝ ｃａＴ十ａｗ／ ４．１８７ に）
セグメントは帯状フェライトリンクを１眞長で分割し、
磁性が変化しうるフェライトリングの表層部分の断面積
Ｓｏの容積のものである。加熱印出ストローク長をＬｈ
［ｃｍ〕とすると、ＶＯ［ｃｍ／Ｓ６Ｃ：］で走行する
セグメントがｊ＝１．２．・・・・・・、Ｌｈの位置を
とると考え、ｊ＝１でフェライトセグメントが第７図の
ＴＰの表層温度で、ｊ ＝ Ｉ４．でキュリ一温度ＴＱ
となるように、加熱媒体、冷却媒体温度ＴＨ＋Ｔｃ、加
熱、冷却熱流、熱伝達率を調整するとき、温度Ｔが’ｒ
ｐとＴＱの間で直線的に上昇すると近似すれば、任意の
ｊ位置において、温度はＴＪ＝Ｔｐ ＋ （Ｔｑ−Ｔｐ
）Ｊ／Ｌｈ に）で近似され、加熱部入口での帯
状フェライトリングの磁極間空隙がＱ、５ｃｍで、磁界
強度１１ｈｉｎが２０００ Ｑ、とし、回磁加熱部出口
で空隙が５．５ （Ｗ＆となるとき、出口でＨｈｏｕｔ
＝２００ ［Ｏｓ ］加熱ススト−りの長さＬｈ＝９
０〔偏〕 とすると、一様に空隙が増大するとして、ｄ
Ｈ＝２００．どなる。 セグメントの発生力はＨの減少方向つまりＸ方向である
。直交有効磁性変化断面８ｏは帯状フェライトリングの
幅をり、厚みをｄと中央層は温度がＴＱかそれ以上で一
定化しているから、平均有効厚みは上下の面を考えて３
ｄ／４程度である。８ｏ＝Ｌ−ｄＸ３Ａ （ｃｄ）−で
、ｌ＝ ＝ ５ ［ｍ ］、ｄ＝０．４［偏〕のとき、
ｓｏ ＝ １．ｓ 〔１−Ｉｌｌ ）となる。 加熱ストｐ−りの＋Ｊ位置にセグメントかあ、るとき、
発生する機械エネルギーなＷＪとすると１、ｙ ＝ Ｌ
Ｖ′２のとき、上記の場合ＴＰ＝４５℃、ＴＱ＝６５℃
とすると、 ＴＪ＝＝４ｓ＋１ｏ＝ｓｓ［℃］ ｓ（、＝ｏ、５（ｉ）ｘ’−５ｏ（ｃ／℃）、ｄＨＪ＝
２０（０８）であるから、 ＷＪ ＝ −” Ｘ １０−５（、ＴＱｕＩ、ｏ）６７
Ｃ １個のセグメントが印出加熱ストロークを過変間に生ず
る機械エネルギーをＷＳとすると、直線近似をするとき
、 Ｌ）、＝１８０の場合には、上記例で 帯状フェライトリングが４ｒｌｌＳで回転し、円周長が
２５０［ｍ）のとき、１０００個のセグメントが１秒間
に上記と同じエネルギを出力するから、１枚の帯状フェ
ライトリング当りの機械出力ＰＷＴは一般に ＰＷＴ ＝ Ｖ□−Ｗｓ［Ｗａｔｔ 〕で、Ｖ□ ＝
１０００ （ｃｒｎ／Ｓｅｅ 〕のとぎ、ＰＷＴ ＝
１２３．４ （Ｗａｔｔ 〕となる。１焉力程度を
うるＫは、この程度のＴＱ（＝６５℃）では６枚の帯状
フェライトリングを必要とする。上記例の場合の磁気パ
ワ入力はｓ（、ｖ（、ｎ Ｈ・１０−ン８７Ｃ＝２．３
８Ｗである。通常のプラジャカにもとすく機械出力はこ
の程度であるから、上記機械出力は燃エネルギの変換に
よるものであることは明らかである。 前述の如く、加熱印出、冷却部を定速回転する帯状フェ
ライトリングの加熱回磁部を通過中のフェライトリング
の熱エネルギーによる磁性減少にる空隙の変化による磁
界強度の空間的変化は熱エネルギーによってのみ発生し
、これに対する電磁石回路は常に一定のアンペアターン
の′直流に固定され、′ｒに機内エネルギーの入力は全
（発生していない。 加熱部に印加する磁界発生に永久磁石を用いるときけ、
残留磁性曲線は加熱部における帯状フェライトリングの
空隙が変化によるパーミアンス直線の傾度変化罠よる交
点の移動は空隙磁束密度（空隙磁界強度、ＣＧ８単位系
で）に殆んど変化を生じないので、ｄＨ！Ｏである。こ
の場合は従来のプランジャ力以上の細物も出力しない。 第２図に示した装置にて試験した所、ｒＰｓ＝２で、帯
状フェライトリングに３０ｃｎ１径を用い、約２０Ｗを
得た。キュリ一温度は前略算の６５℃のものを用い、加
熱水に７０℃の流温水を用い、冷却は空冷によったので
、フェライトの温度差を太き（とれなかったのセ上記略
算値よりも小さい出力であった。 本発明方式の機械出力を大きく改善するには、（１）帯
状フェライトリングの幅を太き（とり、またへりの部分
をうすくして、加熱ストロークの磁界強度変化ｄＨを太
き（する。（２）フェライトのキュリ一温度ＴＱを実用
範囲で高く、またＩ、ａｎ／δＴＩを太き（する。（３
）リング経を太き（する。（４）回転数を大きくする。 （４）加熱回磁ストロークを長くする。（５）同心リン
グ数を多くする。等の考慮が必要である。 また熱効率の点から、加熱水温度ＴｌｌはＴＱよりかげ
はなれて高（ない方がよい。たとえばＴＱ＝６５℃の場
合、ＴＨは７０℃前後でよく、８０℃であると熱効率は
低下する。 熱入力はセグメントの表面積が上下でＬＸ２（−）で、
表面熱伝達率をｈ （Ｃａｌ／−・℃・ｓｅｃ ）とす
ると、δｔ＝１／Ｖ□［ｓｅｃ：］の間に加熱ストロー
クのＪ位置で、熱流をｑｊとすると、 δｔ・ｑｊ＝２・Ｌ−ｈ （ＴＨ−ＴＪ ）δｔ上セグ
メント加熱ストローク中吸収する熱駄はｈ −１ １秒間に入る熱流Ｑ’ ［ｃａ、ｆ／ Ｓｅｃ ］はＶ
Ｑａｔ−１でＬ）１ に仕事当ｋを加えればよい。 第８図は温水フェライトエンジン発電装置の概要図であ
る。 基本設計 ＴＱ＝１１０℃の帯状フェライトリング１を用い１２
（＋ ’Ｃ程度の高温水を用いる温水式フェライトヒー
トエンジンである。リンク枚数は５枚とし、峠を３００
／ ｘ 〔ｔｍ〕程度とする。リング１ｍ Ｌ ＝
８ ［ｍ］厚さ４ｍ、δｎ／ａＴ＝−７ｓ ＣＧ／ ℃
）、’ｒｐ＝７ｏ℃のフェライトは谷筋に作成できる。 空隙２４ｍとし、加熱部入口の空隙磁界強度ａｏｏｏ［
ｏｅ’］のとき、ｄＨ＝＝ ４０（０，、） 、 こ
のとき帯状フェライトリングは１枚あたり５００Ｗ出力
するので全体として２．５ＫＷの出力となる 構成 ２はフェライトリング支持棒で、３は加熱水流槽
で、４，５は磁極で鉄心を通して電磁石コイル部６に結
合される。７はリング保持動力伝連用非磁性円板。８は
同上シャフト、９は冷却水流槽、ギア１０により回転数
を上げ、シャフト１１にはタコシネレータ１２、クラッ
チ１３、ギアＩ４が連結され、ギア１４の一方は交流発
電機１５に連結される。クラッチ１３にはスタータモー
タが連結される。１６は上記各機械構成部を１２のタコ
シネレータの出力、交流発電機の出力を入力して、制御
信号を構成発信する制御装置である。 ４、図面の簡単な説明 第１図 従来の磁気キュリ一点装置 １：磁気発生装置 ２：磁性体（フェライト等） ３：２の加熱部分 第２図 本発明の基本概念図 １：帯状フェライトリング ２：１を固定する回転円板 ３：高温加熱部、回磁部 ４：低温冷却部 ５：起動モータ ６：発電機 ７：タフジェネレータ 第３図 フェライトエンジン部の横断面図１＝フエライ
ｌリングの帯状部断面 ２：加熱水流部 ３：電磁石コイル ４．５：磁極 ６．７：空隙 ８：冷却部 ９：起動モータ １０：発電機 １１．１２：ギア 第４図 １帯状フイン形フエライトリング２：同上フィ
ン ３：帯状フェライトリング（垂直形） ４：帯状フェライトリング（水平形） 第５図 フエライｌ−磁束密度一温度図第６図 熱エネ
ルギーと回転フエライリングにまり回磁加熱部に生ずる
磁界変化図 １、ｚ：磁極 ３：加熱水流部 ４：加熱水入口 ５：加熱水出口 ６：磁力線分布 ７：フェライトリング 第７図 フェライト表層部の温度変化の直線近似 第８図 フェライトヒートエンジンよる発電装置概要図 １；帯状フェライトリング（水平回転形）２：支持棒 ３：加熱水流槽 ４．５：磁 極 ６：コイル部 ７：伝達円板 ８：シャフト ９：冷却水流槽 １０：ギア １１：シャフト １２：タコジェネレータ １３：クラッチ、スタータモータ １４：ギ ア １５：交流発電機 １６−制御装置 特許出願人 片 山 愛 介
界変化装置の原理図を示す。第２図は本発明方式による
連続機械パワー発生原理を示す。 第３図は第２図の発明原理を実施するのに必要な装置の
構成を示す。第４図は高い機械パワー出力を」二記リン
グ状磁性体よりうるために必要な帯状フィン構造リング
磁性体の形状を示し、第５図はその断面図である。第６
図は上記フィン部よりのパワー発生原理を説明する図で
ある。第７図平衡時のフィン」二の温度分布図 第８図、熱入力算出原理図 第９図、帯状フィン形磁性体リングを用いた発電装置。 記号の説明 第１図： １：磁界発生装置 ２：磁性体 ３：２の加熱部分 第２図： １ ： リング状磁性体（回転円板に取つ
げた）２：加熱部 ３：磁界印加装置 ４：冷却部 第３図： １，２，３．４は第２図と同じ５：発電機 ６：始動、定速回転電動機 第４図＝ １：帯状フィン凸山部の１つを指示２：リ
ング状磁性体基板 第５図： 第４図と同じ 第６図＝ １：フィンの一部拡大断面 ２：パワー算出微小長帯状部分 ３：リング状磁性体基板 第７図： にフィン表面温度 第８図＝ １：フイン一部拡大断面 ２：熱入力算出帯状部 ３：リング状磁性体基板 第９図＝ １：帯状フィン形すング磁性体２：電動機 ３：発電機 ４：磁界発生装置 ５：加熱液部 ６：冷却装置 ７：制御装置 ８：速度検１１１タコメータ ９：電動機制御装置 １０：発電機界磁制御装置 １１：湯度制御装置 １２：！？、流制御パルプ 】３：ギヤー装置 １４：ギヤー装置 １５：発電機出力端子 特許出願人 片 山 愛 介 （３５） ゴ ブ° ↓ 図 升 ２ 図 第３凶 手続補正曹（自発） 昭′Ａ［１５７年１１月２７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５６年特許出顯第１３７０５４号 ２、発明の名称 １自 郵便番号 １１１０ 住 所 秋田県秋田市用元むつみ町２番４７号（２）
門削畳及び図■の竺又 た発電装置」 に改める。 （２） 明細書及び図面の全文を別紙のとおり補正す
る。 ６、 添付書類 ＋＋＋ 全文訂正明細書 １通 （２） 図 面 １通明
細 書 １、発明の名称 帯状磁性体リングエンジンとそれを用いた発生装置 ２、特許請求の範囲 １、リングに沿って一様な断面積なもつ帯状のうすい円
形リング状磁性体、あるいは前記円形リング状磁性体の
リングに沿って一様な凸出長の長く、薄い帯状のフィン
を凸出させた円形リング状磁性体の単数あるいは複数個
を同心円状に非磁性円板に固定し、当該円板を外部より
一定の回転速度で起動させ；前記帯状リング磁性体ある
いは帯状フィンを付したリング状磁性体、以下１トにリ
ング状磁性体を加熱印磁部と冷却部とを通して前記′定
回転速度で巡回させることを特徴とし、リング状磁性体
のキュリ一温度を加熱温度より低く、冷却部の温度はキ
ュリ一温度より低温に前記リングが巡回しても保つよう
に熱エネルギーの収支を行なうとき、リング状磁性体の
表層温度は磁性体のキュリ一温度以下の磁束密度が温度
上昇に対して急激に変化する範囲で回転に対して同期的
に変化し、加熱部入口にリング状磁性体が到着するとき
、上記急激変化のはじまる温度にて常に保たれるので、
加熱部には同時に電磁石による磁界が加えられることに
より充分に磁化され、加熱印磁部な走行中に温度が上昇
することにより、リング状磁性体の加熱部内の部分は熱
エネルギーを吸収して磁性を失なうことによって、加熱
部に接して配した磁極間の実効空隙が増加するので、一
定のアンペアターンの電磁石による磁界強度が減少する
分だけ熱エネルギーがリング状磁性体の力学的エネルギ
ーに変化する熱力学上の原理にもとづき構成されたリン
グ磁性体エンジンであって、力学的エネルギーによって
発生する回転方向のトルクは機械酌にリンクされた発電
機等の逆トルクによって打消される特徴をもち、力学エ
ネルギーを発生して′も常に定速に保たれ、加熱、冷却
部を定速巡回することにより、上記安定な温度変化をリ
ング状磁性体の表層にえて、前記機械パワを安定に出力
させることを特徴とするリング状磁性体エンジン。 ２、 帯状リング状磁性体あるいは帯状フィンを付加し
たリング状磁性体の単数側あるいは複数個を非磁性円板
の周辺部に同心円状に間かくを空けて固定した回転リン
グ状磁性体装置を円板のシャフトを通して外部のスター
タ電動機を通して初期駆動し、一定の回転速度で前記リ
ング状磁性体を印磁加熱部と冷却部を通して巡回させる
とき発生する前記円板シャフトにえられるトルクな、前
記シャフトにギアにて連結されたタフジェネ１／−タに
よって検出される前記一定の回転速度を保つように前記
タコジェネレータの出力により前記シャフトにギアを通
して連結された発電機の励磁電流を制御することによっ
て、前記回転リング磁性体円板の発生トルクと等量で逆
向きのトルクを当該シャフトに発電機の回転シャフトよ
り発生させることにより、リング状磁性体に発生する機
械パワ） −を発電機の電気出力端に電力として取出すような発電
装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は多数の凸部を回転方向にも環状の磁性体あるい
け薄い環状磁性体を電磁石等による磁極を外側に併置し
た加熱部と冷却部とを通して定速度で巡回させることに
より、印加熱パワーを高能率に機械的ｔ［連続パワーに
変換する装置方式に関する。 従来の磁性体の磁界における熱エネルギーの利用は、主
としてキュリ一温度付近における磁性体の磁束密度の変
化による磁性体の印形下における磁束密度の変化による
力を静止した磁性体に直接に作用させ、有限のストロー
クを発生させ、これを利用するものである。これらの実
施例は感温スイッチ、リレー等に広く利用されている。 しかしこの場合に生ずる力は発力部が磁界の外に出るの
で、瞬間的には強い力であっても、力はすぐに弱くなる
。以上のいわゆるプランジャー的な力を回転体の周辺１
（不連続に付置させた磁性体を順々に印出加熱し７、キ
ーリ一温度近くに温度上昇するときの磁束密度の減少に
よる力を用い、回転体に適当なダンピングをつげて回転
運動をさせる試みも行なわれたが、発するトルクが極め
てより（、大ざなパワーを発生することができなかった
。 まず従来のキュリユリ一温度を利用する７ランジヤーカ
の原理を第１図について説明する。１の磁気発生装置に
、２の磁性体を１の磁極による力をうけても吸引されな
いように静止させて保ち、２の端の部分３を加熱し、そ
の温度が３の部分の磁性体の磁化力が急に減少するキー
リ一温度に近づくとき、図のＸ方向の力を生じ、磁性体
はＸ方向に、磁性体の磁束密度の変化を生じた体積内の
磁気エネルギーに相当するだけの機械的仕事をして、停
止する。一般に磁気エネルギーの密度は比較的キー、リ
一温度のび（いフェライトなどの磁性体では極めて小さ
いので、一般に上記機械的仕事量は極めて小さく、熱エ
ネルギーの機械的仕事への変換は困難であった。また上
記のような場合には連続的な機械エネルギーを出力する
ことはできない。 本発明は上記従来の一般的概念を打破したものであり、
熱エネルギーを極めて能率よく機械エネルギーに変換す
る装置、方式を与えるものである。 初めに、磁界ならびに磁性体について簡単な注意を示す
。以下磁界の強さＨ１磁束密度ＢをそれぞれａＣＳ単位
系で表わす。ＨはＯｅの単位で、ＢはＧの単位を用いる
。 一般に磁界強度Ｈの下で、磁性体、以下フェラ−ｒ ）
を用いるので、フェライトという。フェライｌの磁束密
度をＢとすると、フェライトの磁気エネルギー密度は−
ＬＨＢ （ｅｒｇ／ ａｌ、 ）と云ってよ８冗 いのは減磁係数りがＤ（１の場合で、つまり一定磁界Ｈ
の方向に長い形状のフェライトの場合で、ＩＩ ｉＣ４
直なうすいフェライト板であればＢｚＨ（数値的に）と
なり、フェライト内の磁界強度は■１よりも小さくなる
。したがって、フェライトのような磁性体の磁気エネル
ギー密度は、外部磁界とフェライト自体の形状と磁界に
おける位置関係に著しく依存するエネルギー密度である
。ここでツボライトの形状とは磁性をもった部分の形状
のことで、本発明は熱エネルギー加えることによって、
フェライトリングの磁界内におけるフェライ１の実質的
形状を変化せしめることを特徴とじている。以上では印
加磁界を一定としているが、本件発明の場合はさらに、
一定のアンペアターンＮｌの電磁石の空隙磁界において
フェライトリングを加熱しながら、回転させるので、フ
ェライト周辺に熱エネルギーによって、空間的に固定さ
れた大きな磁界強度変動部分をつくり、フェライト内に
大きな磁界強度の変動を熱エネルギーによって発生させ
ることができるのである。 本発明装置の概要を説明する。第２図はその概要図であ
る。■はフェライトリングであって、回転円板２の周辺
に固定し、高温加熱部３と低温冷却部４を通して一定周
速Ｖ。で回転している。５は起動モータで上記Ｖ。をフ
ェライトリングに与える。 本発明方式は初期一定回転速度を与えて始めて本発明の
特徴とする動作をするので、初期定速運転がすべての前
提となる。３の外側に電磁石１０による磁極を対向せし
めて、加熱部には同時に磁界が印加されるようにしてお
く。１のフェライトリングは第４図のような形状の回転
方向に一様な帯状フィン形のフェライトリングか、１個
あるいは複数の同心円状に作った帯状フェライトリグで
あることを形状上の特徴とする。帯状フェライトの幅は
第３図の加熱部２における電磁石１０の磁極間の空隙長
ｇを極力小さくするようにし、当該フェライト帯の厚み
はうすくするようにし、征を極の近接する部分にはテー
パーをつけて、端を特に薄くするような形状とする。加
熱部、冷却部の温度をそれぞれＴ ＴＴ ＋ Ｔ Ｃと
するとき、フェライトリングを回転させても温度’ｒｔ
ｒ 、 ’ｒｃが一定に保たれるように熱媒体を高温加
熱印形部、および低温冷却部にそれぞれ流動させる。リ
ングのＶＯ周速での回転の下において、高温部の温＆
ＴＴＴ、冷却部の温度Ｔｃとし、フェライトリングのフ
ェライトのキュリ一温度をＴＱとする。またフェライト
の出仕の減□少を始める温度を’ｒｐ 、ｌ−、Ｌ、’
ｒＰとＴＱの間で、第５図のように磁束密度減少率Ｋが
一定であるとする。 設定温度を次のようにする。 Ｋ＝ ” （Ｔｐ＜ Ｔ ＜ Ｔｃａ ） ・・
・・・・（１）δＴ Ｔｕ ＞ ＴＱ ＞ Ｔ ＞ ＴＰ ＞ ＴＣ−−（２
）ここでＴはフェライトの表層温度とする。 リングを数１００回、定周速Ｖｏで回転させると、高温
加熱部ではフェライトリングへの熱エネルギＱの吸収が
おこり、加熱部入口での表層温度をＴ１１とすると、表
層温度Ｔはリングがｖ□で加熱部を走行するにつれて順
次上昇し、出口ではリング温度ＴはＴＱとなり、断熱部
を通って、冷却部に入ると、リング温度はＴｑだからＴ
Ｑ ＞＞ Ｔｃで、放熱がおこり、Ｑ′の熱エネルギー
を冷却部で放出し、リング温度は’ｒ＝’ｒｐとなって
、再び印形加熱部に入る。フェライトリンクを定周速で
上記加熱、冷却部を巡回させると表層温度は上記のよう
に定常的に変化するようになる。 この場合作動物質は回転帯状フエライ） Ｕングであっ
て、一種のカルノーサイクルを実行する熱エンジンであ
る。従来の熱エンジンと異なる点は作動物質が気体でな
（、固体であることであり、加熱部において同時に磁界
を加えることである。 フェライトリングのした仕事なＷとすると、熱効率マは 、−ニー」二、ｉ’、−０−Ｘ（３） ＱＱ Ｑ となる。Ｗは印形加熱部で出るフェライトリングよりの
機械的仕事量である。 この機械的仕事発生によるリングに発生する力はｖ□の
方向に生じ、リングを加速するように働ら＜ノテ、Ｗに
よるリング円板に発生するトルクＴＦは機械的にリンク
され、ギアーによって結合されている第２図の発電機６
の動磁電流を制御して、発電機よりの逆トルクＴＱをＴ
Ｇ＝−ＴＦとなるようにたえず保つことは、フェライト
リングの加速をおさえ、定周速Ｖｏで上記熱サイクルを
連続的に続けるために必要である。かつ以降において詳
細に説明するフェライトリングよりの出力トルクパワー
は６０発電機により、はぼ等量の電力に変換されて取出
される。なお７のタコシネレータはｖ□の周速を一定な
らしめるためのもので、制御信号を６の励磁回路へ送出
する。さて定速運転の下において、 （１） 帯状フェライトあるいは帯状フィン形フェラ
イトリングの中央層または内側の心の部分は回転して加
熱、冷却をうけてもほぼフェライトのキュリ一温度ＴＱ
かあるいはそれ以上の温度を保ち変化しない。つまり定
常運転下においては帯状フェライトリングの中央の部分
は非磁性体となる。 （２）帯状フェライトリングの表層部はリングの回転数
を適当にえらで、加熱温度Ｔｌｌ、冷却温度ＴＣを適当
に選び、リングの表面熱伝達率が３０００〔Ｋｃａｌ／
ｍ”・ｈｒ・℃〕以上になるように加熱冷却媒体の状況
を設定すれば平均表層温度を加熱印形部において、 Ｔ
ｐ −＋ ＴＱへ正の温度傾度で」二外し、冷却部にお
いて、ＴＱ −＋ Ｔｐへ負の温度傾度で変化する。こ
の温度変化のパターンはリングの表層においてのみ起り
、外部から観察すれば、空間的に一定となる。 しかしリング上の１つの固定部分についてみれば、時間
的には１周する間に上記の温度変化をしている。つまり
フェライトリングの表層は磁性体の状態（Ｔ＜ＴＱ）と
非磁性体の状態（Ｔ＞Ｔｑ）とを回転中に交互に（りか
えしている。帯状フェライトリングの固体しての形状は
回転方向Ｘに対して加熱、冷却部で一様であるが、加熱
印形部において磁性体とし２ての形状、容積はＸ方向で
太き（変化する。第３図は第２図のフェライトリング１
と周辺部分の断面の概要を示す。第３図において、帯状
フェライトリング−の帯状部はアンペアターンＮＩの電
ｍ石３の磁極４，５のリングのないときの空隙長をｙ。 とじ、図のようにリングの帯状幅が空１’１ｊｉｈ＜方
向にのびているので、リングがあり、加熱部人ローでフ
ェライト表層温度がＴＰであるので、空隙にそって細長
い磁性体となるように磁化されるので、実効空隙長６．
７の部長１は極めて小さい。加熱部入口部の磁束なωと
すると、鉄心部長〕とし、鉄心の透磁率なμとすると、
μ）１で極めて大きい。Ｓを平均磁束断面積とし、峠〈
２のとき平均磁束密度Ｂは近似的に ４″７ＣＮＩ”’′ Ｂご−□（５） ＣＧ９単位系では空隙の磁界強度Ｈは数値的に磁束密度
に等しいので加熱部入口では Ｈｈｏｕｔ＝ ４ＫＮＩ ２（６） いっぽう、加熱部用口近（においては帯状フェライトリ
ングの表層温度はＴＱかそれ以上となっているので、こ
の部分にあるフェライトは磁界加わっているがキュリ一
温度かそれ以上の温度になっているので、磁化能力なく
、磁性を失っているので、空隙はフェライトのないとき
の９゜となるから、磁界強度は Ｈｈｏｕｔ ＝ ４″７ＣＮＩ 、。 （７） 以上から、１ｏ＞１であるから、Ｈｈｏｕｔ＜Ｈｈｌｎ
である。帯状フェライトリングを加熱印形部を通して定
周速ｖｏで回転、かつ熱エネルギーをリングが吸収する
場合のみ、このような定常的な磁界強度の変化を加熱部
の空間に固定して発生する。リング表層ならびに先端部
位の温度がＴＱに向って、時間的にほぼ直線的に上昇し
てゆ（とき、１ｉｔｅ＆石の空隙の磁界強度はほぼ直線
的に減少して、ＨｈｉｎからＨｈｏｕｔに変動する。こ
の進行方向ＸＩＣ生じた不均一磁界強度こそは大きな機
械パワーの発生の原泉である。上記磁界強度分布変動の
原因を空隙内の磁性体の位置、形状の変化の機械的仕事
で行なうときけ膨大な仕事せが必要であるが熱エネルギ
ーによる磁性体の物性変化による形状、位置の実質的変
化は容易に行なわれる。このためにはアンペアターンの
一定なｔ磁石を用いかつ加熱ストローク全体にわたって
磁極を一定の空隙寸法でもうけなければならない。 第６図は水平に回転する帯状フェライトリングの加熱印
出ストローク内の磁界強度分布をモデル的に示している
。１，２は磁極であり、３は加熱水流水部で、４は加熱
水入口、５は加熱水出口を示す。経方向の線６は磁力線
を示し、点線７はフェライトリングを示す。 加熱印形ス）ｐ−り内の帯状フェライト内の磁界強度と
磁束密度。 ｖ□・の周速で回転しいる帯状フエライ）リングの幅を
１．とし、１、＜ ｆ！ｏ１．磁性変化しうろ有効断
面積を８０とすると、加熱部入口にあるときのｓ（、ｘ
ｘ［ｉ：］のセグメント内の磁界強度は、磁化可能部が
磁界方向に長い形状だから、減磁係数りが極めて小さく
、Ｄ之００減磁強度ＨｐはＤ・４冗Ｍである。４πＭは
フェライト固有の磁化ＣＧ、）で加熱入口では磁界によ
り充分に４”ＫＭに磁化されるが、上記のように減磁力
ＨＤは小さいので、内部磁界強変則はＨｉ ＝ Ｈｈｉ
ｎ −ＨＤ ＝ Ｈｈｌｎ （８）つまり空隙磁界
強度と内部磁界強度はほぼ等しい。 また内部磁束密度Ｂ＝旧＋４πＭＳ ＝ Ｉ（ｈ Ｉｎ
−）（ｐ＋４πＭＢ ＝Ｈｈｉｎ−Ｄ 、 ４πＶｉ
Ｂ＋４７１″ＭＳ＝ Ｈｈ Ｉｎ ＋４７ＣＭ８０次に
加熱印形部の出口近くでは帯状フェライトリングの、磁
化可能部は表層、と端の部分がキュリ一温度前後に温度
上昇しているから磁界方向に短か（、減磁係数はＤｚｌ
となるから、１１ ＝ Ｈｈｏｕｔ−ＨＤ＋ ４πＭｓ
＝Ｈｈｏｕｔ−Ｄ ４πＭＢ −１−４ＸＭ Ｂ ”：
ＩＴｈ Ｏｕ ｔっまりＨｈｏｕｔと数値的に等しい
ガウス値な示し、はとんど磁性体の部分がなくなりてい
るので、フェライト内のＨｉ ＝ Ｈｈｏｕｔとなる。 以上のように１フエライトリング内の磁界強度も、加熱
スｌ−ローク内の空隙の磁界強度の減少に従って、回転
方向に減少する。 加熱部入１コにおいて、周速ｖｏでＸ方向に回転してい
るセグメントが磁化される、その磁気エネルギーは−ｚ
＝ ＨＨｈｉｎ −ＢＸＩＯ’、（Ｊｏｕｌａ〕である
。 セフメン） カ印形加熱ストロークでこのエネルギーを
減少させて仕事になる。これは熱エネルギーと関係ない
従来から磁気的なプランジャ力の仕事に他ならない。そ
の微小仕事なｄＷ’とすると、Ｂのｄｎだけの減少に対
して、 ｄＷ’ ＝−ｔｉｏ−１（・ｄＲ（９）である。いまフ
ェライトは第５図の温度変化ｄＴに対してＩ（’−−ａ
ｎ／ａＴのＢの温度係数の温度範囲にあるとき Ｋ＝十
μ。Ｋ′＝一旦夕−°１０ Ｋ として７ｃ ｄＷ’ ＝ ＩＮＫ ｄ Ｔ α１
これはセグメントが加熱印出ストロークを走行中にｄＴ
の温度変化をうけるときにセグメントの磁気エネルギー
の減少によって生じたもので、量的に極めて小さい仕事
針であり、セグメントの内部エネルギーの一部の減少に
対応する。 回転帯状フェライトリングの加熱印形ス）Ｒ−り内に発
生する大きな機械エネルギー。 従来この大きな機械エネルギーは未発見であったが、熱
力学の第１法則、ｗＪ２法則から見出された。この大き
な機械エネルギーは本発明において最も重要な点である
。 いま加熱印出ストロークなりｏの周速で回転しているフ
ェライトリングの一部分の前記セグメントを考える。こ
のセグメントは熱ｊｔｄＱを吸収し、セグメントの温度
Ｔを上昇させると同時ＩＣ磁性体の形状変化を熱エネル
ギーによる温度上昇によりリングの進行方向に生せしめ
ることにより前述のよう圧実効空隙長を増加せしめて、
定アンペアターンの電磁石による磁界強度を減少せしめ
、フェライト内の磁界強度Ｈ（＝旧）も減少せしめるが
ら、ｄＱ＝Ｃ（Ｔ、Ｈ）ｄＴ＋ｇ（ＴＩＨ）ｄＨａ珍の
ように表現できる。以下簡単のため、←υの右辺の変量
の係数 Ｃ（Ｔ、Ｈ）＝Ｃ ｇ （Ｔ ＋ Ｈ） ＝ ｋ と略記する。変量けｄＴ＞Ｏで、ｄＨ（Ｏである。 ｇが負の鯖であり、零でないならば、ｄＱの一部分が機
械的仕事量に変換されたことＫなるが、この段階では不
明である。 い−１： ｄＱによるセグメントｓの内部エネルギＶの
増加分をｄＶとお（と、ｄＱの印加によって生ずる温度
上昇ｄＴによるＳ内の磁気エネルギーの減少は（１０）
で与えられるから、 ｄＶ ＝ ｄＱ −ｄＷ’ ＝ ＣｄＴ −ＫＨｄＴ十 ｄＨ ゆえに、 ｄＶ＝ （Ｃ−ＫＨ）ｄＴ ＋ ｄＨ（１４内部エネ
ルギの微分は熱力学の基本側から完全微分でなければな
らない。 Ｔ−−ボ が成立する。ゆえに 件−に−狂 ・・・・・・（員 が成立する。 いっぽつ考えているセグメントのエン１−ロビーＳの変
化はｄＱ／Ｔで与えられる。 ｄｓは完全微分でなげればならない。ゆえに、とおける
から、次式が成立する。 これより、 （１４） ＋ （１７）より ！■＋□＝！ｊ−ｇ ｓ− θＴ ｉ）Ｔ Ｔ ＯＦｊしたが
って に一一工 α■ ゆえに ｇ（Ｔ、ｎ）＝−ｘＴ （イ） で与えられる。ｇ（Ｔ＋Ｈ）の形が与えられた。 −ＫＴは負値をり、ｄＨはセグメン）ＳがＨの減少方向
にｖ□で回転するから、−ＫＴｄＨは正の童で、これだ
けの機械エネルギーなｄＱなる熱エネルギの吸収によっ
て当該セグメントは発生する。−ＫＴ ｄＨは熱当量の
機械的仕事である。ジュール単位ではｄＷ＝−４、１８
６ＫＴｄＨ＠］） 機械的仕事かえられる。熱入力ｄＱに対しく】】）より
次式が成立する。 ａｑ＝ ｃａＴ十ａｗ／ ４．１８７ に）
セグメントは帯状フェライトリンクを１眞長で分割し、
磁性が変化しうるフェライトリングの表層部分の断面積
Ｓｏの容積のものである。加熱印出ストローク長をＬｈ
［ｃｍ〕とすると、ＶＯ［ｃｍ／Ｓ６Ｃ：］で走行する
セグメントがｊ＝１．２．・・・・・・、Ｌｈの位置を
とると考え、ｊ＝１でフェライトセグメントが第７図の
ＴＰの表層温度で、ｊ ＝ Ｉ４．でキュリ一温度ＴＱ
となるように、加熱媒体、冷却媒体温度ＴＨ＋Ｔｃ、加
熱、冷却熱流、熱伝達率を調整するとき、温度Ｔが’ｒ
ｐとＴＱの間で直線的に上昇すると近似すれば、任意の
ｊ位置において、温度はＴＪ＝Ｔｐ ＋ （Ｔｑ−Ｔｐ
）Ｊ／Ｌｈ に）で近似され、加熱部入口での帯
状フェライトリングの磁極間空隙がＱ、５ｃｍで、磁界
強度１１ｈｉｎが２０００ Ｑ、とし、回磁加熱部出口
で空隙が５．５ （Ｗ＆となるとき、出口でＨｈｏｕｔ
＝２００ ［Ｏｓ ］加熱ススト−りの長さＬｈ＝９
０〔偏〕 とすると、一様に空隙が増大するとして、ｄ
Ｈ＝２００．どなる。 セグメントの発生力はＨの減少方向つまりＸ方向である
。直交有効磁性変化断面８ｏは帯状フェライトリングの
幅をり、厚みをｄと中央層は温度がＴＱかそれ以上で一
定化しているから、平均有効厚みは上下の面を考えて３
ｄ／４程度である。８ｏ＝Ｌ−ｄＸ３Ａ （ｃｄ）−で
、ｌ＝ ＝ ５ ［ｍ ］、ｄ＝０．４［偏〕のとき、
ｓｏ ＝ １．ｓ 〔１−Ｉｌｌ ）となる。 加熱ストｐ−りの＋Ｊ位置にセグメントかあ、るとき、
発生する機械エネルギーなＷＪとすると１、ｙ ＝ Ｌ
Ｖ′２のとき、上記の場合ＴＰ＝４５℃、ＴＱ＝６５℃
とすると、 ＴＪ＝＝４ｓ＋１ｏ＝ｓｓ［℃］ ｓ（、＝ｏ、５（ｉ）ｘ’−５ｏ（ｃ／℃）、ｄＨＪ＝
２０（０８）であるから、 ＷＪ ＝ −” Ｘ １０−５（、ＴＱｕＩ、ｏ）６７
Ｃ １個のセグメントが印出加熱ストロークを過変間に生ず
る機械エネルギーをＷＳとすると、直線近似をするとき
、 Ｌ）、＝１８０の場合には、上記例で 帯状フェライトリングが４ｒｌｌＳで回転し、円周長が
２５０［ｍ）のとき、１０００個のセグメントが１秒間
に上記と同じエネルギを出力するから、１枚の帯状フェ
ライトリング当りの機械出力ＰＷＴは一般に ＰＷＴ ＝ Ｖ□−Ｗｓ［Ｗａｔｔ 〕で、Ｖ□ ＝
１０００ （ｃｒｎ／Ｓｅｅ 〕のとぎ、ＰＷＴ ＝
１２３．４ （Ｗａｔｔ 〕となる。１焉力程度を
うるＫは、この程度のＴＱ（＝６５℃）では６枚の帯状
フェライトリングを必要とする。上記例の場合の磁気パ
ワ入力はｓ（、ｖ（、ｎ Ｈ・１０−ン８７Ｃ＝２．３
８Ｗである。通常のプラジャカにもとすく機械出力はこ
の程度であるから、上記機械出力は燃エネルギの変換に
よるものであることは明らかである。 前述の如く、加熱印出、冷却部を定速回転する帯状フェ
ライトリングの加熱回磁部を通過中のフェライトリング
の熱エネルギーによる磁性減少にる空隙の変化による磁
界強度の空間的変化は熱エネルギーによってのみ発生し
、これに対する電磁石回路は常に一定のアンペアターン
の′直流に固定され、′ｒに機内エネルギーの入力は全
（発生していない。 加熱部に印加する磁界発生に永久磁石を用いるときけ、
残留磁性曲線は加熱部における帯状フェライトリングの
空隙が変化によるパーミアンス直線の傾度変化罠よる交
点の移動は空隙磁束密度（空隙磁界強度、ＣＧ８単位系
で）に殆んど変化を生じないので、ｄＨ！Ｏである。こ
の場合は従来のプランジャ力以上の細物も出力しない。 第２図に示した装置にて試験した所、ｒＰｓ＝２で、帯
状フェライトリングに３０ｃｎ１径を用い、約２０Ｗを
得た。キュリ一温度は前略算の６５℃のものを用い、加
熱水に７０℃の流温水を用い、冷却は空冷によったので
、フェライトの温度差を太き（とれなかったのセ上記略
算値よりも小さい出力であった。 本発明方式の機械出力を大きく改善するには、（１）帯
状フェライトリングの幅を太き（とり、またへりの部分
をうすくして、加熱ストロークの磁界強度変化ｄＨを太
き（する。（２）フェライトのキュリ一温度ＴＱを実用
範囲で高く、またＩ、ａｎ／δＴＩを太き（する。（３
）リング経を太き（する。（４）回転数を大きくする。 （４）加熱回磁ストロークを長くする。（５）同心リン
グ数を多くする。等の考慮が必要である。 また熱効率の点から、加熱水温度ＴｌｌはＴＱよりかげ
はなれて高（ない方がよい。たとえばＴＱ＝６５℃の場
合、ＴＨは７０℃前後でよく、８０℃であると熱効率は
低下する。 熱入力はセグメントの表面積が上下でＬＸ２（−）で、
表面熱伝達率をｈ （Ｃａｌ／−・℃・ｓｅｃ ）とす
ると、δｔ＝１／Ｖ□［ｓｅｃ：］の間に加熱ストロー
クのＪ位置で、熱流をｑｊとすると、 δｔ・ｑｊ＝２・Ｌ−ｈ （ＴＨ−ＴＪ ）δｔ上セグ
メント加熱ストローク中吸収する熱駄はｈ −１ １秒間に入る熱流Ｑ’ ［ｃａ、ｆ／ Ｓｅｃ ］はＶ
Ｑａｔ−１でＬ）１ に仕事当ｋを加えればよい。 第８図は温水フェライトエンジン発電装置の概要図であ
る。 基本設計 ＴＱ＝１１０℃の帯状フェライトリング１を用い１２
（＋ ’Ｃ程度の高温水を用いる温水式フェライトヒー
トエンジンである。リンク枚数は５枚とし、峠を３００
／ ｘ 〔ｔｍ〕程度とする。リング１ｍ Ｌ ＝
８ ［ｍ］厚さ４ｍ、δｎ／ａＴ＝−７ｓ ＣＧ／ ℃
）、’ｒｐ＝７ｏ℃のフェライトは谷筋に作成できる。 空隙２４ｍとし、加熱部入口の空隙磁界強度ａｏｏｏ［
ｏｅ’］のとき、ｄＨ＝＝ ４０（０，、） 、 こ
のとき帯状フェライトリングは１枚あたり５００Ｗ出力
するので全体として２．５ＫＷの出力となる 構成 ２はフェライトリング支持棒で、３は加熱水流槽
で、４，５は磁極で鉄心を通して電磁石コイル部６に結
合される。７はリング保持動力伝連用非磁性円板。８は
同上シャフト、９は冷却水流槽、ギア１０により回転数
を上げ、シャフト１１にはタコシネレータ１２、クラッ
チ１３、ギアＩ４が連結され、ギア１４の一方は交流発
電機１５に連結される。クラッチ１３にはスタータモー
タが連結される。１６は上記各機械構成部を１２のタコ
シネレータの出力、交流発電機の出力を入力して、制御
信号を構成発信する制御装置である。 ４、図面の簡単な説明 第１図 従来の磁気キュリ一点装置 １：磁気発生装置 ２：磁性体（フェライト等） ３：２の加熱部分 第２図 本発明の基本概念図 １：帯状フェライトリング ２：１を固定する回転円板 ３：高温加熱部、回磁部 ４：低温冷却部 ５：起動モータ ６：発電機 ７：タフジェネレータ 第３図 フェライトエンジン部の横断面図１＝フエライ
ｌリングの帯状部断面 ２：加熱水流部 ３：電磁石コイル ４．５：磁極 ６．７：空隙 ８：冷却部 ９：起動モータ １０：発電機 １１．１２：ギア 第４図 １帯状フイン形フエライトリング２：同上フィ
ン ３：帯状フェライトリング（垂直形） ４：帯状フェライトリング（水平形） 第５図 フエライｌ−磁束密度一温度図第６図 熱エネ
ルギーと回転フエライリングにまり回磁加熱部に生ずる
磁界変化図 １、ｚ：磁極 ３：加熱水流部 ４：加熱水入口 ５：加熱水出口 ６：磁力線分布 ７：フェライトリング 第７図 フェライト表層部の温度変化の直線近似 第８図 フェライトヒートエンジンよる発電装置概要図 １；帯状フェライトリング（水平回転形）２：支持棒 ３：加熱水流槽 ４．５：磁 極 ６：コイル部 ７：伝達円板 ８：シャフト ９：冷却水流槽 １０：ギア １１：シャフト １２：タコジェネレータ １３：クラッチ、スタータモータ １４：ギ ア １５：交流発電機 １６−制御装置 特許出願人 片 山 愛 介
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 平面上傾あるリング状磁性体にリングに沿って一
様な断面積をもつ凸出部、以下フィンという、を１個ま
たは多数個凸出させてなる帯状フィン形リング磁性体あ
るいは同等の動作する分割形の帯状フィン形リング磁性
体であって、当該フィンの断面は凸出方向に長く、これ
に直交する厚さを薄くし、かつリングＫＧった方向での
断面積を一定とする構造上の特徴を有し、さらに多数の
フィン帯は同心状忙もうけられることを特徴とし、磁性
体の磁気特性は上記帯状フィン形リング磁性体が先ユリ
一温度近（に加熱されるとき磁束密度の減少率が大きい
ことを特徴とし、轟該フィン形リング状磁性体は外部よ
り一定の回転速度をあらかじめ与えられて、磁界印加と
加熱Ｅを同時罠行なう空間的部分と、冷却を行なう空間
的部分とを前記回転速度を保って回転、巡回するよう忙
制御されているとき、前記磁界、加熱部において、加熱
部より当該フィン形リング磁性体に入力される熱パワー
を効率よく機械パワー妊変換する動作特性をもつことを
特徴とするフィン形リング磁性体。 ２．１のフィン形リング磁性体を周辺に固定した円板と
当該円板とギアーを介して連結された発電機とをそれぞ
れ所定の一定の回転速度で回転せしめる電動機とよりな
る回転系を構成し、前記定速回転しているフィン形リン
グ磁性体はほぼ同一の空間位置に固定された磁界発生装
置、外部熱源より熱パワーの供給をうけて、はぼ一定の
加熱温度に保たれた加熱部と冷却部とを交互に定速度で
巡回動作しているとき、前記磁界加熱印加部においてリ
ング状磁性体のフィン部分妬急激な磁束密度の変化を回
転方向に生ずることＫて発生する上記円板のトルクに対
応する逆トルクを前記光ｆｉｔ 、１の界磁制御によっ
て発生せしめることＫより、回転系の速度変化は殆んど
なく、かつ発電１機の電気負荷に前記フィン形リング状
磁性体で発生した機械パワーを電力に変換して取出すこ
とを特徴とし、前記基本構成部が処定の動作を実施する
ような制御装置が付加されることを特徴とし、熱パワー
を磁性温度変化を介して、連続な機械パワーに変換した
のちこれを電力に変換するものであって、機械的パワー
すなわち電力は加熱部の温度によって制御できる特徴が
ある発電装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137054A JPS5839286A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 帯状フイン形リング磁性体とそれを用いた発電装置 |
| US06/413,706 US4447736A (en) | 1981-09-02 | 1982-09-01 | Non self-starting thermal magnetic energy recycling ferrite ring engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137054A JPS5839286A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 帯状フイン形リング磁性体とそれを用いた発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839286A true JPS5839286A (ja) | 1983-03-07 |
Family
ID=15189798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56137054A Pending JPS5839286A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 帯状フイン形リング磁性体とそれを用いた発電装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4447736A (ja) |
| JP (1) | JPS5839286A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542711C1 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-02-27 | Олег Фёдорович Меньших | Стабилизированный генератор переменного тока |
| CN105553332A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-04 | 魏永祥 | 一种热能动力装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2240433A (en) * | 1990-01-27 | 1991-07-31 | Eric Shaw | Magnetic heat engine |
| US5714829A (en) * | 1995-01-10 | 1998-02-03 | Guruprasad; Venkata | Electromagnetic heat engines and method for cooling a system having predictable bursts of heat dissipation |
| CA2619803C (en) * | 2005-06-21 | 2013-09-10 | Weili Luo | Apparatus and methods of transferring heat with a differential magneto-thermal force |
| US8242662B2 (en) * | 2009-04-06 | 2012-08-14 | John Hazelwood | Special thermo magnetic motor device |
| US8453466B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-06-04 | Delta Electronics, Inc. | Heat-power conversion magnetism device and system for converting energy thereby |
| JP5278486B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2013-09-04 | 株式会社デンソー | 熱磁気エンジン装置、および可逆熱磁気サイクル装置 |
| JP5267613B2 (ja) | 2011-04-25 | 2013-08-21 | 株式会社デンソー | 磁気熱量効果型ヒートポンプ装置 |
| US20130247572A1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Delta Electronics, Inc. | Magnetic thermal device |
| US8754569B2 (en) * | 2012-03-28 | 2014-06-17 | Delta Electronics, Inc. | Thermo-magnetic power generation system |
| TWI522530B (zh) * | 2012-04-09 | 2016-02-21 | 台達電子工業股份有限公司 | 熱磁引擎與熱磁引擎系統 |
| FR3111753B1 (fr) * | 2020-06-17 | 2023-09-08 | Ubiblue | Machine de conversion d’énergie thermique en énergie électrique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543995A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-28 | Eltro Gmbh | Magnet motor or magnet generator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3500076A (en) * | 1967-07-11 | 1970-03-10 | Guilden Paul | Pyromagnetic motor |
| US3593047A (en) * | 1970-02-16 | 1971-07-13 | Gen Motors Corp | Method and apparatus for converting heat to mechanical energy |
| US3757146A (en) * | 1971-05-12 | 1973-09-04 | W Love | Thermoelectric generator |
| US3743866A (en) * | 1972-07-24 | 1973-07-03 | A Pirc | Rotary curie point magnetic engine |
-
1981
- 1981-09-02 JP JP56137054A patent/JPS5839286A/ja active Pending
-
1982
- 1982-09-01 US US06/413,706 patent/US4447736A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543995A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-28 | Eltro Gmbh | Magnet motor or magnet generator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542711C1 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-02-27 | Олег Фёдорович Меньших | Стабилизированный генератор переменного тока |
| CN105553332A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-04 | 魏永祥 | 一种热能动力装置 |
| CN105553332B (zh) * | 2016-02-02 | 2018-03-20 | 杨柳清 | 一种热能动力装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4447736A (en) | 1984-05-08 |
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