JPS6380759A - 電磁誘導原動機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶の推進力を得るための電磁誘導原動機に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、船舶の推進方法としては、一般的には、ディーゼ
ルエンジン、蒸気タービン、ガスタービン等の原動機が
用いられている。また、砕氷船等には、効率は悪いがプ
ロペラの回転数の変更及び逆転が容易な発動機、モータ
ー及び発電機からなる電気推進方法が用いられていた。

また、効率を向上させるとともに小型化を図るために、
モーター及び発電機の界磁コイルを超電導化した超電導
モーターと超電導発電機を用いた電気推進方法実用化の
研究が進められている。

さらに、海中に固定した電線路と、磁石を固定した誘電
船とからなり、電線路と誘電船の磁石によって推進力を
得るリニアモーター推進方法や、さらに進めて、船体に
設けた磁石と電極で電磁場作用領域を形成し、ここで加
速された海水を船体後部から噴射して推進力を得る電磁
推進方法も提案されていた。第４図に示すように、流路
に、上がＮ極下がＳ極となる磁場Ｂが作用し、かつ流路
中の流体に向こう側から手前側へ電流Ｊが流れれば、流
体にはフレミングの左手の法則に従ったローレンツ力 Ｆ＝ＪＸＢ が作用する。電磁推進方法はこの原理を利用したもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記電磁推進方法は、振動、騒音がなく、急速な逆推力
を得ることが可能である等の利点を有するが、海水に電
流を流して加圧するため種々の問題点があった。

すなわち、海水は導電率が低いため電力がジュール熱と
して消費され効率が悪かった。また、電気分解が起こっ
て有害な塩素ガスが発生するものであった。従って、磁
場を強くすることによりで大きい推進力を得なければな
らないが、核融合技術に関連して強い磁場の開発が行な
われているにもかかわらず、あまり強い磁場のものは出
来ておらず、依然として上記問題点は解消されていなか
った。

本発明は、上記問題点を解消し、効率がよく、かつ、塩
素ガスを発生させることなく船舶に推進力を与えること
ができる電磁誘導原動機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、
環状の流路に磁場及び電流の作用を受ける流体を封入し
、かつ、この流体の循環運動で水車を回わして回転力を
取り出すようにしたものである。

すなわち、本発明の電磁誘導原動機は、流体が循環する
環状の流路と、該流路に磁場を生じさせる磁石と、該磁
場が生じた流路に電流を流す電極と、該流路に設けられ
流体の移動によシ回転する水車とを具備していることを
特徴として構成されている。

流路は流体を循環運動させるためのものである。

従って、流路は水密かつ環状に形成されていればよい。

また、磁石及び電極が設けられた部分から水車の設けら
れた部分へ流体が流れる流路の断面積を小さく形成する
ことが好ましい。

流体は磁場及び電流の作用により力を受け、これにより
流路を循環し水車を回転させるものである。従って、流
体は導電率がある程度高く、かつ安定な物質ならよく、
例えば、水銀等の液体金属や高分子化合物が用いられる
。

磁石は流路に磁場を生じさせるためのものである。この
磁石には種々の磁石を用いることができるが、強磁場が
得られ、効率がよくかつ小型化できるので超電導磁石を
用いることが好ましい。この超電導磁石は、超電導コイ
ルとこれを冷却保持する極低温液体と真空断熱容器等で
構成される。

この超電導は、臨界温度、臨界磁場及び臨界電流の範囲
内でしか現象が起こらない。従りて、磁場は流れる電流
と周囲の温度によりて限界が決定される。電流と温度の
関係は、巻線の材質によシ決定されるので、これに対応
する臨界磁場を越えない範囲に収まるように巻回数を決
定する。なお、電流と磁場の関係は通常の電磁石と同様
鉄心の透磁率をμとすると次式となる。

Ｂ＝μＪＮ 電極は、流体に電流を流し、磁場と電流の作用により流
体に力を作用させるものである。従って、電極は磁場が
作用している領域に電流を流せるものであれば、その種
類、位置、寸法形状等は問わないが、磁場と電流が直交
するように設けることが好ましい。

水車は、流体の流れにより回転し、回転力として外部へ
取り出すためのものである。従って、水車は流体の流れ
により回転するものであれば各種形式の水車、例えば軸
流式等の水車を用いることができ、流速、馬力等に応じ
最適の水車を選択使用する。

本発明の電磁誘導電動機によって得られる推力について
説明する。流路壁の摩擦抵抗を小さくするには、円断面
の流路がよいと考えられるが、簡単のために第３図に示
すような長方形断面の流路を例にして説明する。第３図
において、流路の幅を２ｂ、流路の高さを２ｃ、加圧ダ
クトの長さをｔ、加速前の流体の速度をＵ、磁場をＢ、
そして電極間電圧をＶとすると、電磁力によって流体に
となる。ここにおいて、σは流体の導電率である。従っ
て、増速後の流体の速度Ｕ′はとなる。ここにおいて、
ρは流体の密度である。

故に、流体によって得られる力Ｆは、 Ｆ＝４ρｕｃｂ（ｕ’−ｕ） となる６″′！！た。このときの消費電力Ｐは。

Ｐ　＝　２ａＶ（、、’　−ｕＢ）Ｃ４となる。

〔作用〕

本発明の電磁誘導原動機では、磁石が流路中の流体に磁
場を作用させるとともに、電極がこの磁場作用領域に電
流を流して、この領域の流体に力を作用させる。これに
より流体は流路を循環し、流路に設けられている水車を
回転させる。

〔実施例〕

本発明による電磁誘導原動機の一実施例を第１図及び第
２図に基づいて説明する。

第１図は電磁誘導原動機の概略を示す断面図、第１図は
第２図中Ａ−Ａ線断面図である。

第１図及び第２図において、符号１は流路で、この流路
１は環状に形成され、封入された流体としての水銀２が
循環するようになっている。ま７寛、流路１は断面積の
小さい加速ＴｔＡ３と断面積の大きい循環部４とからな
り、この加速部３と循環部４の一方に超電導磁石５及び
電極６が設けられ、他方に水車７が設けられている。

超電導磁石５は、コア８のＮ極９及びＳ極１０が流路１
の外側面に隣接して設けられ、コア８に巻回されたコイ
ル１１は液体ヘリウムで図中破線に示す範囲で−２６５
〜−２７０℃に冷却されている。

１！極６は、流路ｌの流路壁１２に絶縁体１３を介して
取付けられており、その電極６間に流れる電流が磁場と
直交するようになっている。また、この電極６は、可変
抵抗からなる電圧コントロール１４を介して電源１５に
接続されている。

水車７は、取付板１７を介して回転自在に設けられ、そ
の出力軸１６が流路壁１２を水密に貫通しスクリュープ
ロペラに連結されている。

次に、動作について説明する まず、超電導磁石５で流路１に磁場を生じさせるととも
に、電圧コントロール１４を調節して電極６間に所定の
電流を流す。すると磁場及び電流が作用した水銀２は第
１図中右方向に力を受ける。

この力を受けた水銀２は右方向へ屓次押しやられ流路１
を循環することになる。このとき、加速部３へ押しやら
れた水銀２は、増速された後水車７に当接して回転させ
る。そして、出力軸１６の回転を介してスクリュープロ
ペラを回転させて船を推進させる。

〔発明の効果〕

本発明の電磁誘導原動機は、環状に密封された流体に磁
場及び電流を作用させるように構成することにより、循
環運動する流体で水車を回転させてその回転力を出力で
きるようにしたので、流体として導電率の高い任意の物
質を使用でき効率がよく、かつ有害物質等が発生するこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁誘導原動機の一実施例の断面
図、第２図は第１図中Ａ−Ａ線断面図、第３図は電磁誘
導原動機の推力′を説明する模式図、第４図は電磁推進
方法の原理を示す模式図である。 １・・・流路、２・・・流体、５・・・超電導磁石、６
・・・電極、７・・・水車、１６・・・出力軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体が循環する環状の流路と、該流路に磁場を生
   じさせる磁石と、該磁場が生じた流路に電流を流す電極
   と、該流路に設けられ流体の移動により回転する水車と
   を具備していることを特徴とする電磁誘導原動機
2. （２）前記磁石は、超電導磁石である特許請求の範囲第
   １項記載の電磁誘導原動機