特表 2023-519447 非回転式直流発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-10

(54)【発明の名称】非回転式直流発電機

(51)【国際特許分類】

   H02N 99/00 20060101AFI20230428BHJP

【ＦＩ】

H02N99/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023502571

(86)(22)【出願日】2021-03-26

(85)【翻訳文提出日】2022-09-28

(86)【国際出願番号】 KR2021003803

(87)【国際公開番号】W WO2021201518

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】10-2020-0038668

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0038669

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522382912

【氏名又は名称】チェ、ウ ヒ

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＯＩ，Ｗｏｏ Ｈｅｅ

【住所又は居所原語表記】３０２ｈｏ，８２，Ｂａｎｇｈａｋ－ｒｏ ５－ｇｉｌ Ｄｏｂｏｎｇ－ｇｕ Ｓｅｏｕｌ ０１３９４，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】522382923

【氏名又は名称】ユ、ヒョン ジュ

【氏名又は名称原語表記】ＹＯＯ，Ｈｙｕｎｇ Ｊｕ

【住所又は居所原語表記】４０１ｈｏ，６－１１，Ｙｅｏｎｓｅｏ－ｒｏ ３４ｇａ－ｇｉｌ Ｅｕｎｐｙｅｏｎｇ－ｇｕ Ｓｅｏｕｌ ０３３５２，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】522382934

【氏名又は名称】ファン、ナン ギョン

【氏名又は名称原語表記】ＨＷＡＮＧ，Ｎａｎ Ｋｙｕｎｇ

【住所又は居所原語表記】３２１－３１，Ｔｏｎｇｉｌ－ｒｏ Ｓｅｏｄａｅｍｕｎ－ｇｕ Ｓｅｏｕｌ ０３７３１，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ウ ヒ

(72)【発明者】

【氏名】ユ、ヒョン ジュ

(72)【発明者】

【氏名】ファン、ナン ギョン

(72)【発明者】

【氏名】ユ、ソン グォン

(57)【要約】

本発明は界磁や電機子を回転させずに高効率で直流を生成することができるようになった非回転式直流発電機に関するものである。本発明に係る非回転式直流発電機は、直流電流を生成する直流発電機において、駆動ユニットと発電機ユニットを備え、前記発電機ユニットは、棒状のコア部材；電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、前記駆動ユニットは交流電源からの交流電流に基づいて前記発電機ユニットに界磁電流を供給することを特徴とする。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電流を生成する直流発電機において、
駆動ユニットと発電機ユニットを備え、
前記発電機ユニットは、
棒状のコア部材；
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、
前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、
前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、
前記駆動ユニットは交流電源からの交流電流に基づいて前記発電機ユニットに界磁電流を供給し、
前記コア部材の中央部分には長手方向に沿って中空が備えられる。
前記コア部材と第１または第２中空部との間に絶縁材が更に配置され、
前記絶縁板は高弾性材質のＰＥＴで構成され、
前記コア部材は純鉄で構成されると共に熱処理が行われ、
前記磁極片は純鉄で構成されると共に熱処理が行われ、
前記熱処理はコア部材または磁極片を固体燃料と共に窯に入れ、固体燃料を燃焼させてコア部材または磁極片を１０００～１３００℃に加熱し、コア部材または磁極片を燃焼された固体燃料と共に自然冷却させて行い、１０時間以上徐々に冷却して脱磁時間を短縮できるようにしたことを特徴とする非回転式直流発電機。

【請求項2】

前記固体燃料は白炭であることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項3】

前記コア部材または磁極片はオイルで表面処理されることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項4】

前記界磁と電機子は複数が備えられ、界磁と電機子は互いに交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項5】

前記複数の電機子は互いに直列に結線されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項6】

前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、
前記第１界磁群と前記第２界磁群は互いに交互に駆動されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項7】

前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、
前記第１界磁群と前記第２界磁群はそれぞれ同期して駆動されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項8】

前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ直列または並列に結線されることを特徴とする請求項６に記載の非回転式直流発電機。

【請求項9】

前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ直列または並列に結線されることを特徴とする請求項７に記載の非回転式直流発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は直流発電機に関するもので、特に界磁や電機子を回転させずに高効率で直流を生成することができるようになった非回転式直流発電機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

発電機（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）は主に力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する装置を称するもので、その動作方式や動作原理によって直流発電機、同期発電機、誘導発電機などに分けて称することもある。発電機は基本的に、電流が生成されて出力される電機子と磁界を生成する界磁を備える。発電機は通常、界磁に直流電源を供給して磁界を形成しながら、界磁に対して電機子を回転させるか、または電機子に対して界磁を回転させる方式で電機子に電流の流れを生成する。この時、電機子を回転させる方式を回転電機子型と称し、界磁を回転させる方式を回転界磁型と称する。このような回転式発電機において、電機子または界磁の回転駆動は別々のエネルギー源によって行われる。エネルギー源としては、その使用用途によって適切なものを採用するが、一般的には、水力、風力、潮力などの自然エネルギーや、タービン、エンジン、モータなどの駆動手段を使用する。

【0003】

一般に、直流は電気を容易に貯蔵することができるという長所がある反面、昇圧を含んで高電力化が困難であるという短所がある。これに対して、交流は貯蔵性が非常に低い反面、昇圧及び高電力化が容易であるという長所がある。発電機の１つの好ましい適用方式として、バッテリなどの貯蔵された直流電源や他の交流電源を用いて界磁や電機子を回転させることで、様々な交流電力を生成するように構成されたシステムがある。このような電力システムまたは電力変換システムは病院や工場などのように、高電力が要求される産業体における非常用電力供給手段として多く使用される。また、このような電力システムは電気をエネルギー源として使用しながら、状況によって様々な駆動トルクの生成が要求される電気自動車などに非常に有用に採用できる。

【0004】

発電機の他の適用方法として、界磁や電機子の回転を通じて誘導電流を生成し、それを整流子または整流子片を通じて出力することで、直流電力を生成するようになったシステムがある。このような電力システムまたは電力変換システムは自動車や航空機などの直流電源を使用する機器の電力供給システムと、このような機器や設備に採用されるバッテリを充電するためのバッテリ充電システムに多く採用される。

【0005】

従来の発電機は基本的に電機子や界磁の回転駆動が要求される。このような構成的特徴は必然的に、発電機の構造的、機械的複雑さに加えて、その製造コストの増加をもたらす。特に、前述した構成的特徴は電機子や界磁が回転する際に機械的摩擦などにより多量のエネルギー損失が発生する。そのため、発電機の発電効率及び電力変換効率を高めることに限界がある。更に、直流発電機の場合には誘導電流を整流するために更に整流子または整流子片が必要である。そのため、発電機の構造及び重量などにおいて交流発電機より更に劣悪であるという短所がある。

【0006】

特許文献１（韓国特許登録第１０－１９１３７４６号公報、名称：周波数及び電圧調整が可能な交流電力発生器）、特許文献２（韓国特許公開第１０－２０１４－００７８７３２号公報、名称：電力変換装置）、特許文献３（日本特開２０００－３５３６２７号公報、名称：絶縁コンバータトランス及びスイッチング電源回路）などには電機子や界磁を回転させずに電力変換を行うようになった装置やシステムが紹介されている。ここで、特許文献１は特に注目すべきである。この特許は電機子と界磁を交互に繰り返し積層し、界磁に供給される直流電源のパルス幅をデューティ制御することで、電機子から得られる交流電源の周波数及び電源を容易に調整できるようにしたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】韓国特許登録第１０－１９１３７４６号公報

【特許文献2】韓国特許公開第１０－２０１４－００７８７３２号公報

【特許文献3】日本特開２０００－３５３６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は電機子や界磁を回転させないと共に、整流子を採用せずに直流電源を生成することができるようになった非回転式直流発電機を提供することにその主な技術的目的がある。
また、本発明は高効率で直流電源を生成することができるようになった非回転式直流発電機を提供することにその技術的目的がある。
また、本発明は高効率の交流－直流電力変換器を提供することに他の技術的目的がある。
更に、本発明は直流電力変換器として使用することができる非回転式直流発電機を提供することにまた他の技術的目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述の目的を実現するための本発明に係る非回転式直流発電機は、直流電流を生成する直流発電機において、駆動ユニットと発電機ユニットを備え、前記発電機ユニットは、棒状のコア部材；電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、前記駆動ユニットは交流電源からの交流電流に基づいて前記発電機ユニットに界磁電流を供給することを特徴とする。

【0010】

また、前記目的を実現するための本発明に係る非回転式直流発電機は、直流電流を生成する直流発電機において、棒状のコア部材；電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、前記界磁は直流の界磁電流により駆動され、界磁電流は一定周波数を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

前記構成の本発明によれば、コア部材に対して界磁と電機子を積層して配置し、界磁に界磁電流を適切に供給する方式を通じて電機子から希望する直流電流を生成する。従って、本発明では界磁または電機子を回転駆動するための機械的構造が不要となり、整流子を除去することができるので、直流発電機の構造が非常に簡素化されると共に軽量化される。

【0012】

また、本発明では直流発電機が非回転式で構成されるので、界磁または電機子の回転過程で発生する摩擦などによるエネルギー損失が最小化される。従って、発電機の発電効率が大幅に向上する。

【0013】

本明細書に添付した図面は本発明の技術的構成を効率的に説明するためのものである。図面において一部の構成は本発明を効率的に理解するために簡略化するか、または誇張して描写できることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係る発電機ユニット１００または直流発電機の構成を示す斜視図である。

【図2】図１の発電機ユニット１００を採用する非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第３実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第４実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の第５実施形態に係る発電機ユニット１００Ｃまたは直流発電機の外観形状を概略的に示す正面図である。

【図7】図６に示した発電機ユニット１００Ｃまたは直流発電機の分離斜視図である。

【図8】純鉄の冷却時間による脱磁時間の特性を示すグラフである。

【図9】本発明においてコア部材４０と磁極片８０を熱処理した場合の時間による冷却特性曲線を示すグラフである。

【図10】本発明の第６実施形態に係る発電機ユニット１００Ｄまたは直流発電機の外観形状を概略的に示す正面図である。

【図11】図１において界磁１０の入力端１２に供給される界磁電流の一例を示す波形図である。

【図12】本発明の第７実施形態に係る直流発電機の構成を示す斜視図である。

【図13】図１２において第１及び第２界磁１０－１、１０－２を選択的に駆動する場合に、第１及び第２界磁１０－１、１０－２の各入力端１２－１、１２－２を通じて供給される界磁電流の一例を示す波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

前記目的を実現するための本発明に係る非回転式直流発電機は、直流電流を生成する直流発電機において、駆動ユニットと発電機ユニットを備え、前記発電機ユニットは、棒状のコア部材；電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、前記駆動ユニットは交流電源からの交流電流に基づいて前記発電機ユニットに界磁電流を供給することを特徴とする。

【0016】

また、前記目的を実現するための本発明に係る非回転式直流発電機は、直流電流を生成する直流発電機において、棒状のコア部材；電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、前記界磁は直流の界磁電流により駆動され、界磁電流は一定周波数を有することを特徴とする。
また、前記コア部材の中央部分には長手方向に沿って中空が備えられることを特徴とする。
また、前記コア部材と第１または第２中空部との間に絶縁材が更に配置されることを特徴とする。
また、前記絶縁板は高弾性材質で構成されることを特徴とする。
また、前記絶縁板がＰＥＴで構成されることを特徴とする。
また、前記コア部材は純鉄で構成されると共に熱処理が行われることを特徴とする。
また、前記磁極片は純鉄で構成されると共に熱処理が行われることを特徴とする。

【0017】

また、前記熱処理はコア部材または磁極片を固体燃料と共に窯に入れ、固体燃料を燃焼させてコア部材または磁極片を一定温度以上に加熱し、コア部材または磁極片を燃焼された固体燃料と共に自然冷却させて行うことを特徴とする。
また、固体燃料は白炭であることを特徴とする。
また、前記コア部材または磁極片はオイルで表面処理されることを特徴とする。
また、前記界磁と電機子は複数が備えられ、界磁と電機子は互いに交互に配置されることを特徴とする。
また、前記複数の電機子は互いに直列に結線されることを特徴とする。
また、前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、前記第１界磁群と第２界磁群は互いに交互に駆動されることを特徴とする。
また、前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、前記第１界磁群と第２界磁群はそれぞれ同期して駆動されることを特徴とする。
また、前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ直列に結線されることを特徴とする。
更に、前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ並列に結線されることを特徴とする。
発明を実施するための形態

【0018】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は本発明の好ましい具現例を例示的に示すものであり、そのような実施形態の例示は本発明の権利範囲を制限するためのものではない。本発明はその技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変形して実施できることを当業者は容易に理解すべきである。

【0019】

まず、本発明の基本的な概念を説明する。前述したように、発電機の基本的な原理は、電機子に加えられる磁場（磁束）に変化を与えて電機子に誘導電流の流れを生成することである。ここで、電機子に対して磁束の変化を与える方法としては、磁界に外部から直流電源を供給して磁場（磁束）を生成し、磁界と電機子との相対的な位置変化、即ち磁界または電機子を回転駆動することで、電機子に加えられる磁場（磁束）に変化を与えることがある。このような方法は現在、ほとんどの発電機に採用している方法であり、前述したように、磁界または電機子を回転駆動するため、発電機の構造が複雑になり、発電効率が低下する問題がある。

【0020】

電機子に磁束の変化を与える他の方法としては、界磁に供給される界磁電流を変化させて界磁によって生成される磁場（磁束）自体に変化を与えることがある。この方式は界磁電流に変化を与えるための適切な方案が提供されると、従来の問題点、即ち電機子や界磁の回転駆動による発電機の構造の複雑さと効率低下を防止することができる。本発明ではこのような方式を従来の回転電機子型または回転界磁型と相対的な概念として非回転式と称し、本方式を用いる発電機を非回転式発電機と称することにする。

【0021】

図１は本発明の第１実施形態に係る発電機ユニット１００または直流発電機の構成を示す斜視図である。図面において、発電機ユニット１００又は直流発電機は界磁１０及び電機子２０を備える。界磁１０及び電機子２０はそれぞれ絶縁材が被覆された導電性線路１１、２１が巻き取られて構成される。ここで、導電性線路としては、例えば、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）銅線、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）銅線、ポリアミドイミド（ＰＡＩ：Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅ）銅線、ポリエステルイミド（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｉｍｉｄｅ）銅線などが好ましく採用できる。界磁１０は界磁電流を供給するための入力端１２を備え、電機子２０は誘導電流、即ち電機子２０で生成される電流を引き出すための出力端２２を備える。界磁１０と電機子２０の巻線比は界磁電力と出力電力によって適宜設定され得る。

【0022】

界磁１０と電機子２０は全体的に、中央部分に中空部１３、２３を備える円柱状に形成される。この時、界磁１０と電機子２０の形状は特定のものに限定されない。例えば、界磁１０と電機子２０は楕円形または多角形の形状に構成することができる。界磁１０と電機子２０は中空部１３、２３が互いに整合するように垂直方向または水平方向に配置される。好ましくは、界磁１０と電機子２０は互いに漏れ電流または火花が発生しない範囲内でできるだけ近接した位置に配置される。界磁１０と電機子２０の配置位置は特定されない。例えば、界磁１０と電機子２０を垂直方向に配置する場合、界磁１０を電機子２０の上側または下側に配置することができる。また、界磁１０と電機子２０を水平方向に配置する場合、界磁１０を電機子２０の左側または右側に配置することができる。界磁１０は電機子２０の一側に適宜配置される。

【0023】

または、界磁１０には入力端１２を通じて界磁電流が供給される。図面には具体的に示していないが、入力端１２には界磁電流を供給するためにバッテリなどの電流源が結合され、電流源と入力端１２の間には入力端１２を通じて供給される界磁電流のデューティ比を制御して発電機の出力を制御するための適切な手段が結合されることができる。このような手段としては、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御手段とＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング手段を含むことができる。スイッチング手段とＰＷＭ制御手段を通じた界磁電流の供給及び制御については特許文献１に記載されている。

【0024】

図２は前記発電機ユニット１００を備える直流発電機の構成を示すブロック図である。図面において直流発電機は前述した発電機ユニット１００に加えて、この発電機ユニット１００を適切に駆動するための駆動ユニット２００を備える。図面において駆動ユニット２００は界磁電流を供給するための交流電源２１０と、この交流電源２１０から供給される交流電流を半波整流または全波整流する整流部２２０と、発電機ユニット１００に供給される界磁電流のパルス幅、即ち、デューティ比を制御して発電機ユニット１００から出力される直流電力を制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御部２３０を備えて構成される。

【0025】

前述した構成において、駆動ユニット２００は交流電源２１０からの交流電流を整流して発電機ユニット１００に供給する。駆動ユニット２００の出力電流は発電機ユニット１００の入力端１２に供給される。発電機ユニット１００の入力端１２に供給される界磁電流は図１において界磁１０の線路１１を通じて流れるようになる。これにより、線路１１の巻き取り方向に対応して線路の進行方向と垂直方向に磁場が形成される。磁場が形成される方向はアンペアの右ねじの法則（Ａｍｐｅｒｅ’ｓ ｒｉｇｈｔ ｈａｎｄ ｓｃｒｅｗ ｒｕｌｅｓ）で定義することができる。

【0026】

界磁１０で生成される磁場は電機子２０の線路２１に対して垂直方向に鎖交する。そして、電機子２０の線路２１には磁場の方向と線路２１の巻き取り方向に対応して一定方向に電流の流れが発生する。この時、誘導電流の大きさは磁場の強度とその変化量に対応する。そして、線路２１を通じて流れる誘導電流は発電機ユニット１００の生成電流として出力端２２を通じて外部に出力されるようになる。

【0027】

前記構成では界磁１０と電機子２０を隣接した位置に固定的に配置し、駆動ユニット２００で交流電流を整流して発電機ユニット１００に界磁電流として供給することで、発電機ユニット１００を通じて直流電流を出力するようになる。また、駆動ユニット２００から発電機ユニット１００に供給される界磁電流のデューティ比を制御して、発電機ユニット１００の出力電力を適切に調整することができる。

【0028】

図３は本発明の第２実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。なお、図３において前述した実施形態と実質的に同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。実施形態において発電機ユニット１００Ａは１つの電機子２０に対して複数、本例では２個の界磁１０－１、１０－２を備える。この時、第１及び第２界磁１０－１、１０－２は実質的に同一の構成からなる。第１及び第2界磁１０－１、１０－２は電機子２０に対して適切に配置される。本発明の１つの好ましい具現例において、第１及び第2界磁１０－１、１０－２はそれぞれ電機子２０の両側に近接して配置される。他の具現例において、前記界磁１０－１、１０－２は電機子２０の一側または他側に配置できる。

【0029】

本実施形態において第１界磁１０－１は、入力端の一方が駆動ユニット２００からの界磁電流入力側に電気的に連結されると共に、他方は連結線１０１を通じて第２界磁１０－２の一方の入力端に電気的に連結され、第２界磁１０－２の他方の入力端は接地される。即ち、第１及び第2界磁１０－１、１０－２は駆動ユニット２００からの界磁入力に対して直列に結線または結合される。また、本発明の他の具現例において、第１界磁及び第2界磁１０－１、１０－２は駆動ユニット２００からの界磁電流入力に対して並列に結合されることができる。

【0030】

本実施形態は１つの電機子２０に対して複数の界磁１０－１、１０－２を設けて、電機子２０により効率的に電場が印加されるようにすることで、直流発電機の効率をより高めることができるようにしたものである。

【0031】

図４は本発明の第３実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図である。なお、図４において前述した実施形態と実質的に同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態において、発電機ユニット１００Ｂは１つの界磁１０に対して複数の電機子２０－１、２０－２を備える。ここで、第１及び第２電機子２０－１、２０－２は実質的に同一の構成からなる。また、第１及び第２電機子２０－１、２０－２は界磁１０の一側又は他側に適宜配置されるが、好ましくは第１及び第２電機子２０－１、２０－２はそれぞれ界磁１０の両側に近接して配置される。

【0032】

第１及び第2電機子２０－１、２０－２は、その出力端２２が直列または並列に結合されることができる。図３の実施形態においては、第１電機子２０－１の他方の出力端が連結線２０１を通じて第２電機子２０－２の一方の出力端に電気的に連結されて、第１及び第２電機子２０－１、２０－２が全体的に出力端２２に対して直列に結合される。本実施形態は１つの界磁１０に対して複数の電機子２０－１、２０－２を設けて、界磁１０によって生成される電場をより効率的に活用できるようにしたものである。

【0033】

図５は第４実施形態に係る非回転式直流発電機の構成を示すブロック図であり、これは発電機ユニット１００Ａを駆動する駆動ユニット２００Ａの他の構成例を示す図である。なお、本図において前述した実施形態と実質的に同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0034】

本実施形態において、駆動ユニット２００Ａは図２の構成から整流部２２０が除去されている。そして、交流電源２１０から印加される交流電流を発電機ユニット１００Ａの第１界磁１０－１と第２界磁１０－２に選択的に供給するスイッチング部２５０を備える 。スイッチング部２５０は零交差点検出部２４０の検出信号によって制御される。交流電源２１０から出力される交流電流は第１方向に流れる第１電流と、第１方向と逆方向である第２方向に流れる第２電流が順次交番する。零交差点検出部２４０は第１交流と第２交流が交番する瞬間である零交差点を検出し、その検出信号を出力するようになる。スイッチング部２５０は前記検出信号に基づいて交流電源２１０から印加される交流電流を第１界磁１０－１の入力端１２－１または第２界磁１０－２の入力端１２－２に選択的に供給する。第１界磁１０－１はスイッチング部２５０の出力電流がその入力端１２－１の一方に入力され、第２界磁１０－２はスイッチング部２５０の出力電流がその入力端１２－２の他方に入力されるようになる。これにより、第１界磁１０－１を通じて流れる界磁電流と第２界磁１０－２を通じて流れる界磁電流は、その方向が互いに同一方向に設定される。その結果、電機子２０の線路２１には第１界磁２０－１が駆動される際と第２界磁２０－２が駆動される際に同一方向に磁場が鎖交することで、電機子２０の出力端２２では常に同一方向の誘導電流が出力されるようになる。

【0035】

図６は本発明の第５実施形態に係る発電機ユニット１００Ｃまたは直流発電機の外観形状を概略的に示す正面図であり、図７はその分離斜視図である。図６において発電機ユニット１００Ｃまたは直流発電機はベース部材３０と、このベース部材３０の中央部分に結合される棒状のコア部材４０を備える。コア部材４０の外周面は界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１、２０－２、２０－３の中空部１３、２３の形状に対応する形状からなって、コア部材４０と界磁１０－１、１０－２及び電機子２０－１、２０－２、２０－３は全体的に、できるだけ近接して配置されるように構成される。そして、コア部材４０は長手方向に延びる中空４１を備えることが好ましい。この中空４１は、コア部材４０の内側を通じて空気が円滑に流動できるようにすることで、コア部材４０に不適切に熱エネルギーが蓄積されることを防止するためのものである。

【0036】

コア部材４０にはその外周面に沿って界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１、２０－２、２０－３が交互に挿入されて積層又は結合される。本実施形態においては、図３及び図４の実施形態と同様の方式で第１及び第２界磁１０－１、１０－２との間の空間に第１電機子２０－１が配置され、第１電機子２０－１と第２電機子２０－２との間及び第１電機子２０－１と第３電機子２０－３との間にそれぞれ第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２が配置される。

【0037】

第１乃至第３電機子２０－１～２０－３は実質的に同一の構成からなると共に、互いに直列に結合されて全体的には１つの電機子として機能するようになる。即ち、第１乃至第３電機子２０－１～２０－３はいずれも線路１１が同一方向に巻き取られ、第１電機子２０－１の一方の出力端が連結線２０１を通じて第２電機子２０－２の他方の出力端に電気的に連結されると共に、第１電機子２０－１の他方の出力端が連結線２０２を通じて第３電機子２０－３の一方の出力端に電気的に連結される。より詳細には、第１乃至第３電機子２０－１～２０－３はいずれも同一方向の電場に対して同一方向に誘導電流の流れが発生するように構成及び結合される。そして、第２電機子２０－２の一方の出力端２２ａと第３電機子２０－３の他方の出力端２２ｂが交流発電機の出力端を構成するようになる。

【0038】

これに対して、第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２の入力端１２－１、１２－２は、図１乃至図５の実施形態と同様の方式で駆動ユニット２００、２００Ａに結合される。

【0039】

本発明の好ましい具現例において、界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１～２０－３の内周面にはそれぞれ絶縁材１３０、２３０が被覆される。この絶縁材１３０、２３０は界磁１０－１、１０－２及び電機子２０－１～２０－３とそれらの中空部１３、２３を通して挿入されるコア部材４０との間により確実な絶縁を達成するために採用される。

【0040】

界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１～２０－３との間にはそれぞれ磁極片８０が備えられる。また、好ましくは、最上側及び最下側に設けられる電機子または界磁、即ち、本実施形態においては、第２電機子２０－２の上側及び第３電機子２０－３の下側にもそれぞれ磁極片８０が備えられる。そして、磁極片８０と界磁１０－１、１０－２との間と、磁極片８０と電機子２０－１～２０－３との間にはそれぞれ絶縁板９０が備えられる。この時、磁極片８０の横断面形状及び大きさは界磁１０－１、１０－２及び電機子２０－１～２０－３のものと同様に設定される。なお、図面には具体的に示していないが、絶縁板９０の断面形状及び大きさは安定した絶縁のために界磁１０－１、１０－２及び電機子２０－１～２０－３のそれよりも大きく設定される。

【0041】

絶縁板９０の材質は特定のものに限定されない。界磁１０－１、１０－２で生成される磁場を電機子２０－１～２０－３に最も有効に作用させるためには界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１～２０－３との離間距離を最小限に縮小するか、または好ましくはそれらを密着させる必要がある。絶縁板９０は界磁１０－１、１０－２又は電機子２０－１～２０－３と磁極片８０との間、又は界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１～２０－３との間に漏れ電流が発生したり、火花が発生したりすることを防止し、界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１～２０－３をできるだけ近接させるようにする。

【0042】

また、本発明の好ましい具現例において、絶縁板９０の材質としては、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのように、弾性係数が高く耐衝撃性に優れた材質が採用される。後述するように、コア部材４０と磁極片８０は界磁１０－１、１０－２で生成される磁場の磁路を提供して、界磁１０－１、１０－２で生成される磁場が電機子２０－１～２０－３を全体的に鎖交しながら循環するようにする。第１界磁１０－１と第２界磁１０－２は連続的に駆動されず、駆動ユニット２００、２００ＡのＰＷＭ制御部２３０により駆動時間がデューティ制御される。または、第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２は連続的に駆動されず、界磁電流の入力により駆動または非駆動される。従って、コア部材４０と磁極片８０は第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２の駆動に対応して磁化及び脱磁が繰り返し行われるようになる。そして、このような磁化及び脱磁はコア部材４０、特に磁極片８０に衝撃を与えて磁極片８０に微細な振れや振動などを誘発する恐れがある。コア部材４０と磁極片８０に振動などが発生すると、これを通じて循環する磁路に瞬間的な変形や歪みが発生し、電機子２０－１～２０－３に鎖交する磁場に変化が発生する。これは結果的に、電機子２０－１～２０－３で生成される誘導電流に望まない変化を発生する恐れがある。絶縁板９０は高弾性で磁極片８０の振れや振動を相殺してこれを最小化することで、電機子２０－１～２０－３を通じて生成される交流電流の流れが不要に歪むことを防止するようになる。

【0043】

前述したように、コア部材４０と磁極片８０は界磁１０－１、１０－２で生成される磁場の円滑な流れのために提供される。コア部材４０及び／または磁極片８０の材質としては、強磁性材料、好ましくは透磁率が高く、保磁力の低いシリコン鋼を採用することができる。ただし、ケイ素鋼は電気伝導度が比較的低く、外部から加えられる光や熱によって内部抵抗値が容易に増加する。コア部材４０と磁極片８０はこれを通じて磁路が形成される際、磁場の変動に対応して自体的に電流の流れが発生する恐れがある。この時、コア部材４０と磁極片８０の電気伝導度に反比例して熱が発生する。即ち、界磁１０－１、１０－２で生成される磁気エネルギーが熱エネルギーに失われる問題が生じる。

【0044】

本発明の他の好ましい具現例において、コア部材４０及び／または磁極片８０の材料としては純鉄、より好ましくは熱処理された純鉄が採用される。純鉄は透磁率が高く電気伝導度に優れるのに対し、保磁力が比較的高い。コア部材４０と磁極片８０には第１界磁１０－１と第２界磁１０－２から交互にまたは様々な方式で磁場が加えられるようになるため、または第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２で生成される第１及び第２磁場が交互に加えられるため、その材質としてはなるべく速い脱磁時間、即ち低い保磁力を有することが要求される。本発明者が研究したところによれば、純鉄を一定温度以上に加熱した後、徐々に冷却させると、その冷却時間に対応して脱磁時間（ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）が短縮される。図８は純鉄の冷却時間による脱磁時間の特性を示すグラフである。研究の結果、一定温度以上に加熱された純鉄の温度を１０時間以上の十分な時間の間に徐々に冷却させると、その脱磁時間を１／４５０（秒）以下に短縮できることを確認した。また、これと共に純鉄の冷却時間を遅らせると、透磁率と電気伝導度がより向上する付随的な効果が得られる。

【0045】

本発明では、まず、純鉄を用いてコア部材４０と磁極片８０を製造した後、熱処理を行う。熱処理は例えば、黒炭や白炭などの固体燃料、好ましくは白炭を用いて行われる。即ち、熱処理時にはコア部材４０と磁極片８０を白炭と共に窯に入れ、白炭を燃焼させてコア部材４０と磁極片８０を１０００～１３００度以上に加熱する。そして、コア部材４０と磁極片８０をそのまま一緒に常温で放置して、白炭が自然に燃焼及び消火される。その後、コア部材４０及び磁極片８０が白炭と共に自然に冷却されるようになる。このようにすると、白炭が燃焼及び消火される過程でコア部材４０及び磁極片８０の温度が徐々に降下する。その後、白炭の潜熱によりコア部材４０及び磁極片８０が常温に冷却されるまで相当な時間が掛かる。図９は前述した方法で熱処理されるコア部材４０と磁極片８０との時間による冷却特性曲線を示すグラフである。そして、熱処理が終了した後にはコア部材４０及び磁極片８０から白炭材などの不純物を除去し、最終的にはオイルなどでさび止め処理を行うようになる。

【0046】

図６及び図７において、交流発電機を組み立てる場合には、まずベース部材３０にコア部材４０を締結する。続いて、コア部材４０の外側に磁極片８０と絶縁板９０を挿入しながら、順次電機子２０－１～２０－３と界磁１０－１、１０－２を交互に積層する。その後、蓋６０と締結部材７０を結合するようになる。そして、最終的に連結線２０１、２０２を用いて第１及び第２界磁１０－１、１０－２と第１乃至第３電機子２０－１～２０－３との間の結線を行い、発電機ユニット１００と駆動ユニット２００との間に結線を行うことで、直流発電機を完成するようになる。

【0047】

図１０は本発明の第６実施形態に係る発電機ユニット１００Ｄまたは直流発電機の外観形状を概略的に示す正面図である。本実施形態においては、ベース部材３０にコア部材４０が締結され、コア部材４０には複数の界磁１０－１～１０－ｎと複数の電機子２０－０～２０－ｎが絶縁板９０と磁極片８０を介して交互に積層して結合される。この時、電機子２０－０～２０－ｎは図６と同様に、同一磁場に対して同一方向の誘導電流を生成できるように構成及び結合される。

【0048】

また、本実施形態において、界磁１０－１～１０－ｎは図１乃至図５の実施形態と同様の方式で駆動ユニット２００、２００Ａに結合される。ただし、本発電機ユニット１００Ｄに図５の実施形態を適用する場合、ｎ個の界磁のうち、ｎ／２個の界磁が第１界磁群を構成し、残りのｎ／２個の界磁が第２界磁群を構成する。好ましくは、奇数番目の界磁１０－１、１０－３、…、１０－（ｎ－１）が第１界磁群を構成し、偶数番目の界磁１０－２、１０－４、…、１０－ｎが第２界磁群を構成する。この時、各界磁群の構成は各界磁を構成する線路の巻き取り方向を適切に設定するか、またはこれらの界磁に供給される界磁電流の結線方法を適切に設定する方法を通じて行うことができる。第１界磁群と第２界磁群はそれぞれ同期して駆動され、第１界磁群と第２界磁群は互いに交互に駆動されることで、全体的に同一方向の磁場を形成するようになる。第１界磁群と第２界磁群を構成する界磁は様々な方式で結線されることができる。第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ入力端が互いに直列に結線され、第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ１つの界磁電流入力に対して直列に結線されることができる。また、第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ１つの界磁電流入力に対して並列に結線されることができる。

【0049】

本実施形態は複数の界磁１０－１～１０－ｎと電機子２０－０～２０－ｎを備えて、必要によって様々な直流電力を生成できるようにしたものである。なお、その他の部分は前述した実施形態と実質的に同一であるので、前記実施形態と同一部分には同一参照符号を付し、その具体的な説明は省略する。

【0050】

図１１は界磁１０の入力端１２に供給される界磁電流の一例を示す波形図である。図１１において直流発電機の出力を調整する方法としては、（ａ）に示す基本界磁電流に対して（ｂ）のようにそのデューティ比を調整するか、（ｃ）のようにその周波数を調整する方法、または（ｄ）のようにデューティ比と周波数を共に調整する方法を考えることができる。

【0051】

界磁１０の入力端１２に界磁電流が供給されると、界磁電流は界磁１０の線路１１を通じて流れようになる。これにより線路１１の巻き方向に対応して線路の進行方向と垂直方向に磁場が形成される。磁場が形成される方向はアンペアの（右ねじの）法則（Ａｍｐｅｒｅ’ｓ ｒｉｇｈｔ ｈａｎｄ ｓｃｒｅｗ ｒｕｌｅｓ）と定義することができる。界磁１０で生成される磁場は電機子２０の線路２１に対して垂直方向に鎖交する。そして、電機子２０の線路２１には磁場の方向と線路２１の巻き取り方向に対応して一定方向に電流の流れが発生する。この時、誘導電流の大きさは磁場の強度とその変化量に対応するようになる。なお、線路２１を流れる誘導電流は電機子２０の出力端２２を通じて外部に出力されるようになる。

【0052】

前述した構成において、界磁１０と電機子２０を隣接した位置に固定的に配置し、界磁１０に適切に界磁電流を供給する方法で電機子２０を通じて希望する直流電力を出力するようになる。

【0053】

図１２は本発明の第７実施形態に係る直流発電機の構成を示す斜視図である。なお、図１１において前述した図１と実質的に同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0054】

本実施形態においては、１つの電機子２０に対して複数、本例では２個の界磁１０－１、１０－２が備えられる。この時、第１及び第２界磁１０－１、１０－２は互いに実質的に同一の構成からなる。第１及び第2界磁１０－１、１０－２は電機子２０に対して適切に配置される。好ましくは、第１及び第2界磁１０－１、１０－２は電機子２０の両側にそれぞれ近接して配置される。また、他の具現例において、前記界磁１０－１、１０－２は電機子２０の一側または他側に配置できる。

【0055】

本実施形態において、第１及び第2界磁１０－１、１０－２は界磁入力に対して直列または並列に結合される。更に、他の好ましい具現例において、第１及び第2界磁１０－１、１０－２には界磁電流が選択的または交互に印加されて第１及び第2界磁１０－１、１０－２を別々に駆動することができる。図１３は第１及び第２界磁１０－１、１０－２を選択的に駆動する場合に、第１及び第２界磁１０－１、１０－２の各入力端１２－１、１２－２を通じて供給される界磁電流の一例を示す波形図である。図面において、Ａは第１入力端１２－１、Ｂは第２入力端１２－２を通じて入力される界磁電流を示すものである。また、本実施形態において、それぞれの界磁電流Ａ、Ｂは図１１のｂ～ｃに示すように、そのデューティ比と周波数を適宜変更することができる。また、本例において、第１界磁１０－１と第２界磁１０－２を必ずしも交互に駆動する必要はなく、駆動期間を一部重畳してもよい。第１界磁１０－１と第２界磁１０－２の駆動方式は特定の方式に限定されない。

【0056】

コア部材４０にはその外周面に沿って界磁１０－１、１０－２と電機子２０－１、２０－２、２０－３が交互に挿入されて積層又は結合される。本実施形態においては、図１２と同様に第１及び第２界磁１０－１、１０－２の内側、即ちその間の空間に第１電機子２０－１１が配置され、これに加えて第１及び第２界磁１０－１、１０－２の外側にそれぞれ第２電機子２０－２と第３電機子２０－３が配置される。

【0057】

第１乃至第３電機子２０－１～２０－３は実質的に互いに同一の構成からなると共に、互いに直列に結合されて全体的には１つの電機子として機能するようになる。即ち、第１乃至第３電機子２０－１～２０－３はいずれも線路１１が同一方向に巻き取られ、第１電機子２０－１の一方の出力端が連結線２０１を通じて第２電機子２０－２の他方の出力端に電気的に連結され、第１電機子２０－１の他方の出力端が連結線２０２を通じて第３電機子２０－３の一方の出力端に電気的に連結される。より詳細には、第１乃至第３電機子２０－１～２０－３はいずれも同一方向の電場に対して同一方向に誘導電流の流れが発生するように構成及び結合される。そして、第２電機子２０－２の一方の出力端２２ａと第３電機子２０－３の他方の出力端２２ｂが交流発電機の出力端を構成するようになる。そして、第１界磁１０－１及び第２界磁１０－２の入力端１２－１、１２－２には図１１及び４で説明した方式によって界磁電流が適切に供給される。

【0058】

また、本実施形態において、界磁１０－１～１０－ｎは図１１及び図１３と同様の方式で界磁電流と結合される。ただし、図１３の例を適用する場合、ｎ個の界磁のうちｎ／２個の界磁が第１界磁群を構成し、残りのｎ／２個の界磁が第２界磁群を構成する。好ましくは、奇数番目の界磁１０－１、１０－３、…、１０－（ｎ－１）が第１界磁群を構成し、偶数番目の界磁１０－２、１０－４、…、１０－ｎが第２界磁群を構成する。この時、各界磁群の構成は各界磁を構成する線路の巻き取り方向を適切に設定するか、またはこれらの界磁に供給される界磁電流の結線方法を適切に設定する方法を通じて行うことができる。第１界磁群と第２界磁群はそれぞれ同期して駆動され、第１界磁群と第２界磁群は全体的に同一方向の磁場を形成するようになる。第１界磁群と第２界磁群を構成する界磁は様々な方式で結線することができる。第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ入力端が互いに直列に結線され、第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ１つの界磁電流入力に対して直列に結線されることができる。また、第１界磁群及び第２界磁群はそれぞれ１つの界磁電流入力に対して並列に結線されることができる。

【0059】

以上、本発明に係る実施例について説明した。しかし、本発明は前記実施形態に限定されず、多様に変形して実施することができる。例えば、前記実施形態において交流発電機を構成するために採用されるベース部材３０と蓋６０及び締結部材７０の構成及び結合構造は発電機を構成する１つの構成例を説明するためのものであり、本発明はこのような構造及び構成例に限定されない。本発明はコア部材４０と、これに結合される界磁１０及び電機子２０の構成及び結合構造を通じてその技術的効果を提供することができ、それらの設置をために採用される構造及び構成は必須的なものではないことを当業者は容易に理解すべきである。

【0060】

なお、図６の実施形態は図１乃至図５の実施形態にも同様に適用することができる。即ち、図１乃至第５の実施形態において、界磁１０と電機子２０はコア部材４０に挿入されながら配置され、界磁１０と電機子２０との間には磁極片８０と絶縁板９０を配置することができる。

【産業上の利用可能性】

【0061】

前述した構成を有した本発明によれば、コア部材に対して界磁と電機子を積層して配置し、界磁に界磁電流を適切に供給する方式を通じて電機子から希望する直流電流を生成するようになる。従って、本発明では界磁または電機子を回転駆動するための機械的構造が不要となり、整流子を除去することができるので、直流発電機の構造が非常に簡素化されると共に軽量化できるようになる。

【0062】

また、本発明では直流発電機が非回転式で構成されるので、界磁または電機子の回転過程で発生する摩擦などによるエネルギー損失が最小化される。従って、発電機の発電効率を大幅に向上することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電流を生成する直流発電機において、
駆動ユニットと発電機ユニットを備え、
前記発電機ユニットは、
棒状のコア部材；
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第２中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、
前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、
前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、
前記駆動ユニットは交流電源からの交流電流に基づいて前記発電機ユニットに界磁電流を供給し、
前記コア部材または磁極片は純鉄で構成されると共に熱処理が行われ、
前記熱処理は前記コア部材または磁極片を固体燃料と共に窯に入れ、固体燃料を燃焼させて前記コア部材または磁極片を一定温度以上に加熱し、前記コア部材または磁極片を燃焼された固体燃料と共に自然冷却させて行うことを特徴とする非回転式直流発電機。

【請求項2】

前記固体燃料は白炭であることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項3】

前記コア部材または磁極片はオイルで表面処理されることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項4】

前記界磁と電機子は複数が備えられ、界磁と電機子は互いに交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非回転式直流発電機。

【請求項5】

前記複数の電機子は互いに直列に結線されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項6】

前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、
前記第１界磁群と前記第２界磁群は互いに交互に駆動されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項7】

前記複数の界磁は第１界磁群と第２界磁群に分割され、
前記第１界磁群と前記第２界磁群はそれぞれ同期して駆動されることを特徴とする請求項４に記載の非回転式直流発電機。

【請求項8】

前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ直列または並列に結線されることを特徴とする請求項６に記載の非回転式直流発電機。

【請求項9】

前記第１または第2界磁群は界磁電流入力に対してそれぞれ直列または並列に結線されることを特徴とする請求項７に記載の非回転式直流発電機。

【請求項10】

直流電流を生成する直流発電機において、
棒状のコア部材；
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第１中空部が形成され、第１中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される界磁；及び
電気線路が巻き取られると共に中央部分に第２中空部が形成され、第２中空部を通じて前記コア部材の外側に配置される電機子を備え、
前記界磁と電機子との間には磁極片が備えられ、
前記界磁と磁極片の間と、前記電機子と磁極片との間には絶縁板が配置され、
前記界磁は直流の界磁電流により駆動され、
界磁電流は一定周波数を有することを特徴とし、
前記絶縁板は弾性係数が高く耐衝撃性に優れた材質のＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）が採用され、
前記コア部材と磁極片は界磁で生成される磁場の磁路を提供して、界磁で生成される磁場が電機子を全体的に鎖交しながら循環するようになり、この時、前記コア部材と磁極片は磁化及び脱磁が交互に繰り返し行われ、
前記絶縁板は高弾性で磁極片の振れや振動を相殺して最小化することで、電機子を通じて生成される交流電流の流れが不要に歪むことを防止することを特徴とする非回転式直流発電機。

【国際調査報告】