JP2003120321A - Energy axial flow compression and compressible gas fluid system in electric power generating system using gas fluid and buoyancy, and method for heating inside gas by radio wave such as microwave to generate electric power by buoyancy with using compressive gas fluid in tapered tube - Google Patents
Energy axial flow compression and compressible gas fluid system in electric power generating system using gas fluid and buoyancy, and method for heating inside gas by radio wave such as microwave to generate electric power by buoyancy with using compressive gas fluid in tapered tubeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は浮力発電における圧
縮気体流体のマイクロウェーブ発熱と磁性体並び発熱対
によってコントロールし効率を上げ発電する方法であ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of generating power by increasing efficiency by controlling microwave heat of a compressed gas fluid in buoyancy power generation and a magnetic substance and a heat generating pair.
【０００２】[0002]
【従来の技術】浮力による発電方法は本出願者によって
既に出願されている。水面下で円柱形の浮体を使う方
法、楕円形の浮体を使う方法、浮体と浮体が得られる物
体を連動した水管内における浮体による発電方法、マイ
クロウェーブ発熱によって浮体内部の温度上昇による熱
効率の方法。2. Description of the Related Art A buoyancy power generation method has already been filed by the present applicant. Method of using a cylindrical floating body under the surface of the water, method of using an elliptical floating body, method of power generation by a floating body in a water pipe that links the floating body and an object from which the floating body can be obtained, method of thermal efficiency by raising the temperature inside the floating body by microwave heat generation .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】エネルギー効率が高
く、持続性があり、安定したクリーンなエネルギーの開
発は人類の課題である。浮力を利用した発電システムは
その一つである。浮体を回転することで一定のエネルギ
ーが得られるが、小型で高出力を得るには浮力物体の外
部からエネルギー効率の高いエネルギーを与え、浮体の
内部エネルギーを拡大させ、浮体内部の気体又は液体の
内部流体エネルギーを構造的に拡大させてエネルギー効
率を上げる方法。The development of energy-efficient, sustainable, stable and clean energy is a challenge for mankind. The power generation system using buoyancy is one of them. Although constant energy can be obtained by rotating the floating body, in order to obtain a small size and high output, energy with high energy efficiency is given from the outside of the buoyancy object to expand the internal energy of the floating body, and the gas or liquid inside the floating body A method to increase energy efficiency by structurally expanding internal fluid energy.
【０００４】回転浮体は円筒、楕円形のどちらも回転軸
の中心から外形の円周の高い位置程、小さなエネルギー
で浮体は回転し、浮体の効率的回転エネルギーが得られ
る。浮体の回転エネルギー効率は浮体の外周の円周係数
の高い部分に大きなエネルギーを集積するほど効果的で
ある。効率的エネルギーを得るために円筒又は楕円形の
浮体内部を外形の最大外周位置に沿って楕円形に軸流構
造又は圧縮性気体流体からエネルギーが最大に得られる
構造を軸回転に沿って固定する。浮体の回転構造は浮体
の回転軸の外部に楕円形に二重構造で仕切られた軽量の
ハニカム構造の固定版の上にファンを取り付ける。ハニ
カム構造のその内部は回転軸に沿って気体を回収できる
構造にする。ファンの構造は回転軸に固定した二重構造
の外部の回転軸に対して一定の角度を維持し、気体が加
熱され膨張したときに流体が生じ、気体密度が軸流圧縮
ファンと遠心圧縮ファンによって上がり、気体の流体が
細分化されたファンの間を流れることで得られるエネル
ギーを浮体自体の回転エネルギーに利用する。浮体自体
の回転エネルギーを発電エネルギーに転換する。浮体内
部の温度が均一に近づくと回転エネルギーが減少する。
浮体内部の加熱は回転数に合わせ外部からマイクロ波を
断続的にパルス状に加熱を行い、浮体を支える液体が温
度上昇をおさえるために外部から水冷などの冷却循環を
させる。In both the cylinder and the ellipse of the rotary floating body, the higher the position of the outer circumference from the center of the rotation axis, the smaller the energy of the floating body and the more efficient rotation energy of the floating body can be obtained. The rotational energy efficiency of the floating body is so effective that a large amount of energy is accumulated in a portion having a high circumferential coefficient on the outer circumference of the floating body. In order to obtain efficient energy, the inside of a cylindrical or elliptical floating body is fixed to an elliptical axial flow structure or a structure in which maximum energy is obtained from a compressible gas fluid along the axial rotation along the maximum outer peripheral position of the outer shape. . The rotating structure of the floating body is such that the fan is mounted on the fixed plate of the lightweight honeycomb structure, which is divided into an elliptical double structure outside the rotating shaft of the floating body. The inside of the honeycomb structure has a structure capable of collecting gas along the rotation axis. The structure of the fan is a double structure fixed to the rotating shaft, maintaining a constant angle with respect to the rotating shaft outside, and when the gas is heated and expanded, the fluid is generated, and the gas density is axial flow compression fan and centrifugal compression fan. The energy obtained by flowing up the gas fluid between the subdivided fans is used as the rotational energy of the floating body itself. The rotational energy of the floating body itself is converted into power generation energy. Rotational energy decreases when the temperature inside the floating body approaches uniform.
The heating of the inside of the floating body is performed by intermittently heating microwaves in a pulsed manner in accordance with the number of revolutions, and the liquid that supports the floating body is cooled and circulated from the outside in order to suppress the temperature rise.
【０００５】軸流圧縮性気体流体を得る、ファンの設置
構造はより高エネルギーを得られるために楕円形の円周
の頂点に向かってより細分化する構造、より空間面積を
狭くしている遠心圧縮ファンが気体の流体を捉えやす
く、気体密度が高くするとより高エネルギーが得られる
位置に回転軸に沿って固定する。マイクロ波が外部から
照射される部分は楕円形状の先端に近い位置及び気体の
圧縮された位置に付け、図−１のｅに使用する磁性体と
図−１のｆの磁性体又は炭素素材、ジルコニアなどのマ
イクロ波照射によって温度変化の違いがある素材を選択
し、温度格差によって生じる気体の膨張から得るエネル
ギー効率をあける。In order to obtain higher energy, the fan installation structure for obtaining the axial-flow compressible gas fluid is subdivided toward the apex of the elliptical circumference, and the centrifugal space has a smaller space area. The compression fan easily captures the gaseous fluid and fixes it along the rotation axis at a position where higher energy is obtained when the gas density is increased. The part where the microwave is irradiated from the outside is placed at a position near the tip of the elliptical shape and a position where the gas is compressed, and the magnetic material used in e of FIG. 1 and the magnetic material or carbon material of f of FIG. Select materials that have different temperature changes due to microwave irradiation such as zirconia, and increase the energy efficiency obtained from the expansion of gas caused by the temperature difference.
【０００６】浮体内部の管を利用した圧縮性気体流体構
造は浮体内に螺旋状に回転している多数の管の中に気
体、又は液体を高速で流すことから得られるエネルギー
で、管の中を一定のテーパー状に徐々に細くすると気体
又は液体は一定の加速されたスピードで移動する。気体
又は液体が一定の体積を保たれた状態で加熱されると体
積の膨張によって対流が生じる。一定の体積のある空間
から細分化された管を結束し螺旋状に回転し対流できる
構造にし、その中に一定の密度で気体又は液体を入れ外
部から加熱させ体積を膨張させると結束された管のなか
に向かい流体が生じる。テーパー角度のある管を大きな
経口から細い口径に沿って回転軸に一定の回転方向に固
定しする。管内の対流は加速すると回転軸に沿って圧縮
性気体流体が発生し浮体全体が回転軸に沿って回転す
る。A compressible gas-fluid structure utilizing a tube inside a floating body is energy obtained by flowing a gas or a liquid at a high speed through a large number of tubes that are spirally rotating in the floating body. When is gradually thinned into a constant taper shape, the gas or liquid moves at a constant accelerated speed. When a gas or liquid is heated while maintaining a constant volume, convection occurs due to the expansion of the volume. Tubes that are subdivided from a space with a certain volume are bundled into a structure that can rotate in a spiral shape to allow convection, and a gas or liquid with a certain density is put into the tube to heat it from the outside to expand the volume. A fluid is generated toward the inside. A tube with a taper angle is fixed in a fixed direction of rotation from a large oral cavity to a rotary shaft along a narrow bore. When convection in the tube is accelerated, a compressible gas fluid is generated along the rotation axis, and the entire floating body rotates along the rotation axis.
【０００７】[0007]
【０００６】の浮体の気体の変わりに密度の低い揮発性
又は、蒸散性の液体及び水を入れ、加熱し、蒸気化する
と液体が蒸気化する事によって発生する蒸気圧によって
エネルギーが生じ、気体の場合と同じ原理で浮体の回転
エネルギーが生じる。液体の気化、膨張エネルギーはよ
り大きなエネルギーになる。When a low-density volatile or vaporizable liquid and water are put in place of the gas in the floating body, heated, and vaporized, the vapor pressure generated by the vaporization of the liquid causes energy to be generated. Rotational energy of the floating body is generated by the same principle as the case. The vaporization and expansion energy of the liquid becomes larger energy.
【０００８】[0008]
【０００６】の浮体を回転させる細いテーパー角度のあ
る管の後部に一定の空間をあけ、A certain space is opened at the rear of the tube having a narrow taper angle for rotating the floating body.
【０００３】[0003]
【０００４】において付けている遠心ファンを付けると
気体は管の中を通ることによって得る圧縮性気体流体エ
ネルギーと遠心ファンによって得る圧縮性気体流体エネ
ルギーの相乗的効果が得られる。When the centrifugal fan attached at is attached, the gas has a synergistic effect of compressive gas fluid energy obtained by passing through the tube and compressible gas fluid energy obtained by the centrifugal fan.
【０００９】圧縮性気体流体構造においても浮体の回転
エネルギーは回転体の円周の頂点にエネルギーを集積す
るほどエネルギー効率は高くなる。浮体が外部からマイ
クロ波によって加熱されると浮体全体の温度が上がり、
浮体を支えている液体の温度も上昇する。安定した浮力
を得るためには浮体を支える液体の内部に冷却パイプを
入れ水を循環させ低温を保つ。Also in the compressible gas fluid structure, the rotational energy of the floating body becomes higher as the energy is accumulated at the apex of the circumference of the rotating body. When the floating body is heated by microwaves from the outside, the temperature of the entire floating body rises,
The temperature of the liquid supporting the floating body also rises. In order to obtain stable buoyancy, a cooling pipe is placed inside the liquid that supports the floating body, and water is circulated to maintain a low temperature.
【００１０】浮体を高速で回転すると内部の圧力と外部
の圧力が共に浮体の構造に影響する。浮力を得るために
は軽量であり、且つ外圧、内圧に耐えられ高温に耐える
構造が求められる。耐内圧、外圧に対する強度バランス
を取るにはアルミニウムのハニカム構造、又は軽量の管
はカーボン素材によって維持する。When the floating body is rotated at a high speed, both the internal pressure and the external pressure affect the structure of the floating body. In order to obtain buoyancy, a lightweight structure that can withstand external pressure and internal pressure and withstand high temperatures is required. To balance the strength against internal pressure and external pressure, a honeycomb structure of aluminum or a lightweight tube is maintained by a carbon material.
【００１１】マイクロ波は水の中ではその多くが吸収さ
れ、外部の浮力を支える水が高温になり、浮力の低下を
招く、浮体内部に効果的にマイクロ波を吸収させるには
浮力を支える液体がマイクロ波を吸収又は反射されな
く、透過率の高い性質で、且つ密度が高く、粘性が少な
く、沸点が高い性質が求められる。例えなどトルエンな
どである。Most of the microwaves are absorbed in water, the temperature of the water that supports the external buoyancy becomes high, and the buoyancy is lowered. To effectively absorb the microwaves inside the floating body, the liquid that supports the buoyancy is used. Is required to have a property that it does not absorb or reflect microwaves, has a high transmittance, and has a high density, a low viscosity, and a high boiling point. For example, toluene etc.
【００１２】浮体の外部から浮体の内部にエネルギーを
与えるにはマイクロ波発生器からマイクロ波を導波管に
よって導き外部から照射する。浮体が高速で回転すると
外部から効率よく導波管によってマクロ波を照射するに
は浮体内部のマイクロ波を吸収する部分に集中的に照射
しなければ効率は低下するマイクロ波の波長とその照射
する距離によって焦点を計算し電波レンズを作成し固定
すると効率よくマイクロ波照射が可能である導波管によ
ってマイクロ波を外部から照射し浮体内部に吸収させる
には石英ガラスなどのマイクロ波を吸収又は拡散しな
い、透過する素材を使用する。マイクロ波を磁性体に直
接照射する事によって効果的に一定の高温が得られる。
一気に高温になると機器にダメージが生じる。発熱体の
磁性体の選択によって浮体内部の温度コントロールが可
能である。キュリー点と、結晶組成によって発熱温度が
変化する、ニッケルフェライトは２．４５ＧＨｚ、０．
５ｋｗで１４０℃以下やリチウムフェライトは２００℃
以下である。マイクロ波などの波長と磁性体の発熱特性
から選択することが出来る。ジルコニア又は炭素素材に
マイクロ波を照射するときは１、０００℃以上の高温度
下のコントロールが必要であり、熱電対によって制御す
る。In order to apply energy from the outside of the floating body to the inside of the floating body, microwaves are guided from a microwave generator by a waveguide and irradiated from the outside. When the floating body rotates at high speed, in order to efficiently irradiate the macro wave from the outside with the waveguide, the efficiency will decrease unless the microwave absorbing part inside the floating body is intensively irradiated. Microwaves can be efficiently radiated by calculating the focal point according to the distance and creating and fixing a radio wave lens.In order to radiate microwaves from the outside by a waveguide and absorb them inside the floating body, microwaves such as quartz glass must be absorbed or Use transparent materials that do not diffuse. By irradiating the magnetic material directly with microwaves, a constant high temperature can be effectively obtained.
If the temperature suddenly becomes high, the equipment will be damaged. The temperature inside the floating body can be controlled by selecting the magnetic material of the heating element. The heat generation temperature changes depending on the Curie point and the crystal composition. Nickel ferrite is 2.45 GHz, 0.
140 ℃ or less at 5 kW and 200 ℃ for lithium ferrite
It is the following. It can be selected from the wavelength of microwaves and the heat generation characteristics of the magnetic material. When irradiating the zirconia or carbon material with microwaves, it is necessary to control at a high temperature of 1,000 ° C. or higher, and it is controlled by a thermocouple.
【００１３】円柱、楕円形の球体の浮体を螺旋形状に高
速回転させると回転軸と平行に推進エネルギーが生じ
る。この推進エネルギーの大きさは回転軸の強度を要求
する原因になる。構造物、回転軸の強度を支えるには構
造物の重量によって補強されることが一般的である。構
造物の重量が増加することは浮力の低下に結びつく。浮
体を回転させると浮力を支える液体の流体によって浮体
がダッフィング現象を起こしながら回転する。この現象
は回転エネルギーの減少に結びつき、発電効率を低下さ
せる。浮力を支える回転軸の近い部分に円柱、楕円形の
球面に沿って一定の角度で回転トルクが得られる回転体
によって回転方向に沿って推進力を分散する可変性トル
ククラッチを設定すると推進エネルギーは回転エネルギ
ーに転換する。浮力を支える液体の流体から生じるダッ
フィング現象は浮体回転体の回転円周の頂点に近い位置
に円周との角度に一定の角度の回転トルクが得られる回
転体を設定した可変性トルククラッチを設定するとトラ
イポロジーによってダッフィング現象は軽減できる。回
転軸の耐久強度が緩和できる。When a floating body having a cylindrical or elliptic spherical shape is rotated at a high speed in a spiral shape, propulsive energy is generated in parallel with the rotation axis. The magnitude of this propulsive energy causes the strength of the rotating shaft to be required. In order to support the strength of the structure and the rotating shaft, it is general that the structure is reinforced by the weight of the structure. An increase in the weight of the structure leads to a decrease in buoyancy. When the floating body is rotated, the floating body rotates while causing a duffing phenomenon due to the liquid fluid that supports the buoyancy. This phenomenon leads to a decrease in rotational energy and reduces power generation efficiency. When a variable torque clutch that disperses propulsive force along the direction of rotation is set by a rotating body that obtains a rotational torque at a constant angle along a cylindrical or elliptical spherical surface near the rotation axis that supports buoyancy, the propulsive energy is Convert to rotational energy. The duffing phenomenon that occurs from the liquid fluid that supports the buoyancy is a variable torque clutch that sets a rotating body that can obtain a rotating torque at a certain angle with the circumference at a position near the apex of the rotating circumference of the floating body Then, the tribology can reduce the duffing phenomenon. The durability of the rotating shaft can be relaxed.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】以下図−１、図−２、に
よって説明する。図−１、図−２のイメージ図は図−
３、図−４である。一定の楕円形、又は円筒形の軸回転
する軸流圧縮機の圧縮する前部の場所にマイクロ波をあ
て、熱膨張させた後、ファンによって気体を圧縮する。
一種の圧縮機はマイクロ波、ｉ−１から磁性体ｅを加熱
し、この場所は体積が小さな場所に設計され、図−１−
ａ軸流圧縮ファンによって運動エネルギーと熱エネルギ
ーを高める。一種の圧縮機、後部の体積の大きい部分に
は図−１−ｂのような遠心圧縮ファンにする。浮力によ
る内部エネルギーと半径の遠心力によって圧縮される。
回転浮体の磁性体をマイクロ波によって加熱し、その圧
縮気体によって浮体が回転する。図−１の磁性体ｅをマ
イクロ波ｉ−１によって加熱し、ファン−ａからｂに通
過する。磁性体のｆはマイクロ波ｉ−２によってより高
温に加熱しファン−ｃからｄを通過する。図−１の番号
１〜５通過し中心部を逆に通り抜け初めの加熱部分、図
−１−１に達し循環する。各内部の気圧が上がると一定
の強度に対して減圧弁を設け安定させる。浮体の回転数
は磁性体及びジルコニア、炭素素材をコントロールして
いる熱電対の温度によって調整する。浮体全体の回転軸
を浮体を支えている施設の外部に発電機を設置し直結し
発電を行う。The means for solving the problems will be described below with reference to FIGS. Image diagrams of Figures 1 and 2 are
3 and FIG. Microwaves are applied to the location of the compression front of an axial-rotating axial compressor of constant elliptical or cylindrical shape for thermal expansion and then the gas is compressed by a fan.
A kind of compressor heats a magnetic substance e from microwaves, i-1, and this place is designed in a place with a small volume.
Increases kinetic energy and thermal energy by a-axis compression fan. A kind of compressor, a centrifugal compression fan as shown in Fig. 1-b is used for the large volume of the rear part. It is compressed by the internal energy of buoyancy and the centrifugal force of the radius.
The magnetic substance of the rotating floating body is heated by microwaves, and the floating body is rotated by the compressed gas. The magnetic material e of FIG. 1 is heated by the microwave i-1 and passes from the fan-a to the fan-b. The magnetic material f is heated to a higher temperature by the microwave i-2 and passes through the fans -c to d. After passing through the numbers 1 to 5 in FIG. 1 and passing through the central part in reverse, the first heated portion, which reaches the first heated part in FIG. When the air pressure inside each rises, a pressure reducing valve is provided and stabilized for a certain strength. The rotation speed of the floating body is adjusted by the temperature of the thermocouple that controls the magnetic material, zirconia, and the carbon material. The rotating shaft of the entire floating body is installed outside the facility supporting the floating body to directly connect to generate electricity.
【００１５】図−１の圧縮機を通るガスの力の釣り合わ
せの計算を以下にしめす。回転浮体の全パワーは軸に供
給される軸パワーと気体流体の循環による推進パワーの
和である。それは次の方程式による。Ｗとは気流によっ
て入る熱エネルギーと全ての推進パワーの比である。
Ｗ＝Ｐ／ｍｃｐＴ０＋（γ−１）［（２θｔ／θ０τｃ
（θ０τｃτｔ−１）／（γ−１））１／２−Ｍ０］
ｍ 空気取り入れ口流量（単位時間当たり）、Ｔ０大気
温度、ｃｐ定圧比熱、γ＝１．４、θ０圧縮機の全温／
大気温度、θｔ入り口の全温／大気温度、τｃ圧縮機の
全圧比、τｔ全圧比、Ｍ０マッハ数
圧縮機、及び軸Ｐのパワーとガスパワーの釣り合わせは
Ｐ＋ｍｃｐ（Ｔｔ３−Ｔｔ２）＝ｍｃｐ（Ｔｔ４−Ｔ
ｔ５）
Ｔｔ２，Ｔｔ３、Ｔｔ４、Ｔｔ５、は図−１の部分２．
３．４．５の温度である。パワーを増加させるため、す
なわち、Ｔｔ３−Ｔｔ２を上げるため、即ち圧縮温度が
高い程圧縮機の効率が高いため圧縮機の部分でマイクロ
波で加熱し、Ｔ、ｔ４−Ｔｔ５を上げるため即ち回転浮
体入り口の温度が高い程回転浮体のエネルギー効率が高
いため磁性体−ｆの部分でマイクロ波で高温加熱する。
χを気体の循環からどの程度有効エネルギーが取り出せ
たかの比率とすると
χ＝（Ｐｔ６／Ｐ０）（γ−１）／γ
Ｐ０は０の部分の圧力、Ｐｔ６は６の部分の圧力、回転
浮体作動中χは１より大きいので、気体は図−１の−５
から中心部を通って初期の磁性体の空間、図−１−１に
再び入り、圧縮器に入ると効率的に内部でエネルギーは
回転する。圧力を調整するために減圧弁を設ける。The calculation of the force balance of the gas through the compressor of FIG. 1 is shown below. The total power of the rotary float is the sum of the axial power supplied to the shaft and the propulsive power due to the circulation of the gas fluid. It depends on the following equation. W is the ratio of the thermal energy input by the air flow to all propulsion power. W = P / mc p T 0 + (γ−1) [(2θ t / θ 0 τ c
(Θ 0 τ c τ t -1 ) / (γ-1)) 1/2 -M 0] m air intake flow rate (per unit time), T 0 ambient temperature, c p the specific heat at constant pressure, gamma = 1.4 , Θ 0 Total temperature of compressor /
Atmospheric temperature, total temperature of θt inlet / atmospheric temperature, total pressure ratio of τ c compressor, τ t total pressure ratio, M 0 Mach number compressor, and balance of power of shaft P and gas power is P + mc p (T t3 −T t2 ) = mc p (T t4 −T
t5 ) T t2 , T t3 , T t4 , and T t5 are the parts 2. in FIG.
The temperature is 3.4.5. In order to increase the power, that is, to increase T t3 -T t2 , that is, because the higher the compression temperature is, the higher the efficiency of the compressor is, so that the compressor is heated by microwaves and T, t4 -T t5 is increased. That is, the higher the temperature of the inlet of the rotary floater is, the higher the energy efficiency of the rotary floater is, so that the magnetic substance-f is heated to a high temperature by microwave.
Let χ be the ratio of how much effective energy can be extracted from the gas circulation, χ = (P t6 / P 0 ) (γ-1) / γ P 0 is the pressure at the 0 portion, P t6 is the pressure at the 6 portion, Since χ is larger than 1 during the operation of the rotating floating body, the gas is -5
After passing through the center part of the space to re-enter the space of the initial magnetic material, Fig. 1-1, and entering the compressor, the energy efficiently rotates inside. A pressure reducing valve is provided to adjust the pressure.
【００１６】図−２の楕円体又は円管形の回転体の長い
細管に一定の密度の気体または、密度の軽い液体を入
れ、螺旋状に回転させ、その上にマイクロ波によって加
熱させ、流体のエネルギー効率をあげる。その時の効果
的な考え方と計算式は如何に示す。細管の長さを螺旋状
にすることで長くし、細管の断面積はテーパー状に断面
積の差を与える、マイクロ波によって加熱し気体を熱膨
張させる。管の内部の断面積の差と細管の長さと熱効果
による圧縮気体流体のチョーク現象によってマッハ数を
上げ、運動エネルギーを上昇させ、マッハ数が臨界点１
になったとき最もエネルギーは増加し衝撃波が生じる。
また管がラバルノズル状のとき、超音速状態をつくるこ
とができる。この楕円形、円管形の回転体を比重の重い
液体の水面下におき、内部エネルギーを浮力エネルギー
によって増加させる。この両方のエネルギーの増加と効
率によつて浮体が急速度に回転する。細い管内の流体に
おいて、密度を一定とみなせば、マッハ数Ｍ＝０の流体
であり、密度変化割合が５％以内を非圧縮流体とみなせ
ば
０＜Ｍ＜０．３
であるそのとき運動エネルギーは内部エネルギーの２．
５％以下である。Ｍ＜１の亜音速の流体において臨界マ
ッハ数１以下であり、Ｍ＝０．８とすると運動エネルギ
ーは内部エネルギーの１８％である遷音速の流体とは臨
界マッハ数１〜１．３であり、衝撃波が生じ、運動エネ
ルギーは内部エネルギーの５０％である。超音速の場合
１．３＜Ｍ＜５では運動エネルギーは内部エネルギーの
５０％から７倍に達するA gas having a constant density or a liquid having a low density is placed in a long thin tube of an ellipsoidal or circular tube-shaped rotating body shown in FIG. 2 and is spirally rotated. Increase the energy efficiency of. How to show the effective thinking and calculation formula at that time. The length of the thin tube is lengthened by making it spiral, and the cross-sectional area of the thin tube is tapered to give a difference in cross-sectional area. The gas is thermally expanded by microwaves and thermally expanded. The Mach number is increased by the choke phenomenon of the compressed gas fluid due to the difference in the cross-sectional area inside the tube, the length of the tube and the thermal effect, and the kinetic energy is increased.
When it becomes, the energy is increased most and a shock wave is generated.
Also, when the tube is Laval nozzle-shaped, a supersonic state can be created. This elliptical or circular tube-shaped rotating body is placed under the surface of the liquid of heavy specific gravity, and the internal energy is increased by the buoyancy energy. Both of these increases in energy and efficiency cause the floating body to rotate at a rapid speed. A fluid in a thin tube is a fluid with a Mach number M = 0 if the density is considered to be constant, and 0 <M <0.3 if the density change ratio within 5% is considered as an incompressible fluid. Is the internal energy 2.
It is 5% or less. In a subsonic fluid with M <1, the critical Mach number is 1 or less, and when M = 0.8, the kinetic energy is 18% of the internal energy. With a transonic fluid, the critical Mach number is 1 to 1.3. A shock wave is generated, and the kinetic energy is 50% of the internal energy. In case of supersonic velocity, the kinetic energy reaches 50% to 7 times the internal energy when 1.3 <M <5.
【００１７】図−２のａ管のなかを通るガスのエネルギ
ー効率の考え方と計算式は如何に示す。テーパー角度の
ついた管内の流体において、管の断面積をＡ、全圧をＰ
０、全温度をＴ０とする。
１）管において図−２、２−３への過程で断面積Ａが変
化するとき、
２）長い管において、摩擦などにより、全圧Ｐ０が減少
するとき、
３）加熱などにより全温度Ｔ０が増加するとき。
この時マッハ数が上昇し、ある断面でマッハ数Ｍ＝１の
臨界状態となることをチョークという。また管をラバル
ノズル状にすると超音速の状態が生じる。各、１）〜
３）の項目方程式は以下証明する。
１）図−２のテーパー角度のついた図−２、２−３断面
積Ａが減少するときマッハ数と断面積の関係式は断面１
（マッハ数Ｍ１、断面積Ａ１）断面２（マッハ数Ｍ２断
面積Ａ２）
とすると次の関係式が得られる。
Ａ２／Ａ１＝Ｍ１／Ｍ２［（（γ−１）Ｍ２ ２＋２）／
（（γ−１）Ｍ１ ２＋２）］（γ＋１）／２（γ−１）
γ＝１．４である。
２）摩擦などによる全圧Ｐ０が減少するとき、管路が十
分長い場合、流は管摩擦によって、Ｍ＝１の臨界状態に
達する出口における圧力をＰ０２入り口における圧力を
Ｐ０１とすると次式が成り立つ
Ｐ０２／Ｐ０１＝Ｍ１（２／γ＋１）１／２［２／
（（γ−１）Ｍ１ ２＋２）］γ＋１／２（γ−１）
３）加熱などによれ全温度Ｔが増加するとき
加熱するとマッハ数Ｍは１に近づきついにはＭ＝１の臨
界状態となる、これを加熱によるチョークというマッハ
数Ｍ１で全温度Ｔ０１の流をチョークさせるのに必要な
熱量の関係式は最大熱量ｑｍａｘは
ｑｍａｘ／ｃｐ（Ｔ０１／Ｔ１）＝（Ｍ１ ２−１）２／
２（１＋γ）Ｍ１ ２
ｃｐ定圧比熱 γ＝１．４である。How is the idea and calculation formula of the energy efficiency of the gas passing through the tube a in FIG. 2 shown? For a fluid in a pipe with a taper angle, A is the cross-sectional area of the pipe and P is the total pressure.
0 and the total temperature is T 0 . 1) When the cross-sectional area A changes in the process of FIGS. 2 and 2-3 in the pipe, 2) When the total pressure P 0 decreases due to friction in a long pipe, 3) The total temperature T due to heating, etc. When 0 increases. At this time, the Mach number rises, and it is called a choke that a Mach number M = 1 in a certain cross section becomes a critical state. Also, if the tube is Laval nozzle-shaped, a supersonic state occurs. Each 1) ~
The item equation of 3) is proved below. 1) When the cross-sectional area A with the taper angle shown in FIG. 2 decreases, the relational expression between the Mach number and the cross-sectional area is 1
(Mach number M 1 , cross-sectional area A 1 ) Section 2 (Mach number M 2 cross-sectional area A 2 ) gives the following relational expression. A 2 / A 1 = M 1 / M 2 [((γ-1) M 2 2 +2) /
((Γ-1) M 1 2 +2)] (γ + 1) / 2 (γ-1) is a gamma = 1.4. 2) When the total pressure P 0 due to friction or the like decreases, and the pipe line is sufficiently long, the flow reaches the critical state of M = 1 due to pipe friction. Let P 02 be the pressure at the inlet and P 01 be the pressure at the inlet. P 02 / P 01 = M 1 (2 / γ + 1) 1/2 [2 /
((Γ-1) M 1 2 +2)] γ + 1/2 (γ-1) 3) When the total temperature T increases due to heating, the Mach number M approaches 1 and finally the critical state of M = 1 The relational expression of the amount of heat required to choke the flow at the total temperature T 01 with the Mach number M 1 called choke by heating is that the maximum amount of heat qmax is qmax / cp (T 01 / T 1 ) = (M 1 2 -1) 2 /
2 (1 + γ) is a M 1 2 cp the specific heat at constant pressure gamma = 1.4.
【００１８】[0018]
【発明実施の形態】浮体を浮力によって回転できる構造
において、楕円形又は円筒形、及び球形の回転浮体を密
度格差が得られる液体の中に入れ、浮体の内部の気体又
は液体の膨張又は気化させることから得る内部エネルギ
ーを軸流回転させ、その回転エネルギーを発電エネルギ
ーに転化させる。浮体のエネルギーを大きくするために
浮体内部の気体又は液体を浮体の外部からマイクロ波等
によって照射し浮体の内部に設置した磁性体、及び炭素
素材又はジルコニアなどの発熱体を加熱させ、気体は膨
張させ、液体は気化させることで浮体内部のエネルギー
を拡大させる。浮体の内部の気体又は液体が膨張するこ
とによって生まれる内部の流体を一定の軸流ファン又は
細分化された一定のテーパー角度の付いた管の中を通
す、軸流ファン又は細分化され一定のテーパー角度の付
いた管はそれぞれ軸回転に沿って固定し、瞬間的に気体
又は液体を加熱するとフィン又は管のなかにおいて軸流
気体流体が発生し浮体が軸流回転を起こす。発熱体の選
択は磁性体及びその結晶組成とマイクロ波等の電波波長
によって発熱温度が変わる。マイクロ波２．４５ＧＨ
ｚ、０．５ｋｗではニッケルヘライトは約１４０℃、リ
チュウムヘライトは約２００℃、ＦｅＳｉ化合物は約４
００℃で安定する。ジルコニア、炭素素材は２〜５分間
で約１，０００℃の高温が得られる。ジルコニア、炭素
素材は熱電対で温度制御が必要である。機器素材の耐熱
性と発電能力から素材の選択が必要である。浮体を支え
る液体の選択は浮体を支える密度格差とマイクロ波の電
波を吸収又は拡散させずマイクロ波の透過度が高い物質
が望ましい。トルエン等が最適の素材である。浮体の外
部から導波管によってマイクロ波を照射し、電波吸収せ
ず透過度が高く強度があり、加工精度の高い素材は石英
ガラスである。浮体が回転しているなかでマイクロ波を
照射すると電波が拡散しやすく磁性体などに正確に照射
するには電波レンズによって焦点を合わせ一定のパルス
状態に照射することで安定できる。浮体を高速度で螺旋
軸に沿って回転すると回転軸そって推進するエネルギー
が生じ、又左右にぶれるダッフィング現象も生じる。こ
れらは回転トルククラッチによるトライポロジーによっ
て制御すると効果的である。浮体は高速回転を行うと内
部の膨張する内部圧力と外部の水圧が外圧として機器に
与える。軽量で強度に耐える軽合金のハニカム構造が最
適である。圧縮性気体流体を得るために使用する管は加
熱強度及び内部からの圧縮強度から炭素繊維による素材
によって維持できる。浮体の内部を高温で加熱すると浮
体を支えている液体も温度が上昇する。外部から冷却水
などによる浮体を支える液体の冷却が必要である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a structure in which a floating body can be rotated by buoyancy, an oval, cylindrical, or spherical rotating floating body is placed in a liquid having a density difference to expand or vaporize the gas or liquid inside the floating body. The internal energy obtained from this is axially rotated, and the rotational energy is converted into power generation energy. In order to increase the energy of the floating body, the gas or liquid inside the floating body is irradiated with microwaves from the outside of the floating body to heat the magnetic body installed inside the floating body and the heating element such as carbon material or zirconia, and the gas expands. Then, the liquid is vaporized to expand the energy inside the floating body. An axial flow fan or a segmented constant taper that passes an internal fluid created by the expansion of a gas or liquid inside a floating body through an axial fan or a segmented tube with a certain taper angle. The angled tubes are fixed along their respective axial rotations, and when the gas or liquid is momentarily heated, axial flow gas fluid is generated in the fins or tubes to cause the floating body to rotate axially. The selection of the heating element changes the heating temperature depending on the magnetic material and its crystal composition and the wavelength of radio waves such as microwaves. Microwave 2.45GH
At z and 0.5 kw, nickel helite was about 140 ° C, lithium helium was about 200 ° C, and FeSi compound was about 4 ° C.
Stabilizes at 00 ° C. With zirconia and carbon materials, a high temperature of about 1,000 ° C can be obtained in 2 to 5 minutes. Zirconia and carbon materials require temperature control with thermocouples. It is necessary to select materials based on the heat resistance of the equipment materials and the power generation capacity. For the selection of the liquid that supports the floating body, it is desirable to use a material that has a high density of microwaves that does not absorb or diffuse the density difference that supports the floating body and microwaves. Toluene is the most suitable material. Quartz glass is a material that is irradiated with microwaves from the outside of the floating body by a waveguide, does not absorb radio waves, has high transmittance, and has high processing accuracy. When microwaves are irradiated while the floating body is rotating, radio waves are easily diffused, and in order to accurately irradiate a magnetic material or the like, it is possible to stabilize by irradiating a constant pulse state by focusing with a radio lens. When the floating body is rotated at a high speed along the spiral axis, energy for propelling along the rotation axis is generated, and a duffing phenomenon that shakes to the left and right also occurs. It is effective to control these by the trilogy of the rotary torque clutch. When the floating body rotates at high speed, the internal pressure of the inside that expands and the external water pressure are given to the device as external pressure. A light alloy honeycomb structure that is lightweight and withstands strength is optimal. The tube used to obtain the compressible gaseous fluid can be maintained by the carbon fiber material due to the heating strength and the compressive strength from the inside. When the inside of the floating body is heated to a high temperature, the temperature of the liquid supporting the floating body also rises. It is necessary to cool the liquid that supports the floating body with cooling water from the outside.
【００１９】液体が気化したとき生じる気化エネルギー
の方程式は如何に説明する。回転体の中に密度の低い揮
発性又は蒸散性の気体を入れて、加熱した場合気体の蒸
気圧によって運動エネルギーを生じ、回転エネルギーと
して利用できる。蒸気圧の圧力は蒸気圧の方程式から圧
力をＰ（Ｔ）とすると
Ｐ（Ｔ）＝Ｐ０ｅｘｐ（−Ｌ０／ＲＴ）
Ｐ０一定の圧力の定数 Ｌ０気体の比熱 Ｔ絶対温度
Ｒ気体定数
である。温度が上昇し気体の圧力が上昇すると分子の速
度分布において、運動エネルギーが上昇する。How is the equation for the vaporization energy that occurs when a liquid vaporizes? When a low-density volatile or vaporizable gas is put in the rotating body and heated, kinetic energy is generated by the vapor pressure of the gas and can be used as rotational energy. The pressure of the vapor pressure is P (T) = P 0 exp (−L 0 / RT) P 0 where the pressure is P (T) from the equation of the vapor pressure. P 0 Constant pressure constant L 0 Specific heat of gas T Absolute temperature R gas It is a constant. When the temperature rises and the gas pressure rises, the kinetic energy rises in the molecular velocity distribution.
【発明の効果】この発明は完全なクリーンエネルギーと
して成り立ち、流体圧縮構造とマイクロ波による熱効
果、及び浮力により、高性能の持続ある発電を可能にす
ることができる。The present invention is realized as a completely clean energy, and the fluid compression structure, the thermal effect of microwaves, and the buoyancy enable high-performance and sustainable power generation.
図−１、ａ：軸流圧縮ファン、ｂ：遠心圧縮ファン、
ｃ：可変性トルククラッチ
ｄ：アルミ合金ハニカム構造、ｅ：磁性体Ａ、ｆ：磁性
体Ｂ、ｇ：安全弁
ｈ：石英ガラス、ｉ−１：電波レンズ、ｉ−２：電波レ
ンズ、ｊ：一方向便
ｋ：構造補強骨材、
浮体内部の空間図−１の１から気体が２．３．４．５を
通り抜け６の中心部を通り抜け一方弁のｊ通り、空間１
に循環する。図の空間、１〜２の部分で磁性体Ａをマイ
クロ波ｉ−１よって第一段階の加熱が始まりファンａか
らファンｂを通り３〜４の部分に設置されている磁性体
ｆをマイクロ波ｉ−２によって第二段階の高温、再加熱
を行う。温度格差をつけるため、第一段階と第二段階の
加熱は一定周期ごとにパルス状に加熱する。図−１−ｈ
は電波レンズからマイクロ波を照射させ磁性体ｅ、ｆに
透過させるカ所で石英カラスによって覆われている。図
−１−ｃは可変性トルククラッチである。
図−２
ａ：カーボンパイプ、ｂ：可変性トルククラッチ、ｃ：
アルミ合金ハニカム構造ｄ：磁性体、ｅ：安全弁、ｆ：
石英ガラス、ｇ：電波レンズ、ｈ：一方向弁、
ａのカーボンパイプは一定のテーパー管を使用する。管
は回転浮体内に螺旋状に回転軸にそって回転状に巻き付
けて固定する。図はその断面図である。図の１〜２の空
間に磁性体ｄを固定しマイクロ波ｇからマイクロ波を照
射し磁性体を加熱しａのテーパー管の中に強制的に気体
又は蒸気を通過させる空間３から中心部の４を通り抜け
再びｈの一方弁を通り１の空間に循環する。図−２−ｆ
は電波レンズｇからマイクロ波を照射させ磁性体ｄに透
過させカ所で石英ガラスによって覆われている。図−２
−ｂは可変性トルククラッチである。図−３は図−１の
外形イメージ図
図−４は図−２の外形イメージ図Fig.-1, a: Axial compression fan, b: Centrifugal compression fan,
c: variable torque clutch d: aluminum alloy honeycomb structure, e: magnetic material A, f: magnetic material B, g: safety valve h: quartz glass, i-1: radio wave lens, i-2: radio wave lens, j: one Direction Flight k: Structural reinforcing aggregate, space inside the floating body Gas passes through 2.3.4.5 from 1 in Figure-1 and passes through the center of 6 while passing through j of the valve, space 1
Circulate to. In the space 1 to 2 shown in the figure, the magnetic substance A is heated in the first stage by the microwave i-1 by the microwave i-1 and passes through the fan a to the fan b to the magnetic substance f placed in the portions 3 to 4 in the microwave. The second stage of high temperature and reheating is performed by i-2. In order to make a temperature difference, the heating in the first step and the second step is performed in a pulse shape at regular intervals. Fig. 1-h
Is covered with quartz crow at the location where microwaves are emitted from the radio wave lens and transmitted to the magnetic bodies e and f. FIG. 1-c is a variable torque clutch. Figure-2 a: Carbon pipe, b: Variable torque clutch, c:
Aluminum alloy honeycomb structure d: magnetic material, e: safety valve, f:
Quartz glass, g: radio wave lens, h: one-way valve, and a carbon pipe of a uses a constant tapered pipe. The tube is spirally wound and fixed in the rotary floating body along the rotation axis. The figure is a sectional view thereof. The magnetic material d is fixed in the spaces 1 and 2 in the drawing, and the microwave is radiated from the microwave g to heat the magnetic material and force the gas or vapor to pass through the tapered tube of a. It passes through 4 and again passes through one valve of h and circulates in the space of 1. Figure 2-f
Is irradiated with microwaves from the radio wave lens g, transmitted through the magnetic substance d, and covered with quartz glass at some places. Figure-2
-B is a variable torque clutch. Figure 3 shows the outline image of Figure 1 Figure 4 shows the outline image of Figure 2
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１３年１２月１７日（２００１．１２．
１７）[Submission date] December 17, 2001 (2001.12.
17)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Name of item to be corrected] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１５】図−１の圧縮機を通るガスの力の釣り合わ
せの計算を以下にしめす。回転浮体の全パワーは軸に供
給される軸パワーと気体流体の循環による推進パワーの
和である。それは次の方程式による。Ｗとは気流によっ
て入る熱エネルギーと全ての推進パワーの比である。
Ｗ＝Ｐ／ｍｃｐＴ０＋（γ−１）［（２θｔ／θ０−τ
ｃ（θ０τｃτｔ−１）／（γ−１））１／２−Ｍ０］
ｍ 空気取り入れ口流量（単位時間当たり）、Ｔ０ 大
気温度、ｃｐ 定圧比熱、γ＝１．４、θ０ 圧縮機の
全温／大気温度、θｔ入り口の全温／大気温度、τｃ
圧縮機の全温比、τｔ ガスの全温比、Ｍ０ マッハ数
圧縮機、及び軸Ｐのパワーとガスパワーの釣り合わせは
Ｐ＋ｍｃｐ（Ｔｔ３−Ｔｔ２ ）＝ｍｃｐ（Ｔｔ４−Ｔ
ｔ５）
Ｔｔ２、Ｔｔ３、Ｔｔ４、Ｔｔ５、は図−１の部分２．
３．４．５の温度である。パワーを増加させるため、す
なわち、Ｔｔ３−Ｔｔ２を上げるため、即ち圧縮温度が
高い程圧縮機の効率が高いため圧縮機の部分でマイクロ
波で加熱し、Ｔｔ４−Ｔｔ５を上げるため即ち回転浮体
入り口の温度が高い程回転浮体のエネルギー効率が高い
ため磁性体−ｆの部分でマイクロ波で高温加熱する。χ
を気体の循環からどの程度有効エネルギーが取り出せた
かの比率とすると
χ＝（Ｐｔ６／Ｐ０）（γ−１）／γ
Ｐ０は０の部分の圧力、Ｐｔ６は６の部分の圧力、回転
浮体作動中χは１より大きいので、気体は図−１−５か
ら中心部を通って初期の磁性体の空間、図−１−１に再
び入り、圧縮器に入ると効率的に内部でエネルギーは回
転する。圧力を調整するために減圧弁を設ける。The calculation of the force balance of the gas through the compressor of FIG. 1 is shown below. The total power of the rotary float is the sum of the axial power supplied to the shaft and the propulsive power due to the circulation of the gas fluid. It depends on the following equation. W is the ratio of the thermal energy input by the air flow to all propulsion power. W = P / mc p T 0 + (γ−1) [(2θ t / θ 0 −τ
c (θ 0 τ c τ t -1) / (γ-1)) 1/2 -M 0] m air intake flow rate (per unit time), T 0 ambient temperature, c p the specific heat at constant pressure, gamma = 1. 4, θ 0 compressor total temperature / atmosphere temperature, θt inlet total temperature / atmosphere temperature, τ c
All Yutakahi compressor, all Yutakahi of tau t gas, M 0 Mach number compressor, and the balancing of the power and gas power axis P P + mc p (T t3 -T t2) = mc p (T t4 - T
t5 ) T t2 , T t3 , T t4 , and T t5 are part 2. of FIG.
The temperature is 3.4.5. In order to increase the power, that is, to increase T t3 −T t2 , that is, in order to increase T t4 −T t5 by heating with microwaves in the compressor part because the efficiency of the compressor is higher as the compression temperature is higher, that is, The higher the temperature of the inlet of the rotary floater is, the higher the energy efficiency of the rotary floater is, so that the magnetic substance-f is heated to a high temperature by microwave. χ
Is the ratio of how much effective energy can be extracted from the gas circulation, χ = (P t6 / P 0 ) (γ-1) / γ P 0 is the pressure of the 0 part, P t6 is the pressure of the 6 part, rotation Since χ is larger than 1 during the operation of the floating body, the gas re-enters the space of the initial magnetic material, Fig. 1-1, through the center from Fig. 1-5, and when it enters the compressor, the energy is efficiently stored internally. Rotates. A pressure reducing valve is provided to adjust the pressure.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０３Ｇ 7/06 Ｆ０３Ｇ 7/06 Ｈ Ｈ０２Ｎ 11/00 Ｈ０２Ｎ 11/00 Ｚ (71)出願人 501057172 河野 潤 京都府京都市中京区河原町通夷川上ル指物 町313番地 藤和シティーホームズ河原町 二条801 (72)発明者 河野 武平 京都市中京区河原町通夷川上ル指物町313 番地 藤和シティーホームズ河原町二条 801号 (72)発明者 河野 一人 京都市中京区河原町通夷川上ル指物町313 番地 藤和シティーホームズ河原町二条 801号 (72)発明者 河野 潤 京都市中京区河原町通夷川上ル指物町313 番地 藤和シティーホームズ河原町二条 801号 Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BB04 BC00 3H078 AA03 AA26 AA31 AA32 AA34 BB11 BB13 CC01 CC44 (54)【発明の名称】 気体の流体、浮力を利用した発電システムにおいてエネルギーを軸流圧縮と圧縮性気体流体方 式、並びにテーパー管内の圧縮性気体流体を利用し、気体の内部をマイクロ波等の電波によって 発熱させ浮力発電を行う方法─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F03G 7/06 F03G 7/06 H H02N 11/00 H02N 11/00 Z (71) Applicant 501057172 Kono Jun Kyoto No. 313, Towa Kawara-ru Sashimono-cho, Kawaramachi, Nakagyo-ku, Kyoto-shi, Japan 801 Towa City Homes Nijo, Kawaramachi, Nijo 801 (72) Inventor Muhei Kono Toru Kawakami-Tsurukami, Kawara-machi, Nakajo-ku, Nakakyo-ku, Kyoto Kono Alone 313 Totsumi Kawakami, Rukamimonocho, Kawaramachi, Nakagyo-ku, Kyoto 801 Towa City Homes Nijo, Kawaramachi No. 801 (72) Inventor Jun 313 Totsumi Kawakami, Rukawamonomachi, Kawaramachi, Nakakyo-ku, Kyoto No. 801, Nijojo Kawaramachi, Fujiwa City F-term ( Reference) 3G081 BA02 BB04 BC00 3H078 AA03 AA26 AA31 AA32 AA34 BB11 BB1 3 CC01 CC44 (54) [Title of Invention] In a power generation system using gas fluid and buoyancy, energy is compressed by the axial flow compression and compressible gas fluid method, and the compressible gas fluid in the taper pipe is used. Method to generate buoyancy by heating a microwave with radio waves such as microwaves
Claims (10)
の外部からマイクロ波発生器から導波管によってマイク
ロ波を導き浮体内部の磁性体又はジルコニア、活性炭、
炭素繊維などのマイクロ波照射によって発熱しやすい物
質に照射し浮体内部の浮力を持つ気体を一気に加熱し、
浮体を構成している内部の気体温度が上昇を得ることで
浮体はより大きな浮力がえられる。浮体が浮力を保たれ
る構造を維持しその外部からマイクロ波を導波管によっ
て浮体の内部に設置した磁性体及びジルコニア、活性
炭、炭素繊維等に照射し、浮体内部の気体温度が上昇す
ると浮体そのものの浮力が大きくなり、浮体内部の気体
が膨張し浮体内部に気体の流体が起きる構造をつくる。
浮体の外形の構造は円柱又は楕円形及び球形状が浮体の
回転に望ましい形状である。浮体が浮力を得られる中で
一定軸を中心に回転出来る構造に固定し、その内部を軸
流圧縮並びに遠心圧縮が得られるファンを設け圧縮性気
体流体が得られる構造にし、浮体内部の気体を急速加温
することにより、気体は浮体内部で膨張し流体エネルギ
ーが得られる、その結果、浮体が回転軸を中心に軸流を
起こし一定の回転エネルギーが得られる。このエネルギ
ーはマイクロ波による初期入力エネルギーより大きい。
この浮体そのものの回転エネルギーを発電機に直結し発
電する方法。1. In a structure in which a floating body can obtain buoyancy, a microwave is guided from the outside of the floating body from a microwave generator by a waveguide to a magnetic material inside the floating body or zirconia, activated carbon,
By irradiating a substance that easily generates heat by microwave irradiation such as carbon fiber, the gas with buoyancy inside the floating body is heated all at once.
When the temperature of the gas inside the floating body rises, the floating body can obtain a larger buoyancy. When the floating body maintains a structure that maintains buoyancy, microwaves are irradiated from the outside to the magnetic body and zirconia, activated carbon, carbon fiber, etc. installed inside the floating body by a waveguide, and when the gas temperature inside the floating body rises The buoyancy of itself increases, and the gas inside the floating body expands, creating a structure in which a gaseous fluid occurs inside the floating body.
As for the outer structure of the floating body, a columnar shape, an elliptical shape or a spherical shape is a desirable shape for rotating the floating body. The floating body is fixed to a structure that can rotate about a certain axis while obtaining buoyancy, and the inside of the floating body is equipped with a fan that can obtain axial compression and centrifugal compression to obtain a compressible gas fluid. By rapid heating, the gas expands inside the floating body to obtain fluid energy, and as a result, the floating body causes an axial flow around the rotation axis to obtain a constant rotation energy. This energy is greater than the initial microwave input energy.
A method of directly connecting the rotational energy of this floating body to a generator to generate electricity.
内部に耐熱性の細いテーパー角度が付いている管を結束
させ、気体が全て管の中を通る構造に固定し、マイクロ
波によって加熱するカ所から円周の外形に向かって一定
の螺旋回転をしながら管を中心の回転軸に沿って固定
し、全ての気体、又は液体がその管を通り流れる構造を
維持する。管は加熱カ所から徐々にテーパー角度によっ
て細くなる構造に設定する。浮体内部の気体又は液体を
マイクロ波によって急速加熱すると管の中は一気に軸流
気体流体が発生し、浮体は回転軸を中心に回転運動を起
こす。この浮体の回転エネルギーを発電機に直結すると
マイクロ波照射に必要とするエネルギーよりも大きな発
電エネルギーが得られる方法。2. A tube having a heat-resistant thin taper angle is bound inside the floating body with the same external structure as in claim 1, and the gas is fixed in a structure in which all the gas passes through the tube and heated by microwaves. The tube is fixed along the central axis of rotation while performing a constant spiral rotation from the point where the gas or the liquid flows through the tube to the outer shape of the circumference. The pipe is set to have a structure in which the taper angle gradually decreases from the heating point. When the gas or liquid inside the floating body is rapidly heated by the microwave, an axial flow gas fluid is generated at once in the tube, and the floating body causes a rotational motion around the rotation axis. A method in which the rotational energy of this floating body is directly connected to the generator, and the generated energy is larger than the energy required for microwave irradiation.
に、水又は揮発性、蒸散性の液体を入れ、加熱し蒸散化
すると蒸気圧運動エネルギーが生じる。このエネルギー
は気体の加熱による膨張エネルギーよりも大きな浮体の
回転エネルギーが得られる。この浮体の回転エネルギー
を発電エネルギーに変換する方法。3. A vapor pressure kinetic energy is generated when water or a volatile, vaporizable liquid is put in place of the gas in the rotary floating body of claim 2 and heated to vaporize. This energy provides the rotational energy of the floating body that is larger than the expansion energy due to heating of the gas. A method of converting the rotational energy of this floating body into power generation energy.
求項２のテーパー角度の付いた管のなかから吹き出す気
体を、その後に請求項１の遠心圧縮ファンを付け、気体
を通過させると軸流圧縮性気体流体は効率的に浮体全体
にを軸流回転させることができる。4. The structure according to claim 1 and claim 2 is used together, and the gas blown out from the pipe with a taper angle according to claim 2 is attached to the centrifugal compression fan according to claim 1 to pass the gas. By doing so, the axial flow compressible gas fluid can efficiently rotate axially throughout the floating body.
の浮体の浮力を支える液体、又は気体はより密度の格差
が得られる物質で且つ、導波管からのマイクロ波の電波
吸収の少ない物質やマイクロ波が吸収又は拡散しない屈
折率が高い物質で且つ、沸点が高く、粘度が低いことが
望ましい物質の選択である。例えばトルエンなどが最適
である。浮体を支える外部の液体の選択基準方法。5. Claim 1, claim 2, claim 3, claim 4
The liquid or gas that supports the buoyancy of the floating body is a substance that can obtain a greater difference in density, a substance that absorbs less microwaves from the waveguide, or a substance that does not absorb or diffuse microwaves and has a high refractive index. A high boiling point and low viscosity is a desirable material selection. For example, toluene is the best. Selection criteria method of external liquid that supports floating body.
を照射し浮体内部に通過させるには石英ガラスなどの電
波吸収しない透明な物質によって得られる。マイクロ波
は炭素素材、ジルコニアなどに照射すると３〜５分の短
時間にその雰囲気温度は１、０００℃近い高温加熱され
る。マイクロ波は波長と物性の磁性体と結晶構造によっ
て一定の温度が保たれる。マイクロ波によって加熱され
る温度が安定すると構造物の安全性が計算出来る。その
ためには磁性体の選択によって温度が安定する。ニッケ
ルフェライトなどを発熱体として利用しマイクロ波の
２．４５ＧＨｚ、５００ｗを照射すると内部の発熱温度
は約１４０℃を保たれる。またニッケルフェライトより
キュリー点の高いリチウムフェライトを発熱体として使
うと２００℃の高温における温度コントロールができ
る。炭素素材並びにジルコニアは短時間に高温になる熱
電対によって温度制御が可能である浮体内部の磁性体と
熱電対による選択的発熱温度の制御方法。6. A transparent material that does not absorb radio waves, such as quartz glass, is used to irradiate microwaves from the outside of the floating body with a waveguide and allow the microwaves to pass through the inside of the floating body. When microwaves are applied to a carbon material, zirconia, etc., the ambient temperature is heated to a high temperature of about 1,000 ° C. in a short time of 3 to 5 minutes. Microwaves are kept at a constant temperature due to the wavelength, the magnetic substance having the physical properties, and the crystal structure. When the temperature heated by microwave is stable, the safety of the structure can be calculated. Therefore, the temperature is stabilized by selecting the magnetic material. When nickel ferrite or the like is used as a heating element and microwaves of 2.45 GHz and 500 w are applied, the internal heating temperature is maintained at about 140 ° C. Further, when lithium ferrite having a higher Curie point than nickel ferrite is used as a heating element, the temperature can be controlled at a high temperature of 200 ° C. The temperature of carbon materials and zirconia can be controlled by a thermocouple that heats up in a short time.
イクロ波を照射しても多くの電波拡散によってエネルギ
ー効率が低下する。正確に且つ、安定して照射するには
電波の波長から一定の距離を計算し、電波レンズを使用
し焦点位置決定し発熱効率をあげる。マイクロ波は浮体
内部の温度格差を常につけるため一定の回転に合わせて
タイマーによってパルス状に与える。電波の拡散を防止
する方法。7. Even if the heat-generating substance according to claim 5 is irradiated with microwaves from the outside of the floating body, a large amount of radio wave diffusion reduces energy efficiency. In order to irradiate accurately and stably, a certain distance is calculated from the wavelength of the radio wave and the focus position is determined using the radio wave lens to improve the heat generation efficiency. Microwaves are given in pulses by a timer in accordance with a constant rotation in order to constantly create a temperature difference inside the floating body. How to prevent the spread of radio waves.
外部からの圧力に耐え、軽量であり、耐腐食性が強い素
材はアルミニウム合金のハニカム構造を積層する。浮体
構造にハニカム構造のアルミニウム合金の利用方法8. A floating body is heated to withstand high speed rotation and
A material that withstands external pressure, is lightweight, and has strong corrosion resistance is formed by stacking aluminum alloy honeycomb structures. Utilization of aluminum alloy with honeycomb structure for floating structure
起こすと回転軸沿って推進エネルギーが生じる。この推
進エネルギーは構造物全体の強度が求められ、構造物の
強度を維持することは構造物の重量が増加し浮力の低下
に結びつく、推進エネルギーを可変トルククラッチによ
って回転エネルギーに転換するとより、効果的な発電エ
ネルギーが得られる。浮体は回転時には回転しながらダ
ッフィング現象を起こし回転軸にダメージを与え発電効
率を減少させる。ダッフィング現象を軽減するには回転
浮体を覆っている外周部分の最大直径部に可変トルクク
ラッチを設定するとダッフィングが軽減でき発電効率は
安定出来る。浮体の回転バランスを制御するために可変
性トルククラッチによる制御方式9. When the floating body is rotated at high speed by a compressible gas fluid, propulsive energy is generated along the rotation axis. This propulsion energy requires the strength of the entire structure, and maintaining the strength of the structure leads to an increase in the weight of the structure and a decrease in buoyancy. Converting the propulsion energy into rotational energy by a variable torque clutch is more effective. Power generation energy can be obtained. While rotating, the floating body causes a duffing phenomenon while rotating, damaging the rotating shaft and reducing power generation efficiency. In order to reduce the duffing phenomenon, setting a variable torque clutch on the maximum diameter part of the outer peripheral part covering the rotary floating body can reduce the duffing and stabilize the power generation efficiency. Control method with variable torque clutch to control the rotational balance of floating body
る液体の温度が上昇すると浮力が減少する。浮体を支え
る液層に冷却水の循環パイプを設け浮力の低下を防止す
る。10. The buoyancy decreases as the temperature of the liquid supporting the floating body rises by heating the floating body. A cooling water circulation pipe is installed in the liquid layer that supports the floating body to prevent a decrease in buoyancy.
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|---|---|---|---|
| JP2001352403A JP2003120321A (en) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | Energy axial flow compression and compressible gas fluid system in electric power generating system using gas fluid and buoyancy, and method for heating inside gas by radio wave such as microwave to generate electric power by buoyancy with using compressive gas fluid in tapered tube |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506824A (en) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | フィチェラ，ジェームズ，マイケル | Thrust generator |
| CN116480618A (en) * | 2023-06-19 | 2023-07-25 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | Large continuous transonic wind tunnel axial flow compressor test device and method |
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2001
- 2001-10-15 JP JP2001352403A patent/JP2003120321A/en active Pending
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| JP2011506824A (en) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | フィチェラ，ジェームズ，マイケル | Thrust generator |
| EP2232067A4 (en) * | 2007-12-17 | 2015-08-05 | James Michael Fichera | Thrust generator |
| CN116480618A (en) * | 2023-06-19 | 2023-07-25 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | Large continuous transonic wind tunnel axial flow compressor test device and method |
| CN116480618B (en) * | 2023-06-19 | 2023-08-18 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | Large continuous transonic wind tunnel axial flow compressor test device and method |
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