JPH04237996A - 太陽光利用超伝導発電照明装置     - Google Patents

太陽光利用超伝導発電照明装置    

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JPH04237996A
JPH04237996A JP3142324A JP14232491A JPH04237996A JP H04237996 A JPH04237996 A JP H04237996A JP 3142324 A JP3142324 A JP 3142324A JP 14232491 A JP14232491 A JP 14232491A JP H04237996 A JPH04237996 A JP H04237996A
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power generation
permanent magnet
cylindrical
magnetic material
control unit
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JP3142324A
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Yoshihiro Onishi
大西 義弘
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽光利用超伝導発
電照明装置に関し、更に詳しくは超伝導状態を維持する
ため従来必要とした回転型極低温容器を廃止しても極め
て優れた疑似ジョセフソン効果が得られ、発電照明効果
が優れ、蓄電池等の電気を殆ど消耗することなく、且つ
発電を持続的に実施出来る太陽光利用超伝導発電照明装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在発電用に使用されている石油、石炭
、原子力等は、有限な資源であると同時に、有害な産業
廃棄物を排出し、環境汚染の大きな原因ともなっている
【0003】そこでこれら資源を使用せず、石油等の代
替エネルギーとして期待され、且つ殆ど無限の資源であ
る太陽光を電気エネルギに変えて所要の太陽電池に充電
し、該太陽電池の電気エネルギを超伝導モータに導いて
発電し、無公害的に利用する装置が提案されている。
【0004】しかし公知の超伝導モータに於ては、超伝
導状態を維持するため極低温を得なければならないとい
う最大の欠陥がある。そのため窒素ガスやヘリウム・ガ
スを使用して回転型極低温容器を冷却する必要がある。
【0005】これら窒素ガスやヘリウム・ガスを使用し
た冷却装置は必然的に大型化し、操作が複雑であり、太
陽電池から蓄電池に導かれる電流が極めてすくないので
発電照明効率が良くない。
【0006】更に永久磁石の性質として同極間は反発し
合い、異極間は吸引し合うが、これら永久磁石のN極と
S極は如何にそれら部材を薄片に切断しても一方側はN
極に他方側はS極に磁化され、互いに吸引し合うので回
転運動を持続させることは不可能であった。
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする問題点は、前述の通り超伝導状態を維持するため
に回転型極低温容器を必要とし、装置全体が大型化して
複雑となり、発電照明効率が極めて低いことである。
【0007】
【課題を解決しようとする手段】前述の欠陥を解決する
ため、この発明は太陽に向かって所要角度で配置される
太陽電池と;該太陽電池に接続され、且つ蓄電池を接続
した過充電防止回路と;過放電表示メータとチャタリン
グ防止回路とを有し、且つ該過充電防止回路に接続され
た過放電防止回路と;自動−手動切換スイッチと外部ス
イッチとを有し、且つ該過放電防止回路に接続されたコ
ントロール・ユニットと;該コントロール・ユニットに
接続された日没照度検出回路と;時間切換スイッチを有
し、且つ該日没照度検出回路に接続されたタイマと;該
コントロール・ユニットに接続された超伝導発電部と;
該コントロール・ユニットに接続されたD/Aインバー
タと該D/Aインバータに接続された照明装置とから成
る太陽光利用超伝導発電照明装置であり;該超伝導発電
部は非磁性体製円筒形ケーシング、該非磁性体製円筒形
ケーシングの内壁面に放射状に一体に設けられ、且つ両
端面に非磁性体製保持盤を一体に設けられた永久磁石製
円筒形ステータと、非磁性体製回転軸、該非磁性体製回
転軸の外壁面に一体に設けられた非磁性体製円筒形永久
磁石保持板、長手方向及び円周方向に所要長さで区分さ
れ、該非磁性体製円筒形永久磁石保持板の外壁面に一体
に設けられた永久磁石製円筒形ロータと、それらの両端
面に一体に設けられた非磁性体製保持盤とを有し、該永
久磁石製ステータの内周囲面に所定の間隙をおいて設け
られ、且つ該非磁性体製円筒形ケーシングの各永久磁石
製円筒形ステータに対して放射状に設けられた円筒形回
転体と、該永久磁石製円筒形ステータと該永久磁石製円
筒形ロータとの間隙内で内側に所要回数捲回された一次
界磁銅線コイル、該一次界磁銅線コイルの外側に所要回
数捲回された二次界磁超伝導捲線コイルとから成る界磁
コイルと、該非磁性体製回転軸の両端近くに遊嵌された
各軸受を中心内側に夫々形成した凹部内に嵌合し、且つ
該非磁性体製円筒形ケーシングの両端に一体に設けられ
た非磁性体製円盤形エンド・カバー及び該非磁性体製回
転軸の一端に設けられた補助モータとから成り、該コン
トロール・ユニットに接続した事を特徴とする太陽光利
用超伝導発電照明装置である
【0008】又界磁捲線の一次捲線コイルを銅線コイル
とし、二次捲線コイルを超伝導コイルとして成り、従来
の冷却装置を全く使用しない超伝導モータである。
【0009】
【実施例】
【請求項1】記載の太陽光利用超伝導発電照明装置を図
1〜7について説明する。太陽に向かって所要角度で配
置される太陽電池10に過充電防止回路12を接続し、
該過充電防止回路12に蓄電池例えば鉛蓄電池14を接
続する。該過充電防止回路12に例えば発光ダイオード
等の過放電表示メータ18とチャタリング防止回路20
とを有する過放電防止回路16を接続し、該過放電防止
回路16にコントロール・ユニット22を接続する。該
コントロール・ユニット22は自動−手動切替スイッチ
22aと外部タンブラ・スイッチ22bとを有し、該コ
ントロール・ユニット22に日没照度検出回路28を接
続し、タイマー・セット時間切替スイッチ32を有する
タイマー30を接続し、該コントロール・ユニット22
にD/Aインバータ34を接続し、該D/Aインバータ
34に例えば蛍光灯等の照明器具36を接続する。更に
該コントロール・ユニット22と該D/Aインバータ3
4との中点に超伝導発電部40を接続する。
【0010】
【請求項2】記載の超伝導発電部40は、図2〜4に示
す通り、非磁性体製円筒形ケーシング42の内壁面に永
久磁石製円筒形ステータ44を一体に設ける。該永久磁
石製円筒形ステータ44は、図  に示す通り長手方向
及び円周方向に所要長さと厚みとを有する円筒を、一定
の幅と円弧で略3分割した各永久磁石44a、44a、
44aを合わせて円筒形を形成する。該永久磁石製円筒
形ステータ44の両端面に非磁性体製保持盤46、46
を一体に設ける。該永久磁石製円筒形ステータ44の内
側に設けられる回転体48の外周囲は、後述の様に該永
久磁石製円筒形ステータ44とに間隙49を形成するた
めに、当然該ステータ44より小径とする。該回転体4
8の非永久磁石製回転軸50は、所要の直径と長さとを
有し、その一端は後述の補助モータ68を設けられる様
に稍延長する。該回転体48の外周囲に非磁性体製永久
磁石保持板52を一体に設け、次ぎに該保持板52の外
壁面に永久磁石製円筒形ロータ54を一体に設ける。特
に図4、5に示す通り、該永久磁石製円筒形ロータ54
は、一定の厚みを有し、且長手方向及び円周方向に一定
の厚みを有する円筒を、一定の幅で略2分割した各永久
磁石54a、54aを合わせて円筒形とする。該永久磁
石製円筒形ロータ54の両端面にも非磁性体製保持盤5
6、56を一体に設け、該保持盤56、56の中心に貫
通孔56a、56aを形成し、該非永久磁石製回転軸5
0を貫通する。該永久磁石製円筒形ステータ44の内側
に一次界磁極細銅線フィラメント60を所要回数捲回し
、該一次界磁極細銅線フィラメントコイル60の外側に
所要回数捲回された二次界磁超伝導極細銅線フィラメン
ト・コイル62とから成る界磁コイル58を設ける。 該一次捲線コイル60をCu極細多芯フィラメント・コ
イルとし、該二次捲線コイル62をNb3Sn、V3G
a、V3Ge、Bi、Ca、CuO、Srの超伝導材料
合金の極細多芯フィラメント・コイルとし、該超伝導材
料合金の二次捲線極細多芯フィラメント・コイル62の
周囲にCu被覆層62aを設け、該Cu被覆層62aの
周囲に絶縁被覆層62bを設けて一体とする。該非磁性
体製回転軸50の両端近くに遊嵌された各軸受64、6
4を非磁性体製円盤形エンド・カバー66の中心内側に
夫々形成した凹部66a内に嵌合し、前述の通り該回転
軸50の両端を該エンド・カバー66の貫通孔66bか
ら外側に導き、該エンド・カバー66のボルト貫通孔6
6cと該保持盤46の貫通孔46b及び該円筒形ケーシ
ング42の端面の螺合穴42aにボルト67を螺合して
一体とし、該回転軸50の一端に補助モータ68を設け
る。そして該永久磁石製円筒形ステータ44の各部分的
永久磁石44aの内周壁がN極に励磁されれば、該永久
磁石製円筒形ロータ54の該各部分的永久磁石54a、
54aの外周壁もN極に励磁され、該永久磁石製円筒形
ロータ54の該部分的永久磁石54aの外周壁がS極に
励磁されれば、該永久磁石製円筒形ステータ44の該各
部分的永久磁石44aの内周壁もS極に励磁され、同極
間の反発力を利用して回転運動を得る様に構成する。
【0011】
【請求項3】記載の太陽光利用超伝導発電照明装置70
は、所要長さと幅とを有するメイン・シャシー72の中
心に通線孔72aを形成し、且つ両端にランプ・ソケッ
ト72bを設け、これらランプ・ソケット72b、72
bに直管型蛍光灯74を設け、該メイン・シャシー72
上に該D/Aインバータ34を設け、前述のタイマー・
セット時間切替スイッチ自動−手動切替スイッチ22a
と外部タンブラ・スイッチ22bとを設け、該メイン・
シャシー72に所要のカバー76を設ける。
【0012】
【考案の作用】前述の構成を有する太陽光利用超伝導発
電照明装置70に於て、太陽電池10を北半球では真南
で仰角30°〜40°に配置する。太陽光エネルギヲ該
太陽電池10により電気エネルギに変換した電流を該過
充電防止回路12を介して鉛蓄電池14に充電される。 該鉛蓄電池14からの電流は、該過放電防止回路16、
コントロール・ユニット22、その他の回路を介して該
超伝導発電部40と該補助モータ68とに導びかれる。 そして該一次捲線コイル58と該二次捲線コイル60と
に通電し、更に該補助モータ50を駆動すると、それと
一体の該回転軸50と該永久磁石製円筒形ロータ54と
が回転し、磁束と電流の向きとに直角な向きに連続した
回転力が得られる。従って該永久磁石製円筒形ステータ
44の各部分的永久磁石44aの内周壁がN極に磁化さ
れれば、該永久磁石製円筒形ステータ44の該各部分的
永久磁石44aの内周壁がN極に励磁されれば、該部分
的永久磁石54aの外周壁もN極に磁化され、該永久磁
石製円筒形ロータ54の該部分的永久磁石54aの外周
壁がS極に磁化されれば、該永久磁石製円筒形ステータ
44の該各部分的永久磁石44aの内周壁もS極に磁化
され、同極間の反発力を利用して連続した回転運動を得
る様に構成する
【0014】
【考案の効果】(1)該太陽電池10に過充電防止回路
12を接続し、更に該コントロール・ユニット22と該
D/Aインバータ34との中点に超伝導発電部40を接
続したものであるから、連続し、優れた発電照明効果が
得られる。 (2)特に該永久磁石製円筒形ロータ54と該永久磁石
製円筒形ステータ44の間隙49に設けられる界磁捲線
58の該一次捲線コイル60をCu極細多芯フィラメン
ト・コイルとし、該二次捲線コイル62をNb3Sn、
V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO、Srの超伝
導材料合金の極細多芯フィラメント・コイルとし、該超
伝導材料合金の二次捲線極細多芯フィラメント・コイル
62の周囲にCu被覆層60aを設け、該Cu被覆層6
0bの周囲に絶縁被覆層60cを設けて成り、従来の様
な回転型極低温容器を設ける必要が全くなくなる。 (3)太陽光利用超伝導発電照明装置70によれば、該
超伝導発電部40に前述の超伝導コイルを設けたので、
極めて優れた疑似ジョセフソン効果が得られ、補助モー
タ68を回転始動するために最初鉛蓄電池14からの電
流を使用したが、一旦該補助モータ68が回転すると、
該鉛電池14の電気を殆ど消耗することなく、持続的に
回転運動が得られ、その回転運動を利用して発電照明効
率を大幅に改良し、持続照明が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る太陽光利用超伝導発電照明装置
の回路図である。
【図2】
【図1】の回路図の超伝導発電部の正面図である。
【図3】
【図2】の超伝導発電部の平面図である。
【図4】
【図3】の1V−1V線の線縦断面図である。
【図5】
【図4】のV−V線の線横断面図である。
【図6】超伝導コイルの超拡大横断面図である。
【図7】照明器具の分解斜視図である。
【図8】太陽電池を設ける状態を示す略図である。10
・・・太陽電池;12・・・過充電防止回路;14・・
・鉛蓄電池;16・・・過放電防止回路;18・・・過
放電表示メータ;20・・・チャタリング防止回路;2
2・・・コントロール・ユニット;28・・・日没照度
検出回路;30・・・タイマー;32・・・タイマー・
セット時間切替スイッチ;34・・・D/Aインバータ
;36・・・照明器具;40・・・超伝導発電部;42
・・・非磁性体製円筒形ケーシング;44・・・永久磁
石製円筒形ステータ;44a・・・各永久磁石;46・
・・非磁性体製保持盤;48・・・回転体;49・・・
間隙;50・・・非永久磁石製回転軸;54・・・永久
磁石製円筒形ロータ;58・・・界磁コイル;60・・
・一次界磁極細銅線フィラメント・コイル;62・・・
二次界磁超伝導極細銅線フィラメント・コイル;68・
・・補助モータ;70・・・太陽光利用超伝導発電照明
装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】太陽に向かって所要角度で配置される太陽
    電池と;該太陽電池に接続され、且つ蓄電池を接続した
    過充電防止回路と;過放電表示メータとチャタリング防
    止回路とを有し、且つ該過充電防止回路に接続された過
    放電防止回路と;自動−手動切換スイッチと外部スイッ
    チとを有し、且つ該過放電防止回路に接続されたコント
    ロール・ユニットと;該コントロール・ユニットに接続
    された日没照度検出回路と;時間切換スイッチを有し、
    且つ該日没照度検出回路に接続されたタイマと;該コン
    トロール・ユニットに接続された超伝導発電部と;該コ
    ントロール・ユニットに接続されたD/Aインバータと
    ;該D/Aインバータに接続された照明装置と、から成
    る太陽光利用超伝導発電照明装置。 【請求項2】非磁性体製円筒形ケーシングと;該非磁性
    体製円筒形ケーシングの内壁面に放射状に一体に設けら
    れ、且つ両端面に非磁性体製保持盤を一体に設けられた
    永久磁石製円筒形ステータと;非磁性体製回転軸、該非
    磁性体製回転軸の外壁面に一体に設けられた非磁性体製
    円筒形永久磁石保持板、長手方向及び円周方向に所要長
    さで区分され、該非磁性体製円筒形永久磁石保持板の外
    壁面に一体に設けられた永久磁石製円筒形ロータ、それ
    らの両端面に一体に設けられた非磁性体製保持盤とを有
    し、該永久磁石製ステータの内周囲面に所定の間隙をお
    いて設けられ、且つ該非磁性体製円筒形ケーシングの各
    永久磁石製円筒形ステータに対して同心円と放射状に設
    けられた円筒形回転体と;  該永久磁石製円筒形ステ
    ータと該永久磁石製円筒形ロータとの間隙内で内側に所
    要回数捲回された一次界磁銅線コイル、該一次界磁銅線
    コイルの外側に所要回数捲回された二次界磁超伝導捲線
    コイルとから成る界磁コイルと;該非磁性体製回転軸の
    両端近くに遊嵌された各軸受を中心内側に夫々形成した
    凹部内に嵌合し、且つ該非磁性体製円筒形ケーシングの
    両端に一体に設けられた非磁性体製円盤形エンド・カバ
    ーと;該非磁性体製回転軸の一端に設けられた補助モー
    タと;該コントロール・ユニットに接続された超伝導発
    電部とを有する 【請求項1】記載の太陽光利用超伝導発電照明装置。 【請求項3】所要長さと幅とを有し、中心に通線孔を形
    成し、且つ両端にランプ・ソケットを設けたメイン・シ
    ャシーと;タイマー・セット時間切替スイッチ、自動−
    手動切替スイッチ、過放電モニター用発光ダイオード、
    太陽電池用コネクタ、蓄電池用コネクタ、外部タンブラ
    ・スイッチ用コネクタをと有し、且つ該メイン・シャシ
    ーベー上に設けられたコントロール・ユニットと;該コ
    ントロール・ユニットに接続されたD/Aインバータと
    ;該ランプ・ソケットに挿入された直管型蛍光灯と;該
    メイン・シャシーに設けられたカバーとから成る【請求
    項1】及び 【請求項2】記載の太陽光利用超伝導発電照明装置。
JP3142324A 1991-01-17 1991-01-17 太陽光利用超伝導発電照明装置     Pending JPH04237996A (ja)

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CA002059569A CA2059569C (en) 1991-01-17 1992-01-17 Superconducting rotating machine, a superconducting coil, and a superconducting generator for use in a lighting equipment using solar energy
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US07/975,445 US5350958A (en) 1991-01-17 1992-01-17 Superconducting rotating machine, a superconducting coil, and a superconducting generator for use in a lighting equipment using solar energy
EP92300440A EP0495681A2 (en) 1991-01-17 1992-01-17 Superconducting rotating machine

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