JPS62107649A - 発電機 - 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Ｆの利用分野〉 本発明は、電気抵抗および磁気抵抗か 殆んどなく発電効率の極めて高い同期発電機または直流
発′「゛に機に関する。

〈従来例および問題点〉 一般に、発電機における出力は、電機子鉄心の磁気抵抗
および電機子巻線の内部７ｆｚ気低抗によって大きな電
力損失を生じるものである。

この出力損失を防止する方法として、従来より、第１に
鉄心の切り出し形状の改良や材料内部のヒズミ改善等に
より鉄心内の磁束の乱れを防止すること、第２に電機子
＠線材料の素材改良による電気抵抗の改善が行なわれて
いる。

しかしながら、従来の鉄心用磁性材料では必ず残留磁束
を生じるため磁気抵抗をゼロとする４とはできず、また
巻線金属材料における電気抵抗をゼロもしくはゼロに近
いものとすることもできないので、飛躍的な発電効率を
得るものではなかった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の欠点を除去し、理論計算値に近い発電
効率を実現するために提案されたものであり、 その目的は、電機子鉄心における磁気抵抗損失すなわち
鉄損がゼロ若しくはゼロに近い発′市効率の良い発電機
を提供することにある。

本発明の他の目的は、′−ニ機ｆ巻線における””ｔ！
＋気抵抗抵抗損失ロ若しくはセロに近い発７「効率の良
い発電機を提供することにある。

而して、上記の目的は［アモルファス合金からなる′ｔ
！−磁性材料を素材とする電機子用鉄心と、線心内に冷
却流体用の中空通路を形成した電機子巻線と、冷却用流
体の供給機構と、を有することを特徴とする発電機」に
よって達成される。

〈実施例〉 次に、本発明を図面に示された実施例に従って、更に詳
しく説明することとする。

７ｊＳ１図には本発明の一実施例に係る単相交流発電機
（１）の分解斜視図が、また第２図には組立後の中央断
面図が示されており、　（２）は円周面に８極のＳ、Ｎ
磁極を交互に配置した円盤状永久磁石による回転界磁、
（２１）はその回転支軸。　（３）は第１の電機子鉄心
であり、上記回転界磁（２）の回転面に平行な板状の対
面鉄心（３１）と、該対面鉄心（３１）の周囲に９０度
の等間隔で延設されかつ回転界磁の円周外方に位置する
ように屈曲せしめられた４枚の磁路片（３２）　（３３
）（３４）　（３５）とからなっている。　（４）は第
２の電機子鉄心であり、上記回転界磁（２）・の回転面
に平行な板状の対面鉄心（４１）と、該対面□鉄心（４
１）の周囲に９０度の等間隔で延設されかつ回転界磁の
円周外方に位置するように屈曲せしめられた４枚の磁路
片（４２）　（４３）（４４）　（４５）とからなって
いる。この第１の電機ｒ鉄心（：ｌ）および第２の電機
子鉄心（４）は共にコバルトとフェロボロンの成分比を
９０：１０としたアモルファス合金を素材としており、
これは磁化による残留磁束の殆どない半磁性体であるの
で磁気抵抗が生じないものである。而して、組立てられ
たとき第１の電機子鉄心（３）と第２の電機子鉄心（４
）は両者の磁路片が４５度の等間隔で隣接するようにフ
レーム（６）内に配設固定される。　（５）は外形を円
盤状にコイリング形成した電機子巻線体であり第１の電
機子鉄心（３）　と第２の電機子鉄心（４）の間に介設
固定されている。（５１）　（５２）は註巻線体（５）
の日出線、（５３）　（５４）はポビン粋である。該電
機子巻線（５）の線材は、ニオブな６０％、アルミニウ
ム又はゲルマニウムを３０％、フェロボロンを１０％の
成分比とするアモルファス合金を素材とし、かつその線
心内をＵｒ通する中空通路（５７）が形成されている。

（７）は冷却用流体として液体チッ素を用いた冷媒供給
機構であり、その冷媒配管（７２）（７３）を口出線（
５２）　（５１）の端部に、電気絶縁ジヨイント（７４
）　（７５）を介して連結している（第１．３図）。

図中、（５５）　（５６）は日出線（５１）　（５２）
にそれぞれ結線した送電線、（７１）は冷媒配管の適所
に配設した流量調節バルブである。

ここで、外力により回転界［（２）が回転されると、相
対向する対面鉄心（３１）と対面鉄心（１１）との間に
交番磁界が生じ、その磁束か電機子巻線体（５）を切る
ので起電力を生じる。このとき、第１の電機子鉄心（３
）および第２の電機子鉄心（４）か上記のように残留磁
束を生じないｆ−磁性体アモルファス合金であるので、
磁気抵抗か殆どゼロであり高速で交番する磁束をロスな
く誘導させることかできる。従って、電機子巻線体（５
）における通過磁束を最大に確保して発電効率を高める
ことができるものである。

一方、電機子巻線体（５）の巻線材内には冷媒供給機構
（７）より液体チッ素が送り込まれるので、該巻線は約
−１９６°ｅ（７７Ｘ）の極低温まで冷却される。この
最大冷却温度のとき、上記の組成からなるアモルファス
合金製の巻線は電気抵抗がゼロとなる。

従って、電機子巻線体（５）における起電力は全て無駄
なく取り出すことができるものである。

Ｌ記の実施例では、第１の電機子鉄心 （３）、第２の電機子鉄心（４）のばか電機子巻線体（
５）もアモルファス合金製として最大の発電効率を得る
場合の組成、成分比および冷却温度を示したが、電機子
巻線体（５）の素材として他の組成アモルファスとする
こと、成分比を適宜選択すること、また電機子巻線体（
５）をアモルファス以外の導電性合金または単一金属を
用いて上記の冷却方法を採用すること、等により従来よ
り′２電効率を向上せしめるものとすることは本発明に
含まれる実施例である。

また、図面では界磁として永久磁石を使用するものを示
したが、本発明を電磁石界磁による同期発電機、その他
の方式の発電機に通用し得ること勿論である。

〈効　果〉 一１二記の本発明によれば、電機子鉄心における磁気抵
抗損失すなわち鉄損かゼロ若しくはゼロに近くなるよう
にすることができるとともに、電機−（−６線における
内部？「気抵抗損失かゼロ若しくはゼロに近することが
でき、飛躍的に発電効率の良い発電機を得るものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る発電機の一実施例であり、第１図は
その分解斜視図、第２図は組立後の中央縦断面図、第３
図は電機子巻線体（５）と冷媒配管との連結例示す一部
省略斜視図、である。 （１）・・・・、、　　ｒＢ相交流発電機（２）・・・
・・−回転界磁 （３）・・・・・・　　第１の電機子鉄心（４）・・・
・・・　第２の電機子鉄心（５）・・・・・・　電機ｆ
−巻・線体（６）・・・・・・　フレーム （７）・−・・・・　　冷媒供給機構 （２１）−−−−−回転支軸 （３１）　−−−−−−対面鉄心 （３２）−−−一　磁路片 （３：ｌ）−・−・・・　磁路片 （３４）−−−−−磁路片 （３５）−ｍ−磁路片 （４１）−−−一　対面鉄心 （４２）−−−−−磁路片 （４３）・・・・・−磁路片 （４４）−−−−一　磁路片 （４５）・・・・−磁路片 （５１）−−−−−口出線 （５２）−−−一　日出線 （５：１）−−−−ボビン枠 （５４）・−・−ボビン枠 （５５）・・・・・・　送′１に線 （５６）・・・・・・　送′Ｉに線 （５７）＝・・・−中空通路 （７１）・・・・・・　流量調節バルブ（７２）・・・
・・−冷媒配管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アモルファス合金からなる半磁性材料を素材とする
   電機子用鉄心と、 線心内に冷却流体用の中空通路を形成し た電機子巻線と、 冷却用流体の供給機構と、 を有することを特徴とする発電機。 ２、電機子用鉄心が、コバルトおよびフェロボロンを素
   材とするアモルファス合金であ る前記特許請求の範囲第１項記載の発電 機。 ３、電機子巻線が、アモルファス合金を素材としてなる
   中空線材である前記特許請求の 範囲第１項記載の発電機。 ４、電機子巻線用のアモルファス合金が、ニオブ、アル
   ミニウム、およびフェロボロン を素材とする前記特許請求の範囲第３項記 載の発電機。 ５、冷却用の流体が、液体チッ素である前記特許請求の
   範囲第１項記載の発電機。