JP2017509302A - 永久磁石を有し磁束コレクタが取付けられた発電機 - Google Patents

Abstract

互いに対して移動可能である誘導部（２）と電機子部（３）とを含む交流発電機（１）において、誘導部（２）が、第１および第２の磁石セット中の磁石の交互配置を形成するように配置された第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）を含み、電機子部（３）が、コア（９）と、前記コア（９）を取り囲むコイル（１１）とを含む、交流発電機。電機子部（３）が、移動方向（４）への誘導部（２）に対する電機子部（３）の相対移動中に、交流発電機（１）が第１および第２の明確に異なる構成を交互に取る形で離隔された歯（１０ａ）を有する第１のコレクタ（１０）を有しており、第１のコレクタ（１０）の歯（１０ａ）が、第１の構成にあるとき、第１の磁石セット（５ａ）に属する磁石（６）に対面し、これらの歯（１０ａ）が、第２の構成にあるとき、専ら第２の磁石セット（５ｂ）に属する磁石に対面する。

Description

本発明は、磁気二次側のコイル内で電圧を誘導するための交流発電機の分野に関する。

より厳密には、本発明は、少なくとも１つの移動方向において互いに対して移動可能である磁気一次側と磁気二次側とを含む交流発電機に関する。一次側は、第１および第２の磁石セットを含み、磁石セットのうちの磁石の各々はＮ極とＳ極を含み、第１の磁石セットの磁石のＮ極は、同じ第１の配向方向に配向されており、第２の磁石セットの磁石のＮ極は、前記第１の配向方向とは反対向きの同じ第２の配向方向に配向されており、第１および第２の磁石セットの磁石は、第１の磁石セット中の磁石と第２の磁石セット中の磁石の交互配置を形成するような形で配置されている。二次側は、コアと、コアを取り囲むコイルとを含む。

一次側と二次側との間の相対的移動速度が低い場合、コイルを横断して生成される電圧は低いことが分かっており、この電圧を増大させることが有利であると考えられる。

本発明の目的は、一次側と二次側との間の相対的移動速度が低い場合の電圧の生成に特に適応させられる交流発電機を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は主として、少なくとも１つの移動方向において互いに対して移動可能である磁気一次側と磁気二次側とを含む交流発電機において：
・ 一次側が第１および第２の磁石セットを含み、磁石セットの各磁石がＮ極ＮとＳ極Ｓを含み、第１の磁石セットの磁石のＮ極Ｎが、同じ第１の配向方向に配向されており、第２の磁石セットの磁石のＮ極Ｎが、前記第１の配向方向とは反対向きの同じ第２の配向方向に配向されており、第１および第２の磁石セットの磁石が、第１の磁石セット中の磁石と第２の磁石セット中の磁石との交互配置を形成するような形で配置されており；
・ 二次側が、コアと、前記コアを取り囲むコイルとを含む；
交流発電機に関する。

本発明の交流発電機は本質的に、二次側が、コイルの第１の極面が内部に広がる平面と、第１および第２の磁石セットの磁石のうちの少なくとも一部と、の間でコアから延在している第１のコレクタを有しており、第１のコレクタが、前記少なくとも１つの移動方向に沿った一次側に対する二次側の移動中に、交流発電機が第１および第２の互いに明確に異なる構成を交互に取る形で互いに離隔された歯を有し、第１のコレクタの歯が、第１の構成にあるとき、専ら第１の磁石セットに属するそれぞれの磁石に対面しており、第１のコレクタの歯が、第２の構成にあるとき、専ら第２の磁石セットに属するそれぞれの磁石に対面していることを特徴とする。

本発明を理解する上で、磁石のＮ極の前記配向方向は、磁石のＮ極およびＳ極を通り、Ｓ極からＮ極に向かって進む方向をもつベクトル（向きを有する軸）により決定されている。

本発明を理解する上で、「第１の磁石セット中の磁石と第２の磁石セット中の磁石との交互配置」なる用語は、第１および第２の磁石セットから選び取られる一続きの磁石が存在すること、そしてこの一続きの磁石の中で、
・ 第１の磁石セットの大部分の磁石の各磁石が、第２の磁石セットの２つの隣接する磁石の間に存在し；
・ 第２の磁石セットの大部分の磁石の各磁石が、第１の磁石セットの２つの隣接する磁石の間に存在している；
ことを意味するために用いられている。

換言すると、磁石の交互配置は、第２の磁石セットの１つの磁石の傍に配置された第１の磁石セットの１つの磁石で構成される主要パターンの反復である。

第１の構成において、第１のコレクタの歯は第１の磁石セットに専ら属するそれぞれの磁石に対面することから、第１のコレクタのこれらの歯は、第２の磁石セットの磁石から離隔されており、したがって、第２の磁石セットの磁石に対面していない。

同様にして、第２の構成において、第１のコレクタの歯は第２の磁石セットに専ら属するそれぞれの磁石に対面することから、第１のコレクタのこれらの歯は、第１の磁石セットの磁石から離隔されており、したがって、第１の磁石セットの磁石に対面していない。

本発明の交流発電機は、以下のように作動する：
・ 交流発電機が第１の構成にある場合、第１のコレクタの歯は専ら、第１の磁石セットの磁石に対面しており、したがって、第２の磁石セットの磁石から離隔しており（第１の構成では、第１のコレクタの歯と第１の磁石セットの磁石との間の平均距離は、これらの歯と第２の磁石セットの磁石との間の平均距離よりも短い）、この第１の構成において、第１のコレクタの歯に対面する第１の磁石セットの磁石の磁束は、コアを通るようにこれらの歯により収集され、ここでこれらの磁束は第１の配向を有する主磁束を形成する。
・ 交流発電機が第２の構成にある場合、第１のコレクタの歯は専ら、第２の磁石セットの磁石に対面しており、したがって、第１の磁石セットの磁石から離隔しており（第２の構成では、第２のコレクタの歯と第２の磁石セットの磁石との間の平均距離は、これらの歯と第１の磁石セットの磁石との間の平均距離よりも短い）、この第２の構成において、第１のコレクタの歯に対面する第２の磁石セットの磁石の磁束は、コアを通るようにこれらの歯により収集され、ここでこれらの磁束は、前記第１の配向とは反対向きの方向である第２の配向を有する主磁束を形成する。

その結果、一次側を二次側に対して移動させた場合またはその逆を行った場合、交流発電機はその第１および第２の構成の間で交互に移行し、こうして、二次側のコアを通る磁束の規模および配向方向の変動が導かれる。こうして一次側と二次側との間の有意な相対的移動速度について、交流発電機の構成の交互の変更が、コイル端子における交流（ＡＣ）電圧の出現を導くことが分かっている。コイル端子におけるこの電圧は、磁束の量および磁束がコア内で変動する速度に依存する。複数の極歯を有する本発明の交流発電機のコレクタを用いると、コアを通過する磁束の量は増大し、一次側と二次側との間の所与の相対的移動速度について、磁束が変動する速度は上昇させられる。

第１のコレクタの歯が、（交流発電機が第１の構成にある場合）第１の磁石セットの磁石に専ら面するかまたは（交流発電機が第２の構成にある場合）第２の磁石セットの磁石に専ら面する磁石の交互配置と、コイルとの間に設置されるために、互いに離隔されているという事実によって、所与の磁石セット中の磁石からの複数の磁束を収集して、電気コイルの内部の共通のコアまで搬送することが可能となる。存在する歯数と同数のコイルを有する必要はなく、これはコイル線の長さを制限してしたがってコイルの電気抵抗を制限するために重要である。二次側と一次側との間の移動速度が低い場合、コイルの端子を横断する電圧は低い。コイルの抵抗を制御することにより、電流の通過が容易になり、こうしてジュール効果の損失が制限されしたがって効率が増大することから、交流発電機は低速により良く適応させられることになる。一次側と二次側との間の相対的移動速度は、移動速度が第１の構成と第２の構成との間で毎分１０回未満の交番しか生成しない場合に、「低速」と言われる。

コイルを通過する磁束が、所与の磁石セットの各磁石により個別に誘導される磁束よりも大きいことから、本発明の交流発電機は同様に、任意の一磁石により個別に生成される磁束の量より大きい磁束の量を得ることを可能にする。

さらに、磁束は複数の磁石に由来することから、コレクタの複数の歯を介して収集され、したがって、本発明の交流発電機は、複数の磁石由来の磁束を収集するおかげでコアを通過する磁束を増幅すると同時に、所与の磁石セットの２つの連続する磁石間の極ピッチを削減することを可能にする。

コレクタのため、歯１つあたり１個ずつコイルを有する必要はなく、単一のコアを取り囲む単一のコイルを有することが可能である。歯１つに１個ずつのコイルが存在する状況と比べて、本発明は必要とされるコイル数を削減し、結果として交流発電機の巻線を生産するために必要な導電体の長さを削減することを可能にする。

一次側に対する二次側の所与の移動速度について、コイルの端子を横断する電磁力（ｅｍｆ）の周波数は、第１および第２のセットの磁石間の交番回数、すなわち第１および第２の構成の間の交番回数に依存するということを指摘しておかなければならない。この電圧すなわち起電力（ｅｍｆ）は以下の関係式により表現される：
ｅｍｆ＝Ｎ^*∂φ／∂ｔ
式中、Ｎはコイルの巻回数であり、∂φ／∂ｔは、時間ｔにわたるコア内の磁束の変動である。

その上、二次側に対する一次側の定速での移動についてコイルを通る磁束の変動の周波数ｆは、以下の式により求められる：

本発明の好ましい実施形態において、コアが、コイルの内部に配置され、第１のコレクタが、コイルの外側に延在し、第１のコレクタの中央部分が、コアと、第１および第２の磁石セットの磁石の一部と、の間に位置しており、第１のコレクタの２つの側方部分が、それぞれ、第１のコレクタの中央部分の両側に配置され、これらの側方部分が、コイルと、第１および第２の磁石セットの磁石と、の間でコイルの第１の極面に対面しており、第１のコレクタの中央または側方部分の各々が、第１のコレクタの歯の少なくとも１つを担持している。

第１のコレクタの側方部分によって、所与の磁石セットの磁石に対面するコレクタの表面積が増大させられ、こうして、収集されコアに移送される磁束の量を増大させることが可能になる。コレクタのそれぞれの側方部分は、第１のコレクタの中央部分の両側に設置され、コイルの外側へ延在し、こうして、交流発電機がその第１の構成にある場合、
・ 第１のコレクタの一方の側方部分に属する少なくとも１つの歯が、コイルの第１の極面と、第１の磁石セットの１つの磁石と、の間で縦に延在し；かつ
・ 第１のコレクタの他方の側方部分に属する少なくとも１つの歯が、コイルの第１の極面と、第１の磁石セットの別の１つの磁石と、の間で縦に延在する、
ようになっている。

第１のコレクタの第１の部分の歯は、交流発電機がその第１および第２の構成のいずれかにある場合、第１のコレクタの側方部分の各歯の奥行Ｐ２の大部分が、１つの磁石とコイルとの間に延在するようになっている。

第１のコレクタの側方部分の歯は、第１のコレクタがその少なくとも一つの移動方向に移動している間に、第１のコレクタの中央部分の前方および後方で磁束を収集できるようにする。

本発明のこの特徴は、第１のコレクタの中央部分の前方および後方で磁束を収集しこの磁束をコレクタの中央部分まで、そしてその後コイルの内部のコアまで搬送することを可能にする。収集される磁束の量を増大させるために、コイルのサイズを増大させる必要は全くなく、歯を含むこれらの側方部分によってコレクタの長さのみが増大させられる。

本発明の一実施形態において、コイルは第２の極面を有し、コイルの第１および第２の極面は、コイルの両側に位置しており、交流発電機はさらに、コイルの第２の極面の傍に位置するコアの側からコイルの周囲に延在する第２のコレクタを含んでおり、第２のコレクタの一部分は、交流発電機が前記第１および第２の構成のうちの１つにある場合には、第２のコレクタの歯がそれぞれに前記磁石セットの一方に専ら属している磁石に対面するような形で互いに離隔されている歯を有している。さらにこの実施形態においては、第１および第２のコレクタの歯は、第１のコレクタの歯が専ら磁石のＮ極に対面している場合には第２のコレクタの歯が専ら磁石のＳ極に対面し、第１のコレクタの歯が専ら磁石のＳ極に対面している場合には第２のコレクタの歯が専ら磁石のＮ極に対面するような形で形成されている。

換言すると、第１のコレクタの歯が専らＮ極に対面している場合には、第２のコレクタの歯は専らＳ極に対面し、逆もまた同様であり、第１のコレクタの歯が専らＳ極に対面している場合には、第２のコレクタの歯は、専らＮ極に対面している。

これらの特徴によると、第１および第２のコレクタは、磁束が複数の磁石のＮ極と複数の磁石のＳ極との間を循環することができるようにする磁気ループを形成し、これらの磁石由来の磁束は第１および第２のコレクタの歯によって収集され、コイルのコアまでコレクタによって搬送される。

理想的には、第２のコレクタの歯が、第１の極面と第１および第２の磁石セットの磁石の交互配置の一方の面との間に延在し、第２のコレクタの歯が、第１のコレクタの歯から離隔されており、第２のコレクタの歯が、交流発電機が第１および第２の構成のいずれか一方に置かれた場合に第１のコレクタの歯が前記第１および第２の磁石セットの一方に属する磁石に対面し、このとき第２のコレクタの歯が前記第１および第２の磁石セットの他方に属する磁石に対面するような形で、第１のコレクタの歯間に延在している。

コイルの第１の極面と磁石の交互配置の１つの面との間に第１および第２のコレクタの歯を有することにより、コンパクトでかつ磁石の交互配置の１つの面のみと機能し得る交流発電機が得られる。

理想的には、第１および第２のコレクタは同数の歯を有する。理想的には、第１および第２のコレクタの各歯は、交流発電機がその第１および第２の構成のいずれかにある場合に磁石に対面する歯の表面積によって構成される磁束交換面積を有する。

理想的には、磁束交換面積は全て互いに等しく、第１のコレクタの歯の交換面積の合計は、第２のコレクタの歯の交換面積の合計に等しい。この特徴により、磁気ループを構成するコレクタのうちの１つの中の不充分な交換面積に関連付けされる磁気損失を制限することが可能となる。

本発明の交流発電機の特定の一実施形態において、第１および第２の磁石セットの磁石が両方共、透磁性部品上に設置されており、第１の磁石セットの磁石のＮ極及び第２の磁石セットの磁石のＳ極が、透磁性部品に対面しており、第２のコレクタの歯が第１のコレクタの歯から離隔されており、第２のコレクタの歯が、交流発電機が第１および第２の構成のいずれか一方に置かれた場合に第１のコレクタの歯が前記第１および第２の磁石セットの一方に属する磁石に対面し、このとき第２のコレクタの歯が前記第１および第２の磁石セットの他方に属する磁石に対面するような形で、第１のコレクタの歯間に延在している。

この実施形態において、第１および第２のコレクタの歯は、第１および第２の磁石セットの磁石の交互配置の単一の面に対面して配置されており、この交互配置の他方の面は、磁石の交互配置のこれらの磁石を支持する透磁性部品に対面している。この実施形態は、二次側の全体的高さを最小限に抑えることが所望される場合に有利である。

図２ａまたは図１１ｃの透磁性部品１６を生産するのに使用可能な材料は、炭素含有量の低い軟鉄、鉄／シリコン合金または鉄／コバルト合金である。

交流発電機の上述の実施形態に対する代替としては、第１および第２の磁石セットの磁石が、磁気トラックの第１および第２の相対する面を有する磁気トラックを形成しており、第１のコレクタの歯が磁気トラックの第１の面に対面して、第２のコレクタの歯が磁気トラックの第２の面に対面し、第１および第２のコレクタの歯が、交流発電機がその第１および第２の構成の一方にある場合に、第１および第２のコレクタの歯が前記第１および第２の磁石セットのうちの同じセットに属する磁石に対面するような形で形成されているようにすることが可能である。

この実施形態において、第１のコレクタは、磁気トラックの第１の面に対面しており、一方、第２のコレクタは、磁気トラックの第２の面に対面するようにこの磁気トラックの周りに延在している。第１および第２のコレクタの歯はもはや挟まれていないことから、この実施形態は所与のコレクタの２つの連続する歯間の空間を削減することができ、その結果、交流発電機の極ピッチの削減を可能にする。一次側と二次側との間において非常に低い相対的移動速度で動作することのできる交流発電機を有することが所望される場合、極ピッチを削減することが望ましい場合がある（極ピッチが小さくなればなるほど、第１および第２の構成間の交番頻度の増加は大きくなる）。

好ましい実施形態おいて、コイルはコアの周りに巻回され、交流発電機がその第１および第２の構成のうちの一方にある場合に、コアを通る磁束の方向に垂直な平面内において断面で見た場合に、矩形の形状を有している。

所与の内側断面のコイルについては、コイル線の最短長さは、コアを通る磁束に垂直な断面平面上において断面で見た場合に正方形であるコイルによって得られる。この理想的な正方形形状は、コイル内の線の長さを削減し結果としてコイルの電気抵抗を低減させることができることから、従来の円形形状よりも好ましい。この実施形態は、二次側と一次側との間の相対的移動速度が低い場合に特に有利である。

この実施形態において、コアは、交流発電機がその第１および第２の構成のうちの一方にある場合にコアを通る磁束の方向に垂直な平面内において断面で見た場合に、矩形そして好ましくは正方形の形を有している場合がある。したがって、コイルとコアとの間の間隙を制限するために矩形、好ましくは正方形であるコアの周りに矩形、好ましくは正方形のコイルが形成／巻回されているという事実は、コイル内の線の長さを短縮するという目的の達成をさらに容易にしている。

最後に、本発明は、ダイヤフラム支持体およびこのダイヤフラム支持体により担持されたダイヤフラムを含む水中タービンにおいて、ダイヤフラムが、流体流中に浸漬された場合に波打つように構成されている水中タービンを提供する。このタービンは本質的に、ダイヤフラムが本発明の少なくとも１つの交流発電機に対して連結されており、ダイヤフラムと交流発電機との間のこの連結が、ダイヤフラムが波打つ場合に、少なくとも１つの交流発電機の一次および二次側の間に相対的移動を生成するようになっていることを特徴としている。

より一般的には、交流発電機は、任意のタイプの水中タービンと組み合わせて使用することができる。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら非限定的な標示として提供されている以下の説明から明らかになる。

本発明の交流発電機１の第１の実施形態の斜視図である。 図１の交流発電機の第２のコレクタ１５を示し、この第２のコレクタは、積層間に磁束を通過させるために層を積重ねることによって製造されており、層の一部は、第２のコレクタ１５の歯１０ｂを形成する一側面を各々有する、それぞれのフレームの形をしており、他の層は、片側が開放している、それぞれのフレームの形をしており、これらの層は歯間離隔距離を画定するように形成されている。 その歯１０ａが一定の離隔ピッチＰｘ１で離隔されている状態で、図１の交流発電機の第１のコレクタ１０と交流発電機のコア９とを示す。 図１の交流発電機１の二次側３をその第２のコレクタ１５が無い状態で示す。 図１の交流発電機１の断面図であり、断面は、内部を二次側３および一次側２が互いに対して移動する移動平面Ｐｃ中にあり、交流発電機はその第２の構成にある。 第１のコレクタ１０の歯１０ａが内部に延在している断面平面内の図１の交流発電機１の断面図であり、交流発電機はその第２の構成にある。 図２ｂの断面平面と平行でかつ内部に第２のコレクタ１５の歯１０ｂが延在している断面平面内の図１の交流発電機の断面図であり、交流発電機１はなおも第２の構成にある。 歯１０ａが第１のセット５ａの磁石に対面し、歯１０ｂが第２のセット５ｂの磁石に対面している状態で、交流発電機が第１の構成にある間の、移動平面Ｐｃ内の図１の交流発電機の断面図である。 図２ｂと同一であるが、この図では、交流発電機はその第１の構成へと移行している。 図２ｃと同一であるが、この図では、交流発電機はその第１の構成へと移行している。 一次側２の磁気トラック８のそれぞれの相対する面に対面して設置された２つの二次側３および３’が存在する実施形態における交流発電機１を示す。 移動平面Ｐｃ内の図４の交流発電機の断面図であり、ここでこの交流発電機１の第１の二次側３は、第１の構成に置かれている。 交流発電機の第２の二次側３’がその第１の構成に置かれている、すなわちその第１のコレクタのその歯１０ａが第１のセット５ａの磁石に対面している、図５ａの図と同一の図である。 交流発電機の第１の二次側がその第２の構成に置かれている状態の、図５ａの図と同一の図である。 交流発電機の第２の二次側３’がその第２の構成に置かれている状態の、図５ａの図と同一の図であり、これらの図５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは、それぞれに、交流発電機の完全な１サイクル中に交流発電機が取る連続する構成を示しており、ここで反対のサイクルは、移動方向４を逆転させることによって行なわれる。 １つの二次側３の第１および第２のコレクタ１０および１５の歯１０ａおよび１０ｂが見られる本発明の交流発電機の分解図であり、これらの歯は挟まれており、一次側２の同じ面に対面しており、この図では、コレクタの歯は、交流発電機１の組立てをより容易にするために個別に取外し可能である。 図６ａの交流発電機の移動平面Ａ−Ａ内の部分断面図である。 図６ａおよび６ｂに示されたコレクタの歯にそれぞれ対面する状態で設置すべき第１および第２のコレクタ１０および１５の部分を示す。 ２つの二次側３および３’のコレクタが共に組み立てられた状態の、図６ａの交流発電機を完全に示している。 交流発電機１が、一次側２の別の磁気トラック１７の両側に設置された２つの二次側３および３’を有しており、二次側３および３’の第１のコレクタが、コイル１１のコア９と、コレクタ１０、１５と、を含むそれぞれの単一の部品として一体的に形成されている、別の特定の実施形態にある本発明の交流発電機の斜視図である。 第１のコレクタの歯１０ａが第２のコレクタ１５の歯１０ｂに対してオフセットされていることが分かる、図７ａの交流発電機の側面図である。 図７ａおよび図７ｂの交流発電機を示すＣ−Ｃ上での縦断面図であり、その第１の二次側３が第２の構成にある（磁束はコアから第１のコレクタの歯に向かって進む）。 第１の二次側３がなおも第２の構成にある状態の図７ａ、７ｂおよび７ｃの交流発電機のＤ−Ｄ上の横断面図であり、磁気ループがコア９から第１のコレクタ１０の歯１０ａまで移行し、次に一次側の磁気トラックに隣接する磁石を通過してから第１の二次側３の第２のコレクタ１５に向かって上昇し、最後に第１の二次側３のコア９まで戻っているのが分かる。 交流発電機を示す横断平面Ｄ−Ｄに平行な平面内の断面図であり、図７ａ〜図７ｅの交流発電機の実施形態において、所与の二次側３の第１のコレクタの歯１０ａが、同じ所与の二次側３の第２のコレクタ１５の歯が内部に延在している平面とは異なる平面内に延在しており、磁気ループの一部分が図７ｃに見られる磁気トラック１７の隣接する複数の磁石を経由して通っていることが分かる。 本発明の交流発電機の一部分の斜視図であり、この交流発電機は、交流発電機１が、まず、第１の一次側２の磁気トラック１７の両側に設置された２つの二次側３および３’を有し、次に、第２の一次側２’の別の磁気トラック１７’の両側に設置された２つの他の二次側３’’および３’’’を有している、別の特定の実施形態におけるものである。 図８ａの交流発電機の２つの一次側２のうちの一方の両側に設置された、２つの二次側３および３’のＢ−Ｂ上の縦断面である。 ２つの磁気トラック１７および１７’が互いに平行であり共通の平面内に延在していることが分かる、図８ａの交流発電機の平面図である。 一部が図８ａ、図８ｂおよび図８ｃに示されている交流発電機全体を示す斜視図であり、この図は、それぞれ、２つの互いに平行な磁気トラック１７および１７’に対面しかつ２つの第１の二次側３および３’’の間に磁気的連続性を提供するようにプレート状部品３５によって共に連結されている二次側のうちの２つの二次側３および３’’を示しており、ここには同様に、それぞれ２つの平行な磁気トラック１７に対面しかつ２つの二次側３’および３’’’の間に磁気的連続性を提供するように別のプレート状部品３５’により共に連結されている４つの二次側のうちの２つの他の二次側３’および３’’’も見られ、こうして磁気ループは、２つの磁気トラック１７および１７’を横断することによりこれら４つの二次側３、３’、３’’、３’’’を経由して通ることができる。 図８ｄの交流発電機のＥ−Ｅ上での縦断面図であり、それぞれ同じ磁気トラックに対面して設置された二次側３、３’、３’’、３’’’の第１のコレクタの各歯が全て、磁気トラックの同じ第１または第２の磁石セットに対面していることを示している。 図８ｄおよび８ｅの交流発電機のＦ−Ｆ上での横断面図であり、この断面平面Ｆ−Ｆは、断面平面Ｅ−Ｅに垂直である。この断面平面Ｆ−Ｆにおいて交流発電機１内で所与の瞬間に形成される磁気ループが、一次側に対する二次側の同時移動中に交互に方向を変更するこの磁気ルーピングを可能にするために互いにオフセットされた磁石セットを有する一次側の２つの磁気トラック１７および１７’およびその４つの二次側３、３’、３’’、３’’’を経由して通っていることは明白に分かる。 一次側２が磁石６の積重ね体の形をしており、各磁石が中空の中心を伴うディスクの形をしておりかつ半径方向に配向されたＮ極とＳ極とを有している（第１のセット５ａの磁石のＮ極は一次側の外側に向かって配向されており、第２のセット５ｂの磁石のＮ極は一次側の内側に向かって配向されている）本発明の交流発電機１の特定の実施形態を示す。この図において、互いに同一である二次側３は、一次側２の周りに星形構成で配置されており、積重ねられた磁石の交互配置８の磁石６は互いに分離されるかまたはスペーサ１４によって離隔されており、第１のコレクタ１０の歯１０ａに対面する各磁石６は、第２のコレクタ５の歯１０ｂから離隔されており、その逆もまた同様であり、第２のコレクタ１５の歯１０ｂに対面する各磁石６は、第１のコレクタ１５の歯１０ａから離隔されており、この図において、電圧は磁石の積重ね体の縦軸に沿って単一の一次側２に対するこれらの二次側３の移動中にコイル１１の端子を横断して生成されており、この積重ね体は自由に回転することができ、交流発電機１に対する構成変更を一切発生させることなく並進運動だけによって構成変更が導かれる。 図９の実施形態に実質的に類似した本発明の一実施形態を示すが、この実施形態では、各第２のコレクタ３は、ディスク形磁石６の積重ね体に対して平行な湾曲した部分２０を介して対応するコアに連結されており、この実施形態は、第２のコレクタ３がプリズムコレクタである図９の交流発電機に比べて交流発電機の重量−出力比を増大させるようにコレクタの形状を最適化するのに役立つ。 磁石６の積重ね体の旋回軸を含む断面平面内の図１０の交流発電機１の縦断面図である。この図では、各所与の二次側３について交流発電機１が取る構成の如何に関わらず、第１のコレクタ１０の歯１０ａが一次側２の一方の磁石セット５ｂの磁石６に専ら対面している場合には、第２のコレクタ３の歯１０ｂは他方の磁石セット５ａの磁石に専ら対面しており、磁束Ｆは、少なくとも２つのスペーサ１４および少なくとも３つの隣接する磁石を通過することによって、歯１０ａおよび１０ｂの間を通っていることが分かる。 一次側２の周りに分布した二次側３が見られる一断面平面における図１０および図１０ａの交流発電機１の横断面図である。この図は、第１のコレクタ１０の歯１０ａと、第２のコレクタ１５の歯１０ｂと、が全て、交流発電機の旋回軸に垂直な複数の平面内に延在しているものの、任意の所与の二次側３について、第１のコレクタ１０の歯１０ａが、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが内部に延在している平面から離隔された平面内に延在していることが分かるということを示しており、ここで、これら２つの平面は、歯１０ａが専ら第１および第２のセットのうちの一方のセットの磁石に対面している場合には、第２のコレクタの歯１０ｂが必然的に専ら第１および第２のセットのうちの他方のセットの磁石に対面することになり、第２のコレクタ１５の１つの歯１０ｂに隣接する第１のコレクタの各歯１０ａが必然的に磁石６の交互配置の隣接する磁石に対面することになるような距離だけ、離隔されている。 図１０、図１０ａおよび図１０ｂの交流発電機の横断面図であり、図１０、図１０ａおよび図１０ｂは、図１０ｃの断面平面に対して平行な断面平面内にあるものの、図１０ｃにおいては、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが内部に延在している。ここでもまた、歯１０ａおよび１０ｂは、磁石積重ね方向にオフセットされて、これらの歯がそれぞれに、磁石６の異なるセット５ａおよび５ｂに属する磁石に対面するようになっていることが分かり、この図は、図１０ａおよび図１０ｂ中に見ることのできる磁気ループについて連続性がどのように達成されているかを示しており、ここで、一次側２と二次側３との間に延在する各磁気ループは、磁石６の積重ね体に沿って一次側２内で軸方向に延在する部分を有している。 円筒形状の一次側２が、一次側２の旋回軸と一致する回転軸Ｘ−Ｘを中心にして二次側３に対して回転するように組付けられている、本発明の交流発電機を示している。この図では、磁石６は、棒の形をしており、軸Ｘ−Ｘに平行に一次側２の周囲に配置されており、第１および第２の磁石セットの磁石は、それらの極軸が軸Ｘ−Ｘに対して半径方向である状態で交互に配置され、第１のセット５ａの磁石のＳ極は一次側の内側に向かって、すなわち軸Ｘ−Ｘに向かって配向されており、そのＮ極は一次側の外側に向かって配向されており、一方、第２のセット５ｂの磁石のＮ極は二次側の内側に向かって配向され、そのＳ極は外側に向かって配向されている。 図１１の交流発電機１の２つある二次側３のうちの一方の分解組立斜視図であり（これらの二次側は互いに同一である）、この二次側３は、円筒形状の一次側２の湾曲に対面して設置するように設計されており、この目的で、二次側のそれぞれの第１および第２のコレクタの歯１０ａおよび１０ｂは軸Ｘ−Ｘに平行であって、二次側の歯と磁石６との間で磁束Ｆを交換できるようになっている。 ２つある二次側３のうち１つのみが示されている図１１の交流発電機の断面図である。この図では、第２のコレクタ１５がコイル１１の周りに金属ループ（ループはフレームである）を形成しており、これらのループの各々が、一方の側では第２のコレクタの歯１０ｂによって、そして他方の側では、それ自体コイル１１の内側に配置されたコア９に連結されたプレート３５の一部によって形成されていることが分かる。 図１１ｂの交流発電機の断面平面Ｋ−Ｋ上の横断面図である。この図は、第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石６の交互配置、ならびに第１のセット５ａの磁石のＮ極を離れる磁束Ｆを収集してそれをコア９に向かって運ぶ第１のコレクタ１０の歯１０ａと、第２の磁石セット５ｂの磁石のＳ極の間でコア９を離れる磁束Ｆを共用する第２のコレクタ１５の歯１０ｂと、を示している。 第２のコレクタ１５の軸方向端部を通過する断面平面Ｊ−Ｊ上の図１１ｂの交流発電機の横断面図である。この図では、コアを離れる磁束Ｆが第２のコレクタの歯１０ｂに向かって通過し、こうして第２の磁石セット５ｂの磁石のＳ極に向かって戻ることが分かる。 図１１ｂと同一であるが、この図では、交流発電機は図１１ｂ、図１１ｃ、図１１ｄの場合のような第１の構成にはなく、むしろ第２の構成にある。具体的には、図１１ｂでは、一次側２が移動方向４（この例では移動方向は反時計回り方向である）において二次側３に対して枢動しており、図１１ｅでは、第１のコレクタ１０の歯１０ａが第２の磁石セット５ｂの磁石６に対面し、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが第１の磁石セット５ａの磁石６に対面し、こうして、交流発電機１が、構成を変更しており、磁束Ｆの方向が、図１１ｂ、図１１ｃおよび図１１ｄの磁束Ｆに対して逆転している。 第２の構成にある間の図１１ｂおよび図１１ｅの交流発電機のＫ−Ｋ上の断面図であり、磁束Ｆは、図１１ｃに見ることのできる磁束Ｆに対して逆転している。 第２の構成にある間の図１１ｂおよび図１１ｅの交流発電機のＪ−Ｊ上の断面図であり、磁束Ｆは、図１１ｄに見ることのできる磁束Ｆに対して逆転している。 本発明の交流発電機１の別の実施形態を示し、この図では、二次側３および一次側２の間の相対的運動は、移動方向４での並進運動であり、この実施形態において、二次側は、なおも、コア９と、磁石６の交互配置と、の間に位置する第１のコレクタ１０を含んでおり、この第１のコレクタ１０は、なおも、磁石セットのうちの一方にだけ選択的に対面して配置されるように磁石６の交互配置に対面して配向された歯１０ａを有しており、この二次側３は、コア９の他方の端部から延在しコア９の周辺コイル１１の両側を通って磁石の交互配置８の磁石に対面する第２のコレクタ１５を有しており、第２のコレクタ１５の歯１０ｂは、第１のコレクタの歯１０ａに対面するものと同じ磁石と対面している；歯１０ａと歯１０ｂとに対面するこれらの磁石６の各々は、歯１０ａと１０ｂとの間に設置されている；磁束Ｆは、歯１０ａおよび１０ｂの間で共用され、所与の磁石セットの磁石のみを通過する磁気トラック１７を通して横断する；この例中の交互配置の磁石６は、スペーサ１４によって互いに分離されている。 １つの平面内に延在する平行な複数の棒の形をしている複数の磁石６の横断平面上の、図１２の交流発電機の縦断面図であり、この図では、歯１０ａの１つに対面して配置された各磁石が同様に、歯１０ｂの１つにも対面し、これらの歯１０ａおよび１０ｂが磁石の相対するＮ極およびＳ極に対面し、こうして磁石を通る磁気ループを提供し、磁束Ｆを収集してコア９を通過させていることが分かる。 互いに平行な磁石の交互配置の磁石６のうちの１つが、内部で長さ方向に延在している、移動方向４に垂直な断面平面内の図１２の交流発電機の横断面図である。 図１２ａの図と同一の図であるが、この図では、二次側３および一次側２が、方向４での移動により、互いに対してシフトされている；第１および第２のコレクタ１０および１５の歯が専ら第１の磁石セット５ａの磁石に対面している状態にある第１の構成における交流発電機を示す図１２ａおよび１２ｂとは異なり、この図では、交流発電機１は、第１および第２のコレクタ１０および１５の歯が磁石６の第２のセット５ｂに専ら属する磁石６に専ら面している状態にある第２の構成にある。この図では、磁束Ｆが図１２ａに示されたものとは反対向きの方向を向いていることが分かる。 この図中の交流発電機が第２の構成にあり、この図中の断面で示された磁石が第２の磁石セット５ｂの一部を成しているという点を除いて、図１２ｂの断面と同一の図１２の交流発電機の横断面図である。 ダイヤフラムが流体流３２内で波打つことができるようにするのに好適であるダイヤフラム支持体３０により担持されたダイヤフラム３１に沿って設置された本発明の複数の交流発電機１を含む、本発明の水中タービンの斜視図であり、各交流発電機１は、ダイヤフラムに対し連結手段３３により機械的に連結されており、そのため波打つ間、交流発電機の二次側３および一次側２は移動方向に互いに対して移動して、交流発電機のコイルの端子を横断して電圧を発生させるようになっている。各交流発電機について、その二次側および一次側は、これらの部分を互いに対して線形に案内するための線形ガイド手段によって、共に機械的に連結されている。 図１３のタービンの側面図である。

上述した通り、本発明は本質的に少なくとも１つの移動方向４において互いに対して移動可能である磁気一次側２および磁気二次側３を含む交流発電機１に関する。

状況に応じて、この移動方向は、以下のいずれかである：
・ 図１〜図１０ｃおよび図１２〜図１４にあるような直線的移動方向；
・ または、図１１〜図１１ｇにあるような時計回り方向または反時計回り方向。
二次側および一次側は、これらの部分を互いに対して案内するためのガイド手段によって共に連結されている。

移動方向４が直線的移動方向である場合、これらのガイド手段は線形ガイド手段である。

移動方向４が時計回り方向または反時計回り方向である場合、これらのガイド手段は回転式ガイド手段である。

本発明の全ての実施形態において、一次側２は、第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂを有し、これらの磁石セット５ａおよび５ｂ内の各磁石６は、Ｎ極ＮとＳ極Ｓとを有していることが分かる。

第１の磁石セット５ａの磁石６のＮ極Ｎは、第１の配向方向７ａに配向されており、この第１の配向方向は、一次側と二次側との間の相対的運動が線形である場合（図１〜図８ｆおよび図１２〜図１４の場合のように）、これらの磁石全てについて平行であり、または、相対的運動に回転が含まれる場合（図９〜図１１ｇの場合のように）、半径方向外向きである。

第２の磁石セット５ｂの磁石のＮ極Ｎは、前記第１の配向方向７ａとは反対向きである同じ第２の配向方向７ｂに配向されている。具体的には、第２の磁石セット５ｂの磁石６のＮ極Ｎは、第２の配向方向７ｂに配向されており、この第２の配向方向７ｂは：
・ 一次側と二次側との間の相対的運動が線形である場合（図１〜図８ｆおよび図１２〜図１４の場合のように）、これらの磁石全てについて平行であり、
・ または、相対的運動に潜在的な回転が含まれている場合（図９〜図１１ｇの場合のように）、半径方向に内向きである。

第１および第２の磁石セット５ａ、５ｂの磁石６は、第１の磁石セット５ａの磁石および第２の磁石セット５ｂの磁石の交互配置８を形成するように配置されている。

本発明の全ての実施形態において、交流発電機は、コア９と、コア９を取り囲む電気コイル１１と、を有する少なくとも１つの二次側３を有することが分かる。この少なくとも１つの二次側３は、コイル１１の第１の極面１１ａが内部に広がる平面と、第１および第２の磁石セット５ａ、５ｂの磁石６のうちの少なくとも一部と、の間でコア９から延在している第１のコレクタ１０を有する。

この第１のコレクタ１０は、前記少なくとも１つの移動方向４における一次側２に対する二次側３の移動の間、交流発電機１が互いに明確に異なる第１および第２の構成を交互に取る形で、互いから離隔された歯１０ａを有する。歯およびコアを形成するように複数の層を積重ねることができるということを指摘しておかなければならない。代替的に、単一の部品を成形することによって、コアと、１つまたは複数のコレクタと、を含むアセンブリを形成することが可能である。

第１の構成において、第１のコレクタ１０の歯１０ａは、専ら第１の磁石セット５ａに属するそれぞれの磁石６に対面する。

第２の構成において、第１のコレクタ１０の歯１０ａは、専ら第２の磁石セット５ｂに属するそれぞれの磁石に対面する。

第１のコレクタ１０およびコア９は、同じ磁気アセンブリ、すなわち磁気ループを形成する磁束が内部を循環できるアセンブリに属している。図１、図１ｂ、図２ａ〜図５ｄおよび図７ａ〜図１２ｄを見れば分かるように、このコレクタ１０は、コイル１１の一方の側に延在するコア９からの少なくとも１つの突出部によって構成されてもよい。

代替的に、図６ａ〜図６ｄを見れば分かるように、第１のコレクタ１０は、コア９とは明確に異なりコア９に対して接触している磁気部品によって構成され得る。

説明されている全ての実施形態を見れば分かるように：
・ 第１のコレクタ１０の歯１０ａは、第１の離隔ピッチＰｘ１と呼ばれる一定の歯離隔ピッチで、互いに離隔されており；
・ 第１の磁石セット５ａの磁石は、第２の離隔ピッチＰｘ２と呼ばれる第１の磁石セットの磁石についての一定の離隔ピッチで、互いに離隔されており；
・ 第２の磁石セット５ｂの磁石は、第３の離隔ピッチＰｘ３と呼ばれる第２の磁石セット５ｂの磁石についての一定の離隔ピッチで、互いに離隔されている。

第２および第３の離隔ピッチＰｘ１およびＰｘ２は、互いに等しく、第１の離隔ピッチＰｘ１は、二次側３および一次側２の間の互いに対する移動の間、常に、第１のコレクタ５ａの全ての歯１０ａが、磁石セット５ａ、５ｂのうちの一方のセットの１つの磁石に対面する瞬間的表面積を有し、歯１０ａのこれらの瞬間的表面積が互いに等しいものとなるような形で選択されているということを指摘しておかなければならない。

二次側および一次側が互いに対して自由に線形的に移動できる場合、これらのピッチＰｘ１、Ｐｘ２およびＰｘ３は距離である。

二次側および一次側が互いに対して自由に回転的に移動できる場合、これらのピッチＰｘ１、Ｐｘ２、およびＰｘ３は角度である。

二次側３と一次側１との間の一定の相対的速度での移動中のピッチＰｘ１、Ｐｘ２およびＰｘ３のこれらの特徴の結果として、コイル１１の端子を横断する電圧が、実質的に一定である周波数および振幅の交流波形で変動することが分かる。この交流波形は、三角形の周期信号に近い。さらに、交流発電機１のこれらの特徴によって、電圧についてのこの交流波形が、二次側３と一次側２との間の相対的移動方向に依存せず、この移動の相対的速度のみに依存することが分かる。

したがって本発明の交流発電機１は、一次側と二次側との間の相対的移動方向４とは独立した動作対称性を有する。こうして、移動方向４とは独立して、交流発電機はコイル１１の端子を横断して同じ電圧変動を生成する。その結果、交流発電機を機械的に起動して強制的にその移動方向を周期的に逆転させるための機構に、交流発電機を連結することができる。

交流発電機１の全ての実施形態において、第１のコレクタ１０は、６個以上である歯１０ａの数を有し、磁石の交互配置８の磁石６は互いに離隔されて：
・ 交流発電機がその第１の構成にある場合（図３ａ〜図３ｃ、図５ａ、図７ｃ〜図７ｅ、図８ｅ、図１１ｂ、図１１ｃ、図１１ｄ、図１２ａ、図１２ｂに示されている通り）、第１のコレクタの各歯１０ａが第１の磁石セット５ａの対応する磁石に対面し；かつ
・ 交流発電機１がその第１の構成にある場合（図２ａ〜図２ｃ、図５ｃ、図１０ａ〜図１０ｃ、図１１ｅ〜図１１ｇ、図１２ｃ〜図１２ｄに示されている通り）、第１のコレクタ１０の各歯１０ａが第２のセット５ｂの対応する磁石６に対面する、
ようになっている。

したがって、二次側３と一次側２との間の相対的位置の如何に関わらず、交流発電機１がその第１および第２の構成のうちの一方になった時点で直ちに、第１のコレクタが、同じセットの少なくとも６つの磁石６に由来する磁束Ｆを常にコア９に向けて集中させ、それにより交流発電機の効率を改善していることが分かる。

本発明の全ての実施形態において、第１のコレクタ１０の歯１０ａならびに第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石６は、交流発電機１がその第１の構成またはその第２の構成にある場合に、対応する磁石に対面して配置された第１のコレクタの各歯１０ａが、この磁石から空隙により離隔されているような形で配置されていることが分かる。図２ａおよび６ｂに詳細に示されているように、これらの空隙は全て形状が同じであり、空隙距離Ｅａは、空隙の奥行全体にわたり均一である。理想的には、第１のコレクタの歯および磁石は、所与の磁石に対面する第１のコレクタの全ての歯がこの所与の磁石に対して平行に延在し、こうしてこの空隙が歯奥行全体にわたり一定となるような形で形成されている。

図１、図２ａ〜図８ｆ、図１１〜図１１ｄに示されている実施形態において、前記第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石は、全て同じ棒形状を有している。各棒状磁石は、磁石奥行Ｐ１と呼ばれる棒長および磁石厚みＥ１と呼ばれる棒厚みを有する。これらの実施形態において、所与の磁石６の各Ｎ極ＮおよびＳ極Ｓは、棒形状に沿って、すなわち奥行Ｐ１に沿って延在し、これらのＮ極およびＳ極は、棒の厚みＥ１分だけ互いに離隔されている。

理想的には、第１のコレクタの各歯１０ａは、同じ歯幅Ｌ２および同じ歯奥行Ｐ２を有しており、その高さのみが変動可能である。第２のコレクタの各歯１０ｂは、同じ歯幅Ｌ２’および同じ歯奥行Ｐ２’を有しており、その高さのみが変動可能である。歯幅Ｌ２およびＬ２’は互いに同一であり、好ましくは歯長Ｐ２およびＰ２’も同様に互いに等しい。歯奥行Ｐ２およびＰ２’は、棒状磁石の奥行Ｐ１と平行である。各磁石は、その厚みＥ１に垂直に測定される磁石幅Ｌ１を有する。第１のコレクタの歯１０ａは、寸法に関して互いに均一である。第２のコレクタの歯１０ｂは、寸法に関して互いに均一である。第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石は、寸法に関して互いに均一である。磁石幅Ｌ１は、それぞれ第１および第２のコレクタの歯幅Ｌ２およびＬ２’よりも大きい。

交流発電機１は、二次側３と一次側２との間の相対的移動４を案内するように構成された、一次側に対して二次側を案内するためのガイド手段を有する。これらのガイド手段は、二次側と一次側との間の相対的移動の間、磁石に対面して配置された第１または第２のコレクタの全ての歯が、それが対面している磁石の奥行Ｐ１に平行なその歯奥行Ｐ２、Ｐ２’を有するようになっている。歯奥行Ｐ２は理想的には、磁束が歯長全体に沿ってそして磁石長全体に沿って移動するように、磁石奥行Ｐ１に等しいべきである。

より厳密には、図１〜図８ｆおよび図９、図１０、図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃ、図１２、図１２ａ、図１２ｂ、図１２ｃ、図１２ｄ、図１３および図１４の実施形態において、ガイド手段は、線形並進移動（図示せず）するための案内を提供するための手段を含み、この手段は、二次側および一次側の互いに対する直線移動方向での直線的並進移動を案内するように構成されており、移動方向４は、この直線的移動方向に対し平行な方向である。

これらの図において、第１の磁石セットの各磁石についてＳ極ＳからＮ極Ｎに向う第１の配向方向７ａは、直線的移動方向４に対して垂直に配向されている。第２の磁石セットの各磁石についてＳ極ＳからＮ極Ｎに向う第２の配向方向７ｂは、直線的移動方向４に対して垂直に配向されており、これは、第１の方向７ａと反対向きである。

図１１、図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃ、図１１ｄ、図１１ｅ、図１１ｆおよび図１１ｇの実施形態において、ガイド手段は、交流発電機の交流発電機回転軸Ｘ−Ｘを中心にした回転ガイド手段（図示せず）を含む。これらの状況下で、移動方向４は、時計回り方向または反時計回り方向である。これらの実施形態において、第１および第２の磁石セットの磁石のＮ極は、回転軸Ｘ−Ｘに対して半径方向に配向されている。

第１の磁石セットの各磁石について、第１の配向方向７ａは、Ｓ極ＳからＮ極Ｎに向かい、これは外向きに方向づけされている。

第２の磁石セットの各磁石について、第２の配向方向７ｂは、Ｓ極ＳからＮ極Ｎに向かい、これは内向きに方向づけされている。

図２ａ、図３ａ、図５ａ〜図５ｄ、図６ｂ、図７ａ、図７ｃ、図８ｂ、図８ｅ、図１０ａ、図１２ａおよび図１２ｃに示されている本発明の特定の実施形態においては、以下のことが分かる：
・ 第１のコレクタ１０の歯１０ａは、第１および第２の磁石セット５ａ、５ｂの磁石の交互配置８に向かってコア９から延在するように配置されている；
・ 第１のコレクタ１０は、歯１０ａの間の離隔距離を維持するように配置されたスペーサ１２を有しており、これらのスペーサ１２および第１のコレクタ１０の歯１０ａは、前記移動方向４に対し平行な交流発電機１の縦断面平面Ｐｃ内で見たとき、磁石の交互配置８に対面して延在する銃眼状の断面形状を形成している；
・ 第１のコレクタ１０の銃眼状の断面形状の各銃眼は、銃眼の２つの隣接する歯間の距離に対応する銃眼幅Ｌ０を有しており、第１のコレクタ１０の各歯１０ａは、歯１０ａに隣接する２つの銃眼の間で測定した歯１０ａの寸法に対応する歯幅Ｌ２を有している；
・ 交互配置８のうちの各磁石６は、磁石の極ＮおよびＳを含む極軸Ｘｐに垂直な方向で交流発電機１の縦断面平面Ｐｃ内で測定された磁石６の寸法に対応する磁石幅Ｌ１を有し、各々の銃眼幅Ｌ０は、磁石の交互配置８の磁石幅Ｌ１のいずれよりも大きい。

換言すると、図２ａ、図３ａ、図５ａ〜図５ｄ、図６ｂ、図７ａ、図７ｃ、図８ｂ、図８ｅ、図１０ａ、図１２ａおよび図１２ｃに示されているように、第１のコレクタ１０の歯１０ａは、交流発電機１の縦断面平面Ｐｃ内で見た場合、銃眼状の断面形状を形成している。第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石は、この平面Ｐｃに対して垂直に延在しており、こうして、一次側２と二次側３との間の相対的移動の間、磁石６が、銃眼状の断面形状に従って移動し、銃眼の前および歯１０ａの前を交互に通過するようになっている。銃眼の幅Ｌ０は厳密に磁石の幅Ｌ１よりも大きいことから、如何なる時でも、磁石が第１のコレクタ１０の２つの歯１０ａに同時に対面することは不可能である。

この特定の実施形態において、第１および第２のセット５ａ、５ｂの磁石６は全て、同じ磁石幅Ｌ１を有することができ、銃眼は全て同じ銃眼幅Ｌ０を有しており、第１のコレクタ１０の歯１０ａは全て、同じ歯幅Ｌ２を有し、第１のコレクタ１０の歯幅Ｌ２は厳密に磁石幅Ｌ１よりも小さい。

所与の歯幅および歯ピッチについて、この特徴は、磁石の体積を最大限にし、こうして潜在的に歯により収集され得る磁束Ｆを最大限にするのに役立つ。

交流発電機が、図４、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄにある通り磁気トラック１７の両側に設置された複数の二次側３、３’を有している実施形態においては、これらの二次側３、３’は、好ましくは、極ピッチｐの４分の１だけ互いに対しオフセットされており、こうして、二次側の一方が第１または第２の構成にある場合には、そのコア９を通る磁束Ｆは、極ピッチｐの４分の１だけオフセットされている他方の二次側の中の歯の存在によってループされるようになっている。これは、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄ中でも見ることができる。このオフセットは同様に、図１１〜図１１ｇに示されている通り、交流発電機の回転式の変形形態にも適用可能である。図１０にあるように、共に連結され共通の一次側に対面する３つの二次側が存在する場合、二次側の歯間のオフセットは、３相ＡＣを生成できるようにするため極ピッチｐの３分の１であり得ることを指摘しておかなければならない。

図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄの交流発電機は、それぞれ第１および第２の二次側３、３’と呼ばれる複数の二次側３、３’を有し、これらの二次側は共に機械的に連結されて、前記移動方向４に沿って共に移動するようになっている。これらの第１および第２の二次側３、３’の第１のコレクタ１０ａ、１０ａ’は、これらの第１のコレクタ１０ａ、１０ａ’の一方の歯が、専ら第１の磁石セット５ａまたは第２の磁石セット５ｂに属する磁石６に対面している場合には、これらの第１のコレクタ１０ａ、１０ａ’の他方の歯が第１または第２の磁石セットの磁石に対して、
・ 磁石の交互配置の極ピッチｐの８分の１より大きく、かつ好ましくは、
・ 磁石の交互配置の極ピッチｐの４分の１に等しいオフセット値、
だけオフセットされるようになっている。

このオフセットは、第１および第２の二次側３、３’に対する一次側２の移動に対抗する最大磁力を制限することを可能にする。

交互配置の磁石は、均一な形状を有し、極ピッチｐは、同じ磁石セットの２つの連続する極軸Ｘｐの間の距離に対応する。

磁石の極軸Ｘｐは、そのＳ極ＳおよびＮ極Ｎを通過する軸である。

セット内の磁石が同じ均一な形状を有する図示されている実施形態の特定の状況において、極ピッチｐが同様に、移動方向４で測定された磁石幅Ｌ１の２倍に、磁石の交互配置の２つの隣接する磁石間の距離の２倍を加えたものに対応していることが分かる。交互配置の２つの隣接する磁石の間の距離は、概して、磁石の交互配置の隣接する磁石の間に挿入されるスペーサ１４の厚みに対応する。スペーサ１４は同様に互いに均一な形状を有する。

コレクタ１０、１５およびコアが、鉄、鉄／シリコン合金、および／または鉄コバルト合金などの磁気ループを提供するために好適な材料で製造され得るということを指摘しておくべきである。好ましくは、これらの要素は、磁気ループの平面内で分離された材料の薄片の形をしており、これらの薄片は、少なくともいくつかの場所において、例えば電気抵抗性ワニスにより互いに絶縁されている。

典型的には、本発明の交流発電機中で使用される磁石は、
・ 高エネルギー磁石を得ることを可能にするネオジム／鉄／ホウ素合金、もしくは、サマリウム／コバルト合金で製造される；または
・ より安価であるもののエネルギーは低い磁石を得ることを可能にする軽合金もしくはアルミニウム／ニッケル／クロム合金で製造される。

コイルは、銅線、または、アルミニウムのコアを伴う銅を含む線、または、グラフェンタイプの材料、または、銀被覆された銅線から製造される。

一般に、極の配向方向７ａ、７ｂに対して平行な断面平面内で見た歯の断面は、歯を介してコア９に向かう磁束経路に沿って進むにつれて増大し得る。詳細には、第１および第２のコレクタの歯の各々は、歯を介してコア９に向かう磁束経路に沿って進むにつれて増大する前記第１および第２の配向方向７ａ、７ｂに対して平行な歯の断面平面で見た場合の歯の断面を有している。これは特に、コア９に近づくにつれて高さが増大する図１ｃまたは図１１ａ内の歯１０ａについて見られる。これは同様に、コア９に向かう磁束経路に沿って進むにつれて高さが増大する図２ｃおよび図１１ｂの歯１０ｂを通しても見ることができる。この高さの増大は、断面を増大させることを可能にし、こうして、歯の形状を最適化して、磁気飽和または磁場漏出のいかなるリスクも制限しながらその重量を最小限に抑えることができるようにする。

上述の通り、かつ図１３および１４に示されている通り、本発明は最終的に、流体流３２中に浸漬されたときに波打つように構成されたダイヤフラム３１を担持するダイヤフラム支持体３０を含む水中タービンに関する。ダイヤフラム３１は、本発明の少なくとも１つの実施形態の少なくとも１つの交流発電機１に対して機械的に連結されている。ダイヤフラム３１と前記少なくとも１つの交流発電機１との間のこの連結３３は、ダイヤフラムが波打つ場合に、この少なくとも１つの交流発電機１の一次側２および二次側３の間に相対的移動を生成して、交流発電機のコイル１１の端子を横断して電圧を生成するようになっている。

図１４では、交流発電機１が、ダイヤフラムの相対する面のそれぞれに対面して配置された２つの交流発電機のグループを形成していることが分かる。各交流発電機は、第１には、ダイヤフラム３１上の１つの場所から交流発電機１の二次側３が担持するヒンジまで延在する第１のレバー３３を介して、そして第２には、ダイヤフラム３１の別の場所から交流発電機１の一次側２が担持するヒンジまで延在する第２のレバー３３を介して、ダイヤフラムに連結されている。交流発電機のグループの各々は、ダイヤフラム３１の好ましい波打ち方向に対し実質的に平行に整列されている複数の交流発電機で構成されており、このことはすなわち、波がダイヤフラムに沿って伝播するにつれて、レバーはダイヤフラムと共に運動し、所与の交流発電機を担持するレバーの端部は、互いに向かって移動するかまたは互いに離れる方向に移動することを意味している。こうして一対のレバーが担持する交流発電機は、その二次側と一次側との間の相対的移動の作用下で電気を生成する傾向を有する。この移動の間、交流発電機は、その第１および第２の構成の間で連続的に交番し、そのコイルの端子を横断して交流電圧を生成する。タービンの任意の所与の交流発電機について、一次側と二次側との間の相対的移動方向４は、周期的に逆転し、こうして、交流発電機は各移動方向４において交流電圧を生成できるようになることが分かる。交流発電機のグループは、交流発電機がダイヤフラムに対して対称的に設置され、こうしてダイヤフラムが湾曲した場合に、湾曲の内側にある交流発電機が短縮され一方外側にある交流発電機が伸長されるような形で、配置され得るということを指摘しておかなければならない。同様に、ダイヤフラムの相対する面に対面して位置する交流発電機のグループをオフセットすることで、波打ちがダイヤフラムに沿って移動する場合に、ダイヤフラムの相対する側にある２つの対面する交流発電機が同時にそのストロークの終端に至ることが決してないようにすることも可能である。交流発電機の「ストロークの終端」なる用語は、交流発電機を伸長させるかまたは短縮するために、その二次側および一次側の移動方向が逆転する場合に、交流発電機が取る位置を意味するために使用されている。これは、ダイヤフラムに沿った波の伝播をより容易に開始できるようにするために有用である。

このタービンは、交流発電機１から遠隔のコンバータ回路を含むことができ、交流発電機のコイルの少なくとも一部は、電流導体を介してコンバータ回路に電気的に接続されている。コンバータ回路は、このとき、それに接続されているコイル１１の少なくとも一部によって生成される電圧を取出し、この少なくとも１つの遠隔コンバータ回路の出力端子において出力電気を生成するように構成されている。

このようなコンバータ回路は、たとえコンバータに接続されているコイルの一部が故障しても、タービンが作動し続けることを可能にする。こうしてタービンは、メンテナンス作業を必要とせずに劣化モードで作動し続けることができる。

このコンバータ回路の別の利点は、それが複数のコイルに由来する電気エネルギーを蓄積することを可能にし、こうして、調節されかつコイル５により個別に生産される電力よりも大きい電力を送出することができるという点にある。

これらの交流発電機は、ダイヤフラムの片面のみまたは両面に配置可能であるということを指摘しておかなければならない。

複数のコンバータ２がダイヤフラムの相対する面に配置される場合、それらは、好ましくはダイヤフラムの縦断面平面に対し平行な平面内で整列され、ダイヤフラムの両側から等距離のところに存在して、前記平面に対して対称的に配置される。

多相電流を生成するために交流発電機１のコイルを、コンバータ回路に接続することも同様に可能である。

本発明の交流発電機１の第１の実施形態の斜視図である。 図１の交流発電機の第２のコレクタ１５を示し、この第２のコレクタは、積層間に磁束を通過させるために層を積重ねることによって製造されており、層の一部は、第２のコレクタ１５の歯１０ｂを形成する一側面を各々有する、それぞれのフレームの形をしており、他の層は、片側が開放している、それぞれのフレームの形をしており、これらの層は歯間離隔距離を画定するように形成されている。 その歯１０ａが一定の離隔ピッチＰｘ１で離隔されている状態で、図１の交流発電機の第１のコレクタ１０と交流発電機のコア９とを示す。 図１の交流発電機１の二次側３をその第２のコレクタ１５が無い状態で示す。 図１の交流発電機１の断面図であり、断面は、内部を二次側３および一次側２が互いに対して移動する移動平面Ｐｃ中にあり、交流発電機はその第２の構成にある。 第１のコレクタ１０の歯１０ａが内部に延在している断面平面内の図１の交流発電機１の断面図であり、交流発電機はその第２の構成にある。 図２ｂの断面平面と平行でかつ内部に第２のコレクタ１５の歯１０ｂが延在している断面平面内の図１の交流発電機の断面図であり、交流発電機１はなおも第２の構成にある。 歯１０ａが第１のセット５ａの磁石に対面し、歯１０ｂが第２のセット５ｂの磁石に対面している状態で、交流発電機が第１の構成にある間の、移動平面Ｐｃ内の図１の交流発電機の断面図である。 図２ｂと同一であるが、この図では、交流発電機はその第１の構成へと移行している。 図２ｃと同一であるが、この図では、交流発電機はその第１の構成へと移行している。 一次側２の磁気トラック８のそれぞれの相対する面に対面して設置された２つの二次側３および３’が存在する実施形態における交流発電機１を示す。 移動平面Ｐｃ内の図４の交流発電機の断面図であり、ここでこの交流発電機１の第１の二次側３は、第１の構成に置かれている。 交流発電機の第２の二次側３’がその第１の構成に置かれている、すなわちその第１のコレクタのその歯１０ａが第１のセット５ａの磁石に対面している、図５ａの図と同一の図である。 交流発電機の第１の二次側がその第２の構成に置かれている状態の、図５ａの図と同一の図である。 交流発電機の第２の二次側３’がその第２の構成に置かれている状態の、図５ａの図と同一の図であり、これらの図５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは、それぞれに、交流発電機の完全な１サイクル中に交流発電機が取る連続する構成を示しており、ここで反対のサイクルは、移動方向４を逆転させることによって行なわれる。 １つの二次側３の第１および第２のコレクタ１０および１５の歯１０ａおよび１０ｂが見られる本発明の交流発電機の分解図であり、これらの歯は挟まれており、一次側２の同じ面に対面しており、この図では、コレクタの歯は、交流発電機１の組立てをより容易にするために個別に取外し可能である。 図６ａの交流発電機の移動平面Ａ−Ａ内の部分断面図である。 図６ａおよび６ｂに示されたコレクタの歯にそれぞれ対面する状態で設置すべき第１および第２のコレクタ１０および１５の部分を示す。 ２つの二次側３および３’のコレクタが共に組み立てられた状態の、図６ａの交流発電機を完全に示している。 交流発電機１が、一次側２の別の磁気トラック１７の両側に設置された２つの二次側３および３’を有しており、二次側３および３’の第１のコレクタが、コイル１１のコア９と、コレクタ１０、１５と、を含むそれぞれの単一の部品として一体的に形成されている、別の特定の実施形態にある本発明の交流発電機の斜視図である。 第１のコレクタの歯１０ａが第２のコレクタ１５の歯１０ｂに対してオフセットされていることが分かる、図７ａの交流発電機の側面図である。 図７ａおよび図７ｂの交流発電機を示すＣ−Ｃ上での縦断面図であり、その第１の二次側３が第２の構成にある（磁束はコアから第１のコレクタの歯に向かって進む）。 第１の二次側３がなおも第２の構成にある状態の図７ａ、７ｂおよび７ｃの交流発電機のＤ−Ｄ上の横断面図であり、磁気ループがコア９から第１のコレクタ１０の歯１０ａまで移行し、次に一次側の磁気トラックに隣接する磁石を通過してから第１の二次側３の第２のコレクタ１５に向かって上昇し、最後に第１の二次側３のコア９まで戻っているのが分かる。 交流発電機を示す横断平面Ｄ−Ｄに平行な平面内の断面図であり、図７ａ〜図７ｅの交流発電機の実施形態において、所与の二次側３の第１のコレクタの歯１０ａが、同じ所与の二次側３の第２のコレクタ１５の歯が内部に延在している平面とは異なる平面内に延在しており、磁気ループの一部分が図７ｃに見られる磁気トラック１７の隣接する複数の磁石を経由して通っていることが分かる。 本発明の交流発電機の一部分の斜視図であり、この交流発電機は、交流発電機１が、まず、第１の一次側２の磁気トラック１７の両側に設置された２つの二次側３および３’を有し、次に、第２の一次側２’の別の磁気トラック１７’の両側に設置された２つの他の二次側３’’および３’’’を有している、別の特定の実施形態におけるものである。 図８ａの交流発電機の２つの一次側２のうちの一方の両側に設置された、２つの二次側３および３’のＢ−Ｂ上の縦断面である。 ２つの磁気トラック１７および１７’が互いに平行であり共通の平面内に延在していることが分かる、図８ａの交流発電機の平面図である。 一部が図８ａ、図８ｂおよび図８ｃに示されている交流発電機全体を示す斜視図であり、この図は、それぞれ、２つの互いに平行な磁気トラック１７および１７’に対面しかつ２つの第１の二次側３および３’’の間に磁気的連続性を提供するようにプレート状部品３５によって共に連結されている二次側のうちの２つの二次側３および３’’を示しており、ここには同様に、それぞれ２つの平行な磁気トラック１７に対面しかつ２つの二次側３’および３’’’の間に磁気的連続性を提供するように別のプレート状部品３５’により共に連結されている４つの二次側のうちの２つの他の二次側３’および３’’’も見られ、こうして磁気ループは、２つの磁気トラック１７および１７’を横断することによりこれら４つの二次側３、３’、３’’、３’’’を経由して通ることができる。 図８ｄの交流発電機のＥ−Ｅ上での縦断面図であり、それぞれ同じ磁気トラックに対面して設置された二次側３、３’、３’’、３’’’の第１のコレクタの各歯が全て、磁気トラックの同じ第１または第２の磁石セットに対面していることを示している。 図８ｄおよび８ｅの交流発電機のＦ−Ｆ上での横断面図であり、この断面平面Ｆ−Ｆは、断面平面Ｅ−Ｅに垂直である。この断面平面Ｆ−Ｆにおいて交流発電機１内で所与の瞬間に形成される磁気ループが、一次側に対する二次側の同時移動中に交互に方向を変更するこの磁気ルーピングを可能にするために互いにオフセットされた磁石セットを有する一次側の２つの磁気トラック１７および１７’およびその４つの二次側３、３’、３’’、３’’’を経由して通っていることは明白に分かる。 一次側２が磁石６の積重ね体の形をしており、各磁石が中空の中心を伴うディスクの形をしておりかつ半径方向に配向されたＮ極とＳ極とを有している（第１のセット５ａの磁石のＮ極は一次側の外側に向かって配向されており、第２のセット５ｂの磁石のＮ極は一次側の内側に向かって配向されている）本発明の交流発電機１の特定の実施形態を示す。この図において、互いに同一である二次側３は、一次側２の周りに星形構成で配置されており、積重ねられた磁石の交互配置８の磁石６は互いに分離されるかまたはスペーサ１４によって離隔されており、第１のコレクタ１０の歯１０ａに対面する各磁石６は、第２のコレクタ１５の歯１０ｂから離隔されており、その逆もまた同様であり、第２のコレクタ１５の歯１０ｂに対面する各磁石６は、第１のコレクタ１０の歯１０ａから離隔されており、この図において、電圧は磁石の積重ね体の縦軸に沿って単一の一次側２に対するこれらの二次側３の移動中にコイル１１の端子を横断して生成されており、この積重ね体は自由に回転することができ、交流発電機１に対する構成変更を一切発生させることなく並進運動だけによって構成変更が導かれる。 図９の実施形態に実質的に類似した本発明の一実施形態を示すが、この実施形態では、各第２のコレクタ１５は、ディスク形磁石６の積重ね体に対して平行な湾曲した部分２０を介して対応するコアに連結されており、この実施形態は、第２のコレクタ１５がプリズムコレクタである図９の交流発電機に比べて交流発電機の重量−出力比を増大させるようにコレクタの形状を最適化するのに役立つ。 磁石６の積重ね体の旋回軸を含む断面平面内の図１０の交流発電機１の縦断面図である。この図では、各所与の二次側３について交流発電機１が取る構成の如何に関わらず、第１のコレクタ１０の歯１０ａが一次側２の一方の磁石セット５ｂの磁石６に専ら対面している場合には、第２のコレクタ１５の歯１０ｂは他方の磁石セット５ａの磁石に専ら対面しており、磁束Ｆは、少なくとも２つのスペーサ１４および少なくとも３つの隣接する磁石を通過することによって、歯１０ａおよび１０ｂの間を通っていることが分かる。 一次側２の周りに分布した二次側３が見られる一断面平面における図１０および図１０ａの交流発電機１の横断面図である。この図は、第１のコレクタ１０の歯１０ａと、第２のコレクタ１５の歯１０ｂと、が全て、交流発電機の旋回軸に垂直な複数の平面内に延在しているものの、任意の所与の二次側３について、第１のコレクタ１０の歯１０ａが、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが内部に延在している平面から離隔された平面内に延在していることが分かるということを示しており、ここで、これら２つの平面は、歯１０ａが専ら第１および第２のセットのうちの一方のセットの磁石に対面している場合には、第２のコレクタの歯１０ｂが必然的に専ら第１および第２のセットのうちの他方のセットの磁石に対面することになり、第２のコレクタ１５の１つの歯１０ｂに隣接する第１のコレクタの各歯１０ａが必然的に磁石６の交互配置の隣接する磁石に対面することになるような距離だけ、離隔されている。 図１０、図１０ａおよび図１０ｂの交流発電機の横断面図であり、図１０、図１０ａおよび図１０ｂは、図１０ｃの断面平面に対して平行な断面平面内にあるものの、図１０ｃにおいては、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが内部に延在している。ここでもまた、歯１０ａおよび１０ｂは、磁石積重ね方向にオフセットされて、これらの歯がそれぞれに、磁石６の異なるセット５ａおよび５ｂに属する磁石に対面するようになっていることが分かり、この図は、図１０ａおよび図１０ｂ中に見ることのできる磁気ループについて連続性がどのように達成されているかを示しており、ここで、一次側２と二次側３との間に延在する各磁気ループは、磁石６の積重ね体に沿って一次側２内で軸方向に延在する部分を有している。 円筒形状の一次側２が、一次側２の旋回軸と一致する回転軸Ｘ−Ｘを中心にして二次側３に対して回転するように組付けられている、本発明の交流発電機を示している。この図では、磁石６は、棒の形をしており、軸Ｘ−Ｘに平行に一次側２の周囲に配置されており、第１および第２の磁石セットの磁石は、それらの極軸が軸Ｘ−Ｘに対して半径方向である状態で交互に配置され、第１のセット５ａの磁石のＳ極は一次側の内側に向かって、すなわち軸Ｘ−Ｘに向かって配向されており、そのＮ極は一次側の外側に向かって配向されており、一方、第２のセット５ｂの磁石のＮ極は二次側の内側に向かって配向され、そのＳ極は外側に向かって配向されている。 図１１の交流発電機１の２つある二次側３のうちの一方の分解組立斜視図であり（これらの二次側は互いに同一である）、この二次側３は、円筒形状の一次側２の湾曲に対面して設置するように設計されており、この目的で、二次側のそれぞれの第１および第２のコレクタの歯１０ａおよび１０ｂは軸Ｘ−Ｘに平行であって、二次側の歯と磁石６との間で磁束Ｆを交換できるようになっている。 ２つある二次側３のうち１つのみが示されている図１１の交流発電機の断面図である。この図では、第２のコレクタ１５がコイル１１の周りに金属ループ（ループはフレームである）を形成しており、これらのループの各々が、一方の側では第２のコレクタの歯１０ｂによって、そして他方の側では、それ自体コイル１１の内側に配置されたコア９に連結されたプレート３５の一部によって形成されていることが分かる。 図１１ｂの交流発電機の断面平面Ｋ−Ｋ上の横断面図である。この図は、第１および第２の磁石セット５ａおよび５ｂの磁石６の交互配置、ならびに第１のセット５ａの磁石のＮ極を離れる磁束Ｆを収集してそれをコア９に向かって運ぶ第１のコレクタ１０の歯１０ａと、第２の磁石セット５ｂの磁石のＳ極の間でコア９を離れる磁束Ｆを共用する第２のコレクタ１５の歯１０ｂと、を示している。 第２のコレクタ１５の軸方向端部を通過する断面平面Ｊ−Ｊ上の図１１ｂの交流発電機の横断面図である。この図では、コアを離れる磁束Ｆが第２のコレクタの歯１０ｂに向かって通過し、こうして第２の磁石セット５ｂの磁石のＳ極に向かって戻ることが分かる。 図１１ｂと同一であるが、この図では、交流発電機は図１１ｂ、図１１ｃ、図１１ｄの場合のような第１の構成にはなく、むしろ第２の構成にある。具体的には、図１１ｂでは、一次側２が移動方向４（この例では移動方向は反時計回り方向である）において二次側３に対して枢動しており、図１１ｅでは、第１のコレクタ１０の歯１０ａが第２の磁石セット５ｂの磁石６に対面し、第２のコレクタ１５の歯１０ｂが第１の磁石セット５ａの磁石６に対面し、こうして、交流発電機１が、構成を変更しており、磁束Ｆの方向が、図１１ｂ、図１１ｃおよび図１１ｄの磁束Ｆに対して逆転している。 第２の構成にある間の図１１ｂおよび図１１ｅの交流発電機のＫ−Ｋ上の断面図であり、磁束Ｆは、図１１ｃに見ることのできる磁束Ｆに対して逆転している。 第２の構成にある間の図１１ｂおよび図１１ｅの交流発電機のＪ−Ｊ上の断面図であり、磁束Ｆは、図１１ｄに見ることのできる磁束Ｆに対して逆転している。 本発明の交流発電機１の別の実施形態を示し、この図では、二次側３および一次側２の間の相対的運動は、移動方向４での並進運動であり、この実施形態において、二次側は、なおも、コア９と、磁石６の交互配置と、の間に位置する第１のコレクタ１０を含んでおり、この第１のコレクタ１０は、なおも、磁石セットのうちの一方にだけ選択的に対面して配置されるように磁石６の交互配置に対面して配向された歯１０ａを有しており、この二次側３は、コア９の他方の端部から延在しコア９の周辺コイル１１の両側を通って磁石の交互配置８の磁石に対面する第２のコレクタ１５を有しており、第２のコレクタ１５の歯１０ｂは、第１のコレクタの歯１０ａに対面するものと同じ磁石と対面している；歯１０ａと歯１０ｂとに対面するこれらの磁石６の各々は、歯１０ａと１０ｂとの間に設置されている；磁束Ｆは、歯１０ａおよび１０ｂの間で共用され、所与の磁石セットの磁石のみを通過する磁気トラック１７を通して横断する；この例中の交互配置の磁石６は、スペーサ１４によって互いに分離されている。 １つの平面内に延在する平行な複数の棒の形をしている複数の磁石６の横断平面上の、図１２の交流発電機の縦断面図であり、この図では、歯１０ａの１つに対面して配置された各磁石が同様に、歯１０ｂの１つにも対面し、これらの歯１０ａおよび１０ｂが磁石の相対するＮ極およびＳ極に対面し、こうして磁石を通る磁気ループを提供し、磁束Ｆを収集してコア９を通過させていることが分かる。 互いに平行な磁石の交互配置の磁石６のうちの１つが、内部で長さ方向に延在している、移動方向４に垂直な断面平面内の図１２の交流発電機の横断面図である。 図１２ａの図と同一の図であるが、この図では、二次側３および一次側２が、方向４での移動により、互いに対してシフトされている；第１および第２のコレクタ１０および１５の歯が専ら第１の磁石セット５ａの磁石に対面している状態にある第１の構成における交流発電機を示す図１２ａおよび１２ｂとは異なり、この図では、交流発電機１は、第１および第２のコレクタ１０および１５の歯が磁石６の第２のセット５ｂに専ら属する磁石６に専ら面している状態にある第２の構成にある。この図では、磁束Ｆが図１２ａに示されたものとは反対向きの方向を向いていることが分かる。 この図中の交流発電機が第２の構成にあり、この図中の断面で示された磁石が第２の磁石セット５ｂの一部を成しているという点を除いて、図１２ｂの断面と同一の図１２の交流発電機の横断面図である。 ダイヤフラムが流体流３２内で波打つことができるようにするのに好適であるダイヤフラム支持体３０により担持されたダイヤフラム３１に沿って設置された本発明の複数の交流発電機１を含む、本発明の水中タービンの斜視図であり、各交流発電機１は、ダイヤフラムに対し連結手段３３により機械的に連結されており、そのため波打つ間、交流発電機の二次側３および一次側２は移動方向に互いに対して移動して、交流発電機のコイルの端子を横断して電圧を発生させるようになっている。各交流発電機について、その二次側および一次側は、これらの部分を互いに対して線形に案内するための線形ガイド手段によって、共に機械的に連結されている。 図１３のタービンの側面図である。

第２および第３の離隔ピッチＰｘ２およびＰｘ３は、互いに等しく、第１の離隔ピッチＰｘ１は、二次側３および一次側２の間の互いに対する移動の間、常に、第１のコレクタ１０の全ての歯１０ａが、磁石セット５ａ、５ｂのうちの一方のセットの１つの磁石に対面する瞬間的表面積を有し、歯１０ａのこれらの瞬間的表面積が互いに等しいものとなるような形で選択されているということを指摘しておかなければならない。

二次側３と一次側２との間の一定の相対的速度での移動中のピッチＰｘ１、Ｐｘ２およびＰｘ３のこれらの特徴の結果として、コイル１１の端子を横断する電圧が、実質的に一定である周波数および振幅の交流波形で変動することが分かる。この交流波形は、三角形の周期信号に近い。さらに、交流発電機１のこれらの特徴によって、電圧についてのこの交流波形が、二次側３と一次側２との間の相対的移動方向に依存せず、この移動の相対的速度のみに依存することが分かる。

このコンバータ回路の別の利点は、それが複数のコイルに由来する電気エネルギーを蓄積することを可能にし、こうして、調節されかつコイル１１により個別に生産される電力よりも大きい電力を送出することができるという点にある。

Claims (16)

1. 少なくとも１つの移動方向（４）において互いに対して移動可能である磁気一次側（２）と磁気二次側（３）とを含む交流発電機（１）において：
   ・ 前記一次側（２）が、第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）を含み、前記磁石セット（５ａ、５ｂ）のうちの磁石（６）の各々が、Ｎ極（Ｎ）とＳ極（Ｓ）とを含み、前記第１の磁石セット（５ａ）の前記磁石（６）のＮ極（Ｎ）が、同じ第１の配向方向（７ａ）に配向されており、前記第２の磁石セット（５ｂ）の前記磁石のＮ極（Ｎ）が、前記第１の配向方向（７ａ）とは反対向きの同じ第２の配向方向（７ｂ）に配向されており、前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の磁石（６）が、第１の磁石セット中の磁石と第２の磁石セット中の磁石との交互配置を形成するような形で配置されており；
   ・ 前記二次側（３）が、コア（９）と、前記コア（９）を取り囲むコイル（１１）と、を含み；
   前記二次側（３）が、前記コイル（１１）の第１の極面（１１ａ）が内部に広がる平面と、前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の前記磁石（６）のうちの少なくとも一部と、の間で前記コア（９）から延在している第１のコレクタ（１０）を有しており；前記第１のコレクタ（１０）が、前記少なくとも１つの移動方向（４）に沿った前記一次側（２）に対する前記二次側（３）の移動中に、前記交流発電機（１）が第１および第２の互いに明確に異なる構成を交互に取る形で互いに離隔された歯（１０ａ）を有し、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が、前記第１の構成にあるとき、専ら前記第１の磁石セット（５ａ）に属するそれぞれの磁石（６）に対面し、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が、前記第２の構成にあるとき、専ら前記第２の磁石セット（５ｂ）に属するそれぞれの磁石に対面することを特徴とする、交流発電機。
2. ・ 前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が、第１の離隔ピッチ（Ｐｘ１）と呼ばれる一定の歯離隔ピッチで互いに離隔されており；
   ・ 前記第１の磁石セット（５ａ）の前記磁石が、第２の離隔ピッチ（Ｐｘ２）と呼ばれる前記第１の磁石セットの前記磁石のための一定の離隔ピッチで互いに離隔されており；
   ・ 前記第２の磁石セット（５ｂ）の前記磁石が、第３の離隔ピッチ（Ｐｘ３）と呼ばれる前記第２の磁石セット（５ｂ）の前記磁石のための一定の離隔ピッチで互いに離隔されており；
   ・ 前記第２および第３の離隔ピッチ（Ｐｘ２、Ｐｘ３）が互いに等しく、前記第１の離隔ピッチ（Ｐｘ１）が、前記二次および一次側の互いに対する移動の間の各瞬間において、前記第１のコレクタ（５ａ）の各歯が前記磁石セット（５ａ、５ｂ）の一方のうちの１つの磁石に対面する瞬間的表面積を有するようになっており、これらの瞬間的表面積が互いに同一である、
   請求項１に記載の交流発電機。
3. 前記第１のコレクタ（１０）が、６個以上の数の歯を有しており、前記磁石の交互配置（８）のうちの磁石は、前記交流発電機がその第１の構成にあるとき、前記第１のコレクタの各歯が前記第１の磁石セット（５ａ）の対応する磁石に対面するような形で、かつ前記交流発電機（１）がその第２の構成にあるとき、前記第１のコレクタ（１０）の各歯（１０ａ）が前記第２の磁石セット（５ｂ）の対応する磁石（６）に対面するような形で互いに離隔されている、請求項１または２に記載の交流発電機。
4. 前記第１のコレクタ（１０）の前記歯が、前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の前記磁石の交互配置（８）に向かってコア（９）から延在するように配置されており、前記第１のコレクタ（１０）が、これらの歯（１０ａ）の間の離隔距離を維持するように配置されたスペーサ（１２）を有しており、前記スペーサ（１２）および前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が、前記移動方向（４）に対し平行な前記交流発電機（１）の縦断面平面（Ｐｃ）内で見たとき、前記磁石の交互配置（８）に対面して延在する銃眼状の断面形状を形成しており、前記第１のコレクタ（１０）の前記銃眼状の断面形状の各銃眼が、前記銃眼に隣接する２つの歯間の距離に対応する銃眼幅（Ｌ０）を有しており；前記第１のコレクタ（１０）の各々の歯（１０ａ）が、前記歯（１０ａ）に隣接する２つの銃眼の間で測定した前記歯（１０ａ）の寸法に対応する歯幅（Ｌ２）を有しており、前記交互配置（８）のうちの各磁石（６）が、前記磁石の前記Ｎ極およびＳ極（Ｎ、Ｓ）を通る極軸に垂直な方向で、前記交流発電機（１）の前記縦断面平面（Ｐｃ）内で測定された前記磁石（６）の寸法に対応する磁石幅（Ｌ１）を有し、各々の銃眼幅（Ｌ０）が、前記磁石の交互配置（８）の前記磁石幅（Ｌ１）のいずれよりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の交流発電機。
5. 前記第１および第２のセット（５ａ、５ｂ）の前記磁石（６）が全て同じ磁石幅（Ｌ１）を有しており、前記銃眼が全て同じ銃眼幅（Ｌ０）を有しており、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が全て同じ歯幅（Ｌ２）を有し、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯幅（Ｌ２）が厳密に前記磁石幅（Ｌ１）よりも小さい、請求項４に記載の交流発電機（１）。
6. 前記コア（９）が前記コイル（１１）の内部に配置され、前記第１のコレクタ（１０）が前記コイル（１１）の外側に延在し、前記第１のコレクタ（１０）の中央部分が前記コア（９）と前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の前記磁石（６）の一部との間に位置しており、前記第１のコレクタ（１０）の２つの側方部分がそれぞれ、前記第１のコレクタ（１０）の前記中央部分の両側に配置され、これらの側方部分が前記コイル（１１）と前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の前記磁石（６）との間で前記コイル（１１）の前記第１の極面（１１ａ）に対面しており、前記第１のコレクタ（１０）の中央または側方部分の各々が、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）の少なくとも１つを担持していることをさらに特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流発電機。
7. 前記コイル（１１）が第２の極面（１１ｂ）を有し、前記コイル（１１）の前記第１および第２の極面（１１ａ、１１ｂ）が前記コイル（１１）の両側に位置しており、前記交流発電機がさらに、前記コイル（１１）の前記第２の極面（１１ｂ）の傍に位置する前記コア（９）の側から前記コイル（１１）の周囲に延在する第２のコレクタ（１５）を含んでおり、前記第２のコレクタ（１５）の一部分が歯（１０ｂ）を有しており、当該歯（１０ｂ）が、前記交流発電機（１）が前記第１および第２の構成のうちの１つにあるとき、前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が、それぞれ、前記磁石セット（５ａ、５ｂ）の一方に専ら属している磁石（６）に対面するような形で、互いに離隔されており、前記第１および第２のコレクタ（１０、１５）の前記歯が同様に、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯が専ら前記磁石のＮ極（Ｎ）に対面しているときには前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が専ら前記磁石（６）のＳ極（Ｓ）に対面し、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯が専ら前記磁石のＳ極（Ｓ）に対面しているときには前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が専ら前記磁石（６）のＮ極（Ｎ）に対面するような形で形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の交流発電機。
8. 前記第２のコレクタの前記歯が、前記第１の極面（１１ａ）と前記第１および第２の磁石セットの磁石の交互配置の面との間に延在しており、前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）から離隔されており、前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が、交流発電機がその第１および第２の構成のいずれか一方に置かれたとき、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の一方に属する磁石（６）に対面し、このとき前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の他方に属する磁石に対面するような形で、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）の間に延在している、請求項７に記載の交流発電機。
9. 前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の前記磁石が両方共、透磁性部品（１６）上に設置されており、前記第１の磁石セットの前記磁石の前記Ｎ極及び前記第２の磁石セット（５ｂ）の前記磁石の前記Ｓ極（Ｓ）が、前記透磁性部品（１６）に対面している、請求項７または８に記載の交流発電機。
10. 前記第１および第２のコレクタの前記歯の各々が、前記第１および第２の配向方向（７ａ、７ｂ）に平行な前記歯の断面平面で見た場合に、前記コア（９）に向かって前記歯を経由して通る磁束経路に沿って進むにつれて増大する歯断面を有している、請求項７〜９のいずれか一項に記載の交流発電機。
11. 前記第２のコレクタの各歯が、閉じた環状の形状の対応する層の周縁部分に沿って形成されており、一方、前記第１のコレクタの各歯が、平らでかつ一定の厚みの対応する層の端部において形成され、前記層が、前記コアから前記歯の前記端部に向かって進むにつれて幅広になっていく、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の交流発電機。
12. 前記第１および第２の磁石セット（５ａ、５ｂ）の磁石（６）が、磁気トラック（１７）の第１および第２の相対する面を有する磁気トラック（８）を形成しており、前記第１のコレクタ（１０）の前記歯（１０ａ）が前記磁気トラック（１７）の前記第１の面（１７ａ）に対面して、前記第２のコレクタ（１５）の前記歯（１０ｂ）が前記磁気トラック（１７）の前記第２の面（１７ｂ）に対面し、前記第１および第２のコレクタ（１０、１５）の前記歯が、前記交流発電機がその第１および第２の構成の一方にあるとき、前記第１および第２のコレクタの前記歯（１０ａ、１０ｂ）が前記第１および第２の磁石セットのうちの同じセットに属する磁石（６）に対面するような形で形成されている、請求項７に記載の交流発電機。
13. 前記コイル（１１）がコア（９）の周りに巻回され、前記交流発電機がその第１および第２の構成のうちの一方にあるとき、前記コア（９）を通る磁束（Ｆ）の方向に垂直な平面内において断面で見た場合に、矩形の形状を有している、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の交流発電機。
14. 前記コア（９）は、前記交流発電機がその第１および第２の構成のうちの一方にあるとき、前記コア（９）を通る前記磁束（Ｆ）の前記方向に垂直な前記平面内において断面で見た場合に、矩形の形状を有している、請求項１３に記載の交流発電機。
15. 複数の二次側を有し、前記二次側（３、３’）がそれぞれ第１および第２の二次側（３、３’）と呼ばれ、これらの二次側が前記移動方向（４）に共に移動するように共に機械的に連結されており、これらの第１および第２の二次側（３、３’）の前記第１のコレクタ（１０ａ、１０ａ’）が、これらの第１のコレクタ（１０ａ、１０ａ’）のうちの一方のコレクタの前記歯が前記第１の磁石セット（５ａ）または前記第２の磁石セット（５ｂ）に専ら属している磁石（６）に対面しているときには、前記第１のコレクタ（１０ａ、１０ａ’）の他方のコレクタの前記歯が前記第１または第２の磁石セットの前記磁石に対して前記磁石の交互配置の極ピッチ（ｐ）の８分の１より大きく好ましくは前記磁石の交互配置の前記極ピッチ（ｐ）の４分の１に等しいオフセット値だけオフセットされるようになっており、このオフセットは、前記第１および第２の二次側（３、３’）に対して前記一次側（２）の移動に対抗する最大磁力を制限する役目を果たし、前記極ピッチ（ｐ）が、同一の磁石セットの連続する磁石の２つの極軸間の距離に対応している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の交流発電機。
16. 流体流（３２）中に浸漬されたときに波打つように構成されたダイヤフラム（３１）を担持するダイヤフラム支持体（３０）を含む水中タービンにおいて、前記ダイヤフラム（３１）が請求項１〜１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つの交流発電機（１）に対して機械的に連結されており、前記ダイヤフラム（３１）と前記少なくとも１つの交流発電機（１）との間の連結（３３）が、前記ダイヤフラム（３１）が波打つときに、前記少なくとも１つの交流発電機（１）の前記一次および二次側（２および３）の間に相対的移動を生成するようになっていることを特徴とする、水中タービン。

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