JPH01194876A - エネルギー変換器 - Google Patents
エネルギー変換器Info
- Publication number
- JPH01194876A JPH01194876A JP1763688A JP1763688A JPH01194876A JP H01194876 A JPH01194876 A JP H01194876A JP 1763688 A JP1763688 A JP 1763688A JP 1763688 A JP1763688 A JP 1763688A JP H01194876 A JPH01194876 A JP H01194876A
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- Japan
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- magnet
- mover
- superconducting
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- high temperature
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
熱エネルギーを運動エネルギーに変換することで、熱エ
ネルギーを利用して機械運動をさせる装置に関し、 簡易な装置によって容易に熱エネルギーを運動エネルギ
ーに変換可能とすることを目的とし、磁性体と超電導物
質を有する移動体を、ガイドに移動可能に支持し、 該移動体の移動範囲の一端近傍に磁石を配置し、かつ該
移動範囲の該磁石側の端部に低温部を、他方の端部に高
温部をそれぞれ配設した構成とする。
ネルギーを利用して機械運動をさせる装置に関し、 簡易な装置によって容易に熱エネルギーを運動エネルギ
ーに変換可能とすることを目的とし、磁性体と超電導物
質を有する移動体を、ガイドに移動可能に支持し、 該移動体の移動範囲の一端近傍に磁石を配置し、かつ該
移動範囲の該磁石側の端部に低温部を、他方の端部に高
温部をそれぞれ配設した構成とする。
本発明は、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するこ
とで、熱エネルギーを利用して機械運動をさせる装置に
関する。
とで、熱エネルギーを利用して機械運動をさせる装置に
関する。
従来から熱エネルギーを運動エネルギーに変換する方式
として、各種の手法が考案されている。
として、各種の手法が考案されている。
例えば、熱エネルギーによって蒸気を発生させ、蒸気圧
でピストンを駆動するなどの方法が一般的である。
でピストンを駆動するなどの方法が一般的である。
しかしながら、その効率はかならずしも良いものでなく
、効率を上げようとすると大掛かりな装置を必要とし、
設備費が高くなる等の問題があった。
、効率を上げようとすると大掛かりな装置を必要とし、
設備費が高くなる等の問題があった。
本発明の技術的課題は、従来のエネルギー変換装置にお
けるこのような問題を解消し、簡易な装置によって容易
に熱エネルギーを運動エネルギーに変換可能とすること
にある。
けるこのような問題を解消し、簡易な装置によって容易
に熱エネルギーを運動エネルギーに変換可能とすること
にある。
第１図は本発明によるエネルギー変換器の基本原理を説
明する側面図である。１は移動体であり、磁性体１ａと
超電導物質１ｂとからなっている。
明する側面図である。１は移動体であり、磁性体１ａと
超電導物質１ｂとからなっている。
この移動体１は、ガイド手段２に支持され、図上、左右
方向に移動できる。そして該移動体１の移動範囲の一端
近傍に磁石３が配設されている。また該移動範囲の該磁
石３側の端部に低温部４を、他方の端部に高温部５をそ
れぞれ有している。
方向に移動できる。そして該移動体１の移動範囲の一端
近傍に磁石３が配設されている。また該移動範囲の該磁
石３側の端部に低温部４を、他方の端部に高温部５をそ
れぞれ有している。
超電導物質は、超電導状態においてマイスナ効果により
完全反磁性を示す。また超電導物質は、低温において超
電導状態となり、高温になると常電導状態となるが、こ
のように超電導状態と常電導状態との間で相変化を起こ
す温度は、超電導物質の材質によって異なる。すなわち
、液体ヘリウムや液体窒素によって冷却して初めて超電
導状態となる物質もあれば、常温において超電導状態を
示す物質もある。
完全反磁性を示す。また超電導物質は、低温において超
電導状態となり、高温になると常電導状態となるが、こ
のように超電導状態と常電導状態との間で相変化を起こ
す温度は、超電導物質の材質によって異なる。すなわち
、液体ヘリウムや液体窒素によって冷却して初めて超電
導状態となる物質もあれば、常温において超電導状態を
示す物質もある。
したがって本発明における低温部４は、移動体１を構成
する超電導物質１ｂの材質に応じて、超電導状態まで冷
却できるものであり、高温部５は、該超電導物質１ｂを
超電導状態から常電導状態に相変化できるものである。
する超電導物質１ｂの材質に応じて、超電導状態まで冷
却できるものであり、高温部５は、該超電導物質１ｂを
超電導状態から常電導状態に相変化できるものである。
この装置において、いま移動体１の超電導物質１ｂが高
温の場合は、常電導状態のため、マイスナ効果は発生せ
ず、磁石３との間で反発力は発生しない。そのため、Ｑ
））のように、移動体の磁性体ｌａと磁石３との間に作
用する吸着力で、移動体１は磁石３側に移動する。
温の場合は、常電導状態のため、マイスナ効果は発生せ
ず、磁石３との間で反発力は発生しない。そのため、Ｑ
））のように、移動体の磁性体ｌａと磁石３との間に作
用する吸着力で、移動体１は磁石３側に移動する。
磁石３側には低温部４が有るため、移動体ｌが磁石３側
に移動すると、移動体１は、超電導状態になるまで冷却
される。その結果、超電導物質特有のマイスナ効果によ
り、磁石３の発生する磁場に移動体１が反発され、（Ｃ
）のように移動体１は高温部５側に移動する。
に移動すると、移動体１は、超電導状態になるまで冷却
される。その結果、超電導物質特有のマイスナ効果によ
り、磁石３の発生する磁場に移動体１が反発され、（Ｃ
）のように移動体１は高温部５側に移動する。
高温部５側に移動すると、移動体１は再び高温状態とな
り、超電導物質１ｂは超電導状態から常電導状態に変化
する。常電導状態ではマイスナー効果が消滅するため、
完全反磁性も消滅し、磁石３の発生する磁場が、移動物
体中の磁性体１ａに吸着力を及ぼし、（ｂ）のように移
動物体１が磁石３の方向へ吸引される。
り、超電導物質１ｂは超電導状態から常電導状態に変化
する。常電導状態ではマイスナー効果が消滅するため、
完全反磁性も消滅し、磁石３の発生する磁場が、移動物
体中の磁性体１ａに吸着力を及ぼし、（ｂ）のように移
動物体１が磁石３の方向へ吸引される。
このような動作の繰り返しにより、移動体１が、低温部
４と高温部５との間を往復動するので、この移動体１の
運動を取り出して有効に利用できる。
４と高温部５との間を往復動するので、この移動体１の
運動を取り出して有効に利用できる。
なお、高温部５はかならずしも加熱を意味するものでな
く、超電導体が超電導でなくなるように熱交換を行うも
の、あるいは環境でよい。、単に放置することにより、
超電導体が熱エネルギを吸収するならば、何もしなくて
もよい。また低温部４も同様であって、移動体１が熱を
放出するような熱交換作用を有し、超電導状態とするも
のであればよいから、室温以上の高温で超電導を示す超
電導物質であれば、かならずしも特別の冷却手段を必要
としない。
く、超電導体が超電導でなくなるように熱交換を行うも
の、あるいは環境でよい。、単に放置することにより、
超電導体が熱エネルギを吸収するならば、何もしなくて
もよい。また低温部４も同様であって、移動体１が熱を
放出するような熱交換作用を有し、超電導状態とするも
のであればよいから、室温以上の高温で超電導を示す超
電導物質であれば、かならずしも特別の冷却手段を必要
としない。
次に本発明によるエネルギー変換器が実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する。第２図は本発明の
第１実施例を示す断面図であり、回転運動を取り出す例
である。超電導物質１ｂは、液体ヘリウム温度において
超電導を示す物質なため、低温部４は、液体ヘリウム４
ａが容器４ｂに入れられた構造になっている。液体ヘリ
ウム温度において超電導を示す物質１ｂと磁性体１ａか
ら成る移動体１は、ガイド２に沿って上下に移動可能に
支持されている。
具体化されるかを実施例で説明する。第２図は本発明の
第１実施例を示す断面図であり、回転運動を取り出す例
である。超電導物質１ｂは、液体ヘリウム温度において
超電導を示す物質なため、低温部４は、液体ヘリウム４
ａが容器４ｂに入れられた構造になっている。液体ヘリ
ウム温度において超電導を示す物質１ｂと磁性体１ａか
ら成る移動体１は、ガイド２に沿って上下に移動可能に
支持されている。
そして移動体１の下に、液体ヘリウム容器４ｂが配置さ
れ、超電導コイル３ａが液体ヘリウム容器４ｂの中で液
体ヘリウム４ａにより冷却されている。
れ、超電導コイル３ａが液体ヘリウム容器４ｂの中で液
体ヘリウム４ａにより冷却されている。
超電導物質ｌｂが常電導を示す温度以上に移動体１の温
度が高い場合には、超電導コイル３ａの磁場により、超
電導物質ｌｂ中の磁性体１ａが吸引される。
度が高い場合には、超電導コイル３ａの磁場により、超
電導物質ｌｂ中の磁性体１ａが吸引される。
このため移動体１は下降し、液体ヘリウム４ａで冷却さ
れる。冷却された超電導物質１ｂは、超電導状態になり
、マイスナー効果によって完全反磁性を示し、超電導コ
イル３ａと反発し、ガイド２に沿、って上昇する。上昇
した移動体１は、外界の熱を吸収することによって再び
常電導状態になり、超電導コイル３ａに吸引されて下降
する。このサイクルのくり返しで、移動体１は上下に往
復移動する。
れる。冷却された超電導物質１ｂは、超電導状態になり
、マイスナー効果によって完全反磁性を示し、超電導コ
イル３ａと反発し、ガイド２に沿、って上昇する。上昇
した移動体１は、外界の熱を吸収することによって再び
常電導状態になり、超電導コイル３ａに吸引されて下降
する。このサイクルのくり返しで、移動体１は上下に往
復移動する。
移動体１には、リンク機構６とクランク７を介して、回
転軸８が連結されており、移動体１の上下動によって回
転軸８が回転する。
転軸８が連結されており、移動体１の上下動によって回
転軸８が回転する。
この回転を利用し、図示しない機械を作動させることが
できる。このように熱エネルギを機械エネルギに容易に
変換でき、かつ小型で簡単な構造のエネルギ変換器を実
現できる。
できる。このように熱エネルギを機械エネルギに容易に
変換でき、かつ小型で簡単な構造のエネルギ変換器を実
現できる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。移
動体１の動作は前記実施例と同じであるが、第２図と異
なり、移動体１にポンプＰが連結されている。
動体１の動作は前記実施例と同じであるが、第２図と異
なり、移動体１にポンプＰが連結されている。
移動体１とポンプＰのピストン９を固定し、移動体ｌの
」二下運動をそのままポンプＰのピストン９の上下運動
とする。ピストン９の貫通孔１１上端とシリンダ１０下
端に、それぞれ弁Ｂと弁Ａを有しているため、ピストン
９の上下動で弁Ｂ、Ａが交互に開閉して、流体をに方向
にのみ移動させ、ポンプ動作が行なわれる。
」二下運動をそのままポンプＰのピストン９の上下運動
とする。ピストン９の貫通孔１１上端とシリンダ１０下
端に、それぞれ弁Ｂと弁Ａを有しているため、ピストン
９の上下動で弁Ｂ、Ａが交互に開閉して、流体をに方向
にのみ移動させ、ポンプ動作が行なわれる。
本実施例も、小型でしかもエネルギロスの少ないエネル
ギ変換器となる。もちろん、必要ならば、移動体１が上
に移動した時に、移動体１を加熱する加熱装置５を設け
てもよい。この場合、ポンプＰの作動サイクルが速くな
る利点がある。
ギ変換器となる。もちろん、必要ならば、移動体１が上
に移動した時に、移動体１を加熱する加熱装置５を設け
てもよい。この場合、ポンプＰの作動サイクルが速くな
る利点がある。
第４図は第３の実施例を示す図であり、第３図に示した
例と同様、移動体Ｉの動きを利用したポンプの例である
。異なるところは、移動体１に用いる超電導物質１ｂが
、冷却を行なわない状態、つまり室温以上の高温で超電
導状態になる物質を用いることであり、超電導状態から
常電導状態にするために移動体１を加熱するヒータ５を
有している。常温では、超電導物質１ｂのマイスナー効
果により、磁石３の作る磁界に反発して、移動体１がヒ
ータ５の方向に移動する。そこでヒータにより加熱され
た移動体１は、常電導状態になり、移動体１内部の磁性
体１ａが磁石３に引きつけられ、右方向に移動する。移
動体１はそこで放熱されて再び超電導状態になり、ヒー
タ５の方向に移動する。
例と同様、移動体Ｉの動きを利用したポンプの例である
。異なるところは、移動体１に用いる超電導物質１ｂが
、冷却を行なわない状態、つまり室温以上の高温で超電
導状態になる物質を用いることであり、超電導状態から
常電導状態にするために移動体１を加熱するヒータ５を
有している。常温では、超電導物質１ｂのマイスナー効
果により、磁石３の作る磁界に反発して、移動体１がヒ
ータ５の方向に移動する。そこでヒータにより加熱され
た移動体１は、常電導状態になり、移動体１内部の磁性
体１ａが磁石３に引きつけられ、右方向に移動する。移
動体１はそこで放熱されて再び超電導状態になり、ヒー
タ５の方向に移動する。
このサイクルの繰り返しで、ポンプＰが動作する。
ヒータ５により移動体１を加熱するので、熱エネルギを
必要とし、効率は良くないが、工場あるいは火力発電所
等の廃熱を利用したり、ゴミ焼却場の熱、あるいは地熱
等を利用すれば、総合的なエネルギ効率をアップするこ
とができ、エネルギの有効利用が図れる。
必要とし、効率は良くないが、工場あるいは火力発電所
等の廃熱を利用したり、ゴミ焼却場の熱、あるいは地熱
等を利用すれば、総合的なエネルギ効率をアップするこ
とができ、エネルギの有効利用が図れる。
第２図、第３図の例では液体ヘリウムを用いた場合を示
したが、液体窒素温度で超電導を示す物質を、移動体１
の超電導物質１ｂおよび超電導コイルに用いれば、液体
ヘリウムの代わりに、液体窒素を用いればよく、液体ヘ
リウムより安価に実現できる。
したが、液体窒素温度で超電導を示す物質を、移動体１
の超電導物質１ｂおよび超電導コイルに用いれば、液体
ヘリウムの代わりに、液体窒素を用いればよく、液体ヘ
リウムより安価に実現できる。
（発明の効果〕
以上のように本発明によれば、熱エネルギにより超電導
物質の相変化を引きおこし、超電導物質ｉｂと磁石３間
に作用するマイスナ効果と、磁性体ｌａと磁石３間に作
用する吸着力によって、移動体１を移動させ、機械エネ
ルギに変換するため、小型にかつ簡単に効率の良いエネ
ルギ変換器を実現できる。
物質の相変化を引きおこし、超電導物質ｉｂと磁石３間
に作用するマイスナ効果と、磁性体ｌａと磁石３間に作
用する吸着力によって、移動体１を移動させ、機械エネ
ルギに変換するため、小型にかつ簡単に効率の良いエネ
ルギ変換器を実現できる。
第１図は本発明によるエネルギー変換器の基本原理を説
明する側面図、第２図〜第４図は本発明によるエネルギ
ー変換器の各種実施例を示す断面図である。 図において、１は移動体、１ａは磁性体、１ｂは超電導
物質、２はガイド、３は磁石、４は低温部（冷却器、放
熱器）、５は高温部（加熱器、放冷器）をそれぞれ示す
。 特許出願人 富士通株式会社 復代理人 弁理士 福 島 康 文 本発明の基本原ユ 第１図 躬１大施例 第２図 第３図 第４図
明する側面図、第２図〜第４図は本発明によるエネルギ
ー変換器の各種実施例を示す断面図である。 図において、１は移動体、１ａは磁性体、１ｂは超電導
物質、２はガイド、３は磁石、４は低温部（冷却器、放
熱器）、５は高温部（加熱器、放冷器）をそれぞれ示す
。 特許出願人 富士通株式会社 復代理人 弁理士 福 島 康 文 本発明の基本原ユ 第１図 躬１大施例 第２図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）磁性体１ａと超電導物質１ｂを有する移動体１を
、ガイド２に移動可能に支持し、該移動体１の移動範囲
の一端近傍に磁石３を配置し、 かつ該移動範囲の該磁石３側の端部に低温部４を、他方
の端部に高温部５をそれぞれ配設したことを特徴とする
エネルギー変換器。 - （２）前記の移動体１は、磁性体１ａの周囲を超電導物
質１ｂで包み込んだ構成であることを特徴とする請求項
（２）記載のエネルギー変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763688A JPH01194876A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | エネルギー変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763688A JPH01194876A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | エネルギー変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01194876A true JPH01194876A (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=11949353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1763688A Pending JPH01194876A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | エネルギー変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01194876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477527U (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-07 | ||
| KR20230146830A (ko) * | 2022-04-13 | 2023-10-20 | 영남대학교 산학협력단 | 초전소자를 접목한 열-자기-전기 하이브리드 에너지 하베스터 |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP1763688A patent/JPH01194876A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477527U (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-07 | ||
| KR20230146830A (ko) * | 2022-04-13 | 2023-10-20 | 영남대학교 산학협력단 | 초전소자를 접목한 열-자기-전기 하이브리드 에너지 하베스터 |
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