JP5915951B1 - 磁性流体発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近年、ＯＡ機器の目覚ましい発達により、住宅用固定型電子機器、または携帯用電子機器が、多用されるようになり、大電力は必要ないが、これらの小型機器の電力量を補う簡便な発電装置の必要性が極めて高くなって来ていた。これらの電子機器は、は、電池が一旦切れると全く作動しなくなるため、いつどこでも電源を確保できる発電システムが求められていたが、それにマッチした発電装置がなく、その開発が強く望まれていた。【解決手段】磁性流体密閉容器の内室部には、磁性流体が密封状態で封入されており、磁性流体密閉容器の一部のスロート部の外周には、コイルが設けられており、磁性流体が、コイル部を通過すると、磁性流体が移動することにより、コイル内に励磁電流が発生し、コイルの両端は、蓄電池に連結されており、該蓄電池より、使用機器に連結されていることを特徴とする磁性流体発電装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、磁性流体発電装置に関する。

従来より、給電装置としては、一般電力として、交流電力をコンセントを通じて給電することや、乾電池により給電することが一般的に用いられてきた。
しかるに近年、ＯＡ機器の目覚ましい発達により、住宅用固定型電子機器、または携帯用電子機器が、多用されるようになり、大電力は必要ないが、これらの小型機器の電力量を補う簡便な発電装置の必要性が極めて高くなって来ていた。
これらの電子機器は、電池が一旦切れると全く作動しなくなるため、いつどこでも電源を確保できる発電システムが求められていたが、それにマッチした発電装置がなく、その開発が強く望まれていた。
例えば従来の技術の一つとして「実用新案登録第３１２９６４４号」が、開示されているがあくまでも太陽光等の熱エネルギーを電気に転換して利用するためその転換効率が、低いという欠点を備えていた。

「実用新案登録第３１２９６４４号」

本発明は、従来の欠点であった、いつでも、どこでも電源を確保できる発電装置を提供するものである。

磁性流体密閉容器の内室部には、磁性流体が密封状態で封入されており、磁性流体密閉容器の一部のスロート部の外周には、コイルが設けられており、磁性流体が、コイル部を通過すると、磁性流体が移動することにより、コイル内に励磁電流が発生し、コイルの両端は、蓄電池に連結されており、該蓄電池より、使用機器に連結されている磁性流体発電装置であって、
前記磁性流体発電装置の用途例は、靴の中敷き、又は靴の内底、又は靴下、又はスリッパ等の他、又は衣類、又は人体の各部位で屈曲、伸展を受ける部位で用い、例えばズボンのベルト部、腕又は足の関節部用のサポーター、下着や上着の衣服等であり、
加えて、人体用以外では、建物のフロアーマット、又はソファ、又は椅子の座り用クッション、又は階段のステップ、又はドアの開閉部、又はスイッチ等の圧力を受け、開放されることが、繰返される部位に磁性流体発電装置を配置することが出来、建物のフロアーマット、ソファや椅子の座り用クッション、階段のステップ、ドアの開閉部、スイッチ等の圧力を受け、開放されることが、多く繰り返される部位ならいずれの個所でもよく、使用機器の実用例については、室内、屋外の移動部位と固定部位に分けられるが、
ランプ、又は携帯電話、又はラジオ、又はスマートフォン、又はタブレットＰＣ、又はノートＰＣ、又はＩＣレコーダ、又は各種リモコン、又はカメラ、又は各種電子機器等の使用電力が比較的少ない使用機器であって、

前記磁性流体発電装置は、磁性流体密閉容器の内室部に、磁性流体が、密封状態で封入されており、内室部は、上室部とスロート部と、下室部とにより構成されており、
通常状態では、磁性流体は、上室部内に、存在し、上室部が、外部より圧迫されると、磁性流体は、スロート部を通過し、磁性流体が下室部に移動し、スロート部の外周には、コイルが設けられており、
磁性流体が、スロート部を通過するときに、磁性流体の有する磁場が移動することにより、コイル内には、励磁電流が発生し、コイルの巻き数は、必要とされる電力により１巻き以上で、上限は多数巻きにしてあることを特徴とする磁性流体発電装置を提供する。

磁性流体の主たる構成は、磁性粒状物、界面活性剤、液体により構成されており、磁性粒状物は、例えばマグネタイト、マンガンアルミフェライト、酸化鉄、鉄等の磁性化された磁性物質であり、また磁性流体に混ぜ物として非磁性粒状物を混入させてもよく、
前記磁性粒状物、非磁性粒状物の粒径は、直径１ナノメートル（Ｎｍ）φ〜７００マイクロメートル（μｍ）φのものが選ばれるが、用途とコストに応じて最適な粒径が用いられ、さらに、全体の流動性を増し、磁性粒状物が衝突しないため、界面活性剤で磁性粒状物を処理し、コロイド状になって、ミクロな分散が可能となり、
次に、液体としては、水、イソパラフィン、アルキルナフタレン、等の流動性の良いものが選ばれ、
磁性流体密閉容器の材質は、磁性流体を密封状態で内包でき、非磁性で、可塑性を有する物であればいずれの材質でもよく、例えば可塑性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニール等の合成樹脂、またはゴム系や、ゴム系樹脂、または前記合成樹脂、ゴム系、ゴム系樹脂を浸潤した布、不織布、紙、ガラス繊維、炭素繊維等のいずれかの材料であることを特徴とする請求項１記載の磁性流体発電装置を提供する。

前記コイルの両端は、整流器に連結されており、整流器からは、蓄電池にそれぞれ連結されており、蓄電池からは、陽極線と、陰極線により使用機器に連結されていることを特徴とする請求項１、及び／又は請求項２記載の磁性流体発電装置を提供する。

本発明の装置は、以下の効果を発揮するものである。
（１）磁性流体の優れた特性を利用した電子または電気機器に電気を供給するきわめて実用的装置で、いつでも、どこでも電源を確保できる発電装置を提供するものである。
（２）用途例には、実施例１では、靴１３の中敷き、靴１３の内底、靴下、スリッパに磁性流体発電装置１を配置した利用形態を示す。
用途例には、その他にも種々のものが考えられる。
例えば、人体の各部位で屈曲、伸展を受ける部位で用いる、例えばズボンのベルト部、腕又は足の関節部用のサポーター、衣類等である。
（３）加えて、人体用以外では、建物のフロアーマット、ソファや椅子の座り用クッション、階段のステップ、ドアの開閉部、スイッチ、各種電子機器等の圧力を受け、開放されることが、多く繰り返される部位ならいずれの個所でもよい。
（４）使用機器１１の実用例について述べると、室内、屋外の移動部位と固定部位に、分けられるが、ランプ、携帯電話、ラジオ、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、ＩＣレコーダ、各種リモコン、カメラ、各種電子機器等が考えられる。
それらはほんの１例であるが、使用電力が比較的少ない対象機器であれば、いずれでもよい。
（５）これらの機器は、電源が切れると全く動かなくなるため、実用上重要な場面での必要性が望まれてきたものである。
特に、移動時や、災害時に、一般電力が使用できないときに、極めて有効性を発揮するものである。
（６）今後の次世代機器の発展に伴って、大幅な効果の拡大が望める画期的な発電装置である。
（７）実施例１の上室部３ａ及び／または下室部３ｃは、５角形となっているが、３角形以上の多角形、または、円形、楕円形、任意の曲線形でも良い。
（８）下室部３ｃの内部は、大気圧から真空でもよい。

磁性流体発電装置１の全体構造を示す平面図である。 磁性流体４の移動状態と、電気回路の平面図を示すものである。 実施例１の用途例を示すものである。

本発明は、磁性流体の優れた、特性を利用した電子または電気機器に電気を供給するきわめて実用的装置を提供するもので、いつでも、どこでも電源を確保できる発電装置を提供するものである。

なお、本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。以下図面に基づいて詳細を説明する。

以下、本発明の実施例１について、図面を参照しながら説明する。
この実施例１は、図１、図２、及び図３に示す磁性流体発電装置である。
磁性流体発電装置１は、磁性流体密閉容器２の内室部３に、磁性流体４が、密封状態で封入されている。
図１は、磁性流体発電装置１の全体構造を示す平面図である。
内室部３は、上室部３ａとスロート部３ｂと、下室部３ｃとにより構成されている。
通常状態では、磁性流体４は、上室部３ａ内に、存在している。
上室部３ａが、外部より圧迫されると、磁性流体４は、矢印の方向に押出され、スロート部３ｂを通過し、磁性流体４のほぼ全量が下室部３ｃに移動する。
スロート部３ｂの外周には、コイル５が設けられている。

また、磁性流体密閉容器２のいずれか一部に、給排口１２を設け磁性流体４の補給排出、及び空気圧の調節を行っても良い。
なお、スロート部３ｂの内部は、大気圧から真空でもよい。
図２は、磁性流体４の移動状態と、電気回路の平面図を示すものである。
磁性流体４が、スロート部３ｂを通過するときに、磁性流体４の有する地場が移動することにより、コイル５内には、フレミングの右手の法則により励磁電流が発生する。
コイルの巻き数は、必要とされる電力により１巻き以上で、上限は用途に応じて多数巻きにしても良い。

前記コイル５の両端は、整流器６に連結されており、整流器６からは、電線７により蓄電池８にそれぞれ連結されている。
蓄電池８からは、陽極線９と、陰極線１０により使用機器１１に連結されており、励磁電流が供給される。陰極線はアースＥに接続されている。
図２は、電気回路詳細と磁性流体４が下室部３ｃに移動した状態を示した平面図である。
コイル５の両端は、整流器６に連結されており、整流器６の詳細は、半導体回路で構成されている。
上室部３ａ及び／または下室部３ｃは、図１、図２、図３では５角形となっているが、３角形以上の多角形、または、円形、楕円形、任意の曲線形でも良い。
なお、下室部３ｃの内部は、大気圧から真空でもよい。
またエネルギー源として、従来例にあった太陽光をはじめとする熱源を、磁性流体発電措置に付加し、更に発電能力を高める形態を含めるものである。

次に、それぞれの材質に関して述べると、
磁性流体４に関しては、種々の材質が、知られているが、主たる構成は、磁性粒状物、界面活性剤、液体により構成されている。
磁性粒状物は、例えばマグネタイト、マンガンアルミフェライト、酸化鉄、鉄等の磁性化された磁性物質である。また磁性流体に混ぜ物として非磁性粒状物を混入させてもよい。

前記磁性粒状物、非磁性粒状物の粒径は、１ナノメートル（Ｎｍ）Φ〜７００マイクロメートル（μｍ）Φのものが選ばれるが、用途とコストに応じて最適な粒径が用いられる。
さらに、全体の流動性を増し、磁性粒状物が衝突しないため、合成洗剤の仲間である界面活性剤で磁性粒状物を処理し、ミセル粒子を形成し、水や、油と良く馴染みコロイド状になって、ミクロな分散が可能となる。

次に、液体としては、水、イソパラフィン、アルキルナフタレン、等の流動性の良いものが選ばれる。
付加的には、磁性流体４に流動による泡が発生するのを防止するため、消泡剤を混入しても良い。

磁性流体密閉容器２の材質は、磁性流体４を密封状態で内包でき、非磁性で、可塑性を有する物であればいずれの材質でもよい。
例えば可塑性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニール等の合成樹脂、またはゴム系や、ゴム系樹脂、または前記合成樹脂、ゴム系、ゴム系樹脂を浸潤した布、不織布、紙、ガラス繊維、炭素繊維等のいずれの材料でもよい。
また、磁性流体密閉容器２の内面には、磁性粒状物の状突による摩耗を防止するため、フッ素樹脂加工、ＤＬＣ加工等の滑り加工を施しても良い。

図３は、実施例１の用途例を示すもので、靴１３の中敷き、または、靴１３の内底、靴下、スリッパに磁性流体発電装置１を配置した利用形態を示す。
磁性流体密閉容器の用途例は、靴の中敷き、又は靴の内底、又は靴下、又はスリッパ等の他、又は衣類、又は人体の各部位で屈曲、伸展を受ける部位で用いる。
例えばズボンのベルト部、腕又は足の関節部用のサポーター、下着や上着等の衣服等である。

加えて、人体用以外では、建物のフロアーマット、又はソファ、又は椅子の座り用クッション、又は階段のステップ、又はドアの開閉部、又はスイッチ等の圧力を受け、開放されることが、繰返される部位に磁性流体発電装置を配置することが出来る。
建物のフロアーマット、ソファや椅子の座り用クッション、階段のステップ、ドアの開閉部、スイッチ等の圧力を受け、開放されることが、多く繰り返される部位ならいずれの個所でもよい。

次に、使用機器１１の実用例について述べると、室内、屋外の移動部位と固定部位に分けられるが、
ランプ、又は携帯電話、又はラジオ、又はスマートフォン、又はタブレットＰＣ、又はノートＰＣ、又はＩＣレコーダ、又は各種リモコン、又はカメラ、又は各種電子機器等の使用電力が比較的少ない使用機器であれば、いずれでも良い。

これらの機器は、電源が切れると全く動かなくなるため、実用上重要な場面での必要性が望まれてきたものである。
特に、移動時や、災害時に、一般電力が使用できないときに、極めて有効性を発揮するものであって、今後の次世代機器の発展に伴って、大幅な効果の拡大が望める画期的な発電装置である。

本発明の活用例としては、以上説明したように、使用機器１１の実用例は、室内、屋外の移動部位と固定部位に対しランプ、携帯電話、ラジオ、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、ＩＣレコーダ、各種リモコン等の電源が考えられる。
特に、移動時や、災害時に、一般電力が使用できないときに、極めて有効性を発揮するものであって、今後の次世代機器の発展に伴って、大幅な効果の拡大が望める画期的な発電装置であり、新市場の拡大による、産業の発展に寄与するものである。

１ 磁性流体発電装置
２ 磁性流体密閉容器
３ 内室部
３ａ 上室部
３ｂ スロート部
３ｃ 下室部
４ 磁性流体
５ コイル
６ 整流器
７ 電線
８ 蓄電池
９ 陽極線
１０ 陰極線
１１ 使用機器
１２ 給排口
１３ 靴

Claims (3)

1. 磁性流体密閉容器の内室部には、磁性流体が密封状態で封入されており、磁性流体密閉容器の一部のスロート部の外周には、コイルが設けられており、磁性流体が、コイル部を通過すると、磁性流体が移動することにより、コイル内に励磁電流が発生し、コイルの両端は、蓄電池に連結されており、該蓄電池より、使用機器に連結されている磁性流体発電装置であって、
   前記磁性流体発電装置の用途例は、靴の中敷き、又は靴の内底、又は靴下、又はスリッパ等の他、又は衣類、又は人体の各部位で屈曲、伸展を受ける部位で用い、例えばズボンのベルト部、腕又は足の関節部用のサポーター、下着や上着の衣服等であり、
   加えて、人体用以外では、建物のフロアーマット、又はソファ、又は椅子の座り用クッション、又は階段のステップ、又はドアの開閉部、又はスイッチ等の圧力を受け、開放されることが、繰返される部位に磁性流体発電装置を配置することが出来、建物のフロアーマット、ソファや椅子の座り用クッション、階段のステップ、ドアの開閉部、スイッチ等の圧力を受け、開放されることが、多く繰り返される部位ならいずれの個所でもよく、使用機器の実用例については、室内、屋外の移動部位と固定部位に分けられるが、
   ランプ、又は携帯電話、又はラジオ、又はスマートフォン、又はタブレットＰＣ、又はノートＰＣ、又はＩＣレコーダ、又は各種リモコン、又はカメラ、又は各種電子機器等の使用電力が比較的少ない使用機器であって、
   前記磁性流体発電装置は、磁性流体密閉容器の内室部に、磁性流体が、密封状態で封入されており、内室部は、上室部とスロート部と、下室部とにより構成されており、
   通常状態では、磁性流体は、上室部内に、存在し、上室部が、外部より圧迫されると、磁性流体は、スロート部を通過し、磁性流体が下室部に移動し、スロート部の外周には、コイルが設けられており、
   磁性流体が、スロート部を通過するときに、磁性流体の有する磁場が移動することにより、コイル内には、励磁電流が発生し、コイルの巻き数は、必要とされる電力により１巻き以上で、上限は多数巻きにしてあることを特徴とする磁性流体発電装置。
2. 磁性流体の主たる構成は、磁性粒状物、界面活性剤、液体により構成されており、磁性粒状物は、例えばマグネタイト、マンガンアルミフェライト、酸化鉄、鉄等の磁性化された磁性物質であり、また磁性流体に混ぜ物として非磁性粒状物を混入させてもよく、
   前記磁性粒状物、非磁性粒状物の粒径は、直径１ナノメートル（Ｎｍ）φ〜７００マイクロメートル（μｍ）φのものが選ばれるが、用途とコストに応じて最適な粒径が用いられ、さらに、全体の流動性を増し、磁性粒状物が衝突しないため、界面活性剤で磁性粒状物を処理し、コロイド状になって、ミクロな分散が可能となり、
   次に、液体としては、水、イソパラフィン、アルキルナフタレン、等の流動性の良いものが選ばれ、
   磁性流体密閉容器の材質は、磁性流体を密封状態で内包でき、非磁性で、可塑性を有する物であればいずれの材質でもよく、例えば可塑性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニール等の合成樹脂、またはゴム系や、ゴム系樹脂、または前記合成樹脂、ゴム系、ゴム系樹脂を浸潤した布、不織布、紙、ガラス繊維、炭素繊維等のいずれかの材料であることを特徴とする請求項１記載の磁性流体発電装置。
3. 前記コイルの両端は、整流器に接続されており、整流器からは、蓄電池にそれぞれ連結されており、蓄電池からは、陽極線と、陰極線により使用機器に連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の磁性流体発電装置。

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