(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流の流れの改善装置において、
内側箱と、
前記内側箱を覆う外側箱と、
前記内側箱の中に混合される電気石及び酸化鉄の粉体からなる高誘電率の混合層と、
前記混合層の中に配置した金、銀、又は銅からなる電極板と、
磁気層を作り出す磁石と、
前記混合層と装置の負荷に接続された電線と、
を備え、
前記混合層に塩水を含んでいる、
ことを特徴とする電力改善装置。
【請求項２】
前記内側箱は難燃性の素材で形成され、前記外側箱は防水性の素材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力改善装置。
【請求項３】
前記電線が３相交流を供給する電源線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電力改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高調波を減らして電流の効率を上げ、省エネギー化や機器の長寿命化に貢献する電力改善システムに関する。また本発明は、自然鉱物、塩水、金銀銅の導体板、磁気場誘導装置で構成された機構に内外部箱をかぶせた構成を備えた電力改善装置に関する。
【０００２】
本発明は、自然の中に多く散在する鉱物の特性を活かしたものである。電気石の性質を活かして電流の流れの改善と、酸化鉄の特性を活かして高調波を吸収し、抵抗や有害電波を減らすことにより、電流の潤滑な流れを誘導し電力を改善する。また、この鉱物を粉末にして表面積を増やすことや、混合率のノウハウから生まれた省エネ機材である。
【０００３】
２０１１年３月１１日に起きた日本東北地域の大震災で電力不足状況が持続している。既存エネルギー源である石炭や石油に代わる代替エネルギー資源を開発するため、風力、潮力、太陽光、地熱などの脱Ｃ０２エネルギー資源開発に国を挙げて様々な研究が行われている。
【０００４】
このような自然エネルギーで開発、生産されるエネルギーは従来の方法で生産される電気エネルギーに変わって使用される事情がある。最近シェールガスなどの実用化が進められて、ＣＯ２削減による地球温暖化防止に大きく寄与することは期待されるが、実際電気エネルギーを直接消費する電気製品の負荷を減らすことはまだできていない。無論コストの面では大きく寄与できるのであろう。最近はＬＥＤ素子を使用した照明機器や関連ディスプレーなどは国のＰＳＥ規格などの厳しい基準により力率などを０．９以上と規制されていて省エネに貢献することが期待される。
【０００５】
しかしながら既存の機械であるモーターやポンプ、冷暖房機器、洗濯機、冷蔵庫、空調機などのコイル負荷製品の力率は、まだＬＥＤ照明機器のように規制が厳しくない。このため、省エネができる範囲がまだ広いことが現実である。電気製品の規制範囲の中で突入電流や高調波だけの有害電波の数値を見ると突入電流値は２０ｍＡ以下、高調波は平均３０％の含有率となっている。このような機械に大きく負担を与える有害電波と各種抵抗は電力の流れを悪くし、かつ機械の誤作動や不具合を起こし、かつ機械の寿命も短縮することが多いといわれている。自然エネルギーの開発や普及も重要であるが、電流の流れを改善して潤滑な電流の流れを誘導して効率を上げ省エネに繋がる研究開発も同時に行うべきである。
【０００６】
本電力改善装置の開発は、自然石の素材が持つ性質の把握や研究を始め、実際に日本国内に複数の省エネ結果を得た経験からスタートした。電気石が持つ高い誘電率や圧電効果、また酸化鉄が持つ高調波の吸収力、塩化水が持つ誘電物質が化学的応力の応答として生ずる電気的ポテンシャルが開発の根拠である。自然状態でマイナスイオンを３０年以上放出する鉱物である電気石粉末と高調波を吸収して放出する自然石の酸化鉄粉末（応用製品；フェライトコア；東京工科大学、加藤教授チーム開発）の特性を混合させることによりよって、電流の流れの改善により省エネができるまでになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明においては、高調波フィルターや進相コンデンサーなどが設置された場面でも使用できる電力改善装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電力改善装置は、電流の流れの改善装置において、内側箱と、前記内側箱を覆う外側箱と、前記内側箱の中に混合される電気石及び酸化鉄の粉体からなる高誘電率の混合層と、前記混合層の中に配置した金、銀、又は銅からなる電極板と、磁気層を作り出す磁石と、前記混合層と装置の負荷に接続された電線と、を備え、前記混合層に塩水を含んでいる、ことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記内側箱は難燃性の素材で形成され、前記外側箱は防水性の素材で形成されていることを特徴とする。
【００１０】
更に本発明は、前記電線が３相交流を供給する電源線に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力改善装置は、高調波フィルターや進相コンデンサーなどが設置されている場所でも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】誘電率が高い鉱物の混合物を示す概念図
【図２】製品箱の構成を示す概念図
【図３】交流の有効電力と無効電力の関係を示す図
【図４】交流の有効電力と無効電力の関係を示し、伝達される電力と往復される電力を示す図
【図５】銅板銀板の誘導分極板を示す図
【図６】図５の誘導分極板に誘電分極を生じさせた状態を示す図
【図７】誘導分極が生じた状態の図
【図８】誘導性負荷と容量性負荷の関係を示す図
【図９】本発明の電力改善装置の箱構造を示す図
【図１０】本発明の電力改善装置で使用する電線の構造を示す図
【図１１】本発明の電力改善装置で使用する電線の構造を示す図
【図１２】本発明の電力改善装置で使用する電線の構造を示す図
【図１３】本発明の電力改善装置が高調波フィルターや進相コンデンサーなどが設置されてある場所でも使用できることを示す図
【図１４】電力改善装置において、前記負荷に繋がる各層別の構成で３相４線までとした例を示す図
【図１５】高い誘電率や電荷を持つ自然鉱物を混合させた物質を備えた電力改善装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は高調波を減らし電流の効率を上げて省エネや機器の長寿命に貢献した経験を活かした電力改善システムである。具体的には突入電流を極限まで下げる研究の経験（０．１８Ａまで下げた）と高調波を平均８％まで下げた経験を動機として、電力改善をする装置の開発が進められてきた。
【００１４】
本発明の電力改善装置は自然鉱物、塩水、金銀銅の導体板、磁気場誘導装置で構成された仕組みに内外部箱をかぶせられた形態を備える。
【００１５】
図１０〜図１２を参照して説明する。
電線の被覆材を残留電流を極めるために工夫を重ねて得た経験や実測値を根拠にした仕組みがある。電線皮材に配置した鉱物が持つ電荷、鉱物の性質や反応から生じる自由電子や高調波吸収力能力を圧電効果の物理的な特性に活かし電線に電荷の密度を加え、電流の流れを潤滑化し、かつ電線に高調波を吸収し放出する機能を持たせた単複数の電線がある。内外部箱は２重成型、構成となる。基本的な形は正方形や四角形になるが、負荷機器の形によって整形することも可能であるし、屋外仕様の防水タイプでもよい。
【００１６】
電線の長さと結着装置は負荷の容量などで決める。また負荷の相別に電線を設けることができ単相、３層３線から４線まで構成することが可能である。電線の長さと太さは負荷の容量により異なるが、電気の流れは太さに比例し、距離に反比例する公式により決めるが、基本的には現場の施設事情に合わせることとする。基本的には一直線とする。負荷側に決着する端子は後述のように構成し、残留電流を決める。
【００１７】
電流の流れの改善装置は、誘電率が高い電気石、酸化鉄、塩水分などの鉱物其々の自然特性を活かして開発した省エネ機器である。その構成は、図９のように箱と、電線と、圧着端子などで構成される、内部の構成は鉱物粉末である電気石粉末と酸化鉄粉末を混ぜた混合物と銀、銅の粉末、金銀銅素材の電離分極板、磁気層を作り出す磁石などで構成された装置である。
【００１８】
誘導性負荷（モーターなど回転運動をするすべての負荷）に容量負荷（コンデンサー）を取り付けることにより、無効電流値を減らし、有効電流値を上げることで電流の流れを改善することになり、省エネに繋がる。この結果、電流量が小さくなる。すると力率が上げり、省エネと繋がる。
【００１９】
誘電率が高い自然素材を採択することにより、装置の安全性が高まるし、省エネ効果を一層高めることができる。また、装置に通電しない仕組みであるため、設置が易しく、また維持管理の面でも優れ、経済性を高めることが期待される。図１は誘電率が高い鉱物の混合物を示す概念図である。
【００２０】
荷電粒子の流れを電流といい、金属中では自由電子が電流を運ぶ導線に電池を繋げたときに電池が持っている起電力が導線内に電場を生じ、それによる力を受けた荷電粒子が動いて導線に一定の電流が生じる。導体のある断面を微小時間ｄｔの間に電荷ｄＱが通過するとき、時間当たりの電荷を電流の強さという。
【００２１】
【数１】
0006274523.tif 000002
【００２２】
金属導体の両端に電圧Ｖを加えると、電場Ｅ（＝Ｖ／ｌ）が生じることから金属導体中の自由電子はクーロン力Ｆ（＝ｅＶ／ｌ）を受ける。そのため、電子は絶えず加速され、速さは限りなく大きくなるように思われているが、実際には陽イオンの熱振動によって、自由電子の動きを妨げる抵抗力が働き、電子の流れる速さは一定になる。この抵抗力は電子の流れる速さｖに比例（比例定数ｋ）すると考えると、クーロン力Ｆと抵抗力ｋｖとの釣り合いから、図３、図４に示す関係が得られる。
【００２３】
電力改善装置の内箱の中に混合された酸化鉄粉末と電気石粉末は外部からの電圧（電位差）を受け、自由電子を作り出す。この自由電子は、銅板、銀板などからなる誘導電極板の直線面上に正負の電荷の組として無数に並んで位置される。物質の基本性質である電荷は連続的に発生し、生成したり消滅したりしない。図２は、製品箱の構成を示す概念図である。
【００２４】
図５を参照して説明する。
銅板銀板の誘導電極板は電荷を集め、電荷を自由電子として放出する。外側の電子は自由電子となっていて格子上を動き回ることができ、金属に電位差（電圧）を印加すると、電場に影響されて自由電子が一方向に流れ出す。それが電気の流れ（電流）となる。電流とは電子の移動なのである。荷電粒子の流れを電流といい導電金属中では自由電子が電流を運ぶ。導体のある断面を微小時間ｄｔの間に電荷ｄＱが通過する。とき、時間当たりの電荷を電流の強さという（Ｉ＝ｄＱ／ｄｔ（Ｑは電荷量で１．６０×１０−１９））。自由電子となっていて格子上を動き回ることができ、そのために金属は導体となっている。金属に電位差（電圧）を印加すると、電場に影響されて自由電子が一方向に流れ出す。電子の流れが抵抗なく流れると各種の有害電波や熱などが減り、省エネに繋がる。
【００２５】
図６を参照して説明する。
内箱の中に混合される酸化鉄粉末と電気石粉末を混ぜた混合物は塩水に分解され、イオン分極を作り出す。中に入る銅板、銀板、金板などの誘導電極板は混合物の両側に直面線状や半円形にそれぞれ位置させることができる。この直線面状に位置される銅板、銀板、金板（誘導電極板）などに電荷を集め、電荷を自由電子として図６のように並べさせ電線を通じ電位差で負荷側に電子が流れていくようにする。
【００２６】
図７を参照して説明する。
誘電分極とは、誘電体に外部電場をかけたときに、その誘電体が電気的に分極する現象のことをいう。電気分極ともいわれる。電場によって微視的な電気双極子が整列することで引き起こされる。正負の電荷の組が無数に並んでいる状態であるため、内部にも電位差が生じる。誘電性の源は誘電体内部に電気双極子が生じることである。これを誘電分極と呼び、電子分極、イオン分極、配向分極、空間電荷分極に分類される。電極間に異なる電荷が蓄積された場合、プレート間に電界が生じることにより電荷は電極から他方の電極へ移動する。この電界は単純な平行板コンデンサーにおいて電位差Ｖ＝Ｅ・ｄを生み出す間的に分離された電荷は電界と電位を発生する。電気容量器（コンデンサー）の原理で説明すると下記の公式から見て誘電率εを高めることに着目して、
【００２７】
【数２】
0006274523.tif 000003
【００２８】
容量は誘電分極（電極）の面積に比例、分極間の距離に反比例する。同様に誘電体の誘電率にも比例する。
【００２９】
本発明は、コイル負荷などの誘導性負荷に対し、コンデンサーなどの容量性負荷をがけ、使用量を削減する発明である（図８参照）。すなわち、
ε＝ε０＋εｕ＝トルマリン、フェライト、ｃｌ−などの物質
である。
【００３０】
自然素材である酸化鉄と電気石は誘電係数（ε）が高いので本発明の装置の容量を上げることにより、省エネ率を高めることができる。
１．高い誘電係数を持つトルマリン（電気石）とフェライト（酸化鉄）鉱物を採用し、誘電率εを高める。
２．トルマリンとフェライトの鉱物を粉末化して表面積を増やし電荷の動き、自由電子の動きを活発化させる。
３．鉱物混合物から生じる自由電子が電線に電荷の密度を高め、電流の潤滑な流れを誘導する。
４．フェライト成分が高調波を吸収し、放出する機能も果たせる。
【００３１】
電子は、自由電子となっていて格子上を動き回ることができ、そのために金属は導体となっている。金属に電位差（電圧）を印加すると、電場に影響されて自由電子が一方向に流れ出す。それが電気の流れ（電流）となるので電流とは電子の移動である。電子の流れが抵抗なく流れると各種の有害電波や熱などが減り、省エネに繋がる。
【００３２】
また、主な混合物である酸化鉄鉱物はフェライトコアのように高調波を吸収し熱として外部に放出することができるから電流の流れに妨げとなる有害電波を減らすことも期待される。
【００３３】
図１３を参照して説明する。
そして本発明の電力改善装置は、高調波フィルターや進相コンデンサーなどが設置されてある場所でも使用できる。インバーター装置はモーターの回転数を制御して突入電流の発生抑制や高調波などの有害電波の抑え、機器の効率化を図ることにより機器の寿命を長持ちさせるといわれている。インバーター機器はＤＣで動き制御するから、本電力改善装置はインバーター２次側に取り付けることができる。１２０度ずつ位相がずれた３系統の交流を三相交流という。電圧と電流の波形がずれ、位相差が生じた際、その位相差の余弦を力率という。この力率の改善に用いるのが進相コンデンサーである。進相コンデンサー使用場所にはコンデンサー設置の前後のいずれにも装着可能である。
【００３４】
図１４は、上述の電力改善装置において、前記負荷に繋がる各層別の構成で３相４線とした例を示す。
【００３５】
図１５は、高い誘電率や電荷を持つ自然鉱物を混合させた物質を備えた電力改善装置の構成を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006274523.tif 000006
【図４】
0006274523.tif 000007
【図５】
0006274523.tif 000008
【図６】
0006274523.tif 000009
【図７】
0006274523.tif 000010
【図８】
0006274523.tif 000011
【図９】
0006274523.tif 000012
【図１０】
0006274523.tif 000013
【図１１】
0006274523.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0006274523.tif 000018