(57)【要約】  本発明はプラスチック、または金属素材の密閉ハウジングとハウジング内部の中央に位置して高分子-粘土ナノ複合体から発生する磁力エネルギーを集積するため、電源線とそれぞれつながっている銅素材の伝導板と伝導板を固定するための絶縁性質のベース用絶縁板と伝導板に蓄積された磁力エネルギーを外部に転送するための電源線である電線とハウジング内部において伝導板が浸るよう、底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体と高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部でセラミック化合物の磁気相互作用を促進するためにハウジングの内壁にコーティングされた上部セラミック層と磁気相互作用を促進する役割を果たすように、上部セラミック層と連動して遠赤外線を放射する内部セラミック層が上下面にコーティングされた内部かぶせ板と内部かぶせ板を一定の高さの空間部に支えるための間隔維持棒とを含む。
2015508986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック、または金属素材の上下部ケースを使った密閉ハウジング（200）と；
前記のハウジング（200）の内部中央に位置して内部高分子‐粘土ナノ複合体で発生する磁力エネルギーを集積するための電源線とそれぞれつながっている銅素材の伝導板（230）と；
前記の伝導板を固定するための絶縁性質のベース用絶縁板231と；
前記の伝導板に蓄積した磁力エネルギーを外部へ転送するための電源線である電線（33）と；
前記のハウジング内部で伝導板が浸るように底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体（215）と；
高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部でセラミック化合物の磁気(electro-magnetic)相互作用を促進するためにハウジング（200）内壁にコーティングされた上部セラミック層（221）と；
前記の磁気相互作用を促進する役割を果たすよう上部セラミック層（221）と連動して遠赤外線を放射し続ける内部セラミック層（223）が上下面にコーティングされた内部かぶせ板（220）；および
前記の内部かぶせ板（220）を一定の高さの空間部において支えるための間隔維持棒（222）とからなり；
前記の高分子‐粘土ナノ複合体（215）はSiO260~70wt%, A12O315~20wt%, Fe2O3 l~5wt%, CaO l~3wt%, Na2O l~5wt%, K2O 0.1~1.0wt%の化学成分を持つベントナイト系の粘  土鉱物を主成分とし、各0.01~5wt%のTiO2, BaOを副成分とし、添加剤としてY2O3    を0.01~1wt%添加し、残りは熱硬化性の高分子物質を混合添加して熱硬化させた  ことを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項２】
プラスチック、または金属素材を使った密閉ハウジング（200）と；
前記のハウジング（200）の内部中央に位置して内部高分子‐粘土ナノ複合体で発生する磁力エネルギーを集積するために電源線とそれぞれつながっている銅素材の伝導板（230）と；
前記の伝導板を固定するための絶縁性質のベース用絶縁板231と；
前記の伝導板に蓄積した磁力エネルギーを外部に転送するための電源線である電線（33）と；
前記のハウジング内部で伝導板が浸るよう底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体（215）と；
高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部でセラミック化合物の磁気(electro-magnetic)相互作用を促進するためにハウジング（200）内壁にコーティングされた上部セラミック層（221）を含め；
前記の高分子‐粘土ナノ複合体（215）はSiO260~70wt%, A12O315~20wt%, Fe2O3 l~5wt%,CaO l~3wt%, Na2O l~5wt%, K2O 0.1~1.0wt%の化学成分を持つベントナイト系の粘土鉱物を主成分とし、各0.01~5wt%のTiO2, BaOを副成分とし、添加剤としてY2O3を0.01~1wt%添加し、熱硬化させたことを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項３】
第１項または２項において、添加剤として3wt%以下のBi2O3とCuOをそれぞれさらに添加し、残りは熱硬化性の高分子物質を混合添加して熱硬化させたことを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項４】
第１項または２項において、伝導板（230）はハウジング（200）の長さの1/2より長くなるように構成したことを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項５】
第２項において、密閉ハウジングの内壁に塗布したセラミックコーティング層の総面積が高分子‐粘土ナノ複合体の体積に対して20%以上になっていることを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項６】
第１項または２項において、電線は電力母線の区分によって各相(phase)上に並列でつながる装置として構成し、電力母線に連結されることを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項７】
第６項において、電線は電力母線が単相２線式の場合、１つの電力低減装置で２つの電力母線に並列連結して一体型で提供され、電気的につながることを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項８】
第６項において、電線は電力母線が三相３線式の場合、１つの電力低減装置で３つの電力母線に並列連結して一体型で提供され、電気的につながることを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【請求項９】
第６項において、電線は電力母線が三相４線式の場合、１つの電力低減装置で３つの電力母線と１つの中性線に並列連結して一体型で 提供され、電気的につながることを特徴とする電気エネルギーの最適化装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は電気エネルギーの最適化装置に関するものである。
【０００２】
〔背景技術〕
各家庭や商業/産業施設から発生する電気エネルギーの伝達効率の低下、つまり、エネルギーの損失はそのほとんどが負荷の動作特性と密接な関係があり、その中でも誘導負荷の動作特性により発生するエネルギーの損失が最も大きな範囲を占めている。
【０００３】
これに対する解決策としてVFD, Soft Starter, 高効率モーターなどの技術が導入されているが、高い費用問題のほか、採用できるモーターの出力範囲が100kW以下であるため、主に低容量モーターに限られており、厳しい直列設置方法および巨大な装置による設置空間の制約があるため、いまだに改善できていないのが現実である。
【０００４】
もちろん、このほかにも発電所から送電用の変電所と配電用の変電所を経て、一般需要者に転送されるまでの送電環境により、多様な形の雑音や変動が含まれるなど、電気の供給過程において電流の移動通路になる電気線路の持つ固有抵抗によってもまた損失が発生する場合もある。
【０００５】
二重送電の際の雑音と連動の問題は、高調波フィルター、UPS、力率訂正などの技術の普遍化に伴い、多くの産業施設がすでに関連問題への解決に向けた装備を導入済みであるか、導入の過程にある。
【０００６】
さらに、電気線路の固有抵抗問題はあらゆる供給経路における電気線路物質を現在より高い電導度の物質に交換しなければならないためず、莫大な費用問題を含む、多様な実効性の問題が浮き彫りになる可能性があり 、仮にこれが実現したとしても、これにより低減できるエネルギー損失の最大値が2％を超えることができないという問題は、この方式そのものの妥当性に対する疑問を持つに十分である。
【０００７】
一般的に遠赤外線とは、電磁波の一種として2.5-1000マイクロメータまでの波長を総称する。ところが、産業分野において主に使われる領域は2.5-30マイクロメータである。前記の遠赤外線は共鳴吸収作用、放射および深達力の物性を持っている。さらに、物質を構成する分子は原子の配列状態によって特有の変角振動、回転振動および伸縮振動運動をする。このような分子の振動波長を示す振動数は分子構造により、特定の値が決定され、通常2.5-30マイクロメータに渡って現れる。その際、物質に遠赤外線を照射するときの放射エネルギーの振動数と分子の振動数とが一致すると分子は遠赤外線の放射エネルギーを吸収して振動がさらに激しくなるが、これを共鳴吸収作用という。このような作用によって運動エネルギーの一部は活性エネルギーに変わり、分子運動が活性化する。
【０００８】
特定波長域の遠赤外線を電流が流れる電気線路に供給するとき、電気線路の伝導体を構成する分子がこれを吸収する共鳴吸収振動を起こし、分子を活性化するように構成する。つまり、電気線路を構成する伝導体に熱力学的活性化エネルギーである回転電磁波(Π-RAY)(Gibbs free energy)を供給する空間を設け、空間内で回転電磁波を発生するセラミック層を内壁に塗布したハウジングと、ハウジングの内部空間において一定の高さで支持され、セラミック層から発散する回転電磁波を吸収および発散を繰り返し、共鳴吸収作用が行われるように助ける内部かぶせ板と、セラミック層から発生する回転電磁波を収集すべく内部かぶせ板の下の空間に取り付けた伝導体である伝導板と、伝導板を通じて収集される回転電磁波を排出するように伝導体につなぐ線路とを含めて構成した技術が韓国特許登録第10-0419312号として知られている。
【０００９】
これは図１乃至図４のような節電装置（100）として、節電装置（100）は、外部からの導波が遮断された金属、またはプラスチックハウジング（10）の内壁には絹雲母などを主材にして、回転電磁波を発散するセラミック層（11）を形成し(望ましくは1ミリの厚さ)、内部空間には一定の高さの間隔保持棒（12）によって支持される内部かぶせ板（20）を取り付け、内部かぶせ板（20）と底面板との間の自由な空間には誘導される回転電磁波が浸透する伝導板（30）をベース用の絶縁板（31）に取り付け、伝導板（30）は電源の連結電線（33）とつながるように構成する。
【００１０】
前記の内部かぶせ板(20)は、ハウジング(10)の内壁と一定の空間ができるサイズを持っており、内部かぶせ板（20）はハウジング（10）の底面との中間に位置するようにベース用の絶縁板（31）の高さを調整する。（21）はかぶせセラミック層、（22）は内部かぶせ板（20）を間隔保持棒（12）に結合するねじ、（32）は伝導板（30）をベース用の絶縁板（31）にねじ結合固定するねじ、（34）は電源電力線とコンセントへつなぐプラグ、（14）はハウジング（10）のカバーである。
【００１１】
これは図２のように節電装置（100）を組み立てた後や組み立てる前にセラミック層(11)が加熱(100-150℃程度がよく、これは150℃を超えるとハウジング(10)の変形の恐れがあり、100℃未満であるとセラミック層の活性化が遅くなり、希望する回転電磁波の生成が難しい)するように(ハウジングが変形しない範囲内で瞬間加熱した方が良い)した後、出荷する。すると加熱によるセラミック層(11)自体の共有結合と結晶化のパイ結合が活性化しながら、それによって回転電磁波が生成される。これらは図３のように多数の波長の形で内部から生成され、これらは内部かぶせ板（20）を経由して、共鳴吸収作用が発生する。これは内部かぶせ板（20）が金属板になっている状態で上・下面にかぶせセラミック層（21）を成しており、金属板の結晶結合とセラミックの共有結合の境界層でより多くの回転電磁波が生成されるため、互いに回転電磁波の発生作用が爆発的に増加する要因となる。つまり、セラミック層（11）のコーティング表面から発散される回転電磁波は、自由空間で内部かぶせ板（20）のかぶせセラミック層（21）と反射および吸収を繰り返しながら回転電磁波に変わる変換運動が連続的に行われる。この場合、内部かぶせ板（20）はハウジング（10）の内壁と一定の空間を成すようなサイズを持つように構成したため、内部かぶせ板（20）の上下面に沿って回転電磁波が吸収と繰り返しを可能にする運動エネルギーを持続的に発散させる作用をする。そして、ベース用の絶縁板（31）は伝導板（30）の位置が底面とかぶせ板（20）の中央に位置するようしているため、伝導板（30）へと誘導吸収される回転電磁波の量を最大にする。
【００１２】
このような回転電磁波は、内部かぶせ板（20）と底面との間の自由空間において最も活性化するため、自由空間にある伝導板（30）に誘導される。このような伝導板（30）は図４のように電源を供給する一般コンセント（40）の電源ユニットと接続されており、電源ユニットと接続されている電力線（41）はそれ自体の回転電磁波の流れはあるが、節約装置（100）のハウジング（10）内において発生する回転電磁波の強さよりは相対的に弱いものであるため、図４のようにハウジング（10）の伝導板（30）と電線（33）を通じてつながっているプラグ（34）をコンセント（40）に接続するとハウジング（10）内で誘導された回転電磁波が電力線（41）に吸収される。
【００１３】
ところが、このような構造はセラミック層の共鳴現象が空間部と内部かぶせ板との回転電磁波によってエネルギーが発生するため、広い内部かぶせ板が必要であり、ハウジングの大きさが大きくなければならないという問題を持っている。さらに、発生したエネルギーを伝導板に誘導する効率が落ちる問題がある。また、遠赤外線を増大させる技術の限界により、大電力系統に採用できないという問題を持っている。
【００１４】
さらに、節電装置の他の従来技術は、キャパシターを応用した方式として、電力化の安定化を図ることはできるが、電力使用者側の実効性の高い電力消費の低減の機能を果たすことが難しく、これは一般的な送電および配電過程において発生する線路損失が1~2%以内の、極めて微々たる量であり、負荷の電力消費過程を見ると、すべての負荷は定格電力消費量を持っているため、供給側から人為的に消費を減らすことは、電力供給の不足を意味するためである。
【００１５】
一方、モーターで代表される誘導負荷の場合、電気エネルギーを運動エネルギーに変える動作の原理上、初期の始動区間において定格消費の最大6倍 多い電力を必要とする。これまでの技術では、誘導負荷の始動区間での定格を超える多量の電力消費をいまだに精巧に制御することができないため、この区間において発生する大量の電力損失もまたやむを得ない状態である。
【００１６】
〔発明の詳細な説明〕
〔技術的課題〕
本発明はこれを解決しようとするものとして、本発明の目的は遠赤外線を通じたエネルギーを磁気活性化した磁力波動エネルギーの発生手段として使い、伝導板に供給することによって、電気エネルギーの伝達効率を最適化した電気エネルギーの最適化装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、従来の技術が扱うことのできなかった新しい造成の特定磁気特性を持つ高分子‐粘土ナノ複合体と遠赤外線技術とを応用して、磁気波動エネルギーの注入によるこれまでとは全く違う方式の電気エネルギーの最適化装置を提供することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、従来の技術が持っている共通課題である制限的な採用容量、大きい体積による設置空間の制約、厳しい直列設置問題などをすべて解決すると同時に、誘導負荷における電気エネルギーの伝達効率の最適化を達成する電気エネルギーの最適化装置を提供することである。
【００１９】
〔課題を解決するための手段〕
そのため、本願発明はプラスチック、または金属素材を使った密閉ハウジングと；
前記のハウジングの内部中央に位置して内部高分子‐粘土ナノ複合体から発生する磁力エネルギーを集積するために電源線とそれぞれ連結される銅素材の伝導板と；
前記のの伝導板を固定するための絶縁性質のベース用の絶縁板と；
前記の伝導板に蓄積された磁力エネルギーを外部に転送するための電源線である電線と；
前記のハウジング内部において伝導板が浸るよう底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体と；
高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部においてセラミック化合物の磁気(electro-magnetic)相互作用を促進するためにハウジング内壁にコーティングされた上部セラミック層と；
前記の磁気相互作用を促進する役割を果たすように、上部セラミック層と連動して遠赤外線を放射し続ける内部セラミック層が上下面にコーティングされた内部かぶせ板；および
前記のかぶせ板を一定の高さの空間部に支えるための間隔維持棒とからなる。
【００２０】
本発明はまたプラスチック、または金属素材を使った密閉ハウジングと；
前記のハウジングの内部中央に位置して内部高分子‐粘土ナノ複合体から発生する磁力エネルギーを集積するため電源線とそれぞれつながっている銅素材の伝導板と；
前記の伝導板を固定するための絶縁性質のベース用の絶縁板と；
前記の伝導板に蓄積された磁力エネルギーを外部に転送するための電源線である電線と；
前記のハウジング内部において伝導板が浸るよう底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体と；
高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部においてセラミック化合物の磁気(electro-magnetic)相互作用を促進するためにハウジング内壁にコーティングされた上部セラミック層とからなる。
【００２１】
前記の高分子‐粘土ナノ複合体の成型前の高分子‐粘土ナノ物質はSiO260-70wt%, A12O3 15-20wt%, Fe2O3l-5wt%, CaO l-3wt%, Na2O l-5wt%, K2O 0.1-1.0wt%の化学成分を持つベントナイト系の粘土鉱物を主成分としており、副成分として各0.01-5wt%のTiO2,  BaOを添加したナノ微粉末物質を高分子硬化性樹脂に分散/硬化して作られる。前記の副成分であるTiO2BaOの添加量が0.01wt%未満であるとその効果が少なく、5w%を超えると比誘電率の効果に差がないため非経済的である。
【００２２】
前記のナノ微粉末物質にはさらに0.01-lwt%のY2O3, 0.01-3wt%のBi2O3とCuOを微量添加した方がよい。前記のY2O3は磁力改善機能を持つものとして、0.01wt%未満であると磁力改善効果が少なく、lwt%を超えると磁力改善機能に差がないため、非経済的である。前記のBi2O3は低温焼結性を改善する機能を持つものとして、3wt%を超えると焼結性が落ちて、耐久性を低下させる。前記のCuOは、誘電損失を改善する機能を持つものといて、3wt%を超えると誘電損失が大きくなり、エネルギー節約効果が落ちる。
【００２３】
前記のような目的を達成するために、本発明の方法は電源線と一端部がつながる電気線路を準備する段階；ナノ粒子の微粉末乾燥粘土(ナノ微粉末)を成分通りに準備する段階；ハウジングの下部ケースを準備する段階；下部ケースにベース用の絶縁版、間隔維持棒および伝導板をねじやボンディングにより取り付ける段階；伝導板と電線である電気線路とをつなぐ段階；ナノ微粉末乾燥粘土を混合比率に従って混合する段階；混合したナノ微粉末を液状の熱硬化性の高分子樹脂に合成してゲル化する段階；ゲル化した高分子‐粘土ナノ複合体を下部ケースに伝導板が覆われるよう注入する段階；注入された高分子‐粘土ナノ複合体を熱硬化する段階；一般大気圧の条件、60~80℃範囲内で72時間の間熱硬化する段階；
内部かぶせ板を間隔維持棒に結合し、下部ケースと上部ケースの壁面と内部かぶせ板の上下面にセラミックコーティングした後、硬化するセラミックコーティング段階；
下部ケースと上部ケースを組み立てる段階を含むことを特徴とする。
【００２４】
前記の混合したナノ微粉末をゲル化する熱硬化性の高分子樹脂の例としては、エポキシ(Epoxy)、ウレタンポリエスター(Unsaturated Polyester)、ポリエチレンテレフタラート(Polyethylene Terephthalate )、ポリスチレン(Polystyrene)のいずれか1つを挙げることができる。
【００２５】
〔発明の効果〕
本発明はハウジングの内壁にセラミック層を塗布して、内部かぶせ板においてエネルギーを活性化し、活性エネルギーは伝導板で集め、電線に供給する節電装置のハウジング内に高分子‐粘土ナノ複合体をハウジング底面から伝導板が覆われるように詰めて、高分子‐粘土ナノ複合体がセラミック層での遠赤外線を通じたエネルギーを受け、磁気活性化した磁力波動エネルギーの発生手段として作用し、このような磁力波動エネルギーは伝導板に活性エネルギーを供給することによって、電気エネルギーを節電する電気エネルギーの最適化装置を提供する。
【００２６】
本発明は遠赤外線を通じた独自エネルギーを空間層を経由して分子‐粘土ナノ複合体において均等かつ持続的に磁気活性化した磁力波動エネルギーを発生させ、伝導板に供給することによって交流電気エネルギーの伝達効率を最適化した電気エネルギーの最適化装置を提供する。
【００２７】
本発明は従来の技術が扱うことのできなかった新しい造成の特定の磁気特性を持つ高分子‐粘土ナノ複合体と遠赤外線技術を応用して、磁気波動エネルギーの注入によるこれまでとは全く新しい方式の電気エネルギーの最適化装置を提供する。
【００２８】
本発明は従来の技術が持っている共通課題である制限的な採用容量、大きい体積による設置空間の制約、厳しい直列設置問題などをすべて解決すると同時に、誘導負荷における電気エネルギーの伝達効率の最適化を達成する電気エネルギーの最適化装置を提供する。
【００２９】
本発明者は磁性性質を持っている高分子‐粘土ナノ複合体に埋もれている伝導板にAC電力の供給過程において発生する交番磁場の相互作用が作り出す磁力波動エネルギーの供給が、線路に流れている伝導電子の移動度を向上させることで、誘導負荷における同じ電力消費量に比べ、約7~11%の効率が向上することを確認し、これは、すなわち7~11%の電力消費の低減効果を意味する。
【００３０】
誘導負荷においても本発明は消費低減ができ、本発明により効率上昇した電気エネルギーの供給が始動区間での高い電力消費を満足させることにより、一般状態での電力供給よりさらに少ないエネルギー損失となるように作用する。
【００３１】
さらに、電灯に代表される抵抗負荷の場合、誘導負荷のように特殊な電力消費区間を持っておらず、動作原理上、誘導負荷のような電力消費低減を得ることはできないが、伝導電子における移動度の向上によるエネルギー効率の改善を通じて約3%の照度向上が図れる。
【００３２】
〔図面の簡単な説明〕
図１は一般的なセラミック層で発散する波長域別のエネルギー波形図、
図２は従来の凹部一部の刻み目の斜視図、
図３は図２の断面図、
図４は従来の使用状態を示す説明図、
図５は本発明の断面図、
図６は設置前後の平均電圧、90℃までの到達時間、および90℃までの消費電力の特性図、
図７は最終消費電力の特性図、
図８は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体の拡大写真、
図９は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体のSQUIDを通じた磁力特性グラフである。
図10は本発明の製造工程図である。
【００３３】
＜図面の主要部分の関する符号の説明＞
200；ハウジング
215；高分子‐粘土ナノ複合体
220；内部かぶせ板
221；上部セラミック層
222；間隔維持棒
223；内部セラミック層
230；伝導板
231；ベース用の絶縁板
33；電線
【００３４】
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、本願発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図５は本発明の凹部断面図で、請求項１項のようにプラスチック、または金属素材の上・下部ケースを使用した密閉されたハウジング（200）と；
前記のハウジング（200）の内部中央に位置して内部の高分子‐粘土ナノ複合体で発生する磁力エネルギーを集積するために電源線とそれぞれつながっている銅素材の伝導板（230）と；
前記の伝導板（230）を固定するための絶縁性質のベース用の絶縁板（211）と；
前記の伝導板（230）に蓄積した磁力エネルギーをハウジング（200）の外部に転送するための電源線路である電線（33）と；
前記のハウジング（200）の内部において伝導板（230）が浸るよう底面を詰めている高分子‐粘土ナノ複合体（215）と；
高分子‐粘土ナノ複合体の上部空間部において高分子‐粘土ナノ複合体にセラミック化合物の磁気(electro-magnetic)相互作用を促進するためにハウジング（200）の内壁にコーティングした上部セラミック層（221）と；
前記の磁気相互作用の促進のために上部セラミック層（221）と連動して遠赤外線を放射し続けるよう上下面に内部セラミック層（223）がコーティングされ、伝導板（230）上の内部空間に取り付けられた内部かぶせ板（220）；および
前記の内部かぶせ板（220）を一定の高さの空間部において支えるための間隔維持棒（222）とからなる。
【００３６】
本発明はさらに請求項２項のように内部かぶせ板の設置を省略することもできる。この場合はハウジングの内壁のセラミックコーティング層の総面積が高分子‐粘土ナノ複合体面積の20%以上になるようにする。
【００３７】
前記の高分子‐粘土ナノ複合体（215）は SiO260~70wt%, A12O315~20wt%, Fe2O3 l~5wt%, CaO l~3wt%, Na2O l~5wt%, K2O 0.1~1.0wt%の化学成分を持つベントナイト系の粘土鉱物を主成分としており、各0.01-5wt%のTiO2,  BaOのナノ微粉末物質を副成分とし、添加剤としてY2O3を0.01-1wt%添加して、残りは熱硬化性の高分子物質を混合添加して熱硬化する。
【００３８】
必要である場合、添加剤としてY2O3を0.01-1wt%に3wt％以下のBi2O3とCuOをそれぞれさらに添加し、残りは熱硬化性の高分子物質を混合添加して熱硬化する。
【００３９】
前記の伝導板（230）はハウジング（200）の長さの1/2より長く構成した方がよい。
【００４０】
本発明における電線（33）は、電力母線の区分によって各相(phase)上に並列でつながっている装置として構成し、電力母線に連結することを例示することができる。
【００４１】
本発明における電線（33）は電力母線が単相２線式の場合、１つの電力低減装置で２つの電力母線に並列連結して一体型で提供し、電気的につなぐことを例示することができる。
【００４２】
本発明における電線（33）は電力母線が三相３線式の場合、１つの電力低減装置で３つの電力母線に並列連結して一体型で提供し、電気的につなぐことを例示することができる。
【００４３】
本発明における電線（33）は電力母線が三相４線式の場合、１つの電力低減装置で３つの電力母線と１つの中性線に並列連結して一体型で提供し、電気的につなぐことを例示することができる。
【００４４】
本発明の製造方法は図10のように電気線路を準備する段階(Ｓ１)；
乾燥粘土を構成するナノ粒子の微粉末を成分別に準備する段階(Ｓ２)；
ハウジングの下部ケースを準備する段階(Ｓ３)；
下部ケースに機構物のベース用絶縁物および伝導板をねじやボンディングで取り付ける段階(Ｓ４)；
伝導板に連結される電線をハウジングの外部につなげて電気線路を連結する段階(Ｓ５)；
乾燥粘土ナノ粒子の微粉末を混合比表に従って準備し、混合したナノ粒子の微粉末を熱硬化性の高分子樹脂に合成して、ゲル化する段階(Ｓ２−１)；
ゲル化した高分子ナノ複合体を下部ケースに伝導板が覆われるよう注入して成型する段階(Ｓ２−２)
注入された高分子-粘土ナノ複合体を熱硬化させる段階(Ｓ６)；
内部かぶせ板を下部ケースに結合し、下部ケースと内部かぶせ板の上下面と上部ケースの壁面にセラミックコーティングした後、硬化するセラミックコーティング段階(Ｓ７)；および
セラミックコーティングした後、ハウジングになるよう組み立てる段階(Ｓ８)を順次に行って製造する。
【００４５】
もちろん本発明は、内部かぶせ板の設置を省略することもでき、この場合は前記の段階(Ｓ７)において内部かぶせ板の準備およびコーティング段階を省略し、セラミックコーティング層の総面積が高分子-粘土ナノ複合体の面積の20%以上になるようにする。
【００４６】
以下、本願発明の作動原理を説明する。
【００４７】
遠赤外線放射の上部セラミック層（221）および内部セラミック層（223）の適用
本発明は請求項１項のように内部かぶせ板（220）の上下面には内部セラミック層（223）が、上・下部ケースになっているハウジング（200）の内壁面には上部セラミック層（221）を形成するようにする。(もちろん、これは完成した製品を基礎とした構成を説明したものである。)
【００４８】
このような内部セラミック層（223）および上部セラミック層（221）は、すべての金属酸化物(Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, その他遷移元素の酸化物)と金属酸化物(Sic Wc)とからなっており、これらを発熱体にして加熱したり、電流を通したりすると電気抵抗が大きいため発熱する。このとき、熱とともに異なる波長の輻射線も放出するが、遠赤外線も一緒に放出する。これまで知られているところでは、金属−酸素結合の振動によって遠赤外線が発生するため、酸素が多く結合された化合物(例えば、V2O5)であるほど遠赤外線を多く放出する。したがって、すべての酸化物は遠赤外線放出の材料として使うことができる。このような観点から遠赤外線の発生材料を考慮してみると、すべての物質は加熱した際に、熱と特定の光を出す。発熱体として使っている物質の原子構造と結合状態によって発光、もしくは発熱状態が異なるため、特定物質を使う必要がある。
【００４９】
このような事項を考慮して本願発明のハウジング（200）内壁の遠赤外線放射のセラミック層は主材料をはじめとする遠赤外線および陰イオン放出を補強するためのトルマリン(Tourmaline)とチタニウム(Titanium)、黄土(Loess)、軟玉(Nephrite)、ジルコニア(Zirconia)とを選択的に添加したり、混合され、含まれることもでき、効率的な波長の範囲は8~11μｍである。
【００５０】
この場合、本発明は請求項２項のように内部かぶせ板が必要でない構造としても構成することができ、その際は内部かぶせ板の内部セラミック層に置き換わる上部セラミック層の体積が高分子-粘土ナノ複合体の体積の20%以上になるようにする。
【００５１】
遠赤外線との高分子-粘土ナノ複合体（215）の相互作用
高分子-粘土ナノ複合体（215）のような粘土固体はその形、寸法、張力、弾性、密度などによって、また液体は固体に囲まれた形、寸法 、弾性、密度などによって、一定の振動数を持つが、これを固有振動数、または固有周波数ともいう。言い換えると、各物質を構成する複数の分子構造はその原子の質量構造上の集合方式や配列状態、そして集合力の違いから特有の振動と回転の周波数を持っている。遠赤外線を物質に放射するときに放射エネルギーの振動数と物質の分子振動数が一致すると分子は遠赤外線エネルギーを吸収して分子運動がさらに激しくなり、これを共鳴吸収作用という。
【００５２】
より詳しくは本発明のハウジング（200）内壁の上部セラミック層（221）と内部かぶせ板（220）の内部セラミック層（223）は8~11μｍの周波数で共鳴振動をする。ここで本願発明は高分子-粘土ナノ複合体（215）を添加し、高分子-粘土ナノ複合体（215）がセラミック層（221）、（223）から放射されて共鳴振動する遠赤外線と接触すると、エネルギーが電磁波の形で次第に増大する活性エネルギーに作用して、前記の高分子-粘土ナノ複合体（215）に内蔵されている伝導板（230）へエネルギー(以下にて追加説明あり)が誘導伝達される。
【００５３】
交番磁場の適用(スピンエネルギーの生成)
電流が流れる際には、フレミングの右ねじの法則によって磁場が発生し、そのとき磁場の形は電流の流れの方向によって決まる。言い換えると、商用交流電源は交番するため(＋、−の極性が周期的に変わるため)、交番磁場を発生させる。本発明の装置が設置されると設置場所に供給される電力、つまり交番する電流の流れが発生させる交番磁場が電線（33）を経由してハウジング（200）内部に流入され、この磁場と高分子-粘土ナノ複合体（215）の内部電子は磁力相互作用を行うようになる。磁力相互作用は交番エネルギー(＋、−の極性が定期的に変わるエネルギー)の間に発生する引力と斥力を示す。電子は−エネルギーを持つ粒子であるため、＋エネルギーとは引き合い、−エネルギーとは反発し合う。もしハウジング（200）内部の高分子-粘土ナノ複合体（215）の電気的な性質が電子の移動が容易な伝導性物質であるなら、これはすなわち電流の生成を意味する。ところが、高分子-粘土ナノ複合体（215）は強い絶縁性質を持っているため、電子の移動ではない原子の振動(物質の原子・格子振動)効果を発生させる。このような磁力相互作用による格子振動としてのエネルギー生成(磁気エネルギーの伝達)、より詳しくは隣接した電子間の電子スピン(電子が持っている各運動量)の伝達を意味する。一言でまとめると、規則的な電子スピンの伝達によって生成された磁力波動(スピンエネルギー)を本発明のハウジング（200）内の伝導板とつながっている電力線に供給することである。
【００５４】
他の物理的な影響を受けない孤立した原子の内では電子はもっぱら主量子数(n)によってエネルギーが決まる。ところが、他の物理的な影響を受けながら他の量子数もエネルギーを決める。スピンエネルギーとは、主量子数以外のエネルギーに影響を及ぼす現象の中でスピンと外部磁場との間のエネルギー生成を示す用語である。スピンは磁気双極子モーメントを形成し、この磁気双極子モーメントは磁場と相互作用を起こして位置エネルギーを作る。その結果、同じ主量子数、同じ方位量子数、同じ磁気量子数を持つ電子がお互いに異なるエネルギーを持つようになる。
【００５５】
磁力波動の供給(スピンエネルギーの役割)
ハウジング（200）から電力線に供給される磁力波動もまた＋、−の交番の形を持つ。なぜなら、磁力波動を発生させる格子振動が設置場所で発生する交番磁場によるものであるためである。ここで商用交流電源により発生する交番磁場と本発明のハウジング（200）内部から発生される磁力波動とが持つ究極的な違いは、磁力波動は物質原子の電子スピンの伝達による原子間の直接的な伝達方式であるため、電力線の内部原子の電子スピンの変化に影響を及ぼすことができるということである。したがって、供給される磁力波動の変化によって電力線の電子(原子)の電子スピンが規則的に変化するようになる。一般的な電流の発生条件での電子移動は格子振動と不規則な電子スピン状態による無作為な方向性のために妨害を受ける。ところが、磁力波動による電子スピンの規則的な電子スピン状態は前述した一般的な電流発生条件に比べて妨害を少く受けるため、電流の効率を高めることができる。
【００５６】
高分子‐粘土ナノ複合体(特殊磁性性質の技術的な分類)
本発明の装置のナノ複合体は、ゾルゲル(sol-gel)方法による高分子‐粘土ナノ複合体に分類することができ、装置の動作のための特殊磁性特性を与えるために、これまでに知られていない新しい粘土造成と熱硬化性の高分子樹脂を採用している。このような方式で製造された高分子‐粘土ナノ複合体はマスターバッチ(master batch)の混合温度および時間、そして複合材料の後硬化条件によって一般遺伝材料に比べて遺伝特性が数倍向上し、さらなる添加物による図９のような磁力特性を持つことで、装置の動作のための磁気相互作用に適する物性を持つようになった。
【００５７】
これに関わる学術的な基盤は下記の通りであり、これは本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するためのものではない。
【００５８】
本発明の高分子‐粘土ナノ複合体は、少量の粘土を使って、大きい機械的な物性の向上を図っており、層状構造を持っている粘土を高分子マトリックス(matrix)に分散する過程で要約することができる高分子‐粘土ナノ複合体は親水性の粘土表面を調整する技術、粘土の物理的な性質を利用する無機材料に関する知識、高分子合成、高分子流変学、高分子溶液の挙動、機械的物性が複合的に作用する部門である。ナノ複合体(nanocomposites)は２種類以上の構造、または物質からなり、相(phase)のサイズがナノ規模(10-9ｍ)に該当する場合を意味する。ナノ複合体は添加される充填剤がモジュラス、引張強度のような機械的物性を向上させるために使われており、特に本発明では、逆相関関係の機械的物性(例えば、モジュラスとtoughnessの改善)の改善と難燃性と境界特性(barrier property)の向上が図られており、このような物性の向上はベントナイト粘土鉱物とナノ微分子物質の添加によって可能となる。これは積層構造粘土(layered structured clay)が高分子マトリックス(硬化性樹脂)内で層間規則性を失い、個別層に分散した状態である剥離した構造(exfoliated structure)になって、急激に物性が向上したものと解釈される。この現象は、粘土の狭い層間間隔に高分子が挿入され、この挿入された高分子が粘土の層間間隔を非可逆的に広め、粘土の層間構造を失うようにする過程を含めるものである。電気エネルギーの最適化装置を組み立てた後か組み立てる前に遠赤外線放射セラミックコーティング層が加熱(100-150℃程度が良いが、これは150℃を超えるとケースの変形恐れがあり、100℃未満だとセラミック層の活性化が遅くなって希望するエネルギー帯域の遠赤外線生成が難しい)されるよう(ハウジングを構成するケースが変形しない範囲内で瞬間加熱した方が良い)した後、出荷する。そうすると加熱による遠赤外線放射セラミックコーティング層の遠赤外線は多数の波長の形で内部で生成され、これらは高分子‐粘土ナノ複合体で共鳴吸収作用を発生させる。
【００５９】
本発明による電気エネルギーの最適化装置は、伝導板（230）のサイズと間隔および高分子‐粘土ナノ複合体（215）の材質とサイズによって0.1KVA~1500KVAの電力使用量を持つ設備に採用することができ、0.1KVA~0.5KVA用の装置はモジュル用、1KVA~30KVA用の装置は家庭用、50KVA~200KVA用の装置は商業用、300KVA~1500KVA用の装置は産業用に区分できる。
【００６０】
＜実施例１＞
粘土ナノ微粉末の準備段階では、原材料粘土をそれぞれ採取して乾燥および焼成した後、乾式ナノ粉砕機に投入して粒度が50~100nmになるよう粉砕してから、100nm以上のものはさらに粉砕して全体的に粒度が100nmメッシュ以下になるようにする(S1)。
【００６１】
準備した下表１のナノ微粉末造成を熱硬化性の高分子樹脂とミキサーで混合する(S2-1)。
【００６２】
混合した高分子‐粘土ナノ物質を注入量表によってハウジングの下部ケース部位に注入し、成型する段階では、混合した高分子‐粘土ナノ物質を注入量表に従って注入器をもって準備した下部ケースに注入する(S2-2)。
【００６３】
注入が終わってからは、硬化チャンバーで60℃乃至80℃状態で硬化させる(S6)。
【００６４】
次いで、内部かぶせ板（220）をハウジング（200）内部に設置し、ハウジングを構成する下部ケースと上部ケースの壁面に上部セラミック層（221）をコーティングして、内部かぶせ板（220）には内部セラミック層（223）をコーティングし、100乃至150℃状態、望ましくは110℃で5分間硬化した後、下部ケースと上部ケースを結合して完成させた後、検査を行う。
【００６５】
本発明による高分子‐粘土ナノ複合体の造成物が次の表１のような場合に、家庭用の電源に接続前/後の試験結果は図６乃至図９の通りである。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
図６は設置前後の平均電圧、90℃までの到達時間、および90℃までの消費電力の特性図、図７は最終消費電力の特性図であり、図８は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体の拡大写真(FE-SEMの表面の撮影写真)であり、図９は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体のSQUIDを通じた磁力特性グラフである。
【００６８】
試験例１
試験例１は本発明実施例１に従う電気エネルギーの最適化装置をインダクションレンジに採用した例で、1000mlの水を入れた容器を負荷で適用し、30分間の消費電力を設置前３回、設置後3回測定し、平均消費電力を比較した。平均消費電力値以外にも消費電量の減少による効率低下の有無を測定するためにインダクションレンジの稼働後90℃に到達するまでの所要時間および電力消費値の測定を並行して行うことで、試験の客観性を 高めた。本試験が行われた機関は機関(TUV Austria)であり、試験結果は下表２の通りである。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
〔産業上の利用可能性〕
本発明によると、商業用、家庭用、産業用の電気線路に遠赤外線を通じたエネルギーを磁気活性化した磁力波動エネルギーの発生手段として使い、伝導板に供給することで電気エネルギーの伝達効率を上げる機能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は一般的なセラミック層で発散する波長域別のエネルギー波形図である。
【図２】図２は従来の凹部一部の刻み目の斜視図である。
【図３】図３は図２の断面図である。
【図４】図４は従来の使用状態を示す説明図である。
【図５】図５は本発明の断面図である。
【図６】図６は設置前後の平均電圧、90℃までの到達時間、および90℃までの消費電力の特性図である。
【図７】図７は最終消費電力の特性図である。
【図８】図８は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体の拡大写真である。
【図９】図９は本発明の高分子‐粘土ナノ複合体のSQUIDを通じた磁力特性グラフである。
【図１０】図10は本発明の製造工程図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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