(57)【要約】【課題】 回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供すること。【解決手段】   本発明によると、回転電磁気波生成装置は負荷に電源を供給する電源部から電気的に絶縁されるので、電源に供給される電流量、電圧、及び電圧供給方式に関係なく設置することができ、誘導型モーターが使われるエアコン、冷蔵庫などの高電力機器の電力使用量を減少させることができる。【選択図】図２
2012161233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置において、
磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、
前記上部磁石と下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、
前記電力線に接続される導線と、
を含み、
前記導線の第１端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第２端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする回転電磁気波生成装置。
【請求項２】
前記上部磁石のＮ極と前記下部磁石のＳ極とが向い合うように設置されることを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項３】
前記下部磁石の磁力が前記上部磁石の磁力より強いことを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項４】
前記一つ以上の金属ピラーの第１端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第２端部は前記下部磁石の周囲に位置することを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項５】
前記回転電磁気波生成装置は、
前記上部磁石が設置される第１磁石溝及び前記第１端部が挿入される第１ピラー溝を具備する上部ケースと、
前記下部磁石が設置される第２磁石溝及び前記第２端部が挿入される第２ピラー溝を具備する下部ケースと、
を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項６】
前記下部ケースは前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことを特徴とする請求項５に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項７】
前記負荷は誘導型モーターを含むことを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項８】
前記金属ピラーは銅棒を含むことを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項９】
前記一つ以上の金属ピラーは互いに平行な６本の銅棒を含み、前記６本の銅棒の第１端部は第１六角形の角頂点に位置し、前記６本の銅棒の第２端部は第２六角形の角頂点に位置するように設置されることを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項１０】
前記電力線に印加される回転電磁気波は前記電力線に沿って移動する電子の振動数に対応する波長を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項１１】
前記導線は前記一つ以上の金属ピラー各々の外周を１回以上巻き取りながら前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする請求項１に記載の回転電磁気波生成装置。
【請求項１２】
電源部と負荷とを電気的に接続する電力線を通じて前記負荷に電源を供給する電源部と、
前記電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置と、を含むものの、
前記回転電磁気波生成装置は、
磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、
前記上部磁石と下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、
前記電力線に接続される導線と、
を含み、
前記導線の第１端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第２端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする電力システム。
【請求項１３】
前記一つ以上の金属ピラーの第１端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第２端部は前記下部磁石の周囲に位置することを特徴とする請求項１２に記載の電力システム。
【請求項１４】
前記回転電磁気波生成装置は、
前記上部磁石が設置される第１磁石溝及び前記第１端部が挿入される第１ピラー溝を具備する上部ケースと、
前記下部磁石が設置される第２磁石溝及び前記第２端部が挿入される第２ピラー溝を具備する下部ケースと、
を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の電力システム。
【請求項１５】
前記下部ケースは、前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことを特徴とする請求項１４に記載の電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムに関わり、特に電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加して電力の効率を改善する回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源により駆動される負荷で消耗する有効電力Ｐは下記の数１のように示すことができる。
【０００３】
〔数１〕
Ｐ＝Ｖ・Ｉ・φ(但し、Ｖは電圧、Ｉは電流、φは力率である)
【０００４】
数１によると、電圧または電流を減少させると、負荷で消耗する電力を減少させることができる。
しかし、負荷が正常に駆動される定格電圧によって負荷に供給される電圧を減少させることはできない。そのため、負荷で消耗する電力を減少させるためには負荷に供給される電流を減少させなければならない。
【０００５】
負荷に供給される電力の品質を決める要素には負荷に供給される電流に含まれた高調波成分及び過電圧成分がある。
【０００６】
図１に示たように、高調波成分及び過電圧成分によって交流電流(図１の実線)は理想的なサイン波(図１の点線)と相当な差異を有するようになり、これによって負荷の電力消耗量が増加する。
【０００７】
具体的には、高調波成分は負荷の電力消耗量を増加させる要因となり、過電圧成分は負荷の故障を誘発する原因となる。よって、負荷で消耗する電力を減少させるためには電流に含まれた高調波成分を最小化するべきで、負荷の故障を防止するためには過電圧成分を除去しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加して電力の効率を改善する回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置において、前記回転電磁気波生成装置は、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と前記下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第１端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第２端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする。
【００１０】
本発明による電力システムは電源部と負荷とを電気的に接続する電力線を通じて前記負荷に電源を供給する電源部と、前記電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置と、を含むものの、前記回転電磁気波生成装置は、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と前記下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第１端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第２端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする。
【００１１】
前記上部磁石のＮ極と前記下部磁石のＳ極とが向い合うように設置されることが望ましい。  
前記下部磁石の磁力が前記上部磁石の磁力より強いことが望ましい。
前記一つ以上の金属ピラーの第１端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第２端部は前記下部磁石の周囲に位置することが望ましい。
【００１２】
前記回転電磁気波生成装置は、前記上部磁石が設置される第１磁石溝及び前記第１端部が挿入される第１ピラー溝を具備する上部ケースと、前記下部磁石が設置される第２磁石溝及び前記第２端部が挿入される第２ピラー溝を具備する下部ケースと、を更に含むことが望ましい。
【００１３】
前記下部ケースは前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことが望ましい。
前記負荷は誘導型モーターを含むことが望ましい。
前記金属ピラーは銅棒を含むことが望ましい。
【００１４】
前記一つ以上の金属ピラーは互いに平行な６本の銅棒を含み、前記６本の銅棒の第１端部は第１六角形の角頂点に位置し、前記６本の銅棒の第２端部は第２六角形の角頂点に位置するように設置されることが望ましい。
【００１５】
前記電力線に印加される回転電磁気波は前記電力線に沿って移動する電子の振動数に対応する波長を有することが望ましい。
前記導線は前記一つ以上の金属ピラー各々の外周を１回以上巻き取りながら前記一つ以上の金属ピラーの第２端部の間をジグザグ形態に通過することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは次のような効果を奏する。
【００１７】
本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは、負荷に電源を供給する電源部から電気的に絶縁されるので、電源に供給される電流量及び電圧と関係なく用いることができるという長所がある。
【００１８】
また、本発明による回転電磁気波生成装置は磁石、金属ピラー、及び導線のみで簡単に構成することができるので、製造が容易かつ製造費用が安いという長所がある。
【００１９】
また、本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは単相、３相などのような電力供給方式と関係なく設置することができるので、電力供給方式により別途の設計を必要としないという長所がある。
【００２０】
また、本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは負荷が誘導型モーターである場合、特に優秀な性能を現わすので、エアコン、冷蔵庫などの高電力機器の電力使用量を大きく減少させることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】交流電流の波形を示した図である。
【図２】本発明による回転電磁気波生成装置を含む電力システムを概略的に示したブロック図である。
【図３】電力線を通じて流れる電子の流れを概略的に示した図である。
【図４】電力線を通じて流れる電子の流れを概略的に示した図である。
【図５】本発明による回転電磁気波生成装置の斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿って見た回転電磁気波生成装置の断面図である。
【図７】本発明による回転電磁気波生成装置の上部ケースを示した図である。
【図８】本発明による回転電磁気波生成装置の下部ケースを示した図である。
【図９】本発明の一実施例による回転電磁気波生成装置の下部ケースに導線が設置された状態を示した図である。
【図１０】本発明の他の実施例による回転電磁気波生成装置の下部ケースに導線が設置された状態を示した図である。
【図１１】１０ｋＷを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１２】１０ｋＷを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１３】１０ｋＷを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１４】１０ｋＷを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１５】エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１６】エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１７】エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【図１８】エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、添付の図面を参照して本発明による回転電磁気波生成装置の望ましい実施例について詳細に説明する。
図２は本発明による回転電磁気波生成装置を含む電力システムを概略的に示したブロック図である。
図２を参照すると、本発明による電力システムは電源部１００及び回転電磁気波生成装置４１０を含む。
【００２３】
電源部１００は負荷２００に電力線３００を通じて電力を供給する。電源部１００は単相電力または３相電力を負荷２００に供給することができるが、これに限定されるのではない。
【００２４】
電力線３００は電源部１００と負荷２００とを電気的に接続して電流が流れる経路を提供する。
回転電磁気波生成装置４１０は導線４３０を通じて電力線３００に回転電磁気波を印加する。
【００２５】
本発明による回転電磁気波生成装置４１０は図２に示したように各電力線ごとに設置されることが可能である。例えば、３相４線の電力線の場合、Ｎ線を除いた残りの３本の線各々に回転電磁気波生成装置４１０が設置されることが可能である。
【００２６】
以下では、図５乃至図８を参照して回転電磁気波生成装置４１０に対して詳細に説明する。
まず、電力線に流れる交流電流はサイン波と類似であるが理想的なサイン波とは相当な差異がある。図３に示したように、電力線に流れる交流電流は、高調波、ノイズなどを含む。また、過電圧成分が含まれて負荷に悪影響を与える可能性が高い。前記高調波、ノイズ、及び過電圧成分などによって電力線に流れる電流を構成する電子の運動エネルギーの一部が熱エネルギーなどとして損失する。
【００２７】
電力線に電子の振動数に対応する波長を有する回転電磁気波が印加されると、電力線内部で移動する電子の運動エネルギーが増加する。よって、損失するエネルギー、即ち、放出される熱エネルギーが図４のように有効なエネルギーに還元される。
前記のような回転電磁気波を発生させて電力線に印加する本発明による回転電磁気波生成装置４１０が図５乃至図８に示されている。
【００２８】
図５は本発明による回転電磁気波生成装置４１０の斜視図であり、図６は図５のＡ−Ａ’線に沿って見た回転電磁気波生成装置４１０の断面図である。また、図７及び図８は各々本発明による回転電磁気波生成装置４１０の上部ケース及び下部ケースを示した図であって、図７及び図８の(ｉ)は各々上部ケース及び下部ケースの正面図であり、(ｉｉ)は各々上部ケース及び下部ケースの背面図であり、（ｉｉｉ)は各々(ｉ)のＡ−Ａ’線に沿って見た上部ケース及び下部ケースの断面図である。また、図９及び図１０は本発明による回転電磁気波生成装置４１０の下部ケースに導線４３０が設置された状態を示した図である。
【００２９】
図５乃至図８を参照すると、回転電磁気波生成装置４１０は上部磁石５２０−１、下部磁石５２０−２、一つ以上の金属ピラー(ｍｅｔａｌ  ｐｉｌｌａｒ)５４０、及び導線４３０を含む。また、回転電磁気波生成装置４１０は上部ケース５１０−１及び下部ケース５１０−２を更に含むことができる。
【００３０】
上部磁石５２０−１と下部磁石５２０−２は回転電磁気波生成装置４１０内で磁場を生成する。上部磁石５２０−１のＮ極と下部磁石５２０−２のＳ極とが向い合うように設置されることが望ましい。また、上部磁石５２０−１に比べて強い磁力を有する下部磁石５２０−２を設置することがより望ましい。
【００３１】
上部磁石５２０−１は上部ケース５１０−１の磁石溝５５０−１に設置され、下部磁石５２０−２は下部ケース５１０−２の磁石溝５５０−２に設置される。上部磁石５２０−１及び下部磁石５２０−２は必要に応じて接着剤などの固定手段を用いて各々磁石溝５５０−１及び磁石溝５５０−２内に固定されることが可能である。
【００３２】
一つ以上の金属ピラー５４０は上部磁石５２０−１と下部磁石５２０−２との間に設置される。
具体的には、一つ以上の金属ピラー５４０の第１端部は上部磁石５２０−１の周囲に位置し、一つ以上の金属ピラー５４０の第２端部は下部磁石５２０−２の周囲に位置する。特に、一つ以上の金属ピラー５４０の第１端部は上部ケース５１０−１のピラー溝５３０−１に挿入され、一つ以上の金属ピラー５４０の第２端部は上部ケース５１０−２のピラー溝５３０−２に挿入される。前記第１端部及び第２端部は必要に応じて接着剤などの固定手段を用いて各々ピラー溝５３０−１及びピラー溝５３０−２内に挿入かつ固定されることが可能である。
【００３３】
金属ピラー５４０は銅棒であってもよいが、これに限定されない。
図５乃至図８に示した回転電磁気波生成装置４１０の場合、一つ以上の金属ピラー５４０は互いに平行した６本の銅棒を含む。前記６本の銅棒の第１端部は第１六角形の形態に配置され、前記６本の銅棒の第２端部は第２六角形の形態に配置される。即ち、前記６本の銅棒の第１端部は第１六角形の角頂点に位置し、前記６本の銅棒の第２端部は第２六角形の角頂点に位置するように設置される。しかし、一つ以上の金属ピラー５４０は六角形でない多角形に配置されることが可能である。例えば、４本の銅棒は四角形の角頂点に設置されるか或いは８本の銅棒は八角形の角頂点に設置されることも可能である。
【００３４】
導線４３０は電力線３００に接続される。具体的には、図９に示したように、導線４３０の第１端部は下部磁石５２０−２の近所で絶縁され、導線４３０の第２端部は電力線３００に接続される。また、導線４３０は図９に示したように、一つ以上の金属ピラー５４０の第２端部の間をジグザグ形態に通過する。他の実施例として、図１０に示したように、導線４３０は一つ以上の金属ピラー５４０それぞれの外周を１回以上巻き取りながら（ｃｏｉｌｉｎｇ）一つ以上の金属ピラー５４０の第２端部の間をジグザグ形態に通過することもできる。
【００３５】
上部ケース５１０−１は上部磁石５２０−１が設置される磁石溝５５０−１と一つ以上の金属ピラー５４０の第１端部が挿入されるピラー溝５３０−１を具備する。
下部ケース５１０−２は下部磁石５２０−２が設置される磁石溝５５０−２と第２端部が挿入されるピラー溝５３０−２とを具備する。
【００３６】
また、下部ケース５１０−２は導線４３０が挿入されるジグザグ溝５６０を含む。図９に示したように、ジグザグ溝５６０に沿って挿入された導線４３０の第１端部は下部磁石５２０−２の近所で絶縁され、第２端部は必要に応じて延長されて電力線３００に接続される。
【００３７】
上部ケース５１０−１及び下部ケース５１０−２に上部磁石５２０−１及び下部磁石５２０−２が各々挿入され、上部磁石５２０−１及び下部磁石５２０−２が各々挿入された上部ケース５１０−１及び下部ケース５１０−２は一つ以上の金属ピラー５４０により締結されて回転電磁気波生成装置４１０を構成する。導線４３０はジグザグ形態に下部ケース５１０−２の表面に設置されるか或いは下部ケース５１０−２に具備されたジグザグ溝５６０に挿入されることが可能である。
【００３８】
導線４３０の第２端部は電力線３００に接続され、回転電磁気波生成装置４１０が生成した回転電磁気波を電力線３００に伝達する。
出願人は本発明による回転電磁気波生成装置４１０の性能に対して多様なテストを行った。
【００３９】
第１次比較テストでは本発明による回転電磁気波生成装置４１０が設置された場合と回転電磁気波生成装置４１０が設置されていない場合に対して約１０ｋＷを消耗する負荷に約３８５Ｖの電圧を印加しながらテストを行った。
【００４０】
図１１乃至図１４は１０ｋＷを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフであって、各々本発明による回転電磁気波生成装置４１０の設置前後の電圧、電流、有効電力、及び積算電力を示す。
【００４１】
図１１乃至図１４を参照すると、回転電磁気波生成装置４１０を設置した場合、消耗電流が減少することによって回転電磁気波生成装置４１０を設置していない場合に比べて有効電力及び積算電力が減少することが分かる。図１１乃至図１４に示した電圧、電流、有効電力、及び積算電力を整理すると表１のようである。
【００４２】
【表１】
2012161233.tif 000003
【００４３】
表１を参照すると、回転電磁気波生成装置４１０の設置後の電力消耗量が設置前の電力消耗量に比べて１４．８４％減少したことが分かる。
第２次比較テストでは本発明による回転電磁気波生成装置４１０が設置された場合と回転電磁気波生成装置４１０が設置されていない場合に対してエアコンに約３８０Ｖの電圧を印加しながらテストを行った。
【００４４】
図１５乃至図１８はエアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフであって、各々本発明による回転電磁気波生成装置４１０の設置前後の電圧、電流、有効電力、及び積算電力を示す。
【００４５】
図１５乃至図１８を参照すると、回転電磁気波生成装置４１０を設置した場合、消耗電流が減少することによって回転電磁気波生成装置４１０を設置していない場合に比べて有効電力及び積算電力が減少することが分かる。図１５乃至図１８に示した電圧、電流、有効電力、及び積算電力を整理すると、表２のようである。
【００４６】
【表２】
2012161233.tif 000004
【００４７】
表２を参照すると、回転電磁気波生成装置４１０の設置後の電力消耗量が設置前の電力消耗量に比べて１４．２％減少したことが分かる。
【００４８】
出願人が多様な実験をしてみた結果、負荷２００が誘導型モーターである場合、電力減少量が最も大きいことが分かった。誘導型モーターがエアコンに使われるコンプレッサーなどに主に使われることを考えると、エアコンのような高電力装置の消耗電力を画期的に減少させることができると見込まれる。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５０】
１００    電源部
２００    負荷
４１０    回転電磁気波生成装置
４３０    導線
５１０−１    上部ケース
５１０−２    下部ケース
５２０−１    上部磁石
５２０−２    下部磁石
５３０−１、５３０−２    ピラー溝
５４０    金属ピラー
５５０−１、５５０−２    磁石溝
５６０    ジグザグ溝
【図１】
2012161233.tif 000005
【図２】
2012161233.tif 000006
【図３】
2012161233.tif 000007
【図４】
2012161233.tif 000008
【図５】
2012161233.tif 000009
【図６】
2012161233.tif 000010
【図７】
2012161233.tif 000011
【図８】
2012161233.tif 000012
【図９】
2012161233.tif 000013
【図１０】
2012161233.tif 000014
【図１１】
2012161233.tif 000015
【図１２】
2012161233.tif 000016
【図１３】
2012161233.tif 000017
【図１４】
2012161233.tif 000018
【図１５】
2012161233.tif 000019
【図１６】
2012161233.tif 000020
【図１７】
2012161233.tif 000021
【図１８】
2012161233.tif 000022