輸電裝置及受電裝置的制造方法
【專利摘要】提供輸電裝置及受電裝置。在水中進(jìn)行至少一方在水中移動自由的輸電裝置及受電裝置之間的電力傳輸?shù)碾娏鬏斚到y(tǒng)中，所述輸電裝置及所述受電裝置分別具備用于通過磁場共振方式來非接觸地進(jìn)行所述水中的電力傳輸?shù)墓舱窬€圈。所述輸電裝置及所述受電裝置的至少一方具備內(nèi)含自身裝置的所述共振線圈的氣球。
【專利說明】
輸電裝置及受電裝置[0001 ]本申請是如下發(fā)明專利申請的分案申請:發(fā)明名稱:電力傳輸系統(tǒng)；申請?zhí)?201280059930? 3;申請日:2012年12月7日。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電力傳輸系統(tǒng)。本申請基于2011年12月7日在日本申請的日本特愿 2011-268250號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]—直以來，已知使用通過電池驅(qū)動而在海水中移動的水中航行體來調(diào)查海水的水質(zhì)的方法。當(dāng)然，如果水中航行體的電池余量成為零，則不能進(jìn)行關(guān)于水質(zhì)的數(shù)據(jù)的收集及水中移動。因此，當(dāng)電池余量低于規(guī)定值時，一般將水中航行體回收至海上的船而進(jìn)行電池的充電。[〇〇〇4]這樣，在每次進(jìn)行電池的充電都將水中航行體回收至海上的船的情況下，花費(fèi)非常多的時間和成本。因此，近年來，在海水中進(jìn)行充電的技術(shù)的開發(fā)取得進(jìn)展。例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開了這樣的技術(shù):由在海水中移動的水中機(jī)器人通過非接觸供電方式(特別是電磁感應(yīng)方式)而對搭載于收集關(guān)于海水的水質(zhì)的數(shù)據(jù)的水中站的電池進(jìn)行充電。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 —166459號公報；專利文獻(xiàn)2:日本專利3493426號；專利文獻(xiàn)3:美國專利8304935號。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題在像上述現(xiàn)有技術(shù)那樣作為非接觸供電方式而采用電磁感應(yīng)方式的情況下，為了使電力傳輸效率最大化，有必要在水中的電力傳輸時(充電時)對輸電裝置(水中機(jī)器人)和受電裝置(水中站)正確地進(jìn)行定位。因此，必須安裝用于該目的的高精度的定位機(jī)構(gòu)，存在系統(tǒng)成本增大這一問題。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述的情況而做出的，其目的在于，提供能夠以低成本實(shí)現(xiàn)至少一方在水中移動自由的輸電裝置及受電裝置之間的水中的電力傳輸?shù)碾娏鬏斚到y(tǒng)。
[0008]用于解決課題的方案為了達(dá)成上述目的，依據(jù)本發(fā)明的第1方式，在水中進(jìn)行至少一方在水中移動自由的輸電裝置及受電裝置之間的電力傳輸?shù)碾娏鬏斚到y(tǒng)中，所述輸電裝置及所述受電裝置分別具備用于通過磁場共振方式而非接觸地進(jìn)行所述水中的電力傳輸?shù)墓舱窬€圈。所述輸電裝置及所述受電裝置的至少一方具備內(nèi)含自身裝置的所述共振線圈的氣球。
[0009]另外，依據(jù)本發(fā)明的第2方式，在上述第1方式中，所述輸電裝置及所述受電裝置的至少一方具備在電力傳輸時使所述氣球膨脹且在其他時段使所述氣球收縮的氣球控制機(jī)構(gòu)。
[0010]另外，依據(jù)本發(fā)明的第3方式，在上述第1或第2方式中，所述受電裝置是通過電池驅(qū)動而在所述水中移動并同時收集水質(zhì)數(shù)據(jù)的水中航行體。所述輸電裝置設(shè)置在所述水中的既定位置并且與地面的電力系統(tǒng)有線連接，是接受要從所述電力系統(tǒng)向所述水中航行體傳輸?shù)碾娏Φ墓┙o的水中基站。
[0011]另外，依據(jù)本發(fā)明的第4方式，在上述第3方式中，所述水中航行體在電力傳輸時將所述水質(zhì)數(shù)據(jù)向所述水中基站無線發(fā)送。所述水中基站與地面的水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置有線連接，將從所述水中航行體接收的所述水質(zhì)數(shù)據(jù)向所述水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置有線發(fā)送。
[0012]發(fā)明的效果在本發(fā)明中，對輸電裝置及受電裝置之間的水中的電力傳輸采用磁場共振方式。該磁場共振方式與電磁感應(yīng)方式相比，對設(shè)在輸電裝置及受電裝置的雙方的共振線圈的位置偏離的耐受性強(qiáng)(能夠容許位置偏離)，能夠以弱的磁場實(shí)現(xiàn)高效率且長距離的電力傳輸。
[0013]因此，依據(jù)本發(fā)明，不需要像采用電磁感應(yīng)方式的現(xiàn)有技術(shù)那樣的高精度的定位機(jī)構(gòu)。由此，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)輸電裝置及受電裝置之間的水中的電力傳輸。另外，在本發(fā)明中，由氣球覆蓋輸電裝置和受電裝置的至少一方的共振線圈。由此，能夠防止由于水中所含有的離子等的影響而導(dǎo)致磁場紊亂，從而輸電裝置及受電裝置之間的電力傳輸效率下降?！靖綀D說明】
[0014]圖1是本實(shí)施方式所涉及的電力傳輸系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖；圖2是示出在電池充電時，水中航行體的受電用氣球和水中基站的輸電用氣球膨脹的狀態(tài)的圖；圖3是關(guān)于本實(shí)施方式的變形例的第1說明圖；圖4A是關(guān)于本實(shí)施方式的變形例的第2說明圖；圖4B是關(guān)于本實(shí)施方式的變形例的第3說明圖。【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照附圖的同時，對本發(fā)明的一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0016]圖1是本實(shí)施方式所涉及的電力傳輸系統(tǒng)A的概略構(gòu)成圖。如圖1所示，電力傳輸系統(tǒng)A具備設(shè)置在海水中的既定位置的水中基站1(輸電裝置)、通過電池驅(qū)動而在海水中移動自由的水中航行體2 (受電裝置)以及鋪設(shè)于地上的電力系統(tǒng)3。
[0017]水中基站1經(jīng)由地面的電力系統(tǒng)3和電源電纜100而被有線連接，通過磁場共振方式將從電力系統(tǒng)3供給的交流電力(例如單相100V，頻率50或60Hz)向水中航行體2非接觸地傳輸(供電)。水中基站1具備交流/交流轉(zhuǎn)換器11、輸電用共振線圈12、輸電用氣球13、輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14、電源電路15以及基站控制裝置16。
[0018]交流/交流轉(zhuǎn)換器11在基站控制裝置16進(jìn)行的控制下，將從地面的電力系統(tǒng)3經(jīng)由電源電纜100而供給的交流電力轉(zhuǎn)換為適合于利用磁場共振方式進(jìn)行的電力傳輸?shù)木哂屑榷妷杭凹榷l率的交流電力。交流/交流轉(zhuǎn)換器11將轉(zhuǎn)換后的交流電力向輸電用共振線圈12輸出。
[0019]輸電用共振線圈12是用于將從交流/交流轉(zhuǎn)換器11輸入的交流電力通過磁場共振方式進(jìn)行無線輸電的纏繞成螺旋狀的螺旋線圈。輸電用共振線圈12以向水中基站1的上部等突出的狀態(tài)設(shè)置。由輸電用共振線圈12和電容器(未圖示)構(gòu)成LC諧振電路。此外，作為用于構(gòu)成LC諧振電路的電容器，也可以利用螺旋線圈的寄生電容，或者，也可以另外設(shè)置電容器元件。另外，也可以在螺旋線圈的線圈內(nèi)設(shè)置由鐵氧體等導(dǎo)磁率高的材料構(gòu)成的鐵心。
[0020]輸電用氣球13是以內(nèi)含輸電用共振線圈12的狀態(tài)設(shè)在水中基站1的外壁面的伸縮自由的氣球。輸電用氣球13,期望為樹脂制(特別是橡膠制)，從而不對產(chǎn)生于輸電用共振線圈12與受電用共振線圈21之間的磁場造成影響。特別是，配置于線圈間的氣球部件，期望為導(dǎo)磁率高的含有石墨的橡膠，未配置于線圈間的側(cè)面的氣球部件，期望為含有由導(dǎo)磁率低的鋁或銅等順磁體構(gòu)成的箱或粉末/粒子的橡膠制。
[0021]此外，在圖1中，示出輸電用氣球13收縮的狀態(tài)。
[0022]輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14在基站控制裝置16進(jìn)行的控制下，在電力傳輸時使輸電用氣球13膨脹，在其他時段(不進(jìn)行電力傳輸?shù)臅r段)使輸電用氣球13收縮。具體而言，輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14經(jīng)由氣體管14a將氣體送入輸電用氣球13的內(nèi)部，由此使輸電用氣球13膨脹。另一方面，輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14經(jīng)由氣體管14a從輸電用氣球13的內(nèi)部吸引氣體，由此使輸電用氣球13收縮。
[0023]為了效率良好地進(jìn)行氣體的出入，優(yōu)選預(yù)先設(shè)置多個氣體管14a。
[0024]在氣球內(nèi)設(shè)置分隔部而設(shè)有多個單間，個別地連接氣體管14a，通過輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14而個別地使氣體出入，由此，能夠進(jìn)行線圈間的位置和角度的調(diào)整，還能夠控制線圈間彼此的位置和角度。
[0025]氣球的側(cè)面期望為折皺狀的側(cè)面構(gòu)造，從而在將氣體吹入氣球的內(nèi)部時，在輸電用線圈與受電用線圈之間的空間氣球膨脹，在各線圈的側(cè)面方向上膨脹變少。
[0026]氣體期望是氮等惰性氣體，但也可以是干燥空氣。
[0027]另外，也可以是由不具有腐蝕性的有機(jī)物構(gòu)成的液體或者離子或雜質(zhì)的含有率的低的水(例如利用離子交換樹脂來除去雜質(zhì)的水)，以代替氣體。[〇〇28]電源電路15利用從地面的電力系統(tǒng)3經(jīng)由電源電纜100而供給的交流電力，生成在水中基站1的內(nèi)部使用的電源電壓。電源電路15將所生成的電源電壓輸出至基站控制裝置 16及輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14。基站控制裝置16具備微處理器和存儲器等，按照預(yù)先存儲于存儲器的控制程序，在向水中航行體2傳輸電力時，控制交流/交流轉(zhuǎn)換器11及輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14。[0029 ]水中航行體2通過電池驅(qū)動而在海水中移動，同時，收集關(guān)于水質(zhì)的數(shù)據(jù)(以后，表示為水質(zhì)數(shù)據(jù))，在電池充電時，從水中基站1通過磁場共振方式接受交流電力。水中航行體 2具備受電用共振線圈21、整流電路22、充電電路23、電池24、推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25、水質(zhì)傳感器 26、受電用氣球27、受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28及航行體控制裝置29。
[0030]受電用共振線圈21是用于從水中基站1的輸電用共振線圈12無線接受交流電力的以螺旋狀纏繞的螺旋線圈。受電用共振線圈21以向水中航行體2的下部突出的狀態(tài)設(shè)置。由受電用共振線圈21和電容器(未圖示)構(gòu)成LC諧振電路。如果設(shè)定電路常數(shù)，使得水中基站1 和水中航行體2的雙方的LC諧振電路相等，則能夠使輸電用共振線圈12與受電用共振線圈 21之間產(chǎn)生磁場共振。[〇〇31]整流電路22將由受電用共振線圈21接受的交流電力整流而轉(zhuǎn)換為直流電力，將該直流電力輸出至充電電路23。充電電路23在航行體控制裝置29進(jìn)行的控制下，利用從整流電路22輸入的直流電力，將用于對電池24適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行充電的電壓及電流輸出至電池24。 [〇〇32]電池24用作水中航行體2的內(nèi)部電源，是例如鎳氫電池或鋰離子電池等二次電池， 向推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25輸出電源電壓(直流電壓)。此外，雖在圖1中省略圖示，電池24還將電源電壓供給至水質(zhì)傳感器26、受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28及航行體控制裝置29。另外，也可以根據(jù)需要而設(shè)置用于將電池24的輸出電壓轉(zhuǎn)換為期望的值的DC/DC轉(zhuǎn)換器。[〇〇33]推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25由螺旋槳及舵、用于驅(qū)動這些部件的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(包括電動機(jī)和電動機(jī)驅(qū)動器等)等構(gòu)成。推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25在航行體控制裝置29進(jìn)行的控制下，產(chǎn)生水中航行體1的推進(jìn)力，并且規(guī)定移動方向。水質(zhì)傳感器26檢測海水的水質(zhì)(例如水溫、透明度、pH 值、氮濃度、磷濃度等)，以該檢測結(jié)果作為水質(zhì)數(shù)據(jù)而向航行體控制裝置29輸出。
[0034]受電用氣球27是以內(nèi)含受電用共振線圈21的狀態(tài)設(shè)在水中航行體2的外壁面的伸縮自由的氣球。受電用氣球27期望為樹脂制(特別是橡膠制)，從而不對產(chǎn)生于輸電用共振線圈12與受電用共振線圈21之間的磁場造成影響。此外，在圖1中，示出受電用氣球27完全收縮的狀態(tài)。特別是，配置于線圈間的部件期望為導(dǎo)磁率高的含有石墨的橡膠，未配置于線圈間的側(cè)面的部件期望為含有由導(dǎo)磁率低的鋁或銅等順磁體構(gòu)成的箱或粉末/粒子的橡膠制。
[0035]受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28在航行體控制裝置29進(jìn)行的控制下，在電力傳輸時，使受電用氣球27膨脹，在其他時段(不進(jìn)行電力傳輸?shù)臅r段)，使受電用氣球27收縮。具體而言， 受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28經(jīng)由氣體管28a將氣體送入受電用氣球27的內(nèi)部，由此使受電用氣球27膨脹。另一方面，受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28經(jīng)由氣體管28a而從受電用氣球27的內(nèi)部吸引氣體，由此使受電用氣球27收縮。
[0036]特別是，期望為折皺狀的側(cè)面構(gòu)造，從而在將氣體吹入氣球的內(nèi)部時，在輸電用線圈與受電用線圈之間的空間氣球膨脹，在各線圈的側(cè)面方向上膨脹變少。[〇〇37]航行體控制裝置29具備微處理器和存儲器等，按照預(yù)先存儲于存儲器的控制程序，進(jìn)行推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25的控制及來自水質(zhì)傳感器26的水質(zhì)數(shù)據(jù)的收集(將水質(zhì)數(shù)據(jù)保存于存儲器)。航行體控制裝置29在電池24充電時(從水中基站1向水中航行體2傳輸電力時)， 控制充電電路23及受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28。
[0038]接著，對如上所述地構(gòu)成的第1實(shí)施方式所涉及的電力傳輸系統(tǒng)A的動作詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0039]首先，對通常模式時的動作進(jìn)行說明。水中航行體2的航行體控制裝置29控制推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25，使得水中航行體2在海水中沿著規(guī)定的路線移動。由此，水中航行體2在海水中沿著規(guī)定的路線移動。在此期間，航行體控制裝置29以一定周期從水質(zhì)傳感器26取得水質(zhì)數(shù)據(jù)，將該取得的水質(zhì)數(shù)據(jù)依次保存于存儲器。
[0040]在上述通常模式時，水中航行體2的受電用氣球27在膨脹的情況下，成為水中航行體2的水中移動的妨礙。然而，航行體控制裝置29控制受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28,使得受電用氣球27完全收縮。另一方面，在通常模式時，沒有必要從水中基站1向水中航行體2進(jìn)行電力傳輸。因此，水中基站1的基站控制裝置16停止交流/交流轉(zhuǎn)換器11的控制，并且控制輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14，使得輸電用氣球13完全收縮。[〇〇411水中航行體2的航行體控制裝置29,在當(dāng)上述通常模式時探測到電池24的電力余量低于規(guī)定值的情況下，切換為用于對電池24進(jìn)行充電的充電模式。航行體控制裝置29如果切換為充電模式，則控制推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25,使水中航行體2移動至水中基站1的上方。此夕卜，水中基站1設(shè)置于水中航行體2的移動路線上。航行體控制裝置29根據(jù)聲波傳感器或光傳感器等位置傳感器(未圖示)的輸出而掌握水中基站1的設(shè)置位置。[〇〇42]水中航行體2的航行體控制裝置29,當(dāng)根據(jù)聲波傳感器或光傳感器等位置傳感器的輸出而探測到移動至水中基站1的上方時，控制受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28,使得受電用氣球 27完全膨脹。另一方面，水中基站1的基站控制裝置16,當(dāng)根據(jù)聲波傳感器或光傳感器等位置傳感器的輸出而探測到水中航行體2移動至水中基站1的上方時，控制輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14，使得輸電用氣球13完全膨脹。[0043 ]由此，如圖2所示，成為水中航行體2的受電用氣球27與水中基站1的輸電用氣球13 在海水中接觸的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，水中基站1的基站控制裝置16控制交流/交流轉(zhuǎn)換器11， 使適合于利用磁場共振方式進(jìn)行的電力傳輸?shù)木哂屑榷妷杭凹榷l率的交流電力輸出至輸電用共振線圈12。[〇〇44]由此，在水中基站1的輸電用共振線圈12與水中航行體2的受電用共振線圈21之間產(chǎn)生磁場共振。如果產(chǎn)生磁場共振，則從交流/交流轉(zhuǎn)換器11輸出的交流電力由輸電用共振線圈12轉(zhuǎn)換為磁能，無線輸電至受電用共振線圈21。該磁能由受電用共振線圈21再轉(zhuǎn)換為交流電力。然后，由受電用共振線圈21接受的交流電力，由后段的整流電路22轉(zhuǎn)換為直流電力并向充電電路23輸入。[〇〇45]水中航行體2的航行體控制裝置29監(jiān)視電池24的充電狀態(tài)，同時控制充電電路23， 由此對電池24適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行充電。航行體控制裝置29當(dāng)探測到電池24成為充滿電的狀態(tài)時， 切換為上述的通常模式。航行體控制裝置29控制受電用氣球控制機(jī)構(gòu)28,使受電用氣球27 完全收縮，并且控制推進(jìn)/操舵機(jī)構(gòu)25,使水中航行體2沿著規(guī)定路線移動，同時進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)的收集。
[0046]水中基站1的基站控制裝置16,當(dāng)根據(jù)聲波傳感器或光傳感器等位置傳感器(未圖示)的輸出而探測到水中航行體2移動時，停止交流/交流轉(zhuǎn)換器11的控制，并且控制輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)14,使輸電用氣球13完全收縮。
[0047]如以上那樣，在本實(shí)施方式中，對水中基站1及水中航行體2之間的海水中的電力傳輸采用磁場共振方式。該磁場共振方式與電磁感應(yīng)方式相比，對輸電用共振線圈12與受電用共振線圈21的位置偏離耐受性強(qiáng)(能夠容許位置偏離)，能夠以弱的磁場實(shí)現(xiàn)高效率且長距尚的電力傳輸。
[0048]因此，依據(jù)本實(shí)施方式，不需要像采用電磁感應(yīng)方式的現(xiàn)有技術(shù)那樣的高精度的定位機(jī)構(gòu)(上述的聲波傳感器或光傳感器等通用的位置傳感器即可)。由此，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)水中基站1及水中航行體2之間的海水中的電力傳輸。
[0049]另外，在本實(shí)施方式中，由輸電用氣球13覆蓋輸電用共振線圈12,由受電用氣球27 覆蓋受電用共振線圈21。由此，能夠防止由于海水中所含有的離子等的影響而導(dǎo)致磁場紊亂，從而輸電用共振線圈12及受電用共振線圈21之間(水中基站1及水中航行體2之間)的電力傳輸效率下降。
[0050]此外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可列舉如以下那樣的變形例。
[0051](1)在上述實(shí)施方式中，為了將保存于水中航行體2的水質(zhì)數(shù)據(jù)取出至外部，有必要將水中航行體2回收至海上的船等。與此相對的是，例如，如圖3所示，也可以采用這樣的系統(tǒng)構(gòu)成:將水中基站1經(jīng)由通信電纜200而與地面的水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置4有線連接，水中航行體2在電力傳輸時(電池24充電時)，經(jīng)由天線30將水質(zhì)數(shù)據(jù)向水中基站1無線發(fā)送，水中基站1經(jīng)由天線17將從水中航行體2接收的水質(zhì)數(shù)據(jù)向水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置4有線發(fā)送。
[0052]在圖3所示的系統(tǒng)構(gòu)成中，假設(shè)通過電波進(jìn)行的水質(zhì)數(shù)據(jù)的無線通信。因此，有必要由受電用氣球27覆蓋天線30,由輸電用氣球13覆蓋天線17。然而，在將聲波通信或光通信、紅外線通信等用于水質(zhì)數(shù)據(jù)的無線通信的情況下，沒有必要設(shè)置天線17、30。[〇〇53](2)在上述實(shí)施方式中，舉例說明在水中基站1與水中航行體2的雙方設(shè)有內(nèi)含共振線圈(輸電用共振線圈12、受電用共振線圈21)的氣球(輸電用氣球13、受電用氣球27)的情況。不限于此，也可以僅在水中基站1和水中航行體2的單方設(shè)置內(nèi)含共振線圈的氣球。圖 4A舉例說明例如僅在水中航行體2設(shè)置內(nèi)含受電用共振線圈21的受電用氣球27的情況。圖 4B舉例說明僅在水中基站1設(shè)置內(nèi)含輸電用共振線圈12的輸電用氣球13的情況。也可以設(shè)置多個輸電用線圈，或者另外準(zhǔn)備不具有輸電功能的氣球，相對于水中航行體而并列設(shè)置， 使得水中航行體2不會與水中基站1或岸壁直接接觸而破損。[〇〇54]關(guān)于輸電用共振線圈12和受電用線圈21，作為突出的構(gòu)成而進(jìn)行了說明，但也可以為這樣的構(gòu)造:內(nèi)置于水中基站1和水中航行體2,由輸電用氣球13和受電用氣球27覆蓋將電磁波發(fā)出至外部的開口部。
[0055]在該情況下，當(dāng)使受電用氣球27膨脹時，也可以為了由受電用氣球27覆蓋并固定輸電用共振線圈12而利用堵塞轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。即，預(yù)先將粉末/粒體導(dǎo)入受電用氣球27,使受電用氣球27膨脹并覆蓋輸電用共振線圈12,然后吸引受電用氣球27的內(nèi)部氣體即可。由此，能夠通過粉末/粒體的摩擦而固定氣球內(nèi)部，由受電用氣球27牢固地固定輸電用共振線圈12。 相反，當(dāng)使輸電用氣球13膨脹時，也可以為了由輸電用氣球13覆蓋并固定供電用共振線圈 21而利用堵塞轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。即，預(yù)先將粉末/粒體導(dǎo)入受電用氣球13,使受電用氣球13膨脹并覆蓋輸電用共振線圈21，然后吸引受電用氣球13的內(nèi)部氣體即可。由此，能夠通過粉末/粒體的摩擦而固定氣球內(nèi)部，由輸電用氣球13牢固地固定受電用共振線圈21。此外，粉末/粒子由導(dǎo)磁率高或非接觸且不妨礙供電的陶瓷材料(例如，氧化鋁、富鋁紅柱石、鐵氧體、鎂橄欖石、氧化鋯、鋯、堇青石、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、鈦酸鋯酸鉛或含有這些材料的復(fù)合化合物)或這些材料與含有高分子材料的樹脂的混合物形成。在成為將輸電用共振線圈12和受電用線圈21內(nèi)置于水中基站1和水中航行體2并由輸電用氣球13和受電用氣球27覆蓋將電磁波發(fā)出至外部的開口部的構(gòu)造的情況下，以氣球部分互相纏繞在一起的方式，在向氣球內(nèi)部導(dǎo)入氣體和流體的同時，將粉末/流體導(dǎo)入，針對每個氣球而將僅氣體或流體的排出在時間上錯開，由此能夠達(dá)成。[〇〇56](3)在上述實(shí)施方式中，舉例說明輸電裝置(水中基站1)固定于海水中且受電裝置(水中航行體2)在海水中移動的情況。不限于此，該關(guān)系也可以相反，另外，也可以采用輸電裝置和受電裝置的雙方在海水中移動那樣的系統(tǒng)構(gòu)成。另外，本發(fā)明不限于海水，能夠廣泛地適用于河川或湖、池沼等水中的電力傳輸。
[0057](4)輸電用共振線圈12和受電用共振線圈21不限定于螺旋線圈。只要能夠在輸電用共振線圈12與受電用共振線圈21之間通過磁場共振方式來非接觸地進(jìn)行電力傳輸，就可以是螺線管狀等任意的形式或形狀的線圈，另外，兩個線圈的形式、形狀、大小也可以不同。
[0058][產(chǎn)業(yè)上的可利用性]依據(jù)本發(fā)明所涉及的電力傳輸系統(tǒng)，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)輸電裝置及受電裝置之間的水中的電力傳輸。另外，能夠防止由于水中所含有的離子等的影響而導(dǎo)致磁場紊亂且在輸電裝置與受電裝置之間電力傳輸效率下降。[〇〇59][附圖標(biāo)記說明]A…電力傳輸系統(tǒng)、1…水中基站(輸電裝置)、12…輸電用共振線圈、13…輸電用氣球、 14…輸電用氣球控制機(jī)構(gòu)、2…水中航行體(受電裝置)、21…受電用共振線圈、24…電池、 27…受電用氣球、28…受電用氣球控制機(jī)構(gòu)、3…電力系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸電裝置，其中，具備:在水中通過磁場共振方式來非接觸地進(jìn)行輸電的共振線圈；以及 內(nèi)含所述共振線圈的氣球。2.如權(quán)利要求1所述的輸電裝置，其中，進(jìn)而具備在輸電時使所述氣球膨脹且在其他時段使所述氣球收縮的氣球控制機(jī)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1或2所述的輸電裝置，其中，所述輸電裝置設(shè)置在所述水中的既定位置并且與地面的電力系統(tǒng)有線連接，是接受要 從所述電力系統(tǒng)應(yīng)輸電的電力的供給的水中基站。4.如權(quán)利要求3所述的輸電裝置，其中，所述水中基站與地面的水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置有線連接，將經(jīng)由天線接收的水質(zhì)數(shù)據(jù)向所 述水質(zhì)數(shù)據(jù)管理裝置有線發(fā)送。5.—種受電裝置，其中，具備:在水中通過磁場共振方式來非接觸地接受電力的共振線圈；以及 內(nèi)含所述共振線圈的氣球。6.如權(quán)利要求5所述的受電裝置，其中，進(jìn)而具備在接受電力時使所述氣球膨脹且在其他時段使所述氣球收縮的氣球控制機(jī) 構(gòu)。7.如權(quán)利要求5或6所述的受電裝置，其中，所述受電裝置是通過電池驅(qū)動而在所述水中移動、同時收集水質(zhì)數(shù)據(jù)的水中航行體。8.如權(quán)利要求7所述的受電裝置，其中，所述水中航行體在電力傳輸時將所述水質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)由天線發(fā)送。
【文檔編號】B63G8/00GK105966578SQ201610359374
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2012年12月7日
【發(fā)明人】前川祐司
【申請人】株式會社Ihi