Induction Heating と加熱水蒸気の概念

加熱水蒸気発電の概念が理解できると加熱水蒸気でジェット・エンジンが作れるんじゃないか？という考えに至る。

要は、タービン（羽根車）を回すのは、圧（膨張熱）なので、空気を温めて圧力（膨張熱）を作るよりも加熱した水蒸気の方が、同じ1㎝³あたりの膨張率が水の方が高いからです。

Induction Heating の何が凄いのか？

インダクション・ヒーティングといのは、電力消費量が低く高い熱エネルギーを発生させる事ができる。

２倍のエネルギー量になるので、発電する歯車の形状や発電方法を工夫すれば、かなり省電力のエネルギー量で、長時間の発電と運動量を得られる。

IH というのは、磁石に銅線を撒いたコイルの磁性を活かして、電気の流れを増幅させる技術なので IH 自体は発熱しない。

主に鉄を含む金属が発熱しやすく、ステンレスや磁石の付いた鍋底を目にすることが多い筈。

磁石は熱で磁性を失うので、磁石にする必要性ない。

容器の大きさ、耐圧性など一般的なガスボンベで14.7MPa （150kgf/㎝²）なので、150kgf/cm²の圧力までは市販のガスボンベでも作れる。

比較として、自動車用タイヤの設計上の最大空気圧が350kPa（4.6kgf/㎝²）通常のタイヤの欧州基準が2.5kgf/cm²、日本だと2.4kgf/cm²なので、ガスボンベの耐圧性能が、どれだけ凄いか理解できます。

自動車は、2.4kgf/㎝² のタイヤ４本で、３トンの車重を支えます。

※ MPa（メガパスカル）kPa（キロパスカル）kgf（キログラムフォース）

１kgf/cm²は、１c㎡あたり1kgという面の圧力を受ける考え。

大体 450～600MPa の圧力で、コンクリートや金属の水切断に使用される。

392MPa 以上の水圧に、鉱物の破片と一緒に金属を切る加工に使用されるので、それよりも低い圧力で設計しなければ、タービン側が壊れる。

火力発電所の蒸気タービンに必要な圧力が、24.5MPa（245気圧）。

F-35 戦闘機の推力が124kN/m²、圧にして0.12455MPa

空気の圧力を断続的に噴出する事で、35トンの機体を持ち上げてる事が理解できる。

大型の発電機に比べれば、大したことのない出力だと分かる。

水を使用する場合、1㎝³の体積で最大で1700倍まで膨張する事が理解できるので、加熱水蒸気を使って外燃機関からの蒸気圧を介してタービンを回した方が飛行機が効率よく飛ぶことが理解できる。

燃料の代わりに電力を使う事で成層圏まで飛行可能な性能を手に入れる。

あくまでも大気圧のある大気圏内の話なので、こうした研究は今後の飛行機のエンジン開発で行われる分野だろう。

Induction Heating の可能性というのは、耐圧容器の圧力とタービンの性能により、電力消費量よりも発電量が上回る可能性を持っている。

理論的に地上での稼働なら可能になる。

歯車の機能は、自転車のクランクと後輪を繋ぐギアの比率で大きなクランク１回転辺りで、タイヤが３周以上回転するという仕組みなどが考えられている。

３つ以上（4段）のギアで、それぞれの回転の比率を作り力を増幅して回転数を稼ぐ方法がある。

意外と自転車のクランクや回転の原理というのは、普段電車や自動車に乗ってる人達は考えたりしない。

「灯台下暗し」で、色々な分野の技術を組み合わせる事で、無限の可能性を引き出す事に創意工夫を凝らして実現して行くのが人間の知恵なんだよね。

将来的に、可能になる技術なんだと思う。