日本人が苦手な、考えの元となる発案の思考とは…
この動画は、ロータリー・スターリング・エンジン(Rotary Stiring Engine)という熱交換の原理を使った動力。
水とお湯を入れて温度差を作り出し、暖かい熱が冷たい方に移動する特性を活かして回転を生み出す仕組み。
参考として、エアコンの仕組みを理解してみよう。
同じように、答えとなるヒートポンプの仕組みを理解してみよう。
Q:電力は何に使ってるの?
A:モーターを回す為に使用しています。
現在の熱交換器の冷媒は、CO²が一般的に使用されてるものが多い。
おそらくこの説明の方が分かりやすいので、熱交換の仕組みで、どちらに熱を放出し、熱を入れ替えるのかにより、一つはヒーターとして湯沸かし器のエコキュートのような役割になったり、一つはエアコンの冷房のようになることが理解できる。
車のエアコンなども電気自動車などのヒーターには、最初に電気ヒーターを少しだけ利用して、熱交換機によるヒートポンプの技術が利用されてる。
最初の動画にあるロータリー式のスターリング・エンジンは、熱交換する際の排熱の交換を利用して、寒さと温かさの温暖を分けて作り出せるので、冷媒がCO²だと摂氏 98℃の圧縮熱と摂氏 5℃ほどの熱量なので93℃の差異を作り出せる。
後は真空技術などの熱が伝搬しない仕組みや素材を利用して、温度の隔絶を管理し、冷媒の種類によるアンモニアなどを使ったブライン・クーラーの技術やフルオロカーボンを使った熱を保持する為の温室効果の仕組みを上手に利用するだけで、温度の差異を使ったモーターを作ることが可能になる。
最初にフライホールなどのコマ回しを利用して回転を与えれば熱交換を行なう冷媒が循環する圧力が発生すれば、熱交換が生まれモーターが回り始めるので、ある意味、永久機関に似た動力を作り出せる。
これに磁石を利用して磁気冷却法の熱を使うなど、最大で400℃以上の温度の差異を作り出せる。
30年後は、こうした技術が当たり前になると思うけどね。
永久機関に似た技術は今でも作れるというのは、分かっているけど世には出ない。
今のところ燃料を使った方が便利だし、得られるエネルギーの大きさと消費量を考えれば、原子炉を使った方が何万倍も大きなエネルギーを得られるので、こうした技術は消費電力を抑える利便性くらいにしか利用されない。
エアークーラーの技術と組み合わせる事で、熱交換温度差を意図的に作り出し、お湯側の冷媒と水側の冷媒の温度を変化させる事で、近似カルノーサイクルを作り出せる。
発想の転換なので、実は身近な部分に熱交換の原理を使ったモノがあり、その熱交換の原理を突き詰めると、近似カルノーサイクル・エンジンが作れるという発想の転換があれば、更に省電力で実用的なものが開発できるという考えに至るんだけどね。
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