Jul 17, 2012

熱を動力に変換する方法


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LENRがどのように応用され未来が開かれていくのか

夢見るオッサンにとっての関心事です。
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私は、高温熱源から動力(回転力)を得るには、
- スターリング・エンジン
- 蒸気機関(蒸気機関車と蒸気タービン)
ぐらいしか知らないです。

実際、「常温核融合エネルギー自動車のベンチャーLENR Cars
という記事で紹介されているプレゼンでも
- スターリング・エンジン
- 蒸気機関
しか出ていません。
つまり、ショボイです。


現代で現実に効率よく熱を動力に変換するものは、
蒸気タービン(汽力発電)
です。

実は、原子力発電所も火力発電所も
熱でお湯を沸かして蒸気タービンを回します。

原始的な技術だけど、きっと
信頼性・実績・効率がいいのですね。

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他にも、なにかいい方法があればと思います。
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仮に、LENRが実用化されたとき、
それは、高温熱源(セッシ800度以上)です。

鉄の融点は1535℃
アルミニウム 660℃
銅 1083℃
ニッケル 1455℃
パラジウム 1555℃
コバルト 1478℃

だから、理論的に可能でも
温度を800度より
上げるわけには
なかなかいきません。

船や列車にLENRと蒸気機関を組み込むことは、
過去の技術の蓄積があるためと
船や列車は大きいので組み込みスペースが十分あり、
さほど難しくありません。

列車は、すでに電車の時代なので、
発電所さえあればよいので
組み込む必要もありませんね。

でも自動車と飛行機については、
軽くすること、
安く量産する必要があること
など、開発要素が多数あります。

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スターリング・エンジンは密室の空気を暖めて
ピストンシリンダーを動かして動力を得ています。
スターリング・エンジンの理論熱効率は高いといわれていますが、
実際の有効熱効率は、エンジンに対する加熱と冷却のよい方法がないので
ずっと低くなります。

また、熱効率を追求すると馬鹿でかく、つまり重くなります。

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私が思うに、
ターボ・チャージャーのようなタービン型の
エンジンが必要でしょう。

それも水ではなく、
周りにある空気をそのまま利用できる
開放型のエンジンがあればと思います。

つまり、それって、ガス・タービンのことですね。

LENRからの熱を効率よく空気に写しとり
タービンに当てて
回転力とする必要があります。

タービンの回転力の一部で羽を回して
空気を吸い込み
LENRの熱源に当てる。

LENRの熱源には、
パソコンCPUの冷却フィンのようにものが
多数付いており
空気を効率よく加熱する。

加熱された空気が、膨張して
タービンに当たり、タービンを回す。

これだけで頭に設計図が浮かばない人は、
工学の才能が足りないですね。

自動車は出力変動(速度変動)が大きいので
タービンは、駆動輪(タイヤ)と発電機の
両方を回す必要がありそうです。

パワーの分割は、ハイブリッド車で培った技術を応用する。

タービンは、ほぼ一定の回転速度で動き、
巡航時は、タービンの力で動く。
タービンの余った力は発電して、充電しておく。

急な加速にはモーターでアシストする。
だから発電機で電池やコンデンサに瞬発力のパワーを
貯めておくことにするというわけ。

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ガス・タービン方式より、
内燃機関のシリンダーに熱を送り込むことは
機構としてもっと難しいと思われます。

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日本人として、願わくば、
日本のトヨタなどがこういう技術を開発して
ふたたび世界をリードしてもらいたい
そう思います。