【ツインバード工業】スターリングエンジンJAXAクリーンエネルギー

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【ツインバード工業】スターリングエンジンJAXAクリーンエネルギー

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自然災害が世界中で頻発している昨今、エネルギーを確保することの大切さを実感することが多くなってきました。また持続可能エネルギーの推進が世界中で巻き起こっている中、資源不足と言われている日本は対処するための技術開発が急務となっています。そのような中、「ツインバード工業」や「芝浦工業大学」が開発した軽自動車型電源車は大きな注目を集めていきそうです。この軽自動車電源車は「スターリングエンジン」を採用した燃料に困ることのないエンジンを搭載しています。これは、災害時や資源不足の日本にかかわらず現在の世界中の人々にとって要望を満たす開発と言えるかもしれません。そこで今回の「TimeMachineMuseum」では、「芝浦工業大学」が開発した軽自動車型電源車の「スターリングエンジン」に注目します。


「スターリングエンジンとは」

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「スターリングエンジン」とは、外燃のエンジンのことを呼びます。つまり、車のエンジンは燃料がエンジン内部で燃焼するために「内燃機関」、「外燃機関」とは燃料がエンジン外部で燃焼する。ちなみに「スターリングエンジン」は、スコットランドの牧師「ロバート・スターリング」氏が発明し、名前が由来となって名付けられています。燃料がエンジン外部で燃焼する「スターリングエンジン」は、燃えるものであれば燃料になるということもできます。そして「スターリングエンジン」は、シリンダー内のガスを温めたり冷やしたりすることでピストンを上下させて動かして動力を生み出しています。また熱いガスを冷やすときに水がお湯になります。「芝浦工業大学」が開発した軽自動車型電源車は、「バイオマスペレット」を使用しているために環境にも配慮された開発が行われているということです。3㎏の燃料を1時間燃やすと、1㎾の電力と200Ⅼのお湯を作ることが可能です。


「逆スターリングエンジンとは」

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「スターリングエンジン」には同じ仕組みを利用した「逆スターリングエンジン」も存在しています。これは、「スターリングエンジン」が温度差でギアを回すとすると「逆スターリングエンジン」では、ギアを回すと温度差が生まれることになります。簡単に考えると冷蔵庫のような仕組みになります。一般的な冷蔵庫の圧縮機では‐30℃までしか冷却できないものの、「逆スターリングエンジン」であれば、-196℃まで冷却することが可能です。冷媒ガスも環境に配慮したヘリウムガスを使用しているためにクリーンエネルギーで冷却することが可能です。


「世界のスターリングエンジンの研究開発の進歩」

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1816年に発明された「スターリングエンジン」ですが、現在のところ世界中で200人ほどしか研究者はいません。日本においても資金力と人手が不足している実情があります。その理由は、大型化することが困難なためというのが理由の一つです。大型化すればするほど効率が悪くなるからです。それでも日本は、中国と共同で「スターリングエンジン」の開発を研究を進めているのです。クリーンなエネルギー分野としての注目が高いという評価を受けています。初期の段階では、「NASA」が始めた研究でしたが、月に原子力発電所を作るという計画でした。この研究は小型の原子炉と「スターリングエンジン」を組み合わせるというものです。人類が月に移住するときのために電源を確保するという計画。この計画もあって地上で実験を成功させたのはアメリカでした。しかし、現在は中国がアメリカのシステムの100倍の出力の実験を行っているようです。


「日本のスターリングエンジン開発」

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日本の「ツインバード工業」は「宇宙冷蔵庫」というシステムを製作しています。市販の冷蔵庫は上下左右にひっくり返って無重力空間では使用できませんが、構造が簡単な「逆スターリングエンジン」を使用すると、この問題は解決します。「ツインバード工業」の技術は「JAXA(宇宙航空研究開発機構)」が認める高度な技術で量産化にも成功しています。この技術はアメリカでも製品化されていたものの手作業のみの量産化はされていませんでした。さらに「ツインバード工業」だけでは量産化の機械を作ることは出来ず、15社ほどの様々な中小企業メーカーや職人が関わることによって開発することに成功しています。その努力は凄まじいもので開発した「スターリングエンジン」は、自動車エンジンの10倍の精度が要求されたものでした。


「民間で普及するスターリングエンジン」

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民間の間では普及しつつあるのが「スターリングエンジン」なのです。キャンプなどで活躍が期待されるワゴン車を改造して薪や使用済みの割りばしやゴミを利用した「スターリングエンジン」を小規模の会社が製作し販売しています。さらに拳の熱を氷を利用して回る小型扇風機なども作られているようです。小型化の開発が進む「スターリングエンジン」は、今後、脱炭素、カーボンニュートラルが推進されてクリーンエネルギーが求められていく時代にあって期待されているエンジンであり、環境問題の対策としても注目されていきそうです。

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管理人:TMM

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未来に残したい、繋げたいをテーマに日々を過ごすことに夢中。そのテーマに自然界、歴史、科学、教育など、あらゆる方面から未来と過去を行き来出来たら、現在どうなっているか、これから先どうなるのか気になることが多く、今更ながら様々な分野を勉強中。