日別アーカイブ: 2006年6月28日

静的効果と動的効果


水を撒くときホースの先端を絞ると、水流は加速されてより遠くまで水が放出される。
水や風のような流体を加速するためにはノズル(加速管) が用いられてきた。
このノズルを反転させて太い方をホースの先端に取り付けるとホースの水は減速する。


ところが、加速管より減速管を用いた場合は、管の外部の自由流速よりも高い流速が得られることがわかった。このノズルの中にプロペラを入れてその回転からエネルギーを取り出すアイデアが最近の風車の歴史に登場した。
さらに意図的に風の流れに障害を発生させて後方に激しい渦流れを生じさせると、トリチェリーの原理から生じる低圧域によって入口での流れの加速がさらに促進される。(入り口と出口の増加する気圧差で先端部は冷却される。)入口付近で得られた加速する風速をプロペラで回転エネルギーに変換できる。

1と2は矛盾するように感じられる。ホースの場合はホース内部の流体に関しての原理である。加速管も減速管も全体が流体の中にある2の場合は、内部と外部のシナジー作用を考慮しなければならない。減速管と思われていた部品は、加速管として機能していたのである。間違った概念によってこの発明が登場するまでかなり制限されていたことになる。もっとも概念も含めて偉大な発明発見のテーマだから、こだわることは必要ないのであるが、発明者のレポートを見る限り、発明者自身がこの概念の重大な変更に気づいてない記述がある。

どのタイプの風車でも発電量は風速の3乗に比例する。
この風車は風車の静的なパーツが風速自体を増幅させるので3乗以上の効率がある。結果的に発電量が従来のおよそ5倍になる。エネルギーを取り出す場合は動的な回転装置だけではなく、風の速度自体を外部入力なしで局所的に増幅させる静的装置とのシナジー作用が発見されたのである。このシナジー作用には、外部と内部とのフィードバックが存在する。  Y.K

参照
風レンズマイクロ風車の開発
http://www.jsme.or.jp/publish/kaisi/040701t.pdf