ニューコメンの大気圧機関 ボイラー部分は電熱器を利用して蒸気を作っています。電圧計、電流計を使い消費電力を測定します。 作用器ではピンチコックAを開くことにより蒸気の圧力でビームを持ち上げ、次に、ピンチコックAを閉じ、ピンチコックBを開くことで 蒸気を凝縮させ、大気圧によりビームが下がります。ビームの他端には汲み上げポンプがついていて、水を汲みます。どれだけの水を汲み上 げたかを量ることで、得られた仕事量が求められます。 こうして、この再現モデルの熱効率が求められますが、実際に測定してみたところ何と0.028%。 装置が小さいので外部に逃げる熱の割合が多く、効率は悪いです。 動作中の作用器のビデオ映像から、圧力計のPと注射筒の目盛りからVを測り、筒内のP−V図(全体図の下にあります)をつくり、作用器部分の1サイクルの仕事量を 測定したところ、熱効率は0.24%。先ほどの10倍。ビーム部での無効な仕事がかなりあることがわかりました。 排水部の温度は、K型熱伝対を使って測ったところ約70度。注水時は25度程度。 ボイラー部の温度を100度としても、仕事を得るためには、ほとんどの熱を捨てなければならないことが理解できます。 熱を効率的に仕事に転換するのは本当に難しいことだ、といことが実感できる装置です。 装置各部の拡大写真(下にたくさんあります)を見てください。 |
装置を前に説明する川上さん |
ニューコメンの大気圧機関再現装置の全体図
装置の全体
ボイラー部 ボイラー部。水の減少を測ることができるようになっている。 |
電熱器↑ 安全弁↓ |
作用器 作用器の注射筒 |
凝縮用の水をためてあります。 圧がかかるので、ピンチコック を開くだけで、水が作用器の 中に出ます。 |
ビーム部分
汲み上げポンプ部 灯油用の道具をうまく利用してあります。 |