風薫盆栽の部屋: スターリングエンジン

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2019年3月10日日曜日

スターリングテクノラリーのご紹介

こんにちは
ＳＥＴｏ研究所　石川です。

スターリングエンジンを使った全国競技会があるのをご存知でしょうか？

埼玉県行田市のものつくり大学で年に一度開催されています。

今年は１１月２３日（土）に埼玉県行田市のものつくり大学で開催予定です。

２０年以上、参加者１００人～２００人規模で全国大会が主に埼玉県で開催されています。

公式サイトはこちら
スターリングテンクノラリー公式サイト

競技カテゴリーは

人間乗車コース
ラジコンカークラス
ミニ宙返り耐久クラス　　　　
ミニ速度クラス
マイクロクラス
マイクロ宙返りクラス
クーラークラス
ボイルウォータクラス

と多彩です。

ラジコンカークラスの車両です。

毎年１００人以上の選手が集まり熱い戦いを繰り広げています。

競技参加費１０００円　観戦は無料です。

スターリングエンジンに興味のある方は是非おいでください。

参加申し込みの締め切りは例年９月初旬となっています。

まだ競技までに十分準備する時間がありますので

工作力に自信のある方は車両を製作し参加されてみてはいかがでしょうか？

スターリングエンジンに関する情報はこちら

スターリングエンジンをご存知ですか？

エンジンとしては蒸気機関や内燃機関との競争に敗れ、オイルショックの時代にエネルギー有効利用技術としてムーンライト計画で１９７８年～１９９３年まで再度開発がすすめられましたが実用化に至りませんでした。

しかしスターリングエンジンは外燃機関のため、可燃物があれば燃料を問わず発電したり動力を生み出したりすることができます。

また、スターリング冷凍機は極低温冷凍機分野においては重要な技術です。

スターリングエンジンを動力を使って回転させることで冷凍機としても使用することができます。

超電導技術や燃料電池など次世代の技術分野で重要な技術となる可能性を秘めたエンジンなのです。

超電導モーターや超電導蓄電池を搭載した次世代電気自動車はスターリングクーラーで余熱ならぬ予冷をしてから走しる時代が訪れるかもしれません。

今回もお読みいただきありがとうございます。

<(_ _)>

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2019年3月3日日曜日

室内で陽性植物を育てる方法【植物鑑賞スタンドの構造】

こんにちは
ＳＥＴｏ研究所　石川です。

今週は何回かに分けて植物鑑賞スタンドで室内で植物を育てる方法をご紹介してみたいと思います。

植物鑑賞スタンドは植物の光合成に必要な光と風と水の３要素のうちの、光と風で植物の成長を支援します。

今回は植物鑑賞スタンドの構造をご紹介したいと思います。

植物鑑賞スタンドの構造

植物鑑賞スタンド風薫の外形図です。

植物鑑賞スタンドは樹高１０ｃｍのミニ盆栽や樹高２０ｃｍの小品盆栽に適したサイズで作られております。

直径２０ｃｍの木製の台座に水に濡れても錆びることのないステンレス製の座金を設け直径１２ｍｍのアルミのポールで上部のＬＥＤや風車を設けた本体を支えています。

本体部は熱伝導特性に優れたアルミダイキャストで作られており、本体下面にＬＥＤ照明を内蔵し、上面には熱を動力に変換するスターリングエンジンと風を起こす風車を設けています。

重量は台座まで含めた本体部が６００ｇ　付属のＡＣアダプターが５０ｇです。

別売の延長ポールを用いることで台座からＬＥＤまでの高さを３５０ｍｍに変更することができます。

　ＬＥＤ照明部　

付属のＡＣアダプターでコンセントから給電し、本体上部のスイッチでＬＥＤ照明の入／切を行えます。

消費電力は６ｗと大変少ないので月々の電気代は数十円程です。

毎日照明の入り切りをスイッチで行うことは大変ですから、別売の２４時間タイマースイッチをご利用いただきＬＥＤの点灯／消灯を日の出日の入り時刻にあわせて自動で行うことを推奨させていただいております。

この２４時間タイマースイッチの操作方法は大変簡単です。

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１個のタイマーで複数台の植物鑑賞スタンドをご利用いただくこともできます。

植物鑑賞スタンド風薫の消費電力は６Ｗですが、２４時間タイマースイッチの最大電力は１５００Ｗですので定負荷であれば２５０台もつなげることができます。

現実的にはスイッチを入れた際に突入電流というものが生じますので２５０台をつなげることはできませんが、コンセントで分岐することで複数台の植物鑑賞スタンドを１個の２４時間タイマーでコントロールすることができます。

白色ＬＥＤを１２個配置したＬＥＤ照明からは陽性植物が光合成を行うために必要な波長４００nm～７５０ｎｍ、照度３,０００～３０,０００ルクスの光を台座上の植物へ供給します。

　スターリングエンジン部　

ＬＥＤは光を放出する際に若干の発熱が生じます。

その熱を使いスターリングエンジンを回して風車をまわします。

下の写真の本体中央部にある装置がスターリングエンジンです。

ＬＥＤから捨てられている熱を利用しているので電気は不要です。

大型の風車は人の心拍数に近い６０～８０回転／分で回転し、風速１０～３０ｃｍ／秒程のやさしい風を起こします。

風速１０～３０ｃｍ／秒はウチワで軽くあおいだくらいの風です。

　植物の成育例　

植物鑑賞スタンドで樹高１６ｃｍ、台座からの樹頭部までの高さが２２ｃｍのカエデの鉢の写真です。

このサイズの鉢で樹頭部での明るさが３０,０００ルクス　苔の表面で４,０００ルクス程の明るさがあります。

スターリングエンジンに関してはこちらの記事もあせてご覧ください。

古くて新しい省エネルギー技術　スターリングエンジンの仕組み

次回は植物鑑賞スタンドの使い方をご紹介したいと思います。

今回もお読みいただきありがとうございました。

<(_ _)>

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2019年1月11日金曜日

【解説】古くて新しい省エネルギー技術　スターリングエンジンの仕組み

こんにちは
ＳＥＴｏ研究所　石川です。

スターリングエンジンをわかりやすく紹介します。

展示会などでお話しをさせていただく事も多いのですが

スターリングエンジンをご存じな人は少ないですね。

ご存じの方は環境問題への意識の高い方が多いように思います。

２００年ほど前、蒸気機関の爆発事故に心を痛めた

イギリスのスコットランド人牧師のロバート・スターリングさんが

安全なエンジンとして発明したエンジンです。

ホットエアエンジンと呼ばれることもあるようです。

ロバート・スターリングさん

スターリングエンジンの模型です。

スターリングエンジンの模型　ＳＥ－９０５

スターリングエンジンは

空気は　温まるとふくらみ、冷やされるとちぢむ　この変化を力にかえて回ります。

温める　　→　中の気体の圧力があがる
　
ふくらむ　→　圧力がさがりながら体積がおおきくなる
　
冷やす　　→　中の気体の圧力がさがる
　
ちぢむ　　→　圧力があがりながら体積がちいさくなる

数１０℃のほんの少しの熱があればスターリングエンジンは回ります。

細かくいうと温度差があれば動くので

０℃くらいの冷たいものがあれば室温との温度差で回すこともできます。

スターリングエンジンの簡単な説明動画を作ってみました。

内容は少し、はしょってます。　笑

植物鑑賞スタンドではＬＥＤが光をだす際に出るほんの少しの熱をスターリングエンジンで風車をまわす力にかえています。

ですので風車をまわすための電気は必要ありません。

この風車でおこすことができるのは植物が必要とするほんの少しの風ですが

電気などのエネルギーを使わないでおこすことができます。

スターリングエンジンはほんの少しの熱で動くのでほんの少しの力しかでませんが

ほんの少しもたくさんあれば大きな力になるかもしれないですね。

スターリングエンジンのそんなところが好きです。ヽ(￣▽￣)ﾉ

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＜＜　追　記　＞＞

お風呂の残り湯や自動車のエンジンの排熱など利用されないで捨てられているほんの少しのエネルギーが実はものすごく多くて、地球温暖化やエネルギー問題を解決するにはこのほんの少しを有効に利用する必要があるんじゃないかと思うんです。

スターリングエンジンは理論効率は高いのですが、現存するエンジンの効率は高くはありません。

一因として等積変化時に高温側の加熱と低温側の冷却の双方の影響を受け熱が内部で貫流しているため低温側と高温側の温度差を十分に利用できていないと考えられます。

また、気体は個体や液体にくらべ熱抵抗が大きく温度変化を起こしにくいため、このスターリングエンジンでは熱抵抗の小さい壁面から２ｍｍ程度の空間を有効活用できるガンマ型を採用しています。

低温側と高温側の温度差を十分に活用できる新しい動作プロセスをもったスターリングエンジンがこれからの開発課題です。

2018年12月27日木曜日

【偉人】二人のロバートさんとＳＥＴｏ研究所の夢

こんにちは
ＳＥＴｏ研究所　石川です。

今回はロバート・フォーチュン氏とロバート・スターリング氏
二人のロバートさんをご紹介したいと思います。

ふたりのロバート氏

ロバート・フォーチュン氏は１８６０年に幕末に来日したスコットランド人の植物学者さんです。

著書の幕末日本探訪記で

「日本人の国民性の特色は、庶民でも花好きであることだ。花を愛する国民性が、人間の文化的レベルの高さを証明する物であるとすれば、日本の庶民は我が国の庶民と比べても勝っているようにみえる。」

と当時の日本の園芸文化を評されています。

幕末日本探訪記　ロバート・フォーチュン著

https://seto-engei.blogspot.com/2018/10/blog-post_7.html

ロバート・スターリング氏は
１８１６年に英国でスターリングエンジンを発明したスコットランドの牧師であり発明家です。

産業革命の頃に産まれた蒸気機関はまだ圧力容器の製造技術が低かったためよく爆発事故を起こしました。

その被害に心を痛めたロバートさんが発明したのは、空気が温まると膨張し冷えると収縮する熱力学を応用した圧力が蒸気機関ほど高くならないホットエアエンジンとも呼ばれる当時の蒸気機関より安全なスターリングエンジンでした。

しかし圧力容器の製造技術が確立してくると出力が小さく大型のスターリングエンジンが広く普及することはありませんでした。その後、蒸気機関より大きな出力を得られるガソリンエンジンやディーゼルエンジンが発明される事になります。

しかし、エネルギー問題が深刻となったオイルショック以降、これまで捨てられていた低い温度の熱を有効利用できるエンジンとして今でも世界中で研究が続けられています。

スターリングエンジンの動作原理の説明動画です。

ＳＥＴｏ研究所の夢

ＳＥＴｏ研究所では
ＬＥＤライトで植物の光合成に必要な波長と強度の光をつくり、室内へ捨てられていたＬＥＤの熱を利用してロバート・スターリング氏が発明したスターリングエンジンで風車をまわして植物の生育に必要なやさしい風を送り、室内で植物を育てられる製品の開発を行っています。

植物鑑賞スタンド　風薫

上の動画の中で登場するミニバラの苔玉も植物鑑賞スタンド風薫で無採光の室内で栽培しています。

動画を撮影したあと、私の不勉強から今年の２月頃にハダニにやられて丸坊主になってしまいましたが現在ではすっかり大きくなりました。

バラの苔玉

来年こそは花を咲かせたいと思います。

ミニ薔薇の苔玉の成長記録
https://seto-engei.blogspot.com/2018/12/blog-post_23.html

植物鑑賞スタンドで育てている盆栽や草花をインスタグラムにも投稿しておりますのでよろしければご覧ください。

ＳＥＴｏ研究所　インスタグラム
https://www.instagram.com/seto_lab/?hl=ja

高い園芸文化をもち、日本より高緯度にあり日照条件の厳しい２人のロバート氏の故国スコットランドでいつか植物鑑賞スタンドを利用して冬の季節でも室内で日本の盆栽や草花を楽しんでいただける日を夢見ています。

２０１９年新春より植物鑑賞スタンド風薫を使用した室内での植物の育て方や、植物の光合成に適した光の特性や風のことを本ブログとユーチューブで発信していきたいと思いますのでよろしくお願い申し上げます。
<(_ _)>

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2018年12月22日土曜日

【練習あるのみ】室内での盆栽の楽しさを伝えるためＹｏｕｔｕｂｅへの動画投稿を練習中

こんにちは
ＳＥＴｏ研究所　石川です。

植物鑑賞スタンド風薫での草花や盆栽の楽しみ方を
来春からお伝えするのに先駆けて

１２月からＹｏｕｔｕｂｅ動画投稿の練習を始めました。

最初は字幕だけで始めて
ようやく音声や音楽を入れられるようになりました。

動画もトークもまだまだ下手くそですが
私がこの一年、草花や盆栽からもらった感動や
失敗しながら得た室内での育て方のアドバイスをわかりやすく
多くの方々にお伝えできるようになれるよう頑張ろうと思います。

あわせてインスタグラムでも植物鑑賞スタンドで育てている植物を
メインにした投稿を始めました。
https://www.instagram.com/seto_lab/?hl=ja

植物鑑賞スタンド風薫に搭載している
ヒートスピナーは本来は植物に光を送るためのＬＥＤの
わずかな排熱を使用して風車を回してやさしい風を送る装置ですが
動作原理となっているスターリングエンジンはＬＥＤ以外の熱でも
作動させることができます。