テスラタービン |
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- Опубликовано: 7 сен 2021
- エンジニア界の異端とも言えるニコラ・テスラ氏は、機械工学の分野で世界に大きく貢献しました。こちらは彼のお気に入りの発明の1つであるブレードレスタービン、またの名をテスラタービン。テスラタービンはシンプルでユニークな設計でしたが、当時の蒸気タービンの効率レベルを上回ることができ、さらに通常のタービンは設計が複雑で、複雑な形状のブレードと固定子パーツがありました。ニコラ・テスラ氏はかつてテスラタービンが彼の発明の中でもお気に入りの1つであると公言し、このタービンの効率レベルが97％であるとさえ主張しました。今回の動画ではそんなテスラタービンのテクノロジーを解説していきます、そして最後に、テスラ氏が主張する効率性についても検証しますのでお楽しみに！
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Narration: Koji Asano
Website: www.justglobal.jp/japanese
電験の資格取得で三相誘導電動機を勉強したとき、これを考えたテスラは天才だと思った。エジソンとの電流戦争は有名だが、よく知られるエジソンより、真の天才かつ変人はテスラの方だと思う。
エジソンは極端な程テスラを敵対視するようになった程ですからね…彼がどれだけ凄かったか？自身の売り込みが下手だったテスラが陰に隠れてしまったからエジソンが目立ったと言いますか…ええ、はい
よくよく伝記を調べると、エジソンは結局商売人だとわかる。まあ蓄音機とかは偉大な発明だとは思うけど、エジソンは我流すぎて知識が偏っており、的外れとか微妙な思いつきも多い…
人格的にも部下にひどい扱いしたり、家庭を顧みなかったり、商売敵にめちゃくちゃ強引な難癖つけたり…
知れば知るほど嫌いになってしまった。
テスラバルブとかこれとかを見たときに、真に科学を探求してたのはテスラだと思った。まあ、それが当時の世の中に受けるかどうかは…また別の不幸な話………
テスラは素材を効率よく活かす天才
エジソンは効率の良い素材を見つける天才
テスラはエジソンの会社で働いてたのにねぇ～
エジソンは有能過ぎる部下は嫌いだったのか・・・ テスラの才能を活かす道を選択出来たら電気技術はもっと早く発展しただろうにね。まぁ、そうするとＧＥが強過ぎて他国に電機メーカーが育たない可能性があったから、エジソンが偏屈オヤジで良かったのかもね。
俺もテスラの方が天才やと思う
現代の蒸気タービンは復水器で水に戻った蒸気が真空（大気圧以下）雰囲気を生み出し、タービン出口側から蒸気を引き込む「真空引き」が起きることを利用している。このマイナス蒸気圧の効果を意図的に大きく設計すると、流体速度やタービン回転数をそれほど上げなくても高効率なプラントを作ることができる。これはメンテナンスや製造など様々な実利的な問題の解決と効率向上を両立できることを意味する。現代のエネルギープラント設計はシステム総体での効率向上に向かっていて、機構そのものの効率性はあまり意味をなさなくなった。
前段の効率が悪くて熱が発生しても、その熱を回収できる仕組みを後段に設ければトータルの効率は良くなると言う事かな
はえー、素直に勉強になる
野良補足説明ニキ感謝やで
これを初めて知ったとき、スゲーって思った
テスラバルブも感動したな
高効率過ぎて素材が耐えられないのか
まあこの機構が別の用途とはいえ現代でも
利用される技術として残ってることがすごいな
まさかタービンがポンプとして転生するとはｗ
耐久性もだけど不純物によるディスク間の破損とメンテが大変そう
前回のテスラバルブがきっちり置いてるの好き
流体の粘性を利用するが故に、粘性の低い気体や液体で運用するには回転数が余りにも高くなる
それなら、高粘度の流体をソコソコの回転数で回せば良いと言う事で油のポンプに利用したのか。
見えないものを見ることが出来る。それが天才なんですね。
馬鹿にはみえないってやつですね。わかります。
これが本当に馬鹿には見えないから驚き
テスラに比べればみんなバカ。
ダヴィンチとテスラのアイディアは発想は天才的なんだけど実用に足るものを作るのが困難って印象がある
彼らに時代が追いついてないんだよ
@@takemaru_at 同感
鉄の塊が空を飛ぶとか、線が繋がってないのに遠くの人と機械を通して会話をするとか、最初にそれをイメージした人がいなければカタチにならなかった
アイディアを思いついた時点では実現不可能な技術でも、後から技術が追い付く可能性は十分ある
@@zxc1524
実用化や現実化、証明、理論としてまとめるってのも功績だしな
アイデアは古代からあった可能性は否定できない
数千年前の人類が発明してたりアイデアを思いついてても未来に伝える術がなくて無くなったものっていっぱいあると思う
大陸移動説は大昔から幼児が地図を見たときに最初に思いつく考えだったし
STAP細胞ももっと昔からこうなったらって考えてる学者はいっぱいいたし
明治時代の新聞に載ってた未来予想もかなり当たってる
当時は突飛だったりそんなの無理って思われててもいつか現実になる
実用性がないというのは私も思う。
でも、
これほどのアイデアが忘れ去られるのは「もったいない」かなと私は思う。
まぁでも技術や学問における発案、実現、実用化とか発案、修正、証明ってそれぞれ別の人や時代ってのが多いもんな。テスラとかは発案、実現のプロだったんだろう。
栄光無き天才
まじ未来から来たみたいな設計してやがるな
科学の力ってスゲー！！
設計、発想まじぶっ飛んでんな。別次元から来たみたい
みんなだまされてないか？
下で述べたようにタービンとガス流の関係は周速に帰結する。軸回転数ではなくて「周速」。試作機は径１５cmで回転数は３.５万rpmで周速２７５m/s。径を３mにサイズアップしたとして２７５m/sの周速を得るには１７５０rpmで足りる。５万rpmも回す必要はない。この単純な原理をウプ主は理解できていないのではないか？テスラ氏はその後実証機を製作し電力会社に売り込みに行ったようだ。その仕様は径１.５m回転数３６００rpmで、出力５００kwを得たとある。回転数三千六百rpm…。この時のタービン周速が「２８０m/s」。テスラ氏は当然ガス流速とタービン周速の関係を理解していてこの実証機を設計したと考えられる。出力５００kwは国産の大型トラックの出力を凌ぐ。排気量１５リッター級のバカでかいエンジンだ。テスラタービンなかなかやるじゃん！なのだがただやはりディスクが遠心応力に耐えられず変形して採用にはいたらなかったようだ。ま、百年以上前の話だ。比較に出てきた軸流タービンの周速は６００m/s。現在の材料工学を持ってすれば周速２７５m/sのテスラタービンの製作は難しくは無いだろう。では何故この機構がガスタービンの主流にならないのか？それはひとえにタービン効率が上げられないからだと考えられる。後々の研究では４０%を超えないとのこと、流体の粘性に依存する単純な構造だけに効率アップの方策がないのだろう。危ねぇ危ねぇ、危うくだまされるところだったwww 前半部分の説明が秀逸だっただけに後半が残念だ。
理論は一級品だけど現実の問題が多く立ちはだかった感じか。
核融合炉みたいな話だね。相対性理論でエネルギーを取り出せることはわかっているけど、炉としてつかうには持続時間が足りなくて研究中って…。
あらゆる生物の体の中にはATP合成酵素という水素イオンで回るタービンでエネルギーを生み出す構造がある。結局数えきれない試行錯誤を繰り返した生命が出した最適解はタービンなのかもしれない。
気になって調べたけど難し過ぎて理解できない…ホントに体内でモーターみたいになっているんですね
コメント欄は皆さん賢すぎ
なんて美しい無駄のない説明だろう。
だけど3mのテスラタービンのブレードがマッハ13に達するくだりは少し面白かった笑
また面白いチャンネルを見つけてしまった
マッハ13、流星号に迫る速度ですね～！
車のエンジンに･･･テスラタービンドライブ･･･夢だけが膨らむ
世界タービンなら知ってました
なにその平沢（好き）
絶対言うやつ居ると思った(^_^)
粘性でブレード用いずタービンそのものを回すって発想、そもそも粘性を応用するって発想、天才でしかない。
もっとスゴイのは、流体力学を習得したとも見えないテスラが、どうやってこのタービンを実装させたのかって所。
ダビンチは着想は天才だったが実装はできなかった。時代のせいかもしれないが。
頭が噴火しちゃった💦半端ないねニコラは🌟
テスラさんファンタジー世界に行ったら面白そうやなぁ。
特殊な鉱石ある世界に行っていっぱいものづくり楽しんで欲しい。
テスラタービンって粘着性を高める事でタービン回すけどそれって「摩擦による力を利用」してるから光子とか捕まえられたら乗り物に利用するんだろうな・・・
やはり世界タービン
境界層とか懐かしぃなぁ
流体力学で習った
一見シンプルに見えつつ、蒸気であれば0.4mmピッチになるあたりで構造上シンプルとは言えないですね。
ロケットとか、超高速流体・高回転速度だと使いやすいのかも。
時代（新素材）が来れば使える技術スゴ。
トルクスプリッターのビスカスカップリングとか似たような技術ですねよ。まさか蒸気でも行けるとは知らなかった。
本編とは関係ないけど、タ□ビンになってしまいー（伸ばし棒）がフォントにない場合は、半角マイナスを代入してみてはどうでしょうか
｢強すぎる！｣
流体粒子くんかわいい
0:10からのテスラタービンの「ー」が文字化けしてるｗ
ちゃんと現代でも活用されてるのが凄い。
え？どこに？ テスラタービンの効率知ってたらものすごいごく限られた範囲でしか使えないけど？ 効率が40％以下でも許容出来ればいいけど
@@mecha_ozi え？最後の最後で排水ポンプや心室補助装置で使われてるって言ってるけど？
動画が間違ってる感じ？
ターボチャージャーに使ったほうが良さそう、自動車用は回転数10万くらいだし直径も同じ位じゃないかな、カーボンが付くからその処理をどうするか解決するのが難しそうだけど、LPG機関ならカーボンほとんど出ないし水素なら蒸気が出るから蒸気タービンになる、もしテスラが今の科学者だったらすごく面白いもの作ってくれただろう。
自動車用ターボは難しいんじゃないですかね…
まず構造的に排圧が無茶苦茶上がりそうなのでガスが抜けないから燃料をうまく燃やせるか疑問です。
次にガス流量がメチャ変動するのでスッかスカ(低負荷時)の時に駆動トルクを得られるのか疑問です。
最後にディスクを複数枚重ねると慣性重量がかなり大きくなるのでレスポンスがカスになりそうです。
余談ですがもしカーボンの付着が問題になるようならそもそも燃焼がうまくいっていないので排気ガス規制をクリアできません。
全然関係ないけど、テスラの共振を応用したエマモーターについて動画欲しいなぁ。
本当に良い頭の体操になります。面白いです。
ところで、テスラ氏の発明で「反重力装置」がある様なのですが、どのような原理なのでしょうか？ 米国のシャウベルガー氏も同様の装置を開発していますが、原理と仕組みを知る事が出来たら～と考えています。
分子の動きが、タービンの配置が公共事業の成功例の様です。
テスラ スゲェ〜モヤモヤしただろうなぁ今の技術ならば作れなくもないだろうけどコスト的に無理だろうなぁ
素材があれば完成するんだな
サムネの「強すぎる！」が適当すぎて好き
テスラカーが欲しくなった！！
天才
高粘度流体では使われているのですね。これならブレード先端の速度は問題にならない程度ということですか。
強 す ぎ る ！好き
水車って超実用的なんだな
逆流でも使えるなら流速さえ上げれれば、海の波の往復で発電できそう？
潮力発電というものがありますよ
すごい、感動した。円盤の外側から高速の流体が入って、低速な中心から排出される。流体の運動エネルギーの大部分を取り出せるということ？？？
この二人は別格。落合莞爾さんは神才とよんでいます。天才より格上の神才。
境界層くんかわいい、かわいくない？
エジソンは１パーセントのひらめきだけどテスラはほぼひらめきとかいう変態ってことか。天才ってこのことか。
テスラ氏はディスクを覆うハウジングと流体の間で発生する粘性を計算に入れてなかったのでは？
回転数が上がれば上がるほどその粘性がディスクに対するブレーキとして作用してしまうから効率は上がらないでしょう。
羽がない分、高粘度のもので羽を損傷しにくいのはいいね(=ﾟωﾟ)ﾉ
一時流行ったハンドスピナー手で回すのダルくなったから息吹きかけるようになったのと同じかな？
うまくいけば新型エンジンが作れそうだなぁ
マッハ13で破断したら発電施設の天井突き抜けてどこまで飛ぶかな…人居たら血煙になるな
というか戦闘機でも超高速は熱がヤバいから軸受めっちゃ熱溜まりそう
まあ使えるかどうかは兎も角発明としては素晴らしい発想力
13万RPMはダメだww 大抵のモノはちぎれるわw
1秒で約2100回転はすごい
車のターボなんかは10万rpm近く回るのあるけどね。
@@user-kf5cq9wp1f まぁ、小口径ですからね！
タービン外径端の速度がマッハ13との事で、
何れにしてもその速度だと熱力学モードの問題も発生しそうですね～
@@tubenaoya マッハ13にもなるとNASAのX15とかの素材でも耐えられなさそう…
F1タービンの材料とか禁断のベリリウム合金とかならいけるのかな…？？？
テスラタ□ビンで草
フォントがわかりやすくバグってて草
そっと置いてあるテスラバルブに目がいってしまった
強すぎて封印
テスラの地磁気発電が日の目を見ていたら現代のエネルギー問題は変わってたんだろうなぁ
非常にレベルの高いチャンネルですね！
その考察も正確で素晴らしいものです。(^ω^)
ビスカスカップリングの4WDもこれかな
高粘度で比較的クリーンな流体を扱えるなら、利用価値が出てくるってとこか。
このままじゃ使えないけど、粘性をうまく使うっていう発想は使えそう。
実用的に使用されているのは汚泥ポンプや気液混合の物質を吸うポンプ
（歯医者さんでズズズ♪と吸い取るあれの根元についていたり）
比較的異物が絡まない形状なので、汚れを扱う事も多い印象ですね。
タービンとして見直される事も、後の科学史上ではあるのかもしれません。
原子力発電に水の代わりに液体金属を使うアイデアがあるから、それと組み合わせたら面白そう。
効率良すぎてタービンの回転速度に耐えられないって冗談みたいな発明品だな
そう言う意味ではないのでは？
効率よくしようとすれば回転数が上がると言う意味では？
>効率よくしようとすれば回転数が上がる
→そう思います。あとは高粘性流体であれば低回転速度域でも高効率を実現できるものと思います。
>効率よすぎてタービンの回転速度に耐えられない
→少し変だと思います。効率を高めて運用しようとすると、このタービンの特性上高回転速度を維持しなければならず、
このタービンで水を扱う場合は5万r/minほど必要なために、タービンのマテリアルが強大な遠心力に耐えられず
ブローするのかと。
一瞬脳裏をよぎる平沢進
世界システム+テスラタービンから名前が来てると聞いたことが…
ロケットエンジンのターボポンプが40,000rpmとかだから、使えないかな？
流体粘度が小さいから難しいのかな
ターボタージャーの原理みたいですね。
エジソン何か問題にならない天才でしたが、国に葬られてしまいましたね。
カーボンナノチューブとか、現代の素材で使えるものとかないのかなー
現世にテスラ居たら、
えらいこっちゃｗ
効率良すぎて素材がもたない。テスラくん。グラフェンとかどーかね？
送電効率で負けたエジソンの直流送電が、実は一定以上の高圧送電に置いては、交流送電よりも効率が良い事が分かった事例に似ていると言うか、因果を感じる。
今、長距離電送で直流が見直されてきてますね。現代の方法である交流には長距離電送では効率面で限界があるのですが、現代ではトランスでは無く新しい電圧変換ディバイスが実用化されてきているので、システムとしても可能性がある。長距離電送が効率よくできると、九州で余っている太陽光電力を都市部まで送ることが可能になるかもという夢を見た。現代のテスラが開発中と思われる。
要は50,000回転/分（RPM）に円盤の外側が遠心力に負けてぶっ壊れるのか…
逆にトップスピンをマッハ1.8程度に抑えられる程度に円盤を小さくしたら駄目なのか？
でも…あれか小さくし過ぎると水が上手く回転しない可能性があるのか…
難しい…
周速と言いますがこの場合６００m/sになりますね。これに抑えようとすると直径２２cmになりますね。
気体と液体ではどのように変わるのですか？
気体のテスラタービンは可能ですか？
専門家でも学生でもないですが、恐らくかなり高回転にならないと使い物にならないかもしれないです
粘度で調べてみましたが、水(液体:20℃)の時の粘度が大体1cPに対し、水(気体:100℃)の時は大雑把で0.01cPとなるようですね
よって水の場合は粘度が大体100倍違ってくるので、その分高速にする必要はありそうです
蛇足ですが、小学生の頃にCDにモーターを付けて高速で回したらそれなりの風が感じられましたので、不可能ではなさそう？かと
高回転が必要なものにはめちゃくちゃ使えそう
エアーツールの動力に使ったらめっちゃいいかも？
ネジ、ボルトの頭が吹っ飛びますね、たぶん
高効率であるなら直径3Mでダメなら直径を下げれば行けるのではないでしょうか？
なるほど・・分からん！
粘性度が高い流体が対象なら高効率なのか・・・タービン用途は無さそうだけど
テスラタービンでターボチャージャー作るとしたらシリーズハイブリッドみたいな一定回転ができるエンジンにはいいけどそうじゃないならターボラグヤバそう 結局既存のタービンのほうが高回転での効率悪くとも使いやすいんだろうな
概念と設計の論理は理解できても素材から製品までの加工と工作の技術が追い付かないんじゃオーバーテクノロジー的なシロモノだな
回転数はわかったけどトルクはどうなんだろう
まるでガスタービンエンジンみたいな
動作をしますね。
早すぎるタービン回転を制御できれば効率は最大に！ディスク間の間隔を開ければ良いのでは、また、回転を制御できる仕組みが開発できればまさに夢のタービン、
ネバネバしたものなら使いやすいわな。
漢字が旧字体だから、これ翻訳チーム台湾やな。
天才は変態と言うが変態になれば天才になれるのか...
よし！
ここに靴下とブリーフが
あるじゃろ？
蝶ネクタイ忘れてますよ？
よく言われる高効率すぎて制御できないというのは間違いで、超高速じゃないと効率が維持できないというのが正しい気がする
宇宙エレベーターのケーブルに採用される可能性が有る、高い強度を持つカーボンナノチューブをラジアル方向に配向したディスクが制作可能ならば、テスラタービンは実用可能に成りそうな気がする。
0:15 テスラ タ□ビン
テスラタ⬜︎ビン
ナレーターは割としっかりしてるのにねぇ
@@user-jb8kc4py4y 日本語で生活してる人には分かりにくいがアルファベットじゃない言語に翻訳するのは大変な作業で文字化けもたくさん出る
渦巻ポンプの正体はこれだたのか
水車みたいだな、フランシス水車みたいだな
水力発電には使えないのか？
テスラって電気だけじゃなかったんだな
本田さんみたい
人工知能並みの計算力と、ロボット並みの開発能力。1人で核爆弾とか原子力余裕で作れそう、下手したらそれよりヤバいやつ作りそうな予感。
これ金属の３Ｄプリンターで外側から製造して内部にカーボンとかの補強かませれば結構いけるのでは？
単純にフライホイールの内部をこの構造にしてマッハ１３は一時的に使うとかどうだろう？
3Dプリンターなんかで製造しちゃうと精度的にも強度的にも耐えられませんね。鍛造素材を精密旋盤で加工するしかないでしょう。
内部にカーボンは更に遠心力によるホイール破損の危険性が高くなるので、補強するなら中心付近は弾性係数の高い金属のみ、外周付近は軽めの複合素材なんかがいいでしょう。もちろん内部だけで流体と接触する部分は全面金属素材が前提条件です。
@@user-oo4de7pz9e 今研究が進んでいるピストンとかの軽量化に内部構造を人間の骨みたいに金属プリンターでやる技術があるから
技術的に不可能と言ってしまうのはもったいないかも
まぁ現段階では経験則の集合体だから形になるのは何年先かって嘆きは正直あるけど
結構面白い結果が生まれそうですね
わざわざ剥離しそうな構造にしなくてもFRMで済みそうな。
金属３Dpだと強度が出せないでしょうね。この話、現在のソリッドの金属材料の強度限界を越えるような応力が加わるのでスカスカ構造の３Dpではかなり難しいかと…。
金属にこだわるならばチタン合金でしょうね、できれば単結晶。しかしむしろ金属よりCFRPを母材として使う方がこの機械特性にはあってると思います。表面の粘性抵抗が金属でないとダメならばメッキをすればよろしいかと。
それでも現状の蒸気タービンの７倍の周速に耐えないといけなのでそんな材料は今のところ見当たりませんね…
ディスクの素材をセラミックにすれば いけるんでないかい？
あるいは、人工ダイヤ・ディスクとか？
エンジニアリング可能になった未来見てみたいですね
４万RPMに耐える素材なら現代では発見できると仮定して再考してみて詳しい人
なるほど、CDか