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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.76 スマートハウスのパワーコンディショナとフェライト
電気と磁気の?(はてな)館

スマートハウスのパワーコンディショナとフェライト

省エネの発想から蒸気機関を改良したワット
 「必要は発明の母(Necessity is the mother of invention.)」といいます。これは、産業革命期のイギリスの作家スウィフトの『ガリバー旅行記』に載っている言葉が格言となったものです。
 ヨーロッパの後進国であったイギリスを先進工業国へと発展させたのは製鉄技術ですが、燃料として木炭を使っていたため森林の乱伐が進み、ついには燃料不足に見舞われました。そこで、18世紀のダービー父子によって開発されたのが、木炭にかわりにコークス(石炭を乾留して得られる固形燃料)を利用する製鉄技術です。ところが、石炭の需要が高まり、地下深くまで掘り進むようになると、坑内の出水問題の対策が迫られるようになりました。
 そのソリューションとして考案されたのが、ニューコメンの蒸気機関です(1712年)。シリンダにボイラから蒸気を送ってピストンを押し上げ、続いてシリンダを冷やすと水蒸気が凝結してピストンを押し下げます。この往復運動を利用して坑内に溜まった水を汲み出したのです。ただ、ニューコメンの蒸気機関は大量の石炭を消費して、きわめて燃費が悪いのが欠点で、これに画期的な改良を加えたのがワットです。ワットは、水蒸気を送り込んだシリンダを冷却するところに非効率の原因があることを見抜き、水蒸気を凝結させる復水器を別に設けた装置を考案しました(1765年)。これによって、石炭の使用量は4分の1、燃費はいっきに4倍も向上しました。
 天秤のような往復運動であったニューコメン機関を、クランクを取り付けて回転運動に変えたのもワットのアイデア。ここから、初の自動車である蒸気自動車や蒸気機関車などが発明され、また蒸気機関は産業革命を牽引する動力機として広く活躍することになりました。
 実用的な蒸気機関の発明者はニューコメンでしたが、ワットのほうが広く知られるようになったのは、仕事率(power)という観点からニューコメン機関を見直し、その改良に成功したからです。仕事率の単位W(ワット)は、彼の業績にちなんだものです。省エネ・省電力が求められる今日においては“効率”もまた発明の母。とくにパワーエレクトロニクス機器においては、効率の追求は重要課題です。  


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