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電気と磁気の?(はてな)館

回生エネルギーの活用はスマート社会のキーテクノロジー

水飲み鳥、コーヒーサイフォン、スターリングエンジン
 「水飲み鳥」と呼ばれるガラス製の玩具があります。ゆっくりと振り子運動で首ふりをしながら、ときどきコップの水を飲むかのような動作を延々と繰り返します。モータやゼンマイなどはなく、マジックのような仕掛けもありません。外部からエネルギーが補給されていないように見えるので、永久機関と誤解されることがあります。しかし、これは永久機関ではありません。周囲の空気の熱エネルギーを運動エネルギーに変えるという小さな熱機関なのです。
 その原理はコーヒーサイフォンと似たものです。水を入れたコーヒーサイフォンをアルコールランプで下から熱すると、やがて沸騰して内部の蒸気圧が高まり、湯を押し上げます。火を消して熱するのをやめると、水蒸気は凝結して蒸気圧が下がり、押し上げられた湯は吸い込まれて元に戻ります。水飲み鳥において、このアルコールランプにあたるのが周囲の空気の熱なのです。  
 水飲み鳥は自然エネルギーを利用した熱機関なので、巨大な水飲み鳥をつくって発電機とつなげば、“気温発電システム”となりますが、残念ながら大出力を得るにはコストパフォーマンスが低すぎます。
 ただ、水飲み鳥やコーヒーサイフォンと同様の原理で動くエンジンは、19世紀初頭に考案されています。シリンダ内に密封したガスを外部から加熱・冷却することでピストン運動をつくり出し、これを動力として利用するものです。考案者であるスコットランドの牧師スターリングの名をとって、スターリングエンジンと呼ばれます。出力ではガソリンエンジンなどの内燃機関に、とうていかないませんが、原理も構造もシンプルで、効率にすぐれるため、一部の特殊用途で使われています。


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