公開セミナー
「未利用エネルギー活用とスターリングエンジン技術」
参加者募集中
１ 主 催 茨城県立中央高等学校
２ 日 時 2017年2月18日(土) 13:00～16:30
３ 場 所 茨城県立中央高等学校 ２Ｆ社会科室・物理室
４ 内 容 (1) 研究発表
①「乾電池3Vによるスターリング冷凍機の製作」 ・・・科学部員
②「中央高校科学部のこれまで」 ・・・小林義行
(2) 講演 「――演
題未定――」 ・・・
ADMIEXCOエンジン設計（株）代表 宮内 正裕 氏
(3) スターリングカー走行・記録会
①Mクラス（ミニ四駆サイズ） ②MMクラス(チョロＱサイズ)
参加（受講・観覧）申し込みの方法
氏名・所属・連絡先を下記までお知らせください。
茨城県立中央高等学校 http://www.chuo-h.ibk.ed.jp/
TEL 0299-46-1321 FAX 0299-46-5309
Web科学工作館
http://www.kob-sc.uh-oh.jp/
小林義行 E-mail :
kobysh@@jcom.home.ne.jp (@を１つ消去してお使い下さい。）
走行・記録会への出場参加の申し込み
走行記録会申込書 に記入の上、上記まで送って下さい。
以下は中央高校科学部の研究から
バイオガス・スターリング発電 2011～ 超まとめ
①
バイオガス発電にスターリングを
3.11の原子力事故後、地域で作ることが出来る小規模なエネルギー生産に関心を持ちました。牛の排泄物からエネルギーを取り出すバイオガス発電が小規
模にできないか、色々な
検討や実験をした結果、数十kW以下の小規模な発電プラントには、この出力規模で最も熱効率の良いスターリングエンジンを使うのが良い。かつ外燃機関なの
で、厳密なバイオガスの精製は必要なく、バイオガスを直接燃やして発電できる。
②
しかし、バイオガスのそのまま燃焼は火力が弱すぎる⇒酸素富化燃焼
バ
イオガスをそのまま燃やすと外燃機関を加熱するには火力が弱すぎると気付きました。バイオガスはメタン6０%にCO2を40%含むので、極端に火力が弱い
のです。燃料のエネルギー密度が小さいことは、他のバイオマス燃料にも当てはまります。そこで、普通の空気の変わりに、酸素を濃くした空気で燃焼させる
と、火力が向上するはず、と考え実験すると、確かに炎温度が上がり、火力は格段に強くなります。
③提案システ
ム
高温部が高温になるほど熱機関の効率は向上します。バイオガスでも高温炎を作れ、スターリング
エンジンが高効率化します。そこで、次のようなプランを考え、エネルギーの流れを試算しました。熱
量100のうち、40が発電量になるとすると、酸素濃縮器の電源に8を使って、32が利用できる電気となります。この試算は市販の吸着式酸素濃縮器と市販
の高効率スターリングエンジンのスペックから算出したものです。つまり、市販品を購入すれば、このシステムをすぐに実現できます。
新
しい方式のスターリングエンジン
市販の実用スターリングエンジンはかなり高価です。スターリングエンジンの原理は単純のはずが、なぜ高価になるか。一つには、ガソリンエンジンなどの内燃
機関に対抗して、つまり自動車等の動力として使えるような高比出力（重量当たりの出力）を目指した開発の結果です。
現在、私達はこれまでの方法を見直し、全く新しいスターリングエンジンを求めて模索中です。
例えば‥‥
上の写真はステンレスなべを使った「セミフルイダイン」という形式のエンジン。スターリングエンジ
ンは通常の２つのピストンを使いますが、このエンジンでは、ピストンの一つはプラスチックの蛇腹で、もう一つはホースの中の空気をピストンとしています。
さらに例えば‥‥
これは低温度差スターリングエンジンで、別に新しい方式ではないですが、各部をLED用に特化しました。省エネルギー照明として普及している
LEDですが、現状では電力の8割以上が熱になります。しかも、LEDは高温に弱いので、充分に放熱させることが必須です。このスターリングエンジンは
LEDの発する熱で
動き、外部に熱を捨ててLEDを冷却し、LEDの温度を室温＋30℃以下に抑えます。もう少し改良すれば、冷却のついでに発電機も回してスマホを充電できるようになるかも、ですね。
さらに例えば‥‥
これは、指先サイズのスターリングエンジンカー。スターリングエンジンをどんどん小さくすると、「サイズ効果」によって、全く別の性質が現れます。今回のテーマの
一つは「スターリングエンジンをなるべく小さくするとどうなるか」です。元々の目的からすると非常に遠回りな道のようですが、案外そうでもないかも知れま
せん。