蒸気機関の内燃機関化は出来ますか？

質問

蒸気機関はシリンダーの外で熱を発生させる外燃機関ですが、内燃機関に近づけることは出来るのでしょうか。
出来るのなら、どのような構造になるのかも教えていただきたいです。

回答No.4

g27anato · ベストアンサー

蒸気機関は水の気化による膨張を利用してピストンを動かす仕組みです。
つまり膨張させる為の「熱エネルギー」が別に必要なのが「外燃」です。

既に気化してる燃料自体が「シリンダー内で燃焼」する時の膨張をピストンに利用する仕組みが「内燃」です。

さて本題ですが
「蒸気」の「内燃」は無理でも、
「蒸気機関」の「内燃機関化」なら、全く非効率ながら構造的には可能でしょう。

「シリンダー内を超高温の気化室」にして、そこに少量の水を注入して瞬時に蒸発する膨張エネルギーでピストンを動かす事が可能なら、
理論的には成立する筈です。

問題は水の蒸発で得られる膨張エネルギー量と、
シリンダー内を超高温にする為の技術が必要だという事です。

また、それが実現可能でも得られるエネルギー量はというと、
通常の内燃機関で得られる気化燃料の膨張エネルギーに比較して、遠く及ばないだろうという事は想像に難くないのですが。

回答No.3

tenteko20

実用化は無理な机上の空論的な回答ですが、ディーゼルエンジンの仕組みを応用した蒸気エンジンです。

水を瞬間的に沸騰させることが出来ればそれなりの圧力を発生させられます。

ディーゼルエンジンは圧縮比を高くすることでシリンダー内を高温状態にして燃料の発火点温度を超えたところに燃料を噴射することで自己着火して燃焼しピストンを押し下げて動力を得るものです。

ディーゼルエンジンよりもさらに圧縮比を上げて高温になったシリンダー内に水を噴射することで水が沸騰して体積が膨張してピストンを押し下げることが可能かもしれません。
それを連続的に作動させることが出来ればエンジンになります。
排ガスは水蒸気なので冷却して水に戻せば繰り返し使えます。

燃やさないので内燃機関とも言えませんがもしできればクリーンで環境にやさしい動力元になりますね。

回答No.2

noname#252929

蒸気は燃えないですからねぇ。
燃えないものを燃やすっていうのもなんだかなぁ。

考え方から行けば、ヒーター式インクジェットプリンターのヘッドなんていいかも？
インクジェットプリンターのヘッドは、インクを少し先に送って、手前のヒーターで加熱して一気に気化させその気化したときの圧力でインクを吹っ飛ばして印刷している方式。
シリンダーの直前にシリンダーを一杯にできるほどの蒸気を一瞬で作れるヒーターを置いてそれで制御すればできるかも。
ただ、瞬間的に膨大な熱量を供給できるだけの装置が必要で、瞬間的に冷えないと制御はできないけど。。。

回答No.1

sknbsknb2

内燃機関は、作動流体(ガソリンとか水素とか)を燃焼させたときの膨張圧力を運動エネルギーに変換します。

「蒸気機関」という制約があるなら、作動流体は「蒸気」である事が必要で、蒸気は燃焼しないので内燃機関にはなりえません。