- ベストアンサー
現代版最新蒸気機関車
- 現代の技術で固体の石炭を燃料とする鉄道機関車を作る方式について考えます。
- 石炭を燃料とする蒸気タービンで発電し、その電力でモーターを駆動しつつ、バッテリーも充電します。
- 蒸気タービンは高効率で常に運転し、平地巡航時は主に充電し、加速や登坂時はバッテリー電力も併用します。
- mugencrm250ver2
- お礼率81% (517/638)
- 科学
- 回答数4
- ありがとう数11
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
結局のところ、 ・レシプロ ・タービン直接駆動 ・ターボ・エレクトリック の3つの選択肢のどれかということですね。 長距離止まらない貨物列車なら、タービン直接駆動になるでしょう。 （駅に止まらないといけない）旅客列車だと、レシプロか、ターボ・エレクトリックか。 さすがに、今、設計するなら、理想的には効率が良いターボ・エレクトリックにしたいところですが。。 機関車サイズにする前提だと、総合的にレシプロ に勝てるかは結構厳しいような気もします。 蒸気タービンの高効率化には大型化が有効で、かつ、ターボ・エレクトリックの長所は、エンジン（＋発電機）とモーターを自由に配置できることなわけで、鉄道というシステム全体で効率を追求していくと、石炭火力発電所＋電車、になってしまう気もしますが。
その他の回答 (3)
- TooManyBugs
- ベストアンサー率27% (1472/5321)
鉄道車両には形状、サイズ、重量の制限が有るのでエネルギー効率を高くしようとするとそれ自体の重量で牽引力を消費してしまい荷重に対するエネルギー効率は低くなってしまいます。 地上ボイラでは当たり前の水管式ボイラ、コンデンサも試験的にしか使われません。 結局今の蒸気機関車のマイナーチェンジ版しかあり得ません。
お礼
蒸気タービン発電やハイブリッドだと重量増で効率が落ちるということですね 旧来の蒸気ピストン式を踏襲ですか ご回答ありがとうございました
- CC_T
- ベストアンサー率47% (1038/2202)
現代の技術でとなると環境面を無視できませんから、蒸気機関車のようにそのまま燃やして排気という選択肢はまず無しでしょうね。石炭には不純物が結構混じってるはずですから、クリーン排気のための設備が結構な重荷になります。 １）石炭に水素と水を加えて加熱（プレヒート）し、可燃性ガス（水素や１酸化炭素）とオイルを取り出す。 ２）出てきたガスでガスタービンエンジンを回し、バッテリーとハイブリット運用する。 ３）排熱とオイルは石炭のプレヒートに再利用、カスは舗装材料として回収 って感じになるんじゃないでしょうか。 蒸気は細やかな出力調整が難しいですが、ガスを燃料とするエンジンなら出力調整が容易です。 石炭の熱分解はかなりの高温が必要になりますから、下手すりゃ蒸気機関車よりデカい車輛になるように思われますがね(^^;
お礼
石炭をガス化するユニットも搭載するということですね ガス化ユニットは、鉄道車両1台サイズくらいで収まるでしょうか？ ガス化した後は、ガスタービンで発電とバッテリーのハイブリッドですか ご回答ありがとうございました
試作はされましたが実用化はされませんでした。 数百キロ以上の距離を止まらないで走る鉄道であれば、蒸気タービンでも使えると思いますが、数キロおきに停車しないといけないような用途には不向きです。また石炭では効率が悪く、石炭そのものも積んで走らないとなりません。 構想だけなら、原子炉と蒸気タービンを使用した、原子力機関車などもありましたね。 ガスタービンでも特性は同様ですがこちらは実用化されました。いずれにしても狭い日本では使えないでしょう。
お礼
大陸を数百km走行する場合は、いかがでしょうか? 回答者さまなら、どんな仕組みにしますか？
お礼
タービン・電気も有効かもしれないものの、レシプロに勝てるかどうかは?ということですね 仕組みは旧いですが、レシプロも最新技術で作れば、けっこうスゴいのが出来そうですね ご回答ありがとうございました