これは形状記憶合金熱エンジンの基本構造だが、エンジンと言う名がついているものでは恐らく一番簡単な構造であろう。
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６年ほど前に申請されている特許（ttp://www.j-tokkyo.com/2003/F03G/JP2003-232276.shtml）によれば、図の赤いプーリーを熱しグレーの形状記憶合金のワイヤーの形状回復力を駆動力にして回転させる。プーリーの直径比を７倍にすることにより大きいプーリーに接するときの自然冷却で１０００ｒｐｍ程度の回転数が得られ、小さいプーリーを熱する温度は６０℃程度でも良いという。
As one of 37 projects selected by the US Department of Energy’s ARPA-E (earlier post), General Motors R&D will receive $2.7 million (subject to final negotiation with DOE) to support building a prototype thermomechanical waste heat recovery system using a Shape Memory Alloy (SMA) heat engine to generate electricity from the heat in automotive exhaust. GM was the only automaker to receive an ARPA-E award in the first round of funding.（記事の抜粋と画像はttp://www.greencarcongress.com/2009/10/gm-sma-20091028.htmlより転載）
SMAはシェイプ・メモリー・アロイだから形状記憶合金そのままだが、どうやら排ガスの熱を利用したエンジンを開発しているようだ。これで発電機を回しハイブリッドの駆動用電源にするようなシステムに見受けられる。
冒頭の形状記憶合金熱エンジンは構造が簡単なだけに実証も行っているだろうが、自力運転するのがやっとで、これをそのまま実用化するとは思えない。どっちみち捨てられる熱なので無駄にはならないだろうけれど、タービンを回してエンジンに過給したり、そのままタービンで発電機を回すより効率が良いのだろうか。
しかしGMは政府から２７０万ドルも試作援助を得るのだから、詳細は不明ながらエンジン廃熱の回収に成功することを願う。
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鎖状の合金をプーリーに回し、湯沸かし器の
お湯を掛け「こんな簡単な仕組みで動力に
成りますよ」というデモンストレーションを
見た事があります。今更パテントを取れるの
でしょうかね？
夏にバイクに乗っていると交差点などで自動車の
横に停車すると、エンジンから出る熱を感じます
と言いますか「熱い」、その熱を少しでも回収出
来れば、世間のお役に立てますよね。
高い出力を得るのは不向きに見えます。
ベアリングモーターなどの不思議動力機関と並んで夢で終わりそう。
ＧＭのハイブリッドはいまのところ、エンジンは直接駆動しないパラレル方式ですが、
今後にトヨタみたいなシリーズ方式に移行するのかわかりませんけれど
いずれにしても内燃エンジンは30％近くの熱を捨てざるを得ないわけなので
排気管から熱を拾えばブレーキから拾うより簡単です。
冒頭の熱エンジンのパテントは加熱用プーリーと冷却用との大きさを変えるのがミソのようです。
確かに大出力を得るのが一番難しいところと思え、ペルチェ素子をたくさん貼り付けた方が
ましのような気もします。
http://www.kelk.co.jp/news/090128.html
すでに商品化されてますね。
http://slashdot.jp/article.pl?sid=09/02/06/0448255
によると
>たとえば50枚（150万円相当）を利用するとすると、その面積は1250平方センチ（一辺が35cmの正方形の面積に相当）で、発電能力は1.25kW。1kWh20円換算だと、150万円分発電するのに必要な期間は約6年10ヶ月になる。
まだまだコスト高らしいですが、マフラーの熱で発電は魅力的ですね。
『動力・電力への転換』を考えずに『発生する熱』とだけ考えれば、案外簡単なのかもしれませんね。
既に、トランスヒートコンテナも実用化されてますし、PCM（Phase Change Material）がもう少し場所と重量を取らない様になれば、「ツーリングから帰ったら風呂が一杯湧く」程度の熱が溜められるんじゃないですかね？
装置分の重量で燃費が悪くなってちゃ仕方ない話ですが。。。
市販されているのは結構大きい容量のものもありますが、どちらかというとＣＰＵや手軽な冷蔵庫用で発電用はどうなのでしょう。
と、ここまで書いたらコマツのURLを紹介していただいたことに気がつきました。
値段が下がり、耐久性も保証されれば、従来のエンジンもオルタネーターが不用になりますね。
KINさん、
トランスヒートコンテナは初めて知りました。ありがとうございます。