農機の黎明期の発想が実に面白い

これから観て貰う動画の内容を見ると初期のトラクターの発想が面白い。

動画のサムネイル部分のこの装置には、エンジンは搭載されてない。

これは、当時の蒸気機関自動車（トラクター）が軽い物でも5tonを超える重さだった事から、農地を走れなかった事が理解できる。

蒸気機関をどのように使用するのか？

地ならしをして、沈みこまない通路を設け、そこに蒸気機関車両を止めて、プーリを利用して、ワイヤーやロープを引っかけ巻き上げる、ウインドラス（揚錨機）やキャプスタン (Capstan)の要領で、重量物を引張るウインチ操作の仕組みを活用してる。

物を巻き上げるウインチの発想を活用した農業が、初期の黎明期の蒸気機関を活用する上で重要だった事が理解できる。

畑の中で、土を掻いたり返す作業を行う装置を軽くする為の発想が見られる。

車両の中央部にワイヤーやロープを滑車に半周撒き、滑車が回転するキャプスタンを設け、外部動力を伝達する仕組みを取り入れてる。

昔の人達は、頭が良いよね。

外側から単純に機械を引張るのではなく、蒸気機関の回転動力の伝達をロープを介して作業車両の動力に伝達するチェーンのような役割を左右に張ったロープの引き合いで動かす仕組みが作り上げられてる。

実際にウインチなどで、巻き上げたり下げたりする作業を平行に置いた装置で、一本の紐を介して動力伝達してる訳だよね。

これだと両方に車両が無くてもウインチのように、ワイヤーの長さを調整する事で、一台の車両でも作業が可能になる。

進行方向とは別の場所に動力を配置する事で、双方から引っ張る方が、一本のロープで物を引張る事が可能になるので面白い機構だよね。

タイトルに、モグラ耕機という風に書いてある。

今の装置は、効率化が進み過ぎて、多くの人の作業を奪う結果に繋がっている。

この当時の面倒な作業を人が担うという考えをドイツやベルギーにルクセンブルクなどでは、今も収穫祭などのイベントとして残してる地域も多かったりする。

最低でも人員が二人以上が必要になるので、作業に携わる作業従事者が増えるよね。

雇用創出の基本的な考えだよね。

そこで得られた収穫量を増やす事で刈り入れ時の収穫期に、更に雇用が生まれる。

米国の農業が大規模な収穫事業を効率的に行って来た背景が、この動画の装置を見ても分かる。

日本でも産業革命以降、農機具の機械化が農作業の効率化と人的負担や負荷を減らす役割を果たして来た。

フォード自動車のフォードが、農家などの作業や物資の運搬に焦点を当てた事業を提唱した背景には、信用販売における産業の機械化と市場の拡大の原理が隠されていた訳だよね。

ビジネスモデルが、王族や貴族社会から民衆へと移行した転換点を理解する事で、経済の基本的な考えが、民衆が作るものへと変った重要な部分でもあるよね。

英国では、深刻な経済問題やエネルギー問題もあり、1950年代くらいまで蒸気機関を活用した自動車産業が活かされて来た。

こちらは、蒸気機関で動く、紡績の糸を製造する装置。

こちらは、大型船舶と同じような複式機関を使った、当時の工場用の蒸気機関。

意外と忘れてると思うけど、一般的な発電に使われる石炭やLNGといった化石燃料系の発電は、全て蒸気機関が基本的に使用される。

外燃式の蒸気機関は、エネルギーの熱効率が48～52％以上という優れた熱効率を持ってる。

電気の場合、このエネルギーのロスが40％ほど発生する。

効率の悪いガスタービンの36％程度の熱効率よりも、更に40％ほど電気を使用するバッテリー駆動は効率が悪い。（エネルギー・ロスが多い）

冒頭の動画で使われていた蒸気機関自動車の熱効率は、5～10％と更に熱効率が悪いんだけどね。

炎管ボイラーを使用する方式の熱効率が悪い理由は、燃焼炉の大きさと熱の使い方の問題。

貫流式ボイラーでは、炎をパイプに通すのではなく、パイプに水を通す事で加熱されたパイプの中で水が蒸発する現象を利用して加熱水蒸気をガスの燃焼温度を上げて利用してる。

定置式のタービンが熱効率が良い理由は、複式機関として、高圧の蒸気から低圧の排圧まで効率良く活用できる環境を設定できる点にある。

内燃機関では、この仕組みを作れない。

タービンを使用したり、シリンダー下部に空気圧を使用した空気バネの構造を取り入れる等の改善は出来ても、単体の熱機関の熱効率は、40％を超える事はない。

ガソリンや内燃機関の最大のデメリットは、希薄燃焼における温度管理が難しい点が挙げられる。

外燃機関では、燃焼室の高さを高く設定し、ガスが上昇する高さに応じて火力をコントロールする技術とパイプを加熱する技術などが採用されてる。

排熱で水を温めて余熱を与える工夫もされてる。

水が気化しやすい状況を設定する事で、効率良く加熱水蒸気を作り出したり、CO₂の超臨界状況を作り出し、加熱水蒸気の10倍の熱効率を達成してる。

加熱水蒸気の10倍って、本来の熱効率の5倍の熱効率を達成してる事になる。

密閉された循環機関の内部を加熱から機械運動を介し、排気の過程を経て冷却する循環を経る事で、膨張と収縮を繰り返すガスの性質を利用した循環機能を持たせるユニークな発電が可能になってる。

外燃機関の効率の悪さは、過去のモノになりつつあるということ。

石炭の使い方もガス化を前提とした、コークス炉と同じように、炭化ガスを発生させる炭化装置（密閉容器）内に石炭を入れて加熱し、ガスを取り出すという工程を足す事で、直接的に石炭を燃やす燃焼法を変える事ができる。

1930年代に主流だった、不活性ガスを取得するというアホな構造ではなく、密閉した容器を使用するという、発想の転換を取り入れる事で、石炭の炭化工程で行われるガス化処理の技術により、固形の石炭を高温のガスとして活用する事ができる。

その際に発生するコークスを更に、加熱用の燃料や石炭から発生したガスの有毒性の高いガスを浄化するフィルターの触媒としても活用できる。

更に水（お湯）と石灰水（高温）などを介して、燃料をガス化してガス化した燃料を更にオイル用コンロを使用して加熱する事で、可燃ガスを着火しやすい高温の状況にして活用すると、自動車やディーゼル・エンジンのような窒素酸化物や硫黄酸化物の排出も抑えられ、燃焼ガスも水酸化ナトリウム水溶液で固形炭素として回収する事でお風呂の炭酸浴の入浴剤などとして利用できる。

元々、CO²は水との親和性が高いので、他のガスのように水に溶けないという点が異なる。

そのまま、排水されても貝や海藻の栄養にもなるので、実際には利用方法を変えるだけで、CO²は別の形で地球上に蓄積される訳だよね。

冒頭の動画のような重かった蒸気機関を運用して、畑を耕していた時代と今の時代の活用方法の違いを見出す事ができる。

リチウムイオン電池は、今後は縮小傾向が広まると思うけど、ニッケル水素電池など、リサイクル性が高く、電池から回収されたニッケルは、金属の腐食を防止するステンレスなどへと姿を変え、スプーンやフォークなどの材料に使用される。

セドリックの蒸気機関は、意外と使えた可能性が高いよね。

冒頭の動画のように、限られた用途の使用方法を考え出すのが、人間が色んなアイデアを形に変える力を持ってる事を証明してる。

AIなどは、こうした人間なら直ぐに分かる理屈を理解できない。

滑車を横倒しにして、伸ばしたり引っ張るという発想も彼等は思い付かない。

ウインチの巻き取り機能を交互に設ける事で、ロープやワイヤーを伸ばしたり引いたりして、回転機構を動力として返還する事も可能になる。

一定の範囲内の移動という考えと、プーリを介して回転運動を作り出す延長の機能を持たせる事で、エンジンを搭載せずに稼働可能な用途作り出す事ができる。

特に、1800年代後半から1900年代前半における洗濯機などが、外部動力を利用して、回転運動をリールのクランク機構を採用して、回転で左右に移動する事で一つの回転から逆回転と正回転を作り出すというユニークな商品を昔は作っていた。

リール下側の二重らせん構造の溝を持つシャフトを利用することで、反対側にまで行き着くと正回転と逆回転を一つの回転方向で作り出す、ラチェット構造を作り出せる。

二重反転の仕組みを取り込んでクラッチ構造を作り、X軸上の＋側と－側の端でクラッチが押されると回転方向が変わる仕組みを作れる。

中にもう一本の棒を通す事で可能になる二重反転自体の構造は単純で、ギア同士が回る回転方向は、常に巻き込まれるので、クラッチで回転を変えるという発想は二本のシャフトとギアを合わせて、端でクラッチを押す際に、一端動きが止まる事で逆回転を作り出せる。

昔の人達は、そうしたアイデアを形にする発想が、商品開発に繋がる事を理解してた訳だよね。

冒頭動画のロープを巻き取ったり伸ばす作業もテンション（張り）を利用して、稼働装置の回転で作り出す事も可能だよね。

冒頭の動画では、畑の両端に蒸気機関二台を設置して動きを作ってる。

プーリーを介して回転運動を作り出すという考えや機械の技術は、蒸気機関よりも前の人間の手作業の時代からあるものなので、2000年以上の歴史を持ってる。

手動で回していた物が、蒸気機関を使用したピストン・エンジンで稼働する用になり、今に至ってる。

過去の面白い技術から将来に活かす発想を見付けるのは、楽しい事だったりする。

自動車や電車としての蒸気機関は廃れたけれど、その蒸気機関が作った電気を使って、今の電車やEVも稼働してる事を理解しよう。