燃焼室とは？

燃焼室は、燃料が燃焼するエンジン内の領域です。 内燃エンジンでは、燃料はピストンのすぐ上のスペースで燃焼します。 内燃エンジンは、小型の移動車両で広く使用されています。 外燃機関では、燃料はシリンダーの壁から物理的に分離された空間で燃やされます。 19世紀には、大型の蒸気船や列車に動力を供給するために、外燃機関が広く使用されました。

内燃機関の燃焼室は、ピストンの表面によって部分的に区切られています。 この燃焼室で燃料に点火すると、高温ガスがピストンに直接作用してピストンを押し下げることができます。 ガスの圧力は高いため、急速に膨張してピストンに追従し、ピストンを押し続けます。 ガス圧が再び低くなるまでに、ガスはピストンを最下部に押し上げました。 ピストンが振動すると、ピストンに接続されたクランクシャフトが回転します。

内燃エンジンの広範な用途の1つは、自動車、ボート、プロペラ飛行機などの移動車両の動力です。 内燃室の熱はエンジン自体の内部で生成されるため、エンジンのピストンにすばやく作用します。 この相対的効率により、内燃エンジンは、外部燃焼エンジンよりも小型軽量になります。 このため、内燃機関は、比較的低消費電力のモバイルアプリケーションに広く使用されています。

一方、蒸気エンジンは外燃機関です。 これは、燃焼室がシリンダーの外側にあることを意味します。 外部燃焼エンジンは、エンジンの固体壁を通る熱伝達を必要とします。 静止した固体を通る熱伝達は伝導と呼ばれます。 温度差が小さい場合、伝導は遅いプロセスになる可能性があるため、蒸気エンジンは通常、大量の熱を生成する大きな燃焼室を使用します。

蒸気エンジンでは、石炭を火室として知られる燃焼室で燃焼させて熱を発生させます。 熱は、ボイラーと呼ばれる水で満たされた別の容器の壁を通って流れます。 水が沸騰すると、高圧蒸気が一時的に1つ以上のシリンダーに送られ、ピストンに作用します。 ピストンの直線運動は、エンジンを駆動するためのクランクシャフトの円形運動に変換されます。

内燃機関と外燃機関の両方がレシプロエンジンの形態です。 これらのエンジンは、最終的に化学エネルギーを機械的仕事に変換します。熱はエネルギーの中間形態です。 理想的な条件下であっても、一部の熱は常にシステムから逃げるため、保存された化学エネルギーの100％を機械的仕事に変換することはできません。