プロペラ（ファン）の原理について

質問

ご覧頂きありがとうございます。
早速質問に入らせて頂きます。

まず、環境の説明をさせて頂きますと
密封された箱のようなモノの中で、炎を燃やし、その熱により水を
熱し蒸気を出させて、その蒸気により「ファン」を回転させたい
のです。

そこで、皆様のお力を借りたいのですが、まず一つ目の質問です。

そのプロペラを回すのは、上記でも触れましたように「蒸気」のみ
です。その蒸気は、何かを介して、細い出口みたいなモノを設けて
そこから噴射した方が、勢いが増すと思うので、そのように一応
勢いのある蒸気を噴射するように、工夫は施してありますが
何せ、蒸気ですから、風のように勢いは出ないと思われます。

よって、あてる風（受ける風）が微風でもきちんと回転するように
工夫したいのですが、どのように工夫して良いか、検討がつかず
皆様のお力をお貸し頂きたいです。
・羽の枚数（多い方が良いetc…）
・羽と羽との空間の空け方（広い方が良いetc…）
・傾ける角度（角度がついてる方が良いetc…）
・ねじる角度
など、お教え頂けないでしょうか？

それと、もう一つ質問（質問というよりも疑問・不安）は、
密室の熱せられた空間でも、ファンというものは普通に部屋で
風を受けるように回転しますでしょうか？
いまいち科学的なことがわかっていないので、もしかしたら
気圧の変化などで、回転率が軽減されるのでは？と思い、少し
ご意見いただきたいです。

ありがたくも、ご回答下さる方は、上記をご覧になると
おわかりのように、所謂「理数系」の頭を持ち合わせていないので
どうか、「小学生に教える」お気持ちで、ご回答下さると大変
ありがたいです。

乱文で、理解し辛いとは存じますが、ご存知の参考になりそうな
ＨＰなど、些細なコトでも構いませんので何卒、宜しくお願い致します。

回答No.2

Tori_30 · ベストアンサー

プロペラは一つ一つの翼の揚力によって動いています。
揚力とは翼の下の面と上の面での気圧の差によって生じる力です。
その気圧差は翼断面の上縁と下縁の長さに差異を作る事によって、流速の違いを生じさせ実現します。

まあ、基本的なところはこんな感じだと思います。最後の気圧差ですが、単なる一枚の平板に角度をつける事によっても実現できるようです。角度を変えてみるのは有効だと思います。それを計算する為の式もあるのですが・・・すみません。忘れてしまいました。
一応、Wikipediaで翼についてのページを見つけたので貼っておきます→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%BF%BC
この中の『翼形』の項目も併せて見る事で理解の助けになると思います。

で、肝心の設計についてですが、
まず羽根の角度を変える事は有効だと思います。これによって一枚あたりの揚力の増大を図ります。
そして、羽根の枚数ですがあんまり枚数を増やすと羽根と羽根の間隔が狭くなってしまい、揚力において肝心な所である気圧差が薄れてしまう恐れがありますよね。つまり気圧の高い所であるべき翼の下の面と気圧の低い所であるべき翼の上の面が近づくと、結果的に気圧が一緒になってしまうのでは？って事です。流速にも依りますが、あんまり増やさないほうが良いと思います。これは実験してちょうど良い所を探すのが良いと思います。

こんなところでしょうか。とりあえずは実験してみないと分からないと思いますよ。

お礼

お礼が遅れてしまい、申し訳ありません。
ご回答ありがとうございました。
丁寧な、回答ありがとうございます。
なるほど！プロペラではなく「翼」なのですね！
そうですね、実験あるのみですね。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#38757

蒸気タービンというキーワードで検索してみてください。
一杯、関連資料が見つかりますよ。
なにせ、１００年ぐらい前から使われてきた技術ですからね～。
原子力発電でさえもなんのことはない。
原子力の力でお湯を沸かして、その蒸気でタービンを回しているだけなんですからｗ
放射能漏れが起こっては大変なので、原子炉とその周辺機器は当然、密室です。

あと、完全な密閉状態だと燃焼が出来ませんよ～。
何かを燃やそうと思ったら、それに見合った代価が必要です。
つまり、酸素ですね。

http://members.jcom.home.ne.jp/kobysh/experiment/steam-engine/turbine.html
一応、工作レベルでこういうのがありますのでご参考に

お礼

お礼が遅れてしまい、申し訳ありません。
ご回答ありがとうございました。
「蒸気タービン」は私も、ぶちあたって色々と
調べていました。もっと詰めてみます。
参考ＵＲＬも、大変参考になりました。
ありがとうございました。