石炭時代の終りと淑女

管用合金 7

「やあ」

　私がキージスと待ち合わせていた王認自然学会(ザ・クウェーンズ・フェローシップ)図書室の奥の方は基本的に人が来ない。なのでこういう密会ができるのだ。

「……で、何の用だ？」

「友人に会うのにそんな理由なんて必要ないだろう」

　私は言う。まあ忙しいところ呼び出したのはかなり私の趣味のところがあるからな。彼に対する今の核物理系の情勢説明とかも兼ねているのだが、それでも見返りになるかは微妙なところだ。

「ミスター・バクスターがネイダーズ鉄鋼鋳造社に来るよりは多少は楽だがな」

　そう言って息を吐いたキージスは椅子に座った。一応誰かが近くに来たら私達は別に関係ない人ですよという顔をして互いに適当な本を手に取って読むつもりであるが。こうすると上司の目を盗んで仕事中に会う二人のようだが、交わしている言葉はもう少し物騒だ。まあ、キージスはそれを第三者に伝える権限を海軍あたりから事実上手に入れているのだろうからあまり野暮なことは考えるべきではないか。

「部外者が入るとやはり面倒で？」

「ああ。核熱炉絡みで色々と手続きが面倒になっている」

「その主任技師がこうやって情報を流してくれるというのにその種の警戒はどのぐらい意味があることやら」

「冗談は程々にするぞ。……核熱炉の運用は、お前から見ても難しいと思うか？」

「ええ。熱を取り出すことに限界があるように思う。特に小型の船舶用を前提とするのであれば」

「……やはり、そこか」

　キージスが唸る。まあこのあたりは難しいからね。

「問題は熱を運動に変換するところだ。こればかりは私の専門知識の外にある」

「……まあ、そうか」

「キージスにとっては簡単だろう？」

「簡単だと言う事自体が会社の機密に絡んでくるんだよ」

「おっと、これは失礼」

　我々は石炭を燃やし、圧力や動力に変えている。となれば、その変換効率であったりその技術であったりが安易に外に流れると困る人も多いのだろう。それは理解するべきだな。

「……確認するが、水質(ワータシャフト)2を使う炉であっても炉に触れた水を直接羽根車に当てるのは良くないんだよな？」

「放射化の問題があるから、避けたほうがいいとは思う。完全に動力だけを取り出して整備不要な機構が作れるという自信があるならともかく」

「ないな、技師として断言できる」

「それは何より」

「つまり熱交換機構が前提というわけだ、こっちのほうが正直俺は苦手なんだよ……」

「そういうもの？」

　私は少し意外に思った。熱というのはたしかにまあ面倒な代物ではあるが、しかしそれでも比較的実測しやすいものではないか。動力については実際に動かさなければ実験にならないし、その動力の運用試験のために求められるのが動力になるという奇妙なことになるが、熱であれば例えば直接近くで石炭を燃やすなり湯を回すなりすればいいのだ。

「計算でやろうとすると、だ。実際に作ってからあれこれするのは職人の得意とするところだが、俺は一応そのあたりをもっと安く、紙と歯車でどうにかしろ、大学を出ているんだろ、というようなことを言われるわけだ」

「ああ、なるほど……」

「管用合金が問題、というところで意見は一致している。水を通して、かつ十分な温度を、となると軽銀では成り立たず、特殊金属は高価過ぎる。今のところの最初の核熱炉は空冷か軽銀管で行けるだろうが、それ以上は無理だ」

「空冷だと炭質(コールシャフト)が高温で燃える、軽銀では溶ける。となればあとは分離技術を待つしかない、と」

「……あー、バクスター？」

　少しだけ間があってから、キージスが言った。

「なんでしょうか」

「別に空気を流す必要はないよな？」

「炭質(コールシャフト)の塊に隙間を作って中に水を流すとか？　どっちにしろ天神質(テューシャフト)が水に溶けるから被覆が必要になるって」

「いや、液体の話じゃない。その気体が空気である必要はないよな？」

「……熱交換効率の問題になる、か」

　頭の中で急いで微視熱力学の思考を回す。気体というのは軽い。となれば、熱量を運ぶためには体積が必要になる。ただ量を流せばこのあたりはどうにでもなる。

「反応性がないとなると水質(ワータシャフト)、日質(サンシャフト)、害質(ハームシャフト)あたりか？」

「核熱炉内部の熱交換効率を高める構造の方も必要」

　私はそう言いながら表面積を増やせばいいんじゃないかな、という比較的単純な発想しかできない。基本的に熱量は中性子(ニュートラオン)の運動が炭質(コールシャフト)内部で減速された際に炭質(コールシャフト)の熱に変換される形で取り出されるわけだから、形状を調整すればいけるだろう。色々と細かい計算は必要だし、炉の設計自体をやり直す必要も出てくるだろうが、まだ作っていないのでどうとでもなる。

「ああ、熱を動力に変える方は比較的簡単だから安心してくれ。高温の気体の扱いには心当たりがある」

「どういうこと？」

「その方面は、俺の専門分野だ。まあこれは普通に公開情報だから説明するが、熱を運ぶ気体を完全に閉じた形で運用する方法は確立されつつある」

「効率が下がらない？」

　熱を移動させるには勾配が必要になるし、圧縮にも熱量が必要になる。その過程で失われる分を考えた結果、未だに石炭を燃やして蒸気を作るという昔ながらの手法が一番いいとなっている。誰も好きでこんな煤煙を生み出す効率の悪い動力機械を使っているわけではないのだ。

「沸騰させない分、条件が揃えば効率が良くなることがある。あるいは水を使ってもいい」

「水の場合は沸騰させる時に吸った熱の多くを復水する時に無駄にするのでは？」

「理論上は十分な高温高圧なら沸騰しない」

「……腐食が恐ろしいことになるでしょう」

「不銹鋼と耐熱と水の純化と、まあ課題は山程あるが核熱炉のおまけで予算が付けば無理ではない」

「……つまり、気体で熱交換をやるとしても結局は汽缶工学を進めないといけないということ？」

「逆に言えばすでにある程度方針がわかっている技術の延長線上にある、ということだ」

　自慢げにキージスが言う。とはいえ気体を使って冷やしてしまえというのは言われれば最初から選択肢としてあったはずだが気がつかなかったな。気体といえば空気で、空気内では高温の炭質(コールシャフト)が燃える、ということに囚われすぎていた。

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Die einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibende Luft wird in einer als Erhitzer 1 ausgebildeten Zufuhrstelle durch äußere Wärme erhitzt. Die eigentliche Erhitzung erfolgt in einem Oberflächenwärmeaustauscher 2, welcher von den Feuergasen umspült wird; die Erhitzung wird vorteilhaft auf mindestens 500 ℃ getrieben.

加圧下で閉回路を循環する空気は、加熱器1として構成された供給部において外部からの熱により加熱される。実際の加熱は、燃焼気体に包まれた表面式熱交換器2で行われる; その加熱は、好適には少なくとも500℃にまで高めることができる。

AKTIENGESELLSCHAFT FÜR TECHNISCHE STUDIEN. Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens. Switzerland, Patent CH 189724 A. 1935-07-12.
技術研究株式会社『気体作動媒体、好適には空気が、加圧下で閉回路を常に循環する熱機関設備の出力制御方法およびその実施装置』、スイス特許第189724号、1935年