ヴォルケイニアレストランにおける地熱発電の仕組み

お久しぶりです。

今回はヴォルケイニアレストランについての記事を書こうと思います。

ヴォルケイニアレストランといえば、ミステリアスアイランドにある中華料理のレストランですね。

ここが地熱発電所だというストーリーは有名だと思います。

このレストランの内装は非常に良く作り込まれているのですが、なかなか話題にされませんよね。
やはり地熱発電というものに馴染みが無さすぎるんだと思います。

この記事では、ヴォルケイニアレストランの奥深い内装を、地熱発電の仕組みと関連付けながらご紹介していきます。

※この記事の内容はあくまでも個人の考察ですから、他のところであたかも公式かのように紹介しないでね。

1分でわかる地熱発電

まずは一般的な地熱発電の仕組みについて知っておく必要があるでしょう。

地熱発電とは、地底から取り入れた蒸気でタービンを回して電気を起こす発電方法のことです。

大体の流れはこの図の通り。

マグマで温められたアツアツの地下水を地底から汲み上げ、蒸気だけを分離し、蒸気の圧力でタービンを回転させて発電するって感じです。

ついでに、送電の都合上、電気は変電(電気の性質を変化させること)されます。

これだけです。結構簡単でしょう?
それじゃあ本題に移りましょう。

レストランの構造

ヴォルケイニアレストランは、入り口正面にカウンター、そして左右に大きなダイニングルームが1つずつという構造をしています。

この2つのダイニングルームで地熱発電を行っているのですが、実は左右で地熱発電の大まかな役割分担がされているのです。

右の部屋が、地底から汲み上げた熱水・蒸気に様々な処理を行う「蒸気処理ルーム」

そして左の部屋が、発電と変電を行う「発電・変電ルーム」です。

つまり大雑把な流れとしては、
「右の部屋で熱水・蒸気の汲み上げ、および分離をして、左の部屋でタービンによる発電、さらに変電を行う」
という感じだと思われます。

それでは、さらに細かく説明していきましょう。

蒸気の流れ

発電所内を通る蒸気の大まかな流れとしては、
生産井 →(蒸気処理)→ タービン → 復水器
となります。

よく分からないと思いますが、順を追っていけば簡単です。

生産井

まず全ての始まりは生産井です。

地底から熱水・蒸気を汲み上げるのが生産井の役割になります。

ここで汲み上げた熱水・蒸気はパイプを通って次の工程へと進んでいきます。

蒸気処理

生産井で汲み上げられた熱水・蒸気はタービンへと向かうのですが、その間にいくつかの器具を通過します。
この工程で熱水・蒸気に様々な処理が行われているのだと思われます。

例えば熱水と蒸気の分離や、蒸気から湿分を取り除くことです。
その他にも、蒸気に混じる不純物の除去なんかも考えられます。

とにかく、蒸気はしっかりと処理された上でタービンに到達します。

蒸気タービン

前処理された高温の蒸気は、いよいよタービンに到達します。

蒸気はタービン内を通過しながら、その勢いでタービンを高速回転させ、その回転の力は発電機で電気へと変換されます。

通過した蒸気はタービン後方の出口から出ていき、復水器という装置へと向かいます。

復水器

タービンを回して用済みとなった蒸気は、最後にこの復水器へとたどり着き、ここで冷やされ水に戻されます。
「水に戻す」から「復水」です。

蒸気はただ排出するのではなく、こうやって復水してから排出したほうが発電の効率が上がるものなのです。

※補足:復水すると発電効率が上がる理由

なぜ復水すると発電効率が上がるのかを軽く説明しておきましょう。
興味ある方だけ読んで頂ければと思います。

気体は液体に変化すると、体積がすごく小さくなります。
すると、なくなった体積分のスペースが空くので、その空間の圧力は下がります。

要するに、復水器で蒸気が水に戻されると、タービン出口側の気圧が下がるんですね。

タービン入り口の気圧に比べて、出口の気圧が低くなるほど、蒸気はタービン内をより強く吹き抜けるようになります。
つまり、より多くの電気を発電できるってワケです。

ちなみに、復水器の手前にある「フィルター」は、蒸気に混じった不凝縮ガスを除去するためのものだと思われます。

不凝縮ガスとは、冷やしても簡単には液体に戻らない気体のことです。
つまりこれは復水できません。

蒸気にこの不凝縮ガスが混じっていると、復水の際に気圧が下がる邪魔になりますよね。
だから復水器に入る前にこのガスだけ取り除いてしまいます。

地熱蒸気には二酸化炭素や硫化水素などの不凝縮ガスが含まれるため、地熱発電の復水器にはこのようなフィルターが必須かと思われます。

発電・変電

蒸気の流れは何となく分かってもらえましたかね。
次は、タービンで発電された電気がどうなっていくのか説明していきましょう。

タービンで大量の電力が発電されると、その電気は変電器で形や性質が変換されます。
そして最後にミステリアスアイランド中へと送電されていきます。

発電機

蒸気の力はタービンを回転させ、その回転力は発電機で電気へと変換されます。

ここでミステリアスアイランド全体を賄えるほどの膨大な電力が発電されているのです。

ちなみに、タービンの横についているこの装置は「アーク放電防止装置」といって、電圧が高くなりすぎて空気中で放電が起こってしまう現象「アーク放電」を防止するためのものです。

変電器

発電機で発電された電気は、天井の電線を伝ってこの「Transformer(トランスフォーマー)」に到達します。

「Transformer(トランスフォーマー)」って何のことだかご存知ですか?
某金属生命体ではないですよ。

普通は「変圧器(電圧の大きさを変える装置)」という意味で使われることがほとんどです。

しかし僕はこの装置がただの変圧器ではないと考えています。

もしこの装置がただの変圧器だとしたら、ここから電線で各地へと送電されていくはずなのに、この変圧器にはその出ていく電線が見当たらないからです。

では電力はどこに行ってしまうのでしょうか?
考えられるのは、この装置が「無線送電の送信器」であることです。

この装置は電気を電磁波に変換し、空間を伝わらせて電気を無線送電する装置なのではないでしょうか。

そもそも「Transformer(トランスフォーマー)」の本来の意味は「何か対象の形を変えるもの」ですから、変えるのが電圧には限らないはずです。
例えば「電気の形態を電磁波に変える」とかでも良いんです。

そういう意味で僕は「変電器」と呼んでいます。

無線送電

さっきの変電器が電気の無線送電装置だとして話を進めましょう。

変電器の上部には紫色のコイルが付いており、ここから電磁波を送信しているのだと思われます。

補足:無線送電の仕組み

コイルは色々な能力を備えています。
その一つが、電流と磁気をお互いに変換する能力です。

コイルに電流を流すと磁気が発生し、コイルに磁気を当てると電流が発生するのです。

よって、送信用・受信用の2つのコイルを用いて、磁気を仲介すれば、理論上は無線送電が可能です。

実際これはリアルでも研究されているのですが、まだ実用化には至っていません。

以上のように無線送電はコイルからコイルへと行われるものなので、受信側にも同様のコイルが付いているはずですね。

例えば、ミステリアスアイランド内で数多く確認できるこれらの電灯。
これらには電線が繋がっておらず、無線で送電されているということが分かります。

おまけ:地熱を利用したレストラン

ヴォルケイニアレストランのストーリー設定は「地熱を利用して調理した料理を提供するレストラン」でしたね。

地熱発電の仕組みを理解した皆さんならお分かりだと思いますが、「地熱」=「高温の熱水&蒸気」なんです。
つまりこの「高温の熱水&蒸気」を利用して料理が作られているってことです。

ヴォルケイニアレストランが比較的蒸し料理が多い中華料理を取り扱っているのも、蒸気を利用しやすいのが蒸し料理だから、なんて理由だったりして。

長くなりましたが、ヴォルケイニアレストランの地熱発電の仕組みをざっと説明しました。

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