ニコラ・テスラの航空機、船舶、鉄道、自動車などの特許 - TechRepublic

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ニコラ・テスラの航空機、船舶、鉄道、自動車などの特許

航空輸送用機器

航空輸送用機器

ニコラ・テスラ(1856-1943)という名前を聞くと、テスラカー、テスラコイル、あるいは電気(そもそも彼の名前を聞いたことがある人ならの話ですが)を思い浮かべる人が多いでしょう。テスラの発明と特許(数百件に上ります)のほとんどは電気に関連していますが、彼の作品の中には電気と関係のないものもあります。このギャラリーでは、テスラの特許30件を紹介します。特許画像はすべてTesla Universeより提供されています。

これはテスラが取得した数少ない電気以外の特許の一つです。晩年、彼は航空飛行、特にヘリコプターに強い関心を抱き、航空輸送装置(彼自身が「ヘリコプター飛行機」と名付けた)の特許を出願しました。申請書の中で、彼はヘリコプターがどのように着陸し、飛行を開始するかを数学的に詳細に説明し、従来のヘリコプターをエネルギーの無駄遣いとして否定しています。そして、ヘリコプターのように上昇し、その後回転することでヘリコプターのブレードが飛行機のプロペラのようになる装置を提案します。この際、装置の「翼」(離陸時には垂直)は飛行機の翼(水平)のようになります。この装置の主な目的は、特に滑走路が整備されていない地域において、滑走路の必要性をなくすことでした。

画像提供:Tesla Universe

ニコラ・テスラの航空機、船舶、鉄道、自動車などの特許

電気回路コントローラ

電気回路コントローラ

テスラは電気回路制御装置のごく初期の研究を行いました。2つの設計のうち最初のもので、彼は回転するスピンドルを用いて電気回路を高速で開閉しました。回路を実現するために、液体導体と固体導体が用いられました。この特許は、この設計に基づく一連の特許の最後のものでした。

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電気回路コントローラ

電気回路コントローラ

テスラの電気回路制御装置の代替設計は、スピンドルと装置本体を、必要に応じて異なる速度で反対方向または同じ方向に回転させることを可能にします。本特許は、この相対運動の背後にある技術に焦点を当てています。

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電気コンデンサー

電気コンデンサー

電気コンデンサー(現在ではコンデンサーとしてよく知られています)は、テスラの研究のもう一つの焦点でした。この特許では、テスラは導電体と絶縁体を交互に重ね、生理食塩水で満たすことで電荷を保持しています。

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電気変圧器

電気変圧器

1800年代後半、家庭や企業への電気供給は当時としては新しい概念だったため、安全性を高めるために膨大な作業が必要でした。テスラは、より安全でエネルギーポテンシャル(電圧)の高い変圧器を開発することで、この課題の解決に貢献しました。

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ガスエンジン用電気点火装置

ガスエンジン用電気点火装置

ガソリンエンジンも1800年代後半には非常に新しいものでした。このガスエンジン用電気点火装置の特許において、テスラはエンジンのピストンを電気回路の一方の端子として、シリンダーの底部をもう一方の端子として用いることを提案しました。ピストンに十分な電荷が蓄積されると、電荷はシリンダーの底部の一点に飛び移り、火花が発生します。この火花がガソリンに点火します。

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高周波電流発生装置

高周波電流発生装置

一般的な交流(AC)電力(家庭や職場で供給される電力)の周波数は60Hzであることは、ほとんどの人が知っています。テスラの「高周波電流発生装置」の特許は、当時の直流(DC)電源を現在一般的な交流(AC)に変換する初期の方法の一つを提案しています。

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オゾン発生装置

オゾン発生装置

オゾンを含む多くのガスは、通常のガス(この場合は酸素)と電気を組み合わせることで生成されます。テスラのオゾン生成装置は、一対の帯電プレートの間に空気を強制的に送り込み、反応を引き起こします。

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白熱電球

白熱電球

1800年代後半、多くの発明家が白熱灯の実現に苦心していました。白熱電球の発明はトーマス・エジソンに認められていますが、テスラを含む他の発明家たちも同じアイデアに取り組んでいました。テスラをはじめとする人々は製品の改良に取り組み続け、1894年にはテスラによる白熱電球の特許を取得しました。

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電気アークランプ

電気アークランプ

1800年代に広く普及したもう一つの光源はアーク灯でした。他の特許と同様に、テスラはこれらのランプの一般的な設計を改良し、より効率的で安全なものへと改良しました。

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周波数計

周波数計

20世紀初頭、振動する電流の周波数を読み取ることは、高価で不正確な機器を用いた困難な作業でした。テスラの周波数計は、これらの読み取り精度を大幅に向上させ、読み取り装置のコストも削減しました。

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電気メーター

電気メーター

家庭や企業に電力が供給されるようになってから、電力業界は使用量を正確に測定する方法を必要としていました。テスラは再び立ち上がり、ガラス真空管の中に2本の炭素フィラメントを収めた電気メーターを開発しました。電流が一方のフィラメントからもう一方のフィラメントに流れると、微細な炭素片も一方のフィラメントからもう一方のフィラメントへと飛び移ります。各フィラメントの抵抗を電流の前後で測定することで、使用量を算出できます。

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避雷器

避雷器

ニコラ・テスラは、18世紀後半にベンジャミン・フランクリンが考案した避雷針の改良を目指し、避雷針を開発しました。彼が克服した根本的な欠点の一つは、避雷針自体が設置した建物自体よりも多くの雷を引き寄せてしまうという点でした。そこでテスラは、垂直の避雷針に傘のような形状の湾曲した金属棒を取り付けるという設計に着手しました。

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電磁石用コイル

電磁石用コイル

テスラは、電磁石用コイルの特許において、偽電流の発生を減らすことでエネルギー損失を減らすための新しい巻線方法を提案しました。

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電気鉄道システム

電気鉄道システム

テスラの時代には、電気路面電車はよく見かけられました。しかし、電気路面電車のシステムにおける大きな欠陥の一つは、線路から車両へ電気を送る転がり接触や滑り接触でした。テスラは電気鉄道システムの特許において、地下を流れるワイヤレス電力伝送方式を提案しました。電力は、路面電車のJ字型の導線が通る埋設された導管を通って伝わり、そこから電気を拾い上げて車両に伝送します。

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電磁モーター

電磁モーター

テスラはキャリアの初期、まだオーストリア=ハンガリー帝国の市民としてニューヨークに住んでいた頃、電磁モーターの研究を行っていました。彼の発明は、1つのモーターを使って2つの回路間に1/4の位相差を人工的に作り出す能力でした。

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発電機

発電機

テスラの時代に普及したもう一つの機械は、発電機です。このタイプの装置に関する彼の特許では、周囲の磁石の極を交互に配置することで、非常に長い円筒や非常に大きな円周を持つ円筒、あるいは導体の非常に高速な回転の必要性を軽減することが示唆されています。

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電気変圧器または誘導装置

電気変圧器または誘導装置

この変圧器または誘導装置は、変圧器と誘導装置のモデルのごく初期のバージョンであり、主に、最後の 2 つのスライドにあるような、当時彼が作成していたモーターの機能を向上させるために設計されました。

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交流から直流を得る方法

交流から直流を得る方法

今日では、最寄りの店に行ってユニバーサルアダプターを購入するだけで、交流電力を直流電力に変換できます。実際、携帯電話からノートパソコンまで、私たちが使用するほとんどの小型機器には、交流から直流へのコンバーターが付属しています。しかし、テスラの時代は、交流電力は安価に生成できましたが、ほとんどの用途では直流電力が必要でした。テスラは「交流から直流を得る方法」によって、交流電力を効率的に変換する方法を考案しました。

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電力伝送システム

電力伝送システム

テスラは以前の特許で、単一の送電線で複数の相の電気を結合する方法を考案しました。これはおそらく、私たちが一般的に送電する三相送電につながったと考えられます。彼の「電力伝送システム」の特許では、この方法を拡張し、単一の送電線から複数の相を取り出し、多相モーターに電力を供給するシステムを開発しました。

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放射エネルギー利用装置

放射エネルギー利用装置

テスラが提唱し、現在では広く受け入れられているもう一つの理論は、光線やその他の電磁波に光子が存在するというものです。この点を証明するために、彼の実験は放射エネルギー利用装置へと発展しました。これは基本的に、現代の太陽電池技術やその他の光電装置の先駆けとなりました。

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蒸気機関

蒸気機関

当時の蒸気機関は通常、一定のストローク周期を維持し、一定の速度を保つフライホイールを駆動していました。テスラは、フライホイールを必要とせず、少なくとも同等の効率を持つ、バネ仕掛けの蒸気機関を提案しました。

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レシプロエンジン

レシプロエンジン

前のスライドと同様の理論に基づくと、テスラのレシプロエンジンは実質的に同じ基本装置ですが、ドライブシャフトではなくギアロックに接続されています。

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流量計

流量計

テスラは電力使用量の測定に加え、液体使用量を量または速度として測定することにも取り組みました。彼の流量計は、水道管などの流体本管に挿入すると、タービンをベースとした装置で、大きな流体流路のごく一部を測定し、その値から全体の使用量を計算することができました。

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航海日誌

航海日誌

船速をノットまたは時速マイルで計算する方法も改良する必要がありました。当時の一般的な航海日誌は船の後ろに引きずり下げられており、読みにくかったです。しかし、テスラの航海日誌は船首の竜骨の下に設置され、速度計も船体の見やすい位置に取り付けられていました。

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速度インジケーター

速度インジケーター

テスラの生涯の後期には、自動車の人気が急上昇し、安全を確保するために速度を計測し制御する必要性が高まりました。そのため、様々なスピードメーターが登場しましたが、テスラは低コストでありながら幅広い温度範囲で精度を維持できる、世界初のスピードメーターの一つを開発しました。

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噴水

噴水

科学者であり発明家でもある彼は、美しいものやその表現にも影響を受けていました。公園や広場を飾る噴水や噴水は、その一例です。そのため、彼は非常に少ないエネルギー消費で大量の水を動かす革新的な噴水を考案しました。彼のアイデアは、スクリューを使って円錐形の水盤を上昇させ、そこから滝のように流れ落ちるというものでした。このスクリューは、水盤の下に設置されたモーターによって駆動されていました。

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流体推進

流体推進

この発明の流体推進技術は、湾曲したスポークを形成するために穴が開けられた一連のディスクを用いています。水が装置内を流れる際に、装置がポンプとして機能する水にエネルギーを伝達したり、装置が発電機として機能する水からエネルギーを取り出したりすることができます。

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電気エネルギーを伝送するための装置

電気エネルギーを伝送するための装置

ワイヤレス電力伝送システムである電気エネルギー伝送装置は、現在テスラコイルとして知られています。これは、塔の土台の上にドーナツ型の「コイル」が取り付けられており、電気は自然媒体を介して塔から塔へと伝わります。

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シグナル伝達システム

シグナル伝達システム

信号方式の特許において、テスラは当時の既存のシステムに対するいくつかの改良を提案しました。主な改良点は、受信側での受信と解読を改善するために、複数の信号タイプを一度に送信できるようにすることです。

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