100年前に特許取得された一方向にしか水が流れないテスラバルブ
100年前に特許取得された一方向にしか水が流れないテスラバルブ / Credit:New York University
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天才発明家ニコラ・テスラが生み出した「水を制御するテスラバルブ」に新機能が見つかる

2021.05.19 Wednesday

Scientists Explore Tesla Roads Not Taken—and Find New Potential Present-Day Utility(NYU) https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2021/may/scientists-explore-tesla-roads-not-taken-and-find-new-potential-.html
Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve https://www.nature.com/articles/s41467-021-23009-y

エジソンと電力戦争を繰り広げたことでも有名な科学者ニコラ・テスラ。

彼は100年前に、可動部品を利用せずに形状だけで流体の方向を制御する独創的なバルブの特許を取得しています。

ニューヨーク大学の研究チームは、これまで本格的な研究がされていなかった、この通称「テスラバルブ」の流体力学を徹底調査し、これまで知られていなかった新しい機能や現代でも通用する有用性を明らかにしたと報告しています

天才テスラの発想は、100年を経てもまだ完全に理解されていなかったのかもしれません。

この研究の詳細は、科学雑誌『Nature Communications』で5月17日に公開されています。

 

形状だけで流れを制御する「テスラバルブ」

テスラが特許取得した「Valvular conduit」の書類
テスラが特許取得した「Valvular conduit」の書類 / Credit:Google Patents

1920年にニコラ・テスラは、彼が「valvular conduit(バルブコンジット)」と呼んだ装置の特許を取得しました。

これは通称「テスラバルブ」と呼ばれていて、可動部品なしにパイプの形状だけで流体の逆止弁として機能するパルブです。

バルブというのは、流体を通したり止めたりするいわゆる門や、逆流を防ぐ逆止弁のような装置のことです。

水道の蛇口や、ガス栓もバルブに含まれます。

バルブの例。蛇口のような水門装置(左)や、逆流を防ぐ弁(右)のようなものがある
バルブの例。蛇口のような水門装置(左)や、逆流を防ぐ弁(右)のようなものがある / Credit:Wikipedia

こうした図説を見ると分かる通り、バルブとは基本的に稼働部品をともなっているため、長期間利用していると劣化しやすく、定期的なメンテナンスが必要な装置です。

しかし、100年前にテスラが考案した「テスラバルブ」このような可動部品を持っていません。

テスラバルブはしずく型のループを連結した変わった形状によって、順方向に対してはスムーズに流体を流すのに、逆方向に対しては流れを阻害するように機能します。

テスラバルブの動作原理。上が逆方向、下が順方向に流体を流した場合の例。
テスラバルブの動作原理。上が逆方向、下が順方向に流体を流した場合の例。 / Credit:en.Wikipedia

形状だけで流れを制御するため、テスラバルブは一般的なバルブと比べて非常に耐久性が高くメンテナンスフリーの装置として注目されています

実際これを利用した道具の製作や、利用の検討などはいろいろされてきました。

しかし、この装置の徹底的な流体力学的調査は実はまだ行われていませんでした。

そこで今回、ニューヨーク大学クーラント数理科学研究所の准教授レイフ・リストロフ氏を始めとした研究チームが、本格的な調査を行ったのです。

その結果、テスラバルブには、これまで考えられていなかった機能や可能性があることが明らかとなったのです。

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