電磁誘導モジュールによる容器の加熱

電磁誘導モジュールの容量と電圧が一回り大きいものがあり、トロイダルコイルとトランジスタと抵抗の組み合わせで、誘導加熱をすることが可能なようだ。電圧は12vから30vのようだ、今のところ蓄電池の12vが最大の電圧になる。LEDランプは付いておらず、電源を繋げるとコイルやトランジスタが厚くなる。トランジスタにはアルミニウム製のトランジスタが付いている。プリン型容器とポリウレタン製のPEWのエナメル線を繋げると、容器の中の水が加熱されていく。プリン型容器の容量は90mlくらいだけれど、加熱するのに容量が大きいパウンドケーキ型を試して見ることにした。材質が鉄でできており、容量は700mlくらいになる。テフロン加工が施してあり、調理容器としても使える。容器の選定はプリン型の容器がUSBのマグネットケーブルにくっ付いたときでも手ごたえはあったがこれでIHクッキングヒーターのような加熱ができるかで予想できなかったが、実際にウズラの卵で目玉焼きを作ったと磁力とコイルの関連を確かめることができた。しかしながら電磁誘導モジュールのLEDランプの表示がわずかで、容器の表面温度が熱くなることで作用が明らかになった。エナメル線の剥離剤によって半田ごてで加工ができない電線が用意された。ニクロム線ヒーターのように断熱材で熱を閉じ込めずに、軽く蓋をするくらいで加熱するところに手軽さがある。

配線を繋ぐターミナルはM2.6のネジで、ターミナルの大きさに比べるとやや細めだけれど、ホームセンターに同じサイズのネジがあった。電磁誘導モジュールは小型のものは5vも対応しているが、この型は12vから対応している。自動車用のパーツショップで電流15Aのヒューズを揃えて置く、電流を測る術ははっきりしていないが、電圧はデジタルで測ることができる。電磁誘導モジュールに電圧12v、電流5AのACアダプターから出力されたことで、蓄電池を代替できるようになった。トランジスタが電気を流すと熱を発していたが、不思議なことにプリン型のように小さい容器で熱が出て、パウンドケーキのように大きい容器では熱が収まった現象があった。容器に水を入れてみると小さい容器では加熱のスピードが速いが、大きい容器は過熱が比較的緩やかになった。大きい容器でも水を500mlくらい入れるとおよそ45分くらいで60度くらいに加熱された。お茶を沸かしたり、温泉卵を作るのには適しているかもしれない。電磁誘導モジュールの性質から、電圧が高いほど、出力もあがると予想して、昇圧モジュールを繋いで見たところ、電磁誘導モジュールが電圧に比例して電流の負荷が大きくなるので、昇圧モジュールは上手く出力されなかった。電流と引き換えに電圧を上げることから、エネルギーの総量は変わらないが、出力を上げることができることもある。例えば扇風機などのモーターの出力に合わせるのに活用することが挙げられる。回路のうちトランジスタと抵抗の組み合わせで誘導加熱が出力されていたので、蓄電池だけでなくACアダプターにも対応したことで選択肢が広がった。

コイルと電磁石がもともと持っている作用として誘導加熱がある。LEDにも物質に電気を通すことで熱より光が比較的多く出力される。誘導加熱の場合は磁力が作用する鉄の容器に、比較的熱が多く出力される。パウンドケーキ型はプリン型と同じように鉄の表面積が広いが、パウンドケーキ型は空気と触れる表面積がそれに比例して大きいので、アルミ拍で蓋をすると温度が比較的維持された。これは風呂の表面に蓋をするとお湯の温度が維持されるのと似ている現象かもしれない。熱効率を踏まえると電気の出力の総量をあげることが望ましいけれど、今のところもっている蓄電池は小型が5Ah、大型が14Ahになる、電圧は12vから昇圧モジュールで13vにあがったくらいだった。また空気より水のほうが熱を保ちやすいことから、パウンドケーキ型に水を入れてみると、アルミ拍で蓋をしている間は温度が中和されずに加熱されているようだ。加熱する水の容積が多いためかプリン型のようにお湯を沸騰させるところまでは至っていいない。容器の熱効率を再考しようとも考えたが、断熱材を必要とするもの同じようになることもあり、なるべく電気を効率よく熱に変える手段を模索している。半田ごての出力も銅線の太い針金になると、30wでなく60wの出力があったほうが接着しやすくなる。当初はリチウムイオン乾電池のタブを接着することだけに使っていたが、ワニ口クリップを固定した導線に替えることで、ONとOFFのスイッチを付けたり、よりコンパクトで実用的になる。電磁誘導モジュールを似た仕組みで動いているIHクッキングヒーターの市販のものでは出力が300wから1000wと蓄電池で賄いきれない大容量になるが、仕組みを小さなもの再現することで省エネルギーについて、または化石燃料を代替する活用方法を構築していきたい。調理器具のDIYと電磁誘導の組み合わせから暖かさを作ってみたい。

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