循環と重なり

薄く断熱性が高い改良型のステンレス二重タンブラーは、深川のイトーヨーカ堂にあるLOFTで熱を貯めたり、冷却したりする用途で購入した。ホームセンターで購入したステンレス二重タンブラーは、それまでコルクボードと靴下の組み合わせで断熱していた容器をさらに密閉させたことで、初めてUSBから沸騰したお湯でカップラーメンを作ったり、お茶を沸かしたりできるようになった。加熱は密閉すると可能になるが、氷を作るのは当初は蓋にアルニウムサッシと垂直に風を送れるブロワーファンを一晩中稼働させて、ようやく手のひらくらいの大きさで厚さが2㎜くらいの氷ができた。水の中に透明な塊が浮かんでいたものを手で触るまでは、実感がわかなかった。一方では、薄いステンレス二重タンブラーは、ペルチェ素子と水冷ブロックを組み合わせることで、小型化できたが、チューブはG1/4端子の太めのチューブにする必要があり、蓋が閉まらなかった。しかしながら、二重タンブラーにペルチェ素子と水冷ブロックを入れただけで霜が付き、数時間で2㎝の氷ができる。またペルチェ素子で熱を放熱して冷却すると、空気中の水分は水になる。そのため電子機器の急速冷凍には向かない。例えば、家電分野ではエアコンのホコリを洗浄するのに、ノズルを冷却して意図的に水滴を作り、それがノズルを伝うことでホコリを洗い流すという活用の仕方をするようだ。または空気中の水分を冷却してコップに貯めて、空気中から水を作るというアイデアもあるという。

ペルチェ素子は、錆びにくいアルミニウムの金属に扇風機で風を当てて、温まった熱を逃がすけれど、空調と金属が大型になる。そこで水冷ブロックを使うことで小型にできる。また、中国から購入したペルチェ素子と、ヒートシンクのほかに、分厚い形状のCPUファンがあった。小型であり、USBの5Vでも稼働して、静穏性も高い。とはいえ筒のような分厚い形状に何があるのかが気になり、型番から検索すると二重反転プロペラーという、同じ軸に回転が異なる羽が組み合わさることで、送る風の量が多くなる。仕組みは同じ軸にミニ四駆のように歯車を当てて、同じ速さで回転と逆回転が組み合わさる。しかしながら、回転が異なる2つのプロペラは同じ大きさと羽の数では、空気抵抗が大きくなり、風量が大きくなると騒音もそれに伴って大きなる。すると薄型のファンを2つ重ねても効果が望めない。また、持っているファンも2重反転ファンの片方で、端子が+極と-極のシンプルで無駄のないパターンで、音も静かななので汎用性は高い。また変わった形は、ヘリコプターの2重反転プロペラに関心が向いた。PCパーツとして二重反転ファンは量産されておらず高価だけれど、無印良品や東急ハンズ、中国の新興メーカーの扇風機は、二重反転プロペラの設計のデッサンも公開されており、これは大型の扇風機があるより小型になり、風量も確保できる。また無印良品や東急ハンズの店頭で二重反転ファンのスイッチをON・OFFにできるので、実感は掴みやすい。パソコンの冷却にも、また夏には、余った風が扇風機の代わりにもなる。秋冬には風だけでなく、水冷ブロックの効率を改善する必要がありそうだけれど。

東急ハンズでは、ネジの頭がフラットなネジが置いてあり、クローラーのネジの凸凹をフラットにすることで、強度を上げたりモノを載せるときに、引っかからないように工夫することができる。それだけでなく、キャタピラーの長さをドライバーとでプラスチックの棒を押し出すことでキャタピラーのベルトを1ブロックずつに分ける長さを調整した。プラモデルのキャタピラーはプラスチックでも1ブロックずつベルトを作れる、クローラーを選ぶときには、キャタピラーが丈夫そうで修理しやすいものにしたが、それでもキャタピラーをチューンするのは久しぶりだった。キャタピラーのブロックを節約して、長さを最適化すると、エンジンの銅力が上手く伝わらず、操作性があまり良くなかった。そこでキャタピラーのベルトを少し緩めて撓むようにすると、操作性が向上して、エンジンの動力ともかみ合うようになった。またネジの頭がフラットになったので、クローラーを収納するリュックにも取り出したりしまったりしやすくなった。キャタピラーも水冷ブロックも循環するモデルで、一方は固体、もう一方は液体でも、回転して動力を伝える用途は共通している。またガラス管を選んでいると、入り口は同じ大きさでも自立する小型の三角錘のフラスコに抵抗器を入れて、二重タンブラーでお湯を温める、高さがあまりないので、コルク栓と導線の隙間を接着剤で埋めている。電熱線で水を温める手法はシンプルでもいくつかバリエーションができたけれど、電磁誘導で温まるパターンも開拓していきたいと思う。どちらもUSBの5Vの電力でできることから、家電機器の仕組みを解明したり、そこから可能性を引き出していきたい。

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