ひす日記BBS

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2017-08

【その8 ニップル穴の考察】

ニップルの穴については以前「ニップル掃除」にて、
・ケロシン(灯油) 0.4~0.5
・ガソリン 0.2~0.3  (いずれも単位はmm)

と、ケロシンの方が大きな穴だと書いておりましたが、
その後、いろいろなストーブ、
特に両方使えるマルチフューエルタイプのものなどを見ていると、
むしろケロシン専用の方が小さな穴であるものもあるので、
「おや?これはなぜなんだろうか?」
と考えました。

で、以下は私の推論ですので100%正しいという保証はありませんが、
このように解釈してみました。(以下、灯油→ケロ、ガソリン→ガスと省略)

当初はこの様に考えておりました。

ガソリンに比べ引火性の低いケロを使用する機種の場合は、
気化させやすくするため、ヘッドをゴツく複雑にしてあります。
これはガソリン用のヘッドに比べ、より多くの熱を蓄積させる必要があるからです。
ですがそのような機種に、より引火しやすいガソリンを用いたら、
適正以上の燃料過多になるため、不完全燃焼を起こす(赤火になる)こtになるため、
ケロに比べニップル穴を小さく絞ってあるのだろう。
だから、まずケロが大で、ガスが小。

でもその後もう一度考え直してみたのです。

ケロとガソリンの燃料としての一番の差は、気化のしやすさ。
つまりケロはガソリンより気化しにくいので、
同じ量のならば、より大きな熱を加えねば気化しません。
また逆に同じ熱しか加えられないのなら、燃料の量は控えねばなりません。
そしてその量を決定するのがニップルの穴の大きさ。

だから、そう考えると穴の大小の関係は
結局はストーブの当初の設計、
具体的にはヘッドでの蓄熱のしやすさに左右されるのではないでしょうか?

つまり、メインになる燃料をガソリンとケロ、どちらにするか。
これによりバーナーヘッドの構造がかわるので、
それに応じてそれぞれの穴の大小が決定されるのではないでしょうか。


具体的には、
ケロの使用をメインで考えられた機種でのガス使用の場合
熱蓄積が過熱気味になるため、ガス使用時は出量を抑えねばならず、
ニップルの穴の大小は、「ケロ>ガス」。
(OPTIMUS 111、RADIUS 43、英軍№12など)
反対に、ガソリンメイン器でケロを使用する場合だと、
熱蓄積が不足気味になるので、「ケロ<ガス」。
(Phoebus 625など)

この様に、バーナー構造によって大小が逆転するんじゃないでしょうか?

だから一概にケロ>ガスというのは間違っていたのですね。

燃料ではなく、個々のストーブのバーナーヘッドの構造が、
どちらの燃料の使用をメインに設計されているのかによって、
その穴の大小関係は入れ替わるんでしょうね。

そういうわけで、他機種のニップルを流用する場合は、
それが、「ケロ専用」、「ガス専用」、とそう書いてあっても、
その情報をうのみにせずに、
取り付けるストーブのヘッド構造とニップル径を基準に大小を考えねばならなりません。






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コメント

ニップル径

おはようございます.ニップル径と使用燃料の関係は複雑ですね.バナーヘッドの形状にかなり影響うけるのですね.難しいのはoptimus111C,Tなどはマルチですよね.先日他の方のブログで,MSRは使用燃料ごとにニップル交換するので適正燃焼,optimusu NOVAなどはニップル交換なし,ケロ,ガスどちらにも混合比が逢うようにしているために燃焼が中途半端になりがち,と書かれていましたが.この方はoptimusを選ばれてました.燃料ボトルの中でケロとガソリンが混ざっても燃焼できるからだそうです.

Re: ニップル径

こんにちは。
ニップルは小さなパーツの癖に、よく考えると面白いですね♪

さてマルチの場合、私も「交換無しOKなんてどういう仕組み?」
と疑問でしたが、なるほどそういうわけですか…

確かに、ブスなんかでもケロニップルのままガス使用できますもんね。
でも、使用燃料を大体決めているなら、
ニップルもそれに合わせた方が気持ちはいいでしょうね。
あ、でもそうなるとクリーニングニードルとの関係があるから、
むやみに小さいのは選べないのかな?

いつか手持ちのハイカープラスを見てみよう。
以前取り寄せたものの、箱入りのまま取り出したことが無いんですよ。
正に箱入り娘?(=^^=)ゞ

ノズル径

こんにちは。
いい加減な、無責任なこと書きます。

正常な完全燃焼(青火)にするには、次の要素が完璧であると考えます。
一つでも崩れると不完全燃焼になります。
1.ガス化
2.一次空気混合
3.二次空気混合


1.ガス化
バーナーヘッドは、
ガス化の気化熱量 < 炎の吸熱量
炎の吸熱量が大きすぎるとタンク内圧力上昇→熱暴走ってやつ。

ヘッドの大型化・複雑化は、金属使用量が多いので蓄熱効果が増すが、単にプレーヒート時間増大。
但し、風等による外部冷却要因に対して、ガス化安定性が増す。

2.一次空気混合
ガスと空気が均等に混ぜる必要がある。
空気を多く混ざると内燃現象を起こすので、燃焼しない空気量を混ぜる。

ノズル径・空気取り入れ開口面積・混合部の距離で決まる。

空気取り入れ面積が調節できないのであれば、燃料の供給量を可変するしかないので、ノズル径を替える。

ノズル径を細くすると、流速が増すので、ミキシング効果が上がるので、混合部の距離が短縮も多少期待できる。

http://web.kyoto-inet.or.jp/people/macchann/hiroshi/tannkasuiso.html
によると、炭素量の順は、
ガス < ガソリン < 灯油 < 軽油

炭素が燃えないと不完全燃焼(赤火)と考えます。

余談、赤ガス+アルコールは、アルコールの分子で、見かけ上、添加物の炭素量を少なくしている?
だから赤ガスでの赤火が改善する?

混合部の距離がないと、均等に混じらなくて、不完全燃焼が起きると考えます。
大型シングルバーナー OPTIMUS 531 ではノズルから燃焼部までの距離が必要なのだと思います。
単なるスケールアップ以外に、ノズル径が大きいハズなので、混合部の距離が必要なのでしょう。

まとめ???
同一のバーナーヘッドでは、一次空気の調整が出来ないので、燃料分子構造から燃焼に必要な空気量(空燃比)が決まっているので、ノズル径は、
ガス < ガソリン < ケロシン < 軽油
になると思います?

知ったかぶりです。

Re: ノズル径

こんにちは。
この手の話は、しだすといろいろ出てきて面白いですね。


ういうわけで、今度燃料だけの話も日記に書いてみようと思います。

さて、やっぱ燃焼の一番のキモは「ガス化」でしょうね。
この場合のガス化は、単に液体が霧化するのではなく、
燃料が完全に気体状態になり、分子が最も活発で自由に動ける気体状態になること。
だからこそ、その時初めて燃料と酸素の分子が混じりあい、酸化反応を起こす。
つまり、すすを生じない、完全燃焼。

つぎに各燃料について考えると、
それぞれは、似たような物質の配合比率を買えただけの混合物であるから、
乱暴にいうなら、それぞれの分子の状態は次の通り。

C6H10からC10H22くらいの混合物→ガソリン
C11H24からC14H30くらいの混合物→灯油
C15H32からC17H36くらいの混合物→軽油

分子量(内在する炭素原子)が大きくなるほど、
完全に酸化(燃焼)させるには、より大きなエネルギーを与え、
気体分子を活発化させる必要がある。
つまり具体的には引火点が高くなる。
(だから、使用燃料によるバーナー部の構造の差異はそこが最も大きなポイント。)

ちなみに、ニップルの穴を0.1mm刻みでよく表現しますが、
分子レベルで考えた場合この大きさというのは、
炭化水素の例をヘキサン分子とすると、その大きさは約1ナノメートル
つまり千分の1ミクロンm=100万分の1ミリ
だから、仮にヘキサン分子をCDの大きさだとしたら、
0.1mmのニップル穴は半径12キロの円!
そのスケールの違いに笑っちゃいますね。


そうそう、アルコールをガソリンに混ぜる話ですが、
アルコールはほかの燃料(炭化水素)と違い、分子に酸素を含む低分子構造の物質です。
(メタノールだとCH3OH)
分子構造的には、炭化水素の水素原子をヒドロキシ基 (-OH) で置き換えたもの。
だから反応(気化)しやすいうえに、分子構造に酸素を多く含むためすすが出にくい。   
また、アルコールは油との融和性が高いので、他の炭化水素とよく混合されるため、
自己の燃焼によるエネルギーが、炭化水素の燃焼にも影響を与えることとなり、
結果、不純物を含むガソリンの場合でも青火に見えるのではないかと思っております。


以上の様に思うのですが、
私は高校大学、一貫して文系でしたから、恐らく間違いがあると思います。
だから今になって、いろいろ疑問に思う所をしらべてみるのですが、
その疑問以前の部分が理解できず、さらにさかのぼり勉強しなお巣という始末。
だから、昔もっと勉強しておけばなと、良く思うのですよ。
(=^^=)ゞ

赤火

こんばんは、古いホエブス625を手入れして使い始めました。ニップル、ニードルともにEマークのケロシンようです。圧漏れはとりあえず無いようです。予熱して燃焼すると、サイレントバーナーの穴から青い火が全面にでて燃焼しているのですが、その周りが全体的に赤火の炎が上がっております。赤火ですので空気不足か燃料過多が疑われるのですが、こうなった場合の処置として最初に行うことは何がよいでしょうか。

Re: 赤火

こんにちは。
今度は大ブスですね。
で、道東さんらしくケロでのご使用で、
すでにニップルなども、もともとその仕様での使用であったようですね。

ということは、内部にかなりカーボンなどの汚れがあるのではないでしょうか?
それらが目詰まりを起こし赤火になるのはよくあること。
一度ばらして燃料経路を掃除してみてください。
なんとなく、ストレナーの錆もありそうな気がします。

では頑張って!
ヽ(^∀^)ノ

再度分解してみます

購入後、一度ヘッド部は分解たのですが、燃焼OKと書かれていたので、内部、ストレナーまでは洗浄しませんでした、もう一度分解清掃してみます。ホエブスは燃焼時かなり本体熱くなるのですね。箱ストだけにしようと思って居たのですが、SVEAあたりから縦型ストーブにも手を出してしまいました。

Re: 再度分解してみます

ブスはそこそこ整備しやすいストーブなんで、
道東さんなら楽勝だと思います。
念の為ニップルもスペアがあると交換して比較してみるのもいいと思います。
眼で見てわからない差がありますので。

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