ひす日記BBS

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2017-05

【その10 燃料の話】

ご存じの様に、携帯型ストーブの燃料としては、大きく分けてガスと液体燃料に分かれます。
ですが液体燃料も、実は燃焼時は、高温高圧をかけてガス化しているわけですから、
結局はガスを燃やしているということになります。

無論液体燃料もそのままで引火するわけですが、
その場合もよく見ると、液体が燃えているのではなく、
液体の表面が気化しガス化したのち、それに引火して燃えているので、
やはり、結局はガスが燃えているということになります。

またその様に液体に火を引火させた場合は、
炎は赤く、すすを生じ、悪臭を放ちます。
これは燃料が完全に燃焼することなく、燃えかすを生じているからで、
いわゆる不完全燃焼の状態です。

一方調子の良いストーブではそのようなことはなく、
青い炎ですす悪臭も生じることがありません。
つまりこれが完全燃焼という状態で、
理想の燃焼状態。
そしてそれを可能にしているのが、液体燃料の完全なガス化です。

つまり、燃料の状態を「液体」から「気体」へと変化させることができるストーブが、
液体燃料を完全燃焼させることのできるストーブだということができます。

また燃焼というものを科学的にとらえると、
それは燃料の分子が酸素と結びつく「酸化」であるから、
ポイントは、「いかにして酸素と結びつかせるか」ともいえます。
実は先ほどの気化というのがこの場合非常に重要になるのです。
つまり分子レベルで見ると、液体の状態とは、分子同士に結びつきがあるため、
酸素と反応しようとしてもその結びつきがネックになり十分反応し切れない。
ですが機体の状態では分子同士の結びつきが無く、自由に動き(飛び)回っているため、
十分に酸素と反応できるということになるのです。
だからこそ、気化というのが非常に重要になるのので、ストーブにもそのための工夫が必要になります。

しかし液体燃料にもいろいろ種類があるため、
結果ストーブの方も、その燃料に応じた構造が必要となります。
具体的に見ると、代表的な燃料は、
アルコール、ガソリン、灯油、軽油。

このうち、実はアルコールだけが、別種のもので、
他は、石油由来の様々な物質、いわゆる「炭化水素」の混合物の総称です。
(それぞれ含有する物質の混合比に大きく違いがあります。)
そういうわけで、アルコールだけは後述するとして、
まずはガソリン、灯油、軽油について。

前述のようにこれらは、配合比率の違う似たような物質の混合物であります。
すごく乱暴に表現すると、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

この様にそれぞれ分子量が違っており、ガソリン<灯油<軽油の順に大きくなっております。
そして実は、分子量(内在する炭素原子数)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のです。
つまり具体的には、より高圧で、より高温。
言い換えれば引火点が高くなるのです。

だから、バーナー部の構造の差異はそこが最も大きなポイントになり、
具体的には、ガソリンストーブはシンプルなヘッドで済むのですが、
灯油だとより複雑で燃料を加熱しやすい構造や蓄熱性の高い構造が必要となるのです。
(ヴァポライザーなどの予熱器にも同じことが言えます。)

またこの分子量の違いが、液体の粘度(粘っこさ)にも影響し、
分子量が増すごとに粘度も上がるため、燃料を吸い上げる装置も、
灯油や軽油の場合ガソリンのようなウイックを用いることは不適切になります。
(この辺は前回のこちらで詳しく述べていますのでご参考に。)

ついでにいうと、分子量が大きいほど反応しにくいということは、
反応の際に生じるエネルギーも分子量が大きいほど大きいということなので、
燃料自体のカロリーは、ガソリン<灯油<軽油と、なります。

さて、実はときおり
「ガソリンストーブに灯油用のニップルに交換したから灯油が使用できますか?」
というような御質問をいただくことがありますが、
以上のような話から、それが無理だということがお分かりいただけると思います。

さて、一方アルコールについてですが、
アルコールは前述のガソリンなどの炭化水素と違い、
分子自体に酸素を含む低分子構造の物質です。
(メタノールだとCH3OH)
だから、気化(反応)しやすく引火点も低い。(そして粘度も低い。)

また分子構造的に、炭化水素の水素原子をヒドロキシ基 (-OH) で置き換えたもので、
分子構造に酸素を多く含むため、酸化反応が容易で、完全燃焼しやすく、
結果、常温で青火で燃え「すす」が出にくい。  

そういったことからアルコールストーブは、
構造的に他の燃料の藻に比べ、非常にシンプルなもので事足ります。
(極論すれば、空き缶を半分に切ってそこにアルコールを注げばそれで十分。) 

しかし分子量が小さく反応しやすいということは、
反対にいうと、燃焼(酸化)の際のエネルギーも小さいということなので、
火力(カロリー)でいうと、ガソリンなどには遠く及びません。

でも面白いことに、アルコールは油との融和性が非常に高く、
他の炭化水素とよく混合することができ、
そしてそのような混合燃料を燃焼させてみると、
炭化水素内にまんべなく混ざったアルコール燃焼によるエネルギーが、
炭化水素の燃焼にも燃焼促進の影響を与えることとなり、
結果、炭化水素単体の場合よりも燃焼しやすくなることがあります。
良くレギュラーガソリンを使用した場合、アルコールを混ぜると赤火が改善されるとかいうの、
おそらく、そういう作用で燃焼が改善され青火に見えるのではないかと思っております。

いっぽう、日中は目視ししづらいアルコールの炎を確認するために、
アルコールに少量のガソリンや灯油を混ぜ、炎を黄色や橙色の炎に変える
ことがありますが、
これは先ほどと反対に、完全燃焼が妨げられた結果なのです。
アルコールの炎は静かで見えにくいから、これは良い方法ですね。
(ただし入れすぎるとすすが出るので注意。)


*おまけの話*

上記のようjに今回は分子レベルの小さい話をしておりましたが、
小さいといえば身近なものではなんてたってジェット孔(ニップルの穴)ですよね。
ほんとうに小さくて、ちょいと広がっただけで即燃焼に影響の出るデリケートなパーツ。

で、あそこの穴のサイズを0.1mm刻みでよく表現しますが、
この大きさを分子レベルで考えてみると…

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、
一般的なガソリン用ニップルの0.3mmのニップル穴は半径36キロの円!

つまり、大阪湾にCDをばらまいている感じ?!
本当?!

そのスケールの違いに思わず笑っちゃいますね。
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mumyounoi さんへ

すみません!
先ほど削除したら両方消えてしまったみたいです!
わざわざいろいろお柿いただいたのに申し訳ございません!
でも、あちらの方に同内容のメッセージをいただいておりましたので助かりました。

ガス充てん方法試してみます。
なるほど、片方を冷やし、もう片方をあたためるのですね。
それは思いつきませんでした。
ぜひともチャレンジさせていただきたいと思います。

もうしばらくしたらガスストーブの記事をアップしますので、
その時はまた色々お教えくださいませ。

では本当にすみませんでした。

改良赤ガス

新年ですが、喪中なもので・・・
新年の挨拶省略。

以前、赤ガスにアルコール入れても赤火だよとコメントしていましたが、

新年早々、SVEA123Rの空タンクに、
ケンエー燃料アルコール(メタノール76.6% エタノール21.4% イソプロパノール0.3%)を10ml入れ、
赤ガスを満タンを入れました。

燃料アルコール10%程度の赤ガスです。

燃焼結果
弱火では炎の先端に赤火が残る。
中火~強火では赤火なし。

強火の火力は、赤ガス100%時より、見た目で5割増し。1.5倍です。

安全弁がら火が噴くのではないかと、ハラハラドキドキ。

気温10℃程度での使用だったので、
幸にも安全弁は持ちこたえた。
夏場ではヤバイかも?

コッヘル底の煤は、軽く付く程度で、拭き取り清掃をするほども無い。
赤ガス100%時には、黒い皮膜が付いて濡れティッシュで拭いても取れなかった。

立ち上がり時間
1mlのアルコール予熱後、点火後1分程度で、
残量まじかのラストスパート並の火力になる。
ミニポンプが無い私には、立ち上がりが早くて魅力的。

燃焼臭
赤ガス燃焼臭が改善され、ほぼ白ガス燃焼と同等。
赤ガスの添加剤が燃えているので吸わない方が良いでしょう。

考察
火力が1.5倍になるのは、
赤ガスを低カロリーのアルコールで薄めているので、燃料体積当たりのカロリーは低くなっているハズ。

それでも火力アップするのは、燃料供給量が増えているハズで、
供給量を増やす要因は、タンク圧を高くするしかないので、
自己加圧式のSVEA123Rでは、タンク圧を上げるには、熱を与えるしかない。

アルコールの熱膨張係数は調べていません。

アルコール添加により燃焼が促進され、燃焼温度または、発熱容量が上がって、タンクを過熱しているように思える。

アルコール添加は、暴走的燃焼で大変危険であるので各自、自己責任で。

おまけ
沖縄県には、アルコール添加のレギュラーガソリン E10・E3 販売されています。
http://www.eco-biofuel.go.jp/e10/

燃料アルコール
500ml 350円
ガイアックがあったら、1000ml 100円以下だったろうに。

災難
改良赤ガスでステンレスの取手固定の軽量ガップ500mlで湯沸していたら、取手が熱くなっていると思い、

豚皮作業手袋で持っても熱くて、カップを落とすと足に熱湯が掛かるので、10秒ほど握っていたら火傷しました。

指先端の指紋側に、10mm×5mmの水膨れ。
靴ずれのようになってます。

豚皮は、牛革より耐熱が低いことは知っていたが、すぐに熱が伝わって来るとは思っていませんでした。
濡れ手袋だったら、もっとひどい蒸気火傷でしたでしょう。

ひすさんに教わったタコ糸の巻き方、巻いとけば良かった。

Re: 改良赤ガス

こんにちは。
新年早々頑張っておられますね。


さて、アルコール添加の件ですが、
これは、直接的にカロリーが上がり火力が上がるのではなく、
ガソリンと、アルコールの分子構造の違いによるものなのです。
*アルコールは分子構造に酸素を含むヒドロキシ基 (-OH) を持つので燃焼しやすい。
詳しくは下記を。
http://hisuaki.blog31.fc2.com/blog-entry-3359.html

ですので、燃えやすいアルコールがまんべんなくガソリンに混ざるので、
アルコールの燃焼力に助けられ、ガソリンも容易に完全燃焼へ向かうのです。
その結果、立ち上がりが早く、火力が上がり、
ひいてはそれが、タンク内圧を高め(燃料供給を促進)、熱暴走を生みかねない、という流れになります。
だから慎重に扱わないと本当は結構危険なんですね。

とはいえ、個人的には緊急時の赤ガス使用なんかには良いアイディアだと思っています。

さて、それはさておき…

やけどのお加減いかがですか?
あれって、当日より翌日以降の方がいたんで鬱陶しいでしょう?
日にち薬とはいえ、どうぞお大滋に。



やけど

こんにちは。

確かに当日より翌日の方がヒリヒリと痛く、翌々日から痛さは引き、
現在まったく痛みは無しですが、
水膨れは潰れず残っています。
指紋側の皮は厚いので、針で穴をあけようかと思っています。

この水膨れが、マウスのクリクリダイヤルを廻すのに邪魔ですね。

Re: やけど

なるほど、やはりひりひりと…
水ぶくれはそのままが一番ですが、何かと不便ですからね。
化膿防止のため穴を開けはるときは、針先を焼いてよく消毒してからにしてくださいよ。

お大滋に。(*^人^*)

一斗缶のCS揮発油燃料相談

こんにちは。

JXエネルギー社の、CS揮発油をガソリンストーブに使われている方がいたら情報を教えて下さい。

JXのWGより、ほんの少し価格が上がるが、CS揮発油は、WGより精製純度が高く、有害物質が少ないと思えてしまう。

現在、知り得ている情報源は、
http://www.noe.jx-group.co.jp/business/lubricants_e/volatile/

蒸留温度
http://www.nishimura-oil.co.jp/sekiyu/kihatuyu/

芳香族分
CS揮発油:0.1vol%
JXのWG:2.7vol%
なので、臭い成分が少ない。

蒸留温度
CS揮発油:85~120℃
JXのWG:50~140℃
なので、WGに含まれる成分だと思っています。
下の温度が少し高めなので、火付けが少々悪くなるが、
CS揮発油はJIS工業用ガソリン2号です。

PRTR法該当の有害物質
CS揮発油:該当せず
JXのWG:B・T・X 有害物質含む
B・T・X何かな?
B=ベンゼン?
T=トルエン?
X=その他?

CS揮発油は、ナフテン系炭化水素が主成分
http://www.noe.jx-group.co.jp/binran/part04/chapter01/section01.html

ハクキンカイロでは、
CS揮発油は、WG比べて発熱温度が低いが、持続時間が長いらしい。
常温付近では、揮発しにくい?

ヤフオクでCS揮発油を小分け出品している方がいる。

Re: 一斗缶のCS揮発油燃料相談

こんにちは。
これをカイロに入れている人は良く聞きますね。
なんか、燃費が悪く「おっさんベンジン」の7割ほどだとか…
ま、個人の感想なんでどこまで確かかわかりませんがね。

でもストーブに入れるのはあまり聞いたことが無いですね。
基本的には、ガソリン、ナフサ、ベンジンとほぼ同一でしょうが、
主な使用目的が「しみ抜き」なのでそのために特化し精製されておるんでしょうね。
そういう意味では燃料に特化したコールマンが一番良いのではないですか?

とか言いながら…
私はもっぱら機械洗浄用のホワイトガソリンの一斗缶使用です。

Re

CS揮発油は、やはりストーブにはあまり使われてはいませんか。
確かにWGで事足りているのに割高のCSにする必要もない訳ですね。

コールマンのWGには、酸化防止剤が入っているようで、機械洗浄用WGにアルカリ剤を入れれば酸化防止になると言っている方いました。
本当かなぁ?

飲料の酸化防止剤は、ビタミンC アスコルビン酸で、酸を入れて酸化防止しているけどな。

1斗缶のWG買ったらガソリンストーブオタクですよね。
失礼、マニアですよね。

ケロシンから初めてガソリンに手を出したのが泥沼の始まりです。

Re: Re

そうですね。
特に、ホワイトガソリンの使用で問題なければ、コスト的にも最適だと思うのですが…

それはそうと、昔は近所のスタンドにポリタンク持参で行けば、ホワイトガソリンを量り売りしてくれていました。
そしてそのポリタンクをそのままザクに詰め込み山へ行っておりましたが、
今思うと、すべてにおいて適当すぎますね。
(=^^=)ゞ

>一斗缶
最近はアマゾンでも頼めば家まで送ってくれるので助かります。
ヽ(^∀^)ノ

Re: Re

>酸化防止剤
食品添加物の場合の酸化防止剤の働きは、
酸化しやすい物質を用いて、食品そのものよりも先に酸化させてやろうという考えのものなので、
いわば身代わり。
でも燃料にアルカリうというのは、酸化が起きた場合、アルカリと反応させて中和させるという考えなので、
全く意味が変わりますね。
はたして効果があるのか??
むしろものによってはアルカリにより侵される金属もあるし、
また、仮に反応があったとしても、それにより燃焼状況不明な「塩(えん)」が生じるということもあるだろうし。

実は、燃料の場合の酸化防止というのは燃料そのものの酸化を防ぐというよりもむしろ、
その化学反応をなるべく遅らせようという考えが基本となります。
だからその方法として、具体的には次のようなものが代表的となります。

1・大気との接触面の低減
2・光学的反応を避けるための暗所保管
3.重金属との接触面の低減

このうち1・2については保管方法で解決できますが問題は3の場合。
むろん樹脂製容器で保存すればいいのですが、
実際は、金属容器・タンクでの保管や仕様が一般的なため、
この場合において、酸化防止剤の添加が重要で効果的となります。
そしてまた、その添加剤の効果も食品の時とは全く意味が異なり、
金属の不活性化や、反応速度の遅延化を期待するものとなります。
もっとも代表的な例でいうならば、「防錆剤」などがそれに当たります。

ひすガソリンストーブ同好会の入会通知

本日、ホワイトガソリン18リットルを入手しましたので、
「ひすガソリンストーブ同好会」
に入会完了しました。
何の会って???

一斗缶から小分けしないと使いにくいので、ハクキンカイロ用ベンジンの空容器移し替えようと思います。

バイクの燃料タンクがあれば、ストレーナー付の燃料コックから直接ストーブに給油できて便利かなと考えてしまいます。

一斗缶の底に、バイクの燃料コックを付ければ良いんだ。

Re: ひすガソリンストーブ同好会の入会通知

お~!
ご入会おめでとうございます!
これで万が一の時も安心ですね♪
やんや♪やんや♪ヽ(^∀^)ノ

さて、でも確かに小分けにしないと非常に使いづらいですよね。
ですから私は、ボルトやコールマン燃料の空き缶に入れ直しております。
その際、灯油のちゅぽちゅぽポンプを使用しておりますが、
あれはジャストの位置で止めづらいので、いったん中身の見える2リットルのペットボトルに入れ、
そしてボトルなどの容量に合わせジョウゴで移しております。
でないと、「あともうちょっと!」とか思うと絶対あふれさせてしまうので…
跡ボトルからストーブへはこれが便利ですよ。

流量調整も簡単で、フィラー部が小さなM1940なんかでも給油できますから。
https://www.amazon.co.jp/Liberty-Mountain-320030-%E7%A9%B6%E6%A5%B5%E3%81%AE%E6%B3%A8%E3%81%8E%E5%8F%A3/dp/B001OPFBSQ

一斗缶は直接床に置かず、間に段ボールと緩衝材(プチプチ)などを敷いておくと、
底面の錆を防げるので、数年間安心して保管できますよ。
その方法で購入後20年近くたった感も今まだ大丈夫です。
(今はそれに灯油が入っております)

また小分けにしたものも念のため密閉できる入れ物に保管しております。
軍用のアーモボックスが一番安心ですが、金属製の缶かんでも封をしておけば安心です。

WGの保管

WG18リットル購入で一番迷ったのが保管方法だったんです。

今でも長期保管を考えると、やはりガソリン携行缶(ステンレス製ならなお良い)に移し替えるのが良いと思っています。
一斗缶より板厚が厚いし、落下試験合格品ですから。

不思議なことに、ガソリン容器としては認定されていない一斗缶で販売しているんですよね。

じか置きしないのは湿気対策・ゴミ避けで大変有効ですね。

静電気対策としては、数百kΩの抵抗を通して単独アース配線が良いかと思っています。
抵抗は、帯電しているものをアースに接続すると、一気に電流が流れてスパークすることを避けるためです。
単独アースは、洗濯機・電子レンジのアースと一緒にしないことです。
電気製品が漏電してWGに漏電電流が廻り込むとイヤですから。

一旦、2Lペットボトルに移し替えてから、小分けボトルに入れる方法は、素晴らしい。
良い方法教えてく頂き有難う御座います。

燃料ボトルの注ぎ口
存在は知っていました。
「給油リング」ってのもありますね。
両方、在庫無しやら、生産中止のような。
ただ、SVEA123Rをメインで、MUKAストーブをバックアップ機としているので、広口ボトルには付かない。

カイロ用ベンジンの空容器
注ぎ口が細いのでストーブへの給油時間が掛かりますが、使い勝手は良いです。
ただ、材質が本体は塩ビ、キャップはポリエチレンで、温度が低いと塩ビがもろくなるはずですので、ボトル本体へ外力が加わるとヒビが入ることでしょう。

気温差で缶の「ベッコン」音対策をどうするか。
残量1/3以下になると鳴りはじめるハズだぁ。

Re: WGの保管

静電気対策は、私は全くしていませんね。
ま、それとは関係ないですが、
以前山でライターを忘れ、コールマンにバイクの点火プラグの火花で着火させようとしたけど無理でした。
当時使用していたのが、↓ですので、
http://hisuaki.inukubou.com/toy/omotya09.htm
あの程度の火花では、こいつのガソリンに着火できない程度なんだと感じましたよ。

までもスタンドでそういう事故もあるから、
液体の噴霧状態と、気化ガスとでは全く意味が違いますからね。

そうそう、車用のガソリン缶は、最近ホームセンターで2000円を切る勢いで売ってますから、
安心のため購入されるのもいいかも。
私は、ジュリ缶を模したものも使用していますが、
スタンドによっては「これには給油できません。」と言われます。
ちゃんと消防の規格をパスした証明シールがあっても、
オレンジの平たいもの以外は認めないスタンドが多くなってきています。

Re:Re:WGの保管

WGの小分け、シュポシュポで完了。
パッチン蓋に付いているプラパッキンがはまったのか不安で、缶を傾けてWGが出ないか確認しちゃいました。

一斗缶に「un」の印刷ありました。
認定品容器でした。
ガス抜きネジの有無が・構造・試験項目に無いんだ。

ガソリンを灯油用の電池ポンプ使用で引火事故ってのもありました。

一斗缶を捨てる時になったら、動く取手を切り離して保管しとこう。
自作ケースを作るときに利用したいと思います。
折り畳み式の簡易取手、以外にホームセンターに売って無いんですよ。
有っても片側にしか倒せない。

スパークプラグで点火無理でしたか。
ZIPPOライターのフリントの火花が一粒123Rバーナーヘッドのガスに飛んだだけで点火する時ありますが。

Re: Re:Re:WGの保管

>取っ手
なるほど、そういわれれば、確かに見かけませんね…
ん?
100均のてんぷら廃油容器(↓)なんかどうですか?
http://hisuaki.blog31.fc2.com/blog-entry-2622.html

>火花
そうそう、加熱されたガス(気体)は本当に引火しやすい。
123の場合すでにプレヒート済みだったでしょう?
コールマンの場合は、霧状とは言え常温の液体なんで小さな火花では引火できないんですよ。
だから言い換えれば、保管燃料がそこまで加熱され気化しない限りは、
静電気にそこまで神経質になる必要はないと思います。

つまり、冷暗所保管がまず第一。

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