2020年2月16日日曜日

ガス冷却ペルチェ方式霧箱 その22 主要部材の仮止め

 
ここのところかなり本格的にC#プログラミングをやっております。
プログラミングはこのブログの趣旨からはやや外れておりますので、ネタとして扱うことはないと思いますが、嵌ると実に面白いです。以前からちょこちょことやってはいたのですが、ここひと月ほどで急に(笑)いわゆるオブジェクト指向の概念が理解できまして、クラスやその継承の意味が分かるようになりました。実に賢いというか効率的な概念であります。オブジェクト指向。
これをきっかけにいままで???だったクラスを自分でも作ることができるようになり、さらにこれまで謎だらけだったカプセル化、コンストラクタとデストラクタ、オーバーロードといった多くの語句の意味を深いレベルで理解できるようになってきました。
ということで、週末のかなりの時間をこちらに充てがちになっておりますが、霧箱の方もそれなりのペースで進めております。
やりたいことが多すぎるというのも困ったものです。

さて、今週は仮組したフレームをベースに固定し、部材のレイアウトと仮組をもう一段勧めました。では行きます。
まずこれが手持ちの2020フレームを仮組したもの。


fusion360でモデリングしてレイアウトを考えます。


これまではコンプレッサをフレームの外に置くつもりでしたが、中に入れて全体をコンパクトにするのもよいなと思い始めました。こうすればコンプレッサ自体も空冷できます。


で、ラジエータはこんな感じに配置して、冷却ファンへのダクトはコンプレッサの後ろか、フレームの横壁から引き出せばいいでしょう。


霧箱本体は上に乗せます。


おそらく、というか間違いなくコンプレッサの振動が問題になるでしょう。
まずは作ってみて考えたいと思います。


壁を塞ぐ板材として4mmのMDF板を買ってきました。


ベースに使う型枠板にフレーム乗せて位置を考えていきます。


コンプレッサをこんな風に中に置こうかなと。


結構窮屈ですね。でも風の通りには問題ないでしょう。まずはこれで作ってみます。


型枠コンパネの裏にゴム足付けます。


このゴム足をM4の木ねじで固定します。


下穴開けるのにあまり使わないこ奴を登場させてみました。下穴くらいならドリル出すことも無いかなと。


足付きました。


いい感じですね。持ち上げやすくなります。


フレームとコンパネの固定はフレームブラケットを使います。


こんな感じで。木ねじではなく、貫通穴を開けて裏からナットで迎える固定とします。
こうしておけば何度つけ外しすることになっても木ねじの様にバカになることがありません。


穴位置決めてオートポンチで目印付けます。


大きめネジを集めたケースを持ってきてしばし構想。


固定にはM5のキャップボルト使うことにしましょう。


ここはさすがにドリル出してきて、木工ビットで6mm穴を開け、しっかりと固定します。


お次はコンプレッサです。


コンプレッサには3枚の耳がついており、そこにゴムのブッシュが入っています。
ここは分解した除湿器で行われていたコンプレッサの固定方法をそのまま真似することにします。


部材も全部保存しております。


まずは固定用の下穴3か所の位置決めを行い、


取っておいた固定部材を仮置きしてみます。


コンプレッサはこのようにばねの上に乗った状態になり、ばねの中心を貫通するねじで逃げ出さないように固定されます。こうすることでベース板に伝わるコンプレッサの振動はかなり低減されるはずです。


貫通ネジはかなり長いものが必要です。M6トラスの一番長い奴を持ってきました。とりあえずこれでやってみましょう。


下穴を開けて、


ばねおいてねじを貫通させます。


そこにコンプレッサ乗せてみました。が、ちょっとねじの長さが足りません。


どうしたもんかと思いつつあちこち探すと、キャップボルトの長い奴が見つかりました。
さすが我が工房。大概のものはどっからか見つかります(笑


これはちょうどよいです。素晴らしい。


大きめのワッシャを入れてねじで軽くばねを押さえ込みます。今は配管を切っていますのでコンプレッサを動かすことができません。振動は配管後のテストですね。


お次はラジエータの固定です。
ラジエータはなんとも固定がしにくい構造をしてます。ので固定治具を3Dプリンタで作ろうか、でもラジエータ熱くなるからPLAじゃ持たないよな、アルミ削るかな、それも面倒だな、などと考えてきました。
で、改めてまじめ(笑)に考えてみて簡単な方法を思いつきました。
早速そのアイデアを実現するための部材である寸切りボルトを引っ張り出してきます。ほんとになんでもある。これは多分初代のreprap3Dプリンタの部材です。


この寸切りボルトを、


こんな風にラジエータに固定します。今は仮止めなのでタイラップ使いますが、本番は針金で固定すれば熱の問題も起きません。


それをこんな風に固定しようかなと。


詳細は位置をきっちり決めてからですが、ベースに穴を開けて寸切りボルトを裏表で固定、上部はアクリルの板をレーザ加工機で切り出したものをフレームにねじ止めしてボルトの上部を迎えに行けばよいと考えています。で、外側にラジエータのサイズに穴を開けたMDFを置くという計画です。


前から見るとこんな感じ。だんだんちゃんとしてきたでしょ。


次回はMDFの穴設計してレーザ加工機で切り出しましょう。


部材の固定ができれば配管をしっかりとつなぐことができます。
3月中くらいにはガス入れて冷却実験してみたいですね。

2020年2月2日日曜日

ガス冷却ペルチェ方式霧箱 その21 配管開始

 
勤務先近くのホームセンターハンズマンに様々なサイズの銅パイプが売られているのを発見して早速5mmと6mmφを買ってきました。さすがハンズマン。


これで3,5,6,8mmφが手に入ったことになります。
除湿器から取り出して分解した冷却ユニットは外丸で5mmと6mmφ、キャピラリーには2mmφの銅パイプが使われています。6mmはそのままフレア加工すればユニオンやチーズと接続できますので、2mm、5mmφに外からかぶせてロウ付けするのに3mm,6mmφが使えるのです。5mmφは足りない配管引き回しに使います。


おおよそのレイアウトは決めているので、配管を曲げながら具体的に考えていきます。


断熱材でおおわれている長い管は戻りの6mmφなのでフレア加工してそのままガス枕に繋げばいいですね。


長さもちょうどよさそう。




加工が必要なのは圧縮ガスをラジエ-タに送り込むところと、


キャピラリーをガス枕に繋ぐところ、そしてガスを入れたり補充したりするサービスポートをつなぐこの部分です。


大まかな構想を決めます。
本日は本格的な配管の練習としてサービスポートのロウ付けをしてみましょう。


このマスキングテープでふさいである5mmφの管に繋ぐわけですが、断熱のためと思われる自己融着テープの残骸がべったり残っています。


これを何とかきれいにしたいということで、有機溶剤から酸、アルカリまで、手元にあるいろんな薬剤かき集めてきます。
一番効いたのはやはりアクリサンデーのジクロロメタンでした。


ほぼきれいにべたべたがなくなったところで、


マスキングテープ外して、


ハンダ付け用のフラックスで酸化被膜をはぎ取ります。


成分は、酸化亜鉛、塩化アンモニウム、塩酸、C3H3COH、水、界面活性剤とのこと。
C3H3COHって何でしょうね。構造式が浮かばないというか、普通あり得ないCHO比率のような気がします。おそらく間違いですねこれ。なんだろう。


6mmφパイプ持ってきます。肉厚は0.5mmなので5mmφのパイプにピッタリ重なります。


パイプカッターで切って、


切り口をバリ取りで整えます。


で、かなり慣れてきたこのフレアツールで、


フレア加工します。


完璧であります。


持つべきものは道具ですね。中華製ですが問題なく使えています。


で、ここに、


こうかぶせてロウ付けするわけです。


もちろんナットを忘れずに(笑
いや、ここはナットを忘れると笑い事では済まないところです。


ハンディバーナー持ってきて、


ロウ付け、というか鉛フリーのはんだ付けをします。


画像が無くて申し訳ないです。火使いながら写真は撮れませんでした。
きっちり酸化被膜取ってますのである程度温度が上がれば面白いようにハンダが流れていきます。


裏側もちゃんとハンダが回りこんでいます。


しっかりつけたかったのでついつい多めにハンダ流し込んだんですが、パイプの中のぞき込んでみると多すぎるハンダで穴塞いでしまってました(笑


しゃーないので、再度加熱しながらラジエータの反対側のパイプにチューブつないで息を吹き込みます。ハンダが溶けた状態でちょっと拭いてやれば穴が開きます。
きれいになりました。これなら問題ないでしょう。


いわゆる銅パイプ用の温度が高いロウ付けは難しいのだと思いますが、使い慣れたハンダなら簡単です。強度が不足しているでしょうけど、数年単位で放置されるエアコン配管とは違いますのでこれで十分だと考えています。


チーズ繋いでみました。ばっちりです。
これでサービス側はどうにでもなりますね。


やってみたら案外簡単な接続作業でした。
次はラジエータやコンプレッサーを組付けて、正確な位置で配管の引き回しをしたいと思います。あと2mmのキャピラリーをどうやって6mmφのフレアに接続するかも考えないといけませんね。