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化学反応式CO2発生装置、ストーンの製作他

 重曹とクエン酸の反応を利用したマイコン制御のCO2発生装置の話の続編です。より安定したCO2の添加が行えるように、以下の改良を行いました。

1.クエン酸導入パイプ先端形状の変更
 構造解説編に書いたように、クエン酸は重曹タンクの底に差し込んだJ字型のパイプを使って注入しています。問題はクエン酸を送り込んで反応させた時に、パイプの中に二酸化炭素の泡が逆流して入ってくることです。

 たとえパイプに泡が入ったとしても、チューブポンプは一定量のクエン酸溶液を送っているので、長い時間で見れば反応量は同じになるはずです。でも、入った泡を押し出している間は反応しないので、CO2の発生が止まります。つまりCO2の発生量にムラが出てしまって好ましくありません。

 ということで、パイプ先端の形状を変更して、泡が逆流し難いような構造にしました。

▼パイプ先端形状
クエン酸導入パイプ先端
 左が従来品、右が改良品です。J 字の曲げ部を長くして、発生した泡がチューブに逆流し難くしました。なお、緑色の矢印の先端付近に小さな穴があって、ここからクエン酸の溶液が出てきます。

▼パイプ差し込み状況
重曹タンク底部
 白い物は底に溜まっている重曹です。見づらいですが、中央やや左下の黒い穴が反応部で、ここからCO2の泡が上がっています。今回の改良で、パイプ内への気泡の逆流が無くなりました。

2.ストーンの製作
 水槽内へのCO2の導入には専用のストーンを使うのですが、そんな物は持っていません。それに専用のストーンは大きくて、うちの水槽には似合いません。ということで、普通のエアー用のストーンを使っていたのですが、これでは小さな泡を安定して作ることは難しかったです。ということで、Webで作例が多いメラミンスポンジを使ったストーンを作ってみました。

▼使用材料
熱収縮チューブとメラミンスポンジ
 左は外径7.1mmくらいの熱収縮チューブ、右はメラミンスポンジを対辺間が22mmくらいの8角形になるように加工した物です。なお、この収縮チューブはダイソーの電気小物売り場で、各種サイズの収縮チューブの袋詰めに入っていた物です。

▼スポンジを収縮チューブに押し込む
メラミンスポンジを押し込む
 こんなに圧縮しても、メラミンスポンジには空気の通路が残るようです。

▼シリコンチューブを入れて収縮させる
シリコンチューブを入れてシュリンクさせる
 接続用のシリコンチューブを入れ、熱収縮チューブを加熱して収縮させます。

▼収縮後の外径
収縮後
 外径は6.53mmに縮んでいます、というかもっと縮んで欲しかったのですが、100円ショップの安物なのでこんなものなのかも知れません。ともかくチューブが縮むことで、メラミンスポンジは更に圧縮されます。

▼必要な長さに切断
ストーン完成
 ストーンの先端は鋭利なカッターで切断します。

▼使っている様子
使用状態
 極細のステンレスパイプを曲げた物を使い、ストーンが上向きになるようにして使っています。スト-ンの下のシリコンチューブを通して中が見えるので、中の気泡がミニバブルカウンターみたいに見えることがあります。

 なお、ステンレスパイプの先は熱収縮チューブを重ねて使って外径寸法を拡大し、シリコンチューブを差し込んでいます。電子工作では熱収縮チューブをよく使いますが、水槽の工作にも便利に使えます。

▼ストーン
水槽用のストーン
 左の二つの大きなストーンは空気用で、最初はこれを使っていたのですが全然ダメでした。泡が大きいのと、発生したCO2の圧力がすぐに抜けてしまいます。

 右の3つが今回メラミンスポンジで作った物ですが、どれでもうまく使えています。

◆まとめ
 最近は電子工作のネタが無くてこんなことをやってます。でもこれはこれで、やってみると改善のネタは尽きなくて面白いです。ストーンである程度の圧損を発生させることで、CO2のタンクの圧力が高くなるようにすると、長時間安定した気泡を発生出来る感じです。

 ちなみに今回作ったストーンを使った時のCO2の反応槽(重曹タンク)の圧力を測定すると70mmAqくらいでした。このあたりの話は機会があれば触れたいと思います。

 あと、メラミンスポンジのストーンは直ぐに劣化してしまうのではと思いましたが、数日間使った限りでは大丈夫そうです。まあそこそこの期間持ったのでこの記事を書いている訳です。いざとなったら強力に洗浄してしまえば復活させることが出来ると思いますが、安いので作り直した方が早いかもしれません。
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フィルター

工作に対してもクオリティーを追究されている様子、いつも感銘を受けます。

メラミンスポンジの圧縮後の形状がTAIYOのハンダ吸い取り機のフィルターに似ていると思ったので、使えないかなあ思いまして。

ただ100均材料相手では、コストパフォーマンスが悪そうですが。

re:フィルター

老技師さん、コメントありがとうございます。

なるほど、はんだ吸い取り機のフィルターは似た雰囲気ですね。

逆転の発想

うちでは10リットルの柔らかい水タンクの中で最初に一気に反応させてそのタンクにペットボトル2リットル2本乗せて重りの圧力でつなげたチューブからco2出してみました。
まだ作ったばかりなのでどれくらいもつかはわかりませんが一番楽だと思います。

re:逆転の発想

たじーさん、おはようございます。

なるほど、豪快なやり方ですね。圧力を出すのに重しを乗っける発想と、実際にやってしまった行動力がすばらしい。
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