| 発電機改良 | |
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第一回の美浜インドアレイアウト運転の時に、思ったように発電しなかったのと 周りの方々からかなり期待されていることが判り、”これは何とかしないと” と思い改良を始めました。 友人達といろいろ話して、何箇所か改良個所が見つかりましたので、 そこを重点的に改良することにしました。 最初は、新蒸気ヒーター（熱交換器）の改良から始めました。 前のヒーターの熱交換は 蒸気→銅パイプ→放熱シリコンゴム→真鍮パッド→放熱シリコンゴム→ペルチェ素子 となっていたのを、新ヒーターでは 蒸気→銅板→放熱シリコンゴム→ペルチェ素子 になるように変更して、ペルチェ素子への接触面積も大きくなるようなヒータを作ります。 材料は、写真の通りです。 ｔ５の真鍮板をフライス加工してボックスを作り、蓋はｔ１の銅板です。 蒸気配管は前回と同じくΦ３の銅パイプです。 |
 
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各パーツを銀ロウ付けで組みたてます。 今回、銀ロウ付けは始めてだったのですが、なんとか使えそうな物が組みあがりました。 パイプは、炭水車の蒸気配管に合わせて曲げておきました。 ２番目の改良点は蒸気配管をボイラからのパイプ直結に変更しました。 今までは分岐して、ガスヒーターと発電機へ行く蒸気を分けていたのですが、 発電機側の温度をなるべく高くするようにしたかったのと、発電機の放熱板から出た熱で 水温が上がるので結果的にガスも過熱されると考え、思いきって直結に変更しました。 |
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今回、昇圧回路もヒーターのそばに置くように変更しました。 現在使用しているシリコントランジスタ式の昇圧回路は、ペルチェ素子の発電電圧が ０．５Ｖ以上になるまで起動しないのですが、この起動電圧を少しでも下げるように 少し暖めるように配置変更しました。 なぜ暖めると起動電圧が下がるかは、私が説明するよりもシリコントランジスタの特性 を判りやすく書いた資料がたくさんあるのでそちらを参考にしてください。 単に書くと長くなるので面倒くさいだけなのですが・・・。(^^;;) あと、今回のコンバーターの回路図を載せます。 コイルが手巻きなので余り参考にはならないと思いますが・・・。 写真は、まだメインのトランジスタが乗っていないものです。ヒータに仮止めしないと 炭水車のカバーと接触しそうだったので位置確認後に付けました。 回路図上には平滑用のコンデンサが２個、乗っていますが、この時点ではとりあえず 一個乗せてＬＥＤがちらつく様ならもう一個乗せようとしています。（結局一個になりました） 完成後に測定をしたのですが、トランジスタの加熱に付いては今一つ効果が実証できなかったので 意味が無かったかもしれません。 |
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新ヒータを組み付けます。 これ以前の工程は、最初の発電機とまったく同じです。 |
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昇圧基板を取りつけます。 トランジスタは寝かせて取りつければ干渉しないのでこの位置で確定。 しかし、右上のコネクタが相手側のハーネスを刺すと炭水車のケースに 干渉してしまうことが判明したので、短い線を付けて中継コネクタにしました。 |
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少々見づらいですが炭水車の中に入れた状態です。 左から水槽→放熱板→ペルチェ素子→ヒータ→昇圧基板の順に並んでいます。 この状態で機関車と接続して動作チェックしました。 今度は改良前と比較にならないほど発電量が増しました。 昇圧回路後で約８Ｖ、３０ｍＡ程度出ました。 第２回の美浜運転会でお披露目をしました。そのときの動画です。（約１Ｍ） |
