科学プロジェクトのための太陽炉を構築する方法

数時間の努力と適切な材料で、道具を持っているほとんどの人は華氏500度を超える温度を生み出すことができる小さな太陽炉を作ることができます。 まず、太陽光線の焦点を合わせる手段として、レンズまたは反射鏡のいずれかを選択します。 この選択は、炉のフレームやその他の部品のレイアウトに影響します。 炉を使用して、水を沸騰させたり、小さな物体をはんだ付けしたり、または高温を必要とするその他のアプリケーションに使用できます。

太陽炉は、約1平方フィートから1平方インチ以下の領域から太陽光を集中させることによって機能します。 晴れた日には、強い光線が十分なエネルギーを運び、焦点を非常に熱くします。 中型のピザパンのサイズのレンズまたは鏡のいずれかが機能します。 小さいものは有用であるのに十分な光を集めません、そして大きいものは面倒かもしれません。 フレネルレンズは、このタスクに理想的なレンズです。 それは、同心の溝が刻まれた平らなガラス片または透明なプラスチックで構成されています。 フレネルレンズは安価で、科学ホビーショップで購入できます。 放物面鏡も良い選択です。 あなたの目標は画像を作成することではなく、光の焦点を合わせることが目的であるため、完全な光学品質である必要はありません。 レンズは、入射する太陽光の反対側に光を集中させることに注意することが重要です。 鏡の焦点は同じ側にあります。 炉にフレネルレンズを選択し、溝のある側面が1つある場合、その側面は太陽に向かって外側を向きます。

太陽炉のフレームは、レンズまたはミラーを安定させ、集束光を捕らえるコレクターを保持する手段として構築します。 誤って太陽光を目に反射する可能性のある光沢のある素材を避ければ、頑丈な金属、木、またはプラスチックの素材を使用してフレームを構築できます。 理想的には、フレームは水平軸を中心に回転して、季節や時間帯に関係なく、ミラーまたはレンズが太陽を直接指すように調整します。 調整後、ピボットは所定の位置にしっかりと締められ、安定したセットアップになります。

炉のコレクターは、太陽の集束光線を捕らえて熱くなるカップまたは容器です。 容器には鈍いまたはつや消し仕上げの金属を使用してください。 プラスチックはほぼ瞬時に溶けたり燃えたりし、光沢のある金属は太陽を目に反射する可能性があります。 高温の太陽光線が塗料を燃やし、危険な煙を発生させる可能性があるため、塗装された金属は避けてください。 コレクターを置くための耐火台座として機能するレンガを入手します。 金属も同様に機能しますが、レンガはコレクターから熱を逃がさないため、高温を維持するのに役立ちます。

太陽炉には、熱と明るい日光という2つの重要な安全上のリスクがあります。 コレクターに触れたり、焦点領域に手を置いたりすると、焦点の合った光が痛みを伴う火傷を引き起こします。 太陽炉で加熱する物体には、キッチンオーブンからアイテムを温めるのと同じくらい注意してください。 トングを使用して、オブジェクトをコレクターに配置および取得します。 明るく集中した日光も目に危険をもたらします。 焦点の合った光を長時間見つめないでください。また、直接目に反射させないでください。

太陽炉の出力は、そのサイズに直接関係しています。 レンズやミラーが大きいほど、温度が高くなります。 サイズが約1メートルの大型の自立型太陽炉は、鉛や銅などの軟質金属を溶かします。 小さい卓上モデルははんだを溶かすことができます。 注意して、あなたはまた、陶器に粘土を焼くために炉を使うことができます。 料理用の水を沸騰させ、肉や野菜を焼きます。 炉の熱を使用して、スターリングエンジンに電力を供給したり、小型の機械を稼働させたりすることもできます。