ペルチェ保冷ボックスの製作（１）

　ＰＩＣをつかった温度計測装置に必要なＩＣが入手できないので、凍結実験装置の冷却装置と保冷ボックス（クーラーボックス）の製作と加工にまずとりかかりました。冷却装置は、排熱側のヒートシンクに電源用の表面積約４７０cm2のものをつかい、ペルチェ素子のあたる部分に小型のヒートシンクをねじで固定しました。吸熱側のヒートシンクは、ノーマルのペンティアム用の小型のヒートシンクを流用しました。排熱側のファンは、５センチ角のＤＣ１２Ｖブラシレスファンを２個使用しました。吸熱側のファンは、ＡＭＤ　Ｋ６−２　についていたＣＰＵファンを流用しました。ペルチェ素子は２枚使用しました。吸熱側のペルチェ素子は、シリコンハウス共立で買ったＧＣＩ−０７１０３という型番のもので、メーカーはわかりません。添付説明書によると、最大定格は、Imax 4A、Tmax 65℃、Vmax 8.4V、Qmax 23.7W、30mm×30mm×5mm　というものです。排熱側は、ペルチェ冷蔵庫に使用しているアイネックス社のものを使用しました。

電源用のヒートシンクを加工し、ペルチェ素子のあたる中央部に小型のヒートシンクを取り付けました。背景のねずみ色の梨地模様は、東芝のダイナブックです。ペンティアム１００Ｍｈｚ、ＨＤＤは８１０ＭＢです。

排熱側のヒートシンクに、４センチ角と３センチ角のペルチェ素子を重ねたところです。ペルチェ素子の４周にあるのは、ポリエチレンのスポンジを加工した断熱材です。左にあるのは、２ミリ厚の銅板のスペーサです。

　つぎに、保冷ボックスです。これは、ホームセンターで購入しましたが、季節商品なので、品薄でした。陳列台に並べてあったいちばん小型の、容量7.5リットル、500ミリリットルのペットボトルなら６本はいるという触れ込みのものです。９８０円でした。しかし、これは「くせもの」のようです。「一体形状の断熱材」「抜群の保冷力」をうたっていますが、ＦＥＮＧ３がドリルで保冷ボックスの背面に穴をあけて厚みをしらべると、１３ミリしかありません。外壁のプラスチックが内外あわせて２ミリとすると、断熱材は１０ミリちょっとです。「１０ミリちょっと」というわけは、外壁と発泡スチロールの断熱材のあいだにすきまがすこしあったからです。こんな厚みで、しかもすかすかの発泡スチロールで、「抜群」の断熱効果はあるのかな？　と、おもいました。ちょっと不安になりました。

ホームセンターで９８０円で売っていた保冷ボックスです。５００ミリリットルのペットボトルなら６本、３５０ミリリットル缶なら８本入る容量です。

　そして電源装置の調達です。ガラクタ箱にＭＳＸパソコンの電源をとりはずして放り込んであったのをおもいだしたので、箱をひっくりかえすと、なつかしいザイログのＺ８０というＣＰＵといっしょにでてきました。たしか、東芝のＭＳＸパソコンのものだったとおもいます。ＲＧＢケーブルが断線してしまって、モニターに何も映らなくなって、それでメーカーに問い合わせたのですが、生産はすでに打ち切りで、販売店にも在庫なし。ＭＳＸパソコンは、たしか、「世界統一規格」だったとおもうのですが、ＲＧＢケーブルだけは、メーカーによってまちまちで、代替品も入手できなかったのです。好奇心旺盛なＦＥＮＧ３によって、あわれなＭＳＸパソコンはばらばらに分解されてしまったというわけです。それで、このＭＳＸパソコンの電源ユニットですが、ＤＣ出力は、＋５Ｖ、＋１２Ｖ、−１２Ｖとなっていました。これをペルチェ保冷ボックスにつなぐと、＋５ＶはＯＫでしたが、１２Ｖはオーバーロードでだめでした。これではつかえないので、他をあたることにしました。

ＭＳＸパソコン内蔵の電源装置です。フロッピーディスクドライブぐらいしか動かさないので、こんな小さな電源でよかったのでしょう。ペルチェ素子の駆動には、非力でした。

　白羽の矢があたったのが、ＮＥＣのＰＣ９８２１−Ｖ１３です。「新しいパソコンを買ったので、いらなくなった」と知人がいうので、もらってきたものです。とうぜん、「なんでまた、もらってくるの！　パソコンなんて、１台でいいでしょ！　家がせまくなるいっぽうじゃない！」と、妻にしかられました。それで、ながいあいだほこりをかぶったままだったのですが、今回、電源をとりはずしてペルチェ保冷ボックスの電源に流用することにしました。去年、ペルチェ冷蔵庫の電源にしようと、安いＡＴＸ電源ユニットを買ったことがありますが、どこをどうしたら電源が入るのか、さっぱりわかりませんでした。ＦＥＮＧ３のようなしろうとにとっては、古いパソコンのＡＴ電源ユニットは、電源スイッチがついていて、あつかいやすいのです。

ちゃんとＷｉｎｄｏｗｓ９５がうごいていたのですが、内蔵ハードディスクは、故障した友人のパソコンの修理につかってしまいました。友人のクラッシュしたハードディスクからのデータの「救出」は、８割ほどできました。今回は、ペルチェ保冷ボックスの電源役です。

　さっそく、ＡＴ電源ユニットをペルチェ保冷ボックスに接続してみました。……不安が現実のものとなりました。室温１６．７℃で、通電してもボックス内の温度は１１．２℃まで下がるのがせいいっぱいです。わずか５．５℃の温度差です。冷えない原因は、当初の予想どおりです。保冷ボックスの外側をさわってみると、冷たくなっています。行楽でペットボトル飲料を氷で冷やすという用途なら問題ないのでしょうが、凍結実験をやるために必要な断熱効果は「抜群」とはいえないようです。ここは一工夫いります。

１１．２℃までしか温度が下がりません。ペルチェ冷却装置の冷却能力は、すでにペルチェ冷蔵庫で「実証済み」で、自信があります。問題は、断熱です。これを見なおすことで、おどろくほど冷えるはずです。あと２０℃は冷やさなければなりません。

２００３年３月１２日