飲料缶ストーブ

飲料缶ストーブ、またはポップ缶ストーブは、自分で作る超軽量のアルコール燃焼ポータブルストーブです。2 つのアルミ飲料缶の部品を使用して作られています。基本的なデザインは比較的シンプルですが、さまざまなバリエーションがあります。

風防/スタンドを含む総重量は 1 オンス (28 g) 未満です。このデザインは、低コストで市販のストーブよりも軽量なため、超軽量バックパッキングで人気があります。アルコールは他のストーブ燃料よりもグラムあたりのエネルギーが低いため、この利点は、大量の燃料を詰め込む長いハイキング旅行では失われる可能性があります。

利用可能な燃料のうち、メタノールは最もエネルギーが少なく、イソプロピルアルコールはより多く、ブタノールはほとんど使用されず、純粋なエタノールは最も多く使用されます。^[1] 変性アルコールと消毒用アルコールは、エタノールと他のアルコールの混合物を含むことが多いため、この目的で頻繁に使用されます。イソプロピルアルコール以外はすべて無煙の炎で燃え、光と熱の両方を提供できます。

歴史とデザイン

基本的な設計は1世紀以上前に遡ります。^[2]二重壁のガス発生器、穴あきバーナーリング、内部予熱室で構成されています。同様の設計は、1904年にニューヨークの銅細工師J.ハインリッヒによって特許を取得しました。^[3] トランギアは1925年からこの設計の商用バージョンを販売しており、セーフスポーツは1990年代にステンレススチール製のストーブを販売しました。トランギアのストーブのバーナーは真鍮製ですが、付属のその他の関連部品はすべてアルミニウム製です。

加圧されていないオープントップ設計では、二重壁がガス発生器として機能し、炎から燃料に熱を伝達します。この効果により燃焼が促進され、他の受動設計よりも多くの熱が発生します。内壁は、ストーブを始動するための便利な予熱室も作ります。燃料が温まると、その蒸気は中空壁を上昇し、穴を通過して炎のリングを形成します。これにより、空気と燃料の混合が改善され、燃焼が改善されます。また、ストーブの中央から蒸気が上昇し、鍋がストーブの上にある限り、炎のリングを通過するときに燃焼します。

加圧設計では、上部に切り欠きがありません。バーナーの 2 つの半分を分離するか、上部中央の小さな穴にプラグを開けるか、ガスジェット穴から充填することでアルコールを充填します。

中空の壁に芯を挿入すると、燃料がバーナーの熱い部分の近くまで引き上げられます。芯から燃料が蒸発するとバーナーの上部から熱が奪われ、その結果、下部の燃料が受け取る熱が少なくなります。これにより、中央からの蒸発が遅くなり、壁内のガス圧が上昇して、ジェットの方向に応じて炎のリングが外側、内側、または垂直に広がります。一方、バーナーの中央ではほとんど炎が出ないため、燃焼がより制御され、始動が速くなります。適切な芯の材料には、グラスファイバーや綿布などがあります。蒸発する燃料によって芯が冷やされるため、芯は燃えません。また、内部の圧力により、バーナーが炎を維持するのに十分なガスを生成できなくなるまで、酸素が中空部分に侵入するのを防ぎます。セルロース製のタバコのフィルターは、燃料を効率的に上方に吸い上げますが、最も弱い設計を除いて、溶けて燃えます。使用されている他の芯の材料には、ケブラーやその他のアラミド繊維、カーボンフェルト、グラスファイバー、さらにはトイレットペーパーもあります。

アルミ缶構造

ストーブは 2 つのアルミ缶の底から作られています。内壁は缶の材料から切り取られ、巻かれています。上部にはピンでリング状の穴が開けられています。部品はシリコンシーラント、高温エポキシで接着するか、アルミ (熱) ホイルテープで密封することができますが、これは必須ではありません。全体の高さは 2 インチ (50 mm) 未満ですが、燃料を多く入れるために寸法を大きくしたり、さらに場所を取らないように小さくしたりすることができます。

アルミニウムを選択することには、軽量、低コスト、燃料の気化を助ける優れた熱伝導性など、いくつかの利点がある。表面にインクを塗ったり濃い色に塗装したりするなどの変更を加えると、ストーブ本体が捕捉する放射熱エネルギーの量が増加し、時間、燃料負荷、周囲温度の関数としてストーブの燃焼プロファイルが変化する。多くの設計では始動にプライミングが必要であり、ほとんどは動作中に再生可能で安定している。代替の建設資材が使用されており、キャットフードの缶、ツナ缶、ジュース缶などのブリキ缶で作られたストーブもその1つであり、基本的な設計は非常によく似ている。^{[4]風防/スタンドは}ブリキ缶から製造でき、サイズに合わせて切断し、通気孔を追加できる。古典的な12オンス設計のスチール製飲料缶は現在でも限定的に使用されており、耐熱性はあるものの、手入れをしないとコーティングが焼け落ちて錆びてしまう。

操作とパフォーマンス

各コンロは、1人または2人分の料理に適しています。2 カップ（0.5 リットル）を超える大量の料理を調理する場合、鍋に多くの熱を供給するより強力なコンロよりも効率が悪くなります。これは、沸騰温度に達するまでに時間がかかり、その間に周囲に多くの熱が失われるためです。

ストーブを使用するには、少量の燃料をストーブに注ぎ、点火します。次に、鍋をストーブの上、風防またはスタンドの上に置きます。最初は炎は小さく、内部チャンバーからのみ燃えます。燃料が温まると (約 1 分かかります)、蒸気が穴を通過して炎の輪を形成します。炎からの十分な熱が燃料に伝わり、燃料がなくなるまで完全燃焼が維持されます。

評価

2カップ（500mL）を沸騰させる時間：約4～12分（燃料45mL）^[5]
4カップ（1L）を沸騰させる時間：約10～24分（燃料90mL）
燃焼時間: 約10～20分（燃料60mL/大さじ4杯）

適切な直径の鍋を使用することで（鍋の側面での熱損失を減らすため）、特に効率を最大化する風防を使用することで、沸騰時間を大幅に短縮できます。^[6]

2 カップ (500 mL) を沸騰させる時間: 高度 6500 フィート (2000 メートル)、周囲温度約 45 度 (7 度)、水温約 55 度 (13 度) で約 5 分。

他のストーブとの比較

このストーブは、プロパンやブタンのボンベが故障する可能性のある寒冷地や高地の環境でも、市販のモデルよりも優れた性能を発揮します。ローランド・ミューザーは『 Long-Distance Hiking 』でアパラチア山脈のハイキング客を調査し、このストーブが故障率がゼロの唯一の設計であることを発見しました。^[7]

燃料使用量（重量ベース）は、ブタン/プロパンストーブより約50％多い。^[8]缶ストーブの重量は1オンス未満であるのに対し、最も軽量なガスストーブは3オンスである。多くの市販のストーブは特別な燃料缶も必要とし、ストーブ全体の重量を増加させる。缶ストーブにはそのような缶は不要であり、変性アルコールは、プラスチックのソーダボトルなど、事実上あらゆる軽量容器に入れて運ぶことができる。飲料缶ストーブの重量の利点は、燃料消費量が多いため（特に長距離ハイキングの場合）、薄れるが、信頼性とシンプルさによって相殺される可能性がある。

飲料缶ストーブのその他の特徴としては、ほぼ無音で動作し、緊急時のバックアップとして適していることが挙げられます。

変性アルコールは、残留物や煤が残らない（比較的）環境に優しい燃料です。変性アルコールはキャンプ用品店や金物店でよく手に入ります。変性アルコールを飲むと有毒です。
毒性のない純粋なエタノールは、米国では通常酒税の対象となるため、ストーブの燃料として使用されることはめったにありません。しかし、刺傷や咬傷の治療、冷却剤、消毒剤としての医療用途もあります。
これらのストーブは、90%イソプロピルアルコールではかろうじて作動し、70% では不十分で、50% ではまったく作動しません。通常、イソプロピル消毒用アルコールでは水を沸騰させることはできませんが、めったに見つからない (それでも安価) 実験室グレードまたは「ガス乾燥機」を使用し、鍋に少量の石鹸水を塗布して煤を取り除けば、アルコールの燃料価値により、沸騰時間が長くなるのではなく短縮されます。

バリエーション

スカウトプロジェクトの一環として、1 つの缶から作られたサイドバーナーストーブ。

標準: クラシックな超軽量バックパッキングストーブ。1人用に設計されており、同じデザインの市販モデルよりも軽量です。
反転ツーピース: 標準バージョンよりも小さくて軽いため、充填が難しい
サイドバーナー: ポットスタンドとしても使えます（側面に穴があります）。ぴったりフィットするポットは燃料圧力を高めることができます。
加圧: より強力なバージョン。ストーブの上部にある穴は、燃料を充填した後、つまみネジで密閉されます。これにより、ストーブは熱出力の速度を制御できます。追加のベースは、予熱用の燃料を保持するために使用されます。
バックプレッシャー: 背圧式ストーブは、予熱に必要なつまみネジとベースをなくすことで加圧設計を簡素化しながら、エネルギー出力率を制御します。
断熱: 標準設計のバリエーションで、内壁があり、グラスファイバーで断熱されています。
他の: 数多くのデザインが使用されている
複数ユニット: 大人数で調理する場合、同じ鍋の下に複数のユニットを使用することができます。

安全性の問題

アルコールストーブは、こぼれる可能性があり、燃料がほとんど目に見えない炎で燃えるため、本質的に危険です。こぼしてしまった場合の最善の行動は、後ろに下がってアルコールが燃え尽きるのを待つことです。

深いくぼみのあるストーブは、風や吹き消しに強いため、息を吹き込むと燃えているアルコールが飛び散ることがあります。小さくて浅いくぼみのあるストーブや中央の芯のあるストーブは、燃焼を止めるために吹き消す場合と吹き消す必要がない場合があります。安全で軽量な嗅ぎタバコのキャップや煮沸リングが、ストーブのデザインに追加されたものもあります。それでも、アルコールはほとんどのキャンプ用燃料よりも安全です。アルコールの火は普通の水で消火でき、アルコールの蒸気はほとんど爆発しません。

炎がまだ燃えているときに燃料を追加しないでください。Trangia の燃料ボトルは自動的には閉まらず、逆火も防ぎません。バルブは放せば閉じますが、逆火が発生した場合、人間の反射神経ではバルブを放すのに十分速くありません。

ボーイスカウトアメリカ連盟は「法的な懸念から、手作りの器具を禁止している。例としては、アルコールを燃焼させる『缶』ストーブなどがある」^[9]。炎はほとんど見えず、燃えている燃料がこぼれる危険性があるため、火傷を負う可能性がある。

参照

注記

^ 「燃料のエネルギー含有量」。galileo.phys.virginia.edu 。 2021年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年6月22日閲覧。
^ 米国特許 560,319 : WJD マスト (1895)
^ 米国特許 766,618 : J Heinrichs (1904)
^ ロビンソン、ロイ。「キャットフード缶アルコールストーブ」。2007年3月17日閲覧。
^ 「もう一つのアルコールストーブ」。
^ 「より良いウィンドスクリーンを作る」Sgt Rock's Hiking HQ . 2013年3月20日閲覧。
^ ミューザー、ローランド『長距離ハイキング：アパラチアン・トレイルからの教訓』（1997年）
^ 「飲料缶ストーブと市販のストーブの重量比較」
^ 「化学燃料および機器の保管、取り扱い、使用に関する方針」。ボーイスカウトアメリカ連盟全国協議会。ボーイスカウトアメリカ連盟。2009年12月。 2015年7月6日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2015年7月5日閲覧。手作り、自家製、改造、またはメーカーが規定した設計上の制限や用途を超えて設置された機器。例としては、アルコール燃焼の「缶」ストーブ、スマッジポット、不適切に設置されたヒーター、レギュレーターが取り外されたプロパンバーナーなどがあります。

参考文献

バーガー、カレン: ハイキングライトハンドブック (2004)

外部リンク

この記事を聞く（10分）

この音声ファイルは、2006 年 1 月 19 日付のこの記事の改訂版から作成されたもので、その後の編集は反映されていません。

ストーブと燃料の比較 (Bushwalking.org)
ソーダ缶ストーブの作り方
ウィングス - 自家製ストーブアーカイブ
私の 89 グラム超軽量調理キット - (5 グラム) DIY アルコールストーブ - Viscous Landan Youtube
アルコールストーブの比較 - 超軽量 DIY クックキットの完成 - Viscous Landan Youtube

[1] 「燃料のエネルギー含有量」。galileo.phys.virginia.edu 。 2021年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年6月22日閲覧。

[2] 米国特許 560,319 : WJD マスト (1895)

[3] 米国特許 766,618 : J Heinrichs (1904)

[4] ロビンソン、ロイ。「キャットフード缶アルコールストーブ」。2007年3月17日閲覧。

[5] 「もう一つのアルコールストーブ」。

[6] 「より良いウィンドスクリーンを作る」Sgt Rock's Hiking HQ . 2013年3月20日閲覧。

[7] ミューザー、ローランド『長距離ハイキング：アパラチアン・トレイルからの教訓』（1997年）

[8] 「飲料缶ストーブと市販のストーブの重量比較」

[9] 「化学燃料および機器の保管、取り扱い、使用に関する方針」。ボーイスカウトアメリカ連盟全国協議会。ボーイスカウトアメリカ連盟。2009年12月。 2015年7月6日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2015年7月5日閲覧。手作り、自家製、改造、またはメーカーが規定した設計上の制限や用途を超えて設置された機器。例としては、アルコール燃焼の「缶」ストーブ、スマッジポット、不適切に設置されたヒーター、レギュレーターが取り外されたプロパンバーナーなどがあります。