蒸気機関を自分で作る方法

「蒸気機関」という言葉を考えるとき、最初に頭に浮かぶのはおそらく蒸気機関車かスタンレー蒸気機関車でしょう。しかし、蒸気機関の応用は決して輸送分野に限定されるものではありません。蒸気エンジンの原型は約 300 年前に製造されました。過去 3 世紀にわたって蒸気エンジンは主要なエネルギー源であり、今日では蒸気タービンが世界の電力の 80% を供給しています。蒸気機関の仕組みについて詳しく知るには、このガイドに従って、自宅にある材料を使って自分で蒸気機関を作ってみましょう。

方法1方法1/2:

缶で蒸気機関車を作る（子ども向け）

1缶を高さ2.5インチ（6.35cm）に切ります。缶切りバサミまたははさみを使用して、缶の底から缶本体の 1/3 まで切り取り、端が平らであることを確認します。
2ラジオペンチを使って缶の端を曲げて丸めます。これにより、缶の端が鋭くなくなりますが、この手順を実行するときに怪我をしないように注意してください。
3タンクの底を内側から外側に向かって押して水平にします。ほとんどの缶の底は丸く凹んでいます。指または小さなボトルでその凹んだ部分を外側に押し出すだけです。
4 上部から 0.5 インチ (1.27 cm) 下に、向かい合うように 2 つの穴を開けます。穴は穴あけパンチまたは釘とハンマーで開けることができ、直径は 1/8 インチ (3.175 mm) よりわずかに大きくする必要があります。
5缶の中央にティーライトを置きます。アルミホイルをくしゃくしゃにしてティーライトの下と周りに置き、固定します。ティーライトは通常、小さな金属缶に詰められているため、キャンドルオイルが缶の中に流れ込むことを心配する必要はありません。
6 長さ6〜8インチ（15.2〜20.3cm）の銅管の真ん中を鉛筆に2〜3回巻き付けます。この直径 1/8 インチ (3 mm) の銅管は非常に曲げやすいので、鉛筆に巻き付けるのは簡単です。銅管のコイル部分は缶と同じ直径にし、銅管が小さな穴を通過した後、両端に2インチ（5cm）のまっすぐな銅管を残す必要があります。
7銅管の両端をそれぞれ2つの小さな穴に挿入します。コイルをキャンドルの芯の真上に置き、両端にコイルと同じ長さのまっすぐな銅管を残します。
8ラジオペンチを使用して、銅管の両端を 90 度の角度に曲げます。まず、両端の真っ直ぐな銅管を反対方向に90度曲げ、次にタンクの底の水平面に接するように直角に下向きに曲げます。完了すると、両端に「ノズル」が付いた銅管のコイルができあがり、コイル部分はキャンドルの芯の真上に位置します。
9銅管の両端が水に浸かるように、缶を水の入ったボウルに入れます。缶はボートのように水に浮くはずです。銅管の端が水に浸からない場合は、缶の中に重い物を入れてみますが、缶が沈まないように注意してください。
10銅管に水を入れます。最も簡単な方法は、銅管の一方の端を水の中に入れ、もう一方の端から口で吸い込むことです。あるいは、片方の端を指でつまんで蛇口を開き、もう一方の端から水を入れることもできます。
11 本のキャンドル。銅管内の水はゆっくりと熱くなり、沸騰し始めます。水が蒸気に変わると、両端の「ノズル」から蒸気が噴き出し、装置全体が水中で回転します。広告する

方法2方法2/2:

ペイントバケツで蒸気機関車を作る（大人向け）

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- 使用しているペイントバケツ（および後で使用するペイントバケツ）はラテックスペイントにのみ使用でき、使用前に石鹸と水で十分に洗浄する必要があることに注意してください。
2 12 cm x 24 cm の金属メッシュを切り取ります。金網を水平に置き、両端から6cmのところで下向きに90度に曲げます。これで高さ6cm、12cm四方の「小さなテーブル」が完成します。金網を「脚」が下を向き、「腹」が長方形の穴に揃うようにペイントバケツに置きます。
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- 穴の直径は1cmが好ましい。
4銅管を使ってコイルを作ります。直径 1/4 インチ (0.64 cm) の柔らかい銅管を 20 フィート (6 m) の長さに切ります。次に、一方の端から 30 cm を測り、この点から始めて、直径 12 cm のコイルに管を巻き、合計 5 回巻きます。次に残りの 30 cm を直径 8 cm のコイルに巻き、合計 15 回巻きます。結局、30cmの銅管のうち20cmだけが残った。
5 コイルの両端をペイントバケツの蓋の排気穴に挿入します。コイルの両端を上向きに曲げて、蓋の通気孔に挿入できるようにします。銅管の長さが足りない場合は、コイルの巻き線の 1 つをまっすぐにすることができます。
6コイルと木炭をペイントバケツに入れます。コイルを金属メッシュの小さなテーブルの上に置き、コイル間の隙間も含めてペイントバケツ全体に木炭ブロックを詰め、蓋を締めます。
7別の小さめのペイントバケツにチューブ用の穴を開けます。 1 クォートペイント缶の蓋に直径 1 cm の穴を開けます。缶の側面に直径 1 cm の穴をさらに 2 つ開けます。1 つは缶の底に、もう 1 つは缶の上部の蓋の近くに開けます。
8コルクの付いた 2 本のプラスチックチューブを、小さなペイントバケツの側面にある 2 つの穴に挿入します。銅管の端を使ってコルクの中央に穴を開け、長さ 25 cm の硬質プラスチック管と長さ 10 cm の硬質プラスチック管をそれぞれコルクの穴に挿入します。プラスチック管をコルクに挿入した後、十分に締まり、コルクのもう一方の端からわずかに露出している必要があります。長いプラスチックチューブの付いたコルクはペイント缶の側面にある下の穴に差し込み、短いプラスチックチューブの付いたコルクは上の穴に差し込みます。プラスチックチューブのコルクはホースクランプで固定されています。
9大きいペイントバケツの銅管を小さいペイントバケツに接続します。コルクが通気口を塞がないように注意しながら、小さいペンキ缶を大きいペンキ缶の上に置きます。次に、金属テープを使用して、小さなペイントバケツの下のプラスチックチューブをコイルの下部にある銅管に接続し、次に小さなペイントバケツの上にあるプラスチックチューブをコイルの上部にある銅管に接続します。
10銅管を接続ボックスに挿入します。ハンマーとドライバーを使用して、金属製の接続ボックスの中央部分を取り外し、接続ボックスの内側にある保持リングを使用して、ケーブルクランプを接続ボックスに固定します。次に、直径 1/2 インチ (1.27 cm) の銅管の 15 cm の長さの部分をケーブルクランプに挿入し、管の一部が接続ボックスの底にある小さな穴の下に突き出るようにします。ハンマーを使用して銅管の下端の端を内側に打ち込み、銅管の露出した端を小さなペイントバケツの上部にある小さな穴に挿入します。
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- 蒸気機関が作動しているときは、串が挿入された木の棒が「ピストン」として機能します。ピストンの動きをより目立たせたい場合は、串に小さな旗を貼り付けます。
12蒸気エンジンを運転できるように準備します。まず、ジャンクションボックスを小型ペイントバケツから一時的に取り外し、小型ペイントバケツに水を入れ、ペイントバケツの2/3が満たされるまで銅管に水を流します。漏れがないか確認し、すべての接合部がしっかりと締まっていることを確認します。両方のペンキ缶の蓋をしっかりと閉めて、ハンマーで叩きます。最後に、ジャンクションボックスを元の位置に戻します。
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- 炭の燃焼を早めたい場合は、ヘアドライヤーを排気口に向けて吹き付けるといいでしょう。
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- さらに、蒸気機関全体に排気用の通路を確保する必要があります。ピストンが運悪く固まってしまうと、小型塗料バケツ内の圧力が上昇し、最悪の場合、小型塗料バケツが爆発する恐れがあり、大変危険です。
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ヒント

缶で作った蒸気機関車を、銅管の両端を後ろ向きにして水に浸した状態で船の後ろに乗せると、おもちゃの船が作れます。もっと環境に優しくしたいなら、プラスチックの飲料ボトルや漂白剤のボトルからシンプルなボートの形を切り出すこともできます。

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警告する

蒸し器の作動中は、必ずペンチ、ラジオペンチを使用するか、キッチン手袋を着用して蒸し器を取り扱ってください。
銅管は、水中に浸漬する場合を除いて、いかなる方法でも密閉してはなりません。可能性は低いですが、銅管内に蓄積された圧力により爆発し、けがをする可能性があります。
蒸気機関の構造に精通していない限り、ボイラーを使用してより複雑な蒸気機関を作ろうとしないでください。ボイラーの爆発は、たとえ小さなものであっても、大きな被害を引き起こす可能性があります。
作動中の蒸気機関を移動する必要がある場合は、銅管の端を人に向けないようにしてください。そうしないと、蒸気や熱湯で火傷を負うことになります。

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