温室用DIY熱駆動装置＋市販モデルの評価

作物の生育に適した微気候を作り出し維持するには、適切な水やりと換気が不可欠です。自作の温室用サーモスタットを使えば、園芸家にとってこの作業を大幅に簡素化できます。

熱アクチュエータとは何か、その利点と欠点は何か？

サーマルアクチュエータとは、微気候を調整するために換気口を自動的に開閉する装置である。

熱アクチュエータの動作原理は、密閉されたシリンダー内の液体が温度に応じて体積を変化させることに基づいています。この体積変化によって機構が作動します。一般的にはシクロヘキサノールが使用されます。

熱駆動方式の利点は以下のとおりです。

• 通気口、ドア、窓、フレームなど、さまざまな機器を開閉および調整する機能。
• 信頼性;
• 操作が簡単で、製造の必要もありません
• 追加設定;
• 設置の容易さ。

明らかな利点がある一方で、熱駆動方式には欠点がないわけではない。

• ガラス窓への取り付けは、ガラス窓の重量が比較的重いため、より強力な装置が必要となる。
• 装置を設置する際には、温室の寸法を考慮する必要があります。

経験上、セルラーポリカーボネート製の温室に熱駆動装置を設置すると、最良の結果が得られることがわかっています。

熱アクチュエータの分類

作用機序に基づいて、以下の種類のデバイスが区別される。

• 電動式 – 駆動部は電動モーターによって駆動されます。信号はコントローラーから送信され、コントローラーは温度センサーと連携します。高出力で、自動換気を制御するインテリジェントシステムを構築できるのが特徴です。ただし、高湿度に弱いという欠点があります。比較的安価であることと、電源供給が必要なことが、その利用を制限する要因となっています。
• 空気圧式の場合、作動要素は加熱された空気であり、これがピストンを駆動する。駆動装置を作動させるには、容器を完全に密閉する必要がある。これは、仮設的な環境では実現が難しい。
• バイメタルヒーターは、加熱時に使用される金属の熱膨張率の違いを利用して作動します。これらのモデルはシンプルで便利ですが、出力には限界があります。
• 油圧アクチュエータは、空気圧の変化や温度変動によって作動流体を含む2つの容器の重量が振動することで動作します。これらのアクチュエータは、高い出力と組み立ての容易さを特徴としています。

温室用DIY熱駆動装置：上位5種類と手順

自作サーマルドライブの設計上の特徴に応じて、一般的に5つの主要なタイプに分類されます。

ガスショックアブソーバーから

動作アルゴリズムは以下のとおりです。

• 長さ95～105cmの金属パイプ2本にねじ山を刻み、中央でT字継手を用いて接続し、両端に標準的な配管用プラグを取り付ける。

• 車のショックアブソーバー下部のスタッドを取り外します。ベースに直径8.5mmの穴を開け、ネジ山を切ります。

• ブレーキホースにはナットとボルトを使用し、貫通穴を開ける。

• プラグに直径10mmの穴を開け、そこにボルトを挿入し、ナットを締めます。ボルトの突き出た部分をショックアブソーバーのねじ山にねじ込みます。これらの構造部材はパロナイトガスケットを使用して接続されます。

• プラグはT字型コネクタに接続されています。
• 金属パイプの一端にあるプラグを緩め、オイルを注入します。ピストンロッドを動かして、下降位置で固定します。ショックアブソーバーから空気を抜きます。

• プラグがねじ込まれています。装置は温室の構造物に設置されています。

自動車の油圧シリンダーから

製造には、以下の手順を順番に実行する必要があります。

• 油圧シリンダーから空気を抜く必要があるため、シリンダーに穴を開ける。
• ホースを後から接続するために、10*1.25のネジ山が設けられています（ニーヴァには長いブレーキホースを使用することをお勧めします）。
• ホースは、シリンダーのスタッドと同じM6スタッド付きボルトを使用して取り付けられます。
• 受器は旋盤加工業者に注文するか（または独自に製作する）。
• シリンダーは油で満たされている（棒は完全に油に浸されていなければならない）。
  システムに漏れがないか点検します。

コンピューターチェアの熱駆動装置

使用する材料は、シリンダー、機械油、金属パイプです。必要な工具は、万力、アングルグラインダー、溶接機です。

組み立て手順は以下のとおりです。

• ステムの端を万力で挟み、内部にあるバルブピンが見えるまで引き抜く。
• 寸法が8×60mmの金属軸を万力に固定し、その上に空気を抜いた円筒を支える。
• 円筒はテーパーの付いたグラインダーで切断され、その後、ロッドが慎重に押し出される。
• ロッドにM8ネジ山を切り、インナーシリンダーライナーを再取り付けします（部品の表面に切り屑が残らないようにすることが重要です）。
• ロッドをシリンダーから取り外し、スリーブに挿入した後、ナットをねじ込んで、動作中にシリンダー内に落下するのを防ぐ。
• アルミニウム製のピストンが内部に挿入され、その外端にパイプが気密溶接されている。
• M8ナットをロッドのねじ山にねじ込み、その後、フォークを使ってロッドを窓に接続します。
• 構造体は選定された場所に設置され、機械油がシステムに注入される。

ペットボトルから

これはおそらく最も安価なシステムでしょう。

これを作るには、容量が1リットルと5リットルのペットボトル2本、ポリエチレンフィルム1枚、木の板1枚、長さ100cmのPVCパイプ1本、パイプ2本が必要です。

製造アルゴリズムは以下のとおりです。

• 5リットルボトルのキャップに穴を開ける。
• パイプを挿入し、PVCパイプに取り付けます（接合部は熱伝導ペーストでしっかりと密閉します）。
• チューブを1リットルのボトルに挿入する。
• 5リットル入りのボトルを黒いフィルムで包み、温室の一番上に置いた。
• 1リットルのペットボトルが窓の近くに置かれ、そのボトルの真上の窓に板が釘で打ち付けられている。

作動原理は、大きなボトルに入った液体を1リットルボトルに強制的に送り込むことに基づいています。これにより液体の質量が増加し、ボードが動き、同時に窓が回転します。

同じ方法でも構いませんが、ペットボトルの代わりにガラス瓶（3リットルと800グラム）を2つ使用してください。

ゴムボールと円筒から

駆動方式も安価です。始める前に、木箱、板、ホース、ボール、そして2つのシリンダーが必要です。

サーマルドライブを作成するには、以下が必要です。

• 2つのシリンダーにホースを接続して連結する。
• ホースのもう一方の端は、箱の中に入れられた空気の抜けたボールの出口に固定されます（箱は閉じておく必要があります）。
• 蓋には板が取り付けられており、その蓋は窓枠に接続されている。
• 円筒は温室の上部に設置され、ボールの入った箱は窓の下の下部に設置される。

風船が温まると、空気の混合物が膨張してしぼんだ風船を満たします。風船は固定板を介して蓋に押し付けられ、窓が開きます。

サーマルドライブの取り付け

熱アクチュエータの準備ができたら、欄間、窓、玄関ドアなどの構造物上の適切な場所に設置できます。

理想的な条件下では、換気口の数は温室面積の25%を超えず、かつ均一に分布させるべきであることが実験的に明らかになっている。

インストール前に、以下のことを行う必要があります。

• 装置の「動作性」を確認する。試験する負荷は5kgを超えてはならない。
• ブラケットには10​​cm以内の可動範囲を持たせることをお勧めします（この装置は、外開き窓のある部屋の内側からネジで固定されます）。
• 留め具は熱駆動部とバネ部に取り付けられています。

結露や腐食から構造物を保護するため、機構部とバネは開閉ロッドよりわずかに低い位置に配置することを推奨します。

サーマルドライブのメンテナンス

熱駆動装置を長期間安定して動作させるためには、以下の簡単な推奨事項に従うことをお勧めします。

• 金属部品が湿った空気と接触するため、構造には定期的な潤滑が必要です。
• 機器を分解することは推奨されません。
• 寒冷地では、サーマルドライブを取り外すことをお勧めします。
• 構造物の機能はいかなるものによっても妨げられてはならないため、固定することは禁止されている。
• 内蔵式の開閉装置を備えた窓やドアを開ける際は、強い力を加えないでください。

商用熱アクチュエータの上位5機種：概要と価格

お客様からのフィードバックに基づき、購入可能なサーマルドライブのオプションとして以下のものが選定されました。

サーマルドライブ名	特徴	価格（ルーブル）
ドゥシャ・サン	許容荷重：最大7kg。 窓の開口範囲は最大45cmです。 開錠温度：25℃、閉錠温度：16℃。 構造体は厚さ1mmのアルミニウム製です。 リターンスプリングを装備。	64-87
300セント	許容荷重：300kg。 開錠温度：26℃、閉錠温度：22℃。 ステムとヒンジは6mm厚の鋼鉄製です。 ピストンロッドのストロークは60mm以上である。 特殊な非晶質液体と高品質な材料の使用により、少なくとも10万サイクルという長い耐用年数を実現しています。 駆動部は手動で開閉でき、冬でもドアを自由に使用できます。	1150
400	許容荷重：400kg。 開錠温度：26℃、閉錠温度：22℃。 ステムとヒンジは8mm厚の鋼鉄製です。 特殊な非晶質液体と高品質な材料の使用により、少なくとも10万サイクルという長い耐用年数を実現しています。 駆動部は手動で開閉でき、冬でもドアを自由に使用できます。	1350
意思	許容荷重：最大100kg。 ロッドの作動ストロークは10cmです。 開錠温度：25℃、閉錠温度：16℃。 最大開口角度：50°。 構造体は亜鉛メッキされた金属製です。	1400-1732
良い	許容荷重：最大7kg。 窓の開口範囲は最大45cmです。 動作温度範囲：最高50℃。 開錠温度：24℃、閉錠温度：17℃。 構造体は亜鉛メッキされた金属製です。	2900-3175