北海道

【カップめんが作れるか?】山専用ボトルの熱湯が山頂で何℃になるか計算してみよう

Overview: You can calculate temperature of hot water inside of THERMOS FFX-900 insulated bottle with given elapsed time and outside temperature.

前回の記事でご紹介したサーモス山専用ボトルFFX-900の温度測定結果と近似式をもとに、入力した

ボトルに入れた時の水(湯)の温度 T0

ボトル周囲の気温 Ta

経過時間 t

に応じて、経過時間後の水筒に入れた水(湯)の温度T(t)を計算できるシートを作ってみました。

水の量が半分の場合の温度も表示されます。

なお、本記事の内容は、わたしが個人的に作成したものであり、サーモス社は無関係ですので、ご意見、お問い合わせなどは記事末尾のコメント欄へお願いいたします。

また、この計算結果はおおよその傾向を表すものであり、算出された個別の数値の正しさを保証するものではありませんのでご承知おきください。

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サーモス山専用ボトルに入れた熱湯の温度が計算できる公式を作る

Overview: Generate a equation which explains the relationship between the temperature of THERMOS bottle FFX-900 content, outside temperature, and elapsed time.

前回の記事に続き、今回は、サーモス山専用ボトルFFX-900に入れた熱湯が何時間後に何度に冷えているかを算出する公式を作ってみます。

以前の記事で、極寒に置かれたハイエースの温度がどのように変化するかを算出できる公式をご紹介したことがありました。

 

まず以前の記事と同様、指数関数的減衰の式で山専用ボトルの中身の冷却状況が計算できるような定数の値を求め、次にこれを測定値のグラフにプロットしてその有効性を検証します。

水筒の冷却を近似できる式は?

指数関数的減衰

指数関数的減衰は、下記の微分方程式で表されます。

これはつまり、

ある量(この場合はN)が減少するスピードは、Nの大きさに比例する … ①

ということを表しています。

Q値

住宅の断熱度合いを表す数値として、熱損失係数(Q値)を用いますが、この値は、熱が逃げる速度を表しています。この値が小さいほど、熱が逃げにくく、冬は暖かいことを表しています。

 熱損失係数(Q値)

そして、Q値の単位は、W/m2・K (W=ワット、K=絶対温度)

つまり、Q値は単位面積、温度差1度あたりで熱が逃げる速度を表している定数ですから、逆に考えると

  • 熱が逃げる速度は外気との温度差に比例する

ということです。

そして、もう一つ、一般的な事実として、

  • ものの温度は、逃げた熱量に比例して低下する 

この二つを合わせると、

ものの温度は、外気との温度差に比例した速度で下がる … ②

ということになります。

これはつまり、熱いものはどんどん冷えますが、ある程度冷えてくると冷えるスピードもゆっくりになるということで、日常の経験に一致しています。

以上より

②のものの外気との温度差は、①のNと同じ性質をもつので、指数関数的減衰の微分方程式を水筒の冷却状態を近似するのに使える(かもしれない)ことがわかります。

今回のグラフの近似式は?

ある時刻tにおける、ものの温度と外界の温度の差 T(t)は、T0(時刻ゼロの時のT(t)の値)と、定数Λ(ラムダ)を用いて、下記のように表すことができます。(T0、T(t)は、外界との温度差であって、温度ではないことに注意)

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サーモス 山専用ボトルの保温力を冷凍庫で試す

Overview: You’ll find the test result of THERMOS FFX-900 heat insulation in a freezing cool temperature.

北海道の極寒を冷蔵庫のフリーザーで代用する

室温での保温能力をチェックした前回の記事に続き、サーモス山専用ボトルFFX-900をテストします。

今回は、冷凍室に入れて温度変化を測定します。実際には昨冬の北海道車中泊で車内の温度がフリーザー並になることはあまりありませんでした。このときは合計9車中泊しましたが、マイナス20℃を下回ったのが一晩、マイナス10℃を下回ったのが二晩で、あとはマイナス一桁でした。

とはいっても、このために冷凍室の温度を変えるわけにもいかないので、マイナス20℃の冷凍室にサーモス山専用ボトルを入れて温度変化を調べてみます。

実際の使用においては、ボトルの半分くらいしか湯を入れない場合も多いので、ボトル容量(900ml)の半分(450ml)の熱湯を入れた状態でも同様の測定を行います。

熱が逃げる面積は変わらないのに、湯が半分になったら、温度も二倍の速度で冷めていきそうですが、どうなるでしょうか?

テスト内容

使用するボトル

今回は、冷凍室のスペースが限られているため、前回測定した三本の水筒のうち、サーモス山専用ボトルのみテストします。

テスト方法

サーモス山専用ボトル容量一杯(900ml)まで熱湯を注ぎ、冷蔵庫の冷凍室に入れて温度変化を測定する。

サーモス山専用ボトル容量の半分(450ml)まで熱湯を注ぎ、冷蔵庫の冷凍室に入れて温度変化を測定する。

いずれも熱湯を入れる前に、ボトルの余熱は行わない

測定

測定前には、水筒の中の温度のばらつきをなくすため、ボトルを振って中身を混ぜる

測定は、キッチン温度計を使用する。

温湿度データロガーを用いて冷凍室の温度も測定する。

サーモス山専用ボトル 保温テスト

ごちゃごちゃしていますが、右手にある2074と書いたテプラが張ってあるのが温湿度データロガーです。

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サーモス 山専用ボトルの保温性能をテストする

Overview: You’ll find the test result of THERMOS FFX-900 heat insulation in a cool temperature.

次回の北海道行きに備える

10月も後半に入り、だんだん寒くなってきました。この冬も北海道へ行きたいと考えて準備をしています。

北海道で冬に車中泊をすると、水筒に入れておいた熱湯が急速に冷えてしまうので、午後にもう一度湯を沸かさなくてはなりません。できれば、朝わかした湯がその日の夕方くらいまでは飲み頃の温度をキープしていて欲しいものです。何度も湯を沸かすのは手間ですし、バッテリーも傷みますから。

サーモス山専用ボトル発見!

何か良いものがないかと調べていたら、普通の魔法瓶(いや、今時は魔法瓶なんて言いませんね、多分)よりも保温/保冷力をアップさせた「山専用ボトル」(もしくは、山専ボトル)なるものを発見。

普通のマグボトルが2,500円くらいで買えるのに対して「山専用ボトル」はその倍くらいします。しかし、アマゾンのレビューは極めて高評価で、サーモスなら耐久性も間違いないと判断し、(それでも3日ほど考えてから)注文しました。

アマゾンジャパンより転載

三本のボトルの保温力を比較

わたしが今まで使っていたのは、よくわからないブランドの古い金属製の水筒です。今回は、これと合わせて、サーモスの500mlマグボトルも比較、保温力を下記の手順で測定します。

テスト内容

使用するボトル

  • よくわからないブランドの金属製ボトル (容量約900ml)
  • サーモス マグボトル (容量500ml)
  • サーモス 山専用ボトル FFX-900 (容量900ml)
サーモス山専用ボトル 保温テスト

今回テストしたボトルです。下に転がっているのがキッチン温度計

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根室本線特急スーパーおおぞら絶景撮影地6選

最近は特急列車の編成もどんどん短くなっています。

それでもキハ181が頑張っている頃は嫌でも3輌編成だったのですが、これが現役を退いてからは2輌編成の特急も珍しくなくなりました。

北海道の特急も3~4輌編成のものが増えましたが、根室本線を走るスーパーおおぞらは現在でも繁忙期には7~8輌という比較的長い編成で運転されています。

今回は、以前わたしが北海道へ行ったときに撮りためたスーパーおおぞらの撮影地をご紹介します。

景観よりも編成の見栄えを優先した撮影地が主です。

全て2007~2008年、つまり10年以上前の撮影ですので、例によってグーグルアースで現状をチェックした結果を付記しました。

芽室-西帯広間

鉄道をまたぐ道道から撮影します。上りも下りも撮影可能です。

こちらが下り

こちらが上りです。

Googleアースによる現状チェック

下り、上り、どちらも変わっていないようです。

こちらが下り。

そしてこちらが上り。

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太平洋フェリーと新日本海フェリー どっちを選ぶべきか?

中部地方以西からフェリーで北海道に行く場合、選択肢は太平洋フェリーと新日本海フェリーの二つ。今年は久しぶりに北海道に行き、どちらのフェリーにも乗ることになりました。

初めてフェリーで北海道へ行ってみようという方のために、両者の特徴についてまとめてみました。

なお、料金、ダイヤなどのデータは、2018年8月10日現在のものです。

航路と所要時間

太平洋フェリーは二泊三日かかりますが、新日本海フェリーは一泊二日で毎日運行のため、利便性が高いです。

太平洋フェリー

名古屋ー仙台ー苫小牧 所要約40時間、名古屋-苫小牧間の運航は一日おき

新日本海フェリー

敦賀ー苫小牧 所要約20時間 毎日運行

舞鶴ー小樽 所要約21時間 毎日運行

敦賀ー新潟ー秋田ー苫小牧 南行き所要約34時間、北行き所要約31時間、 週1往復運行

ダイヤ

太平洋フェリーは南行き、北行きとも19時に出航して翌々日の昼前に到着、というダイヤですが、新日本海フェリーは直行便の場合、深夜に出航して翌日の夜に到着するため、子ども連れには少々利用しにくいと言えます。また、海が荒れて船が遅れ、終電の時間を回ってしまうと徒歩乗船の方には最寄り駅から先は移動の手段がない、という事態もあり得ます。

太平洋フェリー

新日本海フェリー

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もはや夏の車中泊は危険なのか? 暑さ対策とその効果をテストしてみた

この夏は家族で北海道に行ってきました。夏とはいえ北海道ですからさぞや涼しいと思っていたのですが、昨今の異常気象の影響で7月中は非常に暑かったです。日中は旭川でも30℃越えでぐったり。

北海道なら夏でもぐっすり眠れるだろうという期待はあっさり裏切られ、連日寝苦しい夜を過ごすことになりました。念のため電気毛布も積んでいたのですが、もちろん1回も使いませんでした。

今回は、車内の温度を測定したデータと寝苦しさの関係、暑さ対策の効果について調べました。

車内の温度測定方法

測定器具 温湿度データロガーRC-4、及びRC-4HC各1台

測定位置 RC-4HCでベッド上の気温、RC-4でベッド下の気温を測定

暑さ対策

寝る前

寝るとき

  • 側面窓に網戸を取り付けて窓開放
  • ゲートストッパーで後部ハッチ半開+網戸
  • USB扇風機

なお、側面窓の網戸、及びゲートストッパーについては、R48様のブログをご参照ください。

 1分300円で網戸を作る!夏の車中泊用自作網戸 ハイエース200系

 夏の車中泊に!リアゲート半開きロック可能なゲートストッパーが便利 〜ハイエース車中泊〜

就寝時の状況

  • 人員 3名、いずれもベッド上で就寝
  • 冷蔵庫がフロアで稼働しているため、冷蔵庫からの廃熱あり

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北海道でガソリン代を安く上げる方法

北海道のガソリンはやや高め

最近はガソリン代が高止まりしており、遠出をするのもためらわれる状況です。それに加えて北海道はガソリン価格がやや高めという印象がありますが、これを少しでも安く上げる方法をご紹介します。

北海道と言えば(個人的には)モダ石油。北海道の主要都市を網羅し、ド派手な看板が目を引きます。そして、ほぼ間違いなく回りのスタンドより5円程度は安くガソリンを調達することができます。

プリペイドカードがお勧め

長距離をドライブされるのならプリペイドカード(ため得カード)を作ることをお勧めします。手数料は100円ですが、この夏の場合ですとため得カードで3円~5円安くなりました。従って、クレジットカードのポイント還元が無くなることを考慮しても50リットル程度給油すればプリペイドカード発行料金の元が引ける計算です。

なお、スタンドに表示されている価格はプリペイドカードの価格で、プリペイドを使わないと表示価格よりも3円~5円高くなります。(それでもまだ安いのですが)

モダ石油の強みは、全道に展開する店舗網。お陰でモダ石油のみを使って道内を移動するのも簡単。

なお、ため得カードは、1車両に1枚作る、という考え方なので、最初に油種を決めると以降は変更ができません。 続きを読む

【凍死しないために】極寒車中泊でどこまで寒くなるかを計算する方法

以前の記事でご紹介した北海道の温度データのグラフを一つの式でまとめられそうな予感がしたのですが、気づけばもう夏。

がしかし、先日やっと見つけました。極寒で冷えていく車内の温度変化を表すであろう数式を。

ハイエース冷却のモデル

※熱伝導については、こちらのサイトを参照しました。 もっと知りたい! 熱流体解析の基礎

極寒で冷えていくハイエースを、下図のようにモデル化しました。

(ちょっとひどい図ですが、それは置いておいて)

ハイエースの熱容量をC (J/℃)

ハイエースの全表面積を S (m2)

熱伝導によるハイエースから外界への熱流速を q (W/m2)とします。

 

このとき、ハイエース車体の熱伝導率をλ(ラムダ)とすると、熱の放出速度Q=qS= -λ×dT/dy×S

ここで、dT/dyは温度勾配と呼ばれ、温度の高い部分と温度の低い部分の間の温度の勾配のことを指しています。

下記を仮定して話を単純化します。

1.ハイエースからの熱の放出は、熱伝導によってのみなされる。(対流、輻射による熱の移動は無視する)

2.ハイエースから外界への熱伝導は、すべて同じ温度勾配でなされる。

3.この温度勾配の値は、ハイエース車内と外界の温度差に比例する。

すると、

4.ハイエースの温度の低下速度は熱の放出速度に比例し、

5.熱の放出速度は温度勾配に比例するので、

ハイエース内部の温度の低下速度はハイエース車内と外界の温度差に比例する

ということになります。 続きを読む

極寒北海道でディープサイクルバッテリーの持ち具合を試す

極寒でのディープサイクルバッテリーのもちはどうなる?

今年の冬に北海道に出掛けた際は、インバーターに積算電力計を繋ぎ、使用した電力を測定しました。今回は、このデータを元に、冬の北海道でディープサイクルバッテリーがどれくらいもつのか計算してみました。

使用した積算電力計はこちら。           

節電 エコチェッカー ET30D

積算電力の他、そのときに使用している電力、通算通電時間なども表示させることができます。

なお、DCDCコンバーターが供給する12V電源を使用するとこの積算電力計でカウントできないため、今回の旅行中12V電源は使用しないようにしました。

電源として使用したバッテリー

過去の記事、ハイエースソーラーサブバッテリーを4個に増やすのに一苦労でご紹介したとおり、ACDelcoM27MFを2個直列に繋いで使っています。

そして、2個直列のバッテリーを、バッテリー1、バッテリー2の2系統持ち、これらを切り替えて使用できます。(つまり、合計4個のバッテリーを積んでいます)

旅行中に使用した電気製品

電気ポット

こちらの記事(車中泊の車載バッテリーで使いやすい低消費電力の電気ポット)でご紹介した電気ポットです。消費電力は430W

コーヒーとカップラーメンのために一日1~2回、500cc~1リットルの湯を沸かしました。

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