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zoom RSS C2Z Type F 最終形

<<   作成日時 : 2007/07/23 23:57   >>

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オリジナルのCreeからSSCに換装したC2Z。
そのTypeFの最終形が完成しました。
画像

例によって時間が無いので詳細は後から追加していきますね。

*7/24追記
SSCの周りが黒く見えるのはこうなっているせいです。
画像
キャニスター周辺部の銅箔は例のムシヨラズです。
これは熱用リードと考えれば解りやすいですか。

そして最終形のコアです。
画像
LED周辺部の異様さは、実は最初私がバーナーとコテでハンダを塗り広げるのに失敗したものなのですが・・妙にこのモノとしての属性にマッチしていたのでそのままの外観で採用する事としました。
どうも見かけどおりの禍々しいモノになりかけていたようです。

このLEDのベースにある醜く焼け爛れたモノは外部まで拡張されたSSCのスラグです。
スラグ底部に0.5m厚の銅板をハンダ付けし、スラグがダイから受ける熱を数倍の体積に拡散し、数倍の面積でキャニスター伝達しています。
しかし、そのままではここが熱溜りになってしまう(Lumaが修正すべき問題点)ので、キャニスターとボディ間を銅箔のリードで誘導しています。

熱力学は・・別に計算式解いて試験で点取るのが目的ではないので、エンタルピーもエントロピーも気にしなくて良いです。
基本的には熱も他のエネルギー同様に波と(圧)力により伝播はコントロール出来ます。
時に電気的(伝導電子)であり、時に音波的(フォノン)でもあるのですが、あまり体積などが変化しない個体間ではは水タンクとパイプの概念で十分だと思います。
熱伝導率の良い物体はパイプの径が太くて、同じ体積なら熱的にはタンクがでかい(あるいは内圧が低い)と考えるとわかりやすいです。
また現実世界においては熱だろうが電気だろうがエネルギーを伝えにくい物質や状態はあっても、黒体やブラックホールのように完全に遮断するモノは存在しない(属性の反転もゼロとは異なる)ので時間的、空間的条件が変われば熱伝導率自体無視しても良いくらいです。
ですので別に銅じゃなくても良いんです。
なんならコンニャクで繋いでも構いません。
空間的要素を無視するか、LEDが出す熱を最終的にボディが大気中の物質に伝えるまでの時間的要素を無視して良い場合になりますが・・。
まあ、さすがにコンニャクだと干からびたの交換する大変だし、コンニャク臭くなるので実際的ではありません。
やはりヒトが使うモノである以上重要なのは実際的であるかどうかですね。
そう言った意味ではメーカー指定の温度管理なども「特定の物体で特定の場所に特定の雰囲気下で使用する際の式を出しといたから後は自分達で応用してね」と言うだけでハンディライトのようなカオスとも言える条件下では実際的ではありません。
ですので私は実際的な結果から逆に妥協点を見出す方法を取っています。
すでに話が長いですね。書いているとまだまだ長くなるので要点だけ。
放熱のための熱伝導は熱を外の大気に伝えるまでが熱伝導です。
途中に・・例えばキャニスターだけ熱伝導を良くしても、時にそれは逆効果になる事もあるので、ちゃんと最終段となる放熱に有効な形状のボディ外面までバランスを取って伝えてあげる事が肝要かと思います。
そう言った意味で、このTypeFは最終段の制限によりこれ以上の内部間熱伝導は意味が無いと判断しました。

それとまずはランタイムを載せておきます。
画像
こちらも説明はまた後で。

*7/24追記
続きです。
ランタイムグラフですが照度や点灯時間の説明は後回しにして、まず各部の最高温度に注目してください。

< 摂氏45℃ >

この温度はヒトが使うモノのひとつの目安として良いかも知れません。
ヒトには体組織を保護するため各部の温度をコントロールする代謝機能があります。
とりわけ血液は重要な熱伝導媒体ですね。
そして血流がその部位の代謝能力を左右します。
これが概ね45度辺りから滞り始めると言われています。
そしてその温度の場合約3時間で代謝の追いつかなかった組織に損傷を与え低温火傷を
引き起こします。
この時間は温度が1度上がる毎に半分になると言われていますね。
ですのでC2ボディ部の46度なら1時間半、ヘッド部の51度ではわずか3分がリミットとなります。
もっともこれはあまり対流の無い大気下に静止状態で置いての数値ですし、手の平と言うヒトに取って重要なインターフェイスは他の部位に比べて非常にタフに出来ていて、それ自体が他のモノの熱エネルギーを奪ったり、与えたりできるので実際的にはもっと緩やかになります。
それでもお子様や皮膚の弱い部位では十分に注意が必要な温度域にあると認識するべきでしょう。

ですので直接皮膚に触れるモノはけしてこの温度・・・


< 摂氏45℃ >を超えてはならない。


私が最初に禍々しい”人ニ害ヲナス”モノと評したのはその為です。
TypeF(Level.3)で本当のLevel.3の火傷を負っては洒落になりません。
で、一応DXの800mAのコンバーターに換装していたのを初期型700mAの純正コンバーターに戻してあるのですが、文字通り焼け石に近い状態でした。
18650x1セルでかろうじてヒトの扱える(耐えられるではない)レベルまで抑えられています。
心の中で「槍を引き戻せ!」と誰かが叫んだような気もします。
少なくともこれでLED−コンバーター間に発生する熱を要因とするボトルネックはほとんど無くなっていると思います。
普通ならLEDは「熱くてもう電気食えないよ」となるんですが、底なしの食欲に思えました。
結果コンバーターも電池も出せるだけの電気エネルギーを絞り出される事となるのですが・・最初にネを上げたのは結局ヒトだったと言うオチです。

そうして少し供給側をデチューンしてのグラフになります。
1時間の時の暴走は丁度リチウムイオン充電池の反応が最高潮に達したからだと思います。
その後の段差はおそらくコンバーター特性で連続供給電圧がLED側のそれを下回った為ではないかと推測しているのですが電気関係は詳しい方にお任せいたします。
最後はほぼ理論値通りの時間でストンと落ちています。
面白いのは大抵そこで電圧を測ると(最低でも10分は内部安定の為に放置後)3.5Vくらいに戻っているものなのですが、今回は外した後にプロテクトがかかりました。
これが駆動中にプロテクトかかれば全開バリバリさが際立っただけなのですが、降圧回路のおかげで一気に短時間DDモードの状態に突入していたようです。危ない危ない。

そう言うわけでTypeFによるC2ボディ内部熱伝導実験はこれで終了します。
ここから先はボディ外部の領域になるわけですが、残念ながら現時点で私はそれを実践する術を持ちません。ですので・・・

後は誰かヨロシクね♪


*7/24更に追記
あ、言い忘れてましたが現行C2はコンバーター出力上がってますんでTypeF方式導入される方は低温火傷には注意してくださいね。
電源にもよりますが先日転売したC2HAIIIで800〜900mA流れていました。(って遅いわ!)

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コメント(6件)

内 容 ニックネーム/日時
放熱に重要なのは表面積と距離くらいしか考え・実行出来ませんが、ライトの外観を換えることは出来ないので、一番太いところ(ヘッド部分)寄りにみちびければなぁと思っています。
でも各パーツがねじ込みで中華ライトはそこにガタがあるモノが多い。と言うことは線か点接点になってしまい見かけより少ない熱の導路?になっているような気がします。
キャニスターのねじ切っていないところがヘッドと接していない構造もよく見ます(ヘッドにはめ込むから)。
この部分が短ければそんなに問題ないのかもしれませんが、長いと影響有るんじゃないかなあ。5W Luxeon Lumiled 3-AAA MXDL Flashlightではこの隙間埋めると点灯開始からすぐ熱が伝わってきます。
雷豚
2007/07/24 11:49
さすが雷豚さん、するどいですね。
私がしようとしていたのもまさにソレです。
ネック部のフィンをメインに主に首上へ熱を送り、大気中に拡散させるのが狙いでした。
理想はネック部56℃、ヘッド&ベゼル部50℃で、ボディから下は44℃以下に抑えられればベストなのですが・・今の外観ではちょっと難しそうですね。
中華ライトは見かけは出来ているモノも多いので後、はそれを真の効果に導いてあげられれば良くなるモノもありそうです。火傷しないようにがんばってください。
monozof
2007/07/24 12:01
放熱対策はある意味完了ですね。
では後は、マイナスイオン効果で照度UPでしょうか(^o^)
ネオジウム磁石をムシヨラズで巻いて・・・ホットイナズマ連想作戦開始!
0909
2007/07/24 19:27
いえ、熱伝導対策は終わったのですが放熱対策はまさにこれからなんですよ。と言うか加工手段が無いのが問題ですね。うーむ・・・。

ギクっそう言えばイナズマモドキ用コンデンサー買ってあったの忘れてました。(でも、たぶん本来の使い方をしない)
monozof
2007/07/24 20:21
空冷エンジンもヒートシンクも基本はフィンをいっぱい付ける事だと思いますが、

旋盤が有れば強度が許す限りヘッドやその周辺を削ってフィン状にして放熱面積を稼ぐんですけどね(^_^;)
takebeat
2007/07/24 22:42
はい、放熱に肝心なのは大気と熱をやりとりする外部の設計なのですが、壁や機器に固定される照明器具ではなく、人が携帯するライトの場合それもある程度制約があるので設計者のセンスの見せ所と言えます。
そっちの方面もすんごく楽しそうなんですけど残念ながら私には道具がありません。
でも、そうした制約があった方がより脳ミソ使えるので出来る範囲で可能性を探してみたいと思います。
monozof
2007/07/25 03:15

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