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MSR|レギュレーター付きのガスストーブが寒冷地で優れている理由

秋の涼しい朝、あなたはテントのファスナーを開けました。一歩外に出て、あなたは一つのことを考えます。コーヒーが飲みたい。ガスストーブに火をつけ、フル回転させるが、なぜか昨晩よりお湯を沸かすのに時間がかかっている。今朝はストーブが本当に遅いのか?それともカフェインが足りてないのだろうか?どうしたんだろう?
ベテランのバックパッカーなら、外が寒くなって燃料タンクの圧力が下がったことに気づくでしょう。ストーブの出力は燃料の圧力に大きく依存しているので、気温が下がって圧力が下がると、ストーブの出力も当然下がります。

しかし、圧力低下の原因は気温の低下だけではありません。ストーブを運転することで、ガスカートリッジの圧力が低下するのです。
(これは燃料が気化するときに冷却され、ガスカートリッジが冷やされるからです)
そのため、同じガスカートリッジで連続してお湯を沸かすと、沸騰するまでに時間がかかるのです。しかし、MSRのウインドバーナーストーブシステムなどの、特定のキャニスターストーブは、この圧力損失の影響をほとんど受けません。これらのストーブは、暖かい午後から涼しい朝、寒い高山の夜まで、さまざまな条件下で一貫して速い沸騰時間を実現しています。
なぜ、そのようなことができるのでしょうか?

これらのストーブには、圧力調整器(以降レギュレーター)と呼ばれる小さな部品が搭載されており、これが大きな違いを生み出しているのです。

photo : Tsutomu Endo

レギュレーターとは何ですか?

この小さな部品は、ストーブのバルブの中に入っており、ストーブに供給される燃料の圧力を制御します。ガスカートリッジの圧力に影響を与えるような外部要因があっても、レギュレーターはストーブが最適に動作するために必要な正しい圧力を供給するようにします。

ウィンドバーナーは非常に低い圧力レベルで最適に動作するように設計されています。
そのため、ガスカートリッジの圧力が落ちていったとしてもウィンドバーナーほとんど影響を受けることがないということです。
レギュレーターの制限する圧力をガスカートリッジの圧力が下回らない限り、ストーブはフル出力で作動します。

レギュレーターでガスストーブの沸騰時間を改善する方法

ほとんどのバックパッカー用ストーブは、圧力レギュレーターを備えていません。そのため、ガスカートリッジの圧力が下がると、ストーブの出力も下がります。一方、レギュレーター付きのストーブは、キャニスターの圧力が下がっても支障がありません(非常に低い圧力で最適に動作するように設計されており、レギュレーターがその圧力を維持することを思い出してください)。そのため、キャニスターの圧力に関係なく、速い沸騰時間を楽しむことができます。

つまり、暑い日、寒い日、ガスカートリッジが満タンの日、空っぽの日、その中間など、さまざまな状況や場面でレギュレーターがストーブをフル稼働させることができるのです。

また、ガスカートリッジの残量が少なくなっても、ストーブが無駄に火力を上げる必要はありません。そのため燃料の節約になります。レギュレーターはストーブの効率も上げるので、燃料をより少なく持ち運ぶことができます。

本当にマニアックなことを言うと、こんな数字になります。無調整のストーブは、周囲温度が20℃のときに最大出力を発揮するように設計されています。この温度では、キャニスターの圧力は45psiです。

温度が10℃に下がると、キャニスターの圧力は30psiに下がります。ストーブを使用すると、キャニスターはさらに冷却され、簡単に22psiまで下がります。そして、秋の涼しい朝(5℃)には、ストーブの出力は60%以下にしかならないかもしれません。

一方、MSRのウィンドバーナーは、16.5psiでフル出力になるよう設計されています。レギュレーターは、ガスカートリッジ内の実圧に関係なく、ストーブに正確な圧力を供給します。

キャニスターがほぼ空になったときや極端に寒いときに、圧力がレギュレーターの限界値を下回り、性能の低下を実感することになるのです。

つまり、ストーブの調節がうまくいけば、さまざまな条件下で高い性能を発揮することができるのです。そして、もしストーブに日を付けてから4回目の湯沸かしでも、一回目の湯沸かしと同じ速さで沸騰させることができます。

レギュレーターのイメージ図(だいたいこんな感じです)

どのように機能しているのですか?

レギュレーターは、ストーブのバルブの中に入っています。その内部には、小さなポペットバルブが備わっています。この弁バルブは小さなダイヤフラム弁で制御されており、大気圧と噴射口へ向かう圧力を常に比較しています。この圧力差を読み取り、ダイヤフラム弁はポペットバルブを開閉して、キャニスターからより多くの圧力を取り入れたり、遮断したりします。そうすることで、ストーブの噴射口には常に私たちが望む正確な圧力が供給されるようになるのです。

レギュレーターストーブはどれも同じ?

レギュレーターは複雑な技術の塊であり、すべてが同じように設計されているわけではありません。MSRでは、ウインドバーナーストーブシステムの研究開発のかなりの部分を、レギュレーターだけに費やしています。高品質のレギュレーターに組み込まれた精密な精度は非常に重要で、その実現には膨大な開発期間を要します。そのため、そもそもレギュレーター付きのストーブを提供している会社は限られており、その性能もさまざまなのです。

上図に示すように、優れたレギュレーターを搭載したストーブは、キャニスターが最終的に規定値を下回るまで、比較的安定して最適な燃焼を供給します。

一方、低品質のレギュレーターを使用したストーブは、最初は素晴らしい性能を発揮しますが、すぐに性能が低下し、一貫性も効率性もなくなります。

もちろん、ストーブの全体的な性能に影響を与えるのは、設計の段階から多くの事柄が関係しています。しかし、厳しい条件下では、優れたレギュレーター付きのストーブが、従来のストーブよりも信頼性が高く、安定したスピードで動作するのです。
レギュレーター付きストーブを使えば、どこにいても熱いコーヒーを素早く淹れて、素晴らしい冒険の一日を始めることができるのです。

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