ガスボンベ 残量減るとなぜパワー低下

質問

ガスが減るとなぜ、パワー低下？？

ガスの、
気化部分の、面積は（液面の面積）変わらないのですが。

ボンベ内の液体ガスが減ると、
相対的に、空間の体積が増えるから？

空間の体積が増えるとなぜ、
パワー低下するのか？？

空間の体積が増えると、
気化ガスが拡散して、圧力が下がるから？
だとしたら、空間部分の体積を減らせば？
たとえば。缶をへこませば、体積は減ります。
（安全性、現実性は別として。）

回答No.5

drmuraberg · ベストアンサー

確かに残量の少ないカセットガスはパワー低下しますね。

残量の少ないカセットは装着直後でも弱いです。したがって使用中の
気化熱による温度低下でも何でもありません。

少ない液体から気化するガスの量は、多い液体から気化するガスの量より
少ないと言う単純な事実からです。
カセット内の液体の表面積の大小は２次的な効果しか有りません。

液体と気体の分子運動の観点から見てみましょう。
液体中の各ガス分子は運動しており、互いに衝突しあっています。
各分子の速度は一定ではなく、バラツキ（分布）を持っています。
速い分子も遅い分子も有るわけです。
その内、カセット内の気体部からの圧力による抵抗より大きなエネルギを
持つ物が液体表面から飛び出し気化したガスとなります。
気化したガスがある圧力以上になるとカセットの出口から吹き出します。
（カセットノズルの流路抵抗に抗して吹き出す。これでガス吹出し量が有る
程度制御される。）

周辺温度が同じとすると、液体中のガスの速度分布は同じですから、
高速なガス分子の量は液体量が多いほど多くなります。
つまりノズルから出るガスの量は多くなります。
液体中の高速なガス分子の量は液体残量が少ないと少なくなります。
ノズルから出るガスの量は少なくなります。

カセットを潰して空いた空間の体積を小さくしても、抵抗と成る缶内圧が
あるレベルに到達する時間が僅かに変わるだけで、本質的な影響はありません。

残量の少ないカセットを寒い日に使う時には、腹巻きの中にカセットを入れ
人肌にしてから使うと、やや元気になります。
人肌ってい～いですね。
ただし、温度は絶対温度で効いて来ます。０℃のカセットを３５℃に暖めても
効果は273+0→273+35°Ｋでそれ程大きくありません。

残量の少ないカセットを持って山に行くのは控えてください。

お礼

御回答ありがとうございます

やっと、満足のおける理論的な回答をいただきました。

経験的に少ないガスはパワーがないですが、
なぜなのかが、長年不明でした。

回答No.4

Feb12

使用し続けると、気化により熱が奪われます。
それによって、内部の気化ガス・液化ガスの両方が冷やされます。
冷やされると、圧力が下がってパワーが下がります。

持っている体積あたりの熱エネルギーは「液化ガス＞気化ガス」です。これは、比重を考えても明らかだと思います。
そのため、残っている液化ガスが多いほど、その液化ガスの温度の低下が緩やかであるため、気化ガスの圧力低下も緩やかになります。
数字は正確ではありませんが、液化ガス１００ｍｌだと液温が１０度低下するような使用状況の場合、液化ガス５０ｍｌだと液温が２０度低下する、という事は何となく分かると思います。

あくまで、液化ガスの温度低下の問題なので、缶を凹ませて内部体積を減らしても、圧力上昇は凹ませた一瞬だけで、後は凹ませる前と殆ど同じ圧力にしかなりませんので、殆ど意味がありません。

熱を伝えて温める仕組みを持っているカセットコンロはありますし、道路工事などでバーナーを使うために５ｋｇとかのプロパンボンベを使いますが、時々ボンベをバーナーで炙りながら使うというのはよく行う方法です。

お礼

御回答ありがとうございます

＞使用し続けると、気化により熱が奪われます。
それによって、内部の気化ガス・液化ガスの両方が冷やされます。
冷やされると、圧力が下がってパワーが下がります。

使い続けて冷やされて、差が出る、
それは理解できますが。

しかし、
残量の少ない缶だと、
点火直後から、火力が低いですが。

逆に新品の缶だと、
点火直後から、火力は高いですが。

この差はなんでしょうか？？？
残量の差で、点火直後から火力に差が出ますが？

回答No.3

86tarou

ガスが減るとなぜ、パワー低下？？＞
液化ガスが気体になる時に気加熱が奪われ、カートリッジの温度が下がるため気化し難くなるからです。

ガスの、気化部分の、面積は（液面の面積）変わらないのですが。＞
カートリッジによっては側面内部に液化ガスが上るようになっているものもあり、この場合は気化する液面は逆に増えることになります。

ボンベ内の液体ガスが減ると、相対的に、空間の体積が増えるから？＞
ガスの残量に関係なく内部の圧力は一定で、温度にのみ依存しますので。

空間の体積が増えるとなぜ、パワー低下するのか？？＞
基本的に低下することはありません。

http://www.iwatani-primus.co.jp/products/primus/23.html

お礼

御回答ありがとうございます

＞カートリッジによっては側面内部に液化ガスが上るようになっているものもあり、この場合は気化する液面は逆に増えることになります。

この場合は、ガスが減った方が気化面積が増えるので、
パワーはアップする？？？

＞ガスの残量に関係なく内部の圧力は一定で、温度にのみ依存しますので。

経験から、新品のガスだとマイナス10度でも、数分間は使えます。
しかし、減ったガス缶だと着火すらできませんが。

回答No.2

BP9outback

簡単に言うと　気化しずらくなるから

ボンベ積め　ガスは液化ガスです　ボンベを振るとチャポチャポ　液体が揺れる音がすると思います
この液化ガスが　気化して出てきて　燃焼ガスとなります。

使用し　ボンベ内　残量が減ってくると　気化熱が多くかかり　ボンベ底部分が　結露すると思います。
気温の低い冬の野外などで　良く見られます。
気化しずらいので　出てくる　気体のガスが少なく　炎のパワーが弱くなります。
カセットガスなど　ホームセンターやスーパーで売ってる　安いガスボンベは、春の桜花見などに　持って行っても　火が付かない事があります。　ブタンガスが少なく　低温環境では　気化し燃焼しずらい為です。　ハイパワーガスや　プレミアムガスなどは　ブタンが多く　低温化でも　燃焼し易いガスです。
冬の　暖房した室内での使用なら　安いガスボンベでも　燃焼しますが
ハイパワー、プレミアムボンベの方が　より　火力が強く　燃えます。

一部のカセットガスコンロや　キャンピング用バーナーに　パワーブースターという　ボンベにアルミ製ボンベに合わせた曲面形状の板を　マクネットでひっ付け　アルミの棒がバーナー部に伸びていて　熱しさせ　熱を　ボンベへ伝達させます。（加熱し過ぎや　危険は有りません　専用に考えられて付くらてます）
気化熱で　冷やされるボンベを　温め　気化し易く　火力低下を　防ぐ物も有ります。
　秋ー冬ー春に使用　夏場は　必要無いです。

キャンピングガスボンベ用に　ネオプレンのカバーも有ります。
ボンベを　裸で　冬使用するよりは　結露しずらくなるのでしょう。

気化熱で　冷やされた　ボンベは　温めることや　冷やさない様にすることで　気化低下を押さえられます。

お礼

御回答ありがとうございます

なぜガスが少なくなると、
気化しにくいのですか？？？？

気化する部分の面積は、
ガスの多い少ないで変わらないですが。

回答No.1

lions-123

＞ガスボンベ　残量減るとなぜパワー低下

　　　　　　↓
残量が減る（燃焼するガス成分の吐出量が減少）と酸素とのバランスや酸素の吸入量が減り、燃焼エネルギーが小さくなる。
ex、ガスコンロやガスライターの燃焼調節を絞る（燃焼ガスが減り、酸素の取り込みもバランスを取って減少）と火力が小さくなるのと同じ。

＞ボンベ内の液体ガスが減ると、
相対的に、空間の体積が増えるから？

表現は違っても、同じような傾向で、燃料部分が希薄または少なくなり＝空間・空気が相対的に増え、吐出圧力が低下→燃焼ガスの放出量が減少→火力の低下。

＞空間の体積が増えるとなぜ、
パワー低下するのか？？

上記に同じ。

＞空間の体積が増えると、
気化ガスが拡散して、圧力が下がるから？
だとしたら、空間部分の体積を減らせば？
たとえば。缶をへこませば、体積は減ります。
（安全性、現実性は別として。）

そうです。
しかし、安全性や危険性の問題とあわせ、密封性の低下や容器の変形が燃焼＆点火機構の異常、ガス漏れにも繋がるので現実的には行わないと思います。

お礼

御回答ありがとうございます

空気とガスの比率が変わるからなんですね。