VAPEって危険なの?ハイブリッド接続やショートとは

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どうも、VAPEで輪っかを作っていたら楽しくて、大量に吸いすぎてなんか調子おかしいような気がする僕です笑。

今回はちょっと真面目な「安全なVAPE」についてのお話。少し理科の勉強のようになってしまいますが、便所や電車の中で読んでいただけたら騒いです。

アクセスいただいている皆様の中には

  • VAPE歴も長く、ハイブリッド接続のメカニカルを使っている
  • スタックやシリーズといったいわゆる「直列接続」のハイパワーMODを利用している

ような方から、

  • 最初はどんなMODがおすすめなんだろう?
  • RDAとかRTAって難しそう…

という方まで色々いらっしゃると思います。

そんな色々な皆様が、もしかしたら1度は

VAPEって危なくないのかな。

と、考えたことがあるかもしれません。

よくあるのが、初めてのメカニカルMODで「ハイブリッド接続」はやめておいたほうがいい。ということですが、

  • 「ハイブリッド接続」のMODはどうして危険なの?
  • 「ショート」って一体どういう現象で具体的に何が起きることなんだろう?
  • RBAで「ショート」させたり低抵抗でビルドしたらなぜ危険なんだろう?

という定番の疑問について、答えることができますか?

僕自身もVAPE歴は全然ないのですが、今後のMODやアトマイザー選びのために記事を書きながら勉強していきます。ちなみに僕は機械設計の資格しかなく、電気の知識は学生時代の電気工学の教科書を頑張って読んでるレベルです笑 間違いや指摘があればコメントやTwitterでお知らせいただけたら幸いです。@Lithiumkinako

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間違えると危険VAPEで起こしやすい事故について

vapeで起こりやすい事故って何?

皆さまご存知の通り、VAPEのMODの動力や熱源はリチウム電池になります。つまり、vapeにおける事故の99.9%は「電気」分野における事故になります。そして起こりやすいのが「ショート」になります。

「ショート」って何?どうして起きるの?

「ショート」と聞くと電気がバチッという火花を思い浮かべますが具体的にはショートはショートサーキット(短絡)といい、「電位差のある2点を非常に低い抵抗で接続させること」もっと簡単に言えば、「抵抗がない、もしくは超低抵抗で電線を接続すること」になります。

それの何が悪いんじゃ!ということですが、まだVapeなんて知らずマイルドセブンをふかしていた、中学時代に習った、「オームの法則」を見てみましょう。

V(電圧)=R(抵抗)×I(電流)

またはE=RIの公式で「エリちゃんは上がイイ♡」というエロいゴロで覚えた方もいるのではないでしょうか。

式を変形すると、

I(電流)=V(電圧)/R(抵抗)

電圧を抵抗値で割った数値が電流値となります。

で、ここから本題。リチウムマンガン電池は満充電で約4.2Vの電圧です。簡単な計算のために4.0Vの電圧だとします。その電池を本来1.5Ωの抵抗のコイルを通るMOD(デッキ)に利用すると。

4.0V/1.5Ω ≒ 2.7 A

の電流が流れます。さらにサブオーム範囲の0.5Ωだと

4.0V/0.5Ω = 8 A

3倍もの電流値がデッキを流れることになります。 そして、ショートを起こした非常に抵抗の小さい(=0に近い)回路となると

4.0V/0.001Ω=4000A

と、サブオームのアトマイザーの500倍もの過電流があなたの握っているVapeの中で発生します。

そして大電流がなぜ危ないかというと、電流値が大きいほど発熱するからです。

ジュールの第一法則

Q(熱量)=I(電流) × V(電圧) × t(時間)

熱量Qは電流の大きさに影響します。

さらに、オームの法則の式を用いて、変形させると

Q(熱量)={V^2(電圧の2乗) ÷ R(抵抗)} × t(時間)

電圧の2乗という数値を非常に小さな数で割るため、Q(熱量)は非常に大きくなります。

そして、過大な熱量によって発熱し、火花が散り、発火したり、リチウム電池がドカン!…という具合に「ショート」を原因として悲惨な火災、爆発事故が起こるのです。

ショートはRBAでのコイルを巻いた際にも伸びたワイヤーがどこかへ接触したり、コイル自体が接触したりして起きる可能性も大いにあります。RDA/RTAをビルドされる皆さんも気をつけましょう。

超低抵抗でビルドしてしまったらどうなるの?

上記の「ショート」状態と言わずまでも、例えば「0.1Ωで運用して爆煙だー!」、というのはちょっと待ってください。先ほどのオームの法則は電池の中でもあって、ビルドするにも、最低限必要な抵抗値が存在します。では、メカニカルMODで抵抗を低く使いたい場合はどう計算するのかというと…

電池のSPECの確認

  • 定格容量2500mAh
  • 定格電圧3.7V
  • 連続放電20A

私の持っている18650の電池だとこんなスペックです。電池の表面に書いてあると思います。
先ほどのオームの法則の式を変形し、今度は抵抗値を求めます。(R=V/I)

3.7V ÷ 20A =0.185Ω

つまり、0.1Ωでビルドしてしまったら電池にも負荷がかかり、発熱、発火、爆発の事故の原因となるので注意です。0.1Ωのコイルを常用することはあまりないとは思いますが、基本は0.5Ω以上でビルドされた方がよろしいかと思います。抵抗を下げたければ、一度計算して確認をしてからの方が良いです。
あとは、必ず抵抗値の確認はしましょう。抵抗低いままメカMODで焼いちゃうなんてことのないように…

じゃあハイブリッド接続は危険なのか?

ちょっと眠くなるような計算の話ばかりでしたが、ここからはMODの「ハイブリッド接続」について

まず、ハイブリッド接続とは、「トップキャップを介さずに、アトマイザーのポジティブピンを接点とする接続方式」のことで、トップキャップを介さない分立ち上がりが早いなどのメリットが言われます。

で、なぜ、このトップキャップ無しでアトマイザー直だと危ないのという話ですが下記の写真をご覧ください。

まずこちらのRDAアトマイザー(Derringer)の場合ポジティブピンがきっちり周りより飛び出ていて、電池と接触しても問題がなさそうです。

しかしこちらのアトマイザー(isubクリアロですが…)では周りのネジ部分も高く、真ん中のポジティブピンが出ていない状態です。完全にフラットトップな電池と完全に水平にポジティブピンを接触できれば良いですが、少しでも電池のフラットトップが歪んでいたら…ハイブリッドの接続が少しでも傾いていたら…電池が揺れてマイナスとポジティブピン同時に接触したら…

ドカン!

ファイアボタンを押し込んだ瞬間に電池がショートし、大きな火花や爆発が起きます。youtube等で「vape short circuit」や「vape explode」などの検索語句で調べると、ショートやリチウム電池爆発の恐ろしさが伝わると思います。

また、上記写真のDerringerのようにポジティブピンにマイナスドライバーの頭が切ってあって調整ができるものもありますが、ツイッター等を見ていたらネジが緩みすぎて、脱落した。というようなこともありますのでこちらも十分に注意が必要です。

メカニカルMODを利用されてる方だと理解している人は多いと思うのですが、

  • 使わないときは電池を抜いておく
  • アトマイザーをつけてない状態で電池を入れない
  • 電池を外すときはボトムから。

等のメカニカルMODを安全に使うためのルールがあると思います。
やはり、こういったテクニカルMODとの運用方法の違いやハイブリッド接続ならではの、フラットトップの電池が凹んでないか、ポジティブピンはきちんと出ていて接触に問題がないか。などを含めたVAPEやメカニカルMODに関する知識を持った上でハイブリッドをチョイスした方がいいのかなと感じます。

極論ですが、vape初めての人がハイブリッド接続のスタックのメカMODとRDAを購入する!となったら、おそらく大半の人が止めると思います。やっぱり知識が必要だし危ないと考えるからです。

ですので、結論から言うと、いきなりハイブリッド接続のMODを持つべきではない。と個人的には思います。僕もトップキャップが付いたメカニカルMODです。そのうちコンパクトなハイブリッドも欲しいのですが…笑

RDAやメカニカルMODを利用して、VAPEを色々学んで行った上で、「ハイブリッド接続」のMODを検討するのが一番かなと思います。

結論!

①「ショート」とは意図せず超低抵抗で接続してしまい、大電流、発熱、発火等の事故につながること。RBAのビルド等でワイヤー伸びたまま接触させてしまったり、ネジをきちんと留めていなかったり、きちんとビルドしていないと十分に起こり得る事故です。RBAの皆様は気をつけましょう。

②「低抵抗」にも限度はある。電池の定格電圧(V)を連続放電電流(A)で割ってあげたものが電池が耐えられる最低の抵抗です。

(例)3.7V / 20A = 0.185Ω

この場合どんなに下げても0.2Ω以上での運用をしないと電池の劣化や発火、爆発の恐れがあります。極端に抵抗は下げないようにしましょう。

③ハイブリッド接続のMODはいきなり買う前に、少し勉強してから買いましょう。可能であれば510接続のメカニカルMODを使い続けて、どこかでハイブリッドを検討したら一番わかりやすいと思います。一番早いのはショップへ行って店員さんに相談してみることだと思います。多分初MODを買う時にハイブリッドメカニカルMODを欲しいと言っても売ってもらえないと思いますが。

長くなってしまいましたがいかがでしょうか。

初心者の僕が電気云々語るのもアレですが、やはり大容量のリチウム電池を扱うVAPEですので少しでも安全に楽しみたいですよね♪

少しでも皆さんの参考になれば幸いです。皆さんも Have a good smoke life!

では、Godspeed you!

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