水冷装置の作り方（水冷くん一号）

（最終更新日1999年1月1７日）

目的

最初に言っておきますけど、この水冷装置はあんまり冷えないと思います（少なくとも現時点では）。じゃあ、なんで作ったのかというと、ＣＰＵファンの音がうるさいかったから、静かにＣＰＵを冷やしたいと思ったからです。したがって、この水冷装置はとっても静かです。もう一つ、この水冷装置のモットーは身近に手に入る素材で作ることです。材料はすべて、近所のホームセンター（日曜大工屋）で手に入れました。

ポンプの選定

さて、ポンプの選定には苦労しました。なにしろ、相手は水なので、ちゃんと設計しないと、 漏電、過負荷による加熱等々の危険があります。おまけに、静かで、容易に入手可能でなければなりません。 そこで私が目を付けたのは、金魚用の上部設置型ろ過装置です。 これは水槽の上部に取り付けて、水をくみ上げて、それをろ過層を通した後、水槽に戻してやる方式のものです。 これの特徴は
 
 

• 交流モーターなので、音が静か。
• 24時間連続運転を前提に作られているので、長寿命。
• １０リットル／分の大出力。ただし、吐き出し圧力が弱い（０．０１Ｋｇ/ｃｍ^２）
• ホームセンターならまず売っている。（値段は2,000円〜6,000円位）

さて、私は、一番安かった2000円のものを買ってきました。中を開けてみると、水をきれいにするろ過材が 入っていなかった（別売り）。どうりで安いわけだ。ろ過材を 使う予定のない私にとって逆に余計なものが入っていなくてラッキーでした。

水槽の作り方

さて、モーターを手に入れたところで、次に作成したのが水槽です。上記のポンプを使って ラジエターや水枕に冷却水を送り込む方法はいろいろあるとは思いますが、ポンプに過負荷をかけずに安全な水冷装置 を作るためには、やっぱり、ポンプの本来の使い方になるべく同じなるようにするべきだと考えました。そこで、水槽を 作ることにしました。私はアクリル版をつかって、こんな感じで作ってみました。



 図の黒いのがポンプです。ここで注意することは、くみ上げた水を入れる水槽（図の左の水槽）は、くみ上げた 水があふれる可能性があるので、その対策をする必要があります。私は、あふれそうになると左側の水槽の戻してやる バイパスを付けてやりました。また、この図の通りの作成すると、くみ上げた水が水面に落ちる際に確実にドボドボと水打音をしてかなりうるさくなります。 その対策は自分で考えてください。私はいろいろ試行錯誤をしてなんとか音止めに成功しました。それと、このシステムは 開放系なので、地震などで転倒しないように固定方法をしっかり検討しておいて下さい。

らじえたーの作り方

上記の水槽には数リットルの水が入るので、ラジエターがなくても数時間の稼動時間なら水温の上昇は ほとんどないと思います（ペンツーならつらいかな？）。それでも、ラジエターがないと格好が悪いので作ってみました。 本当は車やバイク見たいな放熱フィンがいっぱいついたやつを作りたかったのですけど、私の工作技術では困難なので、 アルミの板で作ってみました。構造はいたって簡単で、２枚のアルミ板の間に水を通すものです。

アルミ板の中を水が蛇行するように図のような2枚のアルミ板尾間に仕切りを入れました。この仕切りは断面が”コ”の字型をしたアルミの角材です。 もちろんほかのもので代用してもかまいません。接着には１０時間硬化型のエポキシ接着剤 を使いました。よく売られている５分型や１０分型のものは耐水性に劣るそうです。ただ、それでも半年ほど使っていると何箇所から水漏れが発生したので、接着部分をシリコン系充填材（いわゆるバスボンド）で盛り付けるといいでしょう。

 水の流れる方向は下から入れて上から出るようにしました。その方が中に溜まった気泡が外に出て行き やすいからです。 このラジエター、外から見るとタダの分厚いアルミ板にしか見えません。ラジエターらしくしたければ適当にフィンでも つけて見てください。また、アルミより銅の方が断然冷却効果が大きいと思います。でも、銅板は高いのでお金持ちの方はどうぞ。

水枕の作り方

次にＣＰＵを冷やす”水枕”の作り方を解説するんですけど、私が作ったのはあんまり出来がよくなかったので、
参考にならないかもしれません。作り方は、まず適当なヒートシンクを見つけてきます。そして、
フィンの部分を囲うようにアルミ板かアクリル板で覆います。

私は上面を透明アクリル板、その他の面をアルミで作りました。アクリル板を使うと内部の様子が分かるので
気泡が溜まっているかどうかが一発で分かり便利です。なお、冷媒に普通の水を使う限り、どうしても気泡が
溜まるので、溜まった気泡がうまく配管を通って出て行くように工夫して下さい。また、この水枕はどうしても
パソコン内部に設置する必要があるので、気密性には十分配慮して下さい。接着の基本ですけど、接着する
ものは洗剤やアルコールで十分に手垢、油を落として、乾燥させてから接着して下さい。私はエポキシ樹脂を
十分に肉盛して接着しましたが、それでも水漏れをおこしてしまい、危うくマシンをだめにするところでした。

仕上げ

これまで、水冷装置の個々のパーツの作り方を説明して来ましたが、これらのパーツをどうやって接続するか
不思議に思われている方もいらっしゃると思います。私は次のように接続しました。

ここでのポイントはパソコンをポンプより上に配置することです。これにより水枕の部分には負の水圧がかかるため、万一、水枕に穴or亀裂が生じても冷却水が吹き出さず、逆に水枕に空気が入って水枕の冷却水がポンプの方へ戻っていってくれるからです。その代わり、空炊き状態になるので、ＣＰＵ温度は絶えず監視しておく必要があります。
また、水枕を通って温められた冷却水をラジエターに通さずに直接ポンプに戻しているのは、水の流量を確保するためです。すなわち、水枕とラジエターを直列に接続すると、冷却水が通る配管長が長くなって抵抗が増加し、
流量が減ってしまうからです。これは、この冷却方式の弱点である吐き出し圧力が弱い影響を極力回避するためのものです。
  さて、私の作った水冷装置の作り方は以上です。皆様の参考になれば幸いです。