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2013年7月 7日 (日)

大人の火遊びで悩む

友人のペプシマンさんのBLOGで見てから、「ロケットストーブ」というのがずっと気になっている。ペプシマンさんはギターまでも作ってしまうなんでも作り屋さんで、アンプとスピーカを積めるように改造したバイクをストリート用のステージとして使ったりしているらしい。

ロケットストーブというのは、簡単に言うと煙突効果を最大限に利用して燃焼効率を上げたストーブで、その燃焼する様子から「ロケット」という名前が付けられたらしい。実際にYoutubeなどで動画を見ると、ロケットと言うよりもジェットエンジンの噴射のように吹きあげる様子はなかなか痛快だ。これはなんとか実験してみたい。

ところで、このロケットストーブの解説として、よくこういう図が描かれるのだが、これにはちょっとおかしなところがある。

Rocketstove

灰色に色付けしたところは断熱材だという。この断熱材に囲まれた内部煙突を「ヒートライザー」と呼んでいて、これがロケットストーブのキモになる部分だというのだが、断熱材は温度差のあるところに使ってこそ意味があるので、ここに設置しても意味は無い。

Rocketstovewiki 一方こちらは元々のロケットストーブの図解で、こうやって断熱材で囲まれた煙突の中で燃焼ガスを煙突の出口まで高温のまま保温することによって煙突出口のところに上昇気流を生じさせ、その上昇気流の「引き」によって冷たい外気を焚き口へ導く。これは理にかなっていると思う。これでこそ「ヒートライザ」と呼べるものだ。

先に描いた大きな図は、このヒートライザから吹き出す高温の熱風(燃焼ガス)を暖房などに利用する横行煙突へ導くためにヒートライザに蓋をしたものだ。横行煙突はその上にベンチを作ったりベッドを作ったりするようだが、そのためにヒートライザを閉じこめちゃいかんだろう。

この大きい方の図を何度も眺めて、要するに煙突出口での上昇気流は、焚き口と煙突出口の間の高低差と温度差のみに依存するのだと思う。だから、内部にひそめたヒートライザなんてなんの意味もないと思う。断熱材を入れるなら、ヒートライザを囲むチャンバー全体じゃないか。

で、いろいろ計算とかしてみると、出入り口間の温度差を数百度とすると、高低差1cmに対して引き込み圧力が1mg/cm2と出た。これはほんの僅かの圧力だが、軽い空気に対してどれくらい効くのか、試してみたいところだ。

ちょうど梅雨明けのこんな季節なので、火遊びするにはちょっとナニなのだが、アルミホイルと針金を使って1mくらいの煙突を作ってみようと思っている。アルミは650度で溶けてしまうので実は不向きなのだが、溶けたら溶けたでそれも面白いかな、と。

というわけで、火遊びを計画中。止めるなら今のうちだぞ!

7/16追記:

まだ基礎実験もできずにいるわけだが、あちこちのBLOGのなんかを読んでみると、どうもヒートライザー周りの燃焼ガスの流れに誤解があるのではないかと思われ。

つまり、ヒートライザーの内側では熱い燃焼ガスが上昇し、ヒートライザーの周りでは(断熱されていない)チャンバーの外壁を通じて外気へ熱が逃げて比較的温度の下がった燃焼ガスが重くなって下降する、と。だから断熱材がヒートライザーの内外温度差を支えるために必要だ、と。

つまり熱い空気は上昇し、(比較的)温度の下がった空気が下降することによって滝口からの空気の吸い込みと、燃焼ガスの煙突への押し出しが実現されるということのようだが、これはおかしいよね。開放された大気の中なら相対的な温度差で空気の上昇や下降が起こるだろうけど、密閉空間ではそういう理屈は通らなくて結局は入口と出口の高低差と温度差で決まると思うんだけどなぁ。

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コメント

薪ストーブがブームになったと思ったら,次はロケットストーブですか。友人が簡易型を作って試して見たら,確かに良く燃えるけど,「燃料を少しずつ投入して行かないとならないので付きっきりじゃないといけない,これじゃ実用に成らん」,と申しておりました。確かに燃焼部が常に空気の流れに晒されるようにしないとなりませんね。図の大型の方ですが,煙突の水平部の事を考えたら,後端の垂直部の断熱をちゃんとしないと,焚き始めに煙が逆流して着火困難,部屋中煙だらけになると思うけどね。

投稿: ををつか(をたくな講師) | 2013年7月 8日 (月) 07時48分

ロケットストーブは東日本大震災の被災地域で重宝したらしいですけどね。

これって、私もなかなか感じをつかめなかったんですが、大きい方の図を上下逆さにして、軽くなった燃焼ガスの部分を水に置き換えて考えると、ちょうど横行煙道の部分がサイフォンみたいになって煙突から流れ出す、という感じになるのではないかと。そうすると、最初はブロワーで吹いてやらないとだめでしょうね。

でも実際、あちこちのBLOGとか見ていると、煙が逆流したりということはよくあるようです。

ただ、薪については私の描いた図にあるように、薪が下から燃えますから、長時間放っておいていいとか、火のついた薪が倒れると危ないとかいう話があるようです。

投稿: Picks Clicks | 2013年7月 8日 (月) 21時07分

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