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ロケットストーブ

ロケットストブ暖房用としてのロケットストーブの関心の高さは、当ブログへの検索ワードでも判る。

日本の住居では設置が難しいと思われるが、トライしたい興味あるストーブである。

所で、このストーブの特徴は、排気がきれいで、煙は引き出されるというより、押し出されるということらしい。
そのため、ストーブ本体から出た燃焼ガスは、そのまま、横方向に排出するという、通常のストーブでは考えられない構造になっている。
原理はどうなっているのだろう?

国内サイトでは、自分が納得できる解説を見つけられない。
また、L型の煙突をペール缶に埋め込んでロケットストーブを称しているものも多いが、これは、ロケットマスヒーターの真の能力を出すものでもないと思う。

素人なりに、再度検証してみた。
(対象:200Lドラム缶を使用する、標準的なロケットストーブ)

燃焼ガスは、ヒートライザーと呼ばれる、いわば燃焼チャンバーで燃焼させられる。
ロケットストーブは、このヒートライザーが断熱材で覆われているのが大きな特徴である。

燃焼ガスは、ヒートライザーを昇り、アウターケースあるいは、ヒートエクスチェンジバレルと呼ばれる、200Lドラム缶内部で反転し下方向へ下る。

インナーケースとアウターケースの上部、及びサイドのギャップはかなり重要で、約5cm程度。

ヒートライザーを昇った燃焼ガスは、ラジエターである、アウターケースで冷やされる。つまり、熱交換が行われる。

冷やされた燃焼ガスは、重くなり下降する
当ブログの記事、「ロケットストーブ2(2009/10/13)」のイラストには、エギゾーストクーラー(排ガスクーラー)の記述があるが、この概念を象徴している。

効率よく冷やすために、ギャップは広すぎてはいけない。また、クールダウンの影響をヒートライザーが受けないよう、断熱材(絶縁材)で覆われている。
温度低下した燃焼ガスは、そのまま横煙道を進む。
横煙道は、ある程度の長さと断熱の必要がある。

そのまま(水平方向のまま)、排煙させてもいいし、垂直煙突を設ける場合もある。
しかし、高い屋外煙突は、ロケットストーブにとって必ずしも良いことではないと考えられる。
もしも、屋外の垂直煙突が高く、横煙道の容量が極少量ならば、屋外煙突内部の冷えた燃焼ガスは、ストーブ内部に逆流する可能性さえある。
しかし、最小の外部縦煙突と、粘土等で充分な断熱処理を施され、しかも、充分な長さ(容量)を確保された横煙道は、外部縦煙突の影響を最小限に抑えられる。
(実際、海外サイトでは、φ200㎜程度で、非常に長い横煙道を用いている)

断熱材でヒートライザーを覆い、高温状態の燃焼ガスの膨張を保ち、冷却によるガスの収縮を利用することにより、長い横煙道にもかかわらずスムースな排煙が可能となる。

また排ガスが、ほとんど臭わない、高効率、完全燃焼するというのも、このストーブの特徴である。
200Lドラムを使用する場合の、燃焼スペースは決まってくる。
そのためには、投入する薪の量と、吸込まれる空気の量が適正でなければならない。
開発者のラリー・ウィニアルスキー博士は、燃焼ガスを高温に保つこと、コンスタントに空気を供給すること、ただし、過剰な空気や、2次空気は必要ない。多量の空気は燃焼ガスを冷やすからと述べている。
投入口は、およそφ150㎜。ヒートライザー長さ(高さ)は、約900~1000㎜。

完全燃焼とはいえ、内部に溜まるであろう煤の掃除は、数年毎には必要ではないのか?
太い薪の投入が難しい(?)。つまり、始終薪を投入しなければならないのではないのか?
それが心配。

兎も角、かなり考えられたストーブだという事が判る。
ノーテクと見過ごすべきではないことを知る。
オリジナルの200Lドラムを使用したタイプが、最も効率がいいのだと思う。
また、日本式のソーダストストーブの燃焼方式と組み合わせたら、手間が省けて良いかもしれない・・とも。

(実物に接したことのない素人意見ですので、間違っている点はご指摘下さい)

ロケットストブ断面図

昨日、アクセス解析プラグインをインストールした。
ワードプレスには、多くのプラグインがあるので、大変助かる。

所で、驚いたことに、当サイトを訪れた「検索キーワード」の中では、「ロケットストーブ」が極めて多い。
ロケットストーブへの関心はそんなに高いのか?。

関心の高さの理由は、効率が良さそうだということだろうか。
しかし、燃焼効率が高いために、薪の使用が半分で済むなどのオイシイ記述は多いが、客観的な評価が分からない。
使っている方の率直で、公平な感想が欲しい所である。

とはいっても、自分で設置する状況にはないのだが・・。
というのも、設置したくとも、躯体が大きく、なかなか居間等には設置できない。
これは、一般的に紹介されている暖房用ロケットストーブのデメリットであろう。

また、このストーブへの疑問としてあるのは以下の点である。

上から薪を入れて点火するようになっているが、点火時に煙は室内側に出ないのだろうか?
つまり、ヒートライザー(本体内部の断熱された煙突)はじめ、ストーブが暖まっていない状態で、煙の引きに関しての疑問がある。

このストーブの特徴は、ストーブ本体からすぐに水平方向に煙道を設置しても引きがいいということである。
いや、引くというよりも押し出されるという感じらしい。
つまり、ヒートライザーは十分に断熱される必要があり、断熱によって、高温を保った燃焼ガスが、横煙道の煙を押し出すというのである。

ロケットストーブの燃焼最近読んだある方の意見は、ヒートライザーを昇りきったガスは、上部空間で解放、膨張する。
急に膨張すると圧力が下がる、圧力が下がると温度も下がる。
そして、ヒートライザーとアウターケース(ドラム缶)の隙間を下方に下がっていく、とある。

温度が下がったガスは、断熱壁のためにヒートライザー内部の熱の影響を受けず、それどころか、熱交換器としての、低温のアウターケースのためにさらに冷やされ、重くなって下降し、横煙道のガスを排出させる。

・・・ということだろうか?

この意見が、正解かどうかは、私には判断できない。
ただ、ロケットストーブは奥が深いなと思った。

ロケットストーブ製作マニュアル日本ロケットストーブ普及協会が主になって進めていた、ロケットストーブ製作テキストの日本語版が、完成し、出版されました。
これを読めば自作できるよう、設計図から作り方の詳細、その他興味深い記事が満載とのことです。

私は、内容確認はしていませんが、普及協会の共生庵荒川氏からの案内メールで知りました。
ソーダストストーブを設置した私ですが、実に興味深い薪ストーブだと思います。

「ロケットストーブ」
イアント・エヴァンス、レスリー・ジャクソン共著
服部淳子/訳
日本ロケットストーブ普及協会/編集
A4版・84頁 / 定価:¥1500(送料込)

冊数、住所(送付先)、氏名、電話番号を明記の上、料金を下記のどちらかに振込むと入金確認後送ってくれる。

口座名:日本ロケットストーブ普及協会
郵便振替口座:01350-4-87337
口座名:共生庵
郵便振替口座:01340-5-58307

質問・連絡先
日本ロケットストーブ普及協会/石岡
TEL&FAX:0847-41-8747
共生庵・地球市民共育塾/荒川純太郎(Arakawa Juntaro)
TEL&FAX:0824-52-7038

煙突の直径

2009/12/11

煙突掃除は、薪ストーブの大きな問題点である。

昨シーズン、我家では、20日から1ヶ月に1度は煙突掃除をしていた。
凍えそうな日に、煙突が詰まって薪が燃えず、煙が逆流してきて、掃除するしかないことが、何度かあった。

最近、煙突が詰まるのは、直径の影響が大きいのではないかと思っている。

工房で使っている鋳鉄ストーブは、椎茸ボイラー用(120~125㎜位)の煙突を用いているが、設置して以来掃除をしたことがない。
そのため、自宅では絶対に使わない、乾きの悪い薪は全て工房で燃やしてきた。
それでも詰まらないのだ。
(ストーブの使用では100㎜クラスだが、煙突位置が上向きなので、それまで使っていた120㎜煙突をかぶせて使用している)

カラマツストーブ建具屋の知人が来て、煙突が詰まって仕方がないので、昨シーズンは思い切って150㎜に交換したらシーズン中の掃除が不用だったという。

某ストーブメーカーの担当者は、100㎜クラスよりも120㎜の方が引きがいいので、詰まりにくいという。

そういえば、信州で、カラマツストーブを売っている。
ヤニの多いカラマツを燃やすためのストーブである。以前見たそのストーブは煙突が異様に太かった。
再度確認してみると、直径200㎜(!)だった。最終的に、この直径が必要だったのだ(画像上)。

このような事例から、乾燥したペレットだけを燃やす以外、煙突の直径は、最低でも120㎜は必要なのではないかと思うのだ(確証はないが・・)。

ロケットストーブ-エギゾースト所で、巷の関心の深いロケットストーブだが、画像では、巨大なエギゾーストパイプ(煙突といっていい)をダブルで使用している。

ロケットストーブの原理は、ライザー部分で2次燃焼が起き、その燃焼ガスが排気(排煙)を押出す。
しかし、十分な燃焼が起きない場合、あるいは、失火してくすぶるような状態が続く場合、横煙道が長いために、内部にススが溜まってしまうことはないのかという不安がある(実際は不明)。

画像の太いツインエギゾーストを見ると、様々なトラブルの解決事例として理解すればいいのだと思った。

カラマツストーブは、「信州カラマツストーブ☆佐久穂町役場」から、ロケットストーブの画像は、「Rocket Stove」から引用させて頂きました。

ロケットストーブ構造図
 
室内用ロケットストーブについての総括。
室内用ロケットストーブの作り方は、動画を含めて探せば出てくる。
しかし、各部の細かい寸法表などは発見することはできなかった。
画像下のドローイングは、鮮明ではないが、1方眼が2インチ(約5cm)である。これによると、内外ドラム缶との隙間は2インチ。
ただし、作り方のテキストブックがアマゾン等で購入できる。

ロケットストーブ寸法図
 
私自身、実現は別としてロケットストーブを室内で使うことへの興味と関心は高い。

海外のサイト参照にした範囲では、非常に効率的な燃焼を得ることができ、煙突の出口では、ほのかな温度と湿気を感じるだけで、煙の匂いはしないと記述してある。

たまに、内部の掃除や、ヒートライザーのリビルト、金属部品の交換の必要性があり、そのため、金属部品は品質のいいものを用いるほうがいいこと。
また、相当な重量になるため、設置場所を選ぶか、家の設計時に設置を想定しなければならないなどの注意点がある。

所で、ロケットストーブを調べているうちに、「日本ロケット・ストーブ普及協会」の存在を知った。
サイトでは、すでに9号機まで作ったことがアナウンスされている。

普及協会代表の荒川氏に、ロケットストーブに対する疑問点をお聞きした。

Q1:横煙道が長いが、点火から暖まるまでの間、煙の引きはいいのか、室内側へ出てくることはないのか?
A1:最初にバーンチャンバーで少しだけ燃やし、薪に着火すれば問題ない。普及協会のサイトにあるストーブでは、横煙道が12m(!)でも可。
内外ドラム缶の隙間(横と上)、が非常に重要であり、煙突で引くというより、ここの燃焼で押し出すという感じ。

Q2:内部の掃除は。
Q2:燃焼効率がいいので、ススはほとんど付かない。作って4、5年になるが、横煙道は掃除したことが無い。燃焼トンネル部分にも灰が溜まるが、それは入り口から掃除することができる。アッシュトレイの灰も上から取り除くことができる。
熱交換器(ドラム缶)は、極たまに外し、内部を掃除している。ドラム缶はほとんど傷んでいない。
なにしろ、煙に匂いがない。

Q3:太い薪も燃やせるのか。
A3:問題ない。焚口に入れば、太い梁でも燃える。

普及協会のサイトで、このストーブについて、かなりの情報を得ることができる。
どのタイプの薪ストーブでも同様だが、燃し方、使い方は各自で様々にトライし、最適な方法に辿り着く必要があり、このストーブも例外ではない。
薪はゴーゴーと燃えるそうだが、実際に現物を拝見させて頂くのがベストだと思う。

ロケットストーブは、薪ストーブ問題点の多くを解決するストーブではないかと思う。
私が考える問題点。
■本体の重量と大きさ(設置場所を選ぶ?)。
■ドラム缶を外しての掃除が面倒(ただし、薪ストーブで年1回程度だとすれば、不平の範囲ではない)。
荒川氏によると、ドラム缶は簡単に取れるとのこと。
■薪の投入頻度の問題(私が実感として把握していないので、現時点での個人的疑問点)。太くて長い廃材を入れると、先点火なので、自動的に燃えて下がっていくとのこと。

優れた点。
■優れた燃焼効率(ぜひ実感したいものである)。
■ススの付着が少ない(掃除で悩むことが少ない)。
■ユニット部分から出た煙突を、土と石で覆ってベンチやベットなどに利用する。熱はその部分に蓄熱され、ゆっくりと放出する。お尻が温かいのは実に心地よい。燃焼部分からの熱放射と併せ、熱を効率よく利用できる。

最後に、ロケットストーブの製作風景、及びそのテクノロジーについてのサイトをリストしておく。
なお、使用した画像は下記の海外サイトから転載させて頂きました。

「Rocket Stoves – appropriate technology brought to your living room」
「comrade simba – Rocket Stove Photoblog」
「日本ロケット・ストーブ普及協会」

ケリーケトル

2009/10/23

ケリーケトル構造ユニークさで思わずニヤニヤしてしまう。
ケトル自体が、燃焼筒(あるいは煙突)になっていて、ロケットストーブを連想させる。

ケリーケトルはアイルランドにある会社の製品で、主に、欧米のキャンプやフィッシングなどのアウトドアを楽しむ人々が使用しているようだ。

ケトルは2重になっていて、内部に水を入れる。

ケトルの下にセットする燃料容器があり、容器の側面にはエアーホールが空いている。
この容器に小枝や木切れを入れて燃やす。

ケリーケトル燃焼燃料が足りない場合は、上の煙突から、燃料を追加する(小枝や松ぼっくりがいい)。

アクセサリーとして、ポットサポート(五徳)も売られている。
煙突の上にポットサポートをセットし、それに小さなポットを載せるという使い方もできる。

このケトルを評価したサイトのデータによると、
使用したケトルのサイズ:1 pint Small Kelly Kettle(0.57L)。
ケリーケトルをガスコンロにセットし、15℃の水600CCを沸騰させた時間は、平均6.5分である。

上記のテストによる湧き上がり時間が、他と比べて早いのか遅いのか、私には分からない。
キャンプだと、火を焚く場合も多いので、それを利用すれば水も沸かせる。しかし、アウトドアで暖かい飲み物を入れるのに、コールマンやプリムスでもいいが、ケリーケトルの煙突からの炎を楽しむ余暇の野外というのもいいかもしれないなと思う。

Junji Takanoという方のクッキングストーブである。

Takano氏のクッキングストーブTanaka氏は、「画期的な静電医療機器・PYRO-ENERGEN」という、少々得体のしれない感じのする健康機器の製造販売を行っている。
「PYRO-ENERGEN」は、静電気発生装置を利用したもので、癌を始め様々な疾病に効果があるという。

Tanaka氏は、画像では、東南アジアのどこかに住んでいるような印象で、彼の「PYRO-Eco Stove」は、田舎での料理用ストーブとして紹介されている。

画像で見るTanaka氏のクッキングストーブは、まさしくロケットストーブそのものと思うのだが、本人は、記事(April 5, 2008)の中で、機械屋の親父が50年前に作っていたのを記憶していて、それと同じようなものを作ったとある。

日本で、このような調理器があったとは信じにくいが、こればかりは何ともいえない。

セメント使用ロケットストーブ製作途中画像最上の「PYRO-Eco Stove」は、前回のロケットストーブの記事のイラストと同様、燃焼ガスは鍋の側面を昇り、効率よく熱交換を行う。
新聞100ページ又は、500グラムの段ボールで、カップ6杯の米と2種類の料理を作ることができるという。

次は、セメントを用いた、彼のクッキングストーブである。
燃焼筒がモルタルで保温されるため、更に効率がいいと思われる。
このストーブこそ、ロケットストーブのアイデアに基づいていることは間違い無いだろう。

セメント使用ロケットストーブ我々が2年暮らしたラオスでは、今も山で薪を採ってきて炭にしたり、それを乾燥させて料理に使っている。勿論、炭売りや薪売りがいるのだ。

この知識があったら、再度チャンスがあったら、私は彼らに効率の高いロケットストーブを紹介したいと思う。相当な燃料のセーブに繋がるだろうし、経済的な助けにもなろう。
考案者のドクター・ラリー・ウィニアルスキーは、彼のストーブをアフリカの人々に役立てたいと思っていたように・・。

Junji Takanoのクッキングストーブの詳細は「PYRO-ENERGEN」のサイトで。
なお、全ての画像は「PYRO-ENERGEN」の記事から転載させて頂きました。

ロケットクッキングストーブロケットストーブの名称だが、「燃焼室及び煙突(燃焼室兼煙突)」は空気と木炭ガスの再燃焼で上方向の激しいドラフトを生ずる。それをもって「ロケット」と呼ぶらしい。
(下のイラストでは、燃焼室兼煙突部分をヒートライザーと呼んでいる。このヒートライザーがロケット噴射に似ているという所以)

上のイラストは、前回の記事で触れた、ラリー・ウィニアルスキーによるロケットストーブの原理を分かりやすく描いたものである。
再度、その特徴を簡単にまとめると・・。

■燃料は、空気の流れを阻害してはならない。
■スムースな空気の流れと、燃焼による木炭ガスは、燃焼室に入って激しく燃える。
■断熱された燃焼室内部は高温を保ち、効率的な燃焼を保障する。
(燃焼室および煙突部分の断熱はロケットストーブの特徴である)

これは、クッキングストーブとして応用した例である。
鍋(Pot)はスカートで覆われ、高温の燃焼ガスの効率的な熱交換が行われるようになっている。
スカートを用いるのもロケットストーブの特徴である。
このロケットクッキングストーブは、アフリカ等で行われている従来からの煮炊きに比べ、燃料が半分程度ですむらしい。

別の資料によると、「燃焼室兼煙突の断面形状(四角か丸)」「燃焼室兼煙突のサイズ」「鍋の直径」による、スカートと鍋のギャップのデータがでている。

例えば、
燃焼室兼煙突の断面形状:円筒状
燃焼室兼煙突のサイズ:直径12cm
鍋の直径:20cm、30cm
の場合、スカートとのギャップは:16㎜、12㎜である。

下のイラストは、室内暖房用ロケットストーブの構造図である。
断熱された燃焼室兼内部煙突は、すっぽりとドラム缶で覆われ、燃焼ガスはドラム缶下部から排出される。
このドラム缶が熱交換器となる。

上図では、薪を水平方向に入れるようになっているが、下図のストーブでは上から垂直に入れるようになっている。
ロケットストーブは、薪の先端に火をつけることになっている。そのため薪は、燃えていくごとに自動的に供給されるのである。

ロケットストーブ構造図