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5月 30, 2015 - 煙突, 薪ストーブ    No Comments

薪ストーブの煙突と温度について

みなさん、こんにちは。

今日も昨日のブログ「煙突効果について」に引き続き、煙突と薪ストーブについてちょっと理論的な面から考えてみたいと思います。

 
今日考えてみるのは、温度とドラフト(煙突効果)の関係です。

温かくなってくるとドラフトが弱くなって燃えづらい、というのは薪ストーブユーザーであれば経験したことがあるのではないかと思います。

で、それを数式から見ていくとどうなのか?というのが今日のテーマです。

 
ではまず少しおさらいですが、下の式が煙突効果の働きを表している式です。

煙突効果の式

 
ここで、考察する条件として

外気温To
・「冬の場合」= 5℃
・「夏の場合」= 25℃

煙突内の温度Ti
・「着火直後」= 50℃
・「巡航運転時」= 200℃

として、合計4つの条件を組み合わせてそれぞれ計算してみました。

 
そして、その結果がこちらです!

 
温度による煙突効果の比較

 
これを見てみると、

・着火直後は外気温の違いによる影響は大きい

ということがわかりますね。

今回の温度設定だと夏と冬で約25%もの違いが出ています。

 
逆に、温度が上がってくれば、外気温によるドラフトへの影響は5%程とそれほど大きくはないこともわかります。

夏でも煙突が温まってしまえば、問題なく燃やせる、ということでしょう。
(そこまでしたい方がいるかは別ですが。。。)

 

 
そして、煙突内の温度が上がるとドラフトは約2倍になっていますね。
これは煙突内の温度を高くキープすることの大切さが表れていると思います。

 
煙突効果の式の注釈にも書いてありますが、煙突内の「平均温度」がドラフトに影響するので、例えば

・「煙突は吹き抜けをずっとシングル煙突」
・「ストーブの口元付近だけはすごい温度が高い」
・「でも上の方にいくと放熱して温度は低い」

という場合は、口元と外気温の温度差が大きくても、それほどドラフトは得られないことになりますね!

 
また、逆に断熱二重煙突をしっかり使って、素早く煙突内の温度を上げることができると、外気温によるドラフトの影響を受けづらいともいえます。

 

今回の煙突効果理論のシリーズは次回でとりあえずまとめです。

今日の最後の方に書いたような、煙突のプランニングと煙突効果の関係を計算しています。
是非お楽しみに!

5月 29, 2015 - 煙突, 薪ストーブ    1 Comment

煙突と薪ストーブの理論

薪ストーブと煙突の関係性はとても重要です。

ということは、今ではかなり認知されてきているのではないでしょうか?
今日は煙突の働きについて、そこで何が起きているのか?、理論的にはどうなの?ということに注目してみたいと思います。

というよりも、むしろ、個人的に興味があるので色々考えてみました。

興味の無い方には全く面白味のないブログかもしれませんが、どうぞお付き合いください。

 
煙突の役目は「ドラフト」と言われる、「煙を排気する上昇気流」を発生させることです。

ドラフトが発生することで、高機能な二次燃焼を備えた密閉型の薪ストーブでも、ところてん方式に薪を燃焼する為の「酸素」を取り入れることができます。

「排気量」=「給気量」

なので、ドラフトによって排気されなければ給気もされず、薪ストーブが燃えることはできないんですね。

 
さて、「ドラフト」の大切さが分かったところで、その仕組みに目を移してみましょう。

ドラフトが発生する原因は「煙突効果」という自然現象です。
その原理はまたの機会に触れるとして、数式で書くと下のようになります(なるそうです)。

クリックしたら大きくなります。
煙突効果の式

 
給気速度Qというのは1秒間の給気量を表しています。
つまりはドラフトの強さを表している、と言えると思います。

 
で、この式を見ると、

・煙突の径を大きくするとドラフトが強くなる
・煙突の高さを高くするとドラフトが強くなる
・煙突内部の温度を上げるとドラフトが強くなる
・外部温度が下がるとドラフトが強くなる

こんなことがわかりますね。

どれも薪ストーブ屋さんの中では良く知られていることですが、こうやって式に現れると面白いですね。

 
そして、この式を使って、

・煙突の径が変わると、どのくらいドラフトが変化するか
・煙突の高さが変わると、どのくらいドラフトが変化するか

ということを計算してみます。

煙突効果の計算

煙突を1m伸ばすと、理論上では大体10%くらいドラフトが強くなるんですね。
実感としてはもっと変化があるように思っていたので、少し意外です。

 
それと煙突径による変化は大きいです。

150mmというのは東京ストーブで扱っている薪ストーブの一般的な煙突径です。

200mmは大型の薪ストーブや開放型の暖炉なんかで使います。

100mmはホームセンターなどでも売っている細い煙突ですね。

 
100mmの煙突だと、150mmの煙突の半分以下のドラフトしか得られないんですね。
そして200mmにすると8割弱もドラフトが増すとは。。。

単純ですが、なんだか興味深い結果です。

 
ちなみに、煙突の径は大きくなりすぎると排気が拡散して冷却されるので、逆にドラフトが低下することにもなります。
この辺のバランスは難しいですが、一般的な薪ストーブと煙突の組み合わせであれば、それほど気にする必要も無いですね。

 
 
実は、まだまだたくさん計算したのですが、長くなったのでまた続きを書きます。
それでは今日はこのへんで。

9月 29, 2013 - 煙突, 薪ストーブ    No Comments

ピキャンオーブンって面白い。

ようやく薪ストーブを焚いても許される陽気になりつつありますね。
でももう一息、待ってみたらもっといい感じになりそうです。

やっぱり寒い寒い日に、外から帰ってきた時の薪ストーブの暖かさといったら、
もうそれだけで一日幸せな気持ちになれるくらい。
「ぬくもり」という表現がすごくピッタリなんだなと、改めて実感することができますね。

寒いからこそ感じられる、暖かさの喜び。
それが薪ストーブだよな、と思う今日この頃です。

 
なんて良いながら、日が沈んで気温が下がってくるともう我慢できなかったりもします。
そんなわけで、実験がてら昨日はピキャンオーブンを焚いてしまいました。

ピキャンオーブン
 
ピキャンオーブンというと「燃費が悪い」とか「鋼板製だから・・・」とかいうイメージが
ついて回りますが、意外とそうでも無いんだなと。
昨日の夜、9時頃に最後の薪を足して、今朝来ても少し熾きが残っていましたよ。
ピキャンオーブン_1

その時の炉内はこんな感じ。
ピキャンオーブン_3

その時の天板の温度がこちら。
ピキャンオーブン_2

うちのショールームみたいに気密も断熱も良くない家は別にしても、
現代の住宅であれば、朝でもまだ暖かさの感じられる温度です。

とはいえ、これが出来るのはショールームの煙突が5mを切る位の短めだからでしょうね。
2階建てでもっとドラフトが効いてくるお家だと、厳しいかなと思います。

 
そして、鋼板製ならではの立ち上がりの早さはとても魅力的なので、その点もご紹介しましょう。
ピキャンオーブンならではの着火方法です。

1.まずは奥に中割り(5cmくらい)の薪を1本横に入れます。
ピキャンオーブン_4

2.その薪に立て掛けるように2本の太薪(10cmくらい)を縦にならべて、真ん中に道を作ります。
ピキャンオーブン_5

3.そしてその道にフタをするように中薪を並べます。この時、炉の奥の壁にはくっつけずに少し隙間を開けます。
ピキャンオーブン_6

4.道の入り口に割り箸2本くらいと着火剤をセットします。
ピキャンオーブン_7

5.そして着火!!!!
ピキャンオーブン_8

6.その時の給気口のダイヤルは全開です!(2cm以上開けてます)
ピキャンオーブン_9

これはかなりオススメの着火方法です。
(自分で発見した風に書いてますが、以前お客様に教えてもらった方法なんですけどね!)

割り箸がたったの2本と着火剤だけで、いきなり太い薪に火が付くだけでなく、
着火直後から煙も非常に少ないです。
焚きつけを作るのが面倒な人や、煙に悩んでいる方、是非試してみてください。

 
ちなみに着火から3分後の様子がこちら。
ピキャンオーブン_10

8分後には天板温度が250度を超えました。
もうお湯が沸かせちゃいますね!
ピキャンオーブン_11ピキャンオーブン_12

それからさらに5分。
天板は350度を超えて、ダンパーも閉めてしまいました。
それまで奥に向かって流れていた炎が、手前に回るようになって本格的な燃焼がスタートします。
ピキャンオーブン_13ピキャンオーブン_14

着火から20分後には給気を絞って美しい2次燃焼も。
ピキャンオーブン_15

 
これだけ急激な着火は鋳物のストーブだと出来ないですし、ドアの真ん中に給気があるからこそ
可能な薪の組み方なので、これは鋼板製のピキャンならではの着火方法と言えます。

問題はピキャンオーブンの炉は狭いので、薪を短く作らないといけないことですね。
25cmくらいだと使い勝手が良いと思いますが、市販の薪ではなかなか売っていないサイズです。
頑張って作るのが一番かなと思います。

 
そんなわけで、たまたま焚いたピキャンオーブンが面白くてご紹介してきました。
ピキャンオーブンは特に特徴的なストーブではありますけど、他のストーブにも
そのストーブの良さ・性能を引き出す焚き方ってやっぱりあるんですよね。

薪のくべ方とか、給気、温度、煙突、色々なバランスで薪ストーブの燃焼は成り立っているわけです。
せっかくなので、今後もそんなお話をブログで書いていけたらなと思っています。

もちろんお店に来ていただければ、ピキャンに限らず他のストーブの事もしっかりご説明させて頂きますし、
事前にご予約頂ければ、実際に火を入れながら生解説もしちゃいますよ!

 
最後に、I様。素晴らしい着火方法をありがとうございました!

 
薪ストーブ専門店 東京ストーブ
TOKYO STOVE SUPPLY

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