May 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。


1 Comment

  • 初めまして。m(_ _)m
    煙突を調べていてたどり着きました。

    と言うのは、2年前にロケットストーブを作り、その後小型の薪ストーブを作ったのですが、薪ストーブを作った時に煙突の径による燃焼の違いを実感する事となり、現在更に小さい薪ストーブを製作中で、ふと、ロケットストーブに吸気力の方程式があるように薪ストーブにもあるのだろうか?と思い検索していました。

    と言う事で、このブログは大変参考になりました。

    ただ、現在製作中の薪ストーブは素材が限定されるので、ちょっとどうかな・・・、と思案中です。

    まだこのページしか読んでおりませんが、燃焼室と煙突の関係、つまりそれによる “ 煙突の径の選定方法 ” のような数式があればなお良かったです。 f(^^;

    最後になりますが、私のブログでこのページを紹介してもよろしいでしょうか?

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