2013年12月24日火曜日

ロケットストーブ(ロケットマスヒーター)の安全対策その2


Chimney fire alarm



秋に煙突を解体清掃した時に煙道火災がものすごく危険なことを実感したので対策を考えました。特に、風が強い時、煙突は負圧が発生して煙突には吸い込む力が働き、いつも以上に燃えて火の粉などをより強く引き込んだりもするようです。そうした時に煙突内に溜まったタールに引火し煙道火災が起きるのではないでしょうか。風の強い日に煙道火災では余計に危険です。それに外の煙突の中で火災が起こっていても、外にいればわかるかもしれませんが部屋の中ではよくわかりません。また、一般的な薪ストーブより煙突の口径が太いロケットマスヒーターは口径が太いため煙突の内部に付着するタールの量も多いため一旦火が付いた場合、より激しく長く燃え続ける様に考えられます。そこで煙道火災が起こった時にアラームが鳴るように考えました。入手しやすいもので作りました。



使うものは防犯用ブザー、サーモスタット、電池ケース、電池、他に配線、はんだごて、ハンダなど。材料代は1000円未満で収まると思います。

防犯用ブザーはダイソーで買ったもので、ボタン電池LR44 3個で作動するものなので (1.5V✕3)電池ケースも3本のもの(単3形でも単4形お好みで)



防犯用ブザーはボタン電池を取り出して、電池ボックス内のプラスとマイナスの端子に配線をハンダ付けして引き出します。

TO-220形の パッケージになっているサーモスタット(温度スイッチ)これは秋月電子通商で買いました。120℃ON85℃に下がるとOFFになります。(120℃以上になって燃え尽きる場合も考えられるが少しは鳴るでしょう)



こんな感じで、防犯用ブザーから引き出した配線と電池ボックスの途中にサーモスタット入れます。実際はサーモスタットは配線を伸ばして外の煙突に取り付けます。



外の煙突にサーモスタットを針金でくくり付けました。サーモスタットの足に配線をハンダ付けして、室内まで引き込みました。取り付ける場所は煙道火災が一番最初に起こりそうな所、普通時温度が120℃以下の所に取り付けます。自分のところは部屋の中で露出している部分は無いので、外に出て1m上がった所に取り付けました。見当がつかない場合は複数のサーモスタットを並列に取り付けても良いかもしれません。また、120℃以上になるところでも適当なスペーサーを入れ事で使えるかもしれません。防水の性能は期待できないのでコーキングで防水性を持たせる必要があると思います。



サーモスタットから室内に引き込んだ配線に電池ケースと防犯用ブザーをつないでブザーのスイッチをONにしておけば、外のサーモスタットが煙道火災によって120℃まで熱せられた時にスイッチが入って防犯ブザーが作動します。

もし、ブザーが鳴った場合は焚口にフタをかけて焚口からの空気の流れを遮断するつもりです。長い薪を入れている場合は完全にはふさげないでしょうが極力ふさげば空気量も減り煙道火災もおさまると思われます。これはロケットマスヒーター(ロケットストーブ)で使いましたが普通の薪ストーブでも使えると思います。

2013年12月23日月曜日

ロケットマスヒーターの暖房能力



今シーズンもロケットマスヒーターは快適に使えています。薪も早めに用意していたので、乾燥の具合もまあまあ良いです。先シーズンより暖かいような気がします。


暖かいとは言ってもどの位なのか客観的にわかるように各処の温度データーを採ってみることにしました。ロケットマスヒーターを設置した部屋は広さ8畳ほどで、古い家なので気密性や断熱性は非常に悪いです。それでもそこそこ暖かくなるので、最近の住宅や気密性や断熱性の良い住宅ならもっと良い結果になるような気がします。arduinoにIC温度センサーを使い4ヶ所の温度のデーターをパソコンに取り込むことにしました。



ロケットマスヒーターのドラム缶の天端も測ってみましたが、100℃以上になるため-20~約1000℃まで測れるK型熱電対温度計になるテスターで測定しました。


上の図がロケットマスヒーターを点火してから一時間までのドラム缶の天端の温度変化です。点火から20分後には天端の温度は250℃にまでなっています。

天端の温度は焚き方や薪の種類などで左右されますが、150~300℃位の間を上下しています。焚き方によっては370℃くらいまで上がる場合もあります。元々、ヒートライザーを長めに作っているのでドラム缶の天端の温度は上がりにくくなっています。調理には向きませんが、お湯を沸かしたり、保温するには充分使えます。部屋の室温が上がってしまえば必要以上に薪を使うのはもったいないので焚き方は薪で調節しています。


上のグラフはロケットマスヒーターを点火してから次に焚くまでの24時間の温度の変化を記録したものです。ロケットマスヒーターを設置した部屋と隣の暖房の無い部屋と外気温の変化です。点火して30分程で室温は30℃まで上がっています。これは主にドラム缶からの放熱と思われます。室温は20~25℃の間で上下しています。薪が燃え終わり焚口にフタをかけた後は下がりはじめ約12℃まで下がってしばらく一定の温度を保っていますが、これは蓄熱ユニットからの放熱のようです。設置してある部屋と何も無い部屋とでは大きな差があります。




次は蓄熱ユニットの温度変化です。焚き始めからの部屋内温度の上がり方が緩やかなのは他の作業をしながらだったので、薪を入れるのが適当だったためです。約5時間ほど焚いて、焚口にフタをしたものです。点火の時点で蓄熱ユニット保温材下温度が54℃ほど、蓄熱ユニット床表面温度が30℃ほどです。これは前の日(18時間前)の蓄熱ユニットに溜まっていた余熱です。蓄熱ユニットは出ている表面が1950㎜✕1050㎜で他の床より90㎜下げて作られています。そこが全体暖かくなります。床表面温度は蓄熱ユニットの上に布を敷いていてその上の温度です。保温材下温度と言うのは布の上に座布団が敷いてあり、布と座布団の間の温度です。座布団が保温材となり熱が逃げません。保温材下温度が最大72℃くらい、床表面温度は48℃くらいでしょうか。

もちろん焚き方次第で多少、温度は上下すると思います。70℃50℃とかだと熱すぎるような感じですが、実際は体に伝わる熱は心地よいです。座っていても寝転んでいても、とても暖かいです。朝とかは余熱が充分残っているので蓄熱ユニットの上にいればロケットマスヒーターは焚かなくても暖かいです。もちろん蓄熱ユニットは軽量ブロックで完全に区画されていて低温発火は起こらないように作りました。




最後が種芋保存用の芋室の温度変化です。蓄熱ユニットの外側に作ったものですが、この前は芋室が隙間だらけで温度が下がる場合があったので断熱材で隙間を補修しました。15~20℃の間でそこそこ安定しているようです。

自分が作ったタイプのロケットマスヒーターはグラフを見てもらえばわかるようにドラム缶からの放熱があるので点火してから部屋の中がわりと早く暖まります。それからジワジワ蓄熱ユニットから熱が出てくる感じです。またこの地方では冬は一日中寒く、(各グラフの外気温を見てもらえばわかるように)ほとんど曇り、雪、曇りで太陽が出で直射日光で住宅の中の温度が上がることはなく、また外の気温が上がることは春までほとんどありません。ですから温度の調節は細かくする必要もなく蓄熱ユニットから時間差で熱が出てきても問題ありません。


2013年10月24日木曜日

ロケットストーブの煙突掃除その2

ロケットストーブのメンテナンスです。
この前は外の煙突の立ち上がり部分の掃除でしたが、今度は部屋の中のロケットストーブ本体、蓄熱部の煙道の掃除です。まずはドラム缶のヒートライザーの部分からです。


 
 
ヒートライザーの周りにはたくさんの煤が付き、天端は4cm位下がってました。これはパーライトが熱の影響で次第に締まっていったものと思われます。
 
 
 
 
 
 
 ヒートライザー内部はそれほど煤は多くないです。



かぶせてあったドラム缶の内部にも煤が綿のように付いています。


 
 
煙突ブラシで煤を取る。タールようなものは無いです。
 
 
 
 
蓄熱部の煙道です。灰が結構溜まっています。この状態は約6ヶ月間毎日15時間くらい焚き続けた結果です。自分のロケットストーブは、いつも吸い込みが強いので煙道まで灰が吸い込まれてしまうためと思われます。逆に吸い込みが悪いと外の風などの影響で煙が逆流して焚口から煙が出たりするので、これは仕方が無いことです。




灰はあちこちに溜まっています。灰はサラサラなので吸塵機で楽に吸い取れるので掃除はしやすいです。煙道を作る時には全部掃除を楽にできるように作らないと後々大変です。


 


煙道は綺麗になりました。蓄熱部の煙道は煙道内が高温になるためタールなどは付着しにくいと考えられます。原理的には二重煙突と同じようなものと考えられます。




これは外の煙突の立ち上がり部分のタールが溜まっていた時のものです。煙突の外部に保温材がないとタールが付着します。黒光りしたタールがわかるでしょうか。






家の中で唯一タールが溜まっていたところは煙道の点検口の蓋の部分です。蓋の部分は部屋の中に露出しているため冷やされてタールが付着したものと思われます。仮に家の中にシングルの煙突を露出させた場合同じようにタールが付着するのではないかと予想できます。




ヒートライザーの天端に断熱材を補充しました。




煙道の掃除に使ったシロッコファンです。外から強力なシロッコファンで煙道の中を負圧にして、煤や灰が家の中に広がらないようにして掃除しました。

2013年10月14日月曜日

ロケットストーブの煙突掃除その1

ロケットストーブのメンテナンス
ロケットストーブの外部の立ち上がりの内側にはタールが付着してます。これは冬後半、薪の準備不足で乾燥してない水分を多く含んだ薪を燃やしたためにタールが多く発生したようです。ロケットストーブは完全燃焼するので灰や煤が出ない。などと言われたりもしてるようですが、それは根拠のないもので、条件にもよりますが、完全燃焼はしないし、必ず灰や煤やタールなど出るのです。





上の写真では、よく判りませんが内側には黒光りした硬くなったタールがこびりついていて、ブラシなどでは取ることは出来そうもありません。そこで



バラバラに分解して畑に運び、上のように組んで、下の口から火を少し燃やしてやると・・・・・





 タールが燃えだすと、まさに煙道火災状態です。黒い煙を出して燃えたあと・・・・・




炭化したものが更に高温になって燃えるのでしょうか。激しく燃えてます。煙突も高温になってます。煙道火災では800℃位になるそうですが、おそらくこの煙突も近い温度になってると思います。高温でステンレスの表面も焼き色が付きました。見てるとロケットストーブの原理のまんまの様。ロケットストーブを最初に作った人は、これをヒントに作ったのかな。




燃え尽きたあとにブラシで擦ると綺麗になります。





これを繰り返して、すべて綺麗になりました。




しかし、ロケットストーブでも、条件によっては煙道火災は起きる。これは今まであまり聞いたり、本にも書かれてはいませんが絶対に頭に入れておく必要があるようです。
ロケットストーブを作る時は煙道火災を想定して作らないと家が燃えてしまう結果になってしまうかもしれません。ロケットストーブの煙突でも高温になる場合があると考え、天井や壁の貫通部は普通の薪ストーブの煙突と同じ考えで制作しないと火災になってしまいます。
あとネットを見てるとロケットストーブの煙突をアルミフレキで作られている方がたまに見かけますが、絶対やめたほうが良いです。普通の状態なら問題ないかもしれませんが、ロケットストーブで煙道火災が起こった場合は高温に弱いアルミフレキは、すぐ穴が開いてしまい火が住宅に燃え移ると思われます。「ウチのロケットストーブの排気温度低いから大丈夫」などという人もいるかもしれません。でもそれは排煙の煙突 のどこかにタールが溜まっている可能性が高く、煙道火災の起こる可能性があるのです。特にシングルの煙突で保温材もなく横引きを長く取っている場合など煙突内部はタールが溜まっていると考えられます。それがいつ火が着いて燃えだしてもおかしくないのです。ロケットマスヒーターでも煙道火災は起こります。

追記 急にこのブログの閲覧数が増えたので調べたら某掲示板でこのブログはアホ扱いのようです。
煙道火災について信じるかどうかはその人の勝手ですからね。でも、この結論は毎日約14時間、約半年間焚いた上での結論なんですけどね。

薪小屋を作る 

今年の夏は薪小屋を作ることにしていて6月頃から作業を始めました。
材料は古い住宅の廃材や貰い物の杉丸太、あとは親戚のいくらでも切っても良いと言われた竹などです。


太い孟宗竹です。直径15センチ以上、高さは15メートル位はあります。切り出して軽トラックで運びます。



孟宗竹は垂木として使用。15センチ位の太さなので強度は十分有りそうです。桟木を渡して屋根は波トタンにしました。



丸い竹の固定には番線を使いました。番線は仮設用に使われますが、雨など当たらない所だと結構長持ちします。締めるのにはコツが要りますが、自分は昔、仕事で使っていたので大丈夫です。今回は金物店にあった一番太い#8の番線を使用。(それ以上は置いてなかった。)


薪小屋なので雨さえ当たらなければ外壁はあっても無くても良かったのですが、冬に北風が吹きつける側には、沢山ある竹を貼ることにしました。竹を四つ割りにしてステンレスのビスで固定。


内側は光が適度に入っていい感じです。
薪小屋は広さは、だいたい14畳ほど。最初は広いと思いましたが薪を入れたら結構一杯になりました。
今回は低予算で薪小屋を作ることができて良かったです。



2013年9月20日金曜日

ロケットストーブ用薪割り

このロケットストーブの薪は普通のストーブの薪より長さを長くした方が燃えている時間が長くなり補充する手間がすくなくなります。そのため、なるべく薪は長く作りたい。一般的には45cm位でしょうがこのロケットストーブではそれ以上の長さにしたいと考えました。ただ長くなると玉切りにしたものは薪割り斧では割れません。そこで使い始めたのがクサビです。このクサビを大ハンマーで打ち込んで割るわけですが、使っているうちにクサビの頭がしだいに叩かれているうちに潰れて広がってきます。これはどんなクサビもそうなるみたいで消耗品みたいですね。で新しいクサビを手に入れようとネットで探してみると結構良い値段がします。2個欲しかったのでさらにネットで探してみたらありました。


下の赤いクサビです。ホームメイキングと言うところにありました。W-3とW-4のサイズが違うもの二種類買ってみました。価格は1,459円と1,753円で送料が525円で合計3,737円、一般的に売られているものの一個分くらいで二個買えました。コスパはとても良いように思います。
 
 
割っているのは杉の丸太、太さは40~60cm、高さは40~70cmくらいまで、立木を切ったばかりなので水分は結構含まれています。とりあえず4つ割くらいにして積んで乾燥させるつもり。使っている大ハンマーは7kgの物。元々家にあった物。このくらいが自分には丁度良いような気がします。

 
丸太の高さや木が柔らかいとクサビを一本打っても亀裂が入るだけど割れきれない。 でもう一本亀裂に打ち込んで割れる感じ。割れきれない場合は亀裂に木片を更に打ち込んで割る。半分に割れたものに、またクサビを打ち込んで四分の一に。

 
もっと細かく割ったほうが乾燥が早いでしょうが、今シーズンの薪は足りると思われるので次のシーズンまでに乾燥すれば良いので、とりあえず薪小屋に積んで置くことに。

2013年8月23日金曜日

暖房用ロケットストーブ(ロケットマスヒーター)の作り方、設計図など

もう季節も夏も中程を過ぎ、そろそろ秋も近くなってきました。これから暖房用ロケットストーブを作りたいと思われている方もいるかもしれません。以前の記事に「ロケットストーブの本」を書きましたが、正直あの本だけでは具体的な数値はわからなかったので、実際に試行錯誤する必要がありました。またコンクリート製のU字溝を使った製作例とかありましたが、コンクリートを使ったものは、コンクリートの中に含まれる気泡が高温になると膨張して亀裂が発生して割れてしまう。製作例としてはふさわしくないと思うのだが?そこで今後製作される方に少しでも参考になるように自分が普通の赤レンガで作ったロケットストーブのJWCAD図と製作過程の写真をまとめたものを公開したいと思います。第一号機のものです。



上の図は見づらいですがJWCADデーターで公開してますのでJWCADがインストールされていれば、必要な部分の拡大や寸法も調べることができると思います。この図の通りに製作してうまく燃焼しているので大丈夫だと思います。


 
 


実際の制作した時の写真をまとめたものです。この場合は床がコンクリートで出来ていたので、防火上の問題は少なかったです。

このSkyDrive 上で公開してます。都合により突然取り止める場合もありますのでご了承下さい。
また、このデーターを使った実際の製作に当たりましては自己責任でお願いします。こちらでは責任はとれません。

※現在、公開してません。希望がありましたらコメントして下さい。