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最新更新日：2018.02.17 ・燃焼の工夫 2015年秋にyoutubeでロケットストーブを知りました。はじめはこれは排気がきれいでいいな、と思って見てました。発展途上国で煙に困っている人のために考えたとかもなんだかいい感じでした。Wilipedia「ロケットストーブ」 この形でも運転してみましたが、温度は上がるけれど「無煙」ではない事が多くありました。 特徴のある燃焼音など、はじめのうちはなんだか「不思議なこと」が起きているものか・・・・と思いましたが、運転を重ねて、書籍やネットで情報を得るうちに、「不思議なこと」が起きている訳ではなく、従来の知識で対応できるものであることがわかってきました。 しっかりと煙突を設置して、内部の圧力分布を把握することが、失火や一酸化炭素中毒を防ぐことにつながりますので、安全に注意して遊びましょう。 ・鉛直燃焼筒方式の採用 蚊取り線香に点火する時、炎があるときは煙は出てきません。火を消すと煙が出てきます。燃料を火炎で包んで、発生する木質ガスを火炎で熱分解してしまう。これを閉じ込めた空間で行うことがひとまずの目標になりました。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ちなみに木質系燃料はイオウが少ないので「無煙」化はしやすく、石油系燃料はイオウ分の反応の温度と時間が高くて長いために無煙化しにくいと個人的には考えています。 つまり製油所でイオウを除去する現在の日本のやり方は大変理にかなっていて、これからも進めていくと良いと考えています。 同様に石炭燃料についても、各種除害設備が完備した発電所や工場で利用して、除害設備のない各家庭は使わないという、現在の日本のやり方は大変理にかなっていると考えています。 おそらくこの日本の石炭の利用のしかたを展開すれば中国やヨーロッパの大気汚染は解決できるように思ってます。 僕は石炭の利用技術はドイツがトップだと思ってます。なんといっても第２次大戦中は石炭からガソリンをはじめ、いろんなものを作っていたのですから。なぜ彼らは黙っていて行動しないのか、行動はしているがは報道されないだけなのか、なんだかヘンテコです。この問題はこれからも勉強していくつもりです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ さてこの燃料を火炎でつつむ事を自分の薪カマドへ応用するにはどうしたものか。いろいろ考えて、いろいろ工夫しました。ざっくりと7段階あります。③の段階で無煙状態が維持できるようになり、⑦の段階で運転しやすくなりました。 ①主燃焼室＋排気ガス燃焼分解室の2室方式 ②薫炭炉＋排気ガス燃焼分解室の2室方式 ③排気ガス燃焼分解の1室方式：鉛直燃焼筒方式 ④2次空気取入れ燃焼方式 ⑤チップ燃料対応 ⑥大径燃料対応実施 ⑦固定炉床から火格子炉床へ ⑧燃料投入部の安全化 燃焼の３要素（可燃物、酸素、温度）に加えて、効率的燃焼の３要素（燃焼時間、燃焼温度、燃焼雰囲気の乱流化）を勘案して、特に「燃焼雰囲気の乱流化」を結果的に意識したものになったかもしれません。 現在の姿はこちらです。
いろいろな写真を切り貼りして作ったのでちょっと変な感じですが、だいたいこんな感じです。 最大のポイントは燃料投入口が主燃焼室の後流かつ上方にあることです。 これにより温度上昇により出てきた木質ガスが燃焼ガスで燃焼されます。木質燃料であれば、ゴーゴーという燃焼音がして排気温度が350℃くらいを上回っていると排気ガスは「無煙」です。 薪燃料は水分を含んでいてますので、燃焼するためにはまず水分が蒸発する必要があります。蒸発は吸熱過程ですので「燃焼発熱＞吸熱」になる必要があります。個人的にこの温度を「臨界温度」と呼んでいて、それは450℃くらいと考えています。そのため起動時はまずこの臨界温度を超えることが連続燃焼の条件と考えています。 通常運転時の排気温度の目安としては600～750℃ぐらいが調子の良い燃焼時だと考えています。 臨界温度を超えていれば、薪燃料を投入後、数秒で木質ガスが出だして排気ガス温度は上がり、900℃くらいが最高になります。排気温度が800℃を越えたときは煙突排気口に注意して、黒煙が出だしたら2次空気部をスライドさせて2次空気量を増やして対応します。つまり、この排気温度が出るときは1次空気や2次空気が足りない燃焼になり、黒煙が出やすくなっています。また、2次空気を入れすぎると煙突のドラフト負圧が少なくなり、1次燃焼空気の不足などにより失火も起きやすくなるので注意して行ってます。 ・1次燃焼室の圧力管理の採用 1次燃焼室の圧力と排気温度から燃焼筒内の閉塞状態を管理できるようになってきました。 理屈っぽく言うと理論的なドラフト圧と現実値の比較を行います。煙突高さが3mで排気温度が650℃の時は理論通風力（ドラフト圧）は-25Pa弱です。
この計算を各温度に対して行ってグラフにしたものが下記です。
プローブの差込み位置もノズルに近すぎず、遠すぎずの場所が望ましいので試行錯誤が必要でしょう。自分の場合はエイヤとこの場所にしました。プローブはホームセンターで外径φ3.0の銅チューブ（500円くらい？）とシリコンチューブを使っています。
今度は実際の値です。比較的安定状態の時は排気温度が650℃弱のときに1次燃焼室圧力は-15Pa弱です。1次燃焼室内は燃料が流路を塞ぐようにあるため通風抵抗になるので、実際圧が理論値との乖離が10Paは経験的にまあまあです。
転じて、1次燃焼室が熾き木炭により閉塞してくると1次燃焼室圧力が下がってきます。この時は排気温度が650℃弱と同じくらいですが、1次燃焼室圧力は-5Paと低めです。理論値との乖離が20Paは定常状態と比較してなにか変わっていると判断します。 こういうときは火格子の上に熾き木炭がたくさんできているので、金属棒でつついて火格子の下へ落として、燃焼ガスの通りを良くします。
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