2016/09/14

煙突効果の計算と吸気速度の考察

 

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薪ストーブのエンジンは煙突です

薪ストーブの理解を助ける知識に「煙突効果」があります

出典 ウィキペディア

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「煙突効果」をググって頂きますと薪ストーブが吸気する理論がウィキに記載されていますのでその数式に基づき煙突の吸気速度が煙突管内の平均温度にどれだけ影響を受けるのか簡単に計算してみました。煙突内部の温度低下はこのサイトを利用
http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01050.htm

条件 Φ150 シングル煙突ストレート5Mと
2重断熱煙突ストレート5Mとの比較

ストーブ出口の温度を200度に設定し管内の平均気温を計算すると
シングル106℃  2重断熱180℃ となりました。

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単なる吸気速度の比較ではシングルの1.4倍2重断熱煙突の方が吸気速度が速いです。 そして、吸気速度が速いと言う事は供給エア量も多いので、吸気レバーを絞るとベルヌーイの定理により、エアの流速が速くなる。

煙突効果の計算式で、構造上変わらない所与のパラメーターを一定とし煙突内部の平均気温が変化していくと考えると、煙突内部の平均温度と、トップの外気温との差が大きいほど吸排気が強力に行われると言う事は明きらかだと思われる

シングル煙突では、煙突内部の平均温度を高温に保てない為、巡航運転の時にはしっかり吸排気出来るが、ピークを過ぎてしまうと、エアの流速が落ちてしまい2重煙突のような運用が出来なくなる。

 

これを平易に言い換えると

2重断熱の煙突には煙突トップに強力な有圧換気扇が備わっている。シングルの煙突トップにはそれほどパワーの無い有圧換気扇が付いている。有圧換気扇を駆動するエネルギーは煙突の体積と管内の平均気温の積で決定される。

これで、シングルとダブルはどこが違うのか言う疑問点は自分なりに答えを導く事が出来た。

 

まとめ

シングルだと管内温度を高温に保って強いドラフトを発生させるには、燃焼のピークが過ぎてもエアを供給し続けないと力強い燃焼が保てない。

 薪ストーブは本体に空気が吸い込まれるのでは無く煙突が空気を吸い上げるのです

シングルでもドラフトを発生できますよ。まったく普通に使えますよ。私は3シーズン、シングルで頑張りました。

けれど、自作でも何でも良いので一旦2重煙突を使うと違いがはっきりと分かるので、シングルに戻る事に躊躇してしまいます。

 

とにかく、薪ストーブは煙突さえちゃんとすれば、本体はお好みで良いかと思うのが私の主張です

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