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落ち葉掃き&燃焼その2

落ち葉掃き&燃焼その2

今日は、落ち葉掃き。

家の前の小さな芝生が、落ち葉に埋没している。
カフカなのは、他人事なら楽しいのだが、自分の家では、そうそう楽しんでもいられない。

と言うわけで、落ち葉掃きをした。

大体、腰の辺りまでの落ち葉の山が出来た。
風は、治まっているのだが、時々、ちょっと強まる。
このまま、焚き火をするのは危険そうなので、ドラム缶に詰め込んでは、もうもうと煙を出し、燃してしまった。

落ち葉を燃やすと、温度が上がらないせいか、灰が大量に出る。
空気の流れが出来にくいことが原因ではないだろうか?
時間を掛けていぶしながら焚いてしまえば芯まで燃えるし、
かき混ぜれば、短時間で燃えるだろうが、どっちにしろ、温度は上がりにくい。

崩れやすい大量の灰が空気の流れを阻害している。

と言うわけで、燃焼のその2を。(以下で、断定的だったりしますが、あくまで私の理解であり、事実とは限りません)

燃焼の基本的な段階。
木から炭、炭から灰。

木から炭と、炭から灰では、燃焼の種類が違う。

木から炭: 木に熱が加わると、分解され、可燃性ガスと炭になる。その可燃性ガスが、発火点(温度)に達するか(自動的に火が付く)、燃焼点(温度)に達し(燃焼が継続する)、着火されるかすることで、炎(発熱と発光を伴う)が出る。その発熱から生じる熱で、さらに、木が分解され、可燃性ガスが発生する。そうやって、すべて炭になるまで分解による可燃性ガス燃焼が続く(燃焼が拡散する)。
これが、分解による燃焼で、分解燃焼という。
(疑問:セルロースとリグニンが熱分解され、タールを含んだ可燃性ガスが出るらしいが、熱分解はそれだけか?)

次に、
炭から灰: 炭に熱が加わると(正確には、分解燃焼によって既に熱がある場合と、炭を加熱する場合がある)、空気に触れる表面で、炭(炭素)が、発熱と発光を伴い、酸化(燃焼)する。この発熱から生じる熱で、炭の温度が維持され、すべてが灰になるまで、空気に触れる表面で、酸化(燃焼)が続く(燃焼が拡散する)。
これが、表面での燃焼、表面燃焼という。

ここで、順番の問題。
分解燃焼と表面燃焼自体は、どちらが温度が高いのかは分からないが、分解燃焼の方が低い温度で始まる。
その結果、先に始まった分解燃焼で生じた熱も、分解燃焼に消費されるため、分解燃焼が終了してから、表面燃焼に移行する。
ただし、基本的に木は移動しないので、分解燃焼が終了した部分では表面燃焼に移行し、その周りで、分解燃焼が始まるという形になる。

次に、煙の問題。
表面燃焼では基本的に煙の問題はない。
煙は、分解燃焼の問題。
分解燃焼で生じる可燃性ガスが、一部もしくは全部燃焼していないことの結果である。

分解燃焼では、可燃性ガスの発生と、可燃性ガスの燃焼による発熱にタイムラグ(温度差)があり、しかも、その発熱とさらなる可燃性ガスの発生と燃焼にもタイムラグが生じる。

具体的に言うと、薪ストーブを点けるときは、薪はもちろん、ストーブ自体、冷え切っているわけで、温度を上げるためには、大量の熱量が必要となる。
しかし、煙を出さないためには、可燃性ガスの発生温度から、可燃性ガスの着火温度までをなんとか早く温度を上げなくてはならない。

つまり、すぐ温度の上がる細薪から、だんだん太い薪を入れて、中途半端な温度の薪を減らすやり方や、薪の上に細薪を組んで燃やし、上から下へと温めながら、途中で発生する可燃性ガスは、よく燃えている上部で燃焼させていくやり方等、合理的なやり方と言える。

次に、青白い炎の問題。
分解燃焼で生じた二酸化炭素(燃えない)が、高温の炭の表面で、一酸化炭素になり、その一酸化炭素が燃焼すると青白い炎が出る。
分解燃焼と表面燃焼が混在するときに発生する現象。
おまけの燃焼なので、効率が良い(??よくわからん??)

最後に、オーロラ現象の問題。
分解燃焼で生じた可燃性ガスが温度的には十分なのだが、酸素が不足しているときに発生する現象。
完全に不足していると、消火してしまうのだが、燃焼し続けるには足りないとき、たくさん燃えて、酸欠になり、少し治まり、また、たくさん燃えて、酸欠になり、少し治まるという繰り返しが、炎の揺らめき、オーロラのように見えるということ。
完全燃焼ギリギリ、無駄な燃焼を最小限度に抑えていることになるので、最も効率の良い燃焼だと言える。
(と言っても、かなり幅があるようだが)

続く(かも)
(キーワード:2次燃焼、煙突、酸素の供給(吸気・排気)、輻射熱)

あーー、誰か代わってくれー

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