石油ストーブ

石油ストーブ(せきゆストーブ)とはストーブの一種であり、灯油燃料として暖房用などを目的に用いられる器具である。

目次

概要編集

熱によって灯油を気化させて発生した気化ガスを燃焼させ、その燃焼熱(エネルギー)を利用して加熱し、暖をとる装置である。器具の構造によって異なるが、上部にやかんを載せて湯を沸かしたり、鍋物などを煮炊きが可能な製品もある[1][2][3]

「石油―」と一般に呼ばれるが、石油(原油)を直接燃料にするわけではない。厳密には「灯油ストーブ」と呼ばれるべきではあるが、灯油は石油からしか分離・製造出来ないため、灯油=石油とみなされて、この呼称が一般化している。

構造による分類編集

熱の伝播における方式編集

 
対流式石油ストーブ
 
反射式石油ストーブ(右端)

構造は、多くの熱を上部に発生させる「対流式」と前面に発生させる「反射式」とがあり、設置場所によって使い分けられる事がある。

対流式編集

機器の中心に燃焼筒があり、炎は燃焼筒の中で立ち上がる。機器全周にわたって熱が放射されるが、熱くなった空気が上昇し、対流を発生させる効果が高い。部屋の中心に置くと空気の対流がよくなり、効率よく暖房できる。

反射式編集

燃焼筒の奥に熱の反射板を持ち、機器正面へ集中して熱が放射される。室内の空気を対流させるが、反射板による一方方向への暖房効果が高く、機器正面においては比較的遠方に対する暖房効果が高い。

灯油を気化させる「芯」は使用によって先端が炭化するため、シーズン中に1~2度と収納時に灯油を抜いた状態で点火して残存灯油とともに炭化部分を燃やし切る「空焼き」を行うようにと指示される事がある。しかし、この空焼き処理によっても芯は消耗するため、メーカーから補修部品として替え芯が販売されている。火力の調節は芯の露出長さ(芯の上下)で行うが、短くなって芯が上がり切らなくなった場合に芯の寿命とされる。

燃焼における方式編集

芯(しん)式編集

通常、燃焼筒の下部にはガラス繊維など不燃性繊維でできた芯が露出しており、芯の下端は灯油に浸っている。毛細管現象によって上昇する灯油を、芯の先端で燃焼させる。炎は燃焼筒の中で立ち上がり、燃焼筒上部の金網を赤熱させる。この金網と燃焼筒全体から赤外線が放射される。

一般的な芯式ストーブの場合、円筒状に織られた芯が、燃焼筒(または燃焼室)下部にある金属製の外筒と内筒の間に挟まれるかたちで挿入されている。ストーブの筐体前面に設けられた調整用ダイヤルを回すことで、芯が円筒内を昇降する。点火と消火、炎の大きさの調節は芯の上げ下げによって行う。この構造から「芯上下式」と呼ばれる。

以前には芯が上下せず一定の高さに固定され、ポット式ストーブと同様に送油量を調節することで、炎を調節する構造のものも存在した。

近年の反射式では燃焼筒を耐熱ガラス張りとし、赤外線の輻射効率を高めると共に視覚効果を与える形態が標準的になっている。

対流式では機器の外装自体が燃焼筒となっているものがほとんどで、耐熱ガラスの覗き窓から芯で灯油を燃焼させる炎の様子が確認できる。俗に金冠燃焼とも呼ばれる。炎の色により「白光炎式」(ホワイトフレーム、もしくはゴールドフレームとも)と「青炎式」(ブルーフレーム)がある。ただし反射式同様の燃焼筒を採用した対流式ストーブも、かつてはトヨトミ(後述)や三洋電機から発売されており、2017年現在でもフジカが販売を続けている。

芯式ストーブは石油ファンヒーターに比べ暖房能力は劣るが、構造が簡単で故障が少なく騒音も出ない。また動作に商用電源が不要[4]なため、どこでも利用できる。災害等による停電時には、非常に便利である。

ダブルクリーンはトヨトミが芯式を改良した燃焼方式で、同社の特許及び登録商標である。芯で発生させた灯油の燃焼ガスを、従来の耐熱ガラス燃焼筒に通して赤外線輻射を発生させた後、その上部に従来の対流式類似のバーナー部を設けて、未燃ガスを燃焼させきる構造になっている。高い熱効率、低NOx、低CO、広い燃焼火力調整幅(2013年モデルの場合で40%)を謳っているが、構造上高コストになり、石油ファンヒーターに比して低廉な価格が求められる従来型の石油ストーブとしては商品的にデメリットとなる部分も大きい。この為、同様の効果を謳う「レーザーバーナー」が、同社製ファンヒーターのほぼ全てに採用されているのに対し、ダブルクリーンの採用は上位機種のみ(2015年モデルはRC-S28F,RC-W32F,RC-W36F,RC-PW36Fの4機種)に限られている。また、かつては対流式もラインアップされていたが、一般家庭よりも企業や公的機関で使用されることの多い対流式は、減価償却の観点からイニシャルコスト低減を求められることが多かったため一旦は絶版となったが、2015年に限定モデルとしてKR-47Aを設定し、復活発売した[5]

加圧式編集

原理は1892年(明治25年)にスウェーデンで開発された。何らかの方法を用いて燃料タンク内を加圧し、噴霧気化させた灯油をバーナーで燃焼させる方式。点火後は、ヒートパイプを用いて燃焼バーナーの熱をタンクに導いて加温することで、加圧・気化が行われるので、加圧作業は基本的に点火時のみでよい。消火時は、タンクの減圧コックを開いて圧力を抜く(デコンプ)ことで消火する。

この“何らかの方法”には、通常、人力による加圧(ポンピング)が使われる。しかし、この作業は煩わしいもので、しかもそれなりに力を必要とするため、女性にとっては酷な作業でもあった。そこで、別の着火の容易な燃料を用いて点火し、後に灯油に移行するという方法が開発された。この点火用燃料には、日本においては、当初ガソリンが用いられた。これによりユーザーはそれまでのポンピング作業から開放され、製品はいずれも大ヒットとなった。しかしその結果、加圧式の衰退後、後々まで禍根を残す「ガソリン・灯油取り違え」事故が多発したほか、灯油よりもはるかに引火性が高く取り扱いに難のあるガソリンの保管・給油時の事故(当時は自動車の普及がほとんどなく、ガソリンの危険性は一般に周知されていなかった)や、デコンプせずにバルブのみ閉じて消火した後、タンクやバルブが残熱で破損する事故なども発生した。

当初、調理用のコンロとして、日本ではコロナ東陽技研工業ダイニチ工業の前身)が製造・販売を行っていた。この燃焼機構をもとに、コロナが1955年(昭和30年)に暖房用の「加圧式石油ストーブ」を開発、発売し、大ヒットとなった。

しかし、1957年にヤナセが輸入代理店となって、上記芯式のI.R.ヒーター(ブルーフレームヒーター・シリーズ15)が日本で発売されると、家庭暖房用に関しては、日本国内メーカーも芯式のストーブへと移行。取り扱いの簡便さと安全性で及ばない加圧式は間もなく姿を消した。

その後、調理用石油コンロとしては、ガスと異なり供給設備が不要なこと、芯式の石油コンロでは火力で及ばないことから、しばらく卓上用のポータブルコンロとして生き残ったが、この用途でも、1969年岩谷産業カセットガスの卓上用ポータブルコンロ「カセットフー」を開発・発売すると、やはり安全性・取り扱いの簡便性から、急速に交代して行った。

現在も残る加圧式石油ストーブは、いわゆるコンパクトストーブと呼ばれるレジャー・屋外用ポータブルのコンロである。加圧方式は、小さいものではポンピング方式が主流だが、この用途にもキャンピング用カセットガスが登場し、その簡便性からシェアを伸ばしている。しかし、ボンベ・カセットカートリッジ供給の液化ガスは自らの気化熱で温度が下がるという特性があり、これに日本の冬季の低温が加わると、気化不良を起こす場合があるため、加圧式石油ストーブも一定のユーザー層を確保している。より大きいものでは、余熱式が主流だが、ガソリンの取り扱いの難しさや消防法による制限から、カセットガスを点火用熱源とするものが多い。バーナーの他、ランタンも存在する。

灯油を加圧気化して燃焼させるという根底の機構そのものは、加圧加温に電気を使う石油ファンヒーターへと受け継がれることになる。

ポット式編集

灯油を燃焼室内で燃焼させる構造で、「芯」を使用しない石油ファンヒーターでも使われている方式である。以下では石油ファンヒーターのように温風を吹き出すファン機能が搭載されていないストーブについて説明する。

燃焼室の皿形になった底部(ポット)に灯油を流し込み、電熱線で点火する。燃焼室には電動送風機による強制給気で空気が送られ、燃焼室外周や内筒に空けられた空気孔から吹きつけることで燃焼を助ける。火力の調節は、燃焼部の脇に置かれた油量調節器のダイヤルを回して行う。油量調節器は給気口の開度調節板と連動しており、不完全燃焼や立ち消えを防ぎ油量に応じ効率よく安定した燃焼が得られるよう調整されている。また停電などで送風機が働かない場合もある程度油量を絞れば、煙突による自然吸気でそのまま使用することが可能である。

燃焼室は耐熱塗装を施した薄鋼板製の外板で覆われ、外板からの輻射熱で部屋を暖める構造であった。家庭用でも10〜30畳用と芯式に比べ発熱量の大きい製品が主流で、部屋の中央に設置するのが普通だった。壁際に置けば輻射熱による火災の恐れもあった。形状は円筒型の他、外板を四角柱の形に替え、更に上部を逆L字に折り曲げた構造の角型も販売された。全高が低く抑えられ外観がコンパクトになり、更に天板の面積が広がったことでやかんや湯沸かし鍋、煮物の大鍋などを一緒に載せられるという利点もあり積雪寒冷地の家庭用として普及した。

のちに芯式同様、耐熱ガラスで覆った燃焼筒の上部を反射板の前部に露出させることで輻射熱を得る反射式の製品が発売された。伝熱部である前面の燃焼筒と反射板、やかん等を載せられる天板以外は塗装した薄鋼板のカバーで覆われており、接触による火傷の危険が少なくなり壁際への設置も可能となった。だがやがてこれらの商品は温風を併用するファンヒーター形式へと進化し、そうでないものは一定の面積以上の大型で官公庁や業務用のものに限られるようになっていった。

官公庁でもファンヒーターやヒートポンプ暖房が主流になる中、教育機関では石炭を燃料とするストーブの設備(煙突や貯炭室→貯油室)の有効活用から長年トヨトミとサンポットが微小なマイナーチェンジのみで生産を続けてきた。しかし生徒(特に高校生)が教室内でインスタント食品用のお湯に始まり、焼肉鍋物と問題のある使用をすることが多かった。経済産業省省エネ基準設定によりこの形態では達成が難しいことから、トヨトミとサンポットも生産から撤退し煙突不要型のファンヒーターへと取替えが進んだ。ただ両社とも開放式大型ストーブ(こちらはマイコン制御の温度調整機能等がある比較的現代的な製品である)に煙突取付けオプションを用意しており、従来品の置き換えにも対応している。

ファンヒーター形も含め、煙突が必要な従来型ストーブの需要は北海道、および北東北青森県秋田県岩手県)など一部の寒冷地に限られつつある。また、トヨトミはレーザーバーナー、サンポットはロータリーバーナーと、同社製のファンヒーター同様の燃焼機構に置き換えている製品があり、ほぼ同じ外観・設計で温風タイプ(純粋なファンヒーターとは異なり輻射熱の割合も大きい)と無温風タイプのモデルをラインナップするなど、石油ファンヒーターとの境界は曖昧になりつつある。

石油ファンヒーターや芯式ストーブに比べると構造が簡素で、灯油以外の燃料で使用することも比較的容易である。古くなったストーブに小改造を施し、廃油を燃料に使用している例(いわゆる廃油ストーブ)が稀に見られる。

石油ストーブによる事故編集

火災や換気不足による一酸化炭素中毒による死亡事故が複数報告されており、2005年から2010年の5年間で89人が死亡、重軽傷者が214人発生している[6]。また石油ストーブ周辺は高温になり、可燃物への引火やスプレー缶の爆発などによる事故も318件発生している[6][7]

気密性が高い住宅では換気不足による一酸化炭素中毒を引き起こすだけではなく、石油ストーブを使用するときに発生する水蒸気により壁や窓ガラスに結露が発生し断熱材に湿気を帯びさせるため、壁やサッシにカビが生えたり断熱材周辺の木材を腐らせシロアリやキノコが群生する可能性がある[8]。そのため、集合住宅や賃貸物件では安全面の理由も含め石油ストーブの使用を禁止している場合も多い[9]

主な製造メーカー編集

現在生産中メーカー

※サンポット・ダイニチ・サンデン・長府は芯式ポータブル石油ストーブ生産を行っていない(石油ファンヒーター・FF式石油暖房機・煙突式石油ストーブのみ生産)。

過去生産していた日本メーカー

脚注編集

  1. ^ 1995年PL法施行以後に発売された製品には、地震等でやかんや鍋が揺れて火傷や吹きこぼれによる故障などにつながるおそれがあるため、製品本体のラベルや説明書に「ストーブ上にやかんや鍋をのせて使わないこと」などの表示がなされるようになった。
  2. ^ PL法の関係もあり、現在の石油ファンヒーターでは煮炊きは不可能になっている。ただしかつてはごく少数ではあるが「ウォームトップ式」と呼ばれ、同様のことが可能な石油ファンヒーターも存在した。
  3. ^ そのような使い方を想定したコンロのような石油ストーブも存在する(石油火鉢などと呼称されている)。
  4. ^ 着火時のみ乾電池による電気火花(スパーク点火という)で着火するものが主流になりつつある。以前はニクロム線による電熱着火がほとんどだった。電池切れの際にはマッチライターで点火できる。なお2011年3月に発生した東日本大震災の影響で一時的に乾電池が品薄になった経緯を生かし、2012年9月にトヨトミが業界で初めて手回し発電機を搭載し点火時に必要な乾電池を不要にした機種を発売している(2015年モデルはRS-G24FとRS-G30Fの2機種)。
  5. ^ KR-47A スペシャルサイト - 株式会社トヨトミ 2015年10月24日閲覧
  6. ^ a b 暖房器具による事故の防止について 製品評価技術基盤機構
  7. ^ 誤使用による死亡事故、最多は石油ストーブ
  8. ^ 日本の住宅の平均寿命
  9. ^ [1]

関連項目編集