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ロケットマスヒーター（RMH ）は、ロケットストーブマスヒーターとも呼ばれ、主に人を暖め、二次的に周囲の視界内のエリアを暖めるように設計された、ゆっくりと放出される放射暖房システムの一種です。RMH のバリエーションは、調理、給湯、温風の供給などの機能にも拡張できます。 [ 1 ]
ロケットマスヒーターは、薪ストーブの一種であるロケットストーブと、石積みヒーターから発展したものです。ロケットマスヒーターの基本的な設計は、燃料が高温で高効率に燃焼する断熱燃焼室と、排気ガスと接触する大きな熱容量で構成されており、排気ガスが大気中に放出される前に発生した熱の大部分を吸収します。[ 2 ]逸話によると、ロケットマスヒーターは従来のストーブと比較して燃料消費量を80～90%削減できる可能性があります。[ 3 ] [ 4 ]
従来の薪ストーブや暖炉とは対照的に、ロケットマスヒーターでは燃焼はほぼ完全です。ロケットマスヒーターでは、煙、すす、クレオソート化合物などの燃焼副産物がユニットの断熱トンネルに吸い込まれ、そこでさらに燃焼してロケットの燃焼プロセスを促進する熱エネルギーをさらに放出すると主張する人もいます。これは、煙突から吹き飛ばされる通常の火とは異なります。[ 5 ]
ロケットという言葉は、1982 年にAprovechoが調理用に開発したロケットストーブから採用されました。 [ 6 ]質量とは、熱を蓄える石積みの質量を指します。[ 1 ]石積みのヒーターは先史時代から使用されており、ヨーロッパ、ロシア、中国でさまざまなデザインに進化してきました。重要な原理は、石積みで作られた大きな熱質量を組み込むことで、石積みに埋め込まれたチャネルを通って曲がりくねった経路で排出される燃焼生成物から熱を吸収することです。[ 7 ]
最初の試作機は1980年代に製作された。ある意味では単に石積みヒーターの変形に過ぎないが、ロケットマスヒーターのほとんどは、金属製の燃焼ドラム缶から即座に放射熱を発生させること、はるかに安価な材料（通常は土塊、55ガロンのスチールドラム缶、小型のレンガ製燃焼室）で作られていること、そしてロケットマスヒーターの重量がより広い面積に分散されるため、より頑丈な基礎を必要としないことで区別される。[ 7 ]
ロケットマスヒーターには、設計方法によっていくつかの種類があります。どの設計においても、「ヒートライザー」と呼ばれる内部の断熱煙突が効率的な高温燃焼を起こし、排気ガスをシステム全体に押し出すのに十分なドラフトを生み出します。排気ガスは蓄熱槽内で比較的低い温度、約50 ℃（122 °F）まで冷却されます。一部の設計では、これらのガス中の蒸気が凝縮して液体になり、凝縮潜熱を放出することで、凝縮式（ガス）ボイラーのように効率がさらに向上します。
最も初期かつ最も一般的な形態では、木材は重力によってJ字型の燃焼管に供給され、そこから高温ガスが断熱性の高い耐火レンガまたはセラミック耐火材でできた垂直の二次燃焼室に入り、そこからの排気ガスは巨大な蓄熱槽内に埋め込まれた水平の金属ダクトを通って排出されます。蓄熱槽は数時間熱を保持するのに十分な大きさで、建物の構造の一部を形成することもあります。これらは自然建築やパーマカルチャー設計で使用でき、通常は自作され、建物内の暖房システムの設計と建設を規制する多くの（ただし全てではない）建築基準で認められています。[ 5 ]
最近の代替開発では、バッチボックスと呼ばれるバッチ式水平燃焼室が採用されており、これは垂直の熱上昇管または二次燃焼室に燃料を供給します。従来のJチューブ式 RMH と比較して、バッチボックス式 RMH は一度に多くの木材を投入できるため、より長い時間単独で運転できます。質量を通る水平ダクトの流れは、高温ガスが減速して層状になり、冷却されたガスが底部近くから排出される、より大きな断面積の重い「ベル」に置き換えられる場合があります。これは、一部の石造りのヒーターと同様です。[ 8 ]適切な空気の流れを確保するために、ボックスの背面にある垂直ポートは決して塞いではいけません。J チューブ式 RMH と比較して、バッチボックス式 RMH の構築にはより時間がかかる場合があります。[ 9 ]
コブ式ロケットマスヒーターの熱上昇部は、藁を含まないコブでできています。この「ファイヤーコブ」は基本的に焼成されていないテラコッタで、焼成された赤粘土レンガと同様の熱容量を持っています。通常のコブプラスターの外装コーティングにより、より丈夫で耐摩耗性に優れた表面が得られます。藁によって熱伝導率と熱容量が低下するため、通常のコブは蓄熱材には使用されません。[ 10 ]熱伝導率が比較的低いため、コブでできた蓄熱材は熱を吸収し、より長い時間保持することができます。[ 11 ]
2010年にポール・ウィートンによって発明された小石式ロケットマスヒーターは、小石や岩を使って熱容量を高めています。[ 12 ]コブ式ロケットマスヒーターと比較すると、小石式ヒーターは軽量で、移動や改造が容易です。軽量設計のため、木製の床がある場所への設置にも適しています。また、小石の芯はコブとは異なる美的外観を提供します。[ 13 ]
ロケットマスヒーターにはさまざまな種類があり、それぞれ特定の目的に合わせて異なる部品と材料で作られています。すべてのタイプのロケットマスヒーターには、木材供給部、熱上昇管、熱交換マスという3つの主要な構成要素があります。設計によっては、ロケットマスヒーターはこれらの構成要素内で異なる構造を持つことができ、また、さまざまな目的のために設計された他のいくつかの構成要素を含む場合もあります。[ 1 ]
木材供給口は、木材と空気がシステムに入る開口部です。J チューブ設計では、木材供給口は、木材を垂直方向に受け入れる小さくて狭い開口部です。[ 1 ]木材供給口は、木材を供給口に挿入すると、木材の先端だけが燃えるように設計されています。空気の流れの方向により、火は燃焼室と熱上昇管に向かって横方向に燃えます。火が水平方向に燃えることで、煙が木材供給口から環境に漏れるのを防ぎます。木材の先端が燃えると、ゆっくりと供給口に押し込まれます。[ 14 ]バッチボックス型ロケットマスヒーターの木材供給口では、一度に多くの木材を投入できます。[ 8 ]
ヒートライザーは、炎を上方に引き上げて燃焼室の残りの部分に動力を供給する断熱された垂直の通路です。ヒートライザーは、炎を高温に保ち完全燃焼を促進するために断熱する必要があります。[ 15 ]断熱材の熱伝導率が低いため、ヒートライザー内の温度が上昇し、高温になります。高温のガスが囲いのバレルに到達すると、バレルははるかに多くの熱を放出し、高温の空気を比較的低い温度まで冷却します。この流れにより、ヒートライザー内に強い対流が発生し、前方への気流が生まれ、薪が横向きに燃焼するのを助けます。[ 14 ]
熱上昇管を囲む樽は、通常0.2 m 3である。これは空間の放射熱源として機能し、上部は調理面として使用できる。効率的な対流を可能にするために、樽は鋼鉄または熱伝導率の高い材料で作られる必要がある。[ 7 ]
排気ダクトを囲み、高温の燃焼ガスから熱を吸収する蓄熱体は、周囲環境に熱を放射する界面となる。これは、土壁、岩、砂、小石などで作ることができる。蓄熱体はしばしばベンチの形に彫刻され、家の建築的な特徴となることがある。[ 11 ]
ロケットマスヒーターは、垂直方向に木材供給口に挿入された木材の燃焼熱によって作動します。 [ 1 ]燃焼プロセスを開始するには、木材束の下端に火をつける必要があります。木材供給口と熱上昇管をつなぐ断熱管が空気の流れの唯一の経路であるため、火は熱上昇管の方向に向かって横方向にしか燃えません。[ 14 ]
火がヒートライザーに到達すると、Jチューブ設計により炎が上方に偏向され、断熱性の高い燃焼室に入り、熱エネルギーが蓄積されて高温ガスが生成されます。高温により、木質燃料の完全燃焼も可能になります。[ 7 ]熱い空気が囲いのドラム缶に接触すると、ドラム缶の高い熱伝導率により、ガスからかなりの量の熱が奪われます。ドラム缶は熱損失率が高いため、部屋がすぐに暖まります。[ 7 ]
残りの排気ガスは主に二酸化炭素と水蒸気からなり、熱交換器を通る蛇行ダクトを横方向に通過し、その過程で熱の大部分を放出します。[ 3 ]熱交換器はそのエネルギーを蓄え、ゆっくりと周囲の環境に放射します。[ 11 ] [ 16 ]
