月別アーカイブ: 2018年1月

里山再生:2018スタート

自宅裏には里山(丘陵地のヘリ、約3,000m2)があり、4年前から冬に竹の伐採を中心に整備しています。
昨年末に門松を作るために山に入って竹を伐採しましたが、年が明けて本格的(と言っても各週末ごとに半日〜一日程度)に作業をすることにしました。

5シーズン目となる今回も引き続き、竹や木を伐採する予定です。
このうち竹については、これまでの間伐により坪1本程度の密度になっています。
このため、約3,000m2の面積に対して竹が1,000本程度(≒3,000m2÷3.3m2/本)生えていることになります。

これらを5年で更新(古いものから伐採)するとして、1年に200本(=1,000本/5年)を伐採すれば現状を維持できることになります(春のタケノコ収穫時期には全てを収穫するのではなく、200本程度を残すようにしています)。
200本と言えども、竹は木に比べて容易に伐採できますので、冬の週末だけで伐採することは十分に可能です。

ところで、伐採した竹(伐採後数年経った枯れ竹)はボイラーの燃料などに使いたいと考えています。
ボイラーに関してはブログの更新が遅れていますが、既に焚ける状態になっており、試験的に竹を焚いたところ、お風呂の湯量を沸かすには竹2、3本を必要とするような感じです。
つまり、1年に200本の竹を伐採したとしても、これだけでは毎日お風呂に入れないことになります(2×365≒800本程度必要)。
現代では化石燃料に依存するからこそ毎日お風呂に入れるわけですが、こう考えてみると分不相応な生活をしているのではないかという思いを抱かざるをえません。

閑話休題。

竹の間伐作業は次の手順で行いますが、昨シーズンのブログ記事の繰り返しになりそうですので省略します。

  1. 伐倒
  2. 4m程度の長さで玉切り
  3. 枝払い
  4. 山の中に棚積み

このうち枝払いした竹の枝葉を利用し、今回、椎茸のホダ木を仮伏せしましたので、それを紹介することにします。
昨年12月に植菌したホダ木は、そのままの状態で山の中に置いてあります。

植菌後のホダ木は、直射日光や乾燥を防ぐため、梅雨に入るまで仮伏せすることになっています。
具体的にはコモなどでホダ木を被覆することになります。
藁コモは門松に使ったものがあったのですが先日、ミカンの防寒対策に使ったので、それに代わるものとして枝払いした竹の枝葉を掛けることにします。

竹の葉は枝払いしたばかりですので青々としていますが、徐々に枯れ、梅雨に入るころには枝から落ちていることと思います(エンドウの棚に葉のついた竹の枝を使うのと同じですね)。
これなら梅雨の時期に改めて被覆を外す必要がなく、そのまま本伏せに移行することができて手間いらずです(^_^)
(もちろん失敗する可能性があります。)

この近くには3年前に植菌したホダ木が置いてあるのですが、なんと、この冬の寒さのなかでもシイタケがあがっています!

薪ストーブで焼いて食べると美味しいかも。

竹ボイラーの導入(24)自作床暖房パネル④配管

前回、アルミ板(放熱板)に銅管の配管ルートを罫書くところまでできました。

アルミ板上に銅管を配管していくことにします。
銅管は下写真のナマシ銅管を使います。

φ9.52mm×5mもので、近くのホームセンターで3,000円弱で購入。
ラベルに記載のある「ミヤコ」は銅管継手で有名なメーカー(ブランド)のようですので、品質は万全でしょう(問題が生じれば、まずは私の技術力不足を問わねばなりません)。

ナマシ銅管は焼きなましにより曲げやすくなっています。
しかし、いくつかある曲げ配管(R47mm)箇所を、手の力加減だけで正確に曲げるのは難しいように感じます。

そこで、正確な寸法(R47mm)で曲げるための治具を先に作ることにします。
治具の材は、銅管の外径10mm弱に対して倍程度の厚さ(20mm)の板材(古民家の改修工事で発生した古材→虫喰いアリ)を使います。

板を84.5mm(=R47mm×2-φ9.52mm)幅で切断したうえ、その短辺側を半径42mm(=84.5mm/2)の半円に加工します(ジグソーを使用。下写真では未加工ですが、反対側には1/4円を設けています)。

この側面を定規にして銅管を曲げれば、曲げ半径R47mmになるというわけです。

治具を使って銅管を曲げつつ、アルミ板上に敷設していきます。
曲げる際に座屈させてしまうと銅管1巻きがパーになりますので(もしくはソケットで継ぐ)、慎重に作業。

実際に曲げてみると、治具を使っても曲げ半径R47mm(銅管の外径9.52mmの約5倍)は想像以上にきつく、これ以上曲げ半径を小さくするのは難しい(座屈する)ように感じました。

それでも、なんとか座屈させることなく敷設完了。

銅管とアルミ板との接合にはアルミテープを用いています。
この辺りのテクニックについては、下記リンク先のサイト(床暖房自作に関する貴重なノウハウを惜しげもなく公開されてみえます)を参考にさせていただきました。

床暖房自作 〜番外編〜

配管が裏側になるようにして、先に作成の框にはめ込みます。

銅管の起・終点の位置と、框に設けた穴(2箇所)もピッタリ合っています。
この床暖房パネル(の銅管)は、温水循環用の配管(幹線)に接続することになりますが、これへの接続方法はまだ決めかねています。
ただ、据え置きタイプの床暖房パネル(夏季は撤去)としていますので、少なくとも配管を容易に切り離せる必要があります。
そこで、銅管の起・終点にネジ継手のジョイントを取り付けておくことにします。

銅管とジョイントなどの役物との接合にはロウ(ハンダ)付けするものと思っていましたが、φ9.52mmのような小口径の場合にはリング(ソロバン玉)を使って圧着接合するようです。
そのリング式のジョイント(φ9.52mm用)が下写真です(1個400円程度)。

上写真で中央にあるものがリング(黄銅製、本体も同じ)で、左側のナットを締め付けることでリングが圧密変形して止水される仕組みになっています(ガストーチなど火を使う必要がないため、私のような初心者にとって施工しやすいです)。

ジョイントを銅管に挿し込み、スパナでナットを締め付けて取り付け完了。

ちなみに、ジョイントはネジ側が1/2インチ(15mm)のテーパオネジ(R1/2)になっているものを使っています。
繰り返し脱着させるため、本当はテーパネジ(R1/2)ではなく平行ネジ(G1/2)のものにしたかったのですが、そのような製品はないようです。
仕方なくテーパネジのものにしましたが、現物を確認するとネジの先端に平面があるため、おそらくパッキンを入れて平行ネジのように使えるのではないかと踏んでいます(diy施工ゆえにできる無茶ですが、一応は水圧試験をして止水具合を確認するつもりです)。

<続きます>

果樹園の再生(13)ミカンの防寒対策

冬の寒さ本番で底冷えする日が続いています。
この寒さに、温暖地が原産のミカン(常緑樹)は葉を丸めて凌いでいるようです。

上写真のミカンは2年前に苗木を植え付けたものですが、ほとんど大きくなっておらず、夏でも葉が少なく今ひとつ元気がない状況です。
同じ時期に植え付けた梨や桃、栗などの落葉樹は既に身長を超える程に成長しているに比べると、何か悪いのではないかと思わざるをえません。

このミカンは下図で32番(伊予柑)に位置し、風上に防風林があるとは言え、冬は西風(季節風)に晒されます(風下に隣家があるため、常緑の蜜柑を配置)。

冷たい西風に晒されるのがマズイのではないかとも思い、風が当たらない場所へ植え替えることも考えていました。
しかし、近くで美味しいミカンを作ってみえる方に話しを伺ったところ、自分のところも西風に晒されているが全く問題ないとのこと。
風よりも、特に苗木のうちは寒さに弱いため(葉から分泌する油分が少ない)、冬の間だけコモで囲うなどして防寒対策を講じてはどうか、との助言をいただきました。

コモならちょうど門松に使っている藁コモがあります。

松の内(1/15)が明けるのを待って、門松を解体、そしてコモを蜜柑の防寒対策に使うことにします(鉢の中の山砂は春になってから芝生の目土に使う予定)。

まずはコモを掛ける支柱を竹で組みます。

そこに藁コモを掛けて完成です。

コモの掛け方までは教えてもらわなかったのですが、頂部を少し出して日差しを受けられるようにしています。
また、写真では分かりづらいですが、根元には枯れ葉類を布団状に積み重ねてあります。

この場所にはミカンの木が3本のありますので、同様にコモを掛けておきます。

下写真は少し離れたところにあるミカン(温州、位置図で31番)です。

先のものに比べると大きく成長していますので、品種や土壌の状態によっても成長具合が違ってくるようです。

こちらも同様に防寒対策。

少し成長しているだけあって下枝が広がっていますので、一部の枝がコモからはみ出しています。

下写真はさらに違う場所のミカン(デコポン、位置図で39番)です。
昨年に植えたものにも関わらず、ミカンではこれが一番元気が良いです。
やはり場所の違いが大きいようです。

ところで上写真で朱色矢印で示す幼木はスギです。
スギは常緑樹ですので、枯れて茶色くなっているように見えます。
しかし、実際には枯れておらず春になれば青々としてきます。
冬の間は光合成を休んでいるようです。
スギもミカンと同じように幼木のうちは寒さに弱いのかもしれませんね。

<続きます>

屋外水栓の凍結対策

当地(三重県鈴鹿市)は比較的温暖ですが、それでも冷え込みの厳しい朝には屋外の水栓が凍結するようになってきました。
屋内の配管まで凍結するようなことはないので特段の支障はないのですが、そのままでは水道管の破裂や漏水につながる恐れがありますので、凍結対策を講じることにします。

昨シーズンと同様に、蛇口をパイプカバー(ポリエチレンフォーム)で包み、雨に濡れないようにビニールシートを被せます。

この屋外水栓は冬の間も使いますので(水源が井戸水で暖かい)、ビニールシートを捲ればハンドルを回せるようにしてあります。

一方、下写真の水栓は水源が上水道(自治体運営)で、先の水栓(井戸水)を整備してからはほとんど使わなくなっています。
(排水路に隣接していて夏場に長靴や刈払機を洗うのに便利なため、いずれは水源を井戸水に切り替えるとともに、蛇口の位置を下げようと思っています。)

この水栓の防寒対策ですが、パイプ(立ち上げ部分)は通年カバーを被せてあるので問題ないとして、対策が必要なのは蛇口部分です。
先の水栓と同じようにしても良いのですが、当面使う見込みがないため蛇口自体を取り外すことにします。

量水器内の止水栓を閉じて水が出ないことを確認してから、蛇口をモーターレンチ(パイレン、上写真で朱色と銀色のレンチ)を使って取り外します。

パイプが白管と呼ばれる鉄管(SGP)のため錆びついていて苦労するかと思いましたが、難なく取り外せました。
ところで、蛇口(Pjオネジ)は通常、水栓ソケット(Rpメネジ)に取り付けるように思いますが、この蛇口は上写真のとおりエルボ(Rcメネジ)に直接取り付けてあります。
と言うことは、蛇口のPjオネジはRcメネジにも接合できるわけです(蛇口の位置等の調整は不可)。

  • ◎ Pj(オネジ)——→ Rp(メネジ)
  • ◯ Pj(オネジ)——→ Rc(メネジ)
  • × Pj(オネジ)——→ G(メネジ)

こうすると水栓ソケットが不要になりますので、これを施工した設備屋さんは1円でも安く工事費を抑えようとしてくれたのでしょうね。

取り外した蛇口です。

余談ですが、この蛇口はボイラーの給湯栓(仮設)に流用しました(蛇口を取り外したのは凍結防止の目的もありますが、これに使いたかったのです・・・)。

元の水栓は蛇口を取り外した状態になっていますので、プラグ(白、100円程度)を取り付けて止水しておきます。

配管の一部(エルボ部分)が剥き出しになっていますので保温のために古布を巻きます。

古布が濡れてしまわないようにビニール袋を被せて凍結対策完了です。

最後に井戸ポンプの露出配管部(倉庫内)です。

ボイラーの整備(給水管からの取り出し)においてパイプカバーを取り外してありますので、まずは元に戻します(下写真は昨シーズンのもの)。

倉庫内のため紫外線劣化はないだろうとパイプカバーは剥き出しのままでしたが、「ビニールキャンバス」を巻いて養生しておくことにします。

直線部は容易に巻けますが、エルボやチーズ部分を綺麗に巻くのが難しく、タブついたところはさらにビニールテープを巻いています。

竹ボイラーの導入(23)自作床暖房パネル③熱交換器検討

前回で床暖房パネルの木工部分(床板の張りつけを除く)が出来上がりました。

この中に床暖房のシステムを仕込むことになりますが、その構造は下図のとおりとします。

熱交換器となる銅管は床板と断熱材との間に配管しますが、さらに床板との間に放熱板(アルミ平板 t=0.3mm)を挟むことで床板への伝熱量を増やしたいと考えています。
伝熱面を広くすることで熱抵抗を小さくしようというわけです(下式)。

熱抵抗 R=1/k(熱伝導率)・L/A(表面積)

上式からは伝熱量を増やす(熱抵抗を小さくする)ためには熱伝導率を大きくすることも有効であることがわかります。
このため、放熱板には熱伝導率の大きい銅板(k=398)を用いれば良いのですが、コスト面からアルミ板(k=236)を採用しています・・・(結露する環境下では銅管とアルミ板との異種金属腐食に留意が必要)。

同じ考えから銅管自体も表面積を大きくすれば(口径を大きく、延長を長く)、伝熱量を増やせることになります。

伝熱量Q=U・A(表面積)・△t(温度差)

(銅管の中に流すお湯の温度を高くし(上式で△t)、流量を上げれば更なる伝熱量の増加が期待できそうです。)
しかし、銅管の口径や延長をヤミクモに大きくするわけにはいきませんし、口径や延長、流量には密接な関連があるため、システム全体でバランスをとって決定する必要がありそうです(例えば、口径・延長とは無関係に流量を増やせば、管路抵抗が大きくなって流れなくなったり、流速が速くなりすぎてシステムに損傷を与えかねません)。

それでは、いくつの口径の銅管をどれだけの長さ配管するのが適当なのか?
本来はシステムの全体を設計するとともに暖房器具の詳細を詰める必要があるのでしょうが、私のような素人にとっては敷居が高すぎます。
そこで、いくつかのメーカーの床暖房システムの構成を断片的に調べてみると、熱交換器のパイプ(架橋ポリエチレン管または銅管)は口径2分(2/8inch、8mm)か3分(3/8inch、10mm)のものを使っていることが多いようです。
また、温水を循環させるポンプは揚程6m程度の性能のもの(グルンドフォスUPS25-60等)を採用し、それを使って10L/min程度の流量で温水を循環させているのではないかと思います。

そこで、これらを参考(真似!?)にして銅管は外径φ9.52mm(内径約8mm)のものを使うことにします。
この銅管に仮に流量3L/min(3系統あるとして10L/minの1/3)の温水を循環させるとき、管内の流速は1m/s程度(速くも遅くもない)になり、なるほどメーカーのシステムは良い感じになっていることが分かります。

流速 V=流量/断面積=(3/1,000×60)/(π×8/1000^2/4)≒1m/s

我が家のシステムでうまくいく保証はありませんが、φ9.52mmの銅管を用いることで見切り発車!(システム全体の検討はポンプの選定の際に行うつもりです)

一方の延長については床暖房パネル内(950mm×650mm)になるべく長く収まるように図を描きながら検討します。

今回用いるナマシ銅管は焼きなましにより曲げやすくしてあるため、役物(エルボ)を用いることなく曲げ配管が可能です。
ただ、一定の曲げ半径を超えると座屈してしまいます(パイプベンダーと呼ばれる道具を使えば相当小さく曲げることができるようです)。
手で曲げられる許容曲げ半径が分かると良いのですが分からず、口径(φ9.52)の約5倍となるR47mmとしています。
また、ナマシ銅管の販売単位は3m、5m、10mのため、5mを購入するものとし、無駄が生じないように配置しています。

銅管のサイズや配置が決定しましたので、作り始めることにします。
まずは放熱板となるアルミ板(t=0.3mm)の加工から。

サイズが455mm×910mmのものを2枚購入し、切り貼りします(アルミ板の余りで銅管のサドルを作る予定)。

2枚をアルミテーブで接合。

このアルミ板の上(完成形では下)に銅管を配管することになりますので、アルミ板に配管ルートを罫書きます。

<続きます>

竹ボイラーの導入(22)自作床暖房パネル②床板

前回、床暖房パネルの框を組み上げるところまでできました。

框はプレーナー加工した角材で、このままでは足が当たれば痛いことになりますので、角を面取りします。

面取り加工はボーズ面のビットを取り付けたトリマーで行います。

起・終点でビットがブレてしまいがちなので、端材で両端を延長しています。

二辺が交わるところはこのような感じになります。

四辺とも加工して框の完成です。

次に床板を準備します。
床板はまだ張れないのですが、今後配管の作業に移ることから木工の作業をまとめて終わらせておくことにします。
床板は無垢の板材を使いたいところですが、床暖房に使うと熱で反ってしまう恐れがあります。
そこで、一般的な合板のフローリング材を使います(床暖房用のフローリング材もあるようですが、普通のもので十分でしょう)。

こうしたフローリング材の幅は1尺(303mm)のものが一般的ですが、それだと床暖房パネルのサイズ(900mm×600mm)に対して2枚しか張れず、その結果、わずかしか釘止めできないことになります。
どうしたものかと思っていたところ、たまたまホームセンターに幅が半分(5寸)程度のものが1枚500円で売っており、それを2枚(1,000円)購入したのが上写真のものになります。

必要長さで切って仮置きしてみます。

幅5寸のものであれば幅に余りが生じるはずですが(フローリング材幅5寸×4枚>床暖房パネル600mm)、逆に不足して両側に隙間ができてしまっています。

今更ながらフローリング材の幅を測ってみると5寸(151.5mm)より狭いのです・・・。

これでは両側にそれぞれ1cm程度の隙間が出来てしまいます。

このままいくか、何か詰め物でもして対処するつもりが、釘を打つ箇所(フローリング材のサネと中框との交点)を確認すると、運悪く銅管の配管ルートと重なっています。

銅管に釘を打ってしまうことだけは避けたいですので、結局、フローリング材をもう1枚買って板の配置を変えることにします。

両側に幅を調整したものを入れるとして配置すると、釘を打つ箇所は銅管の配管ルートから外れます(それでも近接するところはあります)。

追加で購入したフローリング材を必要幅で挽き割ります。

こうした長尺ものを挽き割るのに以前作った拡張テーブルが活躍してくれます。

仮置きするとピッタリ収まりました(釘止めは配管等が終わった後になります)。

木工作業はこれで完了です。
框は床板の色よりも濃くするため塗装するつもりです。
その塗料(オイルステイン)は今年行う予定の外壁塗装の余りを使おうと思っていますので、塗装はしばらく先になりそうです(手間的には床板を張る前の今行うと良いのですが)。

<続きます>

竹ボイラーの導入(21)自作床暖房パネル①框

ボイラー(ATO ウッドボイラー)で沸かした温水は暖房にも利用したいと考えており、前回、そのための暖房器具について検討した結果、床暖房パネルとパネルヒーターを自作することにしました。
(暖房器具を含むボイラーの施工は昨年内にほとんど終わり、年明けから試験焚きしています。ブログ記事の更新が遅れています・・・。)

その内の床暖房パネルから作っていくことにします。
床暖房パネルは冬季のみテーブル下(床上)に据え置きするものとし、その大きさをテーブルに合わせて950mm×650mmとします。
構造は一般的な床暖房と同様に、床板と断熱材との間に熱交換器(銅管)を設置します。
このため、下図のとおり4方を框で組んで、そのなかに上記のもの(床板、銅管、断熱材)を仕込むことにします。

まずは框を作ることにし、材の準備から。
材は、内側に格納することになる床板(t=12mm)、銅管(φ9.52mm)、断熱材(グラスウール)の厚さを考慮し、1.5寸(45mm)角の垂木材(杉)を用います。

檜か、杉でも少なくとも造作材を使うべきですが、ケチって4m、ワンコイン(500円程度)の下地材にしたため節がたくさんあります・・・。
これらの節が隠れるように頭をひねって配置していますが(上写真は裏面側)、本来なら外側に赤身(杉でも堅硬な部位)が来るように配置すべきなのでしょう。
また、プレーナー加工にヒットミスが多くあったため、カンナに掛けて43mm角に仕上げています(もちろん直角は出ていませんが、テーブル下に置くものだと割り切ります^^;)。

次に、いつも通りホゾとホゾ穴を加工。

通しホゾにしています。

続いて、床板をのせる溝をテーブルソーを使って加工します(自在溝切りカッターと自作治具を使用)。

溝の深さは、床板厚(12mm)+α(2mm)で14mmにしています。

両端(部材同士の接合箇所)は溝を切れませんので、テーブルソーでの加工はその手前で止めておきます。

残りはノミを使って手加工。

同様に四隅を加工。

溝加工が終わって組み立てたくなりますが、その前にやっておくべきことがまだ残っています。
中框を横断する線形で銅管(外径φ9.52mm)を配管できるように中框に溝(12mm角、下図で水色着色箇所)を設けます。

この溝加工にもテーブルソー+自在溝切りカッターを使っています。

さらに、外枠の框に銅管(外径φ9.52mm)を出し入れするための開口(φ12mm、往き・戻りの2箇所)を設けます。

これで準備が整いましたので組み立てます。

<続きます>