煙突（えんとつ）とは、燃焼の過程で排出されるガスが持つ上昇気流を風による外乱から守り、燃焼を促進させる筒状の構造物である。人体に不快・有害な煙などが屋内で拡散するのを防ぐ効果もある。なお、通常の煙突は英語でチムニー（chimney）というが、船舶の煙突はファンネル（funnel）という[1]。
概要
煙突は、ドラフト効果を利用する燃焼装置の、核心部分である。
ドラフト効果とは、煙突内で上昇気流が発生すると、煙突内に温かい空気が吸い込まれていき、燃料投入口からドンドン空気が流入するため、送風装置を使わなくとも、常に空気を送り込んでいる状態となり、その分、炉内の温度が上昇して、少ない燃料で高い燃焼効率が得られる。
工場や火力発電所に設置される大型から、ストーブやコンロといった燃焼装置に付加される小型まである。
素材としては耐熱・耐火性が求められ、古くは石や煉瓦、後にはコンクリートや金属も使われた。現代では、特に大型煙突において鉄骨鉄筋コンクリート構造より軽量化できるガラス繊維製やフッ素樹脂製も開発されている[2]。
大型の煙突は、高熱による上昇気流で排気を上方に導き、上空に排出させる。歴史的にみると、本格的な煙突が記録に登場するのは14世紀のヨーロッパでとされる[3]。積極的に利用されるようになったのは、燃やすと煤煙を多く出す石炭が家庭で使われることが増えた16世紀と言われている[4]。
排出ガス中に含まれる大気汚染物質濃度は、煙突の高さが高いほど地表に到達するまでに拡散される。このため、排出ガス濃度そのものの低減対策（脱硫、(脱硝)、(集塵)など）に加えて、煙突の高さを高くする対策が広く推奨されてきた。ただし、煙突の高さを高くしても大気汚染物質の総量削減効果はない。
煙突の高さが60m以上になる場合は航空法により航空障害灯の設置が義務付けられている。
理論
煙突からの排出ガスは、ガスそのものが持つ熱による浮力、煙突頂部から排出されるときの吐出速度による運動量、外気の風速や気温などにより、一定の高さまで上昇した後に、有風時には風下側に流れていく。その時の煙流の上昇高さ（ΔH ）に、煙突そのものの高さ（実煙突高）を加えたものを有効煙突高（He ）と呼ぶ。
風下に流れた排出ガスは、煙突から離れるに従って拡散し濃度が薄くなっていく。その濃度分布を表す式を大気拡散式といい、正規分布形で表される。
煙突の高さの設計にあたっては
- 地上での排出ガス濃度の許容値を設定
- 大気拡散式により、煙突の有効煙突高を決定
- 有効煙突高より、吐出速度やガス温度を決定
といった手順を踏む。
煙突の形
古い一般住宅や集合住宅ではH形や、斜めのH形、雨水や雪を防ぐための屋根付きになっていることが多いが、近年の建物はオール電化やセントラルヒーティングで、ストーブも煙突の必要がないFF式が主流であり、比較的近年の建物にかつての煙突が設置されることは少なくなっている。
世界の煙突の高さ
330mを越えるもの（およそ上位20位まで）、および各国で最も高い煙突などの重要性・著名性の高いものを掲げた。日本の煙突は、200ｍ以上で資料等で確認出来たもののみを掲載した。
| 名称 | 画像 | 高さ | 国 | 都市 | 竣工年 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| エキバストス第二発電所 | 419.7 m | カザフスタン | エキバストス | 1987年 | 世界一高い煙突 | |
| (インコ・スーパースタック) (Inco Superstack) | 381 m | カナダ | サドベリー | 1971年 | 世界一高い独立塔煙突 | |
| (ホーマーシティ発電所) (Homer City Generating Station) | 371 m | アメリカ合衆国 | (ホーマーシティ) (Homer City) | 1977年 | ||
| (ケンネコット大煙突) (Kennecott Smokestack) | 370.4 m | アメリカ合衆国 | マグナ | 1974年 | ||
| (ベリョーゾフスカヤ発電所) (ru:Берёзовская ГРЭС) | 370 m | ロシア | (シャルイポボ) (Sharypovo) | 1985年 | ||
| ミッチェル発電所 | 367.6 m | アメリカ合衆国 | (マウンズビル) (Moundsville) | 1971年 | ||
| トルボヴリェ煙突 | 364 m | スロベニア | トルボヴリェ | 1976年 | ヨーロッパで最も高い煙突 | |
| (エンデサ発電所) (Endesa Termic) | 356 m | スペイン | (アスポンテス) (As Pontes) | 1974年 | ||
| (フェニックス精錬所) (Phoenix Copper Smelter) | 351.5 m | ルーマニア | バイア・マーレ | ？ | ||
| シルダリヤ火力発電所 | 350 m | ウズベキスタン | シルダリヤ | 1975年 | ||
| テルエル火力発電所 | 343 m | スペイン | テルエル | ？ | ||
| プロミン火力発電所 | 340 m | クロアチア | プロミン (Plomin) | ？ | ||
| (ヴェスターホルト火力発電所) (Power Station Westerholt) | 337.5 m | ドイツ | ゲルゼンキルヒェン | 1997年 | 2006年12月に爆破解体。 爆破解体された独立建造物としてはもっとも高い。 | |
| マウンテニア発電所 | 336.2 m | アメリカ合衆国 | (ニューヘイブン) (New Haven) | 1980年 | ||
| (クチュルガン発電所) (Kuchurgan power station) | 335 m | モルドバ | (ドネストロフスク) (Dnestrovsc) | 1970 ? | ||
| エキバストス第一発電所 | 330 m | カザフスタン | エキバストス | ？ | ||
| (ペルムスカヤ発電所) (ru:Пермская ГРЭС) | 330 m | ロシア | (ドブリャンカ) (Dobryanka) | 1987年 | 2本 | |
| (レフチンスカヤ発電所) (ru:Рефтинская ГРЭС) | 330 m | ロシア | (レフチンスキー) (ru:Рефтинский) | 1980年 | 2本 | |
| TETs5 | 330 m | ウクライナ | ハルキウ（ハリコフ） | 1981年 | ||
| Zuevska発電所 (Zuevska thermal power station) | 330 m | ウクライナ | Zuhres (Zuhres) | ？ | ||
| (東マリツァ発電所) (Maritsa Iztok Complex) | 325 m | ブルガリア | スタラ・ザゴラ | 1977年 1980年 | 同国で最も高い煙突・建築物の一つ | |
| (ピルドプ精錬所) (Pirdop copper smelter) | 325 m | ブルガリア | (ピルドプ) (Pirdop) | ？ | 同国で最も高い煙突・建築物の一つ | |
| Ugljevik発電所 (Ugljevik Power Plant) | 310 m | ボスニア・ヘルツェゴビナ | Ugljevik (Ugljevik) | 1985年 | 同国で最も高い煙突・建築物 | |
| (ブッシュハウス発電所) (Buschhaus Power Station) | 307 m | ドイツ | ヘルムシュテット (Helmstedt) | 1984年 | 同国で最も高い煙突 | |
| Chvaletice発電所 (Chvaletice Power Station) | 305 m | チェコ | Chvaletice (Chvaletice) | 1977年 | 同国で最も高い煙突・建築物 | |
| SASOL III合成燃料工場 (Secunda CTL) | 301 m | 南アフリカ共和国 | (セクンダ) (Secunda) | 1979年 | 同国で最も高い煙突・建築物 | |
| (リブニク発電所) (Rybnik Power Station) | 300 m | ポーランド | リブニク | 1974年 | 同国で最も高い煙突の一つ。 | |
| (ヤヴォジュノ発電所) (Jaworzno Power Station) | 300 m | ポーランド | ヤヴォジュノ | ? | 同国で最も高い煙突の一つ。 | |
| (ベウハトゥフ発電所) (Bełchatów Power Station) | 300 m | ポーランド | ベウハトゥフ | ? | 同国で最も高い煙突の一つ。 | |
| (コジェニツェ発電所) (Kozienice Power Station) | 300 m | ポーランド | (コジェニツェ) (Kozienice) | ? | 同国で最も高い煙突の一つ。 | |
| Kawęczyn発電所 (pl:Elektrociepłownia Kawęczyn) | 300 m | ポーランド | Warszawa-Kawęczyn (pl:Kawęczyn-Wygoda) | ? | 同国で最も高い煙突の一つ。 | |
| Novaky発電所 (Novaky Power Plant) | 300 m | スロバキア | Nováky (Nováky) | 1976年 | 同国で最も高い煙突 | |
| Orot Rabin発電所 (Orot Rabin) | 300 m | イスラエル | ハデラ (Hadera) | 1997年 | 同国で最も高い煙突 | |
| (プロヴァンス発電所) (Provence Power Station) | 300 m | フランス | ガルダンヌ (Gardanne) | 1984年 | 同国で最も高い煙突 | |
| (ビシュケク火力発電所) | 300 m | キルギス | ビシュケク | 1989年 | 同国で最も高い煙突 | |
| 東京電力鹿島火力発電所 | 231 m | 日本 | 茨城県神栖市 | ？ | 日本一高い煙突 | |
| 中部電力尾鷲三田火力発電所 | 230 m | 日本 | 三重県尾鷲市 | ？ | 発電設備の廃止により煙突も2020年12月5日までにほぼ撤去された[5]。 | |
| 東京電力常陸那珂火力発電所 | 230 m | 日本 | 茨城県東海村 | ？ | 常陸那珂レインボータワー | |
| 中部電力西名古屋火力発電所 | 230 m | 日本 | 愛知県飛島村 | ？ | ||
| 中国電力玉島火力発電所 | 230 m | 日本 | 岡山県倉敷市 | ？ | ||
| 東京二十三区清掃一部事務組合豊島清掃工場 | 210 m | 日本 | 東京都豊島区 | 1998年 | ||
| JFEスチール東日本製鉄所 (千葉工場Ⅰ) | 207 m | 日本 | 千葉県千葉市 | 1991年 | 1991年、鉄鋼製品の高級化やニーズの多様化に応えるために、リフレッシュ工事を起工。 | |
| 大王製紙(三島新工場) | 207 m | 日本 | 愛媛県四国中央市 | 1985年 | 愛称はエリエールタワー。エレベーター、展望台完備。完成当時、コンクリート製煙突としては東洋一の高さであった。映画『書道ガールズ!! わたしたちの甲子園』に街のシンボルとして登場。 | |
| 関西電力姫路第一発電所 | 204 m | 日本 | 兵庫県姫路市 | 2005年 | 天気予報を兼ねたライトアップが施されていたが2011年3月の東日本大震災以後、節電のために休止している。 | |
| 中国電力大崎火力発電所 | 200 m | 日本 | 広島県大崎上島町 | ？ | ||
| パンパシフィック・カッパー佐賀関製錬所 | 200 m | 日本 | 大分県大分市 | 1972年 | 高さ167.6mの第一煙突（1916年完成当時は世界一であった）に続く第二煙突として、2012年まで2本並んで立っていた。第一煙突は2013年5月に解体工事完工。 |
煙突に関連する逸話
- サンタクロースはクリスマスに煙突から部屋に入り子供達にプレゼントを渡す、とされている。これは聖ニコラウスが貧しい少女の家の煙突から金貨を投げ入れたという伝説が由来である。
- ドイツでは、ヒトラーが政権をとった1930年代に「煙突掃除法」が制定された。これは「煙突掃除職人を生粋のドイツ人に限る」という内容で、各家庭が「ナチスに反抗的かどうか」の監視も兼ねていた。第二次世界大戦後、西ドイツでは条文が改正されて形式上は外国人も参入可能になったが、東西ドイツ統一後も煙突掃除業界によりドイツ国内が7888の「煙突掃除区」に区分され、事実上、各家庭が掃除を頼む時は地域の職人に依頼しなければいけない状態が続いていた。しかし、EUの圧力により2008年に法改正が行われ、既得権益が解体され、自由化が行われた（出典：MSN産経ニュース2008.11.19 18:54）。
- イギリスなどの煙突掃除人たちの陰嚢付近に癌が多発しており、煙突掃除人癌と呼ばれていた。煙突に溜まったすすには発がん性があるため、陰嚢のしわの中にすすがたまってそこから腫瘍ができるものである。そのため「すす病」とも呼ばれていた。これを知った東京帝国大学の山極勝三郎教授と大学院生の市川厚一は、石炭副生物であるコールタールを660日にもわたってウサギの耳に塗布する実験を行い、1915年に世界初の人為的な皮膚癌発症に成功した。
煙突に関連する俗語
次のものを俗に「エントツ」と呼ぶ。
船舶の煙突
船舶の煙突はファンネル（funnel）という[1]。現代の船舶用原動機の排気筒はより細い管径で事足りるが、船の所属会社を示すファンネルマークが描かれている部分にあたるため、排気筒に「化粧煙突」と呼ばれる囲いを設けている[6]。
脚注
- ^ a b “Q20：煙突のマーク：文字や模様の意味は?”. 日本船主協会. 2019年9月30日閲覧。
- ^ 「煙突、テント材料で開発／太陽工業 日立造船重さ、コンクリ製の10分の1」『日経産業新聞』2018年6月26日（環境・エネルギー・素材面）2018年6月27日閲覧
- ^ 管野浩 編『雑学おもしろ事典』日東書院、1991年、211頁。
- ^ 山根一眞監修『日本のもと : 技術』講談社、2011年11月、69頁。ISBN (978-4-06-282690-7)。
- ^ “「非常に寂しい」 尾鷲三田工事所 煙突の撤去ほぼ完了 三重”. 伊勢新聞. 2020年12月8日閲覧。
- ^ “125 形状さまざま、客船の化粧煙突”. 日本船主協会. 2019年9月30日閲覧。