Forn de piròlisi de bricolatge "Bubafonya": diagrama, dibuix i instruccions pas a pas

En el període fred de la temporada de calefacció, el tema de la calefacció de l'espai es torna més rellevant que mai.

Forn bubafonya de bricolatge: esquema i dibuix

I si als apartaments de la ciutat, per regla general, l'habitatge i els serveis comuns són els responsables d'això, els residents del sector privat han de fer front a tots els problemes que sorgeixen per si mateixos. Per a una estufa de llenya convencional, cal comprar una quantitat important de troncs i sovint això afecta greument les butxaques dels consumidors.

A més, algunes persones necessiten escalfar no només locals residencials, sinó també locals auxiliars, com ara garatges o hivernacles. Per tant, hi ha un desig natural de trobar la manera de la calefacció més econòmica i eficient.

Què és una estufa de foc llarg? En quin principi es basa el seu treball?

Per començar, hem d'entendre com es produeix realment la crema de llenya. Perquè la fusta s'encengui, primer s'ha d'escalfar a una temperatura d'uns cent graus i mig des d'una font de calor externa. Per regla general, aquesta tasca es realitza amb paper o estelles de fusta incendiades amb un llumins. L'arbre comença a carbonitzar lentament i, en arribar a una marca d'uns 250 graus, es descompon en components químics simples. El fum blanc que podem observar en encendre un foc són gasos i vapor d'aigua alliberats per la llenya escalfada. I ara, després d'haver superat el nivell de tres-cents graus, les substàncies gasoses alliberades de l'arbre s'encenen, contribuint a una major acceleració de la reacció termoquímica.

En si mateixa, la descomposició dels combustibles fòssils, com, per exemple, la fusta, en elements simples s'anomena piròlisi. I tot estaria bé, però la combustió habitual de la fusta no aprofita plenament tot el potencial inherent al portador d'energia. Queden molts residus que, al final, no contribueixen a l'estalvi.

Els forns de piròlisi, una de les variants de les quals considerarem en aquest article, utilitzen el combustible de manera molt més eficient. El secret principal és que la combustió dels gasos alliberats durant l'escalfament de la fusta es produeix per separat del propi portador d'energia. Al mateix temps, el combustible primari es fuma lentament, cosa que permet aconseguir un temps de treball molt més llarg amb una càrrega de tronc. Als forns del tipus "bubafonya" i altres dispositius de calefacció per piròlisi, tot es crema gairebé al 100%, deixant només una petita quantitat de cendra després.

Com es produeix la combustió

La història de la creació del forn de piròlisi "Bubafonya"

Per primera vegada, un artesà popular anomenat Afanasy Bubyakin, que viu a Kolyma, va muntar una "bubafonya". De fet, porta el seu nom. L'artesà va prendre com a base del seu producte la caldera de piròlisi Stropuva, ​​fabricada a Lituània. Athanasius va simplificar el disseny tant com va ser possible perquè es pogués repetir fàcilment de manera independent. És per això que el forn de piròlisi casolà "Bubafonya" és famós per la seva popularitat bastant alta.

Cal tenir en compte immediatament que, com que un escalfador casolà està fet amb materials improvisats disponibles, poques vegades té un aspecte atractiu i estètic. El principal avantatge de bubafoni és la seva senzillesa, fiabilitat i eficiència.

A continuació podeu veure un exemple d'una estufa casolana dissenyada per Afanasy Bubyakin, feta amb una antiga bombona de gas.

Dos forns "Bubafonya" de cilindres

L'estructura interna del forn de combustió llarga "Bubafonya"

• L'element principal en el disseny de "bubafoni" és el seu cos. Per regla general, té una forma cilíndrica: un cilindre, un extintor gran, un barril o una canonada gruixuda amb un fons soldat.
• Xemeneia per a l'eliminació de residus de combustió. Està fet, en la majoria dels casos, d'un tub metàl·lic d'11-25 centímetres de diàmetre, soldat a la part superior del cos.
• Alimentador de pistons. Es tracta d'un cercle metàl·lic amb costelles soldades a la part inferior, al centre del qual es fixa un tub de conducte d'aire. Les costelles us permeten crear un buit d'aire addicional entre el pistó i els troncs, la qual cosa té un efecte positiu en el procés de combustió i l'activitat de l'alliberament de gasos de piròlisi.
• Vàlvula reguladora, que permet controlar el subministrament d'oxidant dins del forn.
• Cobrir amb una obertura per a un conducte d'aire. Juntament amb el pistó, forma una cambra de combustió secundària, en la qual s'encenen els gasos de piròlisi.

Diagrama esquemàtic d'un forn de piròlisi casolà "Bubafonya"

Avantatges i desavantatges del forn de piròlisi

En primer lloc, cal destacar les qualitats positives d'aquest escalfador:

• "Bubafonya" té un disseny molt senzill. Posseïdor d'una màquina de soldadura i habilitats bàsiques per treballar amb metall, qualsevol pot fer un forn de manera senzilla i senzilla amb les seves pròpies mans.
• L'estufa de piròlisi "Bubafonya" no és gens exigent pel que fa a l'elecció d'un portador d'energia de combustible sòlid. Cremarà correctament sobre fusta, carbó, serradures, estelles i altres residus de fusta. A més, es pot carregar amb pellets, un combustible granular econòmic i respectuós amb el medi ambient.
• Hores de feina. El forn de piròlisi després d'una càrrega de llenya pot funcionar contínuament i escalfar l'aire de l'habitació fins a 24 hores. Aquest indicador, però, pot variar significativament, depenent del volum de la cambra, la velocitat de subministrament de l'oxidant i altres paràmetres.

Però cal pagar-ho tot i, per tant, la senzillesa de l'estructura interna del forn Bubafonya comporta alguns desavantatges:

• "Bubafonya" no té un alt rendiment en termes d'eficiència. Això es deu a l'escalfament desigual del cos del cilindre (canó) i a una menor transferència de calor. Els forns de piròlisi de dissenys més complexos i avançats, al seu torn, poden presumir d'un excel·lent rendiment en termes d'eficiència, gairebé assolint un valor del 90%.
• "Bubafonya" és bastant incòmode per netejar les restes de productes de combustió: les cendres i les cendres s'han de treure per la part superior.Tanmateix, aquest escalfador casolà es pot millorar soldant una porta a la part inferior, cosa que facilita l'eliminació de tot el superflu de la part inferior del forn.
• poc atractiu estètic. El disseny té un aspecte bastant aspre i és poc probable que es converteixi en una decoració de l'interior de l'habitació on s'instal·larà.

Fent el forn tu mateix

Tot el procés de creació d'una caldera de piròlisi casolana "Bubafonya" es pot dividir en cinc etapes principals:

1. Preparació dels locals, materials i eines per al treball
2. Instal·lació i muntatge de l'estructura
3. Disposició de la xemeneia
4. Posar les bases d'un forn de piròlisi

Vegem cadascun d'ells amb més detall.

Forn de piròlisi de dibuix "Bubafonya". Càlcul de les proporcions principals.

La proporció fonamental en el procés de construcció d'un forn de piròlisi casolà a partir d'un cilindre de gas és la relació matemàtica entre el diàmetre interior del cos i la seva alçada. Al dibuix, el diàmetre s'indica amb la lletra D i l'alçada és H. La relació entre H i D hauria d'estar en el rang de tres a cinc a un. El diàmetre en si en condicions òptimes serà d'uns 30-80 centímetres. No s'ha d'escollir un cos del forn de menys de 30 centímetres, ja que l'oxidant passarà per la cambra de combustió massa ràpidament sense reaccionar completament amb el combustible. Això reduirà molt l'eficiència del dispositiu. Un diàmetre de més de 80 centímetres no és desitjable per un altre motiu: en aquesta caldera, la llenya crema molt lentament a la vora i més ràpid al centre. Quan el combustible s'esgota, es formarà un forat en el qual caurà el pistó, la qual cosa comportarà l'extinció del bubafoni.

Càlcul de les proporcions dels elements del forn de piròlisi "Bubafonya"

gruix de paret Δ és el segon valor calculat més important.Per a una transferència de calor òptima, una caixa d'acer de 4-5 mm és perfecta. Un gruix de paret més petit reduirà significativament la vida útil de l'escalfador i el temps de funcionament en una benzinera.

Dimensions de la crespa del pistó de premsat:

Escletxa Amb entre el pistó i la superfície interior del cos es calcula de manera òptima igual a 0,05 * D. En conseqüència, el diàmetre del pancake es calcularà mitjançant la fórmula d \u003d D-2 * H

L'alçada de les costelles de pressió del perfil metàl·lic es considera més difícil. Aquí, la dependència entre els valors dels paràmetres no és lineal. Empíricament, per a diàmetres del cos del forn de 60 a 80 centímetres, aquest nombre es pren igual a 0,1 * D. Per als bubafoni més petits, utilitzem l'equació de proporció, tenint en compte que amb D₀= 30 cm h₀= 4 cm.

Exemple de càlcul de proporcions. El diàmetre interior del globus és de 40 cm Considerem l'alçada requerida dels canals de la següent manera: h = D * h₀/D₀=4*40/30=5,3cm

Gruix de pancake σ. Aquest paràmetre és inversament proporcional al diàmetre interior del "bubafoni" D. Cal que el pistó amb una força òptima pressioni sobre la capa de combustible. Si la pressió és baixa, el coeficient d'acció inversa del forn disminuirà i hi haurà risc que la caldera es torni a cremar, seguit de fum que s'escapi pel conducte. Un pistó massa pesat, al seu torn, no deixarà una capa d'aire suficient per encendre la llenya i el "bubafon" s'apagarà.

Aquest valor es pot trobar mitjançant la taula següent. No hi ha requisits especials per al compliment d'aquest paràmetre, n'hi ha prou amb complir-lo almenys aproximadament.

Càlcul de la superfície mínima necessària per a la xemeneia. El valor més petit permès de l'àrea S de la canonada es calcula en funció de la producció d'energia màxima del combustible per hora. S (cm²)=1,75*E(kWh). En aquest cas, E \u003d m * q on m és la massa de combustible carregat, que es pot trobar multiplicant el volum màxim de marcador V \u003d H_f*(π*D²/4) sobre la seva densitat (aprendrem de la taula següent). El coeficient q, al seu torn, és l'energia específica de combustió per unitat de volum de combustible per hora (també l'agafem de la taula de referència).

Càlcul del diàmetre d'entrada d'aire

Coneixent les dimensions del tub de la xemeneia, no serà difícil calcular el diàmetre del conducte del pistó. Aquest valor, indicat com d, és igual a la meitat del valor de l'arrel quadrada de la relació 4S/π.

Preparació dels locals, materials i eines per al treball

Atès que el muntatge de "bubafoni" requereix l'ús d'una màquina de soldadura, no totes les habitacions són aptes per treballar. Assegureu-vos de necessitar ventilació d'alta qualitat, subministrament ininterromput d'electricitat i cablejat fiable (els treballs de soldadura poden provocar una sobrecàrrega al circuit). A més, la instal·lació pot trigar més d'un dia, per la qual cosa l'habitació ha d'estar protegida dels efectes de la precipitació i ser prou espaiosa. També és important una bona insonorització del lloc de treball, ja que és poc probable que el soroll del molí, la soldadura i altres eines agradarà als vostres veïns.

Un cop escollit un lloc adequat per a la instal·lació, procedim a la preparació dels materials.

• La base del forn de piròlisi serà un vell cilindre de gas.En canvi, també podeu utilitzar un barril d'acer o ferro colat voluminós (d'uns 200 l) amb parets fortes sense signes de corrosió, un extintor gran gastat o fins i tot un tub metàl·lic amb un cercle d'acer soldat a la part inferior.
• A continuació, necessitem espais en blanc per a les "cames" de suport. En principi, podeu intentar prescindir d'ells, però la "bubafonya" a les cames serà molt més estable, és més difícil girar-la accidentalment amb un moviment incòmode. Els suports es poden fer amb perfils metàl·lics, accessoris i fins i tot peces de tubs d'acer.
• "Neses" per a un transport més còmode d'una estufa casolana, també podem crear a partir de restes d'accessoris. A més, no seran superfluos a la tapa de bubafoni: això simplificarà molt el procés de càrrega de llenya i neteja de la caldera de les cendres.

Diverses opcions per a les potes dels fogons casolans

Cames d'armadura

Potes de tub

Potes de perfil metàl·lic

Els materials auxiliars per crear "bubafoni" seran:

• Xapa d'acer per a la fabricació del pistó;
• Dos tubs metàl·lics per a la xemeneia i el conducte d'aire. El diàmetre òptim de la canonada de subministrament d'aire és d'uns 85-100 mm i la seva longitud ha de ser uns 150 mm més llarga que l'alçada del cilindre. La xemeneia necessitarà un tub més ample, amb un diàmetre d'uns 150 mm. Pel que fa a la seva longitud, ha de ser almenys igual a la secció transversal del cilindre;
• Perfil metàl·lic (canal);
• Pedra triturada, formigó i maons refractaris per a la fabricació de la fonamentació;

La llista d'eines necessàries serà petita. Farem servir:

• martell;
• Vise;
• pala;
• Mastercom;
• Aparell portàtil per a la soldadura elèctrica amb un conjunt d'elèctrodes;
• búlgar per tallar peces;
• Ruleta, llapis, plomada i nivell;

Instal·lació i muntatge de l'estructura.Disposició de la xemeneia.

1. Primer de tot, fem un tall net a la part superior del globus. La tapa resultant ens servirà més endavant com a coberta per al forn.

En blanc per a la coberta del forn de piròlisi "Bubafonya"

2. Fixem potes casolanes a la part inferior del cilindre mitjançant soldadura elèctrica. La correcció de la seva instal·lació es pot comprovar mitjançant un nivell o plomada.
3. La fabricació del pistó bubafoni té lloc en tres etapes:

• Primer, talleu un cercle d'acer. Les seves dimensions transversals han de ser inferiors al diàmetre interior del cilindre de gas en uns 3,5-4,5 cm per tal de garantir la sortida lliure dels gasos de piròlisi resultants a la cambra secundària. A la part central del cercle, fem un altre forat perquè l'extrem de la canonada del conducte s'insereixi bé.

Espais en blanc per a l'alimentació de pistons

• Soldem un cercle i un tub metàl·lic.

Conducte d'aire soldat al cercle base

• Sobre la base del blanc per al pistó, arreglem el tall del canal mitjançant soldadura.

Peces de perfil metàl·lic fixades al revers del pistó

El producte acabat tindrà un aspecte com aquest:

Conjunt de pistó del forn de piròlisi

4. Dissenyem la coberta del forn. Al centre de la part superior tallada de l'antic cilindre de gas, marquem el forat. Això s'ha de fer de manera que el tub del conducte amb un pistó d'alimentació fixa es pugui moure lliurement. Segons el marcatge, fem el tall necessari. Als laterals de la coberta improvisada, soldem nanses de peces de reforç doblegades amb un vici i un martell.

Portada de Bubafoni. En lloc d'accessoris per a nanses, es van utilitzar anelles metàl·liques.

Muntem una xemeneia a la part superior del forn de piròlisi improvisat.Amb un molinet, tallem un forat net segons la mida de la canonada de palanquilla i el subjectem mitjançant soldadura.

Vídeo: Com tallar un forat llis sota el molinet de la xemeneia.

Xemeneia soldada a la part superior del cilindre

Per garantir un millor tiratge, la xemeneia ha de constar de dos "genolls" connectats en angle recte. Per fer-ho, als extrems del tub horitzontal que surt del cilindre i un altre segment del mateix diàmetre, fem talls uniformes amb una esmoladora en un angle de 45 graus i soldem les canonades entre si.

L'aspecte de la xemeneia

A més, és molt desitjable proporcionar protecció a la xemeneia en forma d'una tapa reflectora especial. Això evitarà la penetració de la humitat i la precipitació al forn amb la seva posterior atenuació.

L'aspecte del reflector per a la xemeneia

En aquest sentit, la part principal del treball d'instal·lació es pot considerar finalitzada. El forn ja està en ple funcionament. Només podem, si ho desitgem, equipar-hi una base especial i començar a operar directament.

Posar les bases d'un forn de piròlisi

Els treballs d'ordenació de la base del bubafoni es desenvoluparan en tres etapes:

1. En primer lloc, hem de cavar un forat de forma quadrada d'aproximadament un metre i mig de mida. La profunditat òptima per a la base serà d'aproximadament 20-30 centímetres.

Fossa sota la base del forn

2. Ens adormem pedra picada per dins i l'omplim amb morter de formigó per sobre. La superfície s'anivella amb una paleta. Després de l'assecat, comprovem la qualitat del plànol resultant amb un nivell i, si cal, el corregim encara més.

Base de l'estufa plena de formigó

3. Quan el formigó estigui completament sec, col·loqueu diverses fileres de maons refractaris a la part superior de la base.Com a regla general, n'hi haurà prou amb dues o tres capes de maó.

Maó resistent al foc col·locat sobre la base de la base del forn

Encesa de l'estufa "Bubafonya"

Traiem l'alimentació de pistons amb un conducte d'aire soldat per dins, després d'haver tret prèviament la tapa del cilindre.

Posem troncs de fusta dins. S'han de col·locar horitzontalment entre si. La col·locació vertical de la llenya pot tenir conseqüències bastant desagradables si un tronc sense cremar que es troba sobre una vora impedeix que el pistó es mogui. Això conduirà al fet que en comptes de fumar, un foc de ple dret esclatarà a la cambra primària. Com a resultat, es violarà el mode de funcionament correcte de l'estufa, la llenya cremarà més ràpidament i, a més de tot, pot començar a fumar pel conducte. No s'han de col·locar troncs per sobre de la ubicació de la xemeneia.

Col·locació de llenya al forn de piròlisi

Aboqueu estelles amb serradures o branques petites a la part superior del marcador de fusta. Remullar un tros de teixit vell en un líquid d'encesa (querosè també està bé) i posar-lo sobre una capa d'estelles de fusta. El paper pot servir com a alternativa a un drap.

Processament de la capa superior del marcador amb querosè

Premem el marcador amb un pistó i tornem a col·locar la coberta del forn.

Instal·lació d'un pistó amb tapa

Encenem la llenya tirant un tros de drap o paper encès dins pel conducte. Un partit de bubafoni no és adequat, perquè té temps de sortir abans de caure.

Encesa del forn

Després de 15-25 minuts, després que el marcador s'encengui bé, cal tancar la vàlvula del conducte d'aire. Això restringirà el subministrament d'aire a la cambra de combustió primària i farà que els troncs es fumin, alliberant gasos de piròlisi. Així, el bubaphone canviarà al seu mode de funcionament principal.

Instrucció de vídeo. Encesa de l'estufa "Bubafonya"

Recomanacions per augmentar l'eficiència d'una estufa casolana

El principal problema que afecta l'eficiència del bubafoni és l'escalfament desigual del seu cos i, com a conseqüència, el deteriorament del procés d'intercanvi de calor amb l'entorn. Parcialment es pot resoldre amb l'ajuda d'un refinament bastant senzill del disseny.

Per dur a terme la modificació, necessitem una xapa de perfil metàl·lic ondulat. Cal fer-ne una mena de "camisa" per al forn, fixant-la fermament a la superfície del cilindre mitjançant soldadura o d'una altra manera accessible. Aquesta millora contribuirà a la formació de corrents d'aire de convecció ascendents: l'aire fred s'entra des de la part inferior de les aletes i l'aire calent s'allibera des de dalt. A més, també podeu superposar tota l'estructura amb maons. Aquest pas permetrà que les parets al voltant de l'estufa acumulin la calor irradiada per ella, escalfant l'habitació de manera més uniforme i més llarga.

Una versió millorada del bubafoni. En lloc d'un perfil ondulat, es van utilitzar segments de tubs de perfil.

Instrucció de vídeo. Elaboració d'una estufa casolana tipus piròlisi "Bubafonya" pel vostre compte