Horno de pirólisis de bricolaje "Bubafonya": diagrama, dibujo e instrucciones paso a paso

En el período frío de la temporada de calefacción, el tema de la calefacción de espacios se vuelve más relevante que nunca.

Horno de bubafonya de bricolaje: diagrama y dibujo.

Y si en los apartamentos de la ciudad, por regla general, la vivienda y los servicios comunales son responsables de esto, entonces los residentes del sector privado tienen que lidiar con todos los problemas que surgen por su cuenta. Para una estufa de leña convencional, es necesario comprar una cantidad significativa de troncos y, a menudo, esto golpea gravemente los bolsillos de los consumidores.

Además, algunas personas necesitan calentar no solo locales residenciales, sino también auxiliares, como garajes o invernaderos. Por lo tanto, existe un deseo natural de encontrar una forma de calefacción más económica y eficiente.

¿Qué es una estufa de larga duración? ¿En qué principio se basa su trabajo?

Para empezar, necesitamos entender cómo ocurre realmente la quema de madera. Para que la madera se encienda, primero debe calentarse a una temperatura de aproximadamente cien grados y medio desde una fuente de calor externa. Como regla general, esta tarea se realiza con papel o astillas de madera que se encienden con un fósforo. El árbol comienza a carbonizarse lentamente y, al alcanzar una marca de unos 250 grados, se descompone en componentes químicos simples. El humo blanco que podemos observar al encender un fuego son gases y vapor de agua que desprende la leña calentada. Y ahora, habiendo superado el nivel de trescientos grados, las sustancias gaseosas liberadas del árbol se encienden, contribuyendo a una mayor aceleración de la reacción termoquímica.

En sí, la descomposición de los combustibles fósiles, como por ejemplo la madera, en elementos simples se denomina pirólisis. Y todo estaría bien, pero la quema habitual de madera no aprovecha todo el potencial inherente al portador de energía. Queda mucho desperdicio que, al final, no contribuye al ahorro.

Los hornos de pirólisis, una de las variantes que consideraremos en este artículo, utilizan el combustible de manera mucho más eficiente. El secreto principal es que la combustión de los gases liberados durante el calentamiento de la madera se produce por separado del propio portador de energía. Al mismo tiempo, el combustible principal arde lentamente, lo que permite lograr un tiempo de trabajo mucho más prolongado con una carga de troncos. En los hornos del tipo “bubafonya” y otros dispositivos de calentamiento por pirólisis, todo se quema casi al 100%, dejando después solo una pequeña cantidad de ceniza.

Cómo se produce la combustión

La historia de la creación del horno de pirólisis "Bubafonya".

Por primera vez, un artesano popular llamado Afanasy Bubyakin, que vive en Kolyma, ensambló una "bubafonya". De hecho, lleva su nombre. El artesano tomó la caldera de pirólisis Stropuva, ​​fabricada en Lituania, como base de su producto. Athanasius simplificó el diseño tanto como fue posible para que pudiera repetirse fácilmente de forma independiente. Es por eso que el horno de pirólisis casero "Bubafonya" es famoso por su popularidad bastante alta.

Debe tenerse en cuenta de inmediato que, dado que un calentador casero está hecho de materiales improvisados ​​​​disponibles, rara vez tiene una apariencia atractiva y estética. La principal ventaja de bubafoni es su sencillez, fiabilidad y eficiencia.

A continuación puede ver un ejemplo de una estufa casera diseñada por Afanasy Bubyakin, hecha a partir de un viejo cilindro de gas.

Dos hornos "Bubafonya" de cilindros.

La estructura interna del horno de larga duración "Bubafonya"

• El elemento principal en el diseño de "bubafoni" es su cuerpo. Como regla general, tiene una forma cilíndrica: un cilindro, un extintor grande, un barril o un tubo grueso con un fondo soldado.
• Chimenea para la evacuación de los productos de desecho de la combustión. Está hecho, en la mayoría de los casos, de un tubo de metal de 11-25 centímetros de diámetro, soldado a la parte superior del cuerpo.
• Alimentador de pistón. Es un círculo de metal con nervaduras soldadas en la parte inferior, en cuyo centro se fija un conducto de aire. Las nervaduras le permiten crear un espacio de aire adicional entre el pistón y los troncos, lo que tiene un efecto positivo en el proceso de combustión lenta y la actividad de liberación de gases de pirólisis.
• Válvula reguladora, que le permite controlar el suministro de comburente dentro del horno.
• Cubra con una abertura para un conducto de aire. Junto con el pistón, forma una cámara de combustión secundaria, en la que se encienden los gases de pirólisis.

Diagrama esquemático de un horno de pirólisis casero "Bubafonya"

Ventajas y desventajas del horno de pirólisis.

En primer lugar, cabe señalar las cualidades positivas de este calentador:

• "Bubafonya" tiene un diseño muy simple. Al poseer una máquina de soldar y habilidades básicas para trabajar con metal, cualquiera puede hacer un horno con sus propias manos de manera fácil y simple.
• La estufa de pirólisis "Bubafonya" no es exigente en términos de elegir un portador de energía de combustible sólido. Se quemará correctamente en madera, carbón, aserrín, astillas y otros desechos de madera. Además, se puede cargar con pellets, un combustible granulado económico y respetuoso con el medio ambiente.
• Horas Laborales. El horno de pirólisis después de una carga de leña puede funcionar continuamente y calentar el aire de la habitación hasta 24 horas. Este indicador, sin embargo, puede variar significativamente, según el volumen de la cámara, la tasa de suministro del oxidante y otros parámetros.

Pero hay que pagar por todo, y por eso la sencillez de la estructura interna del horno Bubafonya conlleva algunas desventajas:

• "Bubafonya" no tiene un alto rendimiento en términos de eficiencia. Esto se debe al calentamiento desigual del cuerpo del cilindro (barril) y a la menor transferencia de calor. Los hornos de pirólisis de diseños más complejos y avanzados, por su parte, pueden presumir de un excelente rendimiento en términos de eficiencia, llegando casi al 90%.
• "Bubafonya" es bastante inconveniente de limpiar de los restos de productos de combustión: las cenizas y las cenizas deben sacarse por la parte superior.Sin embargo, este calentador casero se puede mejorar soldando una puerta en la parte inferior, lo que facilita la eliminación de todo lo superfluo del fondo del horno.
• falta de atractivo estético. El diseño tiene una apariencia bastante tosca y es poco probable que se convierta en una decoración del interior de la habitación en la que se instalará.

Hacer el horno usted mismo

Todo el proceso de creación de una caldera de pirólisis casera "Bubafonya" se puede dividir en cinco etapas principales:

1. Preparación de los locales, materiales y herramientas para el trabajo.
2. Instalación y montaje de la estructura.
3. Arreglo de chimenea
4. Sentando las bases para un horno de pirólisis.

Veamos cada uno de ellos con más detalle.

Dibujo horno de pirólisis "Bubafonya". Cálculo de las proporciones principales.

La proporción fundamental en el proceso de construcción de un horno de pirólisis casero a partir de un cilindro de gas es la relación matemática entre el diámetro interior del cuerpo y su altura. En el dibujo, el diámetro se indica con la letra D y la altura es H. La relación de H a D debe estar en el rango de tres a cinco a uno. El diámetro en sí mismo en condiciones óptimas será de unos 30-80 centímetros. No se debe elegir un cuerpo de horno de menos de 30 centímetros, ya que el comburente pasará a través de la cámara de combustión demasiado rápido sin reaccionar completamente con el combustible. Esto reducirá en gran medida la eficiencia del dispositivo. Un diámetro de más de 80 centímetros no es deseable por otra razón: en una caldera de este tipo, la leña se quema muy lentamente en el borde y más rápido en el centro. Cuando el combustible se queme, se formará un agujero en el que caerá el pistón, lo que conducirá a la extinción de los bubafoni.

Cálculo de las proporciones de los elementos del horno de pirólisis "Bubafonya"

espesor de pared Δ es el segundo valor calculado más importante.Para una transferencia de calor óptima, una caja de acero de 4-5 mm es perfecta. Un grosor de pared más pequeño reducirá significativamente la vida útil del calentador y el tiempo de funcionamiento en una estación de servicio.

Dimensiones de la tortita de pistón de prensado:

Brecha Con entre el pistón y la superficie interior del cuerpo se calcula de forma óptima igual a 0,05*D. En consecuencia, el diámetro del panqueque en sí se calculará mediante la fórmula d \u003d D-2 * H

La altura de las nervaduras de presión desde el perfil de metal se considera más difícil. Aquí, la dependencia entre los valores de los parámetros no es lineal. Empíricamente, para diámetros de cuerpo de horno de 60 a 80 centímetros, este número se toma igual a 0,1 * D. Para los bubafoni más pequeños, usamos la ecuación de proporción, teniendo en cuenta que con D₀= 30 cm alto₀= 4 cm.

Ejemplo de cálculo de proporciones. El diámetro interior del globo es de 40 cm, consideramos la altura requerida de los canales de la siguiente manera: h = D * h₀/D₀=4*40/30=5,3 cm

Espesor de panqueques σ. Este parámetro es inversamente proporcional al diámetro interior del "bubafoni" D. Es necesario que el pistón con fuerza óptima presione la capa de combustible. Si la presión es baja, el coeficiente de acción inversa del horno disminuirá y existirá el riesgo de que la caldera se vuelva a quemar, seguido de una salida de humo por el conducto. Un pistón demasiado pesado, a su vez, no dejará una capa de aire suficiente para arder la leña y el “bubafón” se apagará.

Este valor se puede encontrar utilizando la siguiente tabla. No existen requisitos especiales para el cumplimiento de este parámetro, basta con cumplirlo al menos aproximadamente.

Cálculo del área mínima requerida de la chimenea. El valor más pequeño permitido del área S de la tubería se calcula en función de la producción de energía máxima del combustible por hora. S(cm²)=1,75*E(kWh). En este caso, E \u003d m * q donde m es la masa de combustible cargado, que se puede encontrar multiplicando el volumen máximo del marcador V \u003d H_F*(π*D²/4) sobre su densidad (aprendemos de la siguiente tabla). El coeficiente q, a su vez, es la energía específica de combustión por unidad de volumen de combustible por hora (también lo tomamos de la tabla de referencia).

Cálculo del diámetro de entrada de aire.

Conociendo las dimensiones del tubo de la chimenea, no será difícil calcular el diámetro del conducto del pistón. Este valor, indicado como d, es igual a la mitad del valor de la raíz cuadrada de la relación 4S/π.

Preparación de los locales, materiales y herramientas para el trabajo.

Dado que el montaje de "bubafoni" requiere el uso de una máquina de soldar, no todas las habitaciones son adecuadas para que trabajemos. Asegúrese de necesitar ventilación de alta calidad, suministro ininterrumpido de electricidad y cableado confiable (el trabajo de soldadura puede causar una sobrecarga en el circuito). Además, la instalación puede llevar más de un día, por lo que la habitación debe estar protegida de los efectos de las precipitaciones y ser lo suficientemente espaciosa. También es importante una buena insonorización del lugar de trabajo, ya que es poco probable que el ruido de la amoladora, la soldadura y otras herramientas complazca a sus vecinos.

Habiendo elegido un lugar adecuado para la instalación, procedemos a la preparación de los materiales.

• La base para el horno de pirólisis será un viejo cilindro de gas.En su lugar, también puede utilizar un barril de acero o hierro fundido voluminoso (unos 200 l) con paredes fuertes sin signos de corrosión, un extintor de incendios gastado grande o incluso un tubo de metal con un círculo de acero soldado en la parte inferior.
• A continuación, necesitamos espacios en blanco para las "patas" de apoyo. En principio, puede intentar prescindir de ellos, pero la "bubafonya" en las piernas será mucho más estable, es más difícil darle la vuelta accidentalmente con un movimiento incómodo. Los soportes pueden estar hechos de perfiles metálicos, accesorios e incluso piezas de tubos de acero.
• "Mangos" para un transporte más conveniente de una estufa casera, también podemos crearlos a partir de restos de accesorios. Además, no serán superfluos en la tapa del bubafoni: esto simplificará enormemente el proceso de carga de leña y limpieza de la caldera de cenizas.

Varias opciones para patas de estufa caseras.

Patas de armadura

Patas de tubo

Patas de perfil metálico

Los materiales auxiliares para crear "bubafoni" serán:

• Chapa de acero para la fabricación del pistón;
• Dos tubos metálicos para la chimenea y conducto de aire. El diámetro óptimo de la tubería de suministro de aire es de unos 85-100 mm, y su longitud debe ser unos 150 mm más larga que la altura del cilindro. La chimenea requerirá un tubo más ancho, con un diámetro de unos 150 mm. En cuanto a su longitud, debe ser al menos igual a la sección transversal del cilindro;
• Perfil de metal (canal);
• Piedra triturada, hormigón y ladrillos refractarios para la fabricación de cimientos;

La lista de herramientas requeridas será pequeña. Usaremos:

• martillo;
• Tornillo;
• pala;
• mastercom;
• Aparatos portátiles para soldadura eléctrica con un juego de electrodos;
• búlgaro para cortar piezas;
• Ruleta, lápiz, plomada y nivel;

Instalación y montaje de la estructura.Arreglo de chimenea.

1. En primer lugar, hacemos un corte limpio en la parte superior del globo. La tapa resultante nos servirá más adelante como tapa para el horno.

Blank para la tapa del horno de pirólisis "Bubafonya"

2. Fijamos patas caseras en la parte inferior del cilindro mediante soldadura eléctrica. La corrección de su instalación se puede verificar usando un nivel o una plomada.
3. La fabricación del pistón bubafoni se realiza en tres etapas:

• Primero, corta un círculo de acero. Sus dimensiones transversales deben ser menores que el diámetro interior del cilindro de gas en unos 3,5-4,5 cm para garantizar la libre salida de los gases de pirólisis resultantes a la cámara secundaria. En la parte central del círculo hacemos otro agujero para que el extremo del tubo del conducto quede bien encajado.

Espacios en blanco para el alimentador de pistón

• Soldamos un círculo y un tubo de metal.

Conducto de aire soldado al círculo base

• Sobre la base del espacio en blanco para el pistón, fijamos el borde del canal mediante soldadura.

Piezas de perfil metálico fijadas en el reverso del pistón.

El producto terminado se verá así:

Conjunto de pistón de horno de pirólisis

4. Diseñamos la tapa del horno. En el centro de la parte superior recortada del viejo cilindro de gas, marcamos el orificio. Esto debe hacerse de tal manera que la tubería del conducto con un pistón de suministro fijo pueda moverse libremente en él. De acuerdo con el marcado, hacemos el corte necesario. A los lados de la cubierta improvisada, soldamos manijas de piezas de refuerzo dobladas con un tornillo de banco y un martillo.

Portada Bubafoni. En lugar de accesorios para manijas, se usaron anillos de metal.

Montamos una chimenea en la parte superior del improvisado horno de pirólisis.Con una amoladora, cortamos un orificio limpio de acuerdo con el tamaño del tubo de palanquilla y lo sujetamos mediante soldadura.

Video: Cómo cortar un agujero liso debajo de la amoladora de chimenea.

Chimenea soldada en la parte superior del cilindro

Para garantizar un mejor tiro, la chimenea debe constar de dos "rodillas" conectadas en ángulo recto. Para hacer esto, en los extremos del tubo horizontal que sale del cilindro y otro segmento del mismo diámetro, hacemos cortes uniformes con una amoladora en un ángulo de 45 grados y soldamos los tubos entre sí.

La apariencia de la chimenea.

Además, es muy deseable proporcionar protección a la chimenea en forma de una tapa reflectora especial. Esto evitará la penetración de humedad y precipitaciones en el horno con su posterior atenuación.

La apariencia del reflector para la chimenea.

Sobre esto, la parte principal del trabajo de instalación puede considerarse completada. El horno ya está completamente operativo. Solo podemos, si lo deseamos, equipar una base especial para ello y comenzar la operación directa.

Sentando las bases para un horno de pirólisis.

Los trabajos de disposición de los cimientos del bubafoni se realizarán en tres etapas:

1. Primero, necesitamos cavar un hoyo de forma cuadrada de aproximadamente un metro y medio de tamaño. La profundidad óptima para la base será de aproximadamente 20-30 centímetros.

Hoyo bajo los cimientos del horno

2. Nos quedamos dormidos con piedra triturada en el interior y lo llenamos con mortero de hormigón en la parte superior. La superficie se nivela con una paleta. Después del secado, verificamos la calidad del plano resultante con un nivel y lo corregimos aún más, si es necesario.

Base de estufa rellena de hormigón.

3. Cuando el concreto esté completamente seco, coloque varias filas de ladrillos refractarios encima de la base.Como regla general, dos o tres capas de ladrillos serán suficientes.

Ladrillo resistente al fuego colocado sobre la base de la base del horno.

Encendido de la estufa "Bubafonya"

Sacamos el alimentador de pistón con un conducto de aire soldado desde el interior, habiendo retirado previamente la tapa del cilindro.

Ponemos troncos de madera dentro. Deben colocarse horizontalmente a tope entre sí. La colocación vertical de la leña puede tener consecuencias bastante desagradables si un tronco sin quemar colocado en un borde impide que el pistón se mueva. Esto conducirá al hecho de que, en lugar de arder sin llama, se encenderá un fuego en toda regla en la cámara principal. Como resultado, se violará el modo correcto de funcionamiento de la estufa, la leña se quemará más rápido y, además de todo, puede comenzar a humear a través del conducto. No se deben colocar troncos por encima de la ubicación de la chimenea.

Colocación de leña en el horno de pirólisis.

Vierta virutas con aserrín o ramas pequeñas sobre el marcador de madera. Remoje un trozo de tela vieja en un líquido para encender (el queroseno también está bien) y colóquelo sobre una capa de astillas de madera. El papel puede servir como alternativa al trapo.

Procesando la capa superior del marcador con queroseno.

Presionamos el marcapáginas con un pistón y volvemos a colocar la tapa del horno.

Instalación de un pistón con una cubierta

Prendemos fuego a la leña echando un trozo de trapo o papel encendido por dentro a través del conducto-conducto. Un fósforo de bubafoni no es adecuado, porque tiene tiempo de apagarse antes de que se caiga.

encendido del horno

Después de 15-25 minutos, después de que el marcador se encienda bien, es necesario cerrar la válvula en el conducto de aire. Esto restringirá el suministro de aire a la cámara de combustión primaria y hará que los leños ardan, liberando gases de pirólisis. Por lo tanto, el bubaphone cambiará a su modo de funcionamiento principal.

Instrucciones de vídeo. Encendido de la estufa "Bubafonya"

Recomendaciones para aumentar la eficiencia de una estufa casera

El principal problema que afecta la eficiencia del bubafoni es el calentamiento desigual de su cuerpo y, como resultado, el deterioro del proceso de intercambio de calor con el medio ambiente. En parte, se puede resolver con la ayuda de un refinamiento bastante simple del diseño.

Para llevar a cabo la modificación, necesitamos una lámina de perfil de metal corrugado. Es necesario hacer una especie de "camisa" para el horno, fijándola firmemente en la superficie del cilindro mediante soldadura o de otra manera accesible. Tal mejora contribuirá a la formación de corrientes de aire de convección ascendentes: el aire frío se aspira desde la parte inferior de las aletas y el aire caliente se libera desde arriba. Además, también puede superponer toda la estructura con ladrillos. Tal paso permitirá que las paredes alrededor de la estufa acumulen el calor que irradia, calentando la habitación de manera más uniforme y por más tiempo.

Una versión mejorada del bubafoni. En lugar de un perfil corrugado, se utilizaron segmentos de tubos de perfil.

Instrucciones de vídeo. Hacer una estufa casera tipo pirólisis "Bubafonya" por su cuenta