Forno di pirolisi fai-da-te "Bubafonya": diagramma, disegno e istruzioni passo passo

Nel periodo freddo della stagione di riscaldamento, la questione del riscaldamento degli ambienti diventa più che mai attuale.

Forno bubafonya fai-da-te: diagramma e disegno

E se negli appartamenti di città, di regola, ne sono responsabili l'alloggio e i servizi comunali, i residenti del settore privato devono affrontare da soli tutti i problemi che si presentano. Per una stufa a legna convenzionale, è necessario acquistare una quantità significativa di tronchi e spesso questo colpisce seriamente le tasche dei consumatori.

Inoltre, alcune persone hanno bisogno di riscaldare non solo locali residenziali, ma anche ausiliari, come garage o serre. Pertanto, c'è un desiderio naturale di trovare un modo per il riscaldamento più economico ed efficiente.

Cos'è una stufa a legna lunga? Su quale principio si basa il suo lavoro?

Per cominciare, dobbiamo capire come avviene effettivamente la combustione del legno. Affinché la legna si accenda, deve essere prima riscaldata a una temperatura di circa cento gradi e mezzo da una fonte di calore esterna. Di norma, questo compito viene eseguito da carta o trucioli di legno dati alle fiamme con un fiammifero. L'albero inizia a carbonizzare lentamente e, raggiunta una tacca di circa 250 gradi, si decompone in semplici componenti chimici. Il fumo bianco che si può osservare quando si accende un fuoco è costituito da gas e vapore acqueo rilasciati dalla legna riscaldata. E ora, dopo aver superato il livello di trecento gradi, le sostanze gassose rilasciate dall'albero si accendono, contribuendo all'ulteriore accelerazione della reazione termochimica.

Di per sé, la decomposizione di combustibili fossili, come ad esempio il legno, in elementi semplici è chiamata pirolisi. E tutto andrebbe bene, ma la solita combustione del legno non sfrutta appieno tutto il potenziale insito nel vettore energetico. Sono rimasti molti rifiuti che, alla fine, non contribuiscono al risparmio.

I forni per pirolisi, una delle varianti di cui considereremo in questo articolo, utilizzano il carburante in modo molto più efficiente. Il segreto principale è che la combustione dei gas rilasciati durante il riscaldamento della legna avviene separatamente dal vettore energetico stesso. Allo stesso tempo, il combustibile primario brucia lentamente, il che consente di ottenere tempi di lavoro molto più lunghi con un carico di tronchi. Nelle fornaci del tipo "bubafonya" e in altri dispositivi di riscaldamento a pirolisi, tutto si brucia quasi al 100%, lasciando solo una piccola quantità di cenere.

Come avviene la combustione

La storia della creazione della fornace di pirolisi "Bubafonya"

Per la prima volta, un "bubafonya" è stato assemblato da un artigiano popolare di nome Afanasy Bubyakin, che vive a Kolyma. In effetti, è stato intitolato a lui. L'artigiano ha preso la caldaia a pirolisi Stropuva, ​​prodotta in Lituania, come base del suo prodotto. Athanasius ha semplificato il più possibile il design in modo che potesse essere ripetuto facilmente in modo indipendente. Ecco perché la fornace di pirolisi fatta in casa "Bubafonya" è famosa per la sua popolarità abbastanza elevata.

Va immediatamente notato che, poiché un riscaldatore fatto in casa è realizzato con materiali improvvisati disponibili, raramente ha un aspetto attraente ed estetico. Il principale vantaggio di bubafoni è la sua semplicità, affidabilità ed efficienza.

Di seguito puoi vedere un esempio di una stufa fatta in casa progettata da Afanasy Bubyakin, ricavata da una vecchia bombola del gas.

Due forni "Bubafonya" da cilindri

La struttura interna della fornace a combustione lunga "Bubafonya"

• L'elemento principale nel design di "bubafoni" è il suo corpo. Di norma, ha una forma cilindrica: un cilindro, un grande estintore, una canna o un tubo spesso con un fondo saldato.
• Camino per la rimozione dei prodotti di scarto della combustione. È costituito, nella maggior parte dei casi, da un tubo metallico di 11-25 centimetri di diametro, saldato alla parte superiore del corpo.
• Alimentatore a pistoni. È un cerchio metallico con nervature saldate nella parte inferiore, al centro del quale è fissato un tubo di condotto dell'aria. Le nervature consentono di creare un ulteriore traferro tra il pistone e i tronchi, che ha un effetto positivo sul processo di combustione senza fiamma e sull'attività di rilascio dei gas di pirolisi.
• Valvola di regolazione, che consente di controllare l'alimentazione di ossidante all'interno del forno.
• Coprire con un'apertura per un condotto dell'aria. Insieme al pistone, forma una camera di combustione secondaria, in cui vengono accesi i gas di pirolisi.

Diagramma schematico di un forno a pirolisi fatto in casa "Bubafonya"

Vantaggi e svantaggi del forno di pirolisi

Prima di tutto, va notato le qualità positive di questo riscaldatore:

• "Bubafonya" ha un design molto semplice. Possedendo una saldatrice e competenze di base nella lavorazione del metallo, chiunque può facilmente e semplicemente realizzare un forno con le proprie mani.
• La stufa a pirolisi "Bubafonya" non è affatto schizzinosa in termini di scelta di un vettore energetico a combustibile solido. Brucerà correttamente su legno, carbone, segatura, trucioli e altri rifiuti di legno. Inoltre, può essere caricato con pellet, un combustibile granulare economico ed ecologico.
• Ore lavorative. Il forno di pirolisi dopo un carico di legna da ardere può funzionare continuamente e riscaldare l'aria nella stanza fino a 24 ore. Questo indicatore, tuttavia, può variare in modo significativo, a seconda del volume della camera, della velocità di alimentazione dell'ossidante e di altri parametri.

Ma devi pagare tutto, e quindi la semplicità della struttura interna del forno Bubafonya porta ad alcuni svantaggi:

• "Bubafonya" non ha prestazioni elevate in termini di efficienza. Ciò è dovuto al riscaldamento irregolare del corpo del cilindro (canna) e al minore trasferimento di calore. I forni per pirolisi di design più complesso e avanzato, a loro volta, possono vantare ottime prestazioni in termini di efficienza, arrivando quasi ad un valore del 90%.
• "Bubafonya" è piuttosto scomodo da pulire dai resti dei prodotti della combustione: le ceneri e le ceneri devono essere estratte attraverso la parte superiore.Tuttavia, questo riscaldatore fatto in casa può essere migliorato saldando una porta nella parte inferiore, che consente di rimuovere facilmente tutto ciò che è superfluo dal fondo del forno.
• sgradevolezza estetica. Il design ha un aspetto piuttosto grezzo ed è improbabile che diventi una decorazione dell'interno della stanza in cui verrà installato.

Preparare il forno da soli

L'intero processo di creazione di una caldaia a pirolisi "Bubafonya" fatta in casa può essere suddiviso in cinque fasi principali:

1. Preparazione dei locali, dei materiali e degli strumenti per il lavoro
2. Installazione e montaggio della struttura
3. Disposizione del camino
4. Posa delle basi per un forno di pirolisi

Diamo un'occhiata a ciascuno di essi in modo più dettagliato.

Fornace di pirolisi da disegno "Bubafonya". Calcolo delle proporzioni principali.

La proporzione fondamentale nel processo di costruzione di un forno di pirolisi fatto in casa da una bombola di gas è il rapporto matematico tra il diametro interno del corpo e la sua altezza. Nel disegno, il diametro è indicato dalla lettera D e l'altezza è H. Il rapporto tra H e D dovrebbe essere compreso tra tre e cinque a uno. Il diametro stesso in condizioni ottimali sarà di circa 30-80 centimetri. Non si dovrebbe scegliere un corpo del forno più piccolo di 30 centimetri, poiché l'ossidante passerà attraverso la camera di combustione troppo rapidamente senza reagire completamente con il carburante. Ciò ridurrà notevolmente l'efficienza del dispositivo. Un diametro superiore a 80 centimetri è indesiderabile per un altro motivo: in una tale caldaia, la legna da ardere brucia molto lentamente sul bordo e più velocemente al centro. Quando il carburante si esaurisce, si formerà un foro in cui cadrà il pistone, che porterà all'estinzione dei bubafoni.

Calcolo delle proporzioni degli elementi della fornace di pirolisi "Bubafonya"

spessore del muro Δ è il secondo valore calcolato più importante.Per un trasferimento di calore ottimale, una cassa in acciaio di 4-5 mm è perfetta. Uno spessore della parete più piccolo ridurrà significativamente la vita del riscaldatore e il tempo del suo funzionamento su una stazione di servizio.

Dimensioni della frittella a pistone pressante:

Spacco Insieme a tra il pistone e la superficie interna del corpo è ottimamente calcolato pari a 0,05*D. Di conseguenza, il diametro del pancake stesso verrà calcolato dalla formula d \u003d D-2 * H

L'altezza delle nervature di pressatura dal profilo metallico è considerata più difficile. Qui, la dipendenza tra i valori dei parametri non è lineare. Empiricamente, per diametri del corpo del forno da 60 a 80 centimetri, questo numero è considerato uguale a 0,1 * D. Per i bubafoni più piccoli utilizziamo l'equazione della proporzione, tenendo conto che con D₀= 30 cm h₀=4 cm.

Esempio di calcolo della proporzione. Il diametro interno del palloncino è di 40 cm Consideriamo l'altezza richiesta dei canali come segue: h = D * h₀/D₀=4*40/30=5,3 cm

Spessore del pancake σ. Questo parametro è inversamente proporzionale al diametro interno dei "bubafoni" D. È necessario che il pistone con forza ottimale prema sullo strato di carburante. Se la pressione è bassa, il coefficiente di azione inversa del forno diminuirà e vi sarà il rischio che la caldaia si bruci, seguita dalla fuoriuscita di fumo attraverso il condotto. Un pistone troppo pesante, a sua volta, non lascerà uno strato d'aria sufficiente per bruciare legna da ardere e il "bubafon" si spegnerà.

Questo valore può essere trovato utilizzando la tabella seguente. Non ci sono requisiti speciali per il rispetto di questo parametro, è sufficiente rispettarlo almeno approssimativamente.

Calcolo della superficie minima richiesta del camino. Il valore minimo consentito dell'area S del tubo viene calcolato in base alla massima produzione di energia del carburante per ora. S(cm²)=1,75*E(kWh). In questo caso, E \u003d m * q dove m è la massa del carburante caricato, che può essere trovata moltiplicando il volume massimo del segnalibro V \u003d H_f*(π*D²/4) sulla sua densità (si apprende dalla tabella sottostante). Il coefficiente q, a sua volta, è l'energia specifica di combustione per unità di volume di combustibile per ora (la prendiamo anche dalla tabella di riferimento).

Calcolo del diametro della presa d'aria

Conoscendo le dimensioni della canna fumaria, non sarà difficile calcolare il diametro del condotto del pistone. Questo valore, indicato con d, è uguale alla metà del valore della radice quadrata del rapporto 4S/π.

Preparazione dei locali, dei materiali e degli strumenti per il lavoro

Poiché l'assemblaggio dei "bubafoni" richiede l'utilizzo di una saldatrice, non tutti i locali sono adatti al nostro lavoro. Assicurati di aver bisogno di una ventilazione di alta qualità, di un'alimentazione ininterrotta di elettricità e di un cablaggio affidabile (i lavori di saldatura possono causare un sovraccarico nel circuito). Inoltre, l'installazione può richiedere più di un giorno, quindi la stanza deve essere protetta dagli effetti delle precipitazioni ed essere sufficientemente spaziosa. Anche una buona insonorizzazione del posto di lavoro è importante, poiché è improbabile che il rumore della smerigliatrice, della saldatura e di altri strumenti soddisfi i tuoi vicini.

Dopo aver scelto un luogo adatto per l'installazione, si procede alla preparazione dei materiali.

• La base per il forno di pirolisi sarà una vecchia bombola del gas.Potete invece utilizzare anche una voluminosa (circa 200 l) fusto in acciaio o ghisa con pareti robuste e senza segni di corrosione, un grande estintore esausto, o anche un tubo metallico con un cerchio in acciaio saldato sul fondo.
• Successivamente, abbiamo bisogno di spazi vuoti per le "gambe" di supporto. In linea di principio, puoi provare a farne a meno, ma la "bubafonya" sulle gambe sarà molto più stabile, è più difficile girarla accidentalmente con un movimento imbarazzante. I supporti possono essere realizzati con profili metallici, raccordi e persino pezzi di tubi d'acciaio.
• "Maniglie" per il trasporto più comodo di una stufa fatta in casa, possiamo anche creare da ritagli di raccordi. Inoltre, non saranno superflui sul coperchio dei bubafoni: questo semplificherà notevolmente il processo di caricamento della legna da ardere e pulizia della caldaia dalla cenere.

Varie opzioni per le gambe della stufa fatte in casa

Gambe ad armatura

Gambe a tubo

Gambe in profilato di metallo

I materiali ausiliari per la realizzazione dei "bubafoni" saranno:

• Lamiera d'acciaio per la fabbricazione del pistone;
• Due tubi metallici per il camino e il condotto dell'aria. Il diametro ottimale del tubo di alimentazione dell'aria è di circa 85-100 mm e la sua lunghezza dovrebbe essere di circa 150 mm più lunga dell'altezza del cilindro. Il camino richiederà un tubo più largo, con un diametro di circa 150 mm. Per quanto riguarda la sua lunghezza, deve essere almeno uguale alla sezione del cilindro;
• Profilo metallico (canale);
• Pietrisco, calcestruzzo e mattoni refrattari per la realizzazione della fondazione;

L'elenco degli strumenti richiesti sarà piccolo. Noi useremo:

• martello;
• Morsa;
• pala;
• Mastercom;
• Apparecchi portatili per saldatura elettrica con set di elettrodi;
• bulgaro per pezzi da taglio;
• Roulette, matita, piombo e livella;

Installazione e montaggio della struttura.Disposizione del camino.

1. Prima di tutto, facciamo un taglio netto nella parte superiore del palloncino. Il cappuccio risultante ci servirà in seguito come copertura per la fornace.

Grezzo per la copertura della fornace di pirolisi "Bubafonya"

2. Fissiamo le gambe fatte in casa sul fondo del cilindro mediante saldatura elettrica. La correttezza della loro installazione può essere verificata utilizzando un livello o un piombo.
3. La fabbricazione del pistone bubafoni avviene in tre fasi:

• Per prima cosa, ritaglia un cerchio dall'acciaio. Le sue dimensioni trasversali dovrebbero essere inferiori al diametro interno della bombola del gas di circa 3,5-4,5 cm per garantire la libera uscita dei gas di pirolisi risultanti nella camera secondaria. Nella parte centrale del cerchio, facciamo un altro foro in modo che l'estremità del tubo del condotto possa essere inserita saldamente.

Grezzi per l'alimentatore a pistoni

• Saldiamo insieme un cerchio e un tubo di metallo.

Condotto dell'aria saldato al cerchio di base

• Sulla base del grezzo per il pistone fissiamo il rivestimento del canale mediante saldatura.

Pezzi di profilo metallico fissati sul retro del pistone

Il prodotto finito avrà un aspetto simile a questo:

Assemblaggio pistoni del forno di pirolisi

4. Progettiamo la copertura del forno. Al centro della parte superiore tagliata della vecchia bombola del gas, segniamo il foro. Questo deve essere fatto in modo tale che il tubo del condotto con un pistone di alimentazione fisso possa muoversi liberamente al suo interno. Secondo il markup, eseguiamo il taglio necessario. Ai lati della copertura improvvisata, saldiamo le maniglie da pezzi di rinforzo piegati con una morsa e un martello.

Copertina Bubafoni. Invece di raccordi per maniglie, sono stati utilizzati anelli di metallo.

Montiamo un camino nella parte superiore della fornace di pirolisi improvvisata.Con una smerigliatrice, eseguiamo un foro pulito in base alle dimensioni del tubo ricavato dal pieno e lo fissiamo insieme mediante saldatura.

Video: come tagliare un foro liscio sotto la smerigliatrice del camino.

Camino saldato nella parte superiore del cilindro

Per garantire un migliore tiraggio, il camino dovrebbe essere costituito da due "ginocchia" collegate ad angolo retto. Per fare ciò, alle estremità del tubo orizzontale che esce dal cilindro e da un altro segmento dello stesso diametro, eseguiamo tagli uniformi con una smerigliatrice con un angolo di 45 gradi e saldiamo i tubi tra loro.

L'aspetto del camino

Inoltre, è altamente desiderabile fornire protezione per il camino sotto forma di uno speciale cappuccio riflettente. Ciò impedirà la penetrazione di umidità e precipitazioni nel forno con la sua successiva attenuazione.

L'aspetto del riflettore per il camino

Su questo, la parte principale del lavoro di installazione può essere considerata completata. Il forno è ora completamente operativo. Possiamo solo, se lo desideri, equipaggiare una base speciale per esso e iniziare l'operazione diretta.

Posa delle basi per un forno di pirolisi

Il lavoro di sistemazione della fondazione per i bubafoni si svolgerà in tre fasi:

1. Per prima cosa, dobbiamo scavare un buco di forma quadrata di circa un metro e mezzo. La profondità ottimale per la fondazione sarà di circa 20-30 centimetri.

Fossa sotto le fondamenta per la fornace

2. Ci addormentiamo pietrisco all'interno e lo riempiamo di malta cementizia sopra. La superficie viene livellata con una cazzuola. Dopo l'asciugatura, controlliamo la qualità del piano risultante con un livello e lo correggiamo ulteriormente, se necessario.

Fondazione della stufa riempita di cemento

3. Quando il calcestruzzo è completamente asciutto, sovrapporre al basamento più file di mattoni refrattari.Di norma, saranno sufficienti due o tre strati di mattoni.

Mattone resistente al fuoco posato sulla base della fondazione della fornace

Accensione della stufa "Bubafonya"

Estraiamo dall'interno l'alimentatore a pistone con un condotto dell'aria saldato, dopo aver precedentemente rimosso il cappuccio dal cilindro.

Mettiamo tronchi di legno all'interno. Devono essere posizionati orizzontalmente uno contro l'altro. Il posizionamento verticale della legna da ardere può avere conseguenze piuttosto spiacevoli se un tronco incombusto appoggiato su un bordo impedisce al pistone di muoversi. Ciò porterà al fatto che invece di bruciare sotto la cenere, un vero e proprio fuoco divampa nella camera primaria. Di conseguenza, verrà violata la corretta modalità di funzionamento della stufa, la legna da ardere brucerà più velocemente e, oltre a tutto, potrebbe iniziare a fumare attraverso il condotto. I tronchi non devono essere posati sopra la posizione del camino.

Posa della legna da ardere nel forno a pirolisi

Versare trucioli con segatura o piccoli rami sopra il segnalibro di legno. Immergere un pezzo di tessuto vecchio in un liquido per accendifuoco (va bene anche il cherosene) e adagiarlo su uno strato di trucioli di legno. La carta può servire come alternativa a uno straccio.

Elaborazione dello strato superiore del segnalibro con cherosene

Premiamo il segnalibro con un pistone e rimontiamo il coperchio del forno.

Installazione di un pistone con coperchio

Diamo fuoco alla legna da ardere lanciando un pezzo di straccio o carta accesa all'interno attraverso il condotto. Un fiammifero bubafoni non va bene, perché ha il tempo di spegnersi prima che cada.

Accensione del forno

Dopo 15-25 minuti, dopo che il segnalibro si è ben acceso, è necessario chiudere la valvola sul condotto dell'aria. Ciò limiterà l'alimentazione dell'aria alla camera di combustione primaria e farà bruciare i ceppi, rilasciando gas di pirolisi. Pertanto, il bubaphone passerà alla modalità operativa principale.

Istruzioni video. Accensione della stufa "Bubafonya"

Raccomandazioni per aumentare l'efficienza di una stufa fatta in casa

Il principale problema che grava sull'efficienza del bubafoni è il riscaldamento non uniforme del suo corpo e, di conseguenza, il deterioramento del processo di scambio termico con l'ambiente. In parte può essere risolto con l'aiuto di una raffinatezza abbastanza semplice del design.

Per eseguire la modifica, abbiamo bisogno di una lamiera grecata profilata. È necessario ricavarne una sorta di "camicia" per il forno, fissandola saldamente sulla superficie del cilindro mediante saldatura o in un altro modo accessibile. Tale miglioramento contribuirà alla formazione di correnti d'aria di convezione ascendenti: l'aria fredda viene aspirata dal fondo delle alette e l'aria calda viene rilasciata dall'alto. Inoltre, puoi anche ricoprire l'intera struttura con mattoni. Tale passaggio consentirà alle pareti attorno alla stufa di accumulare il calore da essa irradiato, riscaldando la stanza in modo più uniforme e più lungo.

Una versione migliorata dei bubafoni. Invece di un profilo ondulato, sono stati utilizzati segmenti di tubi profilati.

Istruzioni video. Realizzare da soli una stufa a pirolisi "Bubafonya" fatta in casa