Forest biochar rocket stove/stufa a razzo a biochar forestale

Questa stufa è stata progettata per fornire una fonte di biochar ai piccoli coltivatori, bruciando al contempo i gas prodotti dalla fabbricazione del biochar per fornire energia per il riscaldamento e la cottura.

Si tratta di una stufa a razzo che utilizza piccoli pezzi di legno o altra biomassa come isolante. Il calore prodotto dalla combustione del legno nella stufa a razzo provoca la pirolisi dell'isolante in legno/biomassa presente nella camera circostante (storta). I gas prodotti dalla pirolisi vengono immessi nella stufa e bruciati. Poiché l'aria non circola attraverso la storta, il legno contenuto al suo interno si trasforma in biochar /carbone vegetale anziché bruciare fino a diventare cenere.

A differenza di molte altre produzioni di biochar o carbone, la combustione dei gas emessi fornisce circa il 70% dell'energia disponibile dal legno per cucinare e riscaldare, migliorando inoltre notevolmente il profilo delle emissioni gassose.

Il progetto della stufa si basa su un modello realizzato da Edward Revill presso la Swansea Biochar e sviluppato con la sua collaborazione.

A seguito di ulteriori colloqui con Ed e di ricerche, il progetto della stufa si è ulteriormente evoluto fino a includere una camera di combustione che ridurrà la quantità di attenzione necessaria per mantenere un buon fuoco.

Dopo aver scoperto il lavoro di Peterberg, che aveva testato a fondo un progetto di stufa a razzo in grado di funzionare senza supervisione per un'ora o più, e dopo aver raccolto i materiali, è stato sviluppato un nuovo progetto e si è iniziata la costruzione della stufa.

Video di bassa qualità realizzato con Mediacrush del primo test di accensione: la stufa ha funzionato bene bruciando legna proveniente da pallet rotti, con trucioli di legno essiccati caricati nella storta per essere trasformati in biochar. Non tutti i trucioli di legno si sono convertiti in biochar, probabilmente perché la stufa è rimasta in funzione solo per 1-2 ore. Si prevedeva che sarebbero stati necessari tempi di funzionamento più lunghi per evitare questo inconveniente.

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  Alimentazione d'aria secondaria: Parte posteriore del focolare durante la fase di costruzione.
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  Camera di combustione: Interno della camera di combustione durante la fase di fabbricazione.
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  Montante e focolare: il montante è saldato al focolare.

Video di Mediacrush del focolare con tubo dell'aria secondaria saldato in posizione

Video di Mediacrush che mostra la camera di combustione saldata al montante all'interno del corpo della stufa.

Galleria fotografica di Mediacrush della stufa completata

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  Rilascio di biochar.
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  La stufa in funzione.
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  temperatura rilevata del fornello in funzione

La stufa è stata costruita utilizzando questi calcoli dimensionali.

Il condotto di risalita è stato accorciato poiché è previsto il posizionamento di una piastra elettrica sopra il fornello, la quale deve trovarsi ad un'altezza adatta a pentole di grandi dimensioni e in modo da massimizzare il calore sulla piastra stessa. Si spera che il camino che prosegue verso l'alto dalla piastra elettrica compensi la perdita di tiraggio dovuta al condotto di risalita più corto.

La porta di collegamento tra la camera di combustione e il condotto di risalita ha una sezione trasversale (CSA) pari a circa il 75% della CSA del condotto di risalita.

Il tubo dell'aria secondaria ha una sezione trasversale pari al 5% della sezione trasversale del condotto di risalita. Si estende inoltre in modo da coprire la porta per una quantità simile.

Anche in questo caso il modello è stato realizzato utilizzando il software gratuito Design Spark Mech ed esportato come file .stl, che sono stati poi importati in Art of Illusion per ulteriori modifiche.

File CAD STL per la stufa ForestStove 0-31

I file .stl si apriranno con FreeCAD

È stato realizzato un modulo da installare sulla stufa per consentirne l'utilizzo in cucina. Questo modulo forniva un forno caldo, un forno/essiccatore per alimenti caldi e un'ampia superficie per diverse pentole. Durante l'inverno 2014-2015 la stufa è stata utilizzata regolarmente per cucinare per circa 30 persone. È rimasta in funzione tutti i giorni ed è stata utilizzata per preparare tre pasti al giorno.

La stufa con modulo di cottura integrato funziona bene con legna secca nel focolare e cippato secco nella camera di biochar. La stufa produce molto calore ed è un ottimo riscaldatore d'ambiente. Il focolare emette molto calore che potrebbe essere utilizzato in modo più efficiente (una camera di produzione di biochar più grande? che dovrebbe anche isolare il focolare, convogliando più calore verso l'alto).

Il focolare è stato modificato per ottenere una superficie superiore piatta, in modo da aumentare le superfici di cottura (e sfruttare meglio il calore). Purtroppo, la tramoggia per il caricamento del biochar è posizionata sopra la parte del focolare che emette più calore, impedendo un facile riutilizzo di tale calore.

Isolare i forni potrebbe renderli più efficienti, ma potrebbero essere necessarie delle prese d'aria per regolare la temperatura.

Spesso la stufa veniva utilizzata con legna umida. Questa doveva essere tagliata molto finemente e spesso raggiungeva una temperatura di cottura adeguata solo dopo aver aggiunto cippato nella camera di biochar.

Un design più recente basato su un progetto perfezionato sviluppato da Ed Revill di Swansea Biochar .

La stufa forestale 0-2, come la stufa di Ed, utilizzerà un tubo in acciaio inox da 6 pollici per il condotto di riscaldamento, ma utilizzerà un tubo in acciaio inox da 8 pollici per la camera di combustione, consentendo la combustione di una maggiore quantità di combustibile.

La nuova tramoggia per il combustibile, che alimenta la camera di combustione con la legna, sarà anch'essa diversa: avrà una forma quadrata di 8 pollici, sarà allineata verticalmente e molto più alta, consentendo di caricare pezzi di legna più grandi e riducendo la necessità di controllare costantemente l'accensione della stufa.

Lo sportello di riempimento della camera di produzione del biochar verrà spostato dalla parte anteriore a un lato (in questo caso a destra) per fare spazio alla tramoggia del combustibile.

Questa volta si è rivelato molto difficile realizzare alcune delle forme più complesse utilizzando Art of Illusion.
Alcune parti del modello sono state create utilizzando il software gratuito Design Spark Mech ed esportate come file .stl, che sono stati poi importati in Art of Illusion per ulteriori modifiche.

File CAD STL per ForestStove 0-211. Il modello è stato leggermente danneggiato durante l'esportazione da Art of Illusion: lo sportello per il riempimento della camera del biochar è stato posizionato lontano dal resto del modello.

I file .stl si apriranno con FreeCAD

Guarda il video in cui Ed spiega il funzionamento di questa stufa.

I modelli 3D sono stati realizzati utilizzando Art of Illusion.

• File CAD STL per la parte superiore della stufa forestale
• Immagine del disegno CAD della parte inferiore della stufa
• Immagine del disegno CAD del piano cottura
• Seconda immagine del disegno CAD della parte superiore del fornello

I file .stl si apriranno con FreeCAD

• Dimensioni dei tubi di fuoco: 8" quadrati (A)
• Spessore della piastra per i tubi di fuoco: 6 mm
• Spessore degli strati di vermiculite 3" sul lato 2" sulla parte superiore (B)

• Diametro della bombola del gas 14" (C)
• Diametro del tubo in acciaio inox 6" (D)
• Spessore del tubo in acciaio inox: 1,5 mm o 2 mm
• Utilizzare acciaio inossidabile 304 o 316
• Altezza totale della storta: 45-60 cm (45 cm dovrebbero garantire un calore migliore per la cottura).