Micro gasifier stove

Low-tech Lab

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Cuiseur_micro_gaz%C3%A9ificateur/en

Dernière modification le 26/06/2018

Difficulté

Very easy Très facile

Durée

1 hour(s) heure(s)

Coût

0 EUR (€)

Description

Build an economical and transportable wood cooking system.

Sommaire

en fr 1

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Introduction

One of the major energy and health issues of our time concerns cooking. In many developing countries, the most widely used technology is the three classic stone fireplace. It offers catastrophic yields (10 to 15% thermal efficiency sheltered from the wind, 5% without wind shelter) and releases a lot of toxic fumes into homes. Two concerns arise from this:

• The energy yields are so bad that a large amount of wood is needed to prepare a meal. This causes massive deforestation in certain areas of the world;
• It poses obvious health problems: the smoke released causes respiratory problems in the population and degrades the comfort of living inside homes ;

Some technologies use the same biomass but with higher yields. Here is one :

The micro gasifier is a low-tech and very economical cooking technology. It offers higher yields than a conventional three-stone fireplace (around 35% thermal efficiency) when well manufactured, and even better in its optimized industrial version (thermal efficiency of around 45%).

It is possible to manufacture very simple but not optimized models, with tin cans. It will be useful for example for heating water, cooking small amounts of food and for demonstration/pedagogy.

More complex models exist, more expensive but allowing to manage the power of the flame with an improved duration.

Matériaux

• A large and tall can (1): this will be the outer chamber;
• A can slightly narrower and slightly lower (2): this will be the combustion chamber;
• A can of the same diameter as the combustion chamber (3): this will be the support for the pan.

Outils

• A marker
• Cutting pliers

For drilling, two possibilities:

• Une perceuse avec deux mèches : 11 mm et 7 mm
• Un marteau et un gros clou (ou un poinçon)
• Une cale de bois dont la section peut entrer dans la boite de conserve

Étape 1 - Fonctionnement

Il repose sur le principe de la gazéification : Le bois est chauffé dans une atmosphère peu oxygéné, ce qui va permettre le dégagement de gaz inflammables dits « Syngas», qui vont ensuite être brûlés en partie haute du réchaud.

Le Micro-gazéificateur s'allume par le haut. L’air primaire introduit en partie basse traverse la masse du combustible et permet d’entretenir un lit de pyrolyse qui descend à mesure que les gaz combustibles se dégagent. L’air secondaire est injecté en partie haute pour fournir de l’oxygène nécessaire à la combustion des gaz qui se dégagent vers le haut.

De meilleurs résultats sont obtenus en convection forcée avec l’usage d’un ventilateur intégré sous la grille support du combustible, mais cela induit un approvisionnement fiable en électricité.

La température de combustion se situe autour de 800°C, et les rendements thermiques vont de 30 à 45%, selon la qualité de fabrication du système et de son isolation.

Il est léger, compact, fiable, utilise peu de combustible et génère, dans le meilleur des cas, du charbon réutilisable pour d’autres applications. C’est donc un système très low-tech et très performant par rapport aux systèmes classiques utilisés dans le monde.

Pour comparaison, le graphique ci-contre montre les performances énergétiques de différents systèmes. Le micro gazéificateur est ici nommé « wood gas stove ».

Étape 2 - Chambre externe

1 - En partie haute de la grande boite de conserve (1), marquez l'emplacement d'une dizaine de trou, répartis équitablement tout autour de la boite.

2 - Percez ensuite aux emplacements marqués à l'aide d'une mèche de 12mm (ou avec le marteau et le clou). (Pour un rendu plus propre il est recommandé de pré-percer avec la mèche de 7 mm avant d'attaquer avec la mèche de 12 mm).

Remarque: Pour plus de facilité et de propreté, il est possible de serrer la cale de bois sur un étau et de l'utiliser comme appui pour faire les trous dans la boite.

3 - Découpez le fond de la grande boite de conserve (1). Le trou doit avoir un diamètre légèrement inférieur à celui de la petite boite de conserve (de façon à pouvoir l'encastrer dedans).

Étape 3 - Chambre de combustion

1 - Sur le fond de la boite (2), marquez l'emplacement d'une quinzaine de trous répartis sur toute la surface. En partie haute de la boite (2), marquez l'emplacement d'une dizaine de trous, répartis équitablement tout autour de la boite.

2 - Percez ensuite aux emplacements marqués avec une mèche de 7 mm (ou avec le marteau et le clou).

Étape 4 - Support du plat

1 - Marquez l'emplacement d'une dizaine de trous répartis équitablement tout autour de la petite boite de conserve (3).

2 - Percez ensuite aux emplacements marqués à l'aide d'une mèche de 12mm (ou avec le marteau et le clou).

3 - Découpez le fond de la boite.

4 - NB : Pour plus de facilité à l'utilisation, vous pouvez découper un trou large sur le côté de la petite boite (3) : il permettra de facilement ravitailler le feu en bois !

Étape 5 - Montage final

1 - Encastrez la boite (2) dans la grande (1) comme indiqué sur le schéma.

2 - Déposez la boite (3) sur les deux autres boites encastrées.

Votre réchaud à pyrolyse est prêt !

Étape 6 - Utilisation

Même si ce type de cuiseur est plus propre que les cuiseurs "trois pierres", il dégage tout de même de fumées. C'est pourquoi il doit être utilisé dans un milieu très ventilé.

Le réchaud fonctionne avec des granulés de bois ou des copeaux de biomasses. Pour allumer le réchaud, remplir le réchaud et allumez dans la partie haute.

Pour éteindre le réchaud, attendez simplement que tout le bois soit consumé et que l'enceinte aie refroidie.

ATTENTION : LA TEMPERATURE DE COMBUSTION DU BOIS ET DES GAZ AVOISINE LES 1200°C. LE RECHAUD EST A UTILISER AVEC BEAUCOUP DE PRECAUTION : N'ESSAYEZ PAS DE DEPLACER LE RECHAUD LORSQU'IL EST ALLUME

Étape 7 - Remarques

Le système présenté ici est très simplifié et ne permet donc pas de gérer par exemple la taille de la flamme.

De part les matériaux utilisés, la durée de vie du réchaud est assez limitée.

Des versions améliorés de ce système sont en phase de test/validation dans différents contextes urbains, ceci du aux efforts de Paul Anderson, spécialiste des micro gazéificateur.

Des essais d'implantation ont eu lieu en Inde sans grande réussite: Il est en réalité compliqué de trouver des granulés ou de la biomasse en copeaux dans ces contextes, le prix du micro-gazéificateur optimisé se rapproche du coût de la cuisson au gaz, sans en avoir tous les avantages.

Étape 8 - Fabrication d'un réchaud de plus grande taille

Afin de pouvoir s'adapter à n'importe quel récipient ou conserve disponible utilisé en enceinte extérieure, il est possible de confectionner la chambre de combustion à partir d'une tôle, de préférence en acier inoxydable. Son épaisseur doit être de 1mm maximum pour une découpe à la cisaille à tôle. Il faudra découper des languettes et percer les trous dans la tôle à plat avant de la rouler et de la fermer par agraffe. L'utilisation d'acier inoxydable augmentera la durée de vie du réchaud. Les photos ci-contre montrent la fabrication d'un réchaud à partir d'un pot de peinture et d'une tôle en acier inoxydable de 1mm d'épaisseur. La tôle est usinée à plat avant d'être roulée et agraffée (l'agraffage consiste à replier sur environ 5 mm les deux bords d'une la tôle dans des sens contraires, avant des les marteler l'un dans l'autre pour vérouiller l'ensemble). Porter des gants pour éviter les coupures !

Notes et références

Télécharger le tutoriel ici

Rapport comparatif des différents types de cuiseurs par Planète Bois (en français): http://www.planetebois.org/glossaire/cuiseur-domestique-econome-cde/

Site internet du Docteur Paul Anderson, spécialiste des micro-gasifiers (en anglais): http://www.drtlud.com/

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