Cuiseur micro gazéificateur/en : Différence entre versions

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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.  
 
|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:
 
Two concerns arise from this:
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Some technologies use the same biomass but with higher yields. Here is one :
 
Some technologies use the same biomass but with higher yields. Here is one :
  
Le micro gazéificateur (ou « micro gasifier » en anglais) est une technologie de cuisson low-tech et très économe. Il offre des rendements supérieurs à un foyer trois pierres classique (autour de 35% de rendement thermique) lorsqu’il est bien fabriqué, et encore meilleurs dans sa version industrielle optimisée (rendements thermiques de l’ordre de 45%).
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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%).
  
Il est possible de fabriquer des modèles très simples mais peu optimisés, avec des boites de conserves. Il sera utile par exemple pour la chauffe de l'eau, la cuisson de petites quantités de nourritures et pour la démonstration/pédagogie.
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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.
  
Des modèles plus complexes existent, plus coûteux mais permettant de gérer la puissance de la flamme avec une durée améliorée.
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More complex models exist, more expensive but allowing to manage the power of the flame with an improved duration.
 
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{{ {{tntn|Materials}}
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{{Materials
|Material=* Une boite de conserve large et haute (1) : ce sera la chambre externe ;  
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|Material=*A large and tall can (1): this will be the outer chamber;  
* Une boite de conserve légèrement moins large et légèrement moins haute (2) : ce sera la chambre de combustion ;
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*A can slightly narrower and slightly lower (2): this will be the combustion chamber;
* Une boite de conserve de même diamètre que la chambre de combustion (3) : ce sera le support de la casserole.
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*A can of the same diameter as the combustion chamber (3): this will be the support for the pan.
|Tools=* Un marqueur
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|Tools=* A marker
* Une pince coupante
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* Cutting pliers
  
Pour le perçage, deux possibilités :  
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For drilling, two possibilities:  
  
* Une perceuse avec deux mèches : 11 mm et 7 mm
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*One drill with two drill bits: 11 mm and 7 mm
* Un marteau et un gros clou (ou un poinçon)
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*A hammer and a big nail (or a punch)
* Une cale de bois dont la section peut entrer dans la boite de conserve
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*A wooden block whose section can fit into the tin can
 
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{{Tuto Step
 
|Step_Picture_00=Cuiseur_micro_gazéificateur_Schéma fonctionnement.jpg
 
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|Step_Picture_01=Thermal efficiency.png
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|Step_Title=How it works
|Step_Content=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.  
+
|Step_Content=It is based on the principle of gasification: The wood is heated in a low oxygen atmosphere, which will allow the release of flammable gases called "Syngas", which will then be burned in the upper part of the stove.  
  
Le Micro-gazéificateur s'allume par le haut.
+
The micro gasifier lights up from above.
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.
+
The primary air introduced in the lower part passes through the mass of the fuel and makes it possible to maintain a pyrolysis bed which goes down as the combustible gases are released. The secondary air is injected in the upper part to provide oxygen necessary for the combustion of the gases that are released upwards.
  
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.
+
Better results are obtained in forced convection with the use of an integrated fan under the fuel support grid, but this induces a reliable supply of electricity.
  
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.
+
The combustion temperature is around 800°C, and the thermal yields range from 30 to 45%, depending on the quality of manufacture of the system and its insulation.
  
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.
+
It is light, compact, reliable, uses little fuel and generates, at best, reusable coal for other applications. It is thus a very low-tech system and very powerful compared to the traditional systems used in the world.
  
Pour comparaison, le graphique ci-contre montre les performances énergétiques de différents systèmes. Le micro gazéificateur est ici nommé « wood gas stove ».
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For comparison, the graph opposite shows the energy performance of different systems. The micro gasifier is called here "wood gas stove".
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
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|Step_Picture_00=Fabrication Chambre externe.jpg
 
|Step_Picture_00=Fabrication Chambre externe.jpg
|Step_Title=Chambre externe
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|Step_Title=External chamber
 
|Step_Content=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.  
 
|Step_Content=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).
+
2 - Then drill at the marked locations with a 12mm drill bit (or with hammer and nail).
(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).
+
(For a cleaner result it is recommended to pre-drill with the 7 mm drill bit before attacking with the 12 mm drill bit).
  
'''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.
+
Note: For ease and cleanliness, it is possible to clamp the wooden wedge on a vice and use it as a support to make the holes in the box.
  
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).
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3 - Cut the bottom of the large tin can (1). The hole must have a slightly smaller diameter than the small tin can (so that it can be embedded in it).
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
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{{Tuto Step
 
|Step_Picture_00=Fabrication Chambre interne.jpg
 
|Step_Picture_00=Fabrication Chambre interne.jpg
|Step_Title=Chambre de combustion
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|Step_Title=Combustion chamber
|Step_Content=1 - Sur le fond de la boite (2), marquez l'emplacement d'une quinzaine de trous répartis sur toute la surface.  
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|Step_Content=1 - On the bottom of the box (2), mark the location of about fifteen holes distributed over the entire surface.  
En partie haute de la boite (2), marquez l'emplacement d'une dizaine de trous, répartis équitablement tout autour de la boite.
+
In the upper part of the box (2), mark the location of about ten holes, evenly distributed around the can.
  
2 - Percez ensuite aux emplacements marqués avec une mèche de 7 mm (ou avec le marteau et le clou).
+
2 - Then drill at the marked locations with a 7 mm drill bit (or with the hammer and nail).
 
}}
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
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{{Tuto Step
 
|Step_Picture_00=Support du plat.jpg
 
|Step_Picture_00=Support du plat.jpg
|Step_Title=Support du plat
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|Step_Title=Dish support
|Step_Content=1 - Marquez l'emplacement d'une dizaine de trous répartis équitablement tout autour de la petite boite de conserve (3).  
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|Step_Content=1 - Mark the location of about ten holes evenly distributed around the small can (3).  
  
2 - Percez ensuite aux emplacements marqués à l'aide d'une mèche de 12mm (ou avec le marteau et le clou).
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2 - Then drill at the marked locations with a 12mm drill bit (or with hammer and nail).
  
3 - Découpez le fond de la boite.
+
3 - Cut the bottom of the can.
  
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 !
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4 - NB: For ease of use, you can cut a large hole on the side of the small box (3): it will easily feed the wood fire!
 
}}
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
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{{Tuto Step
 
|Step_Picture_00=Montage.jpg
 
|Step_Picture_00=Montage.jpg
|Step_Title=Montage final
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|Step_Title=Final assembly
|Step_Content=1 - Encastrez la boite (2) dans la grande (1) comme indiqué sur le schéma.
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|Step_Content=1 - Insert the box (2) into the large box (1) as shown in the diagram.
  
2 - Déposez la boite (3) sur les deux autres boites encastrées.
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2 - Place the box (3) on the other two flush-mounted boxes.
  
Votre réchaud à pyrolyse est prêt !
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Your pyrolysis stove is ready!
 
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{{Tuto Step
 
|Step_Picture_00=Cuiseur_micro_gazéificateur_Utilisation.jpg
 
|Step_Picture_00=Cuiseur_micro_gazéificateur_Utilisation.jpg
|Step_Title=Utilisation
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|Step_Title=Use
|Step_Content=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.
+
|Step_Content=Even though this type of cooker is cleaner than the "three stone" cookers, it still emits smoke. This is why it must be used in a highly ventilated environment.
  
Le réchaud fonctionne avec des granulés de bois ou des copeaux de biomasses.
+
The stove works with wood pellets or biomass chips.
Pour allumer le réchaud, remplir le réchaud et allumez dans la partie haute.  
+
To light the stove, fill the stove and light in the upper part.  
  
Pour éteindre le réchaud, attendez simplement que tout le bois soit consumé et que l'enceinte aie refroidie.
+
To turn off the stove, simply wait until all the wood is consumed and the enclosure has cooled.
  
'''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'''
+
'''ATTENTION: THE COMBUSTION TEMPERATURE OF WOOD AND GASES IS AROUND 1200°C. THE STOVE IS TO BE USED WITH GREAT CARE: DO NOT TRY TO MOVE THE STOVE WHEN IT IS ON'''
 
}}
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
+
{{Tuto Step
|Step_Title=Remarques
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|Step_Title=Remarks
|Step_Content=Le système présenté ici est très simplifié et ne permet donc pas de gérer par exemple la taille de la flamme.  
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|Step_Content=The system presented here is very simplified and therefore does not allow to manage for example the size of the flame.  
  
De part les matériaux utilisés, la durée de vie du réchaud est assez limitée.
+
Due to the materials used, the life of the stove is rather limited.
  
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.  
+
Improved versions of this system are being tested/validated in different urban contexts, due to the efforts of Paul Anderson, a micro gasifier specialist.  
  
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.
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Implementation trials have taken place in India without much success: It is actually complicated to find pellets or biomass chips in these contexts, the price of the optimized micro-gasifier is close to the cost of gas cooking, without having all the advantages.
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
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|Step_Picture_00=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6375.JPG
 
|Step_Picture_00=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6375.JPG
 
|Step_Picture_01=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6365.JPG
 
|Step_Picture_01=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6365.JPG
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|Step_Picture_03=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6368.JPG
 
|Step_Picture_04=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6376.JPG
 
|Step_Picture_04=Cuiseur_micro_gaz_ificateur_IMG_6376.JPG
|Step_Title=Fabrication d'un réchaud de plus grande taille
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|Step_Title=Making a larger stove
|Step_Content=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.  
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|Step_Content=In order to adapt to any container or can available used as an external enclosure, it is possible to make the combustion chamber from a sheet, preferably stainless steel. Its thickness must be 1mm maximum for a slitting shear cut. It will be necessary to cut tabs and drill holes in the sheet metal flat before rolling it and closing it with staples. Using stainless steel will extend the life of the stove.  
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 !
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The pictures on the right show the manufacture of a stove from a paint can and a 1mm thick stainless steel sheet. The sheet is machined flat before being rolled and stapled (stapling consists in folding the two edges of one sheet in opposite directions about 5 mm, before hammering them one into the other to lock the whole). Wear gloves to avoid cuts!
 
}}
 
}}
{{ {{tntn|Notes}}
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{{Notes
|Notes=Télécharger le tutoriel [http://lowtechlab.org/wp-content/uploads/2016/09/LE-LAB-Micro-Gazeificateur.pdf ici]
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|Notes=Download the tutorial[http://lowtechlab.org/wp-content/uploads/2016/09/LE-LAB-Micro-Gazeificateur.pdf here]
  
Rapport comparatif des différents types de cuiseurs par Planète Bois (en français): http://www.planetebois.org/glossaire/cuiseur-domestique-econome-cde/
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Comparative report of the different types of cookers by Planète Bois (in French): 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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Website of Doctor Paul Anderson, specialist of micro-gasifiers: http://www.drtlud.com/
  
N'hésitez pas à commenter, partager, et agrémenter le tutoriel d'informations utiles à son amélioration.
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Feel free to comment, share, and enhance the tutorial information useful for its improvement.
  
L’équipe du Low-Tech Lab vous invite également à consulter sa Biblilowtech.
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The Low-Tech Lab team also invites you to consult its Biblilowtech.
 
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|Complete=Yes
 
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Version du 22 octobre 2019 à 16:04

Tutorial de avatarLow-tech Lab | Catégories : Alimentation, Énergie

Build an economical and transportable wood cooking system.

Licence : Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)

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:

  • One drill with two drill bits: 11 mm and 7 mm
  • A hammer and a big nail (or a punch)
  • A wooden block whose section can fit into the tin can

Étape 1 - How it works

It is based on the principle of gasification: The wood is heated in a low oxygen atmosphere, which will allow the release of flammable gases called "Syngas", which will then be burned in the upper part of the stove.

The micro gasifier lights up from above. The primary air introduced in the lower part passes through the mass of the fuel and makes it possible to maintain a pyrolysis bed which goes down as the combustible gases are released. The secondary air is injected in the upper part to provide oxygen necessary for the combustion of the gases that are released upwards.

Better results are obtained in forced convection with the use of an integrated fan under the fuel support grid, but this induces a reliable supply of electricity.

The combustion temperature is around 800°C, and the thermal yields range from 30 to 45%, depending on the quality of manufacture of the system and its insulation.

It is light, compact, reliable, uses little fuel and generates, at best, reusable coal for other applications. It is thus a very low-tech system and very powerful compared to the traditional systems used in the world.

For comparison, the graph opposite shows the energy performance of different systems. The micro gasifier is called here "wood gas stove".



Étape 2 - External chamber

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 - Then drill at the marked locations with a 12mm drill bit (or with hammer and nail). (For a cleaner result it is recommended to pre-drill with the 7 mm drill bit before attacking with the 12 mm drill bit).

Note: For ease and cleanliness, it is possible to clamp the wooden wedge on a vice and use it as a support to make the holes in the box.

3 - Cut the bottom of the large tin can (1). The hole must have a slightly smaller diameter than the small tin can (so that it can be embedded in it).




Étape 3 - Combustion chamber

1 - On the bottom of the box (2), mark the location of about fifteen holes distributed over the entire surface. In the upper part of the box (2), mark the location of about ten holes, evenly distributed around the can.

2 - Then drill at the marked locations with a 7 mm drill bit (or with the hammer and nail).




Étape 4 - Dish support

1 - Mark the location of about ten holes evenly distributed around the small can (3).

2 - Then drill at the marked locations with a 12mm drill bit (or with hammer and nail).

3 - Cut the bottom of the can.

4 - NB: For ease of use, you can cut a large hole on the side of the small box (3): it will easily feed the wood fire!




Étape 5 - Final assembly

1 - Insert the box (2) into the large box (1) as shown in the diagram.

2 - Place the box (3) on the other two flush-mounted boxes.

Your pyrolysis stove is ready!




Étape 6 - Use

Even though this type of cooker is cleaner than the "three stone" cookers, it still emits smoke. This is why it must be used in a highly ventilated environment.

The stove works with wood pellets or biomass chips. To light the stove, fill the stove and light in the upper part.

To turn off the stove, simply wait until all the wood is consumed and the enclosure has cooled.

ATTENTION: THE COMBUSTION TEMPERATURE OF WOOD AND GASES IS AROUND 1200°C. THE STOVE IS TO BE USED WITH GREAT CARE: DO NOT TRY TO MOVE THE STOVE WHEN IT IS ON




Étape 7 - Remarks

The system presented here is very simplified and therefore does not allow to manage for example the size of the flame.

Due to the materials used, the life of the stove is rather limited.

Improved versions of this system are being tested/validated in different urban contexts, due to the efforts of Paul Anderson, a micro gasifier specialist.

Implementation trials have taken place in India without much success: It is actually complicated to find pellets or biomass chips in these contexts, the price of the optimized micro-gasifier is close to the cost of gas cooking, without having all the advantages.

Étape 8 - Making a larger stove

In order to adapt to any container or can available used as an external enclosure, it is possible to make the combustion chamber from a sheet, preferably stainless steel. Its thickness must be 1mm maximum for a slitting shear cut. It will be necessary to cut tabs and drill holes in the sheet metal flat before rolling it and closing it with staples. Using stainless steel will extend the life of the stove. The pictures on the right show the manufacture of a stove from a paint can and a 1mm thick stainless steel sheet. The sheet is machined flat before being rolled and stapled (stapling consists in folding the two edges of one sheet in opposite directions about 5 mm, before hammering them one into the other to lock the whole). Wear gloves to avoid cuts!

Notes et références

Download the tutorialhere

Comparative report of the different types of cookers by Planète Bois (in French): http://www.planetebois.org/glossaire/cuiseur-domestique-econome-cde/

Website of Doctor Paul Anderson, specialist of micro-gasifiers: http://www.drtlud.com/

Feel free to comment, share, and enhance the tutorial information useful for its improvement.

The Low-Tech Lab team also invites you to consult its Biblilowtech.

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