ペール缶で送風式ウッドガスストーブを自作したらやばい火力になった

ペール缶を用いた送風式ウッドガスストーブを自作しました。電源は5VのUSBモバイルバッテリーですが、昇圧基板で12VのDCファンを回し、強力な送風で二次燃焼させるので、煙や臭いのない大規模な完全燃焼が実現できるウッドガスストーブです。生木や湿った枝も燃やしてしまいます。本体は入手しやすいペール缶を外筒にし、トタンバケツを内筒にして強い火力のものを作りました。枯れ枝も燃やせるので燃料の現地調達も可能です。これからの季節、キャンプでも調理はもちろん、焚き火として肌寒い夜に暖を取るのにも良いです。燃焼温度は実測875℃に達したのでゴミを燃やしても問題ないような実用的なものが簡単激安で製作できたと思います。

★目次
00:00　ペール缶とトタンバケツで送風式ウッドガスストーブを作る
00:30　主な材料
02:06　外筒の底の穴開け
02:40　ファンと足の取り付け
03:54　ペール缶の蓋に内筒を入れる穴をあける
05:18　内筒の上の穴をあける
06:21　内筒の下の穴をあける
06:52　上の穴をひねる向きと理由
07:39　遮熱板の取り付け
08:39　一応完成
09:20　モーターの線の延長
09:47　枯れ枝を拾いに行く
10:13　火入れしたが木ガスが拡散し燃焼が不安定
10:58　損傷状態の観察
11:26　木ガスの拡散防止カバー（ファイヤーリング）を作る
12:07　ファイヤーリングの取り付け
12:38　改良後の火入れ
13:30　放射温度計で温度測定
14:03　プラごみを燃やしてみる
15:04　湿った枝や生木を入れる
16:01　熱電対温度計で内部温度を測定
16:26　放射温度計で内筒の壁の温度を測定
17:20　放射温度計で外筒の外側の温度を測定
17:51　一酸化炭素が出ているか
17:59　焼肉をしてみる
19:23　消火して損傷状態を観察
20:58　実験結果の考察

★主な材料　購入先　参考価格　備考
①ペール缶　コーナン　1078円　
②ペール缶蓋　コーナン　657円　バンド付き
③吸い殻入れ　コーナン　2178円　（実際には使わず）
④トタンバケツ　コーナン　1078円　10リットル
⑤USB昇降圧コンバータ　アマゾン　950円　2枚入り
⑥DCファン　アマゾン　1180円　12㎝　12V

★もともとウッドガスストーブは自然吸気で質の高い燃焼を実現するものですが、自作でこれを実現するには、かなり高いハードルがあると思います。
自作のウッドガスストーブの二次燃焼における完全燃焼の一つの解答として、小屋暮らしのパイオニアの‪@yoshidakatsuya‬ 吉田克也さんが製作された送風式ウッドガスストーブがあります。
▼送風式ウッドガスストーブについて解説▼
   • 送風式ウッドガスストーブについて解説  
吉田克也さんは数年前からブロアファンを利用して送風し、内筒上部に強制的に十分な空気を供給する仕組みのウッドガスストーブを自作されています。
送風ファンを利用すれば二次燃焼で確実に完全燃焼が実現できます。この頃は高性能なモバイルバッテリーが安価に入手できるのでバッテリー駆動のハードルが下がっています。電圧を昇圧する基板も安価で手に入りやすいです。吉田克也さんはこの点に目をつけてバッテリー駆動の電動ファンで空気を供給するウッドガスストーブを積極的に製作しています。私も吉田克也さんにならってモバイルバッテリーとDCブラシレスファンを使って自作の送風式ウッドガスストーブの製作実験をやろうと考えました。
まずは百均のステンレスボウルを組み合わせて焚き火台を作ってみました。
   • ウッドガスストーブの二次燃焼をファンで実現する焚き火台の自作  
次に百均の貯金箱を使って小さなものを作りました。
   • 自作ウッドガスストーブ送風ファンの二次燃焼で完全燃焼する方法  
送風ファンを外筒下部に取り付け、内筒からの熱に耐えるように内筒の底に遮熱板を取り付けることにより、簡単な構造でファンの損傷を防ぎました。
さらにこのシンプルな構造を基本にしながら、もっと大きなものを作ろうと考え、ホームセンターでよく見かける火消し壺と火起こしを使って、送風式ウッドガスストーブを作りました。
   • 送風式ウッドガスストーブを自作したら凄い火力になった  
これは実用になりましたが、欲を言えばもう少し空気を多量に入れて大規模な燃焼にしたいと思いました。さらに材料も安価で入手も簡単にできるものが良いと考え、シンプルにペール缶とブリキバケツで送風式ウッドガスストーブを作りました。この大きさの送風式のウッドガスストーブを作るには、５VのDCファンでは難しいです。それで、5Vのモバイルバッテリーを昇圧基板で12Vにして12VのＤCファンを使いました。昇圧基板はアマゾンで安価に販売されているので非常に役に立ちました。
結果としてかなり良いものが作れたと思います。これまでの製作から、内筒にあける穴の形状や面積についてかなり試行錯誤を重ねたこともあり、今回はとりあえず一発勝負で穴の大きさと数を決めました。
上の穴は直径が6ｍｍで48個開けました。下の穴は直径が3ｍｍで8個開けました。面積比としては24対1になります。さらに上の穴は左下向きにひねって空気がすぐに外に出て拡散してしまわないように工夫しました。
しかし、ブリキバケツの形状は口が広いテーパー状であることから、燃焼ガスが拡散しやすいので当初はあまりうまく燃焼しませんでした。それで、バケツの上に百均のステンレスボウルで作った燃焼ガスの拡散防止リング、通称ファイヤーリングを取り付けたところ燃焼状態が劇的に改善しました。生木や雨のあくる日に拾ってきた湿った枝でもよく燃えるほどのものができたので、キャンプでは燃料の現地調達も可能であると思います。
室内で燃焼させながら熱電対温度計や放射温度計で温度測定したところ八百度を優に超える温度だったのでダイオキシンの発生もないと考え、実験的にビニールを入れてみたりしましたが、黒煙や臭いはほぼ発生しませんでした。
これら一連の燃焼実験中はＣＯ濃度警報機で常にチェックしていましたが異常はありませんでした。
また放射温度計で各部の温度測定をした結果、内筒の壁の温度は意外に低く500℃台でした。これは内筒がファンの風によって空冷されているからだと思います。その結果、意外と内筒の寿命は長いのではないかと考えています。今後検証していきたいです。このことはウッドガスストーブの二次燃焼の必要条件として従来から言われていた
1.大量の空気
2.その空気が高温であること
という二つの条件のうち、2番目の条件は送風式の場合必ずしも必要ではないということを意味します。ウッドガスストーブを完全燃焼させるための条件は1番目の条件、つまり過剰ともいえる大量の空気がありさえすればよいという単純明快なことだと。
確かに自然吸気のウッドガスストーブにおいては多量の空気を上部の穴から噴出させるためには空気を高温にする必要があるわけです。高温にすれば内筒、外筒間の空気の上昇気流の勢いが強くなります。だから高温にすればするほど空気が大量に噴出する。そして完全燃焼に近づく。しかし私は、2番目の条件は1番目の条件の手段だと考えます。2番目の条件は二次燃焼の条件と混同されるべきではない。つまり、空気が高温であることはあくまでも多量の空気を出すための手段であって、二次燃焼の条件ではないということです。なぜなら、送風式のウッドガスストーブの場合、多量の空気を出す手段として送風ファンを利用しているので空気はそれほど高温ではないのに、それでも燃焼の質は素晴らしく、煙や煤はおろか、臭いもほとんどないからです。確かに炎のないところで木ガスが発火するためには高温の「何か」が必要ですが、それは必ずしも空気そのものである必要はない。炭になって燃えている熾火に常温の空気が当たっても相当高温になります。これは木ガスを発火させるのに十分だということです。一般論としての燃焼の条件は可燃物と空気と高温でそれはもちろん基本ですが、必ずしも高温の空気が必要というわけではないということです。

今後も送風式ウッドガスストーブの可能性を冒険的に追求していきたいと思います。課題や試してみたいことを思いつくままにあげてみると
1.材料が簡単に入手できることにこだわり、一斗缶とブリキバケツや一斗缶と塗料缶の組み合わせも試してみたい。
2.燃料としてエンジンオイルの廃油が使えないか、つまり廃油ストーブにできないか試してみたい。
3.ペレットの自動供給により、手を加えなくても燃焼し続ける仕組みを作りたい。
4.石油ファンヒーターのように冬場に室内で外部煙突なしに使えるようなレベルのものにならないか。

ウッドガスストーブ製作は実にワクワクして楽しいです。ご覧の皆さんもぜひぜひやってみてください。そして、いろいろなアイデアをコメントでお寄せいただいてこの製作の話題が盛り上がっていけばいいなと思いますので、どうぞよろしくお願い致します。

#送風式ウッドガスストーブ
#二次燃焼
#ペレットストーブ