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

ウッドガスストーブの自作です。モバイルバッテリーで回るDCファンで強制的に送風して木質ペレットなどを二次燃焼させるので、煙や臭いのない完全燃焼が簡単に実現できるウッドガスストーブです。本体は百均の貯金箱を二つ組み合わせて、卓上型のコンパクトなものを実験的に作りましたが、火力が強いので屋外でもすぐに水を沸騰させることができました。作り方をわかりやすく説明します。

★目次
00:00　DCの送風ファンで手軽に完全燃焼できる
00:12　百均とヤフーショッピングで材料調達
00:40　主に金切りばさみで外筒の加工
03:05　内筒の加工とウッドガスストーブの原理
05:36　自然吸気は困難だがファンで吸気すると簡単
07:16　最初の火入れ…ファンが途中で止まった
09:34　ファンの損傷状態と対策
11:09　内筒の下の穴を小さくし遮熱板をつける
13:56　対策後の火入れ実験は成功
17:26　ファンの損傷がないことを確認
17:50　五徳を作って室内で使用したが煙や臭いはない
18:26　製作の注意点と今後の方針

★動画で使用した送風ファン
Yahoo!ショッピングで「USB電源 DCファン 5cm」で検索して
▼こういう写真のものです▼
https://item-shopping.c.yimg.jp/i/n/k...
アフィリエイトとか案件ではありません。コントローラー付けて1048円でした。
直結でも大丈夫だと思います。その場合650円でした。

★送風式ウッドガスストーブについて
ウッドガスストーブは少量の燃料でも火持ちが良く長時間燃焼させることができます。また、二次燃焼によって煙や臭いが少なく火力も十分です。
ウッドガスストーブは内筒と外筒の二重構造になっています。なぜ少量の燃料で長く燃焼を維持できるかというと燃焼を一次燃焼と二次燃焼に分けてそれぞれ別の目的を持たせているからです。一次燃焼は内筒の下部で燃料を蒸し焼きにして煙（ウッドガス、木ガス）を発生させます。この段階では燃料をわざと不完全燃焼させてゆっくり燃焼させます。つまり、一次燃焼は少しずつゆっくり燃焼させることが目的です。一次燃焼で発生した煙は内筒上部で多量の空気が補給されて、二次燃焼します。二次燃焼の目的は完全燃焼です。これによって煙や臭いや煤のない十分な火力の燃焼が完成します。このように一次燃焼の目的は長時間の燃焼であり二次燃焼の目的は完全燃焼です。燃焼の段階を2つに分けて個別に目的を設定し、それぞれの目的に合った構造にすることで長時間十分な火力が得られるような燃焼になります。
この仕組みは素晴らしいのですが、自然吸気で実現するには工作をする上で非常にデリケートで微妙な工夫が必要です。各部に開ける穴の位置や数や大きさをはじめ、内筒と外筒の隙間など調整箇所が多く、はっきり言って難しい工作です。本家のソロストーブというメーカーの市販品は、様々なカットアンドトライの結果作られたものと思いますが、非常に良い性能で人気があります。その形を真似た安価な市販品も多く出回っていますが物によって性能が大きく違います。また、構造としてはシンプルなので数多く自作されていますが二次燃焼で完全燃焼させるのは、なかなか難しいと思います。
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、千葉県の九十九里で小屋暮らしをされている‪@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。
▼無煙ウッドガスストーブ（プレイリスト）▼
   • 無煙ウッドガスストーブ  
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。火を起こすときにうちわであおいだり、火吹き棒で吹いたり、ふいごで空気を送ったりすれば煙や煤の出ない完全燃焼が実現できます。自然な燃焼では完全燃焼はなかなか難しいですが空気を過剰に供給してやることで簡単に実現できます。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おり、モーターの速度制御や電圧変換の基板も安価に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されています。その能力は非常に高く、例えば湿った木の枝でも調理に使えるほどよく燃えます。
市販品でもMimi Moto Stoveやイモニー ペレットバーナーなどが販売されていますがいずれも高価で手が出ません。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。まずは百均の貯金箱を使って小さなものを作り、実験を繰り返してより実用性のあるものにしていきたいと思います。
言うまでもなくDCファンは熱に弱いのでファンの取付状態によって損傷を受けます。吉田さんはストーブ本体からある程度距離を取るためにブロアファンをダクトで接続し取り外し式にされています。素晴らしい方法だと思います。私はもっと簡単にできないか、一つの試みとしてファンを外筒の下に取り付けました。
熱の伝わり方は対流と伝導と放射の3種類です。下に取り付ければ対流を避けることができます。ネジで取り付けてファンをわずかに浮かせば伝導も避けられます。そのようにしてまず実験しましたがある程度熾火が内筒の下の方に回ったところでモーターが停止しました。幸い異常高温で自動停止したような感じだったので冷めてから電源を入れればまた回りました。内筒下部が熾火で赤熱し、赤外線の放射熱でファンの表面が多少変形しました。簡易的に修理して今度は放射熱を防ぐ構造を考えました。そのためには熱を遮蔽するような板を内筒の底に配置すれば良いと考えました。そこでステンレスの板を内筒の底から1cmほど離して配置しました。これが遮熱板となって内筒底からの赤外線放射をほとんど無くすことができると考えました。
結果としてねらい通り、下部のファンにほとんど熱は伝わらず、燃焼終了まで全く熱くならずに正常に回りました。これ以降、内筒下部に遮熱板を設置し、外筒下部にファンを設置するというこの方式を基本にしながら様々な改良を加えて送風式ウッドガスストーブを完成させていきたいと思います。
次回はホームセンターで販売されている「火消し壺」を材料にして少し大きな送風式ウッドガスストーブを作ってみたいです。もしかしたら少しの改造で廃油ストーブもできるかもしれないので、その可能性についても探ってみたいと思います。

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