Cómo construir un camión gasificador de madera

Nos complació informar en "Combustible de motor hecho en casa a través de la gasificación de madera" que nuestros experimentos relacionados con el uso de restos de madera para combustible de motor de vehículos se mostraron prometedores. Pero poco nos dimos cuenta, en ese momento, de lo bien que funcionaría la improbable forma de energía "sólida" en un mundo "líquido".

Hemos ideado un sistema de energía de combustible alternativo eficaz con una buena cantidad de corte y soldadura. Nuestro camión de gas de madera no solo se mueve por la carretera con la misma suavidad y fiabilidad que cualquier automóvil de propulsión convencional, ¡sino que lo hace sin costo de combustible!

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Así es como funciona el sistema: Los restos de madera (usamos trozos que son más grandes que el aserrín o las virutas, pero más pequeños que 6″ de largo de 2 X 4) se contienen en un tanque de agua caliente modificado y descansan sobre un molde de fundición en forma de cono. -hogar refractario. El recipiente reciclado es hermético, excepto por una tapa de llenado sellada y con resorte, una abertura de iluminación tapada y un puerto de entrada (el último es simplemente una válvula de retención oscilante de latón de dos pulgadas, que permite que la "aspiración" creada por el motor tirar cantidades controladas de aire en la caja de fuego).

La "atmósfera" entrante se dirige a través de una serie de orificios perforados en un hombro de una llanta desechada (que está ceñida con una banda circular de correa de metal y sujeta al fondo del tanque) y apoya la combustión en la vecindad del hogar. . A medida que se quema el combustible en esa área, consume el oxígeno del aire, creando dióxido de carbono y vapor de agua, y forma un lecho de carbón incandescente, que se acumula en una rejilla suspendida de cadenas varias pulgadas debajo del ensamblaje del hogar. (Simultáneamente, se crea una zona de "descomposición" inducida por el calor justo encima de la región de combustión, expulsando los gases y carbonizando la madera antes de su incineración).

La mezcla de CO2 y humedad, además de algo de creosota, se extrae luego a través de un "estrangulador" (ubicado entre el hogar y la parrilla de carbón) y se introduce en las brasas en la parte inferior del tanque antes de salir del gasificador. El estrangulador sirve como un limitador de aire que mezcla los diversos vapores y los dirige a través de las brasas, donde se reducen a los gases combustibles monóxido de carbono, hidrógeno y, en pequeñas cantidades, metano. El producto final también contiene una buena cantidad de nitrógeno, junto con algo de CO 2 no convertido y trazas de alquitrán y cenizas.

El dióxido de carbono y el nitrógeno son inertes, y estos no combustibles no representan una amenaza para la central eléctrica. Sin embargo, el alquitrán y la ceniza deben eliminarse del gas o pueden producir depósitos, lo que posiblemente provoque daños en el motor. Entonces, para limpiar el combustible, el "humo" primero se dirige a través de un "densificador" enfriado por líquido (un intercambiador de calor de múltiples tubos rodeado por una camisa de agua y conectado a un condensador de aire acondicionado de automóvil chatarra que está montado en frente del radiador existente) , que precipita la humedad y los residuos del gas. Luego pasa a un filtro tubular que está [1] repleto de hebras de filamento comercial para aire acondicionado, acolchado de transporte tejido o un material similar que no se desintegrará, oxidará ni quemará, y [2] equipado con trampas de llama perforadas en su entrada y su salida.

El colador final atrapa los restos de ceniza y alquitrán en el combustible gaseoso, que luego viaja a través de un tubo horizontal ligeramente arqueado (donde queda atrapada la mayor parte de la poca humedad restante) y hacia el motor.

Para permitir el uso de gas de madera o gasolina, nuestro equipo de investigación fabricó una cámara de mezcla única y una configuración de articulación, utilizando piezas de carburador de desecho, un par de soportes viejos, algunas bisagras de puertas de gabinetes y tres horquillas, que parece adaptarse a la naturaleza. de gas productor a una T.

Debido a que el combustible en forma de vapor tiene un valor de BTU bastante bajo (y debido a que la cantidad de energía utilizable contenida en el "humo" de madera puede verse afectada por la velocidad del motor, la carga, la humedad y otros factores), la proporción de gas a aire debe ser mucho mayor que la de, digamos, un motor de propano. Pero el conductor debe poder ajustar la mezcla en tránsito, si se espera que el sistema de gas de madera mantenga un grado constante de rendimiento en todo tipo de condiciones de conducción, pero no debería tener que estar manipulando constantemente los controles.

Bueno, nuestro equipo ideó un diseño que cumple con todos esos requisitos. Primero recolectaron una longitud de cuatro pulgadas de acero tubular de 1/8″ X 2″ X 4″ y, utilizando el carburador de gasolina y el colector de serie como plantilla, perforaron el paso de combustible y los orificios de montaje a través de sus amplias superficies superior e inferior. A continuación, sellaron el extremo "interior" del tubo con un trozo de chatarra, recortaron una sección de placa de 1/4″ X 2-1/2″ X 4-1/2″, perforaron y roscaron 5/16 Orificios de perno de montaje de ″ en cada esquina de este panel, espaciando las aberturas para que correspondan con la base de un carburador de dos cilindros Ford Autolite/Motorcraft 5200 o Holley 5210. (Estas unidades en particular eran equipos originales en Pintos y Vegas, respectivamente, y deberían estar fácilmente disponibles en los desguaces de automóviles, como chatarra, a un precio muy razonable).

El siguiente paso fue perforar orificios de 1-1/4″ y 1-1/2″ en la placa, para que coincidan con los orificios del acelerador primario y secundario del carburador, luego soldar la nueva pieza de hardware en el extremo descubierto del acero tubular. cámara. (Nuestros investigadores también fabricaron una segunda brida, idéntica a la primera excepto por el hecho de que los orificios de las esquinas se perforaron directamente en lugar de roscar, y luego reubicaron el accesorio de vacío PCV anteriormente montado en el colector en la caja, para eliminar cualquier posibilidad de su interferencia con el nuevo hardware.)

En este punto, se quitó el cuerpo del acelerador del resto del carburador (justo en la parte inferior de la taza del flotador y alrededor de 3/4″ por debajo del venturi) con una sierra para metales, se limó su superficie de "corte" plana, y cuatro de sus pasajes internos (la alimentación del tornillo inactivo, los dos orificios de transferencia inactivos y el puerto de vacío del distribuidor) se sellaron permanentemente con pequeños cojinetes de bolas (se podría haber usado perdigones de plomo en su lugar) y silicona.

El resto del procedimiento involucró enroscar los cuatro espárragos de 5/16″ X 1-3/4″ en su lugar, deslizar el cuerpo del acelerador sobre ellos (ejes hacia arriba), deslizar 1-1/4″ y 1-1/2″ con brida codos sanitarios a través de las aberturas apropiadas en la segunda placa de montaje sin rosca, aplicando un poco de sellador de silicona en el extremo bridado de cada tubería y asegurando todo el conjunto con algunas arandelas de seguridad y tuercas. Luego, la unidad se montó en el colector, con el carburador de gasolina en la parte superior, después de instalar pernos y juntas de montaje del carburador de 2″ más largos.

En esta configuración, con la manguera de suministro de gas de madera conectada a la conexión de 1-1/2″ y el codo más pequeño que conduce a la cámara del filtro de aire, se puede hacer que el motor funcione en varios modos. Además, cambiar de uno a otro es tan simple como tirar del cable que gobierna un ensamblaje de enlace selectivo sencillo pero único.

Nuestro sistema se basa en una serie en línea de tres horquillas de 3/8″ y una bisagra de puerta modificada, que pivotan sobre un solo perno de 3/8″ X 6″ que se sujeta a un orificio de montaje existente en el colector. Al consultar la fotografía en color adjunta, puede ver que la horquilla del extremo izquierdo (plateada) controla la placa del acelerador delantera (gasolina), el sujetador central (rojo) controla el movimiento de la válvula trasera (de aire fresco) y el extremo El cierre en U derecho (negro) pone en movimiento la varilla del acelerador del carburador de gasolina.

El amplio brazo azul en el medio del conjunto funciona como un control maestro y está conectado al pedal de "acelerador" del camión. Este componente es simplemente la mitad de una bisagra de puerta de 3-1/2″ con dos "patas" soldadas a su extremo plano (para permitir que gire) y un yugo de dos lados, hecho de un par de 4-1/2 Bisagras de correa de ″: soldadas al borde curvo opuesto. Un pasador deslizante con extremos cónicos, que mide 1/4″ X 2-3/4″ y está controlado por un cable con funda que termina en el tablero, descansa en los lazos de la bisagra de la puerta. A medida que se mueve lateralmente, este arreglo simple regula la operación del acelerador de gasolina o gas de madera (o ambos). (Además, un soporte ranurado adjunto a cada horquilla de gas productor permite ajustar el recorrido del "amortiguador" de aire y combustible dentro del cuerpo del acelerador del carburador Pinto para lograr la mejor relación de combustión).

Luego, para mayor flexibilidad, nuestros investigadores modificaron el enlace una vez más, un cambio que marcó una gran diferencia con respecto al rendimiento del motor en el tipo de condiciones de tráfico impredecibles que el conductor diario podría encontrar. En lugar de permitir que el pasador de control deslizante moviera ambas horquillas de "combustible de humo" al mismo tiempo, perforaron un orificio de acceso solo en el hombro derecho del brazo de mezcla de aire (rojo) y fijaron un resorte corto entre el soporte ranurado de la palanca y ese de su vecino plateado (gas de madera). Luego, determinaron la posición de las varillas del acelerador de aire y gas de madera cuando las válvulas de "aleta" dentro del cuerpo del carburador de dos puertos estaban completamente abiertas, luego instalaron cuidadosamente un resorte de dos etapas en la palanca de control de aire para que el secundario, o más fuerte, la bobina entraría en juego exactamente en ese punto de la progresión.

Las modificaciones finales incluyeron la soldadura por puntos de un pequeño tope en el brazo montado en el eje de la válvula reguladora de gas pobre para evitar que gire más allá de su posición completamente abierta... y colocar un pasador de rodillo de 1/8″ X 3/4″ en un orificio en la superficie superior del cuerpo del carburador Pinto, que permite que el "amortiguador" de aire viaje más allá de su ubicación de flujo máximo, pero evita que llegue a cerrarse completamente.

En uso, la configuración de combustible dual es muy efectiva. Con el cable de control del tablero presionado, el camión funciona únicamente con gasolina, como de costumbre. Cuando se tira de la manija a su posición intermedia, funcionan tanto los aceleradores de gas de madera como los de gasolina, lo que permite al automovilista alejarse mientras lleva rápidamente la unidad de gasificación a una buena temperatura para producir combustible. (Nuestro sistema, a diferencia de la mayoría de los demás, no incorpora un ventilador que consume energía y es potencialmente peligroso para encender las brasas después de encender el combustible de madera con un fósforo al comienzo del día. El vacío del motor que se produce cuando el camión se enciende funcionar en su modo mitad y mitad proporciona suficiente corriente para garantizar un suministro adecuado de combustible de "humo" después de solo una milla, o varios minutos, de manejo de calentamiento).

Una vez que las brasas se calientan, el cable puede extenderse por completo y el motor puede funcionar solo con gas pobre. Dado que, en esta configuración, no hay suficiente consumo para influir en el carburador, muy poca o ninguna gasolina ingresa al colector a través del circuito inactivo de ese atomizador. Y además, el conjunto de acelerador progresivo ajustable permite que el motor reciba la proporción adecuada de aire/gas de madera en todo momento... y el conductor puede, además, sentir la respuesta del motor a cualquier situación de tráfico dada y hacer cambios correctivos con el pedal del acelerador.

Al igual que cualquier dispositivo que dependa de una tecnología "desconocida", es necesario acostumbrarse a nuestra camioneta chatarra. Y es cierto que tiene algunos inconvenientes que deben ser considerados cuidadosamente. Por un lado, la potencia de salida del motor se reduce notablemente. A pesar de que el camión arranca con facilidad, está en ralentí y funciona sin problemas, el combustible de BTU relativamente bajo hace que el tigre salga humo de su tanque. (Como señaló uno de nuestros mecánicos: "Es como conducir sin dos pistones"). No obstante, con el tiempo de encendido avanzado para acomodar el combustible de "octanaje" alto, el camión se mantiene al día con el tráfico fácilmente y puede mantener velocidades más allá de las legales. límite.

Un segundo factor extremadamente importante, uno que no se puede enfatizar demasiado, es el peligro potencial del gas de monóxido de carbono que puede salir de la cocina o de las tuberías de suministro. Si se tiene cuidado en la construcción del sistema y no hay fugas, el motor consumirá las toxinas... emisiones de CO agotadoras que, durante nuestras pruebas preliminares, registraron un 33 por ciento menos que las emitidas en el modo de gasolina. (¡Las emisiones de hidrocarburos se redujeron a la mitad!). Sin embargo, respirar los humos de incluso una pequeña brecha en la tubería de alimentación de combustible, o el humo que se desprende cuando se recarga el gasificador, podría causar fuertes dolores de cabeza y una sensación de intoxicación. Y la exposición a los vapores de monóxido de carbono inodoros, incoloros y altamente venenosos puede provocar el colapso o, en un caso extremo, ¡incluso la muerte! (Por supuesto, el tubo de escape de cada automóvil emite los mismos gases tóxicos... aunque en concentraciones mucho más pequeñas que las que ocurrirían si se rompiera la línea de suministro que alimenta el combustible de humo sin quemar al motor).

Finalmente, la energía de la madera simplemente no es tan conveniente como los métodos más convencionales que se utilizan para llegar al final del camino. Descubrimos que el medio del filtro debe reemplazarse cada varios cientos de millas, y el condensador debe ser golpeado con un cepillo de limpieza de escopeta (o enjuagado con una manguera de jardín) y drenado periódicamente.

Sin embargo, sería difícil encontrar fallas en el precio del combustible. Prácticamente toda la madera utilizada en nuestras aproximadamente 1,500 millas de conducción de gas productor se ha obtenido de forma gratuita... y hemos quemado todo, desde chatarra desechada del taller hasta malezas muertas al borde de la carretera y relaves de contratistas (¡por montones!). Además, nuestra compañía eléctrica local estuvo más que feliz de deshacerse de un camión lleno de recortes cortados de árboles que habían estado invadiendo el derecho de paso de la línea eléctrica. Y, aunque el combustible no nos ha costado nada, hemos comprobado que el camión es ahorrativo con la madera que utiliza. Nuestro vehículo, con un suministro completo de madera y carga de pasajeros, recorre aproximadamente una milla con una libra de trozos... lo que equivale a unas 75 millas por tanque lleno.

Además, las personas que podrían estar preocupadas por el efecto del humo en el motor pueden consolarse con el hecho de que revisamos el colector, los asientos de las válvulas y la cámara de combustión en busca de signos de depósitos y desgaste y descubrimos que las piezas estaban sorprendentemente limpias.

Con los analistas económicos pronosticando un aumento en los precios del combustible, sería difícil imaginar a alguien que no esté dispuesto a investigar alternativas ahora, en preparación para el futuro. (De hecho, incluso con los precios actuales de la gasolina, ¡cada vez menos personas pueden permitirse viajar!) Y, de las opciones de combustible para motores disponibles en la actualidad, el gas de madera es sin duda uno de los más fáciles y menos costosos de producir y usar.

Además, el proceso de gasificación no se limita a aplicaciones en carreteras. Nuestros investigadores están adaptando la tecnología a una unidad generadora estacionaria de 10 KW en este momento, y puede estar seguro de que analizaremos más de cerca esa "utilidad doméstica" alimentada con leña en una edición futura.

(Puede solicitar planos detallados para un generador de gas de madera).

Publicado originalmente como Wood Gas Truck: Road Power From Wood Gasification en la edición de mayo/junio de 1981 de MOTHER EARTH NEWS.