Auto-construction Rocket Stove... projets et expériences

[Hypocauste]

Bonjour.

Les températures relevées par des constructeurs américains sont de l'ordre de 1200...1500°F soit 650...800°C.
Et ce à l'endroit ou la température est maximale soit en haut du "heat riser".
A 760°C, le métal est rouge cerise.
A+

[DeltaX]

même en étant très conservateur (650°/800°) , le sommet de la chambre de combustion du Rocket est déjà solidement établit dans la zone de post-combustion qui débute à 640°. Une partie des gazes s'enflamme, pas le totalité.
Maintenant, essayez donc d'isoler l'extrémité de le chambre de combustion, vous aurez une température de plus de 1000° avec une combustion complète de tous les gazes.
Le "heat riser" est la focale de la chambre de combustion. C'est là que tout se passe. Le traiter comme un échangeur de chaleur est une erreur conceptuelle magistrale, qui interdit à la chambre de développer toute sa puissance.
En ce qui concerne la dynamique des fluides, il se passe quelque chose de fascisant lors de la collision/inversion verticale qui prend place à cet endroit : la stratification horizontale des températures s'inverse brutalement . Dans la chambre tubulaire, la T° la plus élevée se trouve au centre et la plus basse à la périphérie. Normal direz vous, c'est une loi de la thermodynamique; Exact.
Maintenant, observez attentivement la photo du lien que nous fournit jeangab62 : la température la plus élevée se trouve maintenant à la périphérie, sous la forme d'un anneau très clair!
A cet endroit précis, le système passe brutalement d'un état à un autre. C'est le cœur du Rocket stove. C'est là qu'il faut isoler en redescendant de 10/15 cm sur les côtés.
Sauf maquette, évitez quand même de prendre un fut en tôle comme "heat riser". Déjà sans isolation, ça craint.
@Strawbole : isolant pas cher: Perlite, vermiculite (laine de roche sur maquette) Plus cher: nappe isolante réfractaire, briques réfractaires isolantes (1300/1400°). Intérieur durable: brique réfractaires.
F.

[schnaps23]

ouaou deltax t'es impressionnant j'ai pas tout compris dans le détail...

l'intérieur de mon rocket que j'appelle cœur de chauffe est entièrement en brique réfractaire isolante drilok de tellus mais il est carré et pas rond... penses tu qu'il serait plus efficace rond ? apparemment oui mais j'ai vu des températures déjà très élevées sur un cœur carré. un plaque de fonte épaisse rougir et fléchir sous la chaleur... si on veut réellement obtenir la température max on risque d'être confronté à un problème, trouver des matériaux ultra résistants et donc ultra cher... je pense qu'il y a des compromis à faire.

au dessus je vais poser une dalle de ciment réfractaire haut de gamme et autour simplement de l'argile crue... là je pense que ça va être un point faible non ? je pense qu'une partie de l'argile va cuire...

[jeangab62]

si on veut réellement obtenir la température max on risque d'être confronté à un problème, trouver des matériaux ultra résistants et donc ultra cher... je pense qu'il y a des compromis à faire.

je pense aussi comme cela, le rs répond avant tout au principe du kiss.
s'aventurer dans des matériaux hors de prix risque de faire perdre l'avantage premier du rs, son faible coût, et accessoirement, sa facilité de construction (s'orienter dans ce cas plutôt vers un pdm classique).
je pense que le principal n'est pas d'atteindre des températures extrêmes, températures qui nécessiteront l'emploi de matériaux cher à l'achat, mais d'obtenir avant tout, un bon rendement, ce qui peut se faire à plus basse température (> 600/650°, < 900/1000°), et à cette température, des matériaux simples et accessibles résistent assez bien (adobe, btc, etc).

[DeltaX]

@schnaps23 le rayonnements internes d'une chambre carré sont plus dispersés que ceux d'une chambre circulaire, où ils convergent tous vers le centre rincipe de la concentration de toute l'énergie en un point. A volume équivalent, l'énergie (pour une même charge de bois) sera identique. C'est sa répartition spatiale qui sera différente : la stratification horizontale des températures sera un peu plus élevée dans une chambre cylindrique que dans un carré. Autrement dit le centre de la chambre sera à une T° un peu plus élevée.
Mais une chambre carrée fonctionne également très bien.
Dans ta configuration ( classique), tu va faire travailler le haut, le "heat riser" en échangeur de chaleur", avec de l'argile dessus ( qui risque en effet de sérieusement se fissurer). Ta dalle en ciment réfractaire sera sollicitée raisonnablement en T°. Tu va la fabriquer toi même j'espère?
Dans la configuration du heat riser isolé, ( concentration de l'énergie), la T° va passer la barre des 1000°C, et la dalle réfractaire sérieusement sollicitée. A des températures pareilles en continu, les métaux standards ne tiennent pas, on est dans le domaine des céramiques (briques,etc) et de bétons réfractaires. Et même là, il faut savoir que se sont des consommables : on doit pouvoir les changer facilement et à un coût raisonnable.
Encore une remarque: la zone sollicitée est très réduite , ont peut sans doutes protéger la dalle réfractaire avec des consommables facilement remplacés.
Briques réfractaires isolantes: elles sont donc légères...
F.

[schnaps23]

+1 jeangab62.

oui deltax je vais la faire ou la faire faire par un ami (là dessus j'ai pas trop confiance en moi) mais je ne sais pas encore avec quel ciment réfractaire.

se pose un autre problème pour moi, le réglage... l'écart entre le haut de la chambre et la plaque réfractaire. je sais pas trop comment le calculer.

concernant la btc crue que j'ai posé autour (il me reste plus que la plaque) je ferai des feux très courts au départ en augmentant progressivement (pas de post combustion au départ) et j'observerai.

je poste 5 photos le pdm (son implantation et la dernière couche de terre crue) l'accumulateur au second étage, le conduit en terre cuite avec des tuyaux de terre cuite (qu'on voit sur certains toits) que j'emboite à l'envers isolés avec laine de roche quand je veux pas perdre la chaleur. Il manque la première chambre au premier étage où je vais enduire les tuyaux de terre cuite avec argile-sable sur 1.5m de haut.

[schnaps23]

oups j'ai fais une erreur, voilà le haut du pdm... et voilà donc où je bloque un peu. (beaucoup)

[soit]

se pose un autre problème pour moi, le réglage... l'écart entre le haut de la chambre et la plaque réfractaire. je sais pas trop comment le calculer.

...pour apporter mon petit grain de sel! bien que je n'ai aucune competences particulieres...
plus l'ecart est grand, plus la chaleur sera repartie sur toute la surface de la plaque refractaire. un ecart minimal de l'ordre de 2 inches soit 5,12 cm concentre la chaleur au centre de la plaque donc n'a d'utilite que si on veut y cuire qcq chose ce qui ne semble pas etre votre cas!

[Insa]

Pour le réglage de la hauteur, celle-ci peut se faire sur différents paramètres. Le premier a mon sens est la section de la cheminée au niveau intérieur de la cheminée en brique. Mais quel que soit le calcul, la section de passage des fumées augmentera invariablement, a moins d'avoir une dalle supérieure de type pyramidale concave, bonjour pour la fabriquer précisément.

Pour ma part, je tente l'innovation :
Je considère simplement la cheminée comme complètement fermée sur le dessus pas une dalle posée directement sur la cheminée de briques réfractaires. J'enlève ensuite deux briques opposées sur le premier niveau, et deux autres briques également opposées sur le second niveau.

utilisant des réfractaires de 22*11*6, pour une section de cheminée de 22, j'aurai un passage d'ouverture composé de 4 orifices de 22cm*6cm=132cm² soit de 528cm³ pour une section de cheminée de 440cm².

Pour intervenir sur les propos de DeltaX,dans la conception du "rocket de masse" les briques réfractaires seront chauffées des deux faces, c'est a dire a l'intérieur de la cheminée par la combustion, et a l'extérieur par les fumées chaudes. Cela me parait etre un bon compromis pour conserver une température la plus élevée possible dans la chambre de combustion. L'utilisation de matériaux réellement isolants pourrait compliquer la fabrication et l'entretien du rocket.

Quant à la notion de consommable, elle n'intervient pas a mon sens dans la conception d'un poêle de masse . J'imagine difficilement une ouverture fréquente de celui-ci pour y remplacer une brique abimée.

[schnaps23]

merci pour cet info soit

mon foyer fait 19 de large et 24 de haut avant le coude, ensuite la cheminée (chambre post combustion) fait 19 sur 19 et 90 de haut.

je pensais un peu comme toi soit, mettre 6 cm mais c'est un peu comme au loto ! je pense que cette hauteur est capitale...

[schnaps23]

Si je suis ton raisonnement insa sur le calcul je serai plus proche des 5cms... affaire à suivre

[Insa]

Dans la configuration du heat riser isolé, ( concentration de l'énergie), la T° va passer la barre des 1000°C, et la dalle réfractaire sérieusement sollicitée. A des températures pareilles en continu, les métaux standards ne tiennent pas, on est dans le domaine des céramiques (briques,etc) et de bétons réfractaires.
F.

Dans le rocket avec baril, la chambre est isolée et comme on a pu le constater sur les photos, le métal est rouge mais résiste au temps selon les réalisations actuelles.

Je ne doute cependant pas de l'intérêt d'isoler la chambre, mais a nouveau, un poêle sera alors composé d'un générateur de fumées chaudes dont il faudra extraire les calories sur des parcours sinueux. il faut revoir la concept meme du système de chauffage.


Dispose-tu de sources pour les températures annoncées?

Selon toi, quelle influence la hauteur du conduit a t'elle sur la combustion ou les températures?

[schnaps23]

moi aussi j'ai une question concernant la dalle réfractaire du dessus.
Quel béton ou ciment réfractaire me conseilleriez vous pour faire cette dalle qui est soumise à rude épreuve ?
haute température et grande variation de température !

pour la hauteur je pense que je ferai plusieurs essais avant de la fixer définitivement.

en tous cas merci à tous pour toutes ces infos !

[strawbale]

…

@Strawbole : isolant pas cher: Perlite, vermiculite (laine de roche sur maquette) Plus cher: nappe isolante réfractaire, briques réfractaires isolantes (1300/1400°). Intérieur durable: brique réfractaires.
F.

J'ai lu sur des tests avec vermiculite pour le premier 30 cm (en bas du heat-riser coté montant), tout en briques refractaires; ça marche (et augmente la temperature), mais après plusiers flambées les plaques de vermiculite se bougent et ça fissutent quand même - donc peut être mieux utiliser des briques réfractaires isolants avec les mêmes caractéristiques que les autres briques réfractaires (dilatation, % Al2O3, etc) en utilisant la même colle partout?? ou un nappe isolante réfractaire cilindrique dans un heat-riser carré (ce que est plus facil à maçonner toi-même)?

[DeltaX]

oui strawble, il y a de sérieux pb de dilatation... Se sont les plaques qui ont fissurées ou les joints entre elles?
Dans la réalisation ( ou l'achat) de réfractaire isolant, j'aurai une préférence pour la perlite qui a un meilleur coef. d'isolation que la vermiculite, et aussi je crois un coef. de dilatation plus faible (a vérifier).
Les briques réfractaires isolantes que tu cite sont un excellent choix. Perso. j'aurai tendance à doubler ces briques par une ceinture complémentaire à base de perlite ou vermiculite en vrac ou stabilisée par un ciment refractaire faiblement dosé ( l'intérêt du ciment, s'il existe , est juste d'éviter que l'isolant s'écoule si l'on doit changer un jour une brique réfractaire; Mais du point de vue isolation, cela n'apporte rien. C'est même un léger moins...). On peut aussi doser normalement le ciment réfractaire, si cette ceinture constitue le revêtement externe de la chambre de combustion.
La paroi externe peut naturellement être carrée, avec une paroi interne circulaire , c'est peut être même un plus : épaisseur d'isolation plus élevée sur le 4 angles.
Il y a un point où j'aimerai bien qu'on éclaire ma lanterne : sur le fil du PDM il y avait un type très "pointu" sur les briques réfractaires, et il me semble me souvenir qu'il évoquait la caractéristique de rayonnement d'une brique. Ça aide à faire monter la t° dans la chambre; Mais il semble que les briques isolante, sont assez faibles en matière de rayonnement. Ce qui parait logique: elles sont nettement moins dense!
On ne peut pas tout avoir...
F.