<html xmlns:v="urn:schemas-microsoft-com:vml" xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word" xmlns:m="http://schemas.microsoft.com/office/2004/12/omml" xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40"><head><meta http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=us-ascii"><meta name=Generator content="Microsoft Word 15 (filtered medium)"><style><!--
/* Font Definitions */
@font-face
        {font-family:"Cambria Math";
        panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4;}
@font-face
        {font-family:Calibri;
        panose-1:2 15 5 2 2 2 4 3 2 4;}
/* Style Definitions */
p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {margin:0mm;
        margin-bottom:.0001pt;
        font-size:12.0pt;
        font-family:"Times New Roman","serif";}
a:link, span.MsoHyperlink
        {mso-style-priority:99;
        color:blue;
        text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
        {mso-style-priority:99;
        color:purple;
        text-decoration:underline;}
span.EmailStyle17
        {mso-style-type:personal-reply;
        font-family:"Calibri","sans-serif";
        color:#1F497D;}
.MsoChpDefault
        {mso-style-type:export-only;
        font-size:10.0pt;}
@page WordSection1
        {size:612.0pt 792.0pt;
        margin:72.0pt 72.0pt 72.0pt 72.0pt;}
div.WordSection1
        {page:WordSection1;}
--></style><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapedefaults v:ext="edit" spidmax="1026" />
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapelayout v:ext="edit">
<o:idmap v:ext="edit" data="1" />
</o:shapelayout></xml><![endif]--></head><body lang=EN-CA link=blue vlink=purple><div class=WordSection1><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>Dear Jock</span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>I went out and got a can to use around the reactor and draft cans to create a down draft system for the primary and secondary air.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Looking at the down draft name, it is actually the right term. It is not downdraft combustion, but it is definitely a downdrafting preheater.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>On the left, you see the reactor can and draft can sitting on the corner brackets allowing primary air into the bottom of the can.  Note that the 1/4 inch secondary air gap is not too far below the top of the can on the right.  Note that the right hand can has NO apertures for air around its bottom.  All air entering the system must be down drafted from the top.<span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Yes. It was not exactly what I had in mind but your experiment was interesting nonetheless. Let’s look at it first then I will return to the secondary air preheating concept.<o:p></o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><o:p> </o:p></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>This shows the center ring and the corner brackets after the first run in down draft mode.<span style='color:#1F497D'> </span>The run was so hot it burned them just about clean.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>That is due to the great reduction in the supply of secondary air – probably to the right level as you did not report black smoke from a lack of air sufficient to burn the generated gases.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>>…</span>Clearly, the hottest gasses flow under them towards the center, which is so hot it is essentially soot free.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>It is not so much that it is hot (which it is) but that the combustion conditions are correct and the carbon is burned out. Good combustion conditions result in a clean burn. <o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>This would appear to keep the highest temperatures away from the sides of the reactor can.<o:p></o:p></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>You have achieved this using the reflectors which happen to have more space in the centre so the combustion is drawn there. The same thing can be achieved without metal – just air entry, but the air supply has to be done carefully.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>The first 12 or so minutes were dominated by blue flames with very little yellow developing.<o:p></o:p></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Which means few particles.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>In the body of the run, there was clearly much too much primary air as the pyrolysis was releasing so much gas so rapidly it was overwhelming the secondary air.  Result:  soot carried out of the system by out of control flames.<o:p></o:p></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Aha – you did mention there wasn’t enough secondary air. Good. That is caused by excessive production of gases, and in the case you built, it was because you created a self-heating retort. The preheating of the primary air was so great that rather than having a primary-air-fed fire dominating the production of gas, you had a heated retort with thermal runaway. This is good because it is ‘the other side’ of where you want to be. Before, you were ‘on this side’ of where you should be.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>Fire self extinguished abruptly about minute 47 with no smoke!  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Because it had self-roasted everything out of the fuel.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>There was simply nothing left in the charcoal to give off smoke.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Yup.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>Of course the yield of charcoal was reduced by this exuberant heat.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Let’s not be too hasty. The resulting loss of char may have been because of having too much secondary air available part of the time, or the secondary air may have reacted with the char on top and started the gas combustion. The char produced may have a much higher carbon content than before which also means a lower total mass because it is more ‘dried out’.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>This run time was a good 15 minutes or so faster than runs in the outer can with the air supply holes in the bottom.  The longer run times, over 60 minutes, with the exact same reactor, self extinguish but give off a light gray smoke when they do.<span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>So this shows that the charring temperature was higher with the preheating of primary air. That can’t be too surprising.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>Net net, the down draft approach to primary and secondary air creates a VERY different experience.  <span style='color:#1F497D'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Yes.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Now I return to an alternative construction.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Leave the primary air as it was with air entering from the cold outdoors. Elevate the secondary air preheater and close the gap between it and the combustion chamber. Air can enter the upper opening but not enter the bottom, and the bottom is above the primary air entrance holes.  No hot air can get through the preheater to the primary air holes, OK?<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>This will give you a demonstration of the combination of cold primary air and preheated secondary air, with an element of secondary air preheating and self-balancing (which will show up as useful when you control the primary air supply to vary the burn rate).<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'>></span>Comments?  Suggestions?  Are you happy now ;-)<o:p></o:p></p></div><div><p class=MsoNormal><span style='color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>I am very happy because you are experimenting with two new design attributes. <o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Further trials: the primary air can be preheated a bit, but not a lot, and you can avoid creating a self-heating retort with thermal runaway. How much depends on a lot of things but the heat is near the top and the primary air holes are near the bottom and if you over-heat the air, it will oppose the upward flow inside the burner to the point little will go down. So…after creating the secondary air preheater with it sealed to the inner can just below the secondary air entrance, you can put yet another can around the entire system. This on should be larger than the pineapple can and will serve as a primary air preheater that is heated by the secondary air preheating can.  That will give you some preheating but not too much. In a Vesto, this entrance has a sliding controller, used to control the primary air supply.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>The balance you are creating is having sufficient secondary air, controlled partly by the height of the combustion chamber, the height of its preheater and the hole or gap sizes. The same applies to the primary air supply. If you overheat the fuel it will gas without having any air at all. That is too much. If you don’t have enough heat the char will smoke when the flame goes out.<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>It would not be good to assume that not having visible smoke at flame-out means there is no PM and CO being produced. Get the glowing char into a lidded clay pot the way they do in Cambodia whenever they adjust the fire or finish cooking. <o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Regards<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'>Crispin<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1F497D'><o:p> </o:p></span></p></div></div></body></html>