Несмотря на сложность устройства, народным умельцам удается сооружать газогенератор своими руками, создавать модели с оптимальными параметрами для экономичного обогрева жилья. При необходимости можно легко освоить чертежи газогенераторов для самостоятельного изготовления и изучить конструктивные особенности агрегата.
Устройство
Основной корпус газогенератора (рис.1) представляет собой вертикальную металлическую колонну, имеющую цилиндрическую или прямоугольную форму. В нижней части, в районе топки, колонна сужается. В этой области генератора расположены патрубки забора наружного воздуха, ниже располагается зольное отделение, оборудованное лючком для удаления золы, либо специальным механизмом золоудаления. Также имеется лючок для осуществления розжига генератора.
Верхняя часть колонны оборудована крышкой, через которую осуществляется загрузка дров или деревянных отходов. Чуть ниже находится патрубок для отвода продукта пиролиза — горючего газа. Проходя через фильтр грубой очистки, где происходит осаждение крупных частиц сажи и дегтя, газ попадает в охладитель, который обычно выполняется в форме змеевика или радиатора.
Фильтр грубой очистки представляет собой стальную емкость, имеющую овальное сечение (показано на рисунке). Внутри емкость оборудована специальными перегородками для более надежного улавливания крупных частиц сажи. Содержащийся в газе водяной пар конденсируется, образовавшаяся при этом влага скапливается на дне фильтра. После охлаждения в радиаторе, газ поступает в фильтр тонкой очистки, где осуществляется отделение мелких механических примесей.
После тонкой очистки установлено устройство для подготовки топливной смеси и ее подачи в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. На этом этапе происходит дозированное смешивание газа с атмосферным воздухом.
На этапе розжига и выхода генератора на рабочий режим, желательно использовать принудительную подачу воздуха. После запуска двигателя внутреннего сгорания, дутье следует отключить, так как разрежение в цилиндрах двигателя обеспечит необходимое движение воздуха.
Принцип работы
Для того, чтобы понять, как правильно использовать генератор в домашних условиях, стоит разобраться в основах его работы. Это позволит понять, стоят ли затраты на материалы вложенных средств, и как быстро они окупятся. К тому же у газогенератора есть и своя сфера применения.
Сам по себе, данное устройство представляет собой комплекс узлов и агрегатов, которые обеспечивают выработку газа из твердого топлива. Полученный материал и используется в работе двигателя внутреннего сгорания. Но есть нюанс: конструкция генераторов может отличаться друг от друга – все зависит от вида твердого топлива.
Одним из самых распространенных, и , пожалуй, доступных видов топлива, являются дрова. Когда древесина сжигается в герметичном пространстве, то в процессе производятся такие горючие газы, как угарный газ, водород, метан и другие непредельные углероды. В составе этой смеси дополнительно еще присутствуют балластные газы – кислород, водяные пары, двуокись углерода и азот. Но эффективность газогенератора зависит не просто от выработки такой горючей смеси. Она должна стать пригодной для эксплуатации в конкретных целях. Поэтому весь процесс проходит обязательные этапы:
- Газификация. Тут твердое топливо должно полностью перегореть и перейти в стадию тления. Этот процесс происходит при небольшом количестве кислорода – 30-35%.
- Первый и второй этап очищения. Все летучие вещества, которые получились после тления, при помощи сухого вихревого фильтра-циклона, отделяются и подаются в отдельную камеру — скруббер. Тут уже задействуется вода, которая проводит еще одну очистку горючего потока.
- Охлаждение. В процессе горения и тления, все вещества приобретают достаточно высокую температуру – от 700 градусов и выше. Чтобы они понизили свои показатели, используется воздушный или водяной теплообменник. После этого, смеси предстоит пройти еще одну очистку.
- Отправка. После всех этапов, полученные готовые вещества могут быть закачены в бак-распределить при помощи компрессора, или сразу же поступают в двигатель внутреннего сгорания.
На самом деле, полный цикл достаточно сложный, поэтому и требует времени. Но основным узлом является сам газогенератор. В основном, он представляет собой колонну из металла цилиндрической или прямоугольной формы, с сужением на конце. Внутренняя конструкция имеет несколько воздушных патрубков, по которым закачивается кислород и выходит газ. В верхней части расположена крышка, через которую загружаются дрова.
Если сильно не вникать в основу химических процессов, то процесс выработки газа выглядит так: загрузили топливо – оно сгорело/стлело – получилась газовая смесь. Чтобы конечный продукт обладал необходимыми свойствами, внутри конструкции присутствует много узлов, которые и проводят очистку и охлаждение смеси. Если говорить о домашних газогенераторах, то тут можно использовать более простую конструкцию. Это выходит и проще и дешевле.
Виды оборудования
По особенностям устройства различают следующие виды газогенераторов:
- вертикальный газген – установка прямого процесса газификации. Конструкция предусматривает поступление воздуха снизу через колосник, отведение газа выполняется сверху. Влага, необходимая для обогащения газа, подводится специальным каналом, так как в вертикальных газогенераторах влага из топлива не попадает в зону горения. В газгенах прямого процесса газификации применяется небитумиозное топливо – антрацит, уголь полукокс;
- обратный – здесь газификация происходит в «перевернутом» порядке. Изделие собирается таким образом, чтобы попадающий внутрь воздух направлялся сразу же в среднюю часть корпуса, то есть туда, где инициируется горение. Образующиеся газообразные продукты выводятся ниже активной зоны, непосредственно в зольнике. Для таких агрегатов актуально смолистое топливо, в частности дрова и аналогичный уголь, отходы дереообработки;
- горизонтальный – газификация протекает в поперечном направлении. Воздух поступает с высокой скоростью, а отвод предусмотрен сбоку в нижней части корпуса. Напротив фурмы установлена газоотборная решетка.
Горизонтальные газгены способны легко адаптироваться к смене режимов работы, также среди достоинств агрегата отмечают то, что для пуска установки потребуется минимальный временной промежуток.
Способ №1
В классическом исполнении газогенератор производится из следующих элементов:
1. Корпуса.
Данная часть конструкции является основной газогенератора. Внутри, как правило, устанавливаются основные комплектующие котла.
Собрать корпус можно из стальных листов или уголков. Все, что требуется — предварительно разметить их по чертежам и шаблонам.
2. Бункера.
Эта емкость предназначена для содержания альтернативного топлива, а именно дров, паллет или древесного угля.
Сделать бункер можно из листового проката, после чего он фиксируется в кожухе устройства.
Для компактности место под бункер выделяется прямо в корпусе. Единственное требование — разграничение двух узлов с помощью плит из низкоуглеродистой стали.
3. Камеры сгорания.
Данный элемент конструкции располагается у днища бункера. Главная задача узла — создание высокой температуры, поэтому в качестве материала для изготовления нужно использовать жаропрочную сталь.
Крышка бункера должна герметизироваться во избежание попадания внутрь кислорода.
4. Горловинной части камеры сгорания.
Особый участок, где происходит крекинг смол.
Данная деталь камеры должна отделяться от основной части корпуса с помощью специальных прокладок из асбеста.
5. Коробки воздухораспределителя.
Деталь, которая находится вне основного корпуса. При этом штуцер воздухораспределителя должен врезаться с помощью обратного клапана.
Назначение узла — обеспечение нормального поступления кислорода внутрь камеры сгорания.
Одновременно с этим происходит удерживание горючих газов в ней (камере).
6. Фильтрующих элементов и патрубка.
Задача этих элементов — объединить горловину камеры, в которой сгорает топливо, с другой камерой, где сгорают олефины.
7. Колосниковой решетки.
Изделия, которое будет выполнять функцию отделения дверей, лучков и углей в камере для сгорания.
К слову, дверца способствуют обеспечению нормального доступа внутрь корпуса.
После приготовления всех элементов производится сама сборка газогенерирующей установки.
Ниже представлена общая компоновка устройства на примере газогенератора УралЗИС — 352.
Последовательность действий заключается в следующем:
- подготовьте все узлы, упомянутые выше;
- собирайте корпус;
- монтируйте в основном корпусе бункер, обустроенный камерой сгорания. Одновременно с этим газогенератор нужно дополнить поддувалом и колосниками;
- объединяйте горловинную часть камеры, где сгорает топливо с камерой горения олефинов (делается это с помощью патрубка). Для большей надежности в патрубок должна быть выведена система охлаждения (ее монтаж производится вне основного корпуса);
- сверху корпуса монтируйте коробку распределителя воздуха. Одновременно подготовьте ввод олефинов внутрь камеры (для этого используйте обратный клапан);
- устанавливайте дверцу (вход в бункер) на надежные петли, а также делайте специальные люки в камеры сгорания;
- готовую конструкцию дополняйте дымоходом и воздушным компрессором.
На завершающем этапе к корпусу котла стоит прикрепить водную «рубашку» со смонтированным на ней штуцером выпуска и подачи воздуха.
Именно в этой «рубашке» будет осуществляться циркуляция теплоносителя.
Размещение рубашки можно осуществлять в двух местах. Это может быть камера сгорания олефинов или сам корпус с двойными стенками.
Схема работы газогенератора.
Образец газогенератора на базе автомобиля ВАЗ.
Технология изготовление самодельного газогенератора
Самостоятельно сделать газогенерирующую установку можно несколькими способами. Выбор здесь зависит от наличия материалов и дальнейшего использования получаемого газа.
Вариант #1: Агрегат из двухсотлитровых бочек
Для бочкового самодельного газогенератора потребуется пара емкостей в 200 л. Одну из них вставляют в другую на две трети. Образовавшееся внизу пространство будет использоваться в качестве камеры сгорания, а верхняя часть идеально подойдет под бункер для дров или пеллет.
Сбоку на уровне секции пиролиза вваривается труба сечением в 50 мм для нагнетания воздуха, а ближе к крышке – газоотводящий патрубок. В дне внутренней бочки вырезается отверстие для поступления топлива в камеру сгорания, а к днищу внешней приделывается дверца поддувала.
Остается только сделать фильтры очистки газовой смеси перед передачей ее в водогрейный котел. Для этого понадобятся использованные огнетушители или отрезки трубы аналогичного размера.
Сверху их наглухо закрывают, а снизу приваривают конусную насадку, на конце которой имеется штуцер для удаления золы. Затем сбоку врезается патрубок для подачи газовой смеси на очистку, а в крышку – отвод для уже прошедшего очистку газа.
Далее чтобы охладить горючий газ, делается радиатор охлаждения из нескольких труб диаметром в 10 см, которые меж собой соединяются небольшими патрубками. Для окончательного его очищения создается еще один фильтр с керамзитом, небольшими шайбами из металла или опилками внутри. Применять последний материал разрешается только при условии, что поступающий газ уже охладился, иначе дело может дойти до пожара.
Вариант #2: Автомобильная модель для ДВС
Для машины или мотоцикла самодельный газогенератор делается по аналогичной схеме. Только здесь придется уменьшить размеры установки до минимума. Возить с собой тяжелый агрегат накладно, да и выглядит это не очень эстетично.
Чтобы облегчить себе работу, для автомобильной версии генератора лучше всего взять баллоны для бытового газа. Главное перед сваркой – удалить из них даже намек на пропан, иначе может произойти небольшой взрыв. Для этого необходимо открутить баллонный клапан и заполнить емкость под завязку водой.
Изначально автомобильный газогенератор производит слишком горячие газы. Их в обязательном порядке необходимо охлаждать. Иначе при контакте с раскаленными частями двигателя они могут самопроизвольно воспламениться. Плюс, разогретое газообразное горючее имеет малую плотность, из-за чего его поджечь в цилиндрах будет попросту проблематично.
Газогенератор самодельного исполнения для автомобиля можно смонтировать в багажнике либо на прицепе. Второй способ предпочтительней благодаря:
- простоте ремонта;
- возможности оставить газогенерирующий агрегат в гараже;
- наличию свободного места в багажнике;
- опции использования установки для иных нужд помимо подачи топлива в ДВС.
При этом не стоит опасаться дорожных ухабов. При подпрыгивании на кочках твердое топливо в камере сгорания будет встряхиваться, что только поспособствуют его лучшему перемешиванию и горению.
Преимущества и недостатки
Наряду с такими достоинствами газогенераторов, как независимость и продуктивность, отмечают ряд других, не менее значимых, преимуществ газогенерирующих установок:
- автономность – газовый генератор на твердом топливе спасает положение в тех случаях, когда отсутствует линия электроснабжения, затруднен подвоз газа в баллонах, нет возможности прокладки магистрального газопровода. Полученный горючий газ применяется для обеспечения работы электростанций и насосных установок, направляется на бытовые нужды, отопление жилых зданий, промышленных объектов;
- высокий уровень производительности – КПД газогенераторных установок на твердом топливе составляет 80-95%. К примеру, КПД обычных ТТ котлов не превышает отметку 60%;
- высокое октановое число – показатель варьируется в пределах значений 110-140;
- регулируемость процесса горения – в зависимости от модели устройства газификации одной закладки дров хватит для эффективной работы установки в течение 8-12 часов. В газгенах на дровах с верхним типом горения этот параметр варьируется до 25 часов. В случае с агрегатом газификации на угольном топливе одной закладки достаточно для обеспечения бесперебойной работы до 5-8 дней;
- возможность автоматизации работы установки – автоматизированный газогенератор способен работать без участия человека, процесс можно контролировать удаленно;
- экологичность – топливо сгорает полностью, коэффициент выброса вредных веществ в воздух определяется в минимальных значениях;
- высокий уровень безопасности прибора – это обеспечивается работой автоматики, также безопасность устройства обуславливается качеством материалов;
- несложность обслуживания и ухода – отсутствует необходимость в частых закладках топлива, чистка зольника и газохода проводится реже из-за особенностей работы генератора газа;
- нетребовательность к качеству топливных ресурсов – в зависимости от модели допускается использование дров 50% влажности, отдельные модели газгенов способны работать на свежесрубленной древесине. В агрегат можно загрузить дрова длиной 1 м и больше.
Помимо использования различных видов древесины и отходов деревообработки, в генераторах газа допускается утилизация пластмассы, резиновых изделий и других полимеров.
Недостатки генераторов газификации:
- дороговизна – цены на газген почти в 2 раза превышают стоимость твердотопливных механизмов;
- энергозависимость – не все модели газовых генераторов работают автономно. Так, для подсоса воздуха требуется установка электрического вентилятора;
- требовательность к рабочему процессу – при продолжительном использовании устройства на мощности ниже 50% работа сопровождается эффектом нестабильного горения, одним из последствий которого может стать накапливание в дымоходе дегтевого осадка.
Кроме этого, если температура обратки в системе опускается ниже отметки 60°C, в газоходе выпадает конденсат.
Способ №3
Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.
Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:
В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;
в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;
Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.
Очередной образец.
Процесс изготовления
Как сделать газогенератор своими руками? Ниже описывается один из возможных вариантов. Берем газовый баллон на 40 литров и вырезаем круг в верхней его части, как показано на фото 1.
В этом резервуаре будет располагаться зона загрузки и топка.
Метровый кусок трубы наружным диаметром около 50 мм будет служить для подачи воздуха (фото 2).
Дно и крышку корпуса можно изготовить из листовой стали толщиной 5 мм. Для фильтров грубой и тонкой очистки подойдут корпуса от огнетушителей. Колосниковая решетка может быть сварена из арматуры (фото 3).
Лучше конечно подыскать для колосниковой решетки чугунные прутья или найти готовое изделие подходящих размеров.
Для изготовления запора для крышки генераторной колонки подойдет старая автомобильная рессора (фото 4). При повышении давления внутри генератора такой запор сработает, как клапан в кастрюле – скороварке.
Основой крепления деталей крышки может послужить кусок прямоугольной трубы (фото 5)
Соединение основных деталей корпуса осуществляется электросваркой, при монтаже деталей крышки используется болтовое соединение.
Таким образом, практически все детали, необходимые для того, чтобы сделать газогенератор своими руками, можно найти в металлоломе.
Итоги
Выше приведены лишь несколько способов изготовления газогенератора своими руками. Но все они позволяют получить по-настоящему надежное и эффективное устройство, обеспечивающее следующими преимуществами:
- — более низкими затратами топлива (КПД котла — от 90%);
- — продолжительным процессом горения. Для дров он составляет около 20 часов, а для древесного угля — около 7-8 суток. Возможностью применения любого топлива, будь это древесина, солома или жмых.
- В ряде случаев в топку можно класть целые поленья (при соответствующих размерах бака);
- — надежностью и простотой эксплуатации. Чистка поддувала или дымохода если и должна производиться, то редко.
Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите «ОТПРАВИТЬ». Спасибо.
Советы мастеров
Тому, кто решил изготовить газогенератор на дровах своими руками, полезно прислушаться к советам специалистов и тех домашних мастеров, кто уже прошел этот путь. Остановимся на некоторых моментах, которые следует учесть при изготовлении газового генератора.
Выбор материала, из которого решено изготовить газовый генератор, должен быть продуманным. Элементы топочной камеры лучше всего изготовить из низкоуглеродистой стали. Это обусловлено жесткими температурными условиями работы этой части конструкции вкупе с воздействием выделяющегося конденсата.
Верхняя крышка генераторной колонки кроме запорного устройства должна быть укомплектована уплотнителем, обеспечивающим герметичность. Уплотнитель можно изготовить из асбестовой полосы или использовать шнур из того же материала. Выполнение этого условия воспрепятствует неконтролируемому проникновению воздуха внутрь генератора и утечке пиролизного газа.
Очень удобно для изготовления корпуса генератора использовать пустой газовый баллон. Следует соблюдать осторожность при резке и сварке баллона, так как даже незначительное количество оставшегося газа может воспламениться. Во избежание этого, многие рекомендуют при выполнении работ, заполнить пустой баллон водой.
Еще один совет касается необходимости установки обратного клапана, чтобы избежать выхода газа.
Колосники камеры сгорания должны быть изготовлены из чугуна. Поскольку эта часть конструкции нуждается в постоянной очистке, лучше сделать ее выдвижной.
Для подачи воздуха можно предусмотреть вентилятор.
Конструкция загрузочного люка должна быть такой, чтобы в случае переизбытка топлива и газа было удобно выбросить часть балласта.
Что касается выбора конструкции, лучше найти схему промышленного или реально изготовленного действующего изделия. Так как, не имея чертеж газогенератора на дровах, своими руками сделать его будет очень трудно.
Относительно применения газогенератора на дровах, многие мастера, испытавшие эти устройства в работе, подчеркивают, что использование их на автомобильном транспорте сегодня вряд ли может иметь перспективы. В этом качестве они чересчур громоздки и неэффективны. Гораздо более интересным является использование таких генераторов для питания стационарных двигателей внутреннего сгорания электрических генераторных агрегатов. В этом варианте можно получить источник дешевой электрической энергии, вырабатываемой из древесных отходов.
В заключение хочется добавить, что сама по себе идея получения газообразного топлива из древесины не нова. Еще в годы Великой Отечественной войны, в условиях дефицита жидкого углеводородного топлива, дровян
