Газогенератор производит газ из угля, дров, остатков деревообработки и подобных материалов. Полученный горючий газ может быть использован вместо традиционного топлива — природного газа для обогрева зданий и бензина для автомобилей.
Применение подобного устройства направлено на снижение затрат на топливо. Увеличение цен на бензин, пропан и метан побуждает домашнего мастера искать другие варианты получения топлива.
Для самостоятельного изготовления газогенератора важно разобраться в его устройстве и функционировании.
В статье описано преобразование твердого топлива в горючий газ, рассказаны о конструктивных особенностях агрегата. Приведены примеры самостоятельной сборки простых приборов. Для лучшего понимания информация дополнена схемами, фотографиями и видео.
Газогенератор: устройство и принцип работы
Газогенератор — прибор, превращающий жидкое или твердое топливо в газ для последующего сжигания и получения тепла.
Варианты топлива для генерирующей установки
Агрегаты, работающие на мазуте или отработке, имеют более сложную конструкцию, чем модели, использующие уголь или дрова.
Из-за доступности и невысокой цены топлива преимущественно распространены твердотопливные генераторы газа.
В газовом генераторе применяют твердые виды топлива.
- древесный, бурый и каменный уголь;
- топливные пеллеты из древесных отходов;
- солому, опилки и дрова;
- торфяные брикеты, кокс;
- лузгу семечек.
Внимательные владельцы сами готовят брикеты из опилок.
Из всех перечисленных видов топлива можно получить газ. Выделение энергии зависит от… теплотворности разных типов топлива.
В газогенераторе выделяется больше тепла при сгорании сырья, чем при использовании твердого топлива в котлах. дровяного котлаПроцент использования энергии колеблется от 60 до 70%, а у газогенераторного комплекса составляет 95%.
Важно помнить о следующем: котел потребляет топливо для разогрева воды, в то время как газогенератор лишь вырабатывает его. Без источника тепла, например печи или двигателя внутреннего сгорания, пользы от самодельного газогенератора не будет.
Произведенный газ необходимо использовать непосредственно – накопление его в емкостях нецелесообразно с финансовой точки зрения. Это потребует установки вспомогательного оборудования, работающего от электроэнергии.
Что происходит внутри газогенератора
Работа генератора газа основана на пиролизе твердого топлива при высоких температурах и недостатке кислорода в камере сгорания. Внутри газогенератора происходят несколько химических реакций.
Процесс получения топливного газа состоит из трёх шагов, выполняемых поочерёдно.
- Термическое разложение топливаПроцесс развивается при недостатке кислорода, подаваемого в реактор лишь трети необходимого для обычного процесса горения.
- Очистка полученного газаВ сухом вихревом фильтре происходит очистка газового потока от мелкодисперсных частиц золы.
- ОхлаждениеОчищенная газовая смесь охлаждается и очищается от примесей.
В самом блоке генератора газа реализуется первый этап – пиролиз. Всё последующее предназначено для подготовки горючей смеси к горению.
Из газогенерирующей установки выходит топливный состав из угарного газа, водорода, метана и других углеводородов.
В зависимости от вида топлива, применяемого в процессе пиролиза, добавляются различные количества воды в виде пара, кислорода, углекислого газа и азота. пиролизные котлы отопления, демонстрирующие высокий КПД.
Особенности работы различных преобразователей
По конструкции и технологиям работы газогенераторы разделяются на:
- прямыми;
- обращенными;
- горизонтальными.
Различают по точкам подачи воздуха и выхода газа.
Прямой процессХодят процессы с подачей воздуха снизу и выходом топливной смеси сверху.
Обращенный вариантПредполагается доставка кислорода непосредственно в область окисления. В аппарате для производства газа это самая нагретая зона.
Впрыск самостоятельно осуществить сложнее, поэтому такой принцип применяют лишь на промышленных установках.
В горизонтальном газогенератореПатрубок для отвода газа находится непосредственно над колосником, где происходит взаимодействие процессов окисления и восстановления. Такая компоновка является самой простой для самостоятельного изготовления.
Достоинства и недостатки газовых генераторов
Заводской бытовой газовый генератор обойдется на 1,5–2 раза дороже стандартного котла на твёрдом топливе. Нужно ли вкладываться в это устройство?
К преимуществам газовых генераторов относятся:
- полное прогорание топливаЗагруженный в топку уголь с минимумом образуемой золы.
- сравнительно высокий КПД при совместной работе с ДВС либо газовым котлом;
- широкий выбор твердого топлива;
- простота эксплуатацииОтсутствие постоянной необходимости контролировать работу машины.
- временной интервал между перезагрузкамитопки — до суток на дровах и до недели на угле;
- возможность использования непросушенной древесиныВлажное сырьё используют лишь в определённых моделях газогенераторов.
- экологичность устройстваУ этого устройства отсутствует выхлопная труба; весь произведенный газ поступает непосредственно в камеру сгорания двигателя или котла.
При работе генератора на влажных дровах производство газа уменьшается на 20–25% из-за испарения влаги из дерева.
Охлаждение топкового пространства снижает скорость пиролиза. Прежде чем загружать дрова в камеру пиролиза, желательно их хорошо высушить. Промышленные установки оснащены автоматической системой подачи топлива шнеком из находящегося поблизости резервуара.
Газогенератор, изготовленный своими руками, может обеспечивать автономность, а также отличается простотой использования. Нужно лишь периодически пополнять его топливом.
Недостатков у газогенератора меньше, но они есть:
- Низкая способность контролировать количество производимого газа. При охлаждении очага сгорания пиролиз останавливается, а на выходе формируется смесь смол вместо горелого газа.
- громоздкость установкиДаже прибор собственного изготовления, способный генерировать энергию мощностью 10–15 кВт, требует значительного объема места.
- длительность растопкиЗапуск реактора займет от двадцати до тридцати минут.
После запуска генератор стабильно производит определенное количество газовой смеси, которое нужно сжигать или выпускать в атмосферу. Для изготовления такого агрегата своими руками понадобятся прочные газовые баллоны или толстая сталь, что обходится недешево. Вместе с тем все это оправдывается экономичностью генератора и низкой стоимостью исходного топлива.
Некоторые модели газогенераторов имеют вентилятор подачи воздуха, другие нет. Первый вариант увеличивает производительность, но требует подключения к электросети. Для небольших задач, например, при приготовлении пищи на природе, подойдут компактные генераторы без вентилятора.
Большинство самодельных установок для производства газа функционируют посредством естественной тяги.
Для обогрева частного дома понадобится устройство большей мощности и потребляющее больше электроэнергии. В таком случае важно позаботиться о резервном электрогенераторе, чтобы при отключении электричества не лишиться сразу и света, и тепла.
Рабочие узлы самодельного агрегата
Чтобы разобраться, как можно сделать твердотопливный газогенераторДля создания чего-либо своими руками нужно ясно понимать его устройство. У каждого компонента есть определённая функция, и отсутствие любого из них не допускается.
В конструкции самодельного газового генератора должны быть следующие элементы:
- Емкость для твердого топлива расположена наверху агрегата.
- Установка для пиролиза, в которой осуществляется процесс разложения под действием тепла.
- воздухораспределительное устройство с обратным клапаном;
- колосники с зольником;
- выводной патрубок для производимого газа;
- фильтры очистки.
Из-за высокой температуры, возникающей в самодельном генераторе на дровах, к его элементам предъявляются высокие требования прочности и жаростойкости. Корпус изготовлен из прочной листовой стали, а все внутренние детали – из максимально жаропрочных материалов.
Для герметичного закрытия люка загрузки топлива крышке нужен уплотнитель.
Асбест самый доступный вариант, но небезопасен для здоровья. В магазине можно найти жаропрочные прокладки из силиконов или силикатов.
Корпус может быть цилиндрическим или прямоугольным. В некоторых случаях используют пары баллонов с природным газом или железные бочки. Один из колосников внизу топки приваривают неподвижно, а второй монтируют подвижно. Это позволяет очищать его от шлака и золы.
Воздухораспределительный узел размещён вне корпуса и подаёт в топку нужное количество кислорода. Обратный клапан предотвращает выпуск горючих газов.
Технологии изготовления газогенератора
Можно изготовить газогенерирующие установки разными способами, исходя из имеющихся материалов и назначения получаемого газа.
Пример устройства прибора на угле.
Рассмотрим пример создания полезной поделки из стального ведра с крышкой. Сначала подготовим устройство, которое преобразует газ, получаемый из установки, в электричество.
По завершении подготовительных работ по обеспечению потребителя возможно приступить к изготовлению самого газогенератора.
К внешней из них крепят патрубок с помощью сварки.
Фильтр нужен на патрубке, выводящем газ из установки, потому что при сжигании угля образуется много мелких частиц пыли.
После завершения строительства газогенератора нужно проверить, работает ли он.
Вариант #2: Газогенератор из двухсотлитровых бочек
Самодельному газогенератору, работающему от бочки, понадобится две емкости объемом 200 литров каждая. Одна помещается вовнутрь другой наполовину.
Пространство под конструкцией служит камерой сгорания, а верхняя часть подходит для хранения топлива — дров или пеллет.
Рядом с сектором пиролиза вваривают трубу диаметром 50 мм для подачи воздуха, а у крышки – газоотводный патрубок. В дне внутренней бочки вырезают отверстие для топлива, поступающего в камеру сгорания, а к днищу внешней прикрепляют дверцу поддувала.
Необходимо установить фильтры очистки газовой смеси перед подачей её в водогрейный котел.
Закрывают сверху полностью, снизу приваривают коническую насадку с штуцером для удаления золы. Сбоку врезают патрубок для подачи газовой смеси на очистку, в крышку – отвод для уже отфильтрованного газа.
Для снижения температуры горючего газа устанавливают радиатор охлаждения из нескольких трубок диаметром десять сантиметров, соединенных между собой малыми патрубками.
Для завершения очистки газа используют дополнительный фильтр с керамзитом, металлическими шайбами или опилками. Последний материал можно применять лишь после охлаждения газа, чтобы избежать возгорания.
Из газового баллона можно изготовить буржуйку. Пошаговое руководство по созданию простой печи представлено в… этой статье.
Вариант #3: Самодельная модель для ДВС
Для автомобиля или мотоцикла ручной газогенератор изготавливают по такой же схеме. В этом случае нужно сократить габариты установки до минимума. Перевозить массивный аппарат неудобно, к тому же он не выглядит привлекательно.
Для генератора автомобильной версии удобнее всего использовать баллоны из-под бытового газа. Важно перед сваркой удостовериться, что в емкости нет следов пропана, иначе возможен небольшой взрыв. Для этого нужно открутить клапан баллона и заполнить его водой до краев.
Автомобильный газогенератор изначально производит слишком горячие газы, которые необходимо охлаждать. В противном случае при контакте с раскаленными частями двигателя они могут самопроизвольно воспламениться. Кроме того, разогретое горючее имеет малую плотность и его поджечь в цилиндрах будет проблематично.
Газогенератор собственного изготовления можно установить в багажник или на прицеп к автомобилю.
Второй способ предпочтительней благодаря:
- простоте ремонта;
- Возможна установка газогенерирующего агрегата в гараже.
- наличию свободного места в багажнике;
- Другие применения установки, кроме подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.
Не бойся выбоин на дороге. Подпрыгивая на кочках, твердое топливо в камере сгорания будет смешиваться и гореть эффективнее.
Нюансы работы и эксплуатации газогенераторов
Газ, производимый установкой, бесцветен и токсичен. Ошибки при изготовлении газогенератора могут привести к печальным последствиям.
Для естественной подачи воздуха в камеру сгорания вдоль корпуса можно сделать отверстия диаметром 5 мм. Монтажные работы и проверку работоспособности лучше проводить в мастерской с хорошей вентиляцией или на открытом воздухе.
После вспышки закрывают заслонку, ограничивая доступ кислорода в камеру сгорания. Для бесперебойной работы самодельного устройства необходимо правильно настроить выход газовой смеси и подачу кислорода.
Перед изготовлением газогенератора необходимо выполнить инженерные расчеты, учитывая площадь сгорания и тип используемого топлива, желаемую выходную мощность и предполагаемый режим функционирования.
Выводы и полезное видео по теме
Применение газогенератора, работающего на древесном угле, для снабжения топливом легкового автомобиля.
Простой газогенератор из пропановых баллонов:
Устройство дровяного генератора газа:
Представленные методы подходят для самостоятельного создания действенного газогенератора. Однако существует множество других его модификаций. Некоторые модели проще в изготовлении, а другие – сложнее.
При сборке агрегата важнее всего тщательно выполнить сварные швы, чтобы избежать утечки газа и взрыва. При правильной сборке газогенератор будет исправно работать 10–15 лет. Потом корпус начнет разрушаться, и потребуется собрать новый агрегат.
Расскажите о своих навыках сборки или опыте работы с самодельным газогенератором. Задавайте вопросы по статье в комментариях.