Газовый генератор своими руками

Делаем газогенератор своими руками

Ни для кого не секрет, что с каждым годом тарифы на ЖКХ возрастают. Особенно это касается электричества. Помимо этого не каждый человек может похвастаться отсутствием отключения электричества, от питания которого зависят абсолютно все домашние приборы. Все это наталкивает на мысль о создании альтернативного индивидуального электроснабжения, которое бы могло восполнить дефицит электричества при отключении сети. Одним из таких вариантов является газовый генератор. Его преимущества, виды, конструктивные особенности и возможность собственноручного создания, рассмотрим далее.

Немного о газогенераторе

Газогенератор представляет собой специальную установку, цель которой преобразовывать газ в электричество, путем его сгорания в камерах под высоким давлением. Почему именно газ? Тут все просто. На самом деле его теплоемкость несколько выше, нежели у бензина и дизельного топлива, а цена намного меньше стоимости последних. Газовый генератор крайне удобен для дома, поскольку не выделяет токсических веществ. Даже самый маломощный агрегат способен обеспечить все потребности в электричестве, встречающиеся в быту, расход топлива при этом минимален.

Пользователи газогенераторов подчеркивают, что его необходимость в тех местах, где есть перебои с электричеством, катастрофическая. Однако, наиболее доступные и дешевые модели имеют заоблачную для многих стоимость – от 35 000 рублей. Естественно, окупаемость агрегата со временем наступает, но не у каждого есть такая сумма. Поэтому, те кто дружат со строительством и знакомы с принципами создания генераторов, могут сделать газген своими руками.

Собрать газогенератор несложно только тогда, когда имеется общее представление и есть под рукой схема или чертежи. При его создании всегда имеются риски, что установка не сможет быть исправной и приносить ожидаемую пользу. Рентабельность саморучного создания агрегата напрямую зависит от навыков создателя, а также от качества комплектующих. Если есть хоть малейшая доля сомнения, от затеи лучше отказать, отдав предпочтение заводской установке с гарантией качества. Как говорится, и овцы целы, и волки сыты!

Возможно, покупка уже готового генератора убережет от пустой траты денег, а также оградит от негативных последствий, возникающих при работе.

Устройство и принцип работы

Газовый генератор имеет несложное конструктивное устройство. Принцип его работы основывается на сжигании газа и преобразовании выделенной тепловой энергии в переменный ток.

Конструкция агрегата представляет собой два элемента: корпус и бункер сжигания. Корпус обычно выполняется в форме цилиндра. При этом используется жаропрочная сталь высокой пробы. В нижнем отсеке корпуса располагается газовая камера, куда непосредственно поступает топливо. Она прикрепляется к днищу корпуса при помощи специальных болтов, удерживающих ее в неподвижном положении. Вверху корпус закрывается герметичной крышкой со специальным уплотнителем.

Сам бункер, в котором происходит непосредственно сжигание газа, имеет множество шланг и ответвлений, включая отсеки для отходов и фильтр, задерживающие тяжелые смолы и продукта распада топлива. Они также выполняются из высокопрочных материалов, способных выдерживать давление и высокую температуру.

Средняя часть агрегата имеет специальные отверстия, через которые подается кислород, участвующий в процессе горения газа и преобразования его в электричество. На выходе устанавливается специальный клапан, не позволяющий газу улетучиваться. Некоторые модели снабжены специальными датчиками давления и температуры, которые показывают процесс переработки газа в ток, а также предотвращают агрегат от поломок.

Виды газовых установок

Газогенераторы могут работать на различном топливе, включая уголь, кокс, древесину и опилки. В связи с эти выделяют три основных вида газовых установок:

1. Горизонтальный – кислород подается снизу, при этом агрегат отличается низким расходом топлива.
2. Вертикальный – забор газа производится в верхней части корпуса, а подача кислорода снизу. Установка идеальна для сжигания кокса и древесины, однако требует дополнительного увлажнения в процессе пиролиза.
3. Обратный – используется для сжигания опилок и прессованной древесины. Кислород подается исключительно в бункер горения, а газ под давлением опускается вниз корпуса.

Благодаря разному устройству, газогенераторы нашли себя не только в быту для копчения мяса, сала и колбас, сварки или обогрева жилой площади, но и для автомобиля. Как бы парадоксально ни звучало, но автомобиль может полноценно передвигаться, используя вместо привычного бензина газ из генератора, полученного путем пиролиза. Его двигатель переделывают таким образом, что сгораемое в баке топливо (опилки или древесина), продуцирует газ, объемов которого вполне достаточно, чтобы автомобиль спокойно перемещался по дороге. Однако установка имеет массу недостатков, среди которых крупные габариты генератора, а также необходимость постоянного контроля уровня горючего топлива.

Схема силовой установки и инструкция создания

Если желание создать газовый генератор своими руками побеждает любые опасения, перед началом работы нужно разобрать схему установки, а также позаботится о подготовке составляющих частей. Итак, рассмотрим, как создать газогенератор горизонтального и вертикального типа. Принципиального отличия в конструкциях нет, однако, способ генерирования газа все же имеет свои особенности.

Газген 100 кВт., изготовленный самостоятельно

Вертикальный газогенератор

Схема силовой установки показана на картинке. Вертикальным называется, потому что в процессе горения выделяемый газ поднимается вертикально вверх, откуда происходит его забор по трубе к фильтрам и радиатору. Как видим, собрать конструкцию несложно.

Для этого потребуется:

1. Металлическая бочка – будет служить топкой для сжигания топлива (кокса, угля или древесины), а также совмещать другие элементы:

• топка – располагается в самом верху, служит для процесса сгорания топлива, имеет герметичную крышку;
• колосниковая решетка – располагается внизу, куда выпадают отходы от переработанного топлива – зола и пепел;
• воздухораспределитель – находится вне корпуса, подает кислород, усиливающий горение;
• патрубок – служит газоотводом и распределителем его в очистительный отсек (фильтр).

1. Радиатор – охладит полученный в результате пиролиза газ.
2. Два фильтра – один потребуется для очистки подаваемого кислорода в топку (именно кислород позволяет увеличить температуру горения до 1000 °С), другой же фильтрует непосредственно получаемый газ, очищая его от смол, примесей и продуктов распада.
3. Вентилятор – можно обойтись и без него, однако его цель – охлаждение конструктивных деталей, нагреваемых во время процесса горения топлива.
4. Трубы – необходимы для соединения всех частей газогенератора между собой.

При работе может потребоваться сварочный аппарат, а также навыки по работе с ним. Газогенератор может работать не только на коксе и древесине, но и на навозе, что значительно удешевляет его стоимость.

Когда все нужные детали собраны, можно приступать к сборке, следуя следующей инструкции:

1. Собираем корпус – берем или готовую металлическую бочку или варим ее из листового металла. На дно устанавливаем колосники, по типу обычной угольной печи. Большую часть будет занимать топка, где будет происходить процесс горения и пиролиза (разложение древесного угля на газ и смолы). Топку закрываем герметичной горловиной, отделяемой ее от корпуса. Устанавливаем воздухораспределитель за пределами корпуса так, чтобы подаваемый кислород не мог проникать обратно (понадобиться односторонний клапан).
2. Устанавливаем радиатор и фильтры.
3. Соединяем конструктивные части, как показывает чертеж.
4. Пробуем на практике получившееся изобретение.

Устройство может использоваться как на открытой местности, так и в цокольных этажах помещений. С его помощью можно не только обеспечивать дома переменным током, но и выполнять другие работы по дому.

Если навыков по созданию подобного агрегата недостаточно, рекомендуется посмотреть видео, где более подробно рассказывается о всех особенностях и нюансах.

Сюжет «Главной Дороги» об изготовлении газгена

Горизонтальный газогенератор

Газогенератор на дровах своими руками имеет свои особенности. Отличается по способу выведения газа, который перемещается в нижней части корпуса горизонтальными потоками.

Наиболее подходящим топливом являются дрова и прессованные опилки. Устройство силовой установки немного проще: корпус с бункером горения, колосниками, воздухораспределителем и газоотводом располагаются на одной линии. Итак, для того, чтобы сделать газовый генератор горизонтального типа, необходимо подготовить:

• Корпус, в который будут помещены бункер, воздуховод и газораспределительная камера.
• Камера сгорания, оснащенная герметичной горловиной.
• Фильтры, где будут оседать продукты сгорания топлива, давая на выходе чистый газ.

Принцип сборки идентичен вертикальному газогенератору, поэтому если возникнут сложности, рекомендуется воспользоваться подсказками видео ресурсов, где подробно рассказывается о каждом шаге создания агрегата.

На видео показано изготовление газогенератора своими руками

Преимущества и недостатки

Создавая газогенератор своими руками, который работает, используя принцип пиролиза, преобразовывая в процессе горения древесину и кокс в газ, можно получить следующие преимущества:

• дешевизна топлива – в топку может уйти не только прессованные опилки, дрова, жмых, солому, веточки деревьев, но и навоз;
• увеличение КПД – газ на 90% больше имеет теплоемкость, нежели твердые виды топлива, поэтому при отоплении дома его расход будет минимален, что позволит, опять-таки, экономить;
• длительная продолжительность пиролиза – позволяет не задумываться о постоянном контроле уровня перерабатываемого топлива;
• экологически чистая установка, не требующая создания специальных камер для удерживания отходов – они уничтожаются самопроизвольно, выделяя водяной пар;
• возможность собственноручного сбора конструкции, что в 10-15 раз дешевле покупного аналога.

Несмотря на преимущества, газогенераторы имеют свои недостатки:

• требуется постоянный контроль за температурным режимом, его недостаток приводит к неполному пиролизу (создается циклон), в результате которого выделяемый газ очень плохого качества;
• генератор – штука очень дорогая, а самостоятельная сборка под силу не каждому.

Как видим, газогенератор – очень полезная вещь в хозяйстве, помогающая буквально «из ничего» получать полноценный энергоресурс.

Собрать его и сэкономить можно только в том случае, когда есть определенный навык и все необходимые конструктивные детали.

Источник

Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

Эта статья – для мастеровитых энтузиастов, не жалеющих времени и сил для достижения результата. Зачем такая преамбула? Потому что здесь пойдет речь о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложный агрегат, вырабатывающий из дров и угля горючее, способное заменить традиционные виды топлива – бензин в автомобиле и природный газ в доме. Мы познакомим вас с устройством газгена и трудностями, связанными с его изготовлением, установкой и эксплуатацией.

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

• угарный газ (СО);
• водород в свободном виде (Н₂);
• всем известный метан (СН₄);
• другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

Примечание. Основным горючим компонентом смеси является окись углерода СО, доля остальных веществ из приведенного перечня невелика. Присутствуют в ней и другие газы, называемые балластными, – азот, углекислый газ (СО₂) и водяной пар. Данные о процентном соотношении веществ в конечном продукте и его теплотворной способности представлены в таблице:

Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

1. Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
2. В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО₂. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
3. В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
4. Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
5. Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

Функциональная схема газогенератора прямого процесса

Для справки. Восстановление углекислоты (преобразование в СО) протекает с поглощением тепла, выделяемого в процессе горения. Кстати, между зонами нет четких границ и на чертеже они показаны условно.

Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

Конструкция установки

Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

• фильтр грубой очистки – циклон;
• радиатор – охладитель;
• фильтр тонкой очистки.

Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

Изготовление газгена для автомобиля

Перед тем как сделать работоспособный газогенератор для автомобиля, предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями:

1. Организовать подачу силового газа в современном авто с инжектором – задача непростая. Придется менять настройки контроллера (прошивку), иначе мотор на древесном топливе работать не будет. Нужна машина со старой системой топливоподачи – карбюратором.
2. Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем выше производительность должна быть у газогенератора. Соответственно, он вырастет в размерах.
3. Чтобы уместить установку в багажник легкового авто, потребуется вырезать часть днища. Если вы не хотите затрагивать кузов, то сразу планируйте ставить дровяной генератор с фильтрами и охладителем на прицеп.
4. Для изготовления камеры газификации, где температура превышает 1000 °С, применяйте низкоуглеродистую толстую сталь (4—5 мм).
5. Чтобы уменьшить содержание смол в газовой смеси, делайте камеру с горловиной, как это показано на чертеже.

Важный момент. Не стоит увеличивать диаметр камеры газификации (на чертеже он равен 340 мм) с целью добиться большей производительности. Прирост получится мизерный, а качество переработки древесины ухудшится. А вот высоту 183 см выдерживать не обязательно, разве что вы поставите агрегат на прицеп или на раму грузовика. Топливный бункер и зольник можно укоротить.

Для сборки внутренней части автомобильного газогенератора (бункера) сгодится старый пропановый баллон, ресивер от грузовика КаМАЗ или толстостенная труба. Учитывая, что диаметр стального сосуда равен 300 мм, остальные размеры нужно пропорционально уменьшить. Исключение – камера газификации, ее минимальный диаметр составляет 140 мм. На кожух и крышку генератора пойдет металл толщиной 1.5 мм. Последняя уплотняется графитно-асбестовым шнуром.

Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

1. Циклон сварите из отработавшего огнетушителя или отрезка трубы диаметром 10 см, как это изображено на чертеже. Входной патрубок приделайте сбоку, выпускной – сверху.
2. Охладитель силового газа лучше сделать из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использование старых конвекторов, батарей отопления и радиаторов.
3. Фильтр тонкой очистки изготовьте из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

Более детальную информацию о сборке газогенератора своими силами вы получите, посмотрев видео:

Для розжига и запуска газгена вам потребуется вентилятор в виде улитки, устанавливаемый в моторном отсеке (для испытаний сойдет и бытовой пылесос). К нему требование простое: детали, соприкасающиеся с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливная магистраль, ведущая к карбюратору, прокладывается под днищем авто и выполняется из стальной трубы.

Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, то примесей на выходе газогенератора будет значительно меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо выжигается из дерева по простой технологии – в закрытой бочке или яме.

Подключение и запуск ДВС

Поскольку теплотворная способность генерируемого из дров топлива гораздо ниже, чем у бензина, то для нормальной работы мотора соотношение воздух/горючее нужно изменить. Для этого придется смастерить смеситель и поставить его на впускном тракте. Простейший вид смесителя – воздушная заслонка, управляемая тягой из салона.

Завести холодный мотор на дровах – та еще задачка. Поэтому не стоит полностью отказываться от бензина, а подавать его только во время запуска, а потом переходить на горючее, вырабатываемое газгеном. Чтобы реализовать переключение на разные виды топлива, изготовьте смеситель по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Транспортные газогенераторы»:

Примечание. В этой же книге вы найдете массу полезной информации касательно получения газообразного топлива из различных видов древесины и угля.

Теперь про особенности пуска и работы ДВС на древесине и угле:

• размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
• сырую древесину применять нельзя, поскольку вся выделяемая теплота уйдет на испарение воды и процесс пиролиза будет крайне вялым;
• розжиг производится через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не позже чем за 20 минут до поездки;
• мощность мотора снижается примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
• из предыдущего пункта вытекает, что ресурс работы двигателя на самодельном горючем тоже уменьшается.

Примечательно, что после кратковременных стоянок машина спокойно заводится от газгена, без перехода на бензин. После длительного простоя потребуется 5—10 минут на повторный розжиг установки. Как происходит запуск двигателя авто от самодельного газогенератора на дровах, смотрите в следующем видеоматериале:

Заключение

Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и применять для домашних нужд. Про отопительные котлы мы уже говорили. Также многие домовладельцы пользуются бытовыми электрогенераторами, работающими от дизельных или бензиновых двигателей. Если их перевести на дрова, то получаемая от электростанции энергия станет гораздо дешевле.

Источник