Газогенератор самодельный конструкция устройство принцип действия

Как сделать газогенератор для дома или автомобиля: устройство и принцип работы

Сегодня природный газ очень необходим в большинстве домов для их отопления, для приготовления еды и так далее, однако его стоимость с каждым годом увеличивается и платить по счетам становится невыгодно.

Поэтому все больше людей предпочитают самостоятельно конструировать и создавать устройства, которые способны выделять газ, превращающийся в различные виды энергии. Преимуществ у такого способа достаточно много. Наибольшее распространение приобрели газогенераторы, работающие на дровах.

Принцип работы

Любой пиролизный газогенератор представляет собой большой металлический резервуар из закаленной стали. В такую печь загружается топливо, то есть дрова.

Начинается горение в присутствии небольшого количества кислорода, чтобы дрова не сгорели полностью, так как горение представляет собой процесс взаимодействия с кислородом, благодаря которому выделяется колоссальное количество энергии в виде огня.

В процессе взаимодействия древесины с кислородом образуется:

• углекислый газ или диоксид углерода;
• угарный газ или моноксид углерода;
• чистый водород;
• метан или природный газ, который как раз таки необходим;
• другие углеводородные газы.

Температура в печи должна быть очень высокой и постоянно поддерживаться. После сгорания выделившийся газ направляется на фильтрацию в специальное устройство — циклон, происходит охлаждение, в результате чего различные примеси и мелкие частицы убираются из смеси, в итоге получается практически чистый метан, который затем смешивается с кислородом.

Полученная смесь является необходимым топливом, которое можно использовать для различных целей.

Применение

1. Раньше газгены применялись в автомобилестроении, во время Великой Отечественной войны такие генераторы устанавливались на многие легковые автомобили-полуторки и грузовики марки ЗИС. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на природном газе, были незаменимы и удобны из-за несложного устройства и дешевизны.
2. Сегодня газогенераторные установки применяются для отопления домов и жилищ.
3. Для выработки электроэнергии с помощью различных турбинных установок или электрогазогенераторов.
4. До сих пор некоторые люди устанавливают на свои жигули подобные агрегаты. Машина при этом совершенно исправна и не требуют больших затрат. Также из-за низкого загрязнения воздуха по сравнению с нефтяным топливом, многие люди все больше переходят на автомобильные газогенераторы для ДВС.
5. В промышленности применяются газогенераторы, работающие на каменном угле, который может давать большее количество энергии.

Преимущества и недостатки установки

Основными преимуществами подобного оборудования являются:

1. Очень высокий КПД, достигающий 96 %.
2. Процесс горения является достаточно длинным, к примеру, древесина может гореть в течение суток, а уголь более недели.
3. Полное сгорание всего топлива, в результате чего отсутствует необходимость в частой уборке котлов.
4. Возможность полной автоматизации.
5. Низкие затраты на выделение энергии.
6. Низкие выбросы вредных газов в атмосферу.
7. Некоторые люди используют в качестве топлива навоз, который является весьма экологически-чистым и дешевым.

Однако газогенераторные котлы имеют и свои недостатки:

• газогенерация предполагает неизменное взаимодействие с кислородом, из-за чего требуется устанавливать специальные вентиляторы для непрерывной подачи воздуха в печь;
• необходимо безостановочно поддерживать постоянную температуру, чтобы она не падала;
• возможность образования дегтя, загрязняющего печь.

Как соорудить самостоятельно

Схема газогенератора. (Для увеличения нажмите)

Сделать газовой дровяной генератор своими руками не так уж и сложно.

Для начала необходимо разобраться с принципом его работы, устройством, схемой, затем следует начертить чертежи будущего источника энергии и начинать подбор необходимых материалов.

Каждый газовый генератор должен включать в себя:

• опорную конструкцию;
• бункер, в котором будет находиться древесное или другое топливо;
• камерой, где происходит процесс горения;
• фурмы для подачи дутья;
• воздухораспределительные коробки;
• газопровод;
• циклон для фильтрации выходящего газа от пыли и мелких частиц и различных поперечных решеток, используемых для очистки;
• охладитель;
• баллон для сбора газа и его дальнейшего распределения;
• колосниковую решетку для поддержки угля.

Таким образом, установка газогенератора в домашних условиях довольна проста, самому построить такую машину не так уж и сложно, однако придется потратить много времени.

Также gazgen можно устанавливать на моторы авто и тракторов, требующие много топлива.

Домашние бытовые мини-теплогенераторы все чаще встречаются в домах из-за простоты устройства и низкой цены монтажа и обслуживания, потому что древесина является очень доступным видом топлива.

Также можно устанавливать небольшие электростанции вместе с парогенераторами, которые будут вращать турбину, для получения электричества. Процесс изготовления самодельных агрегатов не очень трудоёмок.

Советы от мастеров

Мастера, имеющие большой опыт работы с газогенераторами, могут дать несколько важных советов:

1. Перед установкой необходимо создать чертеж будущей конструкции, оценить примерные затраты. Если они будут больше стоимости промышленного агрегата, то лучше сразу купить готовое устройство.
2. Топить можно не только древесиной, но и опилками, старой древесной мебелью, торфом и каменным углем.
3. При установке подобного генератора на автомобиль нужно проконсультироваться со специалистом по поводу размеров и автоматизации процессов, происходящих внутри котла.

Смотрите видео, в котором пользователь подробно разъясняет конструкцию газогенератора, сделанного своими руками:

Принцип работы и изготовление дровяного газогенератора

Не стоит спешить избавляться от опилок, сухих веток, соломы, щепок, листвы и другого строительного и бытового мусора, ведь при наличии газогенератора в хозяйстве все эти отходы можно использовать в качестве совершенно бесплатного, но при этом довольно эффективного источника энергии. Если же такой установки нет, то ее можно сделать собственными руками, не тратя большие средства на уже готовый агрегат.

• 1. Работа газогенераторных установок
  • 1.1. Принцип действия
  • 1.2. Достоинства и недостатки
• 2. Генератор своими руками
  • 2.1. Проект и необходимые материалы
  • 2.2. Порядок сборки конструкции

Как и многие другие агрегаты, работающие на газу, дровяной генератор базируется на пиролизном сжигании, обусловленном наличием кислорода, пусть и в минимальных количествах. Эта особенность переводит процесс быстрого горения, которое можно наблюдать в открытом пространстве, в очень медленное, но производительное тление, благодаря чему вырабатывается необходимое количество полезной тепловой энергии.

Сегодня установки такого типа не слишком актуальны, но раньше сфера их применения была очень широка. Народные умельцы даже умудрялись использовать газогенератор на дровах для автомобиля. Чертеж, схема и необходимые материалы для изготовления этого агрегата не представляют собой ничего сложного, однако сделать дровяной газогенератор самостоятельно смогут только те мастера, которые имеют полное представление о принципе его работы.

Рабочий цикл газогенераторов для выработки электроэнергии на дровах включает в себя такие последовательные процессы:

1. 1. Для выработки полезной энергии в камеру сгорания закладывается топливо, которое сможет дать необходимый объем тепла только при наличии кислорода. Доля чистого воздуха должна составлять не более 35%, иначе топливо будет прогорать слишком быстро.
2. 2. В процессе тления будут выделяться продукты горения, однако не все из них являются полезными, поэтому в каждом устройстве должна быть предусмотрена качественная система фильтрации.
3. 3. Конструкция газогенератора для дома предполагает проведение двойной очистки выделяемых горючих газов, которая поможет избавиться от вредных примесей и прочего балласта, не дающего полезной энергии. Первичная очистка осуществляется за счет прохождения газов через специальное циклонное фильтрующее устройство вихревого типа. Что же касается вторичной очистки, то она проводится посредством обработки продуктов горения в водном фильтре, именуемом скруббером.

Изучив эти простые принципы действия тепловой установки, можно приступать к изготовлению чертежей газогенераторов на дровах своими руками, по которым в дальнейшем будет осуществляться конструирование автономного агрегата. При желании можно воспользоваться уже готовым проектом газгена.

Для этой схемы характерно верхнее расположение камеры сгорания, в которую при нижней тяге, необходимой для более длительного процесса горения, будет закладываться угольный или древесный брикет. Самодельная установка является очень простой и понятной в использовании, однако без существенных недочетов она также не обходится.

Как и все сделанные собственными руками установки, газовый генератор имеет массу недостатков, ведь идеальная работа агрегата, при которой прессованные брикеты или любые другие виды топлива будут подкидываться не чаще одного раза в сутки, является возможной только в том случае, если речь идет о готовом промышленном устройстве. Но это вовсе не повод для того, чтобы отказываться от самостоятельного его конструирования, ведь при правильной сборке дровяной генератор обязательно продемонстрирует множество полезных своих сторон. Как правило, речь идет о таких важнейших преимуществах:

1. 1. Высокая доступность горючего сырья, ведь помимо торфяных брикетов, стружки и других отходов, остающихся после столярных работ, можно использовать содержащие целлюлозу материалы.
2. 2. Коэффициент полезного действия установки достигает от 70 (актуально для самых простых бюджетных конструкций) до 95%.
3. 3. Отсутствие привязки к газовым магистралям или электрическим сетям, ведь газогенераторные установки можно использовать в любой открытой местности, лишенной всякой коммуникационной инфраструктуры.
4. 4. Несмотря на выделение большого количества горючих газов, такие конструкции являются более экологичными, если сравнивать их с теми же жидкотопливными котлами, выбрасывающими в атмосферу огромное количество вредных веществ и требующих создания отдельного резервуара, предназначенного для хранения топлива.
5. 5. Возможность обустройства загрузочного бункера больших размеров, благодаря чему в генератор можно будет загружать крупные топливные материалы без дополнительной их обработки (дрова, длинные толстые ветки и любое другое негабаритное сырье).
6. 6. Широкая сфера применения полезного тепла, вырабатываемого генераторной установкой, которое можно использовать не только для отопления жилых и подсобных помещений, но и для работы двигателя внутреннего сгорания машин.
7. 7. При желании газогенератор может быть переквалифицирован в полноценный электрогенератор, который можно будет использовать в качестве источника электрической энергии при отключении света, выезде на местность, лишённой электросетевой инфраструктуры, а также в любых других критических и нестандартных ситуациях.

Естественно, все перечисленные выше достоинства носят условный характер, так как многое зависит от правильности сборки конструкции, ее габаритов и сложности. Кроме того, не следует забывать и о недостатках таких установок, которых также немало. Обычно имеются в виду такие существенные минусы:

1. 1. Дороговизна конструкции. Не стоит думать, что самодельный газген обойдется хозяину в сущие копейки. И хотя установки, сделанные собственными руками, гораздо дешевле, чем промышленные агрегаты, их можно выполнять только из высокопрочных толстостенных сплавов, которые способны выдерживать высокие температуры горения (чего только стоит чугун для изготовления колосников).
2. 2. Для сооружения подобных конструкций понадобится электро- или газосварочный аппарат, а также навыки работы с ним.
3. 3. Газогенераторная установка не сможет работать без электричества, ведь именно этот источник энергии обеспечивает принудительную тягу. Если пренебречь этим требованием, то внутренняя часть корпуса очень быстро будет загрязнена и хозяину придется очищать с неё образовавшийся деготь.
4. 4. Внушительный размер, требующий отдельного большого пространства для полноценного размещения установки.

Следует отметить, что в регулярной очистке газовый генератор будет нуждаться и при полноценном обеспечении тяги. Кроме того, хозяева должны быть готовы к тому, что их статьи расходов пополнятся затратами на периодическую замену отдельных сменных составляющих установки, к которым относятся газовые фильтры.

Еще один недостаток таких агрегатов заключается в том, что для их нормальной работы необходимо использовать сухое сырье с влажностью, не превышающей 20%. Ко всему перечисленному выше следует добавить отсутствие температурных регуляторов, сильный перегрев стенок корпуса и их быстрый износ, а также длительность рабочего процесса, ведь полноценная генерация тепла начинается только через полчаса после растопки.

Как сделать газогенератор для дома или автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дровах, — это вовсе не призрак из далекого прошлого. Автомобили и электростанции, использующие древесину в качестве энергоносителя, можно встретить и сегодня. Стоит уточнить: двигатель функционирует на газе, получаемом из дерева путем его сжигания определенным способом. Установки, вырабатывающие такой газ, называют газогенераторами, они достаточно давно применяются на промышленных предприятиях. Но можно ли изготовить газогенератор своими руками и стоит ли это делать – вопросы, ответы на которые призвана дать наша статья.

Как работает газогенератор

Чтобы понять, какая может быть польза от газогенератора в домашнем хозяйстве, надо разобраться в его принципе работы, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить затраты на его изготовление, а главное, какой удастся получить результат.

Итак, пиролизный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, предназначенный для выделения смеси горючих газов из твердого топлива с целью его использования в двигателях внутреннего сгорания.

Для справки. Конструкции генераторов отличаются друг от друга в зависимости от вида сжигаемого твердого топлива, мы рассмотрим самую актуальную из них – на дровах.

Если древесину сжигать в закрытом пространстве, ограничивая подачу кислорода, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их перечень:

• угарный газ (оксид углерода СО);
• водород (Н2);
• метан (СН4);
• прочие непредельные углеводороды (CnHm).

Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и водяные пары.

Эффективный дровяной газогенератор должен не просто вырабатывать горючую смесь, но и сделать ее пригодной к использованию. Поэтому весь цикл получения топлива для ДВС можно смело назвать технологическим процессом, состоящим из таких этапов:

• газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от необходимого для полноценного сжигания;
• первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов горения, что вырабатывают древесные газогенераторы после первого этапа, отделяются с помощью сухого вихревого фильтра – циклона;
• вторичная грубая очистка: производится в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
• охлаждение: продукты сгорания с температурой до 700 ºС проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
• тонкая очистка;
• отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в смеситель, а затем — сразу в ДВС.

Рассмотреть устройство и принцип работы газогенератора в промышленном исполнении можно на технологической схеме, представленной ниже:

Полный цикл получения газа достаточно сложен, поскольку включает в себя несколько различных установок. Самая основная – это газогенератор, представляющий собой металлическую колонну цилиндрической либо прямоугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне имеются патрубки для воздуха и выхода газа, а также лючок доступа в зольник. Сверху агрегат оборудован крышкой для загрузки топлива, дымоход к корпусу не присоединяется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий внутри колонны, хорошо отражает схема газогенератора:

Не вдаваясь в тонкости химических реакций, проходящих внутри колонны, отметим, что на выходе из нее получается смесь газов, описанная выше. Только она загрязнена частицами и побочными продуктами горения и обладает высокой температурой. Изучив чертежи газогенераторов любой конструкции, можно заметить, что все остальное оборудование предназначено для приведения газа в норму. Воздух в зону горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (простыми словами — вентилятором).

Надо сказать, что самодельный газогенератор на дровах делается домашними мастерами-умельцами не такой сложной конструкции и технология выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.

Мифы о газогенераторных установках

На просторах интернета часто встречается множество необоснованных утверждений о работе подобных агрегатов и дается противоречивая информация об использовании газогенераторов. Попытаемся все эти мифы развеять.

Миф первый звучит так: КПД газогенераторной установки достигает 95%, что несоизмеримо больше, нежели у твердотопливных котлов с эффективностью 60—70%. Поэтому отапливать дом с ее помощью куда выгоднее. Информация некорректна изначально, нельзя сравнивать бытовой газогенератор для дома и твердотопливный котел, эти агрегаты выполняют разные функции. Задача первого – вырабатывать горючий газ, второго – нагревать воду.

Когда говорят о генерирующем оборудовании, то его КПД – это отношение количества полученного продукта к объему газа, что возможно выделить из древесины теоретически, помноженное на 100%. Эффективность котла – это отношение вырабатываемой тепловой энергии дров к теоретической теплоте сгорания, также умноженное на 100%. Кроме того, извлечь из органики 95% горючего топлива может далеко не каждая биогазовая установка, не то что газогенератор.

Вывод. Суть мифа в том, что массу либо объем пытаются через КПД сопоставить с единицами энергии, а это недопустимо.

Обогревать дом проще и эффективнее обычным пиролизным котлом, что таким же способом выделяет горючие газы из древесины и тут же их сжигает, используя подачу вторичного воздуха в дополнительную камеру сгорания.

Миф второй – в бункер можно закладывать топливо любой влажности. Загружать-то его можно, да только количество выделяемого газа падает на 10—25%, а то и более. В этом отношении идеальный вариант — газогенератор, работающий на древесном угле, что почти не содержит влаги. А так тепловая энергия пиролиза уходит на испарение воды, температура в топке падает, процесс замедляется.

Миф третий – затраты на обогрев здания снижаются. Это нетрудно проверить, достаточно сравнить стоимость газогенератора на дровах и обычного твердотопливного котла, тоже сделанного своими руками. Плюс нужно водогрейное устройство, сжигающее древесные газы, например, конвектор. Наконец, эксплуатация всей этой системы отнимет немало времени и сил.

Вывод. Самодельный газогенератор на дровах, сделанный своими руками, лучше всего использовать совместно с двигателем внутреннего сгорания. Именно поэтому домашние умельцы приспосабливают его для генерации электроэнергии в домашних условиях, а то и прилаживают установку на автомобиль.

Автомобильный газогенератор

Надо понимать, что газогенератор для автомобиля должен быть достаточно компактным, не слишком тяжелым и в то же время эффективным. Заграничные коллеги, чьи доходы не в пример выше наших, делают корпус генератора, циклон и фильтр охлаждения из нержавеющей стали. Это позволяет брать толщину металла вдвое меньше, а значит, и агрегат выйдет намного легче. В наших реалиях для сборки газогенератора применяют трубы, старые баллоны от пропана, огнетушители и прочие подручные материалы.

Ниже показан чертеж газогенератора, устанавливаемого на старые грузовики УралЗИС-352, по нему и надо ориентироваться при сборке агрегата:

Наружную емкость наши мастера чаще всего делают из баллонов для сжиженного пропана, внутреннюю можно сделать из ресивера грузового автомобиля ЗИЛ или КаМАЗ. Колосниковая решетка выполняется из толстого металла, патрубки – из соответствующего диаметра труб. Крышку с фиксаторами можно изготовить из отрезанного верха баллона либо из листовой стали. Уплотнение крышки – шнур из асбеста с графитной пропиткой.

Грубый фильтр – циклон для авто делают из старого огнетушителя либо простого отрезка трубы. Снизу трубы выполняется конусная насадка со штуцером для выгрузки золы, сверху торец закрывается наглухо привариваемой крышкой. В нее врезается выходной патрубок для очищенных газов, а сбоку – второй штуцер, куда будет осуществляться подача продуктов горения. Функциональная схема циклона в разрезе показана на рисунке:

Поскольку автомобильный газогенератор выдает газы с высокой температурой, их требуется охлаждать. Причины две:

• раскаленное газообразное топливо имеет слишком малую плотность и поджечь его в цилиндрах ДВС будет непросто;
• существует опасность самопроизвольной вспышки при контакте с горячими поверхностями мотора.

Движение газов по всему тракту во время розжига обеспечивает вентилятор, а после пуска мотора в системе появляется необходимое разрежение, вентилятор отключается.

Для охлаждения мастера-умельцы применяют обычные ребристые радиаторы отопления, располагая их на автомобиле таким образом, чтобы они максимально обдувались воздухом во время движения. Иногда даже используются современные биметаллические радиаторы. Перед попаданием в газогенераторный двигатель топливо требует тонкой очистки, для этого используют разного рода фильтры на свое усмотрение. Все узлы объединяются в одну установку в соответствии со схемой:

И последняя деталь – смеситель, нужен для регулирования пропорций газовоздушной смеси. Дело в том, что древесный газ имеет теплоту сгорания всего 4.5 МДж/м3, в то время как используемый в автомобилях природный газ — целых 34 МДж/м3. Следовательно, пропорции топлива и воздуха должны быть другими, их потребуется настроить заслонкой.

Заключение

Невзирая на всю привлекательность идеи сжигания дров вместо бензина в современных условиях она практически нежизнеспособна. Долгий розжиг, езда на средних и высоких оборотах, влияющая на ресурс ДВС, отсутствие комфорта, — все это делает действующие установки обычными диковинками, не находящими широкого применения. А вот сделать газогенератор для домашней электростанции – совсем другой вопрос. Стационарный агрегат совместно с переделанным дизельным ДВС может оказаться отличным вариантом электроснабжения дома.

Как сделать своими руками газогенератор, работающий на дровах

Любой материал органического происхождения при сжигании выделяет газ, который можно использовать в качестве топлива для бытовых нужд. Кстати, это касается не только органики, есть ряд полимеров, которые при сжигании также выделяют точно такой же газ. Если организовать сбор этот топлива, то можно обеспечить свой дом и теплом, и горячей водой, и энергоносителем, на котором можно готовить пищу. Чтобы все это получилось, необходимо собрать специальный прибор, который не очень сложен по своей конструкции. Поэтому в этой статье будем отвечать на волнующий многих вопрос, как сделать газогенераторы на дровах своими руками.

Устройство и принцип работы

Начнем с того, что прототипом газогенератора является твердотопливный пиролизный котел, в котором дрова практически не горят, а тлеют. А топочные газы, обогащенные кислородом, сгорают в дополнительной топке. Таким образом, достигается увеличение коэффициента полезного действия за счет использования дров и их продуктов сгорания.

Конечно, сам газогенератор – это не котел. У него другие функции, но пиролизный способ сжигания в нем присутствует в полной мере. Хотя надо отдать должное конструкторам, которые это устройство придумали. Они нашли оптимальные условия сжигания дров, при которых они выделяют максимальное количество тепловой энергии и топочных газов. Основных условий два:

• В зоне горения должно подаваться небольшое количество кислорода. Поэтому процесс горения здесь минимальный. Скорее всего, дрова не горят, а тлеют.
• Но при всем при этом, температура в топке должна быть достаточно высокой, не меньше 1100С.

Результат процесса тления – большое количество угарных газов, которые необходимо собрать и охладить. Это конечная цель. Но перед этим газы должны пройти очистку, потому что в них большое количество различных примесей от самых больших до мельчайших. Особое внимание кислотам, которые в них содержатся. Это муравьиная и соляная кислота. От них избавиться надо в первую очередь.

Газогенератор для автомобиля

Сам очищенный газ гореть не будет, поэтому его необходимо довести до смешанного состояния с кислородом. Здесь используется смеситель, где образуется уже готовая воздушно-газовая смесь. Ее-то и можно будет считать конечным результатом. Вот такая принципиальная схема работы газогенератора на дровах.

Преимущества и недостатки

К преимуществам данного агрегата необходимо отнести:

• Приличный коэффициент полезного действия, который доходит до 90%. К примеру, у обычных твердотопливных котлов этот показатель не превышает 75%.
• Экономия топлива в плане его длительного горения. Одной закладки дров хватает на целые сутки.
• При этом топливо сгорает до конца, что позволяет снизить частоту чистки зольника.
• Так как угарные газы проходят многоступенчатую очистку, то можно говорить о высокой экологичности данного прибора.
• Конструкция самодельного газогенератора на дровах позволяет использовать в нем для сжигания поленья длиною до одного метра. Кто знает, как это сложно колоть дрова, тот поймет, что это большое преимущество.
• Существует несколько моделей газогенераторов. Так вот в некоторых из них можно использовать дрова с влажностью до 50%.
• Этот прибор по безопасности превосходит твердотопливные котлы.
• Если поднатужиться, то можно автоматизировать некоторые процессы. Правда, это не так просто.

Газогенератор из трубы и огнетушителей

Недостатки

Внимание! Есть один очень неприятный момент, который относится к такому показателю, как стабильность эксплуатации. Если изготовленный вами газогенератор будет работать в полмощности или ниже, то в результате сжигания дров и выделения газов в отводящих каналах будет образовываться деготь, который их быстро забьет. Так что в этом случае ремонт вам обеспечен.

И другие неприятные моменты:

• Температуру внутри дымохода надо поддерживать не ниже +60С. Если этого не делать, то в нем начнет собираться конденсат.
• Некоторые мастера устанавливают в газогенераторы вентиляторы для поддержания горения. Такая модель будет уже энергозависимой. Не будем говорить, что это большой минус, но при отключении подачи электроэнергии эффективность прибора тут же падает.
• Эти установки, произведенные в заводских условиях, в два раза выше по цене, чем обычные котлы, работающие на твердом топливе. Поэтому есть смысл собрать их своими руками, тем более чертежи генераторов на дровах сегодня размещены в Интернете в свободном доступе.

Передвижная модель

Конструкция газогенератора

Итак, переходим к конкретному вопросу нашей статьи: как сделать газогенератор на дровах самостоятельно? В его конструкцию должны входить:

• Корпус. Изготавливают его обычно или из трубы с толщиною стенки не меньше 4 мм, или из листового железа с той же толщиной. Форма может быть круглой или прямоугольной.
• Бункер для загрузки топлива. Его изготавливают из малоуглеродистой стали и вставляют внутрь корпуса, прикрепляя болтовыми соединениями. Этот элемент обязательно снабжается крышкой, которая должна плотно прилегать.
• Камера сгорания. Она является частью бункера и расположена под ним. Изготавливают камеру из жаростойкой стали, можно использовать газовый баллон.
• Снизу к топке присоединяется горловина, здесь будут осаждаться смолы.
• Воздухораспределительная коробка, к которой присоединяется обратный клапан. Это устройство обычно является отдельной единицей. То есть ее в корпусе газогенератора на размещают. Некоторые мастера перед коробкой устанавливают вентилятор, который нагнетает в нее воздух. Это позволяет использовать в качестве топлива даже свежесрубленные деревья.
• Колосниковая решетка. Этот элемент чаще всего изготавливают из чугуна. В конструкции лучше всего учесть подвижную среднюю часть, с ее помощью можно будет легко откидывать решетку, чтобы проводить чистку зольника. Для управления подвижной частью устанавливается снаружи корпуса специальный рычаг.
• Обязательно устанавливаются две дверцы: одна для загрузки дров, вторая для чистки зольника. И в том, и в другом случае необходимо позаботиться об их герметичном закрытии. Каждый мастер придумывает свой способ герметизации. Есть даже очень уникальные. К примеру, установка рессоры, которая амортизирует дверцу. Кстати, люк, используемый для загрузки дров, можно использовать и в качестве сбросного клапана, если есть необходимость сбросить давление газов внутри бункера.
• Также в состав газогенератора входят фильтры, охладитель, смеситель и различные по назначению патрубки.

Внутреннее устройство

Внимание! Температуру сжигаемого топлива можно использовать и для сушки топочных газов. Для этого вам понадобиться змеевки, которым оборачивается камера сгорания. Проходящие внутри змеевика топочные газы будут нагреваться за счет тепла, отдаваемого топкой через стенки бункера. То есть будет проводиться процесс сушки.

Как сделать газогенератор своими руками: особенности изготовления самодельного устройства

Газогенератор – аппарат для выработки газа из угля, дров, отходов деревообработки и других материалов. Генерируемое горючее способно заменить традиционное углеводородное топливо – природный газ для отопления жилья и бензин для автомобиля.

Основная идея использования такого агрегата – экономия на топливных расходах. Постоянное удорожание бензина, пропана и метана заставляет домашних умельцев подыскивать альтернативные способы получения топлива.

Чтобы сделать газогенератор своими руками, необходимо понять его устройство и принцип работы.

Мы объясним, как происходит преобразование твердого топлива в горючий газ, обозначим конструктивные особенности агрегата и приведем примеры самостоятельной сборки простых приборов. Для лучшего усвоения информации, мы дополнили статью наглядными схемами, фотографиями и видео-роликами.

Газогенератор: устройство и принцип работы

Газогенератором называется устройство, преобразующее жидкое либо твердое горючее в газообразное состояние для дальнейшего сжигания его с целью получения тепла.

Варианты топлива для генерирующей установки

Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели модели, использующие различные виды угля или дрова.

Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа – благо, топлива для них доступно и дешево.

В качестве твердого топлива в газовом генераторе используют:

• древесный, бурый и каменный уголь;
• топливные пеллеты из древесных отходов;
• солому, опилки и дрова;
• торфяные брикеты, кокс;
• лузгу семечек.

Особо бережливые хозяева собственноручно заготавливают брикеты из опилок.

Генерация газа возможна из всех этих видов горючего. Выделение энергии зависит от теплотворности разных типов топлива.

Причем тепла от сжигания сырья в газогенераторе получается больше, нежели от использования твердого топлива в котлах. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса показатель достигает 95%.

Но здесь надо учесть один нюанс. Котел сжигает топливо для нагрева воды, а генератор газа только производит горючее. Без нагревателя, печки или ДВС толку от самодельного газогенератора будет ноль.

Получаемый газ сразу должен использоваться – накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.

Что происходит внутри газогенератора

В основе работы генератора газа лежит пиролиз твердого топлива, происходящий при высоких температурах и низком содержании кислорода в топке. Внутри газогенерирующего устройства одновременно протекает несколько химических реакций.

Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся этапа:

1. Термическое разложение топлива. Процесс протекает в условиях дефицита кислорода, которого в реактор подается всего треть от необходимого для обычного горения.
2. Очистка полученного газа. В циклоне (сухом вихревом фильтре) осуществляется фильтрация газового облака от летучих частиц золы.
3. Охлаждение. Полученная газовая смесь охлаждается и подвергается дополнительной очистки от примесей.

Фактически, в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное – это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.

На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов.

Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот. По описанному принципу функционируют и пиролизные котлы отопления, демонстрирующие высокий КПД.

Особенности работы различных преобразователей

Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:

• прямыми;
• обращенными;
• горизонтальными.

Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа.

Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.

Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей.

Самостоятельно сделать в нее впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.

В горизонтальном газогенераторе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.

Достоинства и недостатки газовых генераторов

Обойдется бытовой газогенератор заводского изготовления в 1,5–2 раза дороже обычного твердотопливного котла. Стоит ли тратиться на эту «чудо-технику»?

Среди плюсов использования газовых генераторов числится:

• полное прогорание топлива, загруженного в топку, и минимальный объем золы;
• сравнительно высокий КПД при совместной работе с ДВС либо газовым котлом;
• широкий выбор твердого топлива;
• простота эксплуатации и отсутствие необходимости непрерывно следить за работой агрегата;
• временной интервал между перезагрузкамитопки – до суток на дровах и до недели на угле;
• возможность использования непросушенной древесины – влажное сырье можно применять только в некоторых моделях газогенераторов;
• экологичность устройства – выхлопной трубы у этого устройства нет, весь сгенерированный газ прямым потоком идет в камеру сгорания двигателя или котла.

При использовании влажных дров генератор работать будет, но выработка газа при этом сократится на 20–25%. Падение производительности происходит из-за испарения естественной влаги из древесины.

Это приводит к понижению температуры в топке, что замедляет процесс пиролиза. Лучше всего поленья перед загрузкой в пиролизную камеру тщательно просушивать. Промышленные устройства полностью автоматизированы, подача топлива в них производится шнеком из рядом расположенного контейнера.

Сделанный своими руками газогенератор не радует подобной автономностью, но и он достаточно прост в эксплуатации. Надо лишь время от времени загружать его топливом под завязку.

Недостатков у газогенератора меньше, но они есть:

• слабая регулируемость объемов генерируемого газа – при снижении температуры в топке пиролиз прекращается и вместо горючей газовой смеси на выходе образуется месиво из смол;
• громоздкость установки – даже самодельный газогенератор средней мощности в 10–15 кВт занимает достаточно большое пространство;
• длительность растопки – прежде чем реактор произведет первый газ пройдет 20–30 минут.

После “разогрева” генератор стабильно выдает определенный объем газовой смеси, которую необходимо сжигать либо выбрасывать в воздух. Чтобы сделать этот агрегат своими руками потребуются прочные газовые баллоны или толстая сталь, а это немалые деньги. Но все это окупается экономичностью генератора и дешевизной исходного топлива.

Часть моделей газогенераторов оснащается вентилятором надува воздуха, а другие нет. Первый вариант позволяет повысить мощность установки, но привязывает ее электросети. Если нужен небольшой генератор для готовки еды на природе, то можно обойтись компактным без воздушного нагнетателя агрегатом.

Большинство самостоятельно сделанных газогенерирующих установок работает за счет естественной тяги.

Для обогрева частного дома нужна будет уже более мощное и энергозависимое устройство. Однако в этом случае стоит позаботиться о резервном электрогенераторе, чтобы в одночасье при аварии на сети не остаться как без электроснабжения, так и без отопления.

Рабочие узлы самодельного агрегата

Чтобы разобраться, как можно сделать твердотопливный газогенератор своими руками, необходимо четко себе представлять его конструкцию. У каждого из элементов свое предназначение, даже отсутствие одного из них недопустимо.

Внутри корпуса самодельного газового генератора должен присутствовать:

• бункер для твердого топлива вверху агрегата;
• камера пиролиза, где происходит процесс тления;
• воздухораспределительное устройство с обратным клапаном;
• колосники с зольником;
• выводной патрубок для производимого газа;
• фильтры очистки.

В самодельном генераторе на дровах образуется достаточно высокая температура, поэтому к каждому его элементу предъявляются жесткие требования. Для корпуса используется прочная листовая сталь, а все детали внутрь подбираются максимально жаропрочные.

Чтобы обеспечить герметичность люка загрузки топлива в закрытом состоянии, крышке понадобится уплотнитель. Самый дешевый материал для этого – асбест. Однако он не отличается безвредностью для здоровья людей, лучше подыскать в магазине специальные жаропрочные прокладки на основе силиконов или силикатов.

Корпус может быть как цилиндрической формы, так и прямоугольной. Нередко для упрощения работ берется пара баллонов для природного газа или железных бочек. Один из колосников внизу топки приваривают “намертво”, а второй встраивают таким образом, чтобы его можно было пошевелить. Это необходимо для очистки их от шлака и золы.

Воздухораспределительный узел находится снаружи корпуса. Он обеспечивает поступление в топку необходимых объемов кислорода, но при этом благодаря обратному клапану не выпускает из нее горючие газы.

Технологии изготовления газогенератора

Самостоятельно сделать газогенерирующую установку можно несколькими способами. Выбор здесь зависит от наличия материалов и дальнейшего использования получаемого газа.

Вариант #1: Пример сооружения аппарата на угле

Рассмотрим пример изготовления полезной самоделки из металлического ведра с крышкой. Сначала подготовим агрегат, который будет перерабатывать полученный из установки газ в электроэнергию.

Газогенератор на дровах своими руками: процесс изготовления

Газогенератор на дровах является установкой, которая предназначена для получения горючего газа с использованием пиролиза отходов древесины. Пиролизом называется процесс разложения органических и некоторых неорганических веществ под воздействием высокой температуры при пониженном содержании кислорода.

Для нормального протекания процесса должна присутствовать одна треть объема кислорода, необходимого для обычного горения. В таблице 1 показаны продукты пиролиза древесины, выделяющиеся на разных его стадиях.

Выделяемый в результате пиролиза газ может быть использован как топливо для котлов отопления, водонагревателей и даже автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

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

Несмотря на сложность химических процессов, сопровождающих пиролиз, принцип работы газового генератора на дровах достаточно прост.

Начинается все с загрузки бункера генератора дровами, опилками, щепой. Верхняя крышка бункера герметически закрывается. Для этого она оборудуется специальным запорным устройством. Это очень важно, потому что через неплотно закрытую крышку будет происходить утечка образовывающегося газа.

После этого производится розжиг через специальный лючок внизу генератора. Таким образом, осуществляется активация зоны горения генератора. В этой зоне идут процессы полного сгорания топлива, сопровождающиеся выделением углекислого газа СО₂, а также частичного, образующего оксид углерода СО.

Под воздействием раскаленных газов происходит также газификация части топлива, не находящегося в зоне горения, но располагающаяся в непосредственной близости от очага горения. В реакции участвует также часть влаги, содержащаяся в топливе. В результате образуются углекислый газ СО₂, водород Н₂, а также оксид углерода СО, являющийся горючим газом.

Зона генератора, непосредственно примыкающая к очагу горения, называется зоной восстановления. Вместе эти участки установки образуют зону активной газификации.

В результате протекания вышеупомянутых процессов, на выходе генераторной колонки образуется многокомпонентный газ, в состав которого входят горючие компоненты – СО, Н₂, СН₄, C_nH_m, а также балластная часть – CO₂, O₂, N₂, H₂O.

Генераторный газ имеет высокое октановое число, но очень низкую теплоту сгорания, вследствие чего, двигатель внутреннего сгорания, переведенный на такой вид топлива, может потерять до 40% мощности.

Какие газогенераторы применяются для домашних нужд, по каким критериям делать их выбор, и какие популярные модели есть в продаже — читайте тут.

Экономичными и удобными для использования в домашних нуждах являются генераторы от магистрального газа. Читайте по вышеуказанной ссылке про их преимущества, особенности и критерии выбора.

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.

Дизельные генераторы являются хорошей альтернативой газовым аппаратам, когда нужна повышенная мощность. О дизельных электростанциях читайте в статье по ссылке: https://voltobzor.ru/dizelnye-elektrostancii-princip-raboty-remont-i-obsluzhivanie.

А про мощные дизельные генераторы на 100 кВт, принцип их выбора, использования и обслуживания вы узнаете в этой подробной статье.

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.

Газовые генераторы фирмы Generac пользуются большой популярностью среди покупателей. Почему они пользуются высоким спросом и какие особенности имеют, узнайте в статье https://voltobzor.ru/gazovye-generatory-generac-sfery-primeneniya-osobennosti-i-primery.

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, дровяными газогенераторами комплектовались небольшие грузовики – полуторки.

Сам процесс пиролиза применяется сегодня в распространенных моделях котлов длительного горения, производимых очень известными фирмами. Использование пиролиза в отопительных системах позволяет получить максимальное количество теплоты от сгорания топлива, при этом редко осуществляя его загрузку.

Для тех, кто хочет больше узнать о возможностях генераторов, использующих процесс пиролиза, увидеть, как изготавливают газогенераторы на дровах своими руками, видео ролики, выложенные в сети, окажут в этом помощь.