Как да направите газов генератор със собствените си ръце: особености при изработката на домашно устройство

Газгенератор – апарат за производство на газ от въглища, дърва, отпадъци от дървообработка и други материали. Генерираното гориво може да замени традиционното въглеводородно гориво – природен газ за отопление на жилища и бензин за автомобил.

Основната идея на използване на такъв агрегат – икономия на горивни разходи. Постоянното поскъпване на бензина, пропана и метана кара домашните майстори да търсят алтернативни начини за получаване на гориво.

За да направим газгенератор със собствени ръце, е необходимо да разберем неговото устройство и принцип на работа.

Ще обясним как става преобразуването на твърдо гориво в горим газ, ще обозначим конструктивните особености на агрегата и ще дадем примери за самостоятелно сглобяване на прости устройства. За по-добро усвояване на информацията, допълнихме статията с нагледни схеми, снимки и видео-клипове.

Газгенератор: устройство и принцип на работа

Газгенератор се нарича устройство, което преобразува течно или твърдо гориво в газообразно състояние за по-нататъшно изгаряне с цел получаване на топлина.

Варианти на гориво за генериращата инсталация

Агрегатите, работещи на мазут или отработено масло, имат по-сложна конструкция, отколкото моделите, използващи различни видове въглища или дърва.

Затова най-често се срещат именно твърдогоривните газгенератори – за щастие, горивото за тях е достъпно и евтино.

Като твърдо гориво в газгенератора се използват:

• дървесни, кафяви и черни въглища;
• горивни пелети от дървесни отпадъци;
• слама, стърготини и дърва;
• торфени брикети, кокс;
• люспи от семки.

Особено пестеливите стопани сами приготвят брикети от дървени стърготини.

Генерирането на газ е възможно от всички тези видове гориво. Отделянето на енергия зависи от калоричността на различните видове гориво.

При това, топлината от изгарянето на суровината в газогенератора се получава повече, отколкото от използването на твърдо гориво в котлите. Ако КПД на обикновения котъла на дърва варира в границите 60–70%, то при газогенераторния комплекс показателят достига 95%.

Но тук трябва да се вземе предвид един нюанс. Котълът изгаря гориво за загряване на вода, а генераторът на газ само произвежда гориво. Без нагревател, печка или ДВС полза от самоделния газогенератор ще бъде нулева.

Полученият газ трябва да се използва веднага – натрупването му в някакъв съд е икономически неизгодно. За това ще трябва да се монтира допълнително оборудване, което зависи от електрозахранването.

В съветско време газогенераторите се използваха дори за експлоатацията на камиони, произведеният газ напълно стига за работата на двигателя с вътрешно горене.

Какво става вътре в газгенератора

В основата на работата на генератора на газ стои пиролизата на твърдо гориво, която протича при високи температури и ниско съдържание на кислород в горивната камера. Вътре в газогенериращото устройство едновременно протичат няколко химични реакции.

Схемата на индустриалния газов генератор представлява доста сложна инсталация с множество отделни устройства, във всяко от които протича своя операция (+)

Технологичният процес на генериране на горивен газ се разделя на три последователно извършващи се етапа:

1. Термично разлагане на горивото. Процесът протича в условия на дефицит на кислород, от който в реактора се подава само една трета от необходимото за обикновено горене.
2. Пречистване на получения газ. В циклона (сух вихров филтър) се осъществява филтрация на газовия облак от летливи частици пепел.
3. Охлаждане. Получената газова смес се охлажда и се подлага на допълнително пречистване от примеси.

Фактически, в блока на самия газогенератор протича именно първият процес – пиролизата. Всичко останало е подготовка на газовата смес за по-нататъшно изгаряне.

Пиролизната камера на самоделния газогенератор се дели на бункер с твърдо гориво (1), горивна камера (2) и пепелник (3)

На изхода от газогенериращата инсталация се получава горима смес от въглероден оксид, водород, метан и други въглеводороди.

Също така, в зависимост от използваното гориво при пиролиза, към тях се добавят в различни количества вода под формата на пара, кислород, въглероден диоксид и азот. По описания принцип функционират и пиролизни отоплителни котли, демонстриращи висок КПД.

Особености на работата на различни преобразуватели

Газогенераторите според устройството и технологията на вътрешните процеси биват:

• прави;
• обърнати;
• хоризонтални.

Различават се по точките на подаване на въздух и изхода на генерирания газ.

Правият процес протича при нагнетяване на въздушна маса отдолу и изход на горимата смес отгоре на конструкцията.

Обърнатият вариант предполага подаване на кислород директно в зоната на окисление. При това тя в газогенериращото устройство е най-гореща.

Самостоятелно да се направи инжекция в нея е доста сложно, затова такъв принцип на работа се прилага само в промишлени инсталации.

При правия газогенераторен процес на изхода се образува голям обем смоли и влага, обърнатият е твърде сложен за реализиране със собствени ръце, а при хоризонталния – понижена производителност, но изключително проста конструкция (+)

В хоризонталния газогенератор изходният патрубок с газ е разположен веднага над решетката в зоната на съвместяване на реакциите на окисление и възстановяване. Тази конструкция е най-проста за самостоятелно изпълнение.

Предимства и недостатъци на газовите генератори

Битовият газогенератор от фабрично производство ще струва 1,5–2 пъти по-скъпо от обикновен котел на твърдо гориво. Струва ли си да се харчат пари за тази „чудо-техника“?

Сред плюсовете на използването на газови генератори се числи:

• пълно изгаряне на горивото, заредено в горивната камера, и минимален обем пепел;
• сравнително висок КПД при съвместна работа с ДВС или газов котел;
• широк избор на твърдо гориво;
• простота на експлоатация и липса на необходимост непрекъснато да се следи работата на агрегата;
• времеви интервал между презарежданията на горивната камера – до денонощие на дърва и до седмица на въглища;
• възможност за използване на неизсушена дървесина – влажна суровина може да се използва само в някои модели газогенератори;
• екологичност на устройството – изпускателна тръба при това устройство няма, целият генериран газ с пряк поток отива в горивната камера на двигателя или котела.

При използване на влажни дърва генераторът ще работи, но производството на газ при това ще се намали с 20–25%. Падането на производителността става поради изпаряването на естествената влага от дървесината.

Това води до понижаване на температурата в горивната камера, което забавя процеса на пиролиза. Най-добре е дървата преди зареждане в пиролизната камера да се изсушават старателно. Промишлените устройства са напълно автоматизирани, подаването на гориво в тях се извършва чрез шнек от разположен наблизо контейнер.

Направеният със собствени ръце газогенератор не радва с подобна автономност, но и той е достатъчно прост в експлоатация. Трябва само от време на време да го зареждате с гориво до горе.

Работните температури в газогенератора достигат стойности от 1200–1500°C, корпусът му трябва да бъде изработен от материали, които издържат на подобни натоварвания.

Недостатъците на газогенератора са по-малко, но те съществуват:

• слаба регулируемост на обемите на генерирания газ – при понижаване на температурата в горивната камера пиролизата спира и вместо горима газова смес на изхода се образува каша от смоли;
• обемистост на инсталацията – дори домашно направен газогенератор със средна мощност от 10–15 kW заема достатъчно голямо пространство;
• продължителност на запалването – преди реакторът да произведе първия газ, ще минат 20–30 минути.

След “загряването” генераторът стабилно произвежда определен обем газова смес, която трябва да се изгаря или да се изхвърля във въздуха. За да направите този агрегат със собствени ръце, ще са необходими здрави газови бутилки или дебела стомана, а това са немалко пари. Но всичко това се изплаща от икономичността на генератора и евтиния изходен горивен материал.

Част от моделите газогенератори са оборудвани с вентилатор за нагнетяване на въздух, а други не. Първият вариант позволява да се повиши мощността на инсталацията, но я обвързва с електрическата мрежа. Ако имате нужда от малък генератор за готвене на открито, можете да се задоволите с компактен агрегат без въздушен нагнетател.

Повечето самостоятелно направени газогенериращи инсталации работят благодарение на естествената тяга.

Преносим газогенератор с мощност 2,4 kW, работещ на дърва, позволява без проблем да приготвяте обяд извън града, далеч от цивилизацията (+)

За отопление на частна къща ще е необходимо по-мощно и енергозависимо устройство. В този случай обаче си струва да се погрижите за резервен електрогенератор, за да не останете изведнъж при авария на мрежата както без електрозахранване, така и без отопление.

Работни възли на самоделния агрегат

За да разберете как можете да направите твърдогоривен газогенератор със собствени ръце, трябва ясно да си представяте неговата конструкция. Всеки от елементите има свое предназначение, дори липсата на един от тях е недопустима.

Вътре в корпуса на самоделния газов генератор трябва да присъстват:

• бункер за твърдо гориво в горната част на агрегата;
• камера за пиролиза, където протича процесът на тлеене;
• въздухоразпределително устройство с обратен клапан;
• решетка с пепелник;
• изходящ патрубок за произведения газ;
• филтри за почистване.

В домашния генератор на дърва се образува доста висока температура, затова към всеки негов елемент се поставят строги изисквания. За корпуса се използва здрава ламарина, а всички вътрешни части се подбират максимално топлоустойчиви.

За да се осигури херметичност на люка за зареждане на гориво в затворено състояние, на капака ще му трябва уплътнител. Най-евтиният материал за това е азбест. Обаче той не се отличава с безвредност за здравето на хората, по-добре е да се потърсят в магазина специални топлоустойчиви уплътнения на основата на силикони или силикати.

Генерираните в горивната камера газове първо се смесват с въздух и се охлаждат, а след това преминават почистване във филтър от керамзит или стърготини (+)

Корпусът може да бъде както цилиндрична форма, така и правоъгълна. Често за опростяване на работата се вземат двойка бутилки за природен газ или железни бъчви. Една от решетките в долната част на горивната камера се заварява „на смърт“, а втората се вгражда така, че да може да се раздвижи. Това е необходимо за почистването им от шлака и пепел.

Въздухоразпределителният възел се намира отвън на корпуса. Той осигурява постъпването в горивната камера на необходимите обеми кислород, но при това благодарение на обратния клапан не изпуска от нея горими газове.

Технологии за изработка на газгенератор

Можете самостоятелно да направите газогенерираща инсталация по няколко начина. Изборът тук зависи от наличието на материали и по-нататъшното използване на получения газ.

Вариант #1: Пример за изграждане на апарат на въглища

Нека разгледаме пример за изработка на полезна домашна изработка от метална кофа с капак. Първо ще подготвим агрегат, който ще преработва получения от инсталацията газ в електричество.

След подготовката на потребителя за предстоящата експлоатация може да се заемете с изграждането на самия газогенератор.

Патрубокът, отвеждащ газа от инсталацията, трябва да се снабди с филтър, тъй като в процеса на изгаряне въглищата отделят много фина суспензия и прах.

След завършване на процеса на изграждане на домашния газогенератор, трябва да се провери неговата работоспособност.

Вариант #2: Газгенератор от 200-литрови бъчви

За домашния газогенератор от бъчви ще са необходими два съда по 200 л. Единият се вкарва в другия на две трети.

Образуваното в долната част пространство ще се използва като горивна камера, а горната част ще подхожда идеално за бункер за дърва или пелети.

Вътре в корпуса от буре ще се извършва тлеене с генериране на газ, а отвън в цилиндъра от стар пожарогасител във филтъра за пречистване той ще се пречиства от незапалими примеси.

Отстрани, на нивото на секцията на пиролизата, се заварява тръба с напречно сечение от 50 mm за нагнетяване на въздух, а по-близо до капака – газоотвеждащ патрубок. На дъното на вътрешното буре се изрязва отвор за постъпване на гориво в горивната камера, а към дъното на външната се прикрепва вратичка на поддувалото.

Остава само да се направят филтри за пречистване на газовата смес преди предаването ѝ във водогрейния котел. За това ще са необходими използвани пожарогасители или отрязъци от тръба с аналогичен размер.

Отгоре те се затварят наглухо, а отдолу се приварява конусна насадка, на края на която има шуцер за отстраняване на пепел. След това отстрани се врязва патрубок за подаване на газовата смес за пречистване, а в капака – отвод за вече филтрирания газ.

Първичното пречистване на газа от частици сажди и пепел става за сметка на центробежни сили във външния филтър за грубо пречистване (+)

След това, за намаляване на температурата на горимия газ се прави радиатор за охлаждане от няколко тръби с диаметър 10 см. Между тях се свързват с малки патрубки.

За окончателно пречистване на газа се поставя още един филтър с керамзит, малки метални шайби или стърготини вътре. Използването на последния материал е допустимо само при условие, че постъпващият газ вече се е охладил, иначе може да се стигне до пожар.

От газов балон може да се направи “буржуйка”. Инструкция за създаване на примитивна печка е дадена в тази статия.

Вариант #3: Самоделен модел за ДВГ

За кола или мотоциклет самодеен газогенератор се прави по аналогична схема. Само че тук ще трябва да се намалят размерите на инсталацията до минимум. Носенето на тежък агрегат със себе си е неизгодно, а и не изглежда много естетично.

За да си улесните работата, за автомобилната версия на генератора е най-добре да се вземат балони от битов газ. Главното – преди заваряване да се уверите, че няма и намек за наличие на пропан в съда, иначе може да се получи малка експлозия. За целта е необходимо да се отвинти балонният клапан и да се напълни съдът догоре с вода.

За охлаждане на горимата смес на изхода от инсталацията може да се приспособи обикновен радиатор за отопление

Първоначално автомобилният газогенератор произвежда твърде горещи газове. Те задължително трябва да се охлаждат. В противен случай при контакт с нагорещените части на двигателя те могат спонтанно да се запалят. Освен това, нагорещеното газообразно гориво има малка плътност, поради което запалването му в цилиндрите ще бъде просто проблематично.

Газогенератор в самоделно изпълнение за автомобил може да се монтира в багажника или на ремарке.

Вторият начин е за предпочитане поради:

• леснота на ремонта;
• възможност да оставите газогенериращия агрегат в гаража;
• наличие на свободно място в багажника;
• възможност за използване на уредбата за други нужди освен подаване на гориво в ДВГ.

Не бива да се страхувате от пътни неравности. При подскачане по неравностите твърдото гориво в горивната камера ще се разклаща, което само ще допринесе за по-доброто му смесване и горене.

Нюанси на работа и експлоатация на газгенератори

Важно е да помните, че изработваният от уредбата газ няма мирис и е отровен. Ако при заваряване на метални части на газогенератора със собствените си ръце бъдат допуснати грешки, то бедата е неизбежна.

За естествен приток на въздух в горивната камера можете да пробиете по периметъра на корпуса отвори с диаметър 5 мм. Всички монтажни работи и проверка на работоспособността трябва да се извършват в добре проветрена работилница или на открито.

Разпалването на твърдогоривния газогенератор не се различава от разпалването на дървена печка. Вътре се поставят дърва или друг вид гориво, а след това се запалват с треска.

След запалването притварят капака, за да ограничат постъпването на кислород в горивната камера. За да работи правилно самоделката, произвеждаща газ, трябва умело да се регулира отвеждането на получената газова смес и подаването на кислород.

Преди да започнете да изработвате газогенератор, трябва да направите инженерни изчисления, в които трябва да вземете предвид площта на горене и вида гориво, както и необходимата изходяща мощност и предполагаемия режим на работа.

Изводи и полезно видео по темата

Как да използвате газогенератор, който преработва дървени въглища, като доставчик на гориво за малолитражен автомобил:

Прост газогенератор от пропанови бутилки:

Устройство на дървен газов генератор:

Горните начини са подходящи за самостоятелно изработване на ефективен газогенератор. Но модели на това устройство съществуват много повече. Някои от тях са по-лесни за изработка, други по-трудни.

Основното при сглобяването на агрегата е да се обърне максимално внимание на качеството на заваръчните шевове, в противен случай могат да възникнат изтичания на газ и експлозия. Ако всичко е направено правилно, то газогенераторът ще работи изправно 10–15 години. А след това металът на корпуса ще започне да изгаря и ще трябва всичко да се направи отново.

Имате ли практически умения за сглобяване или опит в използването на самоделен газогенератор? Моля, споделяйте натрупаните знания и задавайте въпроси по темата на статията в коментарите по-долу.