Газогенератор на дровах своими руками, чертежи, схемы, устройство

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно. Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора. При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.
Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать. Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически. Для изготовления котла твердотопливного длительного горения своими руками, чертеж можно взять и универсальный. Он подойдет для любого вида используемого твердого топлива.

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Расскажем пошагово, каким образом и из каких деталей можно сделать котел отопления на твердом топливе длительного горения по предложенной схеме:

подготовим место, где будет установлен будущий агрегат. Основание, на котором он будет стоять, должно быть ровным, прочным, жестким и огнеупорным. Лучше всего для этого подойдет бетонный фундамент или толстая чугунная либо стальная плита. Стены нужно обить тоже огнеупорным материалом, если они деревянные;
собираем весь необходимый материал и инструменты: из которых нам понадобиться аппарат для электродуговой сварки, болгарка и рулетка. Из материалов: листовая 4-мм сталь; 300 – мм стальная труба со стенками 3 мм, а также другие трубы 60 и 100 мм диаметром;

для того, чтобы изготовить котел на твердом топливе длительного горения, нужно из большой 300 – мм трубы вырезать кусок длиной 1 м. Можно и немного меньше, если в этом есть необходимость;
из стального листа вырезаем дно по диаметру трубы и привариваем его, снабдив ножками из швеллера длиной до 10 см;
распределитель воздуха выполняем в виде круга из листа стали с диаметром на 20 мм меньшим, чем труба. В нижнюю часть круга приваривается крыльчатка из уголка с размером полки 50 мм. Для этого можно использовать и швеллер аналогичного размера;
сверху в середину распределителя привариваем 60 – мм трубу, которая должна быть выше котла. В середине диска распределителя прорезаем отверстие по трубе, так, чтобы был сквозной туннель. Он нужен для подачи воздуха. В верхней части трубы врезается заслонка, которая позволит осуществлять регулировку подачи воздуха;

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

в самой нижней части котла изготавливаем небольшую дверку, снабженную задвижкой и петлями, ведущую в зольник для удобства удаления золы. Сверху в котле прорезаем отверстие для дымохода и привариваем в это место 100 – мм трубу. Вначале она идет под небольшим углом вбок и вверх на 40 см, а потом строго вертикально вверх. Проход дымохода через перекрытие помещения должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности;
заканчиваем сооружение котла отопления на твердом топливе длительного горения изготовлением верхней крышки. В ее центре должно быть отверстие для трубы распределителя потока воздуха. Прилегание к стенкам котла должно быть очень плотным, исключающим попадание воздуха.

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Полезный совет!Чтобы разжечь, изготовленный своими руками, котел твердотопливный длительного горения, чертеж которого был представлен выше, необходимо: снять крышку и поднять регулятор, заполнить котел топливом доверху и облить его горючей жидкостью, все поставить на место и бросить горящую лучину в трубу регулятора. Когда топливо разгорится, снизить поток воздуха до минимума, чтобы оно начало только тлеть. После этого произойдет возгорание пиролизного газа и котел запустится.

Переделка стокового мотора под дрова

Чтобы автомобиль или мотоцикл ездил на дровах, нужно не так уж и много средств. А всего лишь бензиновый двигатель, руки, инструменты и немного материалов.

Как и где размещать газогенератор зависит от конструкции автомобиля, некоторые даже делают его прицепным, тем самым не нарушая конструкции автомобиля. Очень интересен вариант газогенератора на мотоцикле с коляской или вовсе одиночках.

Теория газогенератора

Лучше всего для транспорта подходят газогенераторы обращённого процесса. В генераторах этого типа воздух подавался в среднюю по их высоте часть, в которой и происходил процесс горения. Отбор образовавшихся газов осуществлялся ниже подвода воздуха. Активная зона занимала часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решетки, ниже которой был расположен зольник с газоотборным патрубком.

Зоны сухой перегонки и подсушки располагались выше активной зоны, поэтому влага топлива и смолы не могли выйти из газогенератора, минуя активную зону. Проходя через зону с высокой температурой, продукты сухой перегонки подвергались разложению, в результате чего количество смол в выходящем из генератора газе было незначительным. Как правило, в газогенераторах обращенного процесса газификации горячий генераторный газ использовался для подогрева топлива в бункере. Благодаря этому улучшалась осадка топлива, так как устранялось прилипание покрытых смолой чурок к стенкам бункера и тем самым повышалась устойчивость работы генератора.

Горение углерода топлива можно описать следующим образом:

С + О2 = СО2 — это полное сгорание топлива, которое сопровождается выделением углекислого газа СО2; и С + (1/2)О2 = СО — это неполное сгорание, в результате которого образуется горючий газ – оксид углерода СО.

Оба этих процесса происходят в так называемой «зоне горения» газогенератора. Оксид углерода СО образуется также при прохождении углекислого газа СО2 сквозь слой раскаленного топлива: С + СО2 = 2СО В процессе участвует часть влаги топлива (или влага, подведенная извне) с образованием углекислого газа СО2, водорода Н2, и горючего оксида углерода СО. С + Н2О = СО + Н2СО + Н2О = СО2 + Н2

Зону, в которой протекают три описанных выше реакции называют «зоной восстановления» газогенератора. Обе зоны – горения и восстановления – несут общее название «активная зона газификации».

Примерный состав газа, полученного в газогенераторе обращенного процесса газификации при работе на древесных чурках абсолютной влажностью 20%, следующий (в % от объема):

водород Н216,1%;
углекислый газ СО2 9,2%;
оксид углерода СО 20,9%;
метан СН42,3%;
непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%;
кислород О21,6%;
азот N249,7%

Итак, генераторный газ состоит из горючих компонентов (СО, Н2, СН4, СnHm) и балласта (СО2, О2, N2, Н2О).

В основу всех конструкций входит:

реактор
, где идет окислительно — восстановительная реакция, дрова превращаются в угарный газ и водород;
фильтр грубой очистки (циклон)
, отчищает газ от сажи;
холодильник
, охлаждает газ;
фильтр тонкой очистки,
очищает газ от смол и конденсата;
смеситель;
дополнительно ставят вентиляторы
для розжига и принудительной тяги, чтобы процесс запуска был более простым.

Реакторы бывают разных типов. Чтобы много не расписывать, просто выложу страницы и картинки со старых книг. Это опытные образцы которые были в производстве. Тем кто действительно заинтересован в постройки такой техники, этой информации будет достаточно, чтобы построить свой газген.

Так же в интернете можно встретить очень много уже собранных газовых генераторов из современных материалов.

Не обязательно повторять конструкцию тех лет, когда газогенераторы производили серийно, можно все материалы взять на “помойке”. Благо такие конструкции уже построены и их можно найти в сети и посмотреть про это видео.

Мотоцикл на дровах

Один парень перевел свой Днепр на дрова — источник https://oppozit.ru/article85319.html. Кратко опишем процесс переделки.

Для газгена потребовалось:

бочка 100л;
бидон стальной;
диск от роторной косилки;
кусок толстостенной трубы диаметром около 160 мм;
ресивер;
труба со сгоном;
шестигранник;
чайник из нержавейки;
огнетушитель;
батарея.

В толстостенной трубе просверлили отверстия для фурм подвода воздуха в зону горения. Выточили из шестигранника фурмы и привариваем их к трубе.

В диске косилки сделали отверстие под толстостенную трубу и сваркой соединили их. Из вырезанной части диска сделали сужение «активной зоны» диаметром около 80 мм и вварили его по центру трубы.

Сваривали диск с бидоном.

Отрезали от ресивера кусок и в его торце сделали отверстие под наружный диаметр трубы, это будет подвод воздуха к фурмам. Приварили кусок трубы со сгоном по которой будет подводиться воздух. Приварили всё это к трубе с диском. К бидону приварили крышку бочки.

Из старого чайника из нержавеющей стали сделали колосниковую решётку и для подвижности подвешали её на цепях. В крышку бочки вварили гайку и вкрутили в неё болт, который соединён тросом с колосниковой решёткой и позволят встряхивать колосник для очистки. На видео это видно.

Из старого огнетушителя сделали центробежный очиститель (циклон) и приварили его к бочке без дна и крышки, сделали в ней с боку отверстие для воздухоподводящей трубы. В нижней части бочки приварили резьбовую пробку через которую будем удалять золу.

Вставили бидон с «активной зоной» в бочку, зажав гайками воздухоподводящую трубу, приварили к диску опорные лапы.

Приварили к бочке крышку и дно – газогенератор готов!

Из батареи сделали охладитель, предусмотрев отверстия для чистки и слива конденсата и соединительные фланцы.

Из двух 20 литровых вёдер от краски сделали фильтр тонкой очистки газа. Вёдра поставили друг на друга, нижнее заполнили керамзитом, а верхнее минеральной ватой. В нижнем ведре сделали пробку для слива конденсата и трубу с фланцем для подвода газа. В верхнем ведре сделали отводную трубу.

Из уголка сварили раму для крепления газогенератора, охладителя и фильтра.

Соединили всё на коляске.

Из трубы и заслонки от «пускачёвского» карбюратора сделали смеситель.

Из печки трактора Беларус сделали вентилятор розжига и закрепили его в передней части коляски.

Из двух шаровых кранов и сгонов сделали распределитель (пускает газ к вентилятору розжига или смесителю)

Сделали впускной коллектор под один карбюратор из дужек от кроватей, перед карбюратором поставили смеситель и соединили его шлангом с распределителем. Для управления воздушной заслонкой в смесителе на руль добавили рычажок.

Как сделать газогенератор на дровах своими руками

Для изготовления агрегата обращенного принципа работы потребуются:

две ёмкости большего и меньшего объема;
листовой металл для шейкера (подвижные колосники);
водопроводные трубы;
вентилятор;
круглый длинный бак для циклона.

Изготовление по шагам:

Две бочки около 200 литров объемом, вставляются одна в другую. Во внутренней будет камера сгорания.
Чтобы подавать воздух для горения вваривается двухдюймовая труба.
Сверху для загрузки топлива устраивается люк и в верхней же части располагается труба для отвода готового газа.
Снизу центральной емкости подвешиваются колосники таким образом, чтобы их снаружи можно было пошевелить, тем самым очищая от шлака. И поддувальная дверца для чистки.
Отдельно сваривается из другой емкости или трубы диаметром 20-40 см центробежный фильтр очистки.
Радиатор охлаждения изготавливается из двух толстых труб (около двух дюймов), соединенных между собой более тонкими. Высота может достигать двух метров и более, подбирается индивидуально по размерам и КПД газогенератора.

Фильтр тонкой очистки – это емкость наполненная:

керамзитом;
опилками;
металлическими шайбами или чем-то подобным.

Использовать опилки для тонкой очистки можно только в том случае, если Вы убедились, что вырабатываемый газ на этом этапе уже достаточно холодный.

Достоинства и недостатки

Чтобы понять всю пользу агрегата длительного горения, рассмотрим плюсы, которые принесет устройство его владельцу:

Высокий коэффициент полезного действия – до 95%. Это значит, что расход образованного топлива оправдан – газ сгорает полностью, не теряя в атмосферу лишних калорий.

Специалисты оценивают КПД в 60% уже приемлемым, что говорит о лучших показателях именно у газогенераторных установок.

Длительное время горения. Эта функция освобождает владельцев от постоянной загрузки топлива, а при автоматических настройках и от постоянного контроля. Однако, дровяные котлы кустарного произведения этим не отличаются и пригляд нужен. В случае светлой головы владельца, устроить автоматику безопасности не так и сложно.
Использование любого вида топлива. От него будет зависеть лишь использованный материал при конструировании агрегата – самодельные котлы длительного горения на дровах изготавливаются из толстого железа, на углях уже требуется легированная сталь или чугун.
Количество вредных веществ, попадающих в атмосферу дома, сведено к минимуму из-за герметичности конструкции и редкой загрузки топлива – последнее укладывается в газогенераторный котел только после полного прогорания предыдущей порции.

Главный критерий выбора владельцами частных домов агрегата для отопления – очевидная экономичность. Выгоду извлекают из любого мусора, обладающего способностью гореть, дрова могут и не понадобиться. Редкие загрузки позволяют экономить на древесном топливе, которого требуется в 3–4 раза меньше чем на стандартную печь. Благодаря стабильной работе, тепло дома держится на одинаковом уровне – не приходится протапливать промороженные помещения и соответственно тратить на прогрев энное количество сырья.

Недостатки: схема

К сожалению, генерация газа невозможна без принудительной вентиляции, следовательно, котёл дровяной для отопления считается энергозависимым, так как используется вентилятор. В период скачков напряжения оставить котел без надзора нельзя, поэтому проблему решают подключением бесперебойника – устройства, подающего накопленную электроэнергию.

Работающий газогенератор на дровах важно своевременно поддерживать в заданном режиме – снижение мощности приводит к образованию дегтя, оседающего на стенках камер, газоходов и дверцах топок. Поэтому при выборе заводского агрегата или сборке собственной конструкции важно учитывать потребности и не приобрести в пользование слишком мощный котел.

Facebook
LiveJournal
Blogger

Чертёж для изготовления своими руками
Согласно предыдущему пункту, температура домашнего отопления не должна быть менее 60⁰С. Если для собственников это станет проблемой – небольшое помещение, дача, непереносимость жары – следует приобретать иной твердотопливный котел, а не генератор на дровах.

Почему это выгодно

Построив древесный газогенератор своими руками, вы сможете рассчитывать на следующие выгоды:

Газогенераторные автомобили

Уменьшенный расход топлива. Ведь КПД котла с газогенератором равно 90-95 процентам, а у твердотопливного котла – всего 50-60 процентов. То есть, на обогрев одного и того же помещения газогенератор потратит не более 60 процентов топлива, расходуемого обычным твердотопливным котлом.
Продолжительный процесс горения. Пиролиз дров происходит за 20-25 часов, а процесс термического разложения древесного угля заканчивается за 5-8 суток. Следовательно, загрузку дров в котел можно проводить всего раз в сутки. А если вы пользуетесь древесным углем, то «зарядка» котла осуществляется раз в неделю!
Возможность использовать в качестве топлива любой источник целлюлозы – от жмыха и соломы, до живой древесины с влажностью около 50 процентов. То есть о «сухости» дров можно уже не заботиться. Причем в топку некоторых моделей газогенераторных котлов можно отгружать даже метровые поленья, без предварительного измельчения (колки).
Отсутствие потребности в чистке и дымохода, и поддувала. Пиролиз утилизирует топливо практически без остатка, а продукт окисления олефинов – это обычный водяной пар.

Кроме того, необходимо отметить и возможность полностью автоматизировать процесс работы котла.

К отрицательной стороне практики использования газогенераторов на дровах относятся следующие факты:

Такой котел стоит очень дорого. Цена самого дешевого варианта «пиролизного» котла в два раза выше стоимости твердотопливного аналога. Поэтому самые рачительные хозяева предпочитают строить газогенератор на дровах своими руками.
Такой котел работает на электричестве, расходуемом на энергообеспечение систем надува воздуха в камеры сгорания. То есть, если нет электричества – нет и тепла. А обычная печь будет «работать» где угодно.
Котел генерирует стабильно высокую мощность. Причем снижение интенсивности нагрева спровоцирует сбой в работе всей системы – вместо горючих олефинов во вторичную камеру пойдет обычный деготь.

Но все недостатки «окупаются» обилием положительных характеристик и экономичной работой нагревательного прибора. Поэтому приобретение газогенератора, а тем более самостоятельное строительство такого «отопительного прибора» – это очень выгодное дело. И ниже по тексту мы опишем процесс создания дровяного газогенератора.

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:

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).
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.
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.
Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
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.

Принцип горизонтальной газификации – смесь горючих газов выходит через боковой патрубок генератора
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:

Устройство модели на дровах и схема

Данный вид котла растапливается точно по такому же принципу, как и обычный котел на твердом топливе. Дрова, пеллеты, брикеты, опилки и прочие виды топлива закладываются в нижнюю камеру, поджигаются, после чего открывается воздушная заслонка для создания тяги.

Устройство самодельного газогенераторного котла очень простое. Основу составляют 2 камеры, закрытые в один корпус. В нижней сгорает твердое топливо, в верхней – дровяной газ. При этом нагреваемый воздух постоянно циркулирует по воздуховодам — теплый поднимается вверх и выходит наружу, холодный подсасывается снаружи нагревается и также выходит. Этот процесс продолжается до той поры, пока в камере тлеет топливо.

Как сделать своими руками

На схеме, изображенной выше, видно, как функционирует котел, где и какие камеры расположены, поэтому прежде чем приступать к собственноручной сборке, необходимо разобраться с принципом работы готового котла, а также использовать чертеж котла, работающего на твердом топливе.

На видео вы можете посмотреть, как работает газогенераторный котел:

Основой котла (корпусом) служит любая металлическая бочка, подойдет даже использованный газовый баллон. Можно сделать такой цилиндр из листа стали 8-10 мм толщиной, для чего сварить его по окружности и приварить дно.
В верхней части цилиндра делаете камеру минимальным объемом 0,7 куб.м, куда в дальнейшем будет загружаться твердое топливо.

На самом верху цилиндра привариваете дополнительный круг стали, из которого будет происходить забор холодного воздуха (юбка).

Для очистки древесного газа от сторонних примесей используются кольца грубой очистки. Поддув его происходит через фурму.

Для охлаждения газа из юбки забирается холодный воздух. Он проходит по зигзагу труб, оснащенному несколькими металлическими кольцами, постепенно охлаждаясь.

Если используется для горения недостаточно сухое топливо, во время работы котла собирается конденсат. Его необходимо регулярно спускать, для чего используется подобный кран.

Газогенераторный котел – единственный в линейке отопительного оборудования, который позволяет использовать даже влажные – свежесрубленные – дрова. При контакте с холодным воздухом, поступающим из юбки, образуется слишком большое количество воды, которое необходимо постоянно спускать. Для этой цели используется т.н. сепаратор. Его изготавливают из трубы диаметром 3-5 мм, куда вставляют пластину с ребрами. Проходя по сепаратору, вода выводится из системы по ленте слива.

Для повышения мощности газогенераторного котла требуется сухой газ. Для этого достаточно закрыть кран слива конденсата и открыть кран на газовой трубе, которая расположена сразу за сепараторной трубкой. Когда газ поступает из небольшой трубы в большую, он распадается на газообразную и жидкую фракции, после чего переходит в камеру сгорания.

Для обогрева больших площадей рекомендуется устанавливать водяной контур. Можно даже сделать отдельную камеру в газогенераторном котле, где будет нагреваться с помощью поступающего горючего газа вода. За счет конвекции при нагреве происходит одновременное его охлаждение.

При выполнении обвязки котла рекомендуется использовать газ в качестве источника дополнительного горючего. Для этого достаточно подсоединить контур и открыть вентиль подачи газа в прибавочную зону.

Газогенераторы и отопление: основные мифы

О газогенераторных установках тиражируется немало мифов. В-основном, речь идет об их эффективности в составе автономной системы отопления. Рассмотрим популярные высказывания, которые можно встретить в Интернете.

Миф 1. «КПД газогенератора значительно выше, чем КПД твердотопливного котла, и достигает 95%».

Начнем с того, что данные виды оборудования используются для различных целей

газогенераторная установка вырабатывает горючий газ, и ее КПД – это соотношение реально получаемого продукта из определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%;
отопительный котел вырабатывает тепловую энергию, и его КПД — это соотношение реально получаемого тепла при сгорании определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%.

Таким образом, сопоставлять КПД газогенератора и отопительного котла в корне неверно. Кроме того, КПД самодельной газогенераторной установки редко превышает 80%, поэтому цифры в 90-95% можно считать мифом.

Сравнивать можно КПД пиролизного и обычного твердотопливного котла – в этом случае преимущество на стороне пиролизного, поскольку сжигание горючих газов во вторичной камере сгорания заметно повышает эффективность использования топлива.

Миф 2. «Газогенераторная установка успешно работает на сырых дровах».

Функционировать агрегат способен даже при использовании сырых дров, но его производительность при этом резко падает, поскольку значительная часть тепловой энергии тратится на испарение влаги, содержащейся в дровах. Снижение температуры в камере сгорания приводит к замедлению пиролиза, и негативно сказывается на реальной мощности установки.

Миф 3. «Газогенератор выгоднее использовать для отопления дома, нежели твердотопливный котел».

Конструкция газогенераторной установки сложнее, чем твердотопливного котла, в том числе пиролизного, кроме того, она занимает больше места, поскольку в ее состав входит контур охлаждения. Монтировать более сложный и дорогостоящий агрегат для того, чтобы сжигать полученный горючий газ, нет никакого смысла.

Пример самодельного газогенератора, установленного в багажнике автомобиля

Таким образом, газогенератор своими руками изготавливают в двух случаях – для установки на автомобиль и при необходимости иметь под рукой источник энергоносителя (горючего газа), тепловую энергию которого можно преобразовать в электрический ток.

Способ 2

При создании газогенератора для автомобиля основной упор делается не только на надежности и эффективности устройства, но и на его компактности.

За рубежом фильтр охлаждения, циклон и корпусная часть делаются из нержавейки, что позволяет использовать металл, имеющий вдвое меньшую толщину.

Естественно, такая конструкция получается много легче. В наших условиях для удешевления конструкции применяются старые пропанные баллоны или огнетушители.

Для изготовления наружной емкости часто используются баллоны для сжиженного пропана.

Изготовление внутренней части производится из ресивера грузовика, к примеру, КАМАЗа или ЗИЛа.

Особое внимание должно быть уделено колосниковой решетке — ее делают из тонкого металла, а патрубки — из обычных труб (главное — подобрать правильный диаметр)

Для изготовления крышки с крепежными элементами используется верхняя часть баллона. В крайнем случае, деталь можно выполнить из листовой стали.

Крышка уплотняется с помощью специального шнура, обработанного графитной пропиткой и выполненного из термостойкого асбеста.

Для изготовления грубого фильтра можно использовать старый огнетушитель или поступить еще проще — взять кусок трубы.

В нижней части должна быть сделана насадка в виде конуса, необходимая для отгрузки золы.

На верхней части торец должен плотно закрываться крышкой (как правило, она приваривается).

В саму крышку монтируется выходной патрубок, а с боковой части — еще один штуцер для подачи продуктов горения.

Выделяемые газогенератором газы имеют большую температуру, поэтому они требуют качественного охлаждения.

Этому есть две причины:

во-первых, раскаленные до большой температуры газы, отличаются минимальной плотностью, что делает процесс его сжигания в цилиндрах ДВС практически нереальным;
во-вторых, есть риск возникновения самопроизвольной вспышки в случае контакта газа с раскаленными элементами двигателя.

В процессе розжига важно обеспечить нормальное перемещение газа по тракту — эту работу берет на себя вентилятор. Уже после пуска мотора рабочий состав перемещается за счет разрежения, поэтому в вентиляторе нет необходимости

Уже после пуска мотора рабочий состав перемещается за счет разрежения, поэтому в вентиляторе нет необходимости.

В качестве охладителя можно использовать стандартные радиаторы отопления. Главное — правильно их расположить и обеспечить максимальный контакт с воздушными массами.

В ряде случаев допускается монтаж биметаллических радиаторов.

Газовое топливо перед подачей в мотор должно очищаться — это обеспечивается с помощью специальных фильтров.

Нельзя забывать о еще одном важном элементе — смесителе. С его помощью происходит регулирование объема подаваемой газовоздушной смеси

Настройка производится с помощью заслонки.

Виды газогенераторных установок

В зависимости от способа сгорания газа, на современных рынках представлено несколько вариантов газогенераторов. Каждый из них по-своему хорош и применяется в разных областях. Чтобы вам проще сделать выбор, мы предлагаем ознакомиться с каждым из них.

Разновидности газогенераторов:

Устройство с прямым способом генерации сжигает уголь и полукокс. Здесь забор газа происходит сверху агрегата, а кислород поступает сверху.
Агрегаты обратного процесса сжигают древесину и ее отходы. Кислород в таких изделиях поступает в камеру горения, а газ отдается снизу.
Приспособления поперечного способа получают кислород через фурмы внизу корпуса. Оттуда же, только с другой стороны отдается газ.

Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому они пользуются одинаковой популярностью. И выбираются в зависимости от типа топлива и площади помещения.

Нюансы работы и эксплуатации газогенераторов

Важно помнить, что вырабатываемый установкой газ, не имеет запаха и ядовит. Если при сваривании своими руками металлических деталей газогенератора будут допущены ошибки, то беды не избежать.

Для естественного притока воздуха в камере сгорания можно насверлить по окружности корпуса отверстий в 5 мм. Все монтажные работы и проверку работоспособности следует производить в хорошо проветриваемой мастерской либо на улице.

Растопка твердотопливного газогенератора не отличается от розжига дровяной печки. Внутрь накладывают дрова или иной вариант топлива, а затем их поджигают лучиной

После возгорания заслонку прикрывают, чтобы ограничить поступление кислорода в камеру горения. Чтобы генерирующая газ самоделка работала исправно, следует грамотно отрегулировать отвод получаемой газовой смеси и подачу кислорода.

Прежде чем начинать мастерить газогенератор следует произвести инженерные расчеты, в которых надо учесть площадь сгорания и тип топлива, а также требуемую выходную мощность и предполагаемый режим работы.

Особенности конструкции и принцип работы

Принцип работы этого агрегата держится на элементе Пельтье, благодаря которому возможно получить электроэнергию посредством температуры. Этот элемент имеет керамическое покрытие, которое представляет собой изолятор для электричества. Одна сторона изолятора имеет свойство отдавать тепло, а другая, наоборот, поглощать. Внутренняя конструкция состоит из 1 проводника меди, и двух полупроводников типов P и N.

На выходе этот генератор выдает 12 В напряжения. Конечно, использование генератора с такой отдачей вряд ли сможет обеспечить ряд приборов даже бытового предназначения, но применив инвертор или конвертор, можно получить электрогенератор, который на выходе даст 220В.

Принцип работы электрогенератора на дровах

Кроме этого устройства, существует и другая разновидность, это электростанция автоматизированного типа. Этот тип более производительный, в качестве топлива тоже используется твердое топливо, получая в результате электроэнергию.

Работа электрогенератора достаточно простая, для этого потребуется соблюдение всех правил:

Первое что нужно сделать, это заложить топливо в устройство и поджечь его. В результате горения происходит нагрев стенок печки и элемента Пельтье, который располагается на одной из стенок.
Та сторона, которая расположена на радиаторе, будет постепенно подвергаться охлаждению, благодаря более низким уличным температурам. Мощность устройства будет больше, если разница температур будет больше. Самая большая производительность устройства будет достигнута, в случае повышения показателя температур до 100 градусов.
Для охлаждения радиатора используют снег или воду. Как вариант можно перенести устройство на лед.
Необходимо помнить о максимальных значениях температур и не превышать этих значений, иначе элемент Пельтье может сгореть.

Как это работает

Для того, чтобы добыть природный газ, не обязательно искать месторождение и открывать скважину, можно воспользоваться пиролизным котлом. Это особый вид котельного оборудования, где топливо сгорает при минимальном доступе кислорода, распадаясь на древесный остаток (уголь) и горючий газ (пропилен и этилен).

Учитывая то, что одновременно с топливом происходит процесс сгорания пиролизных газов, эффективность котла увеличивается в 1,5-2 раза при одинаковом с обычным котлом расходе топлива.

Медленное сгорание топлива (дров, опилок, пеллет и т.д.) обеспечивает гораздо более длительный процесс горения (12 часов по сравнению с 3-4 часами в обычном).

На схеме видно, по какому принципу работает пиролизный котел и как идет процесс образования горючего (древесного) газа.

Являясь уже, по сути, газогенераторным оборудованием, такой котел выполняет ряд задач, а именно:

Производит низкомолекудярные олефины в результате сгорания дров и входящей в их состав целлюлозы.
Очищает олефины от всех сторонних примесей, в результате чего получается чистый горючий газ.
Охлаждает газы за счет уменьшения количества энергии при окончательном сгорании топлива.

Пиролизный котел всегда разделен на 2 камеры, в одной из которых сгорает основное топливо при минимальном доступе кислорода, во вторую поступают выработанные газы и при подкачке воздуха происходит их сгорание.

Подобная оптимизация процесса сгорания позволяет решить сразу 2 ключевых задачи – увеличение коэффициента полезного действия котла и возможность организовать водонагревательный котел за счет соединения с водяной рубашкой.

Процесс пиролиза обеспечивает полное сгорание топлива с максимальной отдачей тепла, что на выходе дает более 35% экономии расходов.

Газогенераторный котел на дровах вполне можно сделать и своими руками, но перед этим необходимо понять принцип его работы, устройство камер внутреннего сгорания и технику безопасности, чтобы исключить малейшие нарушения технологии.

Что такое печь Индигирка

Это яркий представитель универсальных многофункциональных печей-генераторов, предназначенных для бытового использования. Стандартная по характеристикам модель позволяет генерировать ток напряжением порядка 12 Вольт и с силовым потенциалом в 30 Ватт. При этом совокупная мощность может достигать 60 Ватт

Конечно, на фоне других электрогенераторов эти показатели не впечатляют, но важно учитывать, что параллельно с выработкой тока печь «Индигирка» осуществляет функцию отопления и дает пользователю возможность готовить на предусмотренных конфорках. Как показывает практика эксплуатации таких печей, они могут обслуживать несколько энергосберегающих ламп, заряжать аккумуляторы портативной техники и т

д. Полноценное использование ресурсов печи возможно уже через 15 мин после розжига дровяного наполнения в камере сгорания.

Как сделать котел длительного горения

Своими руками сделать его не проблема. Конструкция может быть разной, но суть одна — дрова должны не гореть синим пламенем, а тлеть. Для сооружения котла подойдет любой предмет, напоминающий бочку. Хотя можно сварить и кубическую печь, используя металлические листы и сварочный аппарат, работающий от сети переменного тока. Но для этого вы должны иметь навыки работы с электросваркой.

Итак, изготавливаем своими руками из металлической трубы котел длительного горения, который будет работать на дровах. Труба должна быть в диаметре не меньше 300 мм, а вот длина ее может быть разной, что зависит от мощности агрегата. Чем длиннее, тем мощнее, и тем больше дров можно будет заложить. Сама же мощность зависит от площади металлической поверхности, которая отдает тепло в помещение.

Чтобы котел принял обычную форму, необходимо выполнить ряд действий.

Последовательность операций

Печь длительного горения

Вырезаем из металлического листа толщиной не менее 4 мм три «блина» — 2 для дна и крышки котла, причем их диаметр должен совпадать с внешним диаметром трубы, и один для пресса диаметром чуть меньше.
В первую очередь привариваем дно котла. Затем сбоку делаем отверстие прямоугольной формы для камеры сгорания. На этом месте будет установлена дверца. Чуть ниже вырезаем небольшое прямоугольное отверстие, выполняющее функцию поддувала.
Теперь между поддувалом и окном камеры сгорания внутри трубы устанавливаем колосник. Это может быть любая решетка из металлической арматуры или проволоки. Колосник можно крепить сваркой или уложить на приваренные куски арматуры.
Теперь снизу ко дну с внешней стороны привариваем 3–4 ножки из трубы небольшого диаметра, например, из пятидесятки или сороковки. Далее переходим к изготовлению пресса. Для этого потребуется приготовленный маленький блин, труба диаметром 100 мм и несколько кусков швеллера для утяжеления конструкции.
Первым делом в металлическом круге вырезаем сквозное отверстие, затем к нему привариваем трубу прямо посередине блина. С другой стороны привариваем швеллера — их необходимо распределить равномерно, чтобы пресс давил на дрова по всей их площади. К примеру, крест-накрест 4 штуки по отверстию. Теперь готовый пресс вставляем сверху в котел, при этом он должен зайти спокойно.
Затем необходимо позаботиться о теплообменнике:
Трубчатый теплообменник можно установить внутрь котла, соорудив небольшую камеру над прессом. Труба будет в виде змеевика проходить по диаметру котла.
Можно установить теплообменник и в камеру сгорания — это оптимальный вариант. Огня здесь нет, а вся тепловая энергия достанется змеевику.
И третий вариант – накрутить трубу вокруг самого котла с внешней стороны. При этом придется позаботиться об утеплении и создании дополнительного кожуха из кирпича или оцинкованной стали.

Размеры элементов печи длительного горения
Под змеевик обязательно сбоку в котле делают отверстия для присоединения последнего к контурам обратки и подачи теплоносителя в системе отопления.

Во втором большом блине по центру делаем отверстие под трубу 100 мм. Это будет крышка котла длительного горения. Ее обычно приваривают к корпусу намертво. А вот через отверстие будет выходить та самая труба, которая является частью пресса. При закладке дров он будет подниматься за нее, открывая камеру сгорания. Закладку топлива лучше всего проводить вдвоем, где один поднимает пресс, а второй закладывает дрова в котел.
Что касается дымохода, то труба пресса может быть его частью. Правда, здесь придется переделать сам дымоход. Он должен быть разборным, чтобы в процессе загрузки топлива его можно было снять быстро и без проблем. А затем так же установить на место. Если выбирается прямоугольная конструкция, то дымоход может быть отдельно стоящим. Его обычно приваривают сбоку в верхней части агрегата.

Как видите, сделать из трубы своими руками дровяной котел длительного горения не так уж сложно. Вместо трубы можно использовать металлическую двухсотлитровую бочку, бидон и другие похожие емкости. Но если вы хотите, чтобы прибор работал долго, постарайтесь найти емкости с толщиной стенок не менее 4 мм. Такая толщина долго не прогорит несмотря на высокую температуру тления в котле.

Устройство и изготовление газогенератора

Рассмотрим подробнее устройство газогенератора. Помимо корпуса, внутри которого располагается основная часть элементов, конструкция включает

бункер (камера для загрузки топлива);
камеру сгорания (именно там происходит процесс тления древесины при высоких температурах и с минимальной подачей воздуха);
горловину камеры сгорания (здесь происходит крекинг смол);
воздухораспределительную коробку, оснащенную обратным клапаном;
фурмы (калибровочные отверстия, за счет которых распределительная коробка сообщается со средней частью камеры сгорания);
колосниковую решетку (служит опорой для тлеющего топлива);
загрузочные люки, оборудованные герметичными крышками (люки в верхней части требуются для загрузки топлива, в нижней – для очистки агрегата от накопившейся золы);
отводящий патрубок (по нему выходит горючий газ и попадает в приваренную трубу газопровода);
воздушный охладитель (в виде змеевика);
фильтры для очистки смеси газов от ненужных примесей.

Схема газогенератора может включать систему сушки топлива. Чтобы пиролиз шел эффективно, дрова должны быть сухими. Если часть газопровода будет проходить по кольцу вокруг камеры загрузки топлива (в промежутке между стенками этой камеры и корпуса), сырые дрова успеют подсохнуть до попадания в камеру сгорания. Это заметно увеличит КПД установки.

Корпус газогенератора из металлической бочки, сверху которой уголками и болтами крепится труба на уплотнитель, а изнутри на болтах крепится пропановый баллон

Перед тем, как сделать газогенератор, необходимо найти информацию о подходящей модели устройства и подробные чертежи с указанием размеров всех элементов.

Особое внимание уделяется выбору материалов для каждого из элементов конструкции. Газогенератор может иметь прямоугольную или цилиндрическую форму – корпус обычно сваривают из листового металла или используют металлическую бочку. Днище и крышка должны быть выполнены из стального листа толщиной от 5 мм.

Бункер, который крепится болтами внутри корпуса, должен быть выполнен из низкоуглеродистой стали. Камера сгорания – из жаропрочной стали, можно использовать пустой баллон из-под сжиженного пропана.

Газовый баллон устанавливается внутрь бочки и крептся болтами к её верху

Обратите внимание! Собираясь разрезать пустой газовый баллон, сначала наполните его доверху водой – это исключит риск взрыва паров газа при попадании искры.

Крышку бункера следует оборудовать надежным уплотнителем из жаропрочного материала (асбестовый шнур с графитовой смазкой). Между горловиной камеры сгорания и корпусом прокладывают огнеупорный изолятор (асбестовый шнур или аналогичный по свойствам материал). Металлическую решетку колосников удобнее сделать съемной, из арматурных прутьев, чтобы было удобнее очищать камеру сгорания.

На болты крептся труба сверху бочки

Воздухораспределительная коробка с обратным клапаном на выходе устанавливается вне корпуса, перед ней можно смонтировать вентилятор, нагнетающий воздух, для повышения КПД агрегата при работе на свежесрубленных дровах.

Нагнетающий вентилятор, помогающий повысить КПД

В качестве змеевика воздушного охлаждения некоторые умельцы приспосабливают стальной или биметаллический радиатор. Смеситель, проходя через который очищенный горючий газ смешивается с воздухом, оснащается вентилятором.

Выбирая материалы для стационарной установки, предназначенной для выработки электроэнергии для домашних нужд, упор делается на надежность и доступность. Если требуется изготовить газогенератор для автомобиля, предпочтение стоит отдать нержавеющей стали – это сделает агрегат более легким и компактным. Но использование нержавейки заметно удорожает конструкцию.

Вывод

Компактный газовый генератор на дровах пригоден для установки на грузовом или легковом автомобиле. Агрегат для локальной электростанции можно установить в подвале дома, в хозяйственной постройке или при необходимости устанавливать на улице либо под навесом (когда требуется обеспечить электроэнергией какое-либо стационарное электрооборудование).

Принципиальный вопрос – правильная работа газового генератора. Чтобы агрегат функционировал с высоким КПД, необходимо тщательно отрегулировать уровень подачи воздуха (с учетом влажности топлива), интенсивность отвода газов и т.д. Изготавливать газогенератор желательно по профессиональным чертежам, с соблюдением всех размеров и пропорций.

Видео по теме:

Принцип работы оборудования

Основу любой электростанции формирует силовая начинка, которая в данном случае представлена двигателем внутреннего сгорания. В качестве источника энергии выступает дровяное топливо, при сгорании которого и генерируется электричество. Процесс работы сопровождается трансляцией крутящего момента на роторную установку. Вращение ротора и влечет выработку тока, который в дальнейшем может использоваться по-разному, в зависимости от запросов потребителей и силового потенциала самой станции, работающей на дровах. Электрогенератор, к примеру, может снабжаться розетками для подключения другого оборудования или небольших приборов. Некоторые модификации представляют собой комбинированные станции-печи, которые за счет электричества обеспечивают и функцию отопления. При этом надо понимать, что дровяные генераторы существенно проигрывают дизельным и даже бензиновым в показателях мощности, но для бытовых нужд такой выбор может быть оптимальным.

Преимущества и недостатки газогенераторных установок

В список преимуществ агрегатов данного типа можно включить

достаточно высокий КПД (75-80%) при условии работы на сухом топливе;
длительность процесса горения (нет необходимости постоянно подкладывать дрова в топку, на одной закладке установка способна работать около суток);
топливо сгорает почти полностью, образуя минимум золы и шлаков, то есть, очищать газоход и зольник приходится относительно редко;
выбросы в атмосферу минимальны, поэтому люди, ратующие за бережное отношение к экологии, призывают использовать дровяные газогенераторы взамен бензина или солярки.

К недостаткам относят

энергозависимость агрегата, если в конструкции предусмотрен электрический вентилятор;
снижение мощности работы установки на 50% приводит к нестабильности горения, из-за чего начинает выделяться деготь, который загрязняет газоход;
покупка готовой установки экономически не выгодна – если есть цель сэкономить, требуется монтировать газовый генератор, работающий на дровах, самостоятельно из подручных материалов.