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

Изготовление газогенератора своими руками

Можно составить схему газогенератора самостоятельно, изучив принцип его работы, либо использовать в качестве основы чертеж готового котла и собрать его аналог. Умельцы самостоятельно собирают даже газогенераторы, предназначенные для выработки электроэнергии на дровах.

Для изготовления газогенератора на дровах для мотоцикла своими руками потребуются:

• 100-литровая металлическая бочка;
• толстостенная труба диаметром 160 мм;
• фильтры для тонкой и грубой очистки;
• чайник из нержавейки;
• диск от косилки;
• шестигранник;
• низкотемпературная батарея;
• труба со сгоном;
• огнетушитель;
• металлический бидон;
• ресивер.

Схема газогенераторной установки для изготовления своими руками

В трубе просверливаются отверстия для установки фурм. В диске от роторной косилки изготавливается отверстие под диаметр трубы. Диск и труба свариваются между собой. Сверху приваривают бидон, а также патрубки для подачи воздуха и отвода газа.

Огнетушитель нужен для изготовления очистителя центробежного типа. К нему приваривают два патрубка – сверху и сбоку, а сам огнетушитель – к бочке, у которой отсутствует крышка и дно. В бочке, в нижней части, вырезается отверстие для сбора золы и закрывается резьбовой пробкой.

Сварная конструкция из трубы и бидона устанавливается в бочку. Предварительно к диску приваривают опоры и на цепях, снизу, подвешивают зольник, изготовленный из чайника. На бидон устанавливают крышку от бочки с предварительно вырезанным в ней отверстием.

Из низкотемпературной батареи сооружают охладитель и соединяют его с готовой конструкцией с помощью фланцев. Обязательно делают отверстие для слива конденсата.

Фильтр изготавливают из двух металлических ведер из-под краски. Их ставят друг на друга и сваривают. В дне проделывают отверстия. Верхнее наполняют минеральной ватой, а нижнее – керамзитом.

Вентилятор для розжига можно сделать из печки трактора. Его устанавливают в передней зоне мотоциклетной коляски с подрамником и подключают к системе с помощью полимерных труб. В качестве регуляторов поступления газа монтируют два шаровых крана: один – к вентилятору розжига, другой – к смесителю. Смеситель располагают перед карбюратором и подключают к распределителю. Под карбюратором сооружают коллектор из стальных труб.

Бункер для твердого топлива закрепляют внутри корпуса или отводят для этой цели часть корпуса газгена, отделив ее с помощью металлических листов.

К нижней части бочки стоит приварить ножки, которые будут обеспечивать устойчивость конструкции.

Что собой представляет газогенератор на дровах

Газогенератор имеет довольно простую конструкцию, так как все процессы, идущие в нем, основаны на пиролизном горении дров. То есть, идея газогенераторов базируется на пиролизных котлах, где дерево сгорает в недостатке воздуха, выделяя при этом большое количество различных газов. Далее будет приведена информация о строении этого приспособления.

• Корпус. Его обычно изготавливают из листовой стали. Все элементы соединяются сваркой. Вообще корпус может иметь как цилиндрическую, так и прямоугольную форму хотя форма цилиндра является более распространенной, да и смотрится эстетично. В нижней части сваривают ножки, на которых конструкция будет стоять.
• Бункер. Его также изготавливают из листовой стали с малым содержанием углерода. Как и корпус, бункер также может иметь форму цилиндра или прямоугольника. Он вносится внутрь корпуса, и крепится к стенкам корпуса с помощью болтов. Также должна быть крышка, закрывающая отверстие сверху, которое ведет в бункер. В качестве уплотнителя используют асбест или какой-нибудь другой материал.
• Камера сгорания. Она располагается внизу, и изготавливается обычно из стали с повышенным содержанием хрома. Здесь происходит горение твердого топлива в условиях недостаточного воздухоснабжения. Между внутренними стенками корпуса и камерой сгорания имеются асбестовые шнуры. На боковых стенках камеры сгорания находятся несколько отверстий, или как их еще называют, фурмы для подачи воздуха, через которые воздух подается в камеру сгорания. Эти фурмы соединяются с воздухораспределительной емкостью, которая сообщается с атмосферой. Когда воздух выходит из этой емкости, он преодолевает обратный клапан. Функция этого клапана заключается в том, чтобы заблокировать выход образовавшегося при горении дров газа наружу.
• Колосниковая решетка находится в нижней части устройства. Ее функция заключается в поддержании раскаленного топлива. Также через многочисленные отверстия этой решетки зола, образовавшаяся в ходе горения топлива, попадает в зольник.
• Загрузочные люки. В конструкции бытовых газогенераторов имеются три таких люка. Первый находится сверху, ее крышка откидываются горизонтально. В качестве герметизации при закрытии и уплотнения используются асбестовые шнуры. В современных моделях в зоне крепления люка можно найти специальную пружину-амортизатор, который автоматически приходит в действие, если внутри устройства давление превысило определенную норму. Под действием этой пружины люк опрокидывается. Сбоку конструкции имеются еще два загрузочных люка. Первый из них расположен на уровне зоны восстановления. Этот люк используется для загрузки топлива в эту зону. Нижний люк располагается на нижнем конце устройства, на уровне зольника. Он применяется для ее очистки. Газ, образовавшийся в ходе горения твердого топлива, выводится из верхней части конструкции. Для этого там имеется специальный патрубок для вывода газа.

Далее будут рассмотрены процессы, в ходе которых из древесины выделяются горючие газы. В целом, всю конструкцию можно разделить на несколько зон:

• Зона подсушки. Она находится в верхней части конструкции, сразу же под загрузочным люком. Здесь топливо быстро сушится благодаря тому, что температура в этой зоне достигает порядка 190 градусов по Цельсию.
• Зона сухой перегонки. Она расположена ниже зоны сушки. Иссушенное топливо здесь подвергается обугливанию благодаря тому, что температура достигает до 500 градусов. В ходе этих процессов из топлива удаляются смолы и некоторые кислоты органического происхождения.
• Зона горения. Находится в нижней части. Топливо попадает сюда и сгорает при температуре в 1200 градусов. Через специальные фурмы подается воздух. В ходе горения выделяются угарный и углекислый газы.
• Зона восстановления. Газы, выделившиеся в ходе горения топлива, поднимаются вверх, и достигают зоны восстановления. Сюда через специальный люк загружают уголь, который держится на колоснике. Угарный и углекислый газы реагируют с углем. Когда во взаимодействие вступают углекислый газ и уголь, то в ходе реакции образуется угарный газ. Но в угле имеется вода, которая также проявляет активность по отношению к газам. В результате всех этих реакций образуются угарный газ, углекислый газ, водород, метан, некоторые летучие непредельные углеводородные соединения, азот. Эта смесь газов очищается от всех примесей, затем смешивается с воздухом. Это и есть конечный результат. Полученная смесь газов может применяться для бытовых нужд.

Преимущества и недостатки системы

Генераторы газа чрезвычайно просты в использовании. Если агрегат построен правильно, с соблюдением всех требований безопасности, загружать топливо можно очень редко. Например, дрова можно загружать в камеру только один раз в день, а если в качестве топлива используется уголь, достаточно одного раза в неделю.Промышленные модели деревянных газогенераторов для бытового использования чрезвычайно доступны и безопасны, но стоимость такого устройства обычно очень высока

Скорее это относится к промышленным устройствам. Конечно, за работой самодельного газогенератора нужно внимательно следить. Температура горячего газа может быть очень высокой, а также значительно возрастает риск возгорания.

Дерево – удобный материал. Дрова, щепа, прессованные опилки и любые отходы деревообрабатывающей промышленности и материалы, содержащие целлюлозу, могут подаваться в загрузочную камеру газогенератора. Сухой легкий уголь отлично подходит в качестве топлива

Если размеры бункера позволяют, можно загружать дрова даже без предварительной колки целиком.Практически все целлюлозосодержащие материалы подходят для сжигания в газогенераторе, но важно не забывать о приемлемом уровне влажности такого топлива, чтобы повысить КПД устройства

Продукт, полученный в результате сгорания, горючий газ, можно использовать для решения различных задач: для обогрева дома, для работы двигателя внутреннего сгорания автомобиля, даже для выработки электроэнергии. Но стоит помнить о «минусах» этого полезного устройства.

Начнем с того, что промышленный образец газогенератора – надежный, безопасный и доступный – стоит довольно дорого. Такой агрегат может позволить себе далеко не каждый владелец дачи или коттеджа. Но создание самодельного газогенератора даже из подручных материалов может вывести кругленькую сумму.

Не всегда можно использовать для этого подручные материалы. Все части устройства должны быть очень прочными и выдерживать высокие температуры. Без сомнения, вам понадобится сварочный аппарат и навыки работы с ним. Металл нужно будет разрезать и запечь.Топливо для газификатора древесины должно иметь такой размер и конфигурацию, чтобы оно могло свободно перемещаться вдоль бункера в направлении камеры сгорания

При расчете, сколько будет стоить самодельный газогенератор на опилках, следует также учитывать расходные материалы. Для создания мангала вам понадобится чугун; вам может потребоваться найти или приобрести специальную пружину, чтобы сделать крышку.

Также необходимы термостойкие прокладки для люков, для соединения отдельных элементов устройства и т.д. Перед тем как сделать газогенератор, нужно все тщательно просчитать.

Еще одна статья расходов на газогенератор – это электричество, необходимое для нагнетания воздуха в камеру сгорания. Если по каким-то причинам отключат электричество, газогенератор не сможет работать.

Такая ситуация недопустима, так как снижение температуры горения может привести к загрязнению устройства гудроном. В результате вам придется остановить процесс, очистить газогенератор, а затем перезапустить его.

Хотя кажется, что в газогенератор можно загрузить практически любое топливо, все же следует помнить, что оно должно постепенно, по мере сгорания, спускаться в бункер. Поэтому дрова для генератора нужно готовить, разрезая его на более-менее равные элементы.

Устройство газогенератора, работающего на дровах

изготавливаются из листовой стали

Важными составными частями конструкции газогенератора является бункер. Его используют для загрузки топлива внутрь установки. Он имеет цилиндрическую форму и изготавливается с использованием малоуглеродистой стали. Бункер устанавливается внутри корпуса газогенератора и надежно закреплен болтами. На кромках крышки люка, который ведет в бункер, имеется асбестовый уплотнитель или обычная прокладка.

Еще одна важная составная часть газогенератора – камера сгорания. Она располагается в нижней части бункера. При ее изготовлении чаще всего применяется жаропрочная сталь. Иногда для отделки внутренней поверхности этой камеры используется керамика. Именно в этой камере происходит сгорание твердого топлива.

Процесс крекинга смолы происходит в нижней части. Для этого там установлена горловина, выполненная из хромистой стали, которая обладает высокими жаропрочными свойствами. Прокладка располагается между корпусом газогенератора и его горловиной. В качестве прокладки обычно используется асбестовый шнур.

Фурмы, посредством которых обеспечивается подача воздуха в этих установках, располагаются в камере сгорания в её средней части. По своему виду это отверстия определенного калибра. Они имеют соединение с воздухораспределительной коробкой, которая связана с атмосферой. Жаропрочная сталь выступает материалом для изготовления фурм и распределительной коробки.

Обратный клапан присутствует на выходе воздухораспределительной коробки. Благодаря ему предотвращается выход горючего газа из газогенератора. Для повышения мощности агрегата перед этой коробкой устанавливается вентилятор. Благодаря ему также обеспечивается возможность для использования топлива высокой влажности. Работающий вентилятор обеспечивает нагнетание воздуха внутрь корпуса.

Колосниковая решетка используется для поддержания раскаленных углей. Если говорить о месте ее расположения, то в установке она находится в нижней части генератора. Прогоревшие угли, превратившиеся в золу, легко проникают через отверстия решетки в зольник. Чтобы имелась возможность для очищения колосниковой решетки от шлака, средняя часть сделана подвижной. Для поворота чугунных колосников предусмотрен специальный рычаг.

В составе корпуса газогенератора присутствуют и загрузочные люки, которые оснащены крышками, закрывающимися достаточно герметично. Верхний люк имеет уплотнение асбестовым шнуром. На креплении крышки присутствует специальный амортизатор. Он представляет собой рессору, которая приподнимает крышку при избыточном давлении внутри камеры. Два загрузочных люка располагаются и с боковой части корпуса.

• Первый находится вверху. Основное его предназначение заключается в добавлении при использовании агрегата топлива в зону восстановления;
• Местом расположения второго является нижняя часть корпуса, а используется он главным образом для удаления золы.

В зоне восстановления производится отбор газа. Он осуществляется через патрубок. К нему методом сварки присоединены трубы газопровода. Совсем необязательно только что произведенный газ, находящийся в горячем состоянии, выводить за пределы корпуса. Он может использоваться для подогрева или просушивания топлива в том случае, если используется твердое топливо высокой влажности. Для этого его подают в камеру загрузки. Чтобы он поступал туда, необходимо провести отводящий газопровод по кольцевой вокруг камеры, между корпусом установки и бункером.

Фильтр тонкой очистки находится за корпусом газогенератора. Своим видом он представляет несколько труб, которые заполнены фильтрующими элементами. Прежде чем попасть в этот фильтр, газ проходит через охладитель. Когда же он очищен, газ поступает в смеситель, где производится его смешивание с воздухом. И только потом смесь поступает в ДВС.

Когда в камере сгорания происходит процесс сгорания топлива, то оно окисляется воздухом, который поступает через фурмы камер из воздуха в распределительной коробке. Образовавшийся горючий газ движется в фильтр грубой очистки, где производится его очистка и последующее охлаждение. А потом он поступает в фильтр тонкой очистки, после чего попадает в смеситель. Из смесителя образовавшаяся смесь поступает в ДВС.

Плюсы газгена

• КПД подобных котлов меняется в переделах 78-96%;
• Одна закладка на дровах горит до 12 часов. С верхним горением время становится больше до 1 суток. Угол горит более 1 недели;
• Топливный материал горит полностью. Благодаря этому газоход прочищают не больше 1 раза в течении месяца;
• Можно настроить автоматизированную работу;
• В воздух проникает самое меньшее количество вредных элементов;
• В денежном плане эти приспособления самые экономные;
• В качестве настоящего источника топлива лучше всего использовать подсушенную до 50% древесину;
• Не запрещаеться использование не колотых головешек, достигающих по длине 1 м;
• В котлах разрешена утилизация полимерных материалов;
• Устройство обладает прекрасной безопасностью.

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

Преимущества и недостатки

Наряду с такими достоинствами газогенераторов, как независимость и продуктивность, отмечают ряд других, не менее значимых, преимуществ газогенерирующих установок:

• автономность – газовый генератор на твердом топливе спасает положение в тех случаях, когда отсутствует линия электроснабжения, затруднен подвоз газа в баллонах, нет возможности прокладки магистрального газопровода. Полученный горючий газ применяется для обеспечения работы электростанций и насосных установок, направляется на бытовые нужды, отопление жилых зданий, промышленных объектов;
• высокий уровень производительности – КПД газогенераторных установок на твердом топливе составляет 80-95%. К примеру, КПД обычных ТТ котлов не превышает отметку 60%;
• высокое октановое число – показатель варьируется в пределах значений 110-140;
• регулируемость процесса горения – в зависимости от модели устройства газификации одной закладки дров хватит для эффективной работы установки в течение 8-12 часов. В газгенах на дровах с верхним типом горения этот параметр варьируется до 25 часов. В случае с агрегатом газификации на угольном топливе одной закладки достаточно для обеспечения бесперебойной работы до 5-8 дней;
• возможность автоматизации работы установки – автоматизированный газогенератор способен работать без участия человека, процесс можно контролировать удаленно;
• экологичность – топливо сгорает полностью, коэффициент выброса вредных веществ в воздух определяется в минимальных значениях;
• высокий уровень безопасности прибора – это обеспечивается работой автоматики, также безопасность устройства обуславливается качеством материалов;
• несложность обслуживания и ухода – отсутствует необходимость в частых закладках топлива, чистка зольника и газохода проводится реже из-за особенностей работы генератора газа;
• нетребовательность к качеству топливных ресурсов – в зависимости от модели допускается использование дров 50% влажности, отдельные модели газгенов способны работать на свежесрубленной древесине. В агрегат можно загрузить дрова длиной 1 м и больше.

Помимо использования различных видов древесины и отходов деревообработки, в генераторах газа допускается утилизация пластмассы, резиновых изделий и других полимеров.

Недостатки генераторов газификации:

• дороговизна – цены на газген почти в 2 раза превышают стоимость твердотопливных механизмов;
• энергозависимость – не все модели газовых генераторов работают автономно. Так, для подсоса воздуха требуется установка электрического вентилятора;
• требовательность к рабочему процессу – при продолжительном использовании устройства на мощности ниже 50% работа сопровождается эффектом нестабильного горения, одним из последствий которого может стать накапливание в дымоходе дегтевого осадка.

Кроме этого, если температура обратки в системе опускается ниже отметки 60°C, в газоходе выпадает конденсат.

Как сделать авто на дровах своими руками

Если вы хотите попробовать перевести свою машину на дрова, на вашем пути встанет множество препятствий. Конструируя газогенераторную установку, вам надо будет сделать ее одновременно небольшой, довольно легкой и в тоже время высокоэффективной. Если позволяют финансы, наилучшим решением будет пойти по пути умельцев из-за рубежа и использовать нержавеющую сталь для корпуса самого газогенератора, фильтра и охладителя.

Это даст вам заметный выигрыш в массе всей конструкции, причем без потери прочности. Однако нержавейка обойдется вам в копеечку, и поэтому отечественные мастера часто заменяют ее обычной сталью.

На изображении внизу приведена схема самой совершенной автомобильной газогенераторной установки, которой оснащались серийные автомобили (речь идет о грузовике «УралЗИС-352″, выпускавшимся в 1950-х гг.). Именно на ее конструкцию лучше всего ориентироваться при сборке своего газогенератора:

Для начала надо будет сделать наружную емкость – для этой цели прекрасно подойдет прочная железная бочка или завальцованный и заваренный лист металла толщиной не менее 1 мм, для внутренней же сгодится газовый баллон (для пропана) или ресивер от грузовика (КамАЗа, например). Не забудьте прорезать в корпусе дверцу для доступа к зольнику, иначе вы не сможете его чистить. Внизу камеры сгорания следует расположить горловину – там будут осаждаться смолы. Колосниковую решетку легко сделать из прочной арматуры, а для патрубков придется подыскать трубы подходящего размера и диаметра. Из листа металла толщиной 5 мм получатся отличная крышка и днище. В качестве уплотнителя используйте асбестовый шнур (не забудьте нанести на него пропитку в виде графитной смазки).

На фильтр грубой очистки можно пустить отслуживший свое огнетушитель. В нижней части он оснащается насадкой в форме конуса со штуцером, а сверху вваривается патрубок, через который будет выходить очищенный газ. Сбоку, в корпус, врезается еще один штуцер для подачи продуктов горения. Общая схема циклона приведена ниже:

Так как смесь газов обладает слишком высокой температурой, в ДВС ее использовать нельзя. Поэтому газы необходимо охладить. В качестве охладителя можно использовать как обыкновенную «гармошку», применяющуюся в системах отопления, так и более продвинутый биметаллический радиатор, разместив его так, чтобы он хорошо обдувался набегающим потоком воздуха.

После охладителя газы нужно очистить еще раз с помощью фильтра тонкой очистки. Тут тоже подойдет корпус от старого огнетушителя, а вот фильтрующий элемент выбирайте на свое усмотрение .  Узлы и агрегаты следует объединить согласно данной схеме:

Кроме того, вам понадобится еще 2 детали. Первая из них – это смеситель, с помощью которого вы будете регулировать топливно-воздушную смесь для ДВС. Вторая – вентилятор с реле, необходимый для нагнетания газа во время розжига (после запуска мотора в системе появляется разряжение, и вентилятор на этом этапе должен отключаться). Кстати говоря, вентилятор устанавливается в воздухораспределительной коробке, оснащенной обратным клапаном. Коробка не является частью газогенератора, а устанавливается отдельно.

Выводы и рекомендации

Хотя идея перевести машину с бензина на дрова и кажется весьма привлекательной, равноценной замены не получится. При всех достоинствах газогенератора, двигатель, работающий на смеси горючих газов, просто неспособен развивать мощность, сравнимую с мотором на жидком топливе. Как следствие, динамика оставляет желать лучшего (даже 70-80 км/ч- скорость практически недостижимая). Другое дело, если газогенераторная установка создается с целью отопления жилья в негазифицированных населенных пунктах

В данном случае это весьма неплохой вариант, на который определенно стоит обратить внимание