Как сделать газогенератор своими руками: особенности изготовления самодельного устройства

Механизм и принцип работы газогенератора на дровах

С виду газогенератор кажется высокотехнологическим устройством, начиненным разнообразными сопутствующими устройствами. Однако, понимая физико-химические процессы, происходящие внутри, домашний мастер приходит к выводу, что собрать подобную конструкцию своими руками, несложно. Дровяной котел состоит из следующих комплектующих:

1. Корпус из жаропрочной стали.
2. Камера для загрузки дров и сгорания под действием высоких температур. Она оснащается колосниками и загрузочными люками – для топлива и удаления золы. Котел на опилках требует сетки из стали.
3. Распределительная коробка для воздуха с обратным клапаном, сообщающаяся посредством отверстий с камерами, где происходит основной процесс.
4. Патрубок для вывода сгенерированных газов в соответствующую разводку.
5. Охладители и фильтры. Получившийся продукт на выходе очищается от примесей, кислот и смол.

Комплектующие несложны в понимании и при навыках сварного дела газогенераторы на дровах своими руками изготавливаются быстро. КПД у кустарной установки не хуже чем у заводского агрегата.

Принцип работы и устройство: выработка электроэнергии  и  другие варианты

• Обеспечиваются особые условия для поддержания горения. Это минимальный процент кислорода, при котором «бушующее пламя» исключено – топливо тлеет, а температура создана чрезвычайно высокая – от 1100⁰С.
• В результате горения образуется концентрат горючего газа, который нельзя использовать сразу без охлаждения, иначе произойдет взрыв из-за притока большого количества кислорода и высокой температуры. Охладителем выступает патрубок, ведущий в газосборник.

Способ №3 — Самодельные станции

Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.

Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.

Далее рассмотрим, как можно сделать устройство самостоятельно.

Рекомендуем: Градирни открытого и закрытого типов: их конструкция, режимы работы, фото

На основе термоэлектрогенератора.

Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.

Для изготовления потребуется:

• Металлический корпус, который будет играть роль печи;
• Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
• Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
• Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).

Изготовление электростанции — очень простое:

1. Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
2. На заднюю стенку монтируем пластину;
3. Сверху на пластину монтируем кулер;
4. К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Что такое умные розетки, их виды, устройство и принцип работы

Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.

Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).

На основе газогенератора.

Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.

Для его изготовления потребуется:

• Цилиндрическая емкость (к примеру, разобранный газовый баллон). Она будет играть роль печки, поэтому следует предусмотреть люки для загрузки топлива и очистки твердых продуктов горения, а также подвод воздуха (потребуется вентилятор для принудительной подачи, чтобы обеспечить более лучший процесс горения) и вывод для газа;
• Радиатор охлаждения (может быть изготовлен в виде змеевика), в котором газ будет охлаждаться;
• Емкость для создания фильтра типа «Циклон»;
• Емкость для создания фильтра тонкой очистки газа;
• Бензиновая генераторная установка (но можно просто взять любой бензиновый мотор, а также обычный асинхронный электродвигатель 220 В).

После этого все необходимо соединить в единую конструкцию. От котла газ должен поступать на радиатор охлаждения, а после на «Циклон» и фильтр тонкой очистки. И только после этого полученный газ подается на двигатель.

Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.

К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.

Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.

А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).

Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.

Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.

В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.

Ценная информация о газогенераторах

Иногда ожидания владельцев частных домов, задумывающихся о покупке или строительстве автономного газогенератора, оказываются слишком радужными по сравнению с реальной ситуацией.

Считается, что КПД газогенератора, составляющий около 95%, значительно превышает КПД обычного напольного газового котла, который достигает 60-70%. Эти числа в целом верны, но сравнивать их некорректно.

Первый показатель отражает эффективность производства горючего газа, а второй – количество тепла, полученного при работе котла. В обоих случаях дерево горит, но результат этого процесса качественно разный. Если в будущем горючий газ, полученный при пиролизе сжигания древесины, будет использоваться для обогрева дома, такое сравнение можно будет провести.

Также стоит помнить, что самодельные газовые генераторы хоть и могут работать с высоким КПД, но редко бывают такими эффективными, как промышленные модели. Этот момент также следует учитывать при проектировании агрегата, а также при расчете стоимости проекта и его ожидаемой эффективности.

Если необходимость создания газогенератора обусловлена ​​только желанием улучшить систему отопления дома, то вам стоит обратить внимание на аналогичное устройство – пиролизный котел, который работает по очень похожим принципам. Его главное отличие от газогенератора заключается в том, что образующийся газ сразу же сжигается, а полученная энергия используется для нагрева теплоносителя в системе отопления дома

В таком устройстве монтируется дополнительная камера сгорания, в которой необходимо организовать отдельную подачу воздуха. Если вам нужно отапливать дом газогенератором, вам также потребуется выбрать конвектор для отопления. Это увеличит стоимость модернизации или оснащения обогревателя. Нужно ли рассчитывать, стоит ли оно того в таком случае?

Важным моментом является правильное обслуживание газогенератора в процессе его эксплуатации. В рекламе утверждается, что это универсальное устройство, сжигающее все, от опилок до свежесрубленной древесины.

Но в рекламе ничего не говорится о том, что при погрузке влажного сырья количество производимого топливного газа может быть уменьшено на 25% и более.

По мнению специалистов, древесный уголь – оптимальное топливо для газогенератора. При его горении на испарение влаги расходуется минимальное количество энергии, что позволяет ускорить процессы пиролиза.

Автовладельцы могут рассчитывать на газовый генератор не только для обогрева, но и для работы своего автомобиля. Фактически, в Европе несколько автомобилистов успешно адаптировали свой транспорт для работы с деревом. Но чаще всего это компактные и прочные устройства из тонкой и прочной нержавеющей стали.

Стоимость таких агрегатов, даже сделанных самостоятельно, отнюдь не мала. В российских реалиях автомобильные газогенераторы изготавливаются из подручных средств и устанавливаются на грузовые автомобили.

Эффект от их работы низкий, обычно наличие такого агрегата сопровождается такими явлениями, как длительное зажигание, необходимость постоянной работы двигателя на высоких или средних оборотах, что способствует его быстрому износу.

Интересным вариантом использования газогенератора в частных домах является использование топливного газа для бытовой электростанции. Такая конструкция реализована с помощью дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Типы газогенераторов

В настоящий момент различают три типа этих установок:

• прямого процесса газогенерации;
• обратного;
• горизонтального.

Газогенераторы прямого процесса

Главной особенностью этого оборудования является то, что они могут работать на таких видах топлива, как полукокс и антрацит. Это топливо является небитуминозным. В плане конструкции агрегаты этого типа отличаются тем, что поступление воздуха в колосниковую решетку происходит с нижней части, а в верхней части осуществляется забор газа. Также необходимо отметить, что влага из топлива в таких установках не попадает в зону горения, поэтому она подводится туда специально. Мощность установки повышается при обогащении производимого газа водородом из воды.

Газогенераторы обратного процесса

Эти аппараты могут использовать в качестве топлива:

• дрова;
• древесный уголь;
• отходы деревообработки.

У них тоже имеются свои отличия конструкции. Одним из главных является то, что в среднюю часть установки зону горения попадает воздух. Ниже этой зоны осуществляется забор газа. В большинстве таких установок отобранный газ используется для задач обогрева находящегося в бункере топлива.

Газогенераторы горизонтального процесса

Подобные установки также имеют свои отличия. В них воздух подводится сбоку, в нижнюю часть корпуса. Причем отметим, что его подача через фурмы происходит с высокой скоростью. Напротив фурмы присутствует газоотводная решетка, через которую производится отбор газа. Очень небольшой является активная зона газификация в установках этого типа. Она сосредоточена между концом фурмы и газоотводной решеткой. Такие агрегаты отличаются небольшим временем пуска, а также легкостью приспособления при смене режимов работы.

Варианты изготовления своими руками

Решая, как сделать био газогенератор своими руками, первым делом выбирают конструкцию. Для этого стоит использовать схемы заводских или самодельных агрегатов. Имея готовые чертежи, несложно изготовить газген для отопления или же газогенератор для копчения своими руками.

Инструменты и материалы

Для самостоятельного изготовления газогенератора необходимо подготовить следующие инструменты:

• сварочный аппарат;
• болгарку;
• дрель;
• набор ручных инструментов;
• крепежные детали.

Изготовление вертикального газогенератора

В устройстве вертикального процесса горения вырабатываемый газ поднимается вертикально вверх и направляется по трубе для фильтрации и охлаждения. Порядок действий:

1. В качестве корпуса можно использовать готовую металлическую бочку или же из листовой стали толщиной 8-10 мм и уголка создать конструкцию требуемой конфигурации.
2. Бункер делают из аналогичного материала и фиксируют внутри корпуса.
3. Камеру сгорания изготавливают на основе пустого газового баллона.
4. Горловину камеры сгорания оснащают жаропрочными прокладками из силикона или силикатов.
5. Далее оборудуется воздухораспределительная коробка, рядом монтируют обратный клапан. Между воздухораспределительным узлом и камерой выполняют фурмы.
6. Для создания узла фильтрации газа используют корпус старого огнетушителя.
7. Для охлаждения газа после грубой очистки устанавливают обычный радиатор, при желании делают специальный змеевик.
8. Чтобы отводить конденсат, применяют сеператор. Для этого в трубу d3-5 мм вставляют ребристую пластину и фиксируют к точке подачи холодного воздуха, нижняя часть оснащается краном слива конденсата.
9. Колосниковую решетку изготавливают из жаропрочной арматуры, но лучше использовать готовый чугунный колосник подходящего размера.
10. Устанавливают дверцы из жаропрочных основ с герметичными уплотнителями.

Изготовление вертикального газогенератора

Необходимо помнить, что герметичность – одно из важных условий корректной работы устройства.

Изготовление горизонтального газогенератора

В теплосиловых установках горизонтального процесса горения газ перемещается в нижней половине корпуса горизонтальными потоками. Устройство несколько проще, чем в аналогичном оборудовании вертикального вида.

Составные элементы горизонтального газогенератора:

• корпус с бункером, воздуховодом и газораспределительным узлом;
• камера сгорания, которая оборудуется герметичной горловиной;
• фильтры, охлаждающий отсек, смеситель.

При конструировании агрегата следует использовать схемы и чертежи промышленных или самодельных газгенов.

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

Изготовление газгена для автомобиля

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

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

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

Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

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

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

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

Бункер для древесного угля помещается в багажник «Жигулей»

Монтаж

Газ, вырабатываемый установкой, ядовит и не имеет запаха. Поэтому автомобиль нельзя заводить в гараже, как вариант, он запускается на бензине и лишь позже переключается на газогенерацию.

• Все монтажные работы нужно проводить вне жилых строений.
• Специальная мастерская для работ должна иметь хорошую вентиляцию.
• Соединение трубопровода должен выполнять профессионал – утечка может дорого стоить!
• Если газогенераторной установкой планируется отапливать дом, монтируется система отвода дыма.
• Под установкой делается несгораемое основание. Не допускается расположение топочной камеры вблизи стен из горючих материалов.

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.

Обзор моделей

Купить дровяной электрогенератор можно в специализированных компаниях.

Портативные модели

Они представлены щепочницами и грилями, оснащенными электропреобразующим элементом. Такая печка хороша в походе для разогрева еды, на ней можно согреть кружку чая, пожарить небольшой кусочек мяса и заодно зарядить гаджеты. На большее они не рассчитаны. К примеру, печь BioLite CampStove способна работать на любом древесном топливе: веточки, щепки, шишки. Она выдает до 5 Вт мощности, оборудована USB. Чтобы вскипятить литр воды, достаточно совсем немного древесины, а займет это буквально 5 минут. Цена BioLite CampStove 9 600 рублей.

Индигирка

Печь Индигирка — это наиболее известная модель дровяных электрогенераторов. Эта печь отапливает помещение до 50 м3, весит 37 килограммов, выполнена она из жаростойкой стали и служит не один десяток лет. Объем топки – 30 литров. Выходное напряжение Индигирки — 12 вольт, максимальная выходная мощность — 50 Вт. Конечно, основное предназначение печи — обогрев, удобная чугунная конфорка позволяет приготовить пищу или согреть чай. В качестве электрогенератора печь в состоянии работать уже через 15 минут после розжига.

Рекомендуем: Фасадные термопанели: для отделки фасада дома с утеплителем и клинкерной плиткой, панели для наружной обшивки российского производства, отзывы о теплоизоляционных свойствах материала

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.

Итоги

Выше приведены лишь несколько способов изготовления газогенератора своими руками. Но все они позволяют получить по-настоящему надежное и эффективное устройство, обеспечивающее следующими преимуществами:

• — более низкими затратами топлива (КПД котла — от 90%);
• — продолжительным процессом горения. Для дров он составляет около 20 часов, а для древесного угля — около 7-8 суток. Возможностью применения любого топлива, будь это древесина, солома или жмых.
• В ряде случаев в топку можно класть целые поленья (при соответствующих размерах бака);
• — надежностью и простотой эксплуатации. Чистка поддувала или дымохода если и должна производиться, то редко.

https://youtube.com/watch?v=Of8z2_rVGvg

https://youtube.com/watch?v=ln35IU-coxw

Источник: ledsshop.ru