Конструкция газогенератора
Аппарат может быть любых размеров 100 – 1000 литров (от требуемой мощности).
Разделяются по процессу газификации:
- Прямого.
- Обращенного.
- Поперечного типа.
В поперечной схеме газы по прибору проходят горизонтально. Снизу вверх – в прямой схеме, а в обращённой – сверху вниз.
Устройство газогенератора АСС-2000
Наиболее оптимальный вариант обращенного принципа газификации. Ёмкость имеет двойные стенки (что пожаробезопасно), а горячий газ дополнительно нагревает и подсушивает топливо, находящееся над камерой сгорания.
Схема с обращённым движением газов лучше всего подходит для использования на автомобиле.
Тюнинг салона
Родная кабина ГАЗ 66 не слишком приспособлена для комфортной езды, автомобиль при разработке больше рассматривался как армейский вездеход. И все усилия конструкторов были направлены на улучшение технических характеристик транспортного средства.
Так как двигатель с коробкой передач находятся практически в кабине (только все закрыто заводским чехлом), то в кабине ГАЗ 66 довольно шумно. Можно попробовать как-то снизить уровень шума, используя для этого шумоизоляционный материал.
Вариант тюнинга салона автомобиля ГАЗ 66
Хорошая шумоизоляция также закроет все щели – будет меньше попадать в салон пыль, станет значительно теплее и тише. В качестве шупопоглощяющих материалов используют:
- Вибропласт;
- Сплен;
- Визомат.
Штатные сиденья в салоне «66» не отличаются особым удобством, и для дальних поездок они не очень приспособлены. Можно установить сиденья от легкового современного автомобиля. Конечно, потребуется переделка креплений, но удобство важнее потраченного времени и средств. Не так важна эстетика, как комфортность поездки. Если через несколько часов поездки станет болеть поясница, то здесь уже будет не до красоты.
Конечно, можно заняться и красотой, если возникает непреодолимое желание улучшить внешний вид салона. Можно перетянуть потолок хорошим дорогим материалом, установить красивые чехлы на сиденья. Сейчас модно подсвечивать панель приборов дополнительными лампочками.
Пример тюнинга салона кунга ГАЗ 66
Очень практична и красиво смотрится светодиодная подсветка. К тому же, дополнительное освещение приборов повышает их информативность – не приходится напрягать глаза, вглядываясь в показания датчиков.
Изготовление своими руками
Изготовление газгена своими руками – кропотливая и сложная работа. Для выполнения потребуются специальные материалы. Для изготовления корпуса и топливного бака понадобится сталь. Для специальной емкости – жаропрочный материал. Также понадобятся жаропрочные прокладки из любого материала, кроме асбеста, так как он выделяет опасные вещества. Для соединения узлов потребуются трубы. Для устранения каких-либо примесей, потребуются фильтры.
Сюжет про газгены своими руками
При изготовлении газгена своими руками, важно учесть, что все части и узлы газгена должны быть воздухопроницаемыми.
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.
Изготовление дровяного газогенератора для частного дома
Важный нюанс, который следует учитывать, создавая дровяной газогенератор своими руками – схема оборудования. На ней указываются не только элементы, но и направления движения потоков воздуха и газа. В Интернете можно найти разные варианты генераторов газа, а одним из самых популярных среди отечественных домовладельцев является устройство, собирающееся на основе металлической 200-литровой бочки.
Принципиальная схема одного из дровяных газогенераторов
В верхней части цилиндрического корпуса устраивается бункер для древесины, объем которого принимается равным примерно 60–70 литрам. В качестве фильтрующего элемента генератора обычно используют зигзагообразную трубу. Можно взять для этого и корпус огнетушителя. Фильтр комплектуется краном, позволяющим собирать и выводить наружу конденсат, который появляется при сгорании сырой древесины.
Самодельный дровяной генератор газа
Принцип действия газогенератора на дровах, устройство и чертеж которого используются для создания самодельного устройства, заключается в следующем:
- заложенные в бункер дрова попадают в топку и сгорают;
- в процессе горения образуется газ, поступающий через систему грубой очистки в юбку в верхней части;
- при прохождении через охлаждающий фильтр газ остывает и выводится через специальный патрубок (например, к ДВС или в дополнительную зону горения).
При сгорании влажных дров газ попадает в «юбку» и при контакте с холодным воздухом оставляет небольшое количество воды. Жидкость проходит через сепаратор, изготовленный из трубы со вставленной внутрь ребристой пластиной и сливается наружу. Для увеличения КПД котла, полученное при горении дров и очищенное газообразное топливо используется для дополнительного нагрева, попадая во вторую зону горения. При этом наружу выходит только углекислый газ (CO₂).
В видео ниже представлен вариант газгена для отопления изготовленный из листового металла.
Создавая газген своими руками, можно предусмотреть в конструкции бойлер. Вода нагревается обратным горючим газом, дополнительно охлаждающимся во время этого процесса. В среднем, такое оборудование обеспечивает нагрев 5–10 л воды в минуту на 20–30 градусов.
Особенности монтажа и использования
Место для оборудования выбирается с учетом отсутствия у вырабатываемого газа запаха и его опасности для человеческого организма. Поэтому устанавливать самодельные газогенераторы на дровах желательно в отдельных помещениях. Комната должна соответствовать тем же требованиям, что и котельная – иметь хорошую принудительную вентиляцию и объем не меньше 15 кубометров.
Для вывода газа применяется специальная газовая труба, закрепляемая хомутами к патрубку генератора. Под установкой обязательно предусматривается основание из несгораемых материалов. Также стоит отметить, что работы по сборке газогенератора должны выполняться профессионалом – если опыта в проведении таких работ нет, от изготовления самодельного устройства для получения газа или увеличения КПД сгорания дров лучше отказаться.
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).
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
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:
Автомобильный генератор газа
Отличием генератора газа для транспортного средства является его компактность и увеличенная надежность – хотя даже такие характеристики не позволяют ехать на машине с большой скоростью. Впрочем, разгон до 80–90 км/ч вполне возможен. Материалом изготовления автомобильного газогенератора чаще всего выступают металлические емкости. Серийное производство предусматривает использование нержавеющей стали, благодаря чему уменьшается масса генератора и улучшаются эстетические параметры. Кустарное производство таких приборов приводит к получению эффективных, но не слишком аккуратных на вид и тяжелых дровяных печей, газ от которых передается к газовому двигателю авто.
Автомобиль «Нива» работающий при помощи газогенератора
Неплохим вариантом для создания генератора газового топлива для небольшого автомобиля может стать старый пропановый баллон. Для внутренней части схемы устройства предусматривают использование ресивера от грузовика объемом 20 или 40 л. Для колосниковой решетки выбирают тонкий металл, для патрубков – обычные трубы для отопления.
Колосниковая решетка автомобильного газогенератора
Крышку с крепежом делают из верхней части баллона или листовой стали. Уплотняют ее с помощью обработанного графитовой пропиткой асбестового шнура. Грубый фильтр делается из старого огнетушителя или соответствующего по длине куска трубы. В нижней части фильтрующего элемента устанавливают конусообразную насадку, через которую будет отгружаться зола. Сверху трубу или огнетушитель накрывают крышкой со встроенным в нее патрубком.
Газовый генератор с фильтром
Наличие охладителей, в качестве которых часто применяются биметаллические отопительные радиаторы, требуется по двум причинам:
- слишком горячий газ имеет небольшую плотность и не может обеспечить эффективную работу ДВС;
- при контакте раскаленного газа с нагретыми элементами двигателя может произойти вспышка.
Еще один важный элемент конструкции – смеситель, позволяющий регулировать пропорции газовоздушной смеси. Если не менять концентрацию топлива, в двигатель будет поступать газ с теплотой сгорания 4.5 МДж/м3, что в 7,5 раз меньше, чем у обычного пропана. Изменяя пропорцию с помощью специальной заслонки, газовоздушную смесь приводят в соответствие с обычным газом.
Ознакомьтесь с серией видео по созданию газогенератора для автомобиля «Москвич».
Установка на автомобиль
Перед тем как устанавливать газогенератор работающий на дровах, требуется выбрать подходящее место. На грузовых авто, установка размещается между кабиной и кузовом, на автобусах – сбоку (со стороны водителя). Для легкового автомобиля допускается два варианта – монтаж в багажнике или на отдельном прицепе.
Газогенератор в багажном отделении выглядит аккуратнее и не нарушает дизайн транспортного средства. Но пользоваться таким устройством неудобно, а места для перевозки грузов практически не остается. Отдельная установка прибора на прицепе позволяет не только сохранить пространство в багажнике, но и упрощает ремонт оборудования. Кроме того, прицепной газогенератор можно при необходимости отсоединить, переведя машину на бензин или баллонный газ. Недостаток варианта с прицепом – увеличение общей длины транспорта, создающее проблемы при парковке, и дополнительные расходы на приобретение прицепа.
Один из способов размещения дровяного газогенератора в авто
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 работает газогенератор
Чтобы понять, какая может быть польза от газогенератора в домашнем хозяйстве, надо разобраться в его принципе работы, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить затраты на его изготовление, а главное, какой удастся получить результат.
Итак, пиролизный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, предназначенный для выделения смеси горючих газов из твердого топлива с целью его использования в двигателях внутреннего сгорания.
Если древесину сжигать в закрытом пространстве, ограничивая подачу кислорода, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их перечень:
- угарный газ (оксид углерода СО);
- водород (Н2);
- метан (СН4);
- прочие непредельные углеводороды (CnHm).
Эффективный дровяной газогенератор должен не просто вырабатывать горючую смесь, но и сделать ее пригодной к использованию. Поэтому весь цикл получения топлива для ДВС можно смело назвать технологическим процессом, состоящим из таких этапов:
- газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от необходимого для полноценного сжигания;
- первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов горения, что вырабатывают древесные газогенераторы после первого этапа, отделяются с помощью сухого вихревого фильтра – циклона;
- вторичная грубая очистка: производится в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
- охлаждение: продукты сгорания с температурой до 700 ºС проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
- тонкая очистка;
- отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в смеситель, а затем — сразу в ДВС.
Рассмотреть устройство и принцип работы газогенератора в промышленном исполнении можно на технологической схеме, представленной ниже:
Полный цикл получения газа достаточно сложен, поскольку включает в себя несколько различных установок. Самая основная – это газогенератор, представляющий собой металлическую колонну цилиндрической либо прямоугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне имеются патрубки для воздуха и выхода газа, а также лючок доступа в зольник. Сверху агрегат оборудован крышкой для загрузки топлива, дымоход к корпусу не присоединяется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий внутри колонны, хорошо отражает схема газогенератора:
Не вдаваясь в тонкости химических реакций, проходящих внутри колонны, отметим, что на выходе из нее получается смесь газов, описанная выше. Только она загрязнена частицами и побочными продуктами горения и обладает высокой температурой. Изучив чертежи газогенераторов любой конструкции, можно заметить, что все остальное оборудование предназначено для приведения газа в норму. Воздух в зону горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (простыми словами — вентилятором).
Надо сказать, что самодельный газогенератор на дровах делается домашними мастерами-умельцами не такой сложной конструкции и технология выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.
