Принцип работы газогенератора. как сделать газогенератор на дровах для автомобиля

Типы газогенераторов

Выделяют три типа газогенераторов. Если воздух подаётся снизу, а газовая смесь отбирается сверху, то — это прямоточный тип.

Схема газогенератора прямой газификации

При таком расположении патрубков газы должны высвободиться при горении в нижней части конуса. Прохождение газов сквозь угли и деревянные чурочки сопровождается отдачей тепла и кислорода. Пропустив через себя горячие газы, древесина просушивается и подготавливается к предстоящему пиролизу.

Газогенератор поперечной газификации

Если же воздух для поддержания горения подавать в начале сужения бункера, а отбирать газы снизу, ниже уровня сжигания, то этот тип называется опрокинутым, перевёрнутым или обратным. Сжигание древесины происходит внутри, выше уровня колосников. Патрубок отбора газов располагается ниже колосниковой зоны. Такой принцип направления тяги напоминает курительную трубку, не правда ли?

Существует и промежуточный вариант, когда камера сгорания у опрокинутого типа ограничена наклонной перегородкой. Аккурат напротив патрубка подачи воздуха с обратной стороны наклонной перегородки образуется ниша. Именно из этой ниши и отбирается горючая газовая смесь. Патрубки подачи воздуха для поддержания горения и патрубок отвода газов находятся на одном уровне. Визуально линия подвода патрубков как бы пересекает поперёк цилиндрический бункер, поэтому этот тип газогенераторов получил название «поперечный» или «горизонтальный».

Ещё по теме: Появились фургоны-холодильники на жидком азоте

Прямой и горизонтальный типы очень хорошо зарекомендовали себя при использовании древесного угля и его брикетов, а также кокса из торфа. Опрокинутый или обратный тип получил широкое распространение для езды на высушенных деревянных чурочках.

Электрогенерирующая печь «Индигирка» для дров

Инженеры российского завода “Термофор” в сотрудничестве с фирмой по производству электрогенераторов “Криотерм”, объединив дровяную печь и тепловой электрогенератор, создали печь, которая вырабатывает электричество от обыкновенных дров.

Индигирка – это довольно компактная отопительно-варочная печь на твердом топливе, включающая в свою конструкцию встроенный электрогенератор, который тепло от горящих дров преобразует в электричество.

Печь удобная, ее можно использовать по прямому назначению, приготовить на ней суп, другое блюда, заварить чай и т.д. Вообще, печь гораздо практичнее костра в плане экологии или экономии дров, если их не так много на месте отдыха. Известно, что КПД костра всего 5-7 процентов. Остальная энергия теряется, так как много горючих частиц дров уходит в дым. В то время как КПД печей в десяти раз выше, чем у костра. Например, посмотрите описание эффективной миниатюрной печки с наддувом.

Но в контексте нашей темы интересна ее способность вырабатывать электрический ток напряжением 12 вольт и общей мощностью на выходе 60 ватт. Такая печь незаменима в в полевых условиях, например, на рыбалке, на пикнике, особенно если поход на долгое время и невозможно запастись энергоемкими аккумуляторами.  Этого тока хватает на освещение двумя-тремя энергосберегающими лампочками, достаточно для зарядки аккумуляторов ноутбука и для работы портативного телевизора и равных по мощности потребления устройств. Кстати, при желании можно на выход подключить преобразователь 12 вольт-220 вольт.

Как работает печь Индигирка

Печь работает на основе Эффекта Пельтье – термоэлектрическое явление, при котором происходит выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников. Приобрести эти элементы можно  в этом китайском магазине.  Есть и специальный кулер охлаждения.

Из-за разницы температур на одной поверхности и с принудительным охлаждением за счет вентиляторов, которые установлены в конструкции генератора на другой стороне, возникает электрический ток.

В ходе эксплуатации электрогенератор печи выходит на уверенный режим выработки электричества через 10-15 минут после розжига дров в печи. Эта электрогенерирующая дровяная печь интересна для рыбаков, охотников, туристов, садоводов, огороды которых не могут быть подключены к электросетям, военным структурам. Печь пользуется спросом и поставляется в десятки стран мира.

Другие характеристики печи

Твёрдотопливная печь рассчитана на объём отапливаемого помещения до 50 кубометров.

Материалом печи является жаростойкая сталь. В комплекте Индигирки два присоединительных кабеля для подключения портативных устройств, один с разъемами «прикуриватель» и USB (на 5 вольт), второй – зажимы «крокодил».

На видео посмотрите описание аппарата (в видео упоминается мощность перовой модели – 50 ватт, в настоящее время выпускается в номинале 60 ватт).

Испытание энергогенератора на твердом топливе в палатке и описание работы устройства.

Термоэлектрогенерирующая печь “Индигирка” и отзывы на нее в походе.

https://youtube.com/watch?v=DKm9xEkYAi4%23t%3D67

Плюсы и минусы использования газогенераторов на дровах

Среди преимуществ использования газовых генераторов стоит отметить:

• Эффективное использование отходов деревообработки – опилок, обрезок и щепы. Обычно такие материалы относят к мусору и выбрасывают – генератор получает из них тепло и газ.
• Высокий КПД газового генератора, в зависимости от способов подсчета калорий достигающий 80–95%. У бюджетных дровяных котлов коэффициент редко превышает 70%.
• Возможность использования в местах, отдаленных от крупных населенных пунктов и не имеющих ни газоснабжения, ни электроснабжения.
• Экологичность установки по сравнению с жидкотопливными котлами, которые не только выбрасывают в воздух больше вредных веществ, но и требуют создания специальных резервуаров для хранения топлива.

Широкому распространению дровяных генераторов газа мешает несколько недостатков, главным из которых можно назвать большие габариты устройства. В видео ниже показан газогенератор, использующийся в процессе отопления слесарного цеха площадью 1200 м².

Исходя из слов автора видео (см. ниже), при использовании газгена эффективность системы отопления выросла на 33%, но не сказано, каковы расходы на электроэнергию потребляемую вентилятором.

Кроме того, в процессе эксплуатации оборудование требует постоянной очистки – регулярно очищают центрифугу, топку и охлаждающие элементы. К минусам относится и необходимость в периодической замене «расходников» (фильтров для получаемого с помощью установки газа) и использовании только древесины с влажностью до 20%.

Дрова для растопки требуют места для хранения, а газ начинает образовываться только через 20–30 минут после начала горения. Применяя газогенератор для частного дома, на два последних недостатка не стоит обращать внимания, но для автомобиля эти минусы критичны. Регулировать температуру в топке практически невозможно, а стенки камеры сильно нагреваются, поэтому служит оборудование меньше по сравнению с дровяными печами и котлами использующимися для отопления.

Серийный автомобильный газогенератор

Схема силовой установки и инструкция создания

Если желание создать газовый генератор своими руками побеждает любые опасения, перед началом работы нужно разобрать схему установки, а также позаботится о подготовке составляющих частей. Итак, рассмотрим, как создать газогенератор горизонтального и вертикального типа. Принципиального отличия в конструкциях нет, однако, способ генерирования газа все же имеет свои особенности.

Газген 100 кВт., изготовленный самостоятельно

Вертикальный газогенератор

Схема силовой установки показана на картинке. Вертикальным называется, потому что в процессе горения выделяемый газ поднимается вертикально вверх, откуда происходит его забор по трубе к фильтрам и радиатору. Как видим, собрать конструкцию несложно.

Для этого потребуется:

1. Металлическая бочка – будет служить топкой для сжигания топлива (кокса, угля или древесины), а также совмещать другие элементы:

• топка – располагается в самом верху, служит для процесса сгорания топлива, имеет герметичную крышку;
• колосниковая решетка – располагается внизу, куда выпадают отходы от переработанного топлива – зола и пепел;
• воздухораспределитель – находится вне корпуса, подает кислород, усиливающий горение;
• патрубок – служит газоотводом и распределителем его в очистительный отсек (фильтр).

1. Радиатор – охладит полученный в результате пиролиза газ.
2. Два фильтра – один потребуется для очистки подаваемого кислорода в топку (именно кислород позволяет увеличить температуру горения до 1000 °С), другой же фильтрует непосредственно получаемый газ, очищая его от смол, примесей и продуктов распада.
3. Вентилятор – можно обойтись и без него, однако его цель – охлаждение конструктивных деталей, нагреваемых во время процесса горения топлива.
4. Трубы – необходимы для соединения всех частей газогенератора между собой.

При работе может потребоваться сварочный аппарат, а также навыки по работе с ним. Газогенератор может работать не только на коксе и древесине, но и на навозе, что значительно удешевляет его стоимость.

Когда все нужные детали собраны, можно приступать к сборке, следуя следующей инструкции:

1. Собираем корпус – берем или готовую металлическую бочку или варим ее из листового металла. На дно устанавливаем колосники, по типу обычной угольной печи. Большую часть будет занимать топка, где будет происходить процесс горения и пиролиза (разложение древесного угля на газ и смолы). Топку закрываем герметичной горловиной, отделяемой ее от корпуса. Устанавливаем воздухораспределитель за пределами корпуса так, чтобы подаваемый кислород не мог проникать обратно (понадобиться односторонний клапан).
2. Устанавливаем радиатор и фильтры.
3. Соединяем конструктивные части, как показывает чертеж.
4. Пробуем на практике получившееся изобретение.

Устройство может использоваться как на открытой местности, так и в цокольных этажах помещений. С его помощью можно не только обеспечивать дома переменным током, но и выполнять другие работы по дому.

Если навыков по созданию подобного агрегата недостаточно, рекомендуется посмотреть видео, где более подробно рассказывается о всех особенностях и нюансах.

Сюжет «Главной Дороги» об изготовлении газгена

https://youtube.com/watch?v=B5sPMbSmPaM

Горизонтальный газогенератор

Газогенератор на дровах своими руками имеет свои особенности. Отличается по способу выведения газа, который перемещается в нижней части корпуса горизонтальными потоками.

Наиболее подходящим топливом являются дрова и прессованные опилки. Устройство силовой установки немного проще: корпус с бункером горения, колосниками, воздухораспределителем и газоотводом располагаются на одной линии. Итак, для того, чтобы сделать газовый генератор горизонтального типа, необходимо подготовить:

• Корпус, в который будут помещены бункер, воздуховод и газораспределительная камера.
• Камера сгорания, оснащенная герметичной горловиной.
• Фильтры, где будут оседать продукты сгорания топлива, давая на выходе чистый газ.

Принцип сборки идентичен вертикальному газогенератору, поэтому если возникнут сложности, рекомендуется воспользоваться подсказками видео ресурсов, где подробно рассказывается о каждом шаге создания агрегата.

На видео показано изготовление газогенератора своими руками

https://youtube.com/watch?v=B5sPMbSmPaM

Изготовление древесного газогенератора

Создать в домашних условиях газогенератор такой же, как и на заводе, невозможно. Но это и не нужно. Найти схему изготовления самодельного агрегата можно у знакомых, которые уже пользуются таким устройством, или на просторах интернета.

В первую очередь необходимо сделать основные элементы агрегата:

• корпус;
• топливный бункер (камеру загрузки);
• воздухораспределительный и фильтровочный узлы;
• камеру сгорания и ее горловину;
• колосник;
• дверцы.

Корпус обычно делается кубической или цилиндрической формы. Для этих целей используется емкость подходящей формы, например, бочка из прочного металла, пустой баллон из-под бытового газа, а также корпус можно изготовить самостоятельно из металлического листа. Камру загрузки так же, как и корпус, можно сделать из подручных средств или сварить из листового металла. Этот узел помещается внутрь корпуса, поэтому его размеры должны быть меньше. Идеальным металлом для топливного бункера является углеродистая сталь.

Корпус нужно снабдить плотно прилегающей крышкой. Одним из важных условий работы газогенератора на дровах и опилках является его герметизация, так как для работы устройства требуется ограниченное поступление воздуха. Крышка, как правило, имеет большой вес, поэтому поднять ее затруднительно. Чтобы облегчить использование устройства, можно установить на крышку амортизационную рессору.

Чтобы самодельный агрегат был устойчивым, в нижней части корпуса следует приварить металлические ножки.

В камере сгорания температура достигает максимальной величины. Для изготовления камеры сгорания в домашнем газогенераторе можно использовать жаропрочную сталь или пустой газовый баллон. Если в баллоне ранее был бытовой газ, то, чтобы его остатки не загорелись при сварочных работах, емкость следует наполнить водой перед использованием. В камеру сгорания нужно установить колосник из чугуна. Для облегчения процесса очистки колосник делают съемным или просто подвижным.

Головина камеры сгорания от остальных узлов отделяется с помощью жаропрочных прокладок. В качестве таких прокладок вполне подойдет асбест, но лучше всего потратиться и приобрести современные материалы.

После камеры сгорания устанавливается фильтровочный узел, где полученная газовая смесь очищается от ненужных примесей и загрязнений. Газовая смесь подается в фильтры через патрубок, который устанавливается внизу. Циклонный фильтр можно изготовить из листового металла, корпуса старого огнетушителя или другой емкости подходящих размера и формы.

После фильтровочного узла устанавливается охладитель. Для этих целей можно применить обычный радиатор или сделать змеевик. Для ускорения процесса охлаждения можно использовать воду в качестве охладителя.

Воздухораспределительный узел регулирует поступление кислорода к топливу, а также препятствует утечке образовавшегося горючего газа. Этот узел присоединяют к конструкции при помощи штулцера и снабжают обратным клапаном.

Все дверцы, через которые обеспечивается доступ в различные узлы усройства, должны быть герметичными. Для этого используются уплотнители и прокладки из жаропрочных материалов.

Обзор моделей

Купить дровяной электрогенератор можно в специализированных компаниях. Связаться с ними и получить исчерпывающую информацию удобно на сайтах этих компаний:

Предлагаем вашему вниманию несколько моделей таких печей-генераторов, предназначенных для бытовых нужд.

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.

В комплект поставки входят

• Кабель с зажимами «крокодил»,
• Кабель с разъемом как у прикуривателя автомобиля,
• USB 5 вольт.

Конечно, 50 Вт – это немного, однако 2-3 светодиодных лампы для освещения, 10 дюймовый телевизор и зарядку для мобильного телефона такой электрогенератор «потянет».

Индигирка 2

Это обновленная модель, которая немного больше по размерам и вырабатывает электричества на 10 Вт больше, то есть 60, что дает дополнительные возможности.

Стоимость такой печки порядка 30 000 — 50 000 рублей в зависимости от комплектации и поставщика.

Печи kibor с электрогенератором

Компания Kibor представляет две модели электрогенераторов на дровах. Первая модель весит всего 22 килограмма, объем топки у нее 30 литров, выходная мощность – 25 Вт. Стоит такая печь 45 000 рублей.

Более мощная модель способна вырабатывать 60 Вт. Она больше по размерам, весит 59 килограммов, а объем топки у нее 60 литров. Цена – 60 000 рублей.

Термоэлектрический генератор

Не обязательно покупать целую печь с электрогенератором. Можно приобрести отдельно термоэлектрический генератор, который монтируется на горячие поверхности, и приспособить его к уже имеющейся печи. Такой агрегат стоит порядка 15 000 рублей.

При эксплуатации дровяного генератора образуются продукты горения, для удаления которых из помещения обязательно нужен дымоход.

Устройство и принцип работы дровяного газогенератора

Дровяные газогенераторы растапливаются таким же образом, как и обычные котлы. Причем там и здесь используется твердое топливо – древесина. Дрова, опилки, брикет или другое топливо укладывается в камеру, которая расположена в нижней части газогенератора. После этого производится поджег и открывается заслонка для создания тяги

Также, стоит обратить своё внимание на то, что заслонка открывается только на половину, так как может погаснуть огонь. Причиной тому является излишек поступившего воздуха

Устройство и схема работы газогенератора

Устройство газогенератора очень простое, основу составляют две камеры, размещенные в одном корпусе. В нижнем отсеке осуществляется сгорание топлива, а в верхнем — газа. Нагретый воздух постоянно циркулирует по трубопроводам.

В нижней камере имеются специальные отверстия для забора холодного воздуха. При нагревании он поднимается и далее поступает в канал.

Чтобы получить из древесины горючий газ, необходимо обеспечить особые условия ее горения. Для этого в топку подается небольшое количество кислорода, которое не позволяет топливу просто сгореть. При этом температура в камере сгорания должна быть очень высокой, более 1100 градусов.

Дровяной генератор успешно использовался для автомобилей еще во время Второй мировой войны. Сегодня к этой идее все чаще возвращаются по соображениям экологической безопасности

В результате образуется смесь горючих газов, которую необходимо охладить. После этого газ пропускают через ряд фильтров для очистки от уксусной и муравьиной кислоты, золы, взвешенных частиц и т. п. Очищенный газ подается в смеситель, где в него поступает некоторое количество воздуха. Эта газово-воздушная смесь пригодна для дальнейшего использования, например, для подогрева воды отопительного контура или как топливо для двигателя внутреннего сгорания. Понимание принципов работы устройства поможет при создании древесного газогенератора своими руками.

Обратите внимание, что есть еще одна разновидность дровяного газогенератора — пиролизная печь. В ней также образуются горючие газы, которые поступают во вторичную камеру сгорания, а не отбираются для дальнейшего использования

Вообще, идея дровяного газогенератора не нова, а в последние годы защитники экологии ратуют за использование таких агрегатов для автомобилей. В следующем видеоматериале продемонстрирован успешный опыт создания автомобильного газогенератора, который работает на дровах.

Мифы о газогенераторных установках

Газогенераторная установка для современного человека является пережитком прошлого, поэтому существуют различные мифы. Но действительно ли им можно верить?

• Миф №1. Утверждается, что установка имеет крайне высокий коэффициент полезного действия. В действительности, вследствие пиролиза КПД не может превышать 70–80%.
• Миф №2. Утверждается, что установка может проработать и на влажном топливе. Можно сказать, что частично это является правдой. Но влажное топливо уменьшает количество производимой смеси. Иногда падение достигает 25%, так как при испарении пара от воды расходуется больше энергии, чем при выделении газа. Поэтому дрова всё-таки стоит сушить.
• Миф №3. Утверждается, что установка поможет сэкономить расходы по отоплению дома, в сравнении с традиционными устройствами. Однако здесь следует просчитать целесообразность двух установок по их цене и занимаемой площади. Таким образом, это миф.

Устройство и принцип работы газогенератора на дровах

В обычных условиях, при свободном доступе кислорода, процесс сжигания дров сопровождается выделением некоторого количества тепла. Но когда кислорода недостаточно для активного горения, дрова тлеют с образованием древесного газа, который включает горючие газы CO (оксид углерода), H2 (водород), CH4 (метан) и непредельные углеводороды без смол. Также на выходе образуются негорючие вещества: CO2, O2, N2, H2O, которые являются балластом, в конечном счете газовую смесь от них нужно очистить.

Газогенератор устроен следующим образом:

• Корпус выполнен из стали чаще всего цилиндрической формы. Имеется камера заполнения, в которую загружается топливо. Камера установлена внутри корпуса и закреплена болтами. Люк загрузочной камеры снабжен уплотнителем.
• Камера сгорания устанавливается в нижней части, изнутри она бывает керамической. В ней топливо сгорает. Крекинг смол происходит в нижней ее части – там расположена горловина из хромистой стали с асбестовым шнуром, который играет роль уплотнительной прокладки между ней и корпусом.

• Воздух подается в камеру сгорания через отверстия, соединённые с воздухораспределительная коробкой, так называемые фурмы. На выходе из камеры устанавливается обратный клапан во избежание выхода горючего газа. Установленный на входе вентилятор позволяет увеличивать мощность двигателя или сжигать в дровяном газогенераторе топливо влажностью более 50%.

• Колосниковая решетка размещена в нижней части газогенератора и предназначена для удержания раскаленных углей. В ней предусмотрены отверстия, через которые зола проваливается в зольник. Средняя её часть подвижна, чтобы её можно было очищать.
• Есть несколько загрузочных люков: верхний с амортизатором, который приподнимает крышку при избыточном давлении, и два боковых: один выше – для добавления топлива в зону восстановления, а другой ниже – для удаления золы.
• За корпусом располагают фильтр циклонного вихревого типа. Здесь осуществляется грубая очистка газа. Затем газовая смесь охлаждается в охладителе, поступает в фильтр тонкой очистки. После фильтра она направляется в смеситель, где насыщается воздухом. Потом газовоздушная смесь поступает к месту использования.

Горючий газ в газогенераторе получается следующим образом:

1. В верхней части камеры загрузки температура находится на уровне 150–200°C. Благодаря тому, что организован кольцевой трубопровод, по которому проходит горячий газ, только что вышедший из газогенератора, дрова здесь подсушиваются.
2. Средняя часть бункера – зона сухой перегонки. На этом уровне топливо обугливается при температуре 300–500°C без доступа воздуха. Из топлива выделяется смола и кислоты.
3. В зоне горения, которая расположена ниже камеры сгорания, температура поддерживается на уровне 1100–1300°C. Обугленное топливо, а также выделившиеся из него смолы и кислоты благодаря подаче воздуха сгорают с образованием газов CO и CO2.
4. Зона восстановления расположена выше зоны горения: между ней и колосниковой решеткой. Газ CO2, который образовался в зоне горения, поднимается вверх, преодолевает раскаленный уголь и взаимодействует с углеродом угля, таким образом восстанавливаясь до образования окиси углерода. Кроме CO, также образуется CO2 и H2.

На выходе из зоны восстановления смесь газов охлаждается, затем очищается от уксусной и муравьиной кислоты, частиц золы и смешивается с воздухом.