Пиролизный двигатель своими руками

Как сделать газогенератор для дома или автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дровах, — это вовсе не призрак из далекого прошлого. Автомобили и электростанции, использующие древесину в качестве энергоносителя, можно встретить и сегодня. Стоит уточнить: двигатель функционирует на газе, получаемом из дерева путем его сжигания определенным способом. Установки, вырабатывающие такой газ, называют газогенераторами, они достаточно давно применяются на промышленных предприятиях. Но можно ли изготовить газогенератор своими руками и стоит ли это делать – вопросы, ответы на которые призвана дать наша статья.

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.

Для справки. Конструкции генераторов отличаются друг от друга в зависимости от вида сжигаемого твердого топлива, мы рассмотрим самую актуальную из них – на дровах.

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).

Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и водяные пары.

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.

Мифы о газогенераторных установках

На просторах интернета часто встречается множество необоснованных утверждений о работе подобных агрегатов и дается противоречивая информация об использовании газогенераторов. Попытаемся все эти мифы развеять.

Миф первый звучит так: КПД газогенераторной установки достигает 95%, что несоизмеримо больше, нежели у твердотопливных котлов с эффективностью 60—70%. Поэтому отапливать дом с ее помощью куда выгоднее. Информация некорректна изначально, нельзя сравнивать бытовой газогенератор для дома и твердотопливный котел, эти агрегаты выполняют разные функции. Задача первого – вырабатывать горючий газ, второго – нагревать воду.

Когда говорят о генерирующем оборудовании, то его КПД – это отношение количества полученного продукта к объему газа, что возможно выделить из древесины теоретически, помноженное на 100%. Эффективность котла – это отношение вырабатываемой тепловой энергии дров к теоретической теплоте сгорания, также умноженное на 100%. Кроме того, извлечь из органики 95% горючего топлива может далеко не каждая биогазовая установка, не то что газогенератор.

Вывод. Суть мифа в том, что массу либо объем пытаются через КПД сопоставить с единицами энергии, а это недопустимо.

Обогревать дом проще и эффективнее обычным пиролизным котлом, что таким же способом выделяет горючие газы из древесины и тут же их сжигает, используя подачу вторичного воздуха в дополнительную камеру сгорания.

Миф второй – в бункер можно закладывать топливо любой влажности. Загружать-то его можно, да только количество выделяемого газа падает на 10—25%, а то и более. В этом отношении идеальный вариант — газогенератор, работающий на древесном угле, что почти не содержит влаги. А так тепловая энергия пиролиза уходит на испарение воды, температура в топке падает, процесс замедляется.

Миф третий – затраты на обогрев здания снижаются. Это нетрудно проверить, достаточно сравнить стоимость газогенератора на дровах и обычного твердотопливного котла, тоже сделанного своими руками. Плюс нужно водогрейное устройство, сжигающее древесные газы, например, конвектор. Наконец, эксплуатация всей этой системы отнимет немало времени и сил.

Вывод. Самодельный газогенератор на дровах, сделанный своими руками, лучше всего использовать совместно с двигателем внутреннего сгорания. Именно поэтому домашние умельцы приспосабливают его для генерации электроэнергии в домашних условиях, а то и прилаживают установку на автомобиль.

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.

Заключение

Невзирая на всю привлекательность идеи сжигания дров вместо бензина в современных условиях она практически нежизнеспособна. Долгий розжиг, езда на средних и высоких оборотах, влияющая на ресурс ДВС, отсутствие комфорта, — все это делает действующие установки обычными диковинками, не находящими широкого применения. А вот сделать газогенератор для домашней электростанции – совсем другой вопрос. Стационарный агрегат совместно с переделанным дизельным ДВС может оказаться отличным вариантом электроснабжения дома.

Источник

Поставил самодельный газогенератор на свой УАЗ и перевел автомобиль на дрова полностью отказавшись от бензина

Всем здравствуйте! Может ли автомобиль с двигателем внутреннего сгорания ездить на дровах? Оказывается может, если поставить специальную установку которая будет вырабатывать из дерева горючий газ. Ведь дерева у нас в стране ну просто завались и стоит оно по крайней мере гораздо меньше бензина.

Данная технология известна еще с конца 19-ого века . Я не химик, но в самом общем виде процесс происходит следующим способом — полностью сгорая из топлива образуется углекислый газ (CO2), который проходит через угли и отдает молекулу кислорода, превращаясь в CO (угарный газ) , который и используется в качестве топлива. Еще раз говорю, я не химик и здесь мог ошибиться.

В результате сгорания дерева образуется газовая смесь из водорода, углекислого газа, азота, оксида углерода (он же угарный газ), которая вполне нормально горит в двигателе обычного автомобиля.

Сергей из Бреста решил проверить, действительно ли можно полностью отказаться от бензина и перевести двигатель на угарный газ . За основу был взят старенький УАЗ, и работа пошла. А для большего погружения в процесс конструктор не стал покупать готовую установку (да, такие продаются), а подготовив нужную литературу, решил сам изготовить опытный образец. Готовой схемы нигде не нашлось и Сергею самому пришлось изобретать и высчитывать все необходимые параметры.

Как сказал сам изобретатель «создать самому газогенератор по имеющимся чертежам — все равно, что собрать карбюратор». В качестве материалов использовалось все, что попадалось под руку и весь процесс занял год. Но работа была проведена вполне успешная и автомобиль поехал.

В качестве топлива используется любой дерево. Можно сухое, можно влажное. Средний расход, как говорит конструктор составляет порядка 20 кг дерева на 100 км . Да и подкидывать постоянно не надо — загрузил топливо в начале пути и едешь себе. А если заехал в лес — можно спокойно ехать на шишках.

Перед началом движения надо немного подождать (5-10 минут) для того чтобы дрова начали тлеть и газ стал поступать в двигатель. И все, можно начинать движение — автомобиль на таком топливе спокойно разгоняется до 70 км/ч.

Помимо самого газогенератора система оснащена фильтром , который очищает газовую смесь, перед поступлением в двигатель. Сам фильтр довольно прост — колба, наполненная опилками, через которую проходит газовая смесь. Смолы оседают на опилках и дальше в цилиндры уже поступает очищенное топливо.

Конечно, я не знаю на сколько легально такое переоборудование авто и можно ли его будет зарегистрировать в ГАИ, но для деревни и езды по лесу вполне годное изобретение.

Если вам понравилась статья ставьте большой палец вверх и подписывайтесь на канал. Вам не сложно, а автору приятно)

Источник

Как сделать газогенератор своими руками

Интерес к альтернативным видам топлива и созданию ДВС на дровах люди проявляли уже давно.

При этом существует мнение, что многие разработки — всего лишь «эхо» прошлого, которое сегодня потеряло актуальность.

Вовсе не так. Более того — все наоборот.

Цена на топливо растет постоянно

Высокая стоимость бензина и дизеля, а также дорожающий газ вынуждают переходить на более экономичные виды топлива.

Принцип действия здесь прост. Двигатель работает не на бензине, солярке или обычном газе (метане, пропане), а на газе, выделяемом при горении дерева.

Аппараты, которые позволяют выработать такой газ, носят название газогенераторов.

Кроме бытовой сферы, они пользуются большой популярностью и давно применяются в промышленности.

Что касается способов изготовления, то они различаются. В данной статье рассмотрим наиболее популярные из них.

Принципиальная схема работы газогенератора.

Способ №1

В классическом исполнении газогенератор производится из следующих элементов:

Данная часть конструкции является основной газогенератора. Внутри, как правило, устанавливаются основные комплектующие котла.

Собрать корпус можно из стальных листов или уголков. Все, что требуется — предварительно разметить их по чертежам и шаблонам.

Эта емкость предназначена для содержания альтернативного топлива, а именно дров, паллет или древесного угля.

Сделать бункер можно из листового проката, после чего он фиксируется в кожухе устройства.

Для компактности место под бункер выделяется прямо в корпусе. Единственное требование — разграничение двух узлов с помощью плит из низкоуглеродистой стали.

3. Камеры сгорания.

Данный элемент конструкции располагается у днища бункера. Главная задача узла — создание высокой температуры, поэтому в качестве материала для изготовления нужно использовать жаропрочную сталь.

Крышка бункера должна герметизироваться во избежание попадания внутрь кислорода.

4. Горловинной части камеры сгорания.

Особый участок, где происходит крекинг смол.

Данная деталь камеры должна отделяться от основной части корпуса с помощью специальных прокладок из асбеста.

5. Коробки воздухораспределителя.

Деталь, которая находится вне основного корпуса. При этом штуцер воздухораспределителя должен врезаться с помощью обратного клапана.

Назначение узла — обеспечение нормального поступления кислорода внутрь камеры сгорания.

Одновременно с этим происходит удерживание горючих газов в ней (камере).

6. Фильтрующих элементов и патрубка.

Задача этих элементов — объединить горловину камеры, в которой сгорает топливо, с другой камерой, где сгорают олефины.

7. Колосниковой решетки.

Изделия, которое будет выполнять функцию отделения дверей, лучков и углей в камере для сгорания.

К слову, дверца способствуют обеспечению нормального доступа внутрь корпуса.

После приготовления всех элементов производится сама сборка газогенерирующей установки.

Ниже представлена общая компоновка устройства на примере газогенератора УралЗИС — 352.

Последовательность действий заключается в следующем:

• подготовьте все узлы, упомянутые выше;
• собирайте корпус;
• монтируйте в основном корпусе бункер, обустроенный камерой сгорания. Одновременно с этим газогенератор нужно дополнить поддувалом и колосниками;
• объединяйте горловинную часть камеры, где сгорает топливо с камерой горения олефинов (делается это с помощью патрубка). Для большей надежности в патрубок должна быть выведена система охлаждения (ее монтаж производится вне основного корпуса);
• сверху корпуса монтируйте коробку распределителя воздуха. Одновременно подготовьте ввод олефинов внутрь камеры (для этого используйте обратный клапан);
• устанавливайте дверцу (вход в бункер) на надежные петли, а также делайте специальные люки в камеры сгорания;
• готовую конструкцию дополняйте дымоходом и воздушным компрессором.

На завершающем этапе к корпусу котла стоит прикрепить водную «рубашку» со смонтированным на ней штуцером выпуска и подачи воздуха.

Именно в этой «рубашке» будет осуществляться циркуляция теплоносителя.

Размещение рубашки можно осуществлять в двух местах. Это может быть камера сгорания олефинов или сам корпус с двойными стенками.

Схема работы газогенератора.

Образец газогенератора на базе автомобиля ВАЗ.

Способ №2

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

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

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

Для изготовления наружной емкости часто используются баллоны для сжиженного пропана.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Этому есть две причины:

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

В процессе розжига важно обеспечить нормальное перемещение газа по тракту — эту работу берет на себя вентилятор.

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

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

В ряде случаев допускается монтаж биметаллических радиаторов.

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

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

Способ №3

Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.

Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:

• в барабане вырезается специальное отверстие для установки подготовленной трубы;
• вырезается фланец. Для этого используется небольшой кусок стали на 1/8 дюйма. Он необходим, чтобы закрепить трубку пламени в барабане;
• с помощью алюминиевых уголков и болтов производится крепление трубки пламени к фланцу.

В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;

в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;

• в качестве решетки для нижней части трубки можно использовать решетчатую часть из пароварки. Главное требование, чтобы она была выполнена из нержавейки;
• жаровня решетки подвешивается немного ниже нижней части трубы пламени с помощью цепей;
• все элементы устанавливаются на основу, а именно решетка, фланец, жаровая труба. Для уплотнения стыков, как упоминалось выше, должна использоваться высокотемпературная смазка;
• для прогонки газа используется вентилятор.

Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.

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.

Источник