Kā izgatavot gāzes ģeneratoru ar savām rokām: pašdarinātas ierīces izgatavošanas īpatnības

Gāzes ģenerators – aparāts gāzes ražošanai no ogles, malkas, kokapstrādes atkritumiem un citiem materiāliem. Saražotā degviela spēj aizstāt tradicionālo ogļūdeņražu degvielu – dabas gāzi mājokļa apkurei un benzīnu automašīnai.

Galvenā ideja, izmantojot šādu agregātu, – ietaupījums uz degvielas izdevumiem. Pastāvīga benzīna, propāna un metāna sadārdzināšanās liek mājas meistariem meklēt alternatīvus degvielas iegūšanas veidus.

Lai izgatavotu gāzes ģeneratoru pašu rokām, ir jāsaprot tā uzbūve un darbības princips.

Mēs izskaidrosim, kā notiek cietā kurināmā pārvēršana deggāzē, norādīsim agregāta konstruktīvās īpatnības un sniegsim piemērus vienkāršu ierīču pašmontāžai. Lai labāk uztvertu informāciju, mēs papildinājām rakstu ar vizuālām shēmām, fotogrāfijām un video sižetiem.

Gāzes ģenerators: uzbūve un darbības princips

Par gāzes ģeneratoru sauc ierīci, kas pārvērš šķidru vai cietu kurināmo gāzveida stāvoklī, lai to vēlāk sadedzinātu ar mērķi iegūt siltumu.

Degvielas varianti ģenerējošai iekārtai

Agregāti, kas darbojas ar mazutu vai atstrādātu eļļu, ir sarežģītākas konstrukcijas nekā modeļi, kas izmanto dažādus ogļu veidus vai malku.

Tāpēc visbiežāk sastopami tieši cietā kurināmā gāzes ģeneratori – par laimi, degviela tiem ir pieejama un lēta.

Kā cieto kurināmo gāzes ģeneratorā izmanto:

• koksnes, brūnogles un akmeņogles;
• kurināmās granulas no koksnes atkritumiem;
• salmu, zāģskaidas un malku;
• kūdras briketes, kokss;
• sēklu čaumalas.

Īpaši taupīgi saimnieki pašrocīgi gatavo zāģskaidu briketes.

Gāzes ģenerēšana ir iespējama no visiem šiem degvielas veidiem. Enerģijas izdalīšanās ir atkarīga no dažādu kurināmā veidu siltumspējas.

Turklāt siltuma no izejvielu sadedzināšanas gāzes ģeneratorā iegūst vairāk nekā izmantojot cieto kurināmo katlos. Ja parasta malkas katla lietderības koeficients ir robežās no 60–70%, tad gāzes ģeneratora kompleksa rādītājs sasniedz 95%.

Bet šeit jāņem vērā viena nianse. Katls sadedzina kurināmo, lai uzsildītu ūdeni, bet gāzes ģenerators tikai ražo degvielu. Bez sildītāja, krāsns vai iekšdedzes dzinēja no paštaisīta gāzes ģeneratora nebūs nekāda labuma.

Iegūtā gāze nekavējoties jāizmanto – uzkrāt to kādā tvertnē ir ekonomiski neizdevīgi. Šim nolūkam būs jāuzstāda papildu aprīkojums, kas ir atkarīgs no elektroapgādes.

Padomju laikos gāzes ģeneratorus izmantoja pat kravas automašīnu ekspluatācijai. Saražotās gāzes pilnībā pietiek, lai darbinātu iekšdedzes dzinēju.

Kas notiek gāzes ģeneratora iekšienē

Gāzes ģeneratora darbības pamatā ir cietā kurināmā pirolīze, kas norisinās augstā temperatūrā un zema skābekļa satura apstākļos kurtuvē. Gāzi ražojošās ierīces iekšienē vienlaikus norisinās vairākas ķīmiskas reakcijas.

Rūpnieciskā gāzes ģeneratora shēma ir diezgan sarežģīta iekārta ar daudzām atsevišķām ierīcēm, kurās katrā norisinās sava darbība (+)

Tehnoloģiski degvielas gāzes ģenerēšanas process tiek sadalīts trīs secīgi veicamos posmos:

1. Kurināmā termiskā sadalīšana. Process norisinās skābekļa deficīta apstākļos, kurā reaktorā tiek padota tikai trešdaļa no parastai degšanai nepieciešamā.
2. Iegūtās gāzes attīrīšana. Ciklonā (sausajā virpuļfiltrā) tiek veikta gāzes mākoņa filtrācija no gaistošajām pelnu daļiņām.
3. Dzesēšana. Iegūtais gāzu maisījums tiek atdzesēts un pakļauts papildu attīrīšanai no piemaisījumiem.

Faktiski pašā gāzes ģeneratora blokā notiek tieši pirmais process – pirolīze. Viss pārējais – tā ir gāzu maisījuma sagatavošana turpmākai sadedzināšanai.

Paštaisīta gāzes ģeneratora pirolīzes kamera tiek sadalīta bunkurā ar cieto kurināmo (1), kurtuvē (2) un pelnu kastē (3).

No gāzi ražojošās iekārtas izejā tiek iegūts degmaisījums no oglekļa oksīda, ūdeņraža, metāna un citiem ogļūdeņražiem.

Tāpat, atkarībā no pirolīzē izmantotās degvielas, tiem pievienojas dažādos daudzumos ūdens tvaika veidā, skābeklis, oglekļa dioksīds un slāpeklis. Pēc aprakstītā principa darbojas arī pirolīzes apkures katli, kas demonstrē augstu lietderības koeficientu.

Dažādu pārveidotāju darbības īpatnības

Gāzes ģeneratori pēc uzbūves un iekšējo procesu tehnoloģijas ir:

• tiešie;
• apgrieztie;
• horizontālie.

Tie atšķiras ar gaisa padeves un saražotās gāzes izvades punktiem.

Tiešais process norit, piespiežot gaisa masu no apakšas, un degošais maisījums iziet konstrukcijas augšdaļā.

Apgrieztais variants paredz skābekļa padevi tieši oksidācijas zonā. Turklāt tā gāzes ģenerēšanas ierīcē ir vissiltākā.

Pašrocīgi tajā veikt iesmidzināšanu ir diezgan sarežģīti, tāpēc šāds darbības princips tiek pielietots tikai rūpnieciskās iekārtās.

Tiešā gāzes ģenerēšanas procesā izejā veidojas liels daudzums sveķu un mitruma, apgrieztais ir pārāk sarežģīts īstenošanā pašu spēkiem, bet horizontālajam – pazemināta ražība, taču ārkārtīgi vienkārša konstrukcija (+)

Horizontālajā gāzes ģeneratorā izejas caurule ar gāzi atrodas tieši virs restēm oksidācijas un reducēšanās reakciju apvienošanas zonā. Šī konstrukcija ir visvienkāršākā pašrocīgai izgatavošanai.

Gāzes ģeneratoru priekšrocības un trūkumi

Rūpnīcā ražots sadzīves gāzes ģenerators izmaksās 1,5–2 reizes dārgāk nekā parasts cietā kurināmā katls. Vai ir vērts tērēties uz šo «brīnumtehniku»?

Starp gāzes ģeneratoru izmantošanas plusiem ir:

• pilnīga kurināmā izdegšana, kas ievietots kurtuvē, un minimāls pelnu apjoms;
• salīdzinoši augsts lietderības koeficients, strādājot kopā ar iekšdedzes motoru vai gāzes katlu;
• plaša cietā kurināmā izvēle;
• vienkārša ekspluatācija un nepieciešamības trūkums nepārtraukti uzraudzīt agregāta darbību;
• laika intervāls starp kurtuves pārlādēšanu – līdz diennaktij uz malkas un līdz nedēļai uz ogles;
• iespēja izmantot neizžāvētu koksni – mitru izejvielu var pielietot tikai dažos gāzes ģeneratoru modeļos;
• ierīces ekoloģiskums – šai ierīcei nav izplūdes caurules, visa saražotā gāze tiešā plūsmā nonāk dzinēja vai katla sadegšanas kamerā.

Izmantojot mitru malku, ģenerators darbosies, bet gāzes ražošana samazināsies par 20–25%. Ražības kritums notiek dabiskā mitruma iztvaikošanas dēļ no koksnes.

Tas noved pie temperatūras pazemināšanas kurtuvē, kas palēnina pirolīzes procesu. Vislabāk baļķus pirms iekraušanas pirolīzes kamerā rūpīgi izžāvēt. Rūpnieciskās ierīces ir pilnībā automatizētas, degvielas padeve tajās notiek ar skrūvi no blakus esošā konteinera.

Pašu rokām izgatavots gāzes ģenerators nepriecē ar šādu autonomiju, taču tas ir pietiekami vienkāršs ekspluatācijā. Jums tikai laiku pa laikam jāuzpilda tas ar degvielu līdz malām.

Darba temperatūras gāzes ģeneratorā sasniedz vērtības 1200–1500°C, tā korpuss jāizgatavo no materiāliem, kas iztur šādas slodzes.

Gāzes ģeneratoram trūkumu ir mazāk, taču tie ir:

• vāja ģenerējamās gāzes apjomu regulējamība – samazinoties temperatūrai kurtuvē, pirolīze apstājas un degvielas gāzu maisījuma vietā izveidojas sveķu putra;
• iekārtas apjomība – pat pašu rokām izgatavots vidējas jaudas (10–15 kW) gāzes ģenerators aizņem diezgan lielu vietu;
• iekuršanas ilgums – pirms reaktors saražo pirmo gāzi, paiet 20–30 minūtes.

Pēc “uzsilšanas” ģenerators stabili izdod noteiktu gāzes maisījuma daudzumu, kas jāsadedzina vai jāizmet gaisā. Lai izgatavotu šo agregātu ar savām rokām, būs nepieciešami izturīgi gāzes baloni vai biezs tērauds, un tā ir ievērojama naudas summa. Bet tas viss atmaksājas ar ģeneratora ekonomiskumu un izejdegvielas lētumu.

Daži gāzes ģeneratoru modeļi ir aprīkoti ar gaisa pūšanas ventilatoru, bet citi – nav. Pirmais variants ļauj palielināt instalācijas jaudu, bet piesaista to elektrotīklam. Ja nepieciešams neliels ģenerators ēdiena gatavošanai dabā, tad var iztikt ar kompaktu agregātu bez gaisa pūtēja.

Lielākā daļa pašu rokām izgatavotu gāzes ģenerēšanas iekārtu darbojas ar dabiskās vilkmes palīdzību.

Pārnēsājams gāzes ģenerators ar jaudu 2,4 kW, kas darbojas ar malku, ļauj bez problēmām pagatavot pusdienas ārpus pilsētas, prom no civilizācijas (+)

Privātmājas apkurei būs nepieciešama jaudīgāka un energoatkarīgāka ierīce. Tomēr šajā gadījumā ir vērts parūpēties par rezerves elektroģeneratoru, lai tīkla avārijas gadījumā uzreiz nepaliktu gan bez elektroapgādes, gan bez apkures.

Pašdarināta agregāta darba mezgli

Lai saprastu, kā var izgatavot cietā kurināmā gāzes ģeneratoru ar savām rokām, ir skaidri jāiztēlojas tā konstrukcija. Katram elementam ir savs mērķis, pat viena no tiem trūkums nav pieļaujams.

Pašdarbības gāzes ģeneratora korpusa iekšpusē jābūt:

• cietā kurināmā tvertne agregāta augšdaļā;
• pirolīzes kamera, kur notiek gruzdēšanas process;
• gaisa sadales ierīce ar pretvārstu;
• režģis ar pelnu kasti;
• izvades caurule radītajai gāzei;
• tīrīšanas filtri.

Paštaisītā malkas ģeneratorā rodas pietiekami augsta temperatūra, tāpēc katram tā elementam tiek izvirzītas stingras prasības. Korpusam izmanto izturīgu lokšņu tēraudu, un visas iekšējās detaļas tiek izvēlētas pēc iespējas karstumizturīgākas.

Lai nodrošinātu degvielas iekraušanas lūkas hermētiskumu aizvērtā stāvoklī, vākam būs nepieciešams blīvējums. Lētākais materiāls tam ir azbests. Tomēr tas nav nekaitīgs cilvēku veselībai, labāk veikalā sameklēt īpašas karstumizturīgas blīves uz silikonu vai silikātu bāzes.

Sadedzes kamerā radītās gāzes vispirms tiek sajauktas ar gaisu un atdzesētas, pēc tam tās tiek attīrītas filtrā no keramzīta vai zāģu skaidām (+)

Korpuss var būt gan cilindriskas, gan taisnstūra formas. Bieži vien, lai vienkāršotu darbu, tiek izmantoti pāris dabasgāzes baloni vai dzelzs mucas. Viens no režģa stieņiem kurtuves apakšā tiek metināts “cieši”, bet otrs tiek iestrādāts tā, lai to varētu pakustināt. Tas ir nepieciešams, lai tos attīrītu no izdedžiem un pelniem.

Gaisa sadales mezgls atrodas ārpus korpusa. Tas nodrošina nepieciešamā skābekļa daudzuma iekļūšanu kurtuvē, bet tajā pašā laikā, pateicoties pretvārstam, neizlaiž no tās degošās gāzes.

Gāzes ģeneratora izgatavošanas tehnoloģijas

Gāzi ražojošu iekārtu var izgatavot pašam vairākos veidos. Izvēle šeit ir atkarīga no pieejamajiem materiāliem un iegūstamās gāzes turpmākās izmantošanas.

Variants #1: Piemērs aparāta būvei uz ogles

Apskatīsim piemēru noderīgas paštaisītas ierīces izgatavošanai no metāla spaiņa ar vāku. Vispirms sagatavosim agregātu, kas pārstrādās no iekārtas iegūto gāzi elektroenerģijā.

Pēc patērētāja sagatavošanas gaidāmajai ekspluatācijai var ķerties pie paša gāzes ģeneratora būvniecības.

Caurule, kas novada gāzi no iekārtas, jāaprīko ar filtru, jo degšanas procesā ogles izdala daudz smalku suspensiju un putekļu.

Pabeidzot pašdarinātā gāzes ģeneratora būvniecības procesu, tas jāpārbauda darbspējai.

Variants #2: Gāzes ģenerators no divsimt litru mucām

Mucu pašdarinātam gāzes ģeneratoram būs nepieciešams pāris 200 l tvertņu. Vienu no tām ievieto otrā par divām trešdaļām.

Apakšā izveidotā telpa tiks izmantota kā sadegšanas kamera, bet augšējā daļa lieliski derēs kā bunkurs malkai vai granulām.

Korpusa iekšpusē, kas izgatavots no mucas, notiks gruzdēšana ar gāzes ražošanu, bet ārpusē cilindrā no vecā ugunsdzēšamā aparāta filtrā tā tiks attīrīta no nedegošiem piemaisījumiem.

Sānos, pirolīzes sekcijas līmenī, tiek iemetināta caurule ar 50 mm šķērsgriezumu gaisa padevei, bet tuvāk vākam – gāzes novadīšanas atzarojums. Iekšējās mucas dibenā tiek izgriezts caurums degvielas iekļūšanai sadegšanas kamerā, bet ārējās mucas dibenam tiek piestiprinātas gaisa pūtes durvis.

Atliek tikai izgatavot gāzes maisījuma attīrīšanas filtrus pirms tā padeves ūdens sildīšanas katlam. Tam būs nepieciešami lietoti ugunsdzēšamie aparāti vai līdzīga izmēra caurules gabali.

No augšas tos cieši aizver, bet no apakšas piemetina konusveida sprauslu, kuras galā ir uzgalis pelnu izvadīšanai. Pēc tam sānos iegriež atzarojumu gāzes maisījuma padevei attīrīšanai, bet vākā – novadīšanu jau attīrītajai gāzei.

Primārā gāzes attīrīšana no sodrēju un pelnu daļiņām notiek centrbēdzes spēku dēļ ārējā rupjās attīrīšanas filtrā (+).

Tālāk, lai samazinātu degošās gāzes temperatūru, izgatavo dzesēšanas radiatoru no vairākām caurulēm ar 10 cm diametru. Savā starpā tās savieno ar nelieliem atzarojumiem.

Galīgai gāzes attīrīšanai uzstāda vēl vienu filtru ar keramzītu, mazām metāla paplāksnēm vai zāģu skaidām iekšpusē. Pēdējo materiālu drīkst izmantot tikai tad, ja ienākošā gāze jau ir atdzisusi, pretējā gadījumā var izcelties ugunsgrēks.

No gāzes balona var izgatavot “krāsniņu”. Instrukcija primitīvas krāsns izveidei ir sniegta šajā rakstā.

Variants #3: Pašdarināts modelis iekšdedzes dzinējam

Automašīnai vai motociklam pašgatavotu gāzes ģeneratoru izgatavo pēc līdzīgas shēmas. Tikai šeit būs jāsamazina iekārtas izmēri līdz minimumam. Smagu agregātu vest līdzi ir dārgi, un arī tas neizskatās īpaši estētiski.

Lai atvieglotu sev darbu, automobiļa versijai vislabāk ņemt sadzīves gāzes balonus. Galvenais – pirms metināšanas pārliecināties, ka tvertnē vairs nav pat mājiena par propāna klātbūtni, pretējā gadījumā var notikt neliels sprādziens. Lai to izdarītu, nepieciešams atskrūvēt balona vārstu un piepildīt tvertni līdz malām ar ūdeni.

Lai atdzesētu degošo maisījumu pie izejas no iekārtas, var pielāgot parastu apkures radiatoru.

Sākotnēji automobiļa gāzes ģenerators ražo pārāk karstas gāzes. Tās obligāti jāatdzesē. Pretējā gadījumā, saskaroties ar sakarsētām dzinēja daļām, tās var spontāni aizdegties. Turklāt sakarsētajai gāzveida degvielai ir zems blīvums, kā dēļ to aizdedzināt cilindros būs vienkārši problemātiski.

Pašgatavotu gāzes ģeneratoru automobilim var uzstādīt bagāžniekā vai uz piekabes.

Otrais veids ir vēlamāks, pateicoties:

• remonta vienkāršībai;
• iespēja atstāt gāzes ģeneratora agregātu garāžā;
• brīvas vietas esamība bagāžniekā;
• iespēja izmantot iekārtu citām vajadzībām papildus degvielas padevei iekšdedzes dzinējā.

Nav jābaidās no ceļa bedrēm. Lecot uz pauguriem, cietais kurināmais sadegšanas kamerā tiks sakratīts, kas tikai veicinās tā labāku sajaukšanos un degšanu.

Gāzes ģeneratoru darba un ekspluatācijas nianses

Svarīgi atcerēties, ka iekārtas ražotā gāze ir bez smaržas un indīga. Ja, pašrocīgi metinot gāzes ģeneratora metāla detaļas, tiks pieļautas kļūdas, tad nepatikšanas ir neizbēgamas.

Lai nodrošinātu dabisku gaisa pieplūdi sadegšanas kamerā, var izurbt 5 mm caurumus ap korpusa apkārtmēru. Visi montāžas darbi un darbspējas pārbaude jāveic labi vēdināmā darbnīcā vai ārā.

Cietā kurināmā gāzes ģeneratora iekurināšana neatšķiras no malkas krāsns iekurināšanas. Iekšā liek malku vai citu kurināmā veidu, un pēc tam to aizdedzina ar skaliņu

Pēc aizdegšanās aizbīdni aizver, lai ierobežotu skābekļa piekļuvi degkamerai. Lai paštaisīta gāzes ģenerēšanas iekārta darbotos pareizi, rūpīgi jāregulē iegūtā gāzes maisījuma novadīšana un skābekļa padeve.

Pirms sākt būvēt gāzes ģeneratoru, jāveic inženiertehniskie aprēķini, kuros jāņem vērā degšanas laukums un kurināmā veids, kā arī nepieciešamā izejas jauda un paredzamais darbības režīms.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Kā izmantot gāzes ģeneratoru, kas pārstrādā koksnes ogles, kā degvielas piegādātāju mazlitrāžas automašīnai:

Vienkāršs gāzes ģenerators no propāna baloniem:

Malkas gāzes ģeneratora uzbūve:

Iepriekšminētie veidi ir piemēroti efektīva gāzes ģeneratora pašrocīgai izgatavošanai. Taču šīs ierīces modeļu ir daudz vairāk. Dažus ir vieglāk izgatavot, citus sarežģītāk.

Galvenais, montējot agregātu, maksimāli uzmanīt metināto šuvju kvalitāti, pretējā gadījumā var rasties gāzes noplūdes un sprādziens. Ja viss izdarīts pareizi, gāzes ģenerators kalpos 10–15 gadus. Pēc tam korpusa metāls sāks izdegt, un viss būs jādara no jauna.

Vai jums ir praktiskas montāžas prasmes vai pieredze ar paštaisīta gāzes ģeneratora lietošanu? Lūdzu, dalieties uzkrātajās zināšanās un uzdodiet jautājumus par raksta tēmu komentāros zemāk.