Kā izgatavot koksnes gāzes ģeneratoru ar savām rokām: pašdarinājumi no malkas un zāģskaidām

Tūkstošiem gadu vēsturē cilvēce ir iemācījusies iegūt naftu un gāzi, izgudrojusi elektrību, izmanto vēja un saules enerģiju, bet joprojām sadedzina malku krāsnīs. Malka, zāģu skaidas, veca koksne, kokapstrādes uzņēmumu atkritumi – to visu var izmantot, ja izgatavo malkas gāzes ģeneratoru paša spēkiem.

Ne mazums meistaru veiksmīgi izmanto šo ierīci mājām un pat automašīnai. Ja jūs interesē šī tēma, vai radusies ideja patstāvīgi izgatavot ģeneratoru, mēs pastāstīsim, kā to īstenot praksē.

Mūsu materiālā tiks runāts par malkas gāzes ģeneratora darbības principu, priekšrocībām un trūkumiem, kā arī par to, kā patstāvīgi samontēt šādu ierīci.

Malkas gāzes ģeneratoru darbības princips

Ātra malkas dedzināšana brīvā dabā dod galvenokārt kādu daudzumu lietderīga siltuma. Bet pavisam citādi koksne uzvedas tā saucamajā pirolīzes dedzināšanā, t.i., degot ļoti neliela skābekļa daudzuma klātbūtnē.

Šādā situācijā vērojama ne tik daudz degšana, cik koksnes gruzdēšana. Bet šī procesa lietderīgais produkts ir nevis siltums, bet degvielas gāze.

Gāzes ģeneratori kādreiz tika aktīvi izmantoti kā degvielas piegādātāji automašīnām. Un tagad var reti sastapt automašīnas, kas darbojas ar to saražoto gāzi:

Lēni degot koksnei, izejā tiek iegūts maisījums, kas satur šādus produktus:

• metāns (CH₄);
• ūdeņradis (H₂);
• oglekļa oksīds (jeb CO jeb tvana gāze);
• dažādi piesātinātie ogļūdeņraži;
• oglekļa dioksīds (CO₂);
• skābeklis (O₂);
• slāpeklis (N);
• ūdens tvaiks.

Tikai daļa no šīm sastāvdaļām ir degošas gāzes, viss pārējais – ir piesārņojumi vai nedegošs balasts, no kura labāk atbrīvoties. Tāpēc ir nepieciešams ne tikai sadedzināt koku īpašā iekārtā, bet arī attīrīt rezultātu, kā arī atdzesēt iegūto gāzu maisījumu.

Rūpnieciskās ražošanas apstākļos šis process ietver šādus posmus:

1. Cietā kurināmā sadedzināšana neliela (apmēram 35% no normas) skābekļa daudzuma klātbūtnē.
2. Primārā rupjā tīrīšana, t.i., gaistošo daļiņu atdalīšana ciklona virpuļfiltrā.
3. Sekundārā rupjā tīrīšana, kuras laikā gāze tiek attīrīta ar ūdens filtra palīdzību, tiek izmantots tā sauktais skrubera-tīrītājs.

Pašgatavotas ierīces lietošanai mājas apstākļos izskatās vienkāršākas un aizņem mazāk vietas, taču to darbības princips un konstrukcija ir ļoti līdzīgi. Pirms šādas ierīces izgatavošanas sākšanas ir nepieciešams visu labi izplānot, kā arī sastādīt vai atrast agregāta projektu.

Šī shēma ļauj izprast malkas gāzes ģeneratora uzbūvi: malka tiek iepildīta no augšas, nonāk degšanas kamerā, kurā tiek iespiests neliels gaisa daudzums, un kur notiek lēnas degšanas process un degošas gāzes izdalīšanās.

Interneta plašumos ir daudz ieteikumu par to, kā pagatavot pašgatavotu koksnes gāzes ģeneratoru. Daži no tiem ir aprīkoti ar pilnīgi reāliem īstenojamiem zīmējumiem.

Meistari, kuriem jau ir izdevies zināmā mērā īstenot šo aizraujošo procesu, atzīmē, ka var būt nepieciešams daudz laika un pūļu. Iespējams, nāksies veikt ne vienu pārveidojumu un veikt veselu virkni eksperimentu, lai iegūtu agregātu ar pieņemamiem raksturlielumiem.

Šī shēma, kurā parādīts rūpnieciskās gāzes ģeneratora iekārtas darbības princips, ļauj veidot priekšstatu par atsevišķiem sadzīves gāzes ģeneratora elementiem.

Sistēmas priekšrocības un trūkumi

Gāzes ģeneratori ir ārkārtīgi ērti lietošanā. Ja agregāts ir izgatavots pareizi, ievērojot visas drošības tehnikas prasības, tajā var iekraut kurināmo ļoti reti. Piemēram, malku kamerā var iekraut tikai vienu reizi dienā, bet, ja par kurināmo izmanto kokogles, pietiks arī ar vienu reizi nedēļā.

Rūpnieciskie sadzīves koksnes gāzes ģeneratoru modeļi ir ārkārtīgi ērti un droši, tomēr šādas ierīces izmaksas parasti ir ļoti augstas.

Tomēr tas vairāk attiecas uz rūpnieciski ražotām ierīcēm. Protams, pašdarināta gāzes ģeneratora darbība rūpīgi jākontrolē. Karstās gāzes temperatūra var būt ļoti augsta, un ugunsbīstamība ievērojami palielinās.

Koksne – pieejams materiāls. Gāzes ģeneratora iekraušanas kamerā var ievietot gan malku, gan šķeldu, gan presētas zāģskaidas, gan jebkādus kokrūpniecības atkritumus, gan celulozi saturošus materiālus. Lieliski kā kurināmais der sausa un viegla kokogle. Ja tvertnes izmēri to atļauj, tajā var iekraut malku pat iepriekš nešķeļot, veselu.

Gāzes ģeneratorā dedzināšanai der gandrīz jebkuri materiāli, kas satur celulozi, taču svarīgi neaizmirst par pieņemamu šāda kurināmā mitruma līmeni, lai palielinātu ierīces darbības efektivitāti.

Sadegšanas rezultātā iegūto produktu, degošo gāzi, var izmantot dažādu uzdevumu risināšanai: mājas apkurei, automašīnas iekšdedzes dzinēja darbināšanai, pat elektroenerģijas ražošanai. Taču jāatceras arī par šīs noderīgās ierīces “mīnusiem”.

Pirmkārt, rūpnieciska gāzes ģeneratora modelis, uzticams, drošs un ērts, maksā diezgan dārgi. Ne katrs mājas vai vasarnīcas īpašnieks var atļauties šādu agregātu. Taču arī pašdarināta gāzes ģeneratora izveide pat no pieejamiem materiāliem var izvērsties par apaļu summu.

Ne vienmēr tam var izmantot jebkādus pieejamos materiālus. Visām agregāta daļām jābūt ļoti izturīgām un spējīgām izturēt augstu temperatūru. Obligāti būs nepieciešama metināšanas iekārta, kā arī prasmes darbā ar to. Metāls būs jāgriež un jāmetina.

Kurināmajam koksnes gāzes ģeneratoram jābūt tādiem izmēriem un konfigurācijai, lai tas varētu brīvi pārvietoties lejup pa tvertni uz sadegšanas kameru.

Aprēķinot, cik izmaksās pašdarināta gāzes ģeneratora uz zāģskaidām izveide, jāņem vērā arī palīgmateriāli. Būs nepieciešams čuguns restes izveidei; pilnīgi iespējams, ka vāka izgatavošanai būs jāatrod vai jāiegādājas īpaša atspere.

Nepieciešamas arī karstumizturīgas blīves lūkām, atsevišķu ierīces elementu savienošanai u.tml. Pirms gāzes ģeneratora izgatavošanas rūpīgi viss jāizrēķina.

Vēl viens izdevumu postenis gāzes ģeneratoram – tā ir elektroenerģija, kas nepieciešama piespiedu gaisa padevei sadegšanas kamerā. Ja kāda iemesla dēļ elektrība tiks atslēgta, gāzes ģenerators nevarēs darboties.

Šāda situācija ir nepieļaujama, jo degšanas temperatūras pazemināšanās var izraisīt ierīces piesārņošanu ar darvu. Rezultātā nāksies apturēt procesu, tīrīt gāzes ģeneratoru un pēc tam to iedarbināt no jauna.

Lai gan šķiet, ka gāzes ģeneratoru var ielādēt gandrīz ar jebkuru degvielu, tomēr jāatceras, ka tai, degot, pakāpeniski jānolaižas lejup pa bunkuru. Tāpēc malka ģeneratoram jāsagatavo, to saskaldot aptuveni vienāda izmēra gabalos.

Ierīces izgatavošana paša spēkiem

Vispirms jāizlemj, kādiem mērķiem tiks izgatavots gāzes ģenerators: mājai vai automašīnai. Pēdējā gadījumā priekšroka tiek dota mazam svaram un kompaktiem izmēriem. Labākais materiāls automašīnas gāzes ģeneratoram – nerūsējošais tērauds, dārgs, bet izturīgs un viegls. Savukārt mājai tiek izgatavota liela ierīce no pieejamiem materiāliem, ko atrast vieglāk un kas maksā lētāk.

Aplūkosim piemēru gāzes ģeneratora izgatavošanai motocikla degvielas nodrošināšanai:

Lai benzīna dzinējam piegādātu gāzveida kurināmo, tas jāatdzesē, jāattīra un jāsajauc ar gaisu atbilstošās proporcijās. Šim nolūkam agregāts jāaprīko ar aizdedzes ventilatoru, ciklonu, filtru, maisītāju un dzesētāju.

Atliek papildināt paštaisīto gāzes ģeneratoru ar ierīcēm, kas nodrošina normālu darbību, un atrisināt jautājumus par tā uzstādīšanu uz motocikla ar blakusvāģi.

Protams, jo tuvāk paštaisītā gāzes ģeneratora izmēri un konfigurācija ir rūpnieciskajam modelim, jo efektīvāk ierīce darbosies. Precīzu rūpnīcā ražota gāzes ģeneratora kopiju izgatavot mājas apstākļos ir sarežģīti un nav nepieciešams.

Vienkāršāk ir nokopēt gatavu paštaisītu agregātu, palūdzot to no paziņām, draugiem vai vienkārši izmantojot informāciju internetā.

Vispirms izgatavo gāzes ģeneratora pamatmezglus, pēc tam tos saliek vienotā ierīcē. Lai izveidotu šādu ierīci, ir jāsagatavo šādi elementi:

1. Korpusu.
2. Degvielas bunkuru.
3. Sadegšanas kameru.
4. Sadegšanas kameras kakliņu.
5. Gaisa sadales mezglu.
6. Filtrēšanas mezglu.
7. Sadegšanas kameras atzarojuma cauruli.
8. Režģi, durvītes un citus līdzīgus elementus.

Korpusu, ko dažkārt sauc par pildījuma kameru, var būt gan cilindriska, gan kubiska forma. Tādēļ meistaram ir divas iespējas tā izgatavošanai: izmantot piemērotu metāla trauku, nedaudz to modificējot, vai izveidot korpusu "no nulles" no stūra un lokšņu metāla.

Pašdarināta gāzes ģeneratora izgatavošanai var izmantot pieejamos materiālus, piemēram, metāla mucu, vecas gāzes balonus, ugunsdzēšamā aparāta korpusu utt.

Līdzīgā veidā tiek izgatavots cietā kurināmā bunkurs, proti, arī no metāla loksnes un leņķa. Vēlāk bunkuru nostiprina korpusa iekšpusē, tāpēc tā izmēriem jābūt atbilstošiem. Tomēr dažreiz vienkāršāk ir pārvērst daļu no gāzes ģeneratora korpusa par bunkuru. Šim nolūkam daļu telpas atdala, izmantojot metāla plātnes.

Piemērots materiāls gāzes ģeneratora iekšpusēm, kas darbojas ar malku, – ir zema oglekļa satura tērauds. Korpusu jāpārklāj ar cieši piegulošu vāku. Hermētiskums – ir svarīgs nosacījums ģeneratora pareizai darbībai, jo tieši šādā veidā tiek nodrošināta ierobežota skābekļa daudzuma pieplūde.

Pašdarināts gāzes ģenerators – ir diezgan smaga ierīce, jāparūpējas par tās stabilitāti. Šim nolūkam pie korpusa apakšējās daļas tiek piemetinātas stipras kājas. Atsevišķu uzmanību ir pelnījis vāks, caur kuru tiek veikta kurināmā iekraušana.

Dažreiz tas ir smags, un to pacelt pašam nav viegli. Lai atrisinātu problēmu, var izmantot īpašu amortizācijas atsperi.

Sadegšanas kamerai būs nepieciešams īpašs karstumizturīgs tērauds, jo tieši šeit notiek kurināmā degšana ļoti augstās temperatūrās. Tomēr šiem nolūkiem var veiksmīgi izmantot tukšu sadzīves gāzes balonu. Derēs gan jauns, gan lietots balons.

Ja gāzes balons sadzīves gāzes ģeneratora izgatavošanai iepriekš ir bijis lietots, pirms metināšanas darbu sākšanas to labāk piepildīt ar ūdeni. Tas novērsīs iespējamu gāzes atlikumu aizdegšanos.

Sadegšanas kameras metāla kaklu, kurā notiek vēl viens svarīgs process – sveķu krekinga – jāatdala no pārējiem elementiem ar īpašām karstumizturīgām starplikām. Par piemērotu materiālu tam tiek uzskatīts azbests, taču labāk izmantot mūsdienīgākus un drošākus materiālus.

Gaisa sadales mezglu savieno ar konstrukciju, izmantojot štuceri, kam blakus tiek uzstādīts pretvārsts. Šī elementa uzdevums – regulēt gaisa pieplūdi kurināmajam un nepieļaut iegūtās degvielas gāzes noplūdi, kuras dēļ tika uzsākta ģeneratora izgatavošana.

Starp gaisa sadales kārbu un sadegšanas kameras vidusdaļu jāatrodas īpašiem kalibrēšanas caurumiem-furmām. Pēc sadegšanas kameras uzstāda filtru sistēmu, lai attīrītu iegūto gāzes maisījumu no piesārņojumiem. Režģis ir paredzēts sadegšanas kameras tīrīšanai.

To parasti izgatavo no čuguna. Lai atvieglotu tīrīšanas procesu, restes vidējo daļu var padarīt kustīgu vai noņemamu. Durvis nodrošina piekļuvi dažādām gāzes ģeneratora nodaļām un kalpo malkas iekraušanai, sadegšanas kameras tīrīšanai utt. Protams, visām šādām durvīm jābūt hermētiskām un noslēgtām ar karstumizturīgām starplikām.

Apakšā tiek uzstādīta caurules atzars, pa kuru iegūtais gāzu maisījums nonāk filtrēšanas mezglā, bet pēc tam dzesētājā. Mazā ciklona filtra izgatavošanai var izmantot veca ugunsdzēšamā aparāta korpusu vai citu piemērota izmēra un konfigurācijas metāla tvertni.

Šajā shēmā uzskatāmi parādīta ciklona tīrīšanas filtra uzbūve un darbības princips. Ar to var veikt gāzes primāro tīrīšanu, kas iegūta gāzes ģeneratora darbības rezultātā.

Tas darbojas šādi: ciklona augšdaļā tiek iespiesta piesārņota karsta gāze. Tad apaļajā korpusā tā sāk griezties. Centrbēdzes spēku ietekmē piesārņojuma daļiņas pārvietojas uz ierīces apakšējo daļu un iziet no tās caur izkraušanas atveri. Attīrītā gāze iziet caur vēl vienu atveri filtra augšdaļā.

Mājas apstākļos kā dzesētāju var izmantot parasto radiatoru vai izgatavot īpašu serpentīnu. Karstā gāze pārvietojas pa šādu garu konstrukciju un pamazām atdziest. Ja vēlas, var organizēt ūdens dzesēšanu.

Tiek uzskatīts, ka sadzīves gāzes ģenerators spēj "sagremot" jebkura mitruma koksni, pat 50%, kas raksturīgi svaigi cirstam kokam. Praksē izrādās, ka jo augstāks ir degvielas mitrums, jo zemāka ir gāzes ģeneratora darbības efektivitāte. Nav ieteicams iekraut ierīcē degvielu, kuras mitrums pārsniedz 20%.

Situāciju var labot neliela ierīces modifikācija. No sadegšanas kameras atzara jāizvelk gredzenveida gāzes vads, ievietojot to telpā starp korpusa sienām un iekraušanas kameras ārējo pusi.

Rezultātā daļa siltumenerģijas tiks nodota degvielai, kas ļaus samazināt tās mitrumu. Turklāt dzesēšanai būs nepieciešams mazāk laika, un ģeneratora efektivitāte palielināsies.

Vērtīga informācija par gāzes ģeneratoriem

Dažreiz privātmāju īpašnieku cerības, kuri apsver gāzes ģeneratora iegādi vai pašizgatavošanu, izrādās pārāk rožainas salīdzinājumā ar reālo situāciju.

Pastāv uzskats, ka gāzes ģeneratora efektivitāte, kas ir aptuveni 95%, ievērojami pārsniedz parastā grīdas gāzes katla efektivitāti, kas sasniedz 60-70%. Šie skaitļi kopumā ir pareizi, taču tos salīdzināt nav korekti.

Pašdarināta gāzes ģeneratora izgatavošanā izmanto nolietotus gāzes balonus, kannas, virtuves piederumus utt. Gandrīz bezmaksas ierīce ekonomiski patērē ne pārāk dārgu degvielu ar samērā augstu ražīgumu.

Pirmais rādītājs atspoguļo degošās gāzes ražošanas efektivitāti, bet otrais – siltuma daudzumu, kas iegūts katla darbības laikā. Abos gadījumos deg koksne, bet šī procesa rezultāts kvalitatīvi atšķiras. Ja turpmāk ar koksnes pirolīzes degšanu iegūtā degošā gāze tiks izmantota mājokļa apsildīšanai, šādu salīdzinājumu varēs veikt.

Jāatceras arī, ka pašdarināti gāzes ģeneratori, lai gan tie var strādāt ar augstu atdevi, reti ir tikpat efektīvi kā rūpnieciskie modeļi. Šis moments jāņem vērā jau agregāta projektēšanas stadijā un projekta izmaksu un tā sagaidāmās efektivitātes aprēķinos.

Ja nepieciešamība izveidot gāzes ģeneratoru ir saistīta tikai ar vēlmi uzlabot mājas apkures sistēmu, ir vērts pievērst uzmanību līdzīgai ierīcei – pirolīzes katlam, kas darbojas pēc ļoti līdzīgiem principiem. Tā galvenā atšķirība no gāzes ģeneratora ir tā, ka iegūtā gāze tiek nekavējoties sadedzināta, un iegūtā enerģija tiek izmantota dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai mājas apkures sistēmā.

Šādā ierīcē tiek uzstādīta papildu sadegšanas kamera, kurā jāorganizē atsevišķa gaisa padeve. Ja nepieciešams apsildīt māju ar gāzes ģeneratoru, būs nepieciešams vēl izvēlēties konvektoru apkurei. Tas palielinās apkures modernizācijas vai ierīkošanas izmaksas. Jāaprēķina, vai šajā gadījumā spēle ir sveces vērta?

Svarīgs moments – pareiza gāzes ģeneratora apkalpošana tā ekspluatācijas laikā. Reklāma apgalvo, ka šī ir universāla ierīce, kurā sadeg viss: no zāģu skaidām līdz svaigi cirstai koksnei.

Bet reklāma noklusē faktu, ka, iekraujot mitru izejvielu, iegūtās degošās gāzes daudzums var samazināties par 25% vai vairāk.

Labākā degviela sadzīves gāzes ģeneratoram – koksnes ogles. Tās sadedzinot, netiek tērēts pārāk daudz enerģijas liekā mitruma iztvaicēšanai, kas ļauj iegūt maksimālo degošās gāzes daudzumu.

Optimālā degviela gāzes ģeneratoram, pēc speciālistu domām, ir koksnes ogles. Tās sadegot mitruma iztvaicēšanai tiek patērēts minimāls enerģijas daudzums, kas ļauj paātrināt pirolīzes procesus.

Autotransporta īpašnieki var paļauties uz gāzes ģeneratoru ne tikai apsildei, bet arī sava transportlīdzekļa darbībai. Patiešām, Eiropā ir daudz autovadītāju, kuri diezgan veiksmīgi pielāgojuši savu transportu darbam ar malku. Bet visbiežāk tās ir kompaktas un izturīgas ierīces, kas izgatavotas no plāna un izturīga nerūsējošā tērauda.

Šādu agregātu izmaksas, pat pašu izgatavotu, ir visai lielas. Krievijas apstākļos gāzes ģeneratorus automašīnām izgatavo no pieejamiem līdzekļiem un uzstāda uz kravas autotransporta.

To darbības efekts nav liels, parasti šāda agregāta klātbūtni pavada tādas parādības kā ilgstoša aizdedze, nepieciešamība pastāvīgi darbināt dzinēju uz augstiem vai vidējiem apgriezieniem, kas veicina tā ātru nolietošanos.

Automašīnai vislabāk izmantot kvalitatīvu gāzes ģeneratoru, kas izgatavots no izturīga nerūsējošā tērauda, ar samērā nelielu svaru un kompaktiem izmēriem.

Interesants variants gāzes ģeneratora izmantošanai privātās mājsaimniecībās – degvielas gāzes izmantošana mājas elektrostacijai. Šādu projektu īsteno, izmantojot dīzeļdzinēju ar iekšdedzi.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šajā video ir demonstrēts paštaisīta gāzes ģeneratora darbības process:

Šeit ir parādīta interesanta pieredze, veidojot paštaisītu gāzes ģeneratoru, ņemot vērā pieļautās kļūdas:

Šis ir kompakta gāzes ģeneratora variants, kas paredzēts uzstādīšanai uz transportlīdzekļa:

Izgatavot ar savām rokām dzīvotspējīgu gāzes ģeneratoru nav nemaz tik vienkārši. Visbiežāk šādus agregātus veido automašīnām, taču arī mājās tie ir visai efektīvi. Prasmīgam amatniekam, kurš nebaidās no grūtībām un ir gatavs eksperimentiem, šis uzdevums ir pilnībā pa spēkam.

Ja, iepazīstoties ar informāciju, Jums rodas jautājumi vai ir ieteikumi par malkas gāzes ģeneratora pašrocīgu salikšanu, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk.