Sådan laver du en gasgenerator selv: særlige træk ved fremstilling af en hjemmelavet enhed

Gastgenerator – et apparat til fremstilling af gas fra kul, brænde, træaffald og andre materialer. Den genererede brændsel kan erstatte traditionelt kulbrintebrændstof – naturgas til opvarmning af boliger og benzin til biler.

Hovedformålet med at bruge sådan en enhed er at spare på brændstofomkostningerne. Den konstante prisstigning på benzin, propan og metan tvinger gør-det-selv-folk til at lede efter alternative måder at få brændstof på.

For at lave en gastgenerator med egne hænder skal du forstå dens opbygning og funktionsprincip.

Vi forklarer, hvordan omdannelsen af fast brændsel til brændbar gas foregår, angiver enhedens konstruktionsmæssige særtræk og giver eksempler på samling af simple apparater. For bedre forståelse har vi suppleret artiklen med illustrative diagrammer, billeder og videoer.

Gastgenerator: opbygning og funktionsprincip

En gastgenerator er en enhed, der omdanner flydende eller fast brændsel til gasform for senere at forbrænde det for at generere varme.

Brændstofmuligheder til generatoren

Enheder, der kører på fyringsolie eller affaldsolie, har en mere kompleks konstruktion end modeller, der bruger forskellige typer kul eller brænde.

Derfor ses oftest fastbrændselsgastgeneratorer – heldigvis er brændstoffet til dem tilgængeligt og billigt.

Som fast brændsel i en gastgenerator bruges:

• Trækul, brunkul og stenkul;
• Brændselspiller af træaffald;
• halm, savsmuld og brænde;
• Tørvebriketter, koks;
• Frøskaller.

Meget sparsommelige hjemmefolk forbereder selv såspånsbriketter.

Gasgenerering er mulig fra alle disse brændselstyper. Energifrigivelsen afhænger af forskellige brændstoffers brændværdi.

Desuden opnås der mere varme ved at forbrænde råmaterialet i en gasgenerator end ved brug af fast brændsel i kedler. Hvis virkningsgraden for en almindelig brændekedel varierer mellem 60–70%, når gasgeneratoranlægget op til 95%.

Men her skal man tage højde for en nuance. Kedlen forbrænder brændsel for at opvarme vand, mens gasgeneratoren kun producerer brændstof. Uden en varmelegeme, ovn eller forbrændingsmotor er en hjemmelavet gasgenerator nytteløs.

Den producerede gas skal bruges med det samme – det er økonomisk ufordelagtigt at opsamle den i en beholder. Det ville kræve installation af ekstra udstyr, der er afhængigt af strømforsyning.

I sovjettiden blev gasgeneratorer endda brugt til at drive lastbiler, og den producerede gas var tilstrækkelig til at drive en forbrændingsmotor.

Hvad sker der inde i gastgeneratoren

Gasgeneratorens funktion er baseret på pyrolyse af fast brændsel, der sker ved høje temperaturer og lavt iltindhold i brændkammeret. Inde i gasgeneratoren foregår der samtidig flere kemiske reaktioner.

Diagrammet for en industriel gasgenerator viser et ret komplekst anlæg med mange separate enheder, hvor hver har sin egen operation (+)

Teknologisk set er processen til generering af brændbar gas opdelt i tre på hinanden følgende trin:

1. Termisk nedbrydning af brændsel. Processen foregår under iltmangel, hvor kun en tredjedel af den ilt, der er nødvendig for normal forbrænding, tilføres reaktoren.
2. Rensning af den producerede gas. I en cyklon (tør hvirvelfilter) filtreres gas skyen for flygtige aske partikler.
3. Afkøling. Den resulterende gasblanding afkøles og underkastes yderligere rensning for urenheder.

Faktisk finder den første proces – pyrolyse – sted i selve gasgeneratorenheden. Alt det andet er forberedelse af gasblandingen til videre forbrænding.

Pyrolysekammeret i en hjemmelavet gasgenerator er opdelt i en beholder til fast brændsel (1), et brændkammer (2) og en askeskuffe (3)

Ved udgangen af gasgeneratoranlægget opnås en brændbar blanding af kulilte, brint, metan og andre kulbrinter.

Afhængig af det brændstof, der anvendes ved pyrolyse, tilføjes der også forskellige mængder vand i form af damp, ilt, kuldioxid og nitrogen. Efter det beskrevne princip fungerer også pyrolysekedler, der viser høj virkningsgrad.

Særlige forhold ved forskellige omformere

Gasgeneratorer er efter opbygning og interne processer opdelt i:

• direkte;
• omvendte;
• vandrette.

De adskiller sig ved luftindblæsningspunkter og udgang af den genererede gas.

Direkte proces forløber ved indblæsning af luftmasse nedefra og udgang af brændbar blanding øverst i konstruktionen.

Omvendt variant indebærer ilttilførsel direkte til oxidationszonen. Denne er den varmeste i gasgeneratoren.

Det er ret vanskeligt at lave indsprøjtning i den selv, derfor anvendes dette princip kun i industrielle anlæg.

Ved direkte gasgeneratorproces dannes der store mængder tjære og fugt ved udgangen; den omvendte er for kompliceret til selvbygning, og den vandrette har lavere ydelse, men ekstremt simpel konstruktion (+)

I vandret gasgenerator er gasudgangsrøret placeret lige over risten i zonen, hvor oxidations- og reduktionsreaktioner kombineres. Denne konstruktion er den enkleste at udføre selv.

Fordele og ulemper ved gastgeneratorer

En fabriksfremstillet husholdningsgasgenerator koster 1,5–2 gange mere end en almindelig fastbrændselskedel. Er det værd at investere i dette 'vidunderteknologi'?

Blandt fordelene ved brug af gasgeneratorer er:

• fuldstændig forbrænding af brændsel, der er påfyldt i fyringsrummet, og minimal askemængde;
• relativt høj virkningsgrad ved samarbejde med forbrændingsmotor eller gaskedel;
• bredt udvalg af fast brændsel;
• let betjening og ingen behov for konstant overvågning af apparatet;
• tidsinterval mellem genindlæsninger af fyringsrummet – op til et døgn på brænde og op til en uge på kul;
• mulighed for at bruge utørret træ – fugtigt råmateriale kan kun anvendes i visse modeller af gasgeneratorer;
• miljøvenlighed af enheden – der er intet udstødningsrør på denne enhed, al genereret gas går i direkte strøm til forbrændingskammeret i motoren eller kedlen.

Ved brug af vådt brænde vil generatoren fungere, men gasproduktionen reduceres med 20–25%. Produktivitetsfaldet skyldes fordampning af naturlig fugt fra træet.

Dette fører til en sænkning af temperaturen i brændkammeret, hvilket forsinker pyrolyseprocessen. Det er bedst at tørre brændestykkerne grundigt før indlæsning i pyrolysekammeret. Industrielle enheder er fuldautomatiserede, brændstoftilførsel sker via en skrue fra en nærliggende container.

En hjemmelavet gasgenerator glæder ikke med en sådan autonomi, men den er også ret enkel at betjene. Man skal blot fylde den helt op med brændstof fra tid til anden.

Arbejdstemperaturerne i gasgeneratoren når værdier på 1200–1500°C, dens kappe skal være lavet af materialer, der kan tåle sådanne belastninger.

Ulemperne ved gasgeneratoren er færre, men de findes:

• svag regulering af den genererede gasmængde – når temperaturen i brændkammeret falder, stopper pyrolysen, og i stedet for en brændbar gasblanding dannes der en tjæreblanding ved udgangen;
• anlæggets omfangsrighed – selv en hjemmelavet gasgenerator med en mellemstyrke på 10–15 kW optager en ret stor plads;
• lang optændingstid – før reaktoren producerer den første gas, går der 20–30 minutter.

Efter 'opvarmning' leverer generatoren stabilt en bestemt mængde gasblanding, som skal brændes eller udledes i luften. For at lave denne enhed selv har man brug for solide gasflasker eller tykt stål, og det er ikke billigt. Men alt dette tjener sig ind via generatorens økonomi og billigheden af råbrændstoffet.

Nogle modeller af gasgeneratorer er udstyret med en luftblæser, andre ikke. Det første alternativ kan øge anlæggets effekt, men gør det afhængigt af elnettet. Hvis man har brug for en lille generator til madlavning i naturen, kan man nøjes med en kompakt enhed uden luftblæser.

De fleste hjemmelavede gasgenereringsanlæg fungerer ved naturligt træk.

En bærbar gasgenerator med en effekt på 2,4 kW, der kører på brænde, gør det muligt uden problemer at lave frokost uden for byen langt fra civilisationen (+)

Til opvarmning af et privat hus vil der være brug for en mere kraftfuld og strømafhængig enhed. I dette tilfælde bør man dog sørge for en reserve-elgenerator, så man ikke pludselig står både uden strømforsyning og uden varme ved et netnedbrud.

Arbejdskomponenter i den hjemmelavede enhed

For at forstå, hvordan man kan lave en fastbrændselsgasgenerator selv, skal man have en klar forestilling om dens konstruktion. Hvert element har sin egen funktion, og selv fraværet af et enkelt er uacceptabelt.

Inde i kappen på en hjemmelavet gasgenerator skal der være:

• en beholder til fast brændstof i toppen af enheden;
• et pyrolysekammer, hvor pyrolyseprocessen finder sted;
• en luftfordelingsenhed med tilbageslagsventil;
• riste med askeskuffe;
• udløbsrør for produceret gas;
• rensefiltre.

I en hjemmelavet træfyret generator opstår der en ret høj temperatur, så der stilles strenge krav til hver komponent. Til huset bruges stærkt stålplade, og alle indvendige dele vælges så varmebestandige som muligt.

For at sikre tæthed af brændstofpåfyldningslemmen i lukket tilstand har låget brug for en tætning. Det billigste materiale til dette er asbest. Det er dog ikke ufarligt for menneskers sundhed; det er bedre at finde i butikken specielle varmebestandige pakninger baseret på silikoner eller silikater.

De gasser, der genereres i forbrændingskammeret, blandes først med luft og afkøles, og derefter renses de i et filter af ekspanderet ler eller savsmuld (+)

Huset kan være enten cylindrisk eller rektangulært. Ofte bruges et par flasker til naturgas eller jerntønder for at forenkle arbejdet. En af ristene i bunden af brændkammeret svejses "fast", og den anden indbygges, så den kan flyttes. Dette er nødvendigt for at rense dem for slagge og aske.

Luftfordelingsenheden er placeret uden for huset. Den sikrer tilførsel af de nødvendige mængder ilt til brændkammeret, men takket være en kontraventil forhindrer den samtidig udslip af brændbare gasser.

Teknologier til fremstilling af en gastgenerator

Man kan selv lave en gasgenererende enhed på flere måder. Valget her afhænger af tilgængeligheden af materialer og den videre anvendelse af den producerede gas.

Mulighed #1: Eksempel på opbygning af en kuldrevet apparat

Lad os se på et eksempel på fremstilling af en nyttig hjemmelavet ting af en metalspand med låg. Først forbereder vi et aggregat, der vil omdanne den gas, der kommer fra enheden, til elektricitet.

Efter at have forberedt forbrugeren til den kommende drift kan man begynde at bygge selve gasgeneratoren.

Rørstudsen, der leder gas væk fra anlægget, skal forsynes med et filter, da forbrændingen af kul frigiver meget fint støv og partikler.

Når processen med at bygge den hjemmelavede gasgenerator er afsluttet, skal den testes for funktionalitet.

Mulighed #2: Gastgenerator fra tohundrede-liters tønder

Til den hjemmelavede tøndegasgenerator kræves et par 200 liters beholdere. Den ene sættes ind i den anden for to tredjedele.

Rummet, der dannes i bunden, vil blive brugt som forbrændingskammer, og den øverste del er ideel som beholder til brænde eller piller.

Inde i tøndekroppen vil der foregå en ulmende forbrænding med gasgenerering, og udenfor, i en cylinder af en gammel ildslukker i et rensningsfilter, vil den blive renset for ikke-brændbare urenheder.

På siden, i niveau med pyrolysesektionen, svejses et rør med en diameter på 50 mm til indblæsning af luft, og tættere på låget – en gasafgangsstuds. I bunden af den indre tønde skæres et hul til brændstofindløb til forbrændingskammeret, og på yderbundens bund monteres en luge til blæser.

Der mangler kun at lave filtre til rensning af gasblandingen, før den overføres til varmtvandskedlen. Hertil vil der være brug for brugte ildslukkere eller rørstykker af tilsvarende størrelse.

Ovenfra lukkes de tæt, og nedefra svejses en konisk dyse med en studs til askefjernelse i enden. Derefter skæres et rør ind i siden til indføring af gasblandingen til rensning, og i låget monteres et udløb for den allerede filtrerede gas.

Primær rensning af gassen for sod- og aske partikler sker ved hjælp af centrifugalkræfter i det ydre filter til grovrensning (+).

Derefter, for at sænke temperaturen af den brændbare gas, laves en køleradiator af flere rør med en diameter på 10 cm. De forbindes med hinanden med små rørstykker.

Til endelig rensning af gassen installeres endnu et filter med letklinker, små metalskiver eller savsmuld indeni. Brug af sidstnævnte materiale er kun tilladt, hvis den indkommende gas allerede er kølet ned, ellers kan det ende med brand.

Af en gasflaske kan man lave en “burzhuyka”. Vejledning til at skabe en primitiv ovn er givet i denne artikel.

Mulighed #3: Hjemmelavet model til forbrændingsmotor

Til en bil eller motorcykel laves en hjemmelavet gasgenerator efter en tilsvarende opskrift. Kun her skal man reducere installationens størrelse til et minimum. Det er dyrt at slæbe en tung enhed med, og det ser heller ikke særlig æstetisk ud.

For at gøre arbejdet lettere, til bilversionen af generatoren er det bedst at tage flasker fra husholdningsgas. Det vigtigste er at sikre sig inden svejsning, at der ikke er spor af propan i beholderen, ellers kan der ske en lille eksplosion. For at gøre dette skal man skrue cylinderens ventil af og fylde beholderen helt med vand.

Til afkøling af den brændbare blanding ved udgangen fra installationen kan man tilpasse en almindelig varme radiator.

Oprindeligt producerer bilens gasgenerator for varme gasser. De skal absolut afkøles. Ellers kan de selvantænde ved kontakt med motorens varme dele. Derudover har opvarmet gasformigt brændstof en lav densitet, hvilket gør det problematisk at antænde i cylindrene.

En hjemmelavet gasgenerator til bilen kan monteres i bagagerummet eller på en trailer.

Den anden metode er at foretrække på grund af:

• enkel reparation;
• mulighed for at efterlade gasgeneratoren i garagen;
• at der er ledig plads i bagagerummet;
• mulighed for at bruge anordningen til andre formål ud over at levere brændstof til forbrændingsmotoren.

Du skal ikke være bange for vejens bump. Når du hopper på ujævnheder, vil det faste brændstof i forbrændingskammeret blive rystet, hvilket kun vil forbedre dets blanding og forbrænding.

Nuancer i drift og brug af gastgeneratorer

Det er vigtigt at huske, at gassen, som anordningen producerer, er lugtfri og giftig. Hvis der begås fejl under svejsning af gasgeneratorens metaldele i hånden, kan ulykker ikke undgås.

Til naturlig luftindstrømning i forbrændingskammeret kan du bore 5 mm huller rundt om husets omkreds. Alle monterings- og funktionstest bør udføres i et godt ventileret værksted eller udendørs.

Optænding af en fastbrændselsgasgenerator adskiller sig ikke fra at tænde en brændeovn. Du lægger brænde eller en anden brændstoftype indeni og antænder dem med en træpind.

Efter antændelse lukkes spjældet delvist for at begrænse ilttilførslen til forbrændingskammeret. For at den gasproducerende hjemmelavede enhed fungerer korrekt, skal du justere udledningen af den resulterende gasblanding og ilttilførslen korrekt.

Før du begynder at bygge en gasgenerator, bør du foretage tekniske beregninger, der tager højde for forbrændingsareal og brændstoftype samt den nødvendige udgangseffekt og forventet driftsmåde.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Sådan bruger du en gasgenerator, der forarbejder trækul, som brændstofleverandør til en småbil:

Enkel gasgenerator fra propanflasker:

Opbygning af en brændegasgenerator:

Ovenstående metoder er velegnede til selv at fremstille en effektiv gasgenerator. Men der findes mange flere modeller af denne enhed. Nogle er nemmere at lave, andre sværere.

Det vigtigste ved samling af enheden er at være yderst opmærksom på kvaliteten af svejsningerne, ellers kan der opstå gaslækager og eksplosion. Hvis alt gøres korrekt, vil gasgeneratoren fungere pålideligt i 10–15 år. Derefter vil husets metal begynde at brænde ud, og du bliver nødt til at lave det hele om igen.

Har du praktiske færdigheder i samling eller erfaring med at bruge en hjemmelavet gasgenerator? Del venligst din viden og stil spørgsmål om emnet i kommentarerne nedenfor.