Газогенераторные установки на дровах

Топливо для газогенератора

Дейв Николс (Dave Nichols) показывает топливо для газогенераторных автомобилей — древесина и щепа

Топливо для газогенераторных автомобилей состоит из древесины или щепы (фото слева). Древесный уголь также может быть использован, но это приводит к потере до 50 процентов энергии, содержащейся в оригинальной биомассе. С другой стороны, уголь содержит больше энергии за счет более высокой калорийности, так что спектр топлив может быть разнообразен. В принципе, любой органический материал может быть использован. Во время Второй мировой войны, уголь и торф использовались, но лес был основным видом топлива.

Голландская Volvo 240, укомплектована современной газогенераторной системой из нержавеющей стали

Один из наиболее удачных газогенераторных автомобилей был построен в 2008 году голландцем Джоном. Многие автомобили, оборудованные газогенераторами, имели громоздкую конструкцию и не очень привлекательный вид. Голландская Volvo 240, укомплектована современной газогенераторной системой из нержавеющей стали, и имеет современный элегантный вид.

Голландская Volvo 240 имеет современный элегантный вид.

«Получить древесный газ не так уж трудно», говорит Джон, намного труднее получить чистый древесный газ. У Джона есть много нареканий на автомобильные газогенераторные установки, так как производимый ими газ содержит много примесей.

Джон из Голландии твердо уверен, что газогенераторные установки вырабатывающие древесный газ намного перспективнее использовать стационарно, например, для отопления помещения и для бытовых нужд, для производства электроэнергии, и для подобных производств. Газогенераторный автомобиль Volvo 240 рассчитан прежде всего для демонстрации возможностей газогенераторной технологии.

Возле автомобиля Джона и возле подобных газогенераторных автомобилей всегда собирается много восхищенного и заинтересованного народа. Тем не менее автомобильные газогенераторные установки для идеалистов и на время кризиса – считает Джон.

Методы уменьшения потерь мощности двигателей газогенераторных автомобилей

Бензиновые двигатели, переведенные на генераторный газ без каких-либо переделок, теряли 40-50% мощности. Причинами падения мощности являлись, во-первых, низкая теплотворность и медленная скорость горения газовоздушной смеси по сравнению с бензовоздушной, а во-вторых, ухудшение наполнения цилиндров как за счет повышенной температуры газа, так и за счет сопротивления в трубопроводах, охладителе и фильтре газогенераторной установки. Для уменьшения влияния указанных причин в конструкцию двигателей были внесены изменения. В связи с тем что газовоздушная смесь обладает высокой детонационной стойкостью, была увеличена степень сжатия. Сечение впускного трубопровода было увеличено. Для устранения подогрева газовоздушной смеси и уменьшения потерь давления впускной трубопровод устанавливали отдельно от выпускного. Эти меры позволяли сократить потери мощности до 20-30%.

Применение генератора газа

Следует отметить еще одну небольшую проблему газогенераторных автомобилей, которая связана конкретно с их применением. Она связана с тем, что установке необходимо выйти на рабочую температуру, и только потом можно ехать. Время, требуемое для выхода на такую температуру, примерно 10 минут. Кроме этого, перед следующей загрузкой дров необходимо каждый раз лопаткой вычищать золу. Еще одна проблема в обслуживании — образование смол. Сейчас она стоит уже не так остро, как раньше, но все равно приходится очищать фильтры от загрязнений. Все это приводит к необходимости частого обслуживания генератора.

Если говорить в общем об уходе за таким устройством, то можно сказать так: появляется много хлопот с обслуживанием, которые полностью отсутствуют у бензиновых двигателей.

Автомобильный газогенератор

Нужно понимать, что газогенератор для автомобиля должен быть довольно небольшим, не очень тяжёлым и одновременно практичным. Зарубежные коллеги, чьи доходы не в пример выше наших, выполняют корпус генератора, циклон и фильтр охлаждения из нержавейки. Это дает возможность брать толщину металла в два раза меньше, а это означает, и аппарат выйдет очень легко. В наших буднях для сборки газогенератора используют трубы, старые балоны от пропана, огнетушители и другие подручные материалы.

Ниже показан чертеж газогенератора, устанавливаюемого на старые грузовые автомобили УралЗИС-352, по нему и нужно смотреть при собирании агрегата:

Наружную емкость наши мастера очень часто выполняют из баллонов для сжиженного пропана, внутреннюю можно создать из ресивера грузовика ЗИЛ или КаМАЗ. Колосниковая решётка делается из толстого металла, отрезки трубы – из соответствующего диаметра труб. Крышку с фиксаторами можно сделать из отрезанного верха баллона либо из стали на основе листа. Уплотнение крышки – шнур из асбеста с графитной пропиткой.

Грубый фильтр – циклон для авто выполняют из старого огнетушителя либо обычного патрубка. Снизу трубы делается конусная насадка со соединительным эелементом с резьбой для выгрузки золы, сверху торец закрывается плотно привариваемой крышкой. В нее врезается выходной отрезок трубы для очищенных газов, а с боковой стороны – второй патрубок для соединения, куда будет выполняться подача продуктов згорания. Практичная схема циклона в разрезе показана на рисунке:

Так как автомобильный газогенератор выдаёт газы с большой температурой, их требуется охлаждать. Причины две:

• раскаленное газообразное горючее имеет чрезмерно малую плотность и поджечь его в цилиндрах ДВС будет сложно;
• есть опасность самопроизвольной вспыхивания при контакте с горячими поверхностями мотора.

Движение газов по всему тракту во время розжига обеспечивает вентилятор, а после пуска мотора в системе возникает нужное разрежение, вентилятор выключается.

Для охлаждения мастера-умельцы используют традиционные ребристые батареи отопления, располагая их на автомобиле поэтому, чтобы они максимально обдувались воздухом в период движения. Порой даже применяются самые новые радиаторы из биметалла. Перед тем как попасть в пиролизный мотор горючее просит тонкой чистки, чтобы это сделать применяют различного рода фильтры на собственное усмотрение. Все узлы соединяются в одну установку соответственно со схемой:

И последняя деталь – водопроводный кран, необходим для регулирования пропорций газовоздушной смеси. А дело все в том, что деревянный газ имеет теплоту сгорания всего 4.5 МДж/м3, тогда как эксплуатируемый в машинах сетевой газ — целых 34 МДж/м3. Стало быть, пропорции топлива и воздуха обязаны быть иными, их понадобится настроить заслонкой.

Минусы применения дровяного газогенератора в машинах

Естественно, у подобной системы есть и собственные негативные стороны. Самое первое, сама конструкция самодельного газогенератора достаточно громоздкая, а это означает повышает вес автомобиля. Ее нужно где нибудь расположить, что уменьшит полезную площадь, а еще и уменьшит подъемность груза. Уже сами по себе заправочные станции не требуются, но останавливаться, чтобы подкинуть дровишек, придется очень часто, да и при ее всеядности нужно все же наблюдать за качеством того, что отправляется в топочную камеру. Лучше всего ничего сырого и без гнильцы. Просыпается к жизни такой аппарат тоже совсем не в течении нескольких секунд, на это потребуется приблизительно 10 минут. Скорость тоже полностью отвечает знаменитой самоездящей печи, так как уменьшается и мощность мотора

За самим процессом горения необходимо с большим вниманием наблюдать, падение температуры приводит к тому, что нужная газовая смесь, которая нужна для работы мотора, преобразуется в совсем лишний деготь. Исходя из того что перечислено выше, применялись авто на дровах раньше в основном там, где последних (дров) было с избытком

На различных заготовках леса. Либо же там, где отсутствовало другое горючее как таковое, в непролазной глуши.

Преимущества газгена

• КПД таких котлов варьируется в переделах 78-96%;
• Одна закладка на дровах горит до 12 часов. С верхним горением время увеличивается до 1 суток. Угол горит более 1 недели;
• Топливный материал сгорает полностью. Из-за этого газоход прочищают не более 1 раза в месяц;
• Можно настроить автоматизированную работу;
• В воздух попадает наименьшее число вредных компонентов;
• В финансовом плане такие устройства наиболее экономичные;
• В качестве полноценного источника топлива рекомендуется применять подсушенную до 50% древесину;
• Разрешено применение не колотых поленьев, достигающих в длину 1 м;
• В котлах разрешена утилизация полимеров;
• Устройство обладает высокой безопасностью.

Конструкция газогенератора

Итак, переходим к конкретному вопросу нашей статьи: как сделать газогенератор на дровах самостоятельно? В его конструкцию должны входить:

• Корпус. Изготавливают его обычно или из трубы с толщиною стенки не меньше 4 мм, или из листового железа с той же толщиной. Форма может быть круглой или прямоугольной.
• Бункер для загрузки топлива. Его изготавливают из малоуглеродистой стали и вставляют внутрь корпуса, прикрепляя болтовыми соединениями. Этот элемент обязательно снабжается крышкой, которая должна плотно прилегать.
• Камера сгорания. Она является частью бункера и расположена под ним. Изготавливают камеру из жаростойкой стали, можно использовать газовый баллон.
• Снизу к топке присоединяется горловина, здесь будут осаждаться смолы.
• Воздухораспределительная коробка, к которой присоединяется обратный клапан. Это устройство обычно является отдельной единицей. То есть ее в корпусе газогенератора на размещают. Некоторые мастера перед коробкой устанавливают вентилятор, который нагнетает в нее воздух. Это позволяет использовать в качестве топлива даже свежесрубленные деревья.
• Колосниковая решетка. Этот элемент чаще всего изготавливают из чугуна. В конструкции лучше всего учесть подвижную среднюю часть, с ее помощью можно будет легко откидывать решетку, чтобы проводить чистку зольника. Для управления подвижной частью устанавливается снаружи корпуса специальный рычаг.
• Обязательно устанавливаются две дверцы: одна для загрузки дров, вторая для чистки зольника. И в том, и в другом случае необходимо позаботиться об их герметичном закрытии. Каждый мастер придумывает свой способ герметизации. Есть даже очень уникальные. К примеру, установка рессоры, которая амортизирует дверцу. Кстати, люк, используемый для загрузки дров, можно использовать и в качестве сбросного клапана, если есть необходимость сбросить давление газов внутри бункера.
• Также в состав газогенератора входят фильтры, охладитель, смеситель и различные по назначению патрубки.

Внутреннее устройство

Как работает машина на дровах и можно ли сделать самому?

Люди могут добыть разные полезные ископаемые, но многие из них продолжают жечь в топках дерево. Опилки и прочие древесные отходы хорошо использовать, если ты решил собственными руками смастерить генераторный автомобиль на дровах. Сейчас мастера успешно используют такие устройства – для них это идеальный вариант с точки зрения экономии. С сегодняшними ценами на бензин многие автомобилисты переводят свой транспорт на более дешевый вид топлива. Самым популярным вариантом считается переделка на газ, но и здесь не обошлось без трудностей. Из-за событий, связанных с нефтью и газом, цены на последний могут резко подскочить. Отсюда такая работа будет бессмысленной. Кому неизвестно, чем могут закончиться проблемы с энергоресурсами? Поэтому, если уж и переделывать авто, то выбирать «машину на дровах». Кроме того, такой способ наиболее экологичен, в сравнении с прочими альтернативными видами топлива.

Если сравнить газификацию древесины и обычное ее сжигание, то наиболее эффективен будет первый вариант, так как в нем не теряется двадцать пять процентов содержащейся энергии. Также не стоит забывать, что древесина – это возобновляемый источник энергии, чего нельзя сказать о бензине.

Топливо для газогенераторных котлов

Несомненным преимуществом газогенераторных котлов является тот факт, что они могут работать практически на любом типе твердого топлива. То есть в них можно загружать обычные нарубленные дрова, и также любые виды древесных отходов (опилки, стружки) и изготовленные из древесных отходов брикеты, пеллеты и тому подобное. Кроме того, газогенераторные установки являются практически безотходным производством: топливо в них сгорает практически без остатков.

Преимущества отопительных газогенераторных установок

Установка отопительных систем, работающих от котлов газогенераторных, работающих на древесном топливе имеет следующие несомненные преимущества:

1. Чрезвычайно высокая эффективность сгорания топлива. В любой установке, предназначенной для сжигания древесного топлива, но не применяющий эффект пиролиза – КПД не может подниматься выше 90 процентов.
2. Газогенераторные установки являются энергонезависимыми и могут быть установлены даже в сооружениях, у которые отсутствует подключение к стационарной электросети. Заметим, что во время войны газогенераторные установки размещались даже на автомобилях. Энергонезависимость газогенераторной установки также снижает стоимость ее эксплуатации.
3. В газогенераторной установке можно использовать практически любой тип древесного топлива, начиная от классических дров и заканчивая отходами древесного производства. Использование древесных отходов, опилок, щепы и так далее существенно удешевляет работу газогенераторных систем. Однако помните, что из всего объема единовременно закладываемого топлива процент древесных отходов не должен превышать значение в 30 процентов.
4. Большие объемы топочной камеры позволяют газогенераторным котлам долгое время работать от одной закладке топлива, что облегчает эксплуатацию такой установки.

Недостатки газогенераторных установок

Несмотря на всю привлекательность отопительных и нагревательных систем на основе газогенераторных установок – такие устройства имеют и определенные недостатки. Недостатки газогенераторных систем в целом совпадают с недостатками обычных котлов, работающих на твердом топливе.

Котел на твердом топливе, в отличие от автоматизированных жидкостных или газовых систем имеет ограниченную автономность работы. Для такого котла всегда нужен человек-оператор, который будет добавлять топливо по мере его сжигания. Также газогенераторный котел необходимо регулярно обслуживать, чистить от копоти и сажи. Несмотря на практически полное сгорание органического древесного топлива в газогенераторных котлах – продукты распада в таких системах все-таки присутствуют.

Приобретение системы с газогенераторным котлом является довольно затратным в финансовом плане. По приблизительным прикидкам газогенераторный котел обойдется вам в полтора раза дороже, чем обычный котел на твердом топливе. Но разница в стоимости должна окупиться через несколько отопительных сезонов, исходя из более высокой эффективности газогенераторного котла.

Также при эксплуатации газогенераторных установок необходимо пользоваться только сухим топливом. На влажных дровах или опилок процесс пиролиза может просто не запуститься. Поэтому газогенераторные котлы часто оборудуют сушильной камерой, в которой топливо доходит до нужной кондиции.

Монтаж своими руками по чертежу расчет мощности 2.5 мвт

Учитывая тот момент, что заводские газогенераторные котлы стоят дорого, а конструкция проста, собственники все чаще предпочитают мастерить агрегат своими руками. Это несложно, но работа требует соблюдения следующих этапов:

Создание схемы. Устройство и чертёж – неотделимые друг от друга понятия

Рассчитать емкость генератора, тепловую мощность, наличие второго контура или подводки к трубам отопления – архиважно.
Правильный выбор металла для конструкции. Учитывая, что температура горения высока, тонкие жестяные бочки от ГСМ не подойдут. Идеальна жаропрочная сталь и чугун, но последний хрупок при резком остывании или механическом повреждении.
Навыки сварного дела

Агрегат на дровах своими руками должен быть герметичным, поэтому требуются сварные швы, без изъянов. Болтовые и резьбовые соединения недопустимы.

Идеальна жаропрочная сталь и чугун, но последний хрупок при резком остывании или механическом повреждении.
Навыки сварного дела. Агрегат на дровах своими руками должен быть герметичным, поэтому требуются сварные швы, без изъянов. Болтовые и резьбовые соединения недопустимы.

Если условия выполняются и комплектующие – колосники, асбестовые прокладки, патрубки – приобретены, приступают к сборке. Инструкция:

Сборка корпуса. Для него приспосабливают готовую емкость или варят из металла. Объем рассчитывается индивидуально.
Внутри будущего генератора на дровах обустраивается камера сгорания, занимающая треть объема корпуса. Сразу устанавливают колосники, вырезают отверстие для притока воздуха и устанавливают поддувальную и топочную дверцу.
Камеру сгорания соединяют с емкостью для горения газов – вторая треть корпуса – посредством патрубка

Газы охлаждаются естественным путем, поэтому такое соединение важно сделать за пределами генератора.
В верхней части корпуса устраивается воздухораспределительная система. Она также имеет вход в камеру сгорания газов, но при этом оснащается обратным клапаном.. Остается вварить ко второй трети корпуса водяную рубашку – теплообменник для водяного контура, приварить крышку с дымоходной трубой и оборудовать готовый газогенератор для дома приточными отверстиями в системе воздухораспределителя и камерой сгорания топлива

Последняя оснащается вентилятором малой мощности

Остается вварить ко второй трети корпуса водяную рубашку – теплообменник для водяного контура, приварить крышку с дымоходной трубой и оборудовать готовый газогенератор для дома приточными отверстиями в системе воздухораспределителя и камерой сгорания топлива. Последняя оснащается вентилятором малой мощности.

Итак, своими руками в домашних условиях, мастер создаст весьма полезную и экономичную конструкцию – топливный котел, работающий на любом мусоре.

Альтернативное применение: самодельный вариант для автомобиля

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Сейчас авто на дровах явление редкое. Когда-то на рубеже 30–40 годов, использование энергии дров было популярным, правда, личные автомобили выглядели громоздкими колымагами – приходилось возить за собой целую генераторную станцию, если хотелось ездить быстро и много. Тем не менее владельцам подсобных хозяйств, для обработки собственных угодий, конструкция бы очень пригодилась – об этом стоит подумать и использовать газогенератор на дровах своими руками не только для отопления. Газогенератор на дровах — это отличный вариант отопления помещения!

Газогенераторный автомобиль ЗИС-21

С конца 1920-х годов промышленность СССР переживала бурный подъем. Увеличение объема народнохозяйственных перевозок повлекло за собой резкое увеличение парка грузовых автомашин и как следствие – породило дефицит бензина. Требовались срочные меры для преодоления топливного голода. Советские ученые упорно трудились над разработкой и совершенствованием газогенераторных автомобильных установок. Эти установки позволяли грузовому автомобилю, без значительных переделок, работать на дешевом местном топливе (дрова, торф, прессованная солома), без значительного потребления бензина или сжиженного газа в баллонах. В 1930-е годы газогенераторные установки стали серийно устанавливаться на отечественные грузовые автомобили, двигатели которых подвергались минимальной переделке для работы на газо-воздушной смеси, вырабатываемой бортовой газогенераторной установкой.

Принцип работы газогенераторной установки заключается в преобразовании твердого топлива в горючий газ, содержащий: 21% – окиси углерода, 16% – водорода, 9% – углекислоты, 1% – метана и 53% – азота. Получение горючего газа происходит в бункере газогенераторной установки, где сгорающее под напором воздуха твердое топливо выделяет углекислоту (угарный газ). Углекислота, стекая на дно бункера, проходит через слой раскаленного древесного угля. В этот момент из углекислоты выделяется окись углерода, водорода и метана, которые после охлаждения и очистки подаются в цилиндры двигателя и приводят в движение автомобиль.

В нашем музее представлен серийный газогенераторный грузовой автомобиль ЗиС-21 с установленным газогенератором НАТИ Г-14, который был изготовлен на московском . Газогенератор смонтирован с правой стороны кабины, для чего пришлось сократить часть кабины со стороны пассажира – правая дверь была наполовину уже стандартной. Так как газогенератор имеет солидную массу в 440 кг, у автомобиля была усилена правая рессора. Последовательно соединенные охладители-очистители грубой очистки и охлаждения газа располагались поперек машины позади кабины под грузовой платформой. С левой стороны автомобиля у кабины устанавливался тонкий очиститель цилиндрической формы, а для розжига топлива в бункере газогенератора устанавливался центробежный вентилятор с приводом от электромотора. К минусам газогенераторных автомобилей относится значительно меньшая мощность по сравнению с аналогичным бензиновым двигателем. У ЗиС-21 мощность двигателя составляла 48 л. с., а у его «бензинового брата» ЗиС-5 – 75 л. с. Также у газогенераторных автомобилей был очень малый пробег на одной заправке – около 80 км.

Всего с 1936 года по 1941 год было изготовлено 15 445 экземпляров ЗИС-21. В годы Великой Отечественной войны газогенераторные автомобили выполняли значительный объем перевозок, а на лесозаготовках и лесоповалах Сибири и Дальнего Востока – газгены (газогенераторные автомобили) проработали до конца 1960-х годов.

Тактико-технические характеристики газогенераторного грузового автомобиля ЗИС-21 1938 года выпуска

Грузоподъемность: 3 т

Рама типа ЗИС-5 усиленная. Кузов типа ЗИС-5 с дополнительными продольными и поперечными брусьями.

Высота бункера газового генератора: 1360 мм Род топлива: древесные чурочки из не смолистых пород деревьев Масса загружаемого топлива: до 80 кг Запас хода на одной загрузке твердого топлива: до 80 км

Газовый двигатель ЗИС-21 Объем двигателя: 5,5 л Число цилиндров: 6 Мощность: 48 л. с., при 2400 об/мин.

Все экспонаты музея

Принцип работы авто на дровах

Особенностью конструкции дровяных автомобилей является наличие установки, в которой добывается газовая смесь. Затем эта смесь подаётся в ДВС и там сгорает. В результате автомобиль двигается. Конечно, эта установка должна занимать некоторое место. К тому же она совсем не малых размеров и оснащена дополнительным оборудованием в виде трубок, радиатора, фильтра.

Газогенератор – это та самая установка, в которой дрова превращаются в газ. То, что газ является альтернативным источником энергии для авто, уже давно не секрет. Тому подтверждение – обширная сеть газовых заправок. Но добыть газ самостоятельно, не прерывая движения и не привязываясь к заправкам не только возможно, но и реально. И именно бортовой газогенератор способен выработать столько газа, сколько нам будет нужно.

Но есть один момент. Горячий газ не так эффективен, тем более с примесями. Значит, его нужно сначала остудить и очистить. Какие проблемы? Сказано – сделано.

Очистка газа в генераторе

Покинув пределы установки, газ проходит по трубам, патрубкам, фильтрам, радиатору. В процессе движения он освобождается от лишних частиц пыли, смол, уксусной/муравьиной кислоты, влаги и температуры. Примеси, проходя по лабиринтам, оседают на стенках или выпадают в осадок в виде твёрдых частиц или жидкого конденсата. Подведённый к карбюратору через тройник, газ объединяется с воздухом и нагнетается в двигатель.

Теперь горючая газовая смесь дошла не только до нужной кондиции, но и подошла непосредственно к ДВС. Газ попадает внутрь камеры сгорания и… ура!

Двигатель остаётся на месте. Подвеска, сцепление, салон тоже. Единственная загвоздка – где разместить газогенераторную установку? Как проложить патрубки, чтобы автомобиль не напоминал паровоз? А запасы дров где возить? Вопросов много, но обо всём по порядку.