Ako vyrobiť plynový generátor vlastnými rukami: vlastnosti výroby domáceho zariadenia

Plynový generátor – prístroj na výrobu plynu z uhlia, dreva, odpadov z drevospracovania a iných materiálov. Vyrábané palivo je schopné nahradiť tradičné uhľovodíkové palivo – zemný plyn na kúrenie obydlia a benzín pre automobil.

Hlavná myšlienka používania takéhoto agregátu – úspora na palivových výdavkoch. Neustále zdražovanie benzínu, propánu a metánu núti domácich majstrov hľadať alternatívne spôsoby získavania paliva.

Aby ste si vyrobili plynový generátor vlastnými rukami, je potrebné pochopiť jeho usporiadanie a princíp činnosti.

My vysvetlíme, ako prebieha premena tuhého paliva na horľavý plyn, označíme konštrukčné osobitosti agregátu a uvedieme príklady samostatnej montáže jednoduchých prístrojov. Pre lepšie osvojenie informácií sme článok doplnili názornými schémami, fotografiami a videami.

Plynový generátor: usporiadanie a princíp činnosti

Plynový generátor je zariadenie, ktoré premieňa kvapalné alebo tuhé palivo na plynné skupenstvo na jeho ďalšie spaľovanie s cieľom získania tepla.

Varianty paliva pre generujúce zariadenie

Agregáty pracujúce na mazute alebo odpadovom oleji majú zložitejšiu konštrukciu ako modely, ktoré používajú rôzne druhy uhlia alebo dreva.

Preto sa najčastejšie stretávame práve s generátormi plynu na tuhé palivo – našťastie, palivo je pre ne dostupné a lacné.

Ako tuhé palivo v plynovom generátore sa používa:

• drevné, hnedé a kamenné uhlie;
• palivové pelety z drevného odpadu;
• slama, piliny a drevo;
• rašelinové brikety, koks;
• šupky semien.

Obzvlášť šetrní majitelia si vlastnoručne pripravujú brikety z pilín.

Generovanie plynu je možné zo všetkých týchto druhov paliva. Uvoľňovanie energie závisí od výhrevnosti rôznych typov palív.

Navyše tepla spaľovaním suroviny v plynovom generátore je viac ako pri použití tuhého paliva v kotloch. Ak účinnosť bežného kotla na drevo kolíše v rozmedzí 60–70 %, tak pri plynovom generátorovom komplexe dosahuje hodnota 95 %.

Ale tu treba zohľadniť jednu nuansu. Kotol spaľuje palivo na ohrev vody, ale generátor plynu len vyrába palivo. Bez ohrievača, pece alebo spaľovacieho motora bude úžitok z domáceho plynového generátora nulový.

Získaný plyn sa musí ihneď používať – hromadiť ho v nejakej nádobe je ekonomicky nevýhodné. Na to bude potrebné namontovať dodatočné zariadenie závislé od elektrického napájania.

V sovietskych časoch sa plynové generátory používali dokonca na prevádzku nákladných vozidiel, vyrobeného plynu úplne stačí na prácu spaľovacieho motora.

Čo sa deje vnútri plynového generátora

Základom práce generátora plynu je pyrolýza tuhého paliva, prebiehajúca pri vysokých teplotách a nízkom obsahu kyslíka v ohnisku. Vnútri plynové generujúceho zariadenia súčasne prebieha niekoľko chemických reakcií.

Schéma priemyselného plynového generátora predstavuje pomerne zložité zariadenie s množstvom samostatných jednotiek, v každej z ktorých prebieha svoja vlastná operácia (+)

Technologicky sa proces generovania horľavého plynu delí na tri postupne vykonávané etapy:

1. Tepelný rozklad paliva. Proces prebieha v podmienkach nedostatku kyslíka, ktorého sa do reaktora dodáva len tretina z potrebného pre bežné spaľovanie.
2. Čistenie získaného plynu. V cyklóne (suchom vírivom filtri) sa uskutočňuje filtrácia plynového mraku od prchavých častíc popola.
3. Chladenie. Získaná plynová zmes sa ochladzuje a podrobuje sa dodatočnému čisteniu od nečistôt.

V skutočnosti v bloku samotného plynového generátora prebieha práve prvý proces – pyrolýza. Všetko ostatné je príprava plynovej zmesi na ďalšie spaľovanie.

Pyrolýzna komora domáceho plynového generátora sa delí na zásobník s tuhým palivom (1), ohniskový priestor (2) a popolník (3)

Na výstupe z plynové generujúceho zariadenia sa získava horľavá zmes pozostávajúca z oxidu uhoľnatého, vodíka, metánu a iných uhľovodíkov.

Tiež, v závislosti od paliva použitého pri pyrolýze, sa k nim v rôznych množstvách pridáva voda vo forme pary, kyslík, oxid uhličitý a dusík. Na opísanom princípe fungujú aj pyrolýzne vykurovacie kotly, ktoré dosahujú vysokú účinnosť.

Osobitosti činnosti rôznych konvertorov

Generátory plynu podľa konštrukcie a technológie vnútorných procesov sú:

• priame;
• obrátené;
• horizontálne.

Líšia sa miestami prívodu vzduchu a výstupu vygenerovaného plynu.

Priamy proces prebieha pri vháňaní vzduchovej hmoty zdola a výstupom horľavej zmesi v hornej časti konštrukcie.

Obrátený variant predpokladá prívod kyslíka priamo do oxidačnej zóny. Pričom táto zóna je v zariadení na výrobu plynu najhorúcejšia.

Samostatne do nej urobiť vstrek je dosť zložité, preto sa tento princíp práce používa len v priemyselných zariadeniach.

Pri priamom generátorovom procese sa na výstupe tvorí veľké množstvo dechtu a vlhkosti, obrátený je príliš zložitý na realizáciu vlastnými rukami, a horizontálny má znížený výkon, ale mimoriadne jednoduchú konštrukciu (+)

V horizontálnom generátore plynu je výstupná prípojka s plynom umiestnená priamo nad roštom v zóne kombinácie oxidačných a redukčných reakcií. Táto konštrukcia je najjednoduchšia na samostatné vyhotovenie.

Výhody a nevýhody plynových generátorov

Domáci generátor plynu z továrenskej výroby vyjde 1,5–2 krát drahšie ako bežný kotol na tuhé palivo. Oplatí sa míňať na túto „zázračnú techniku“?

Medzi plusy používania plynových generátorov patrí:

• úplné vyhorie paliva vloženého do ohniska a minimálny objem popola;
• pomerne vysoká účinnosť pri spoločnej práci so spaľovacím motorom alebo plynovým kotlom;
• široký výber tuhého paliva;
• jednoduchosť prevádzky a absencia potreby nepretržite sledovať chod agregátu;
• časový interval medzi opätovným naplnením ohniska – až jeden deň na dreve a až týždeň na uhlí;
• možnosť použitia nepresušeného dreva – vlhkú surovinu možno použiť len v niektorých modeloch generátorov plynu;
• ekologickosť zariadenia – toto zariadenie nemá výfukovú rúru, všetok vygenerovaný plyn ide priamym prúdom do spaľovacej komory motora alebo kotla.

Pri použití vlhkého dreva bude generátor pracovať, ale výroba plynu sa tým zníži o 20–25 %. Pokles výkonu nastáva v dôsledku odparovania prirodzenej vlhkosti z dreva.

To vedie k zníženiu teploty v ohnisku, čo spomaľuje proces pyrolýzy. Najlepšie je polená pred vložením do pyrolýznej komory dôkladne vysušiť. Priemyselné zariadenia sú plne automatizované, prívod paliva do nich sa uskutočňuje závitovkou z vedľa umiestneného kontajnera.

Plynový generátor vyrobený vlastnými rukami nepoteší takou autonómiou, ale aj on je celkom jednoduchý na obsluhu. Stačí ho len občas naplniť palivom až po okraj.

Pracovné teploty v plynovom generátore dosahujú hodnoty 1200 – 1500 °C, jeho teleso musí byť vyrobené z materiálov, ktoré takéto zaťaženie vydržia.

Nedostatkov má plynový generátor menej, ale existujú:

• slabá regulovateľnosť objemov generovaného plynu – pri poklese teploty v ohnisku sa pyrolýza zastaví a namiesto horľavej zmesi plynov na výstupe vzniká zmes dechtu;
• rozmernosť zariadenia – aj doma vyrobený plynový generátor stredného výkonu 10 – 15 kW zaberá pomerne veľký priestor;
• dlhé zapaľovanie – kým reaktor vyrobí prvý plyn, uplynie 20 – 30 minút.

Po „zohriatí“ generátor stabilne vydáva určitý objem zmesi plynov, ktorú je potrebné spáliť alebo vypustiť do ovzdušia. Na výrobu tohto zariadenia vlastnými rukami budú potrebné pevné plynové fľaše alebo hrubá oceľ, a to nie sú malé peniaze. Všetko sa to však oplatí vďaka hospodárnosti generátora a lacnosti východiskového paliva.

Niektoré modely plynových generátorov sú vybavené ventilátorom na dúchanie vzduchu, iné nie. Prvá možnosť umožňuje zvýšiť výkon zariadenia, ale pripútava ho k elektrickej sieti. Ak potrebujete malý generátor na varenie jedla v prírode, vystačíte si s kompaktným zariadením bez vzduchového dúchadla.

Väčšina samostatne vyrobených zariadení na výrobu plynu pracuje vďaka prirodzenému ťahu.

Prenosný plynový generátor s výkonom 2,4 kW, pracujúci na drevo, umožňuje bez problémov pripraviť obed mimo mesta ďaleko od civilizácie (+)

Na vykurovanie rodinného domu bude potrebné už výkonnejšie a energeticky závislé zariadenie. V tomto prípade sa však oplatí zaobstarať si záložný elektrický generátor, aby ste v prípade poruchy siete nezostali naraz bez elektrického prúdu aj bez kúrenia.

Pracovné uzly domáceho agregátu

Aby ste pochopili, ako si vyrobiť plynový generátor na tuhé palivo vlastnými rukami, musíte si jasne predstaviť jeho konštrukciu. Každý z prvkov má svoj účel, dokonca absencia jedného z nich je neprípustná.

Vo vnútri telesa doma vyrobeného plynového generátora musí byť prítomný:

• zásobník na tuhé palivo v hornej časti zariadenia;
• pyrolýzna komora, kde prebieha proces tlenia;
• zariadenie na rozdeľovanie vzduchu so spätným ventilom;
• rošty s popolníkom;
• vývodná rúrka pre vyrobený plyn;
• filtre na čistenie.

V domácom generátore na drevo vzniká pomerne vysoká teplota, preto sú na každý jeho komponent kladené prísne požiadavky. Na telo sa používa pevná plechová oceľ a všetky vnútorné diely sú vyberané tak, aby boli čo najviac žiaruvzdorné.

Aby sa zabezpečila tesnosť poklopu na plnenie paliva v uzavretom stave, veko bude potrebovať tesnenie. Najlacnejším materiálom na to je azbest. Nie je však neškodný pre ľudské zdravie, preto je lepšie poobzerať sa v obchode po špeciálnych žiaruvzdorných tesneniach na báze silikónov alebo silikátov.

Plyny vygenerované v spaľovacej komore sa najprv zmiešajú so vzduchom a ochladia, potom prejdú čistením vo filtri z keramzitu alebo pilín (+)

Telo môže byť valcovitého aj obdĺžnikového tvaru. Na zjednodušenie prác sa často používa pár fliaš na zemný plyn alebo železných sudov. Jeden z roštov v spodnej časti ohniska sa privarí „napevno“ a druhý sa zabuduje tak, aby sa ním dalo pohnúť. Je to potrebné na ich čistenie od trosky a popola.

Jednotka distribúcie vzduchu sa nachádza na vonkajšej strane tela. Zabezpečuje prísun potrebného množstva kyslíka do ohniska, zároveň však vďaka spätnému ventilu nevypúšťa horľavé plyny von.

Technológie výroby plynového generátora

Samostatne vyrobiť plynové generátorové zariadenie je možné niekoľkými spôsobmi. Výber tu závisí od dostupnosti materiálov a ďalšieho využitia získaného plynu.

Variant #1: Príklad stavby aparátu na uhlie

Pozrime sa na príklad výroby užitočného domáceho výrobku z kovového vedra s vekom. Najprv pripravíme agregát, ktorý bude spracovávať plyn získaný z inštalácie na elektrickú energiu.

Po príprave spotrebiča na nadchádzajúcu prevádzku sa možno pustiť do stavby samotného plynového generátora.

Hrdlo odvádzajúce plyn zariadenia je potrebné vybaviť filtrom, pretože pri spaľovaní uhlie uvoľňuje veľa jemných častíc a prachu.

Po dokončení procesu výstavby domáceho plynového generátora je potrebné skontrolovať jeho funkčnosť.

Variant #2: Plynový generátor z dvestolitrových sudov

Pre domáci generátor zo sudov bude potrebný pár nádob s objemom 200 l. Jednu z nich vložia do druhej na dve tretiny.

Vytvorený priestor v spodnej časti sa použije ako spaľovacia komora a horná časť bude ideálna ako zásobník na drevo alebo pelety.

Vnútri telesa z suda bude prebiehať tlenie s generovaním plynu, a vonku vo valci z starého hasiaceho prístroja vo filtri čistenia sa bude čistiť od nehorľavých prímesí.

Zboku, na úrovni sekcie pyrolýzy, privárajú rúru s prierezom 50 mm na vháňanie vzduchu, a bližšie k vrchu – odvod plynového potrubia. Na dne vnútorného suda vyrežú otvor na prívod paliva do spaľovacej komory, a na dno vonkajšieho pripevnia dvierka podduvadla.

Ostáva už len vyrobiť filtre čistenia plynovej zmesi pred jej odovzdaním do vodného vykurovacieho kotla. Na to budú potrebné použité hasiace prístroje alebo odseky rúry podobnej veľkosti.

Zvrchu ich natrvalo uzatvárajú, a zospodu privárajú kužeľový nástavec, na konci ktorého je hrdlo na odstránenie popola. Potom zboku vyrežú potrubie na prívod plynovej zmesi na čistenie, a do veka – odvod pre už filtrovaný plyn.

Primárne čistenie plynu od častíc sadzí a popola prebieha vďaka odstredivým silám vo vonkajšom filtri na hrubé čistenie (+)

Ďalej, na zníženie teploty horľavého plynu vyrobia chladiaci radiátor z niekoľkých rúr s priemerom 10 cm. Medzi sebou ich spoja malými potrubiami.

Na konečné čistenie plynu inštalujú ešte jeden filter s keramzitom, malými kovovými podložkami alebo pilinami vnútri. Používať posledný materiál je prípustné len za podmienky, že prichádzajúci plyn už vychladol, inak môže dôjsť k požiaru.

Z plynovej fľaše sa dá vyrobiť “buržujka”. Návod na vytvorenie primitívnej pece je uvedený v tomto článku.

Variant #3: Domáci model pre spaľovací motor

Pre auto alebo motocykel robia domáci plynový generátor podľa podobnej schémy. Len tu bude potrebné zmenšiť rozmery zariadenia na minimum. Vozíť so sebou ťažký agregát je nákladné, a tiež to nevyzerá veľmi esteticky.

Aby ste si uľahčili prácu, pre automobilovú verziu generátora je najlepšie vziať fľaše z domáceho plynu. Hlavné je – pred zváraním sa uistiť, že ani náznak prítomnosti propánu v nádobe už nie je, inak môže dôjsť k malému výbuchu. Na to je potrebné odskrutkovať ventil fľaše a naplniť nádobu po okraj vodou.

Na chladenie horľavej zmesi na výstupe zariadenia možno prispôsobiť bežný radiátor kúrenia.

Spočiatku automobilový plynový generátor produkuje príliš horúce plyny. Tie je bezpodmienečne potrebné chladiť. Inak pri kontakte s rozžeravenými časťami motora sa môžu samovoľne vznietiť. Okrem toho, zohriate plynné palivo má nízku hustotu, kvôli čomu bude jeho zapálenie v valcoch jednoducho problematické.

Plynový generátor domáceho prevedenia pre auto možno namontovať do kufra alebo na príves.

Druhý spôsob je výhodnejší vďaka:

• jednoduchosti opravy;
• možnosť nechať plynový generátor v garáži;
• dostatok voľného miesta v kufri;
• možnosť použitia zariadenia na iné účely okrem dodávky paliva do spaľovacieho motora.

Netreba sa obávať výmoľov na ceste. Pri poskakovaní na hrboľoch sa tuhé palivo v spaľovacej komore bude pretrepávať, čo len prispeje k jeho lepšiemu premiešaniu a horeniu.

Nuansy činnosti a prevádzky plynových generátorov

Je dôležité pamätať, že plyn produkovaný zariadením je bez zápachu a jedovatý. Ak sa pri vlastnom zváraní kovových častí plynového generátora urobia chyby, nevyhnete sa problémom.

Pre prirodzený prívod vzduchu do spaľovacej komory možno po obvode telesa navŕtať otvory s priemerom 5 mm. Všetky montážne práce a kontrolu funkčnosti treba vykonávať v dobre vetranej dielni alebo vonku.

Rozkúrenie plynového generátora na tuhé palivo sa nelíši od zapaľovania pecí na drevo. Do vnútra sa vložia drevo alebo iný druh paliva a potom sa zapáli trieskou.

Po vznietení sa klapka prikryje, aby sa obmedzil prístup kyslíka do spaľovacej komory. Aby doma vyrobený generátor plynu fungoval správne, treba správne nastaviť odvod získanej plynovej zmesi a prívod kyslíka.

Pred začatím výroby plynového generátora treba vykonať inžinierske výpočty, v ktorých treba zohľadniť plochu spaľovania a typ paliva, ako aj požadovaný výstupný výkon a predpokladaný režim prevádzky.

Závery a užitočné video k téme

Ako používať plynový generátor spracúvajúci drevené uhlie ako dodávateľa paliva pre malolitrážny automobil:

Jednoduchý plynový generátor z propánových fliaš:

Zariadenie plynového generátora na drevo:

Vyššie uvedené spôsoby sú vhodné na vlastnú výrobu účinného plynového generátora. Ale modelov tohto zariadenia existuje oveľa viac. Niektoré z nich je jednoduchšie vyrobiť, iné zložitejšie.

Hlavné je pri montáži agregátu venovať maximálnu pozornosť kvalite zvarových spojov, inak môže dôjsť k únikom plynu a výbuchu. Ak je všetko vykonané správne, plynový generátor bude spoľahlivo slúžiť 10–15 rokov. Potom sa kov telesa začne prepaľovať a bude treba všetko urobiť znova.

Máte praktické zručnosti pri montáži alebo skúsenosti s používaním vlastnoručne vyrobeného plynového generátora? Prosím, podeľte sa o nadobudnuté vedomosti a pýtajte sa na tému článku v komentároch nižšie.