Come realizzare un generatore di gas con le tue mani: caratteristiche della realizzazione di un dispositivo fatto in casa

Un generatore di gas è un dispositivo per la produzione di gas da carbone, legna da ardere, scarti di legno e altri materiali.Il carburante generato può sostituire i tradizionali combustibili idrocarburici: gas naturale per il riscaldamento domestico e benzina per le automobili.

L'idea principale dell'utilizzo di tale unità è risparmiare sui costi del carburante. Il costante aumento del prezzo della benzina, del propano e del metano costringe gli artigiani domestici a cercare modi alternativi per procurarsi il carburante.

Per realizzare un generatore di gas con le tue mani, devi comprenderne la struttura e il principio di funzionamento.

Spiegheremo come il combustibile solido viene convertito in gas infiammabile, delineeremo le caratteristiche di progettazione dell'unità e forniremo esempi di autoassemblaggio di dispositivi semplici. Per una migliore assimilazione delle informazioni, abbiamo integrato l'articolo con diagrammi visivi, fotografie e video.

Generatore di gas: dispositivo e principio di funzionamento

Un generatore di gas è un dispositivo che converte il combustibile liquido o solido in uno stato gassoso per un'ulteriore combustione per produrre calore.

Opzioni di carburante del generatore

Le unità alimentate a olio combustibile o rifiuti hanno una struttura più complessa rispetto ai modelli che utilizzano vari tipi di carbone o legna da ardere.

Pertanto, i generatori di gas a combustibile solido si trovano più spesso: fortunatamente, il carburante per loro è disponibile ed economico.

Come combustibile solido in un generatore di gas viene utilizzato:

• carbone, lignite e carbon fossile;
• pellet combustibili da scarti di legno;
• paglia, segatura e legna da ardere;
• bricchette di torba, coke;
• buccia di semi.

I proprietari particolarmente parsimoniosi li preparano da soli bricchette di segatura.

La generazione di gas è possibile da tutti questi tipi di carburante. Il rilascio di energia dipende da potere calorifico dei diversi tipi di combustibile.

Inoltre, si ottiene più calore bruciando materie prime in un generatore di gas che utilizzando combustibile solido nelle caldaie. Se l'efficienza del convenzionale caldaia a legna varia tra il 60 e il 70%, quindi per un complesso di generatori di gas la cifra raggiunge il 95%.

Ma qui è necessario tenere conto di una sfumatura. La caldaia brucia combustibile per riscaldare l'acqua e il generatore di gas produce solo combustibile. Senza un riscaldatore, una stufa o un motore a combustione interna, un generatore di gas fatto in casa non avrà alcuna utilità.

Il gas risultante deve essere utilizzato immediatamente: non è economicamente vantaggioso accumularlo in un contenitore qualsiasi.Per fare ciò, dovrai installare apparecchiature aggiuntive che dipendono dall'alimentazione.

In epoca sovietica i generatori di gas venivano utilizzati anche per azionare i camion; il gas prodotto era sufficiente per azionare un motore a combustione interna.

Cosa succede all'interno del generatore di gas

Il funzionamento del generatore di gas si basa sulla pirolisi del combustibile solido, che avviene ad alte temperature e con un basso contenuto di ossigeno nel forno. All'interno del dispositivo di generazione del gas si verificano contemporaneamente diverse reazioni chimiche.

Il circuito di un generatore di gas industriale è un'installazione piuttosto complessa con molti dispositivi separati, ognuno dei quali ha il proprio funzionamento (+)

Tecnologicamente, il processo di generazione di gas infiammabile è suddiviso in tre fasi sequenziali:

1. Decomposizione termica del carburante. Il processo avviene in condizioni di carenza di ossigeno, il quale viene fornito al reattore solo un terzo di quanto richiesto per la normale combustione.
2. Purificazione del gas risultante. Il ciclone (filtro a vortice secco) filtra la nuvola di gas dalle particelle di cenere volatili.
3. Raffreddamento. La miscela di gas risultante viene raffreddata e sottoposta ad ulteriore purificazione dalle impurità.

In effetti, è proprio il primo processo che avviene nel blocco generatore di gas stesso: la pirolisi. Tutto il resto è la preparazione della miscela di gas per l'ulteriore combustione.

La camera di pirolisi di un generatore di gas fatto in casa è divisa in un deposito con combustibile solido (1), un focolare (2) e un cassetto cenere (3)

All'uscita dall'unità di generazione del gas si ottiene una miscela infiammabile di monossido di carbonio, idrogeno, metano e altri idrocarburi.

Inoltre, a seconda del combustibile utilizzato nella pirolisi, vengono aggiunti acqua sotto forma di vapore, ossigeno, anidride carbonica e azoto in quantità variabili. Funzionano anche secondo il principio descritto caldaie per riscaldamento a pirolisi, dimostrando un'elevata efficienza.

Caratteristiche del funzionamento di vari convertitori

Secondo la progettazione e la tecnologia dei processi interni, i generatori di gas sono:

• Dritto;
• convertito;
• orizzontale.

Differiscono nei punti di alimentazione dell'aria e nell'uscita del gas generato.

Processo diretto avviene quando la massa d'aria viene pompata dal basso e la miscela combustibile esce dalla sommità della struttura.

Versione invertita comporta la fornitura di ossigeno direttamente alla zona di ossidazione. Inoltre, è il più caldo nel dispositivo di generazione del gas.

È abbastanza difficile iniettarlo da soli, quindi questo principio di funzionamento viene utilizzato solo negli impianti industriali.

Con un processo di generazione diretta di gas, in uscita si forma un grande volume di resine e umidità; il processo invertito è troppo difficile da implementare con le proprie mani, mentre quello orizzontale ha una produttività ridotta, ma un design estremamente semplice (+)

IN generatore di gas orizzontale Il tubo di uscita del gas è situato immediatamente sopra la griglia nella zona in cui si combinano le reazioni di ossidazione e riduzione. Questo design è il più semplice da implementare in modo indipendente.

Vantaggi e svantaggi dei generatori di gas

Un generatore di gas domestico prodotto in fabbrica costerà 1,5-2 volte di più di una caldaia a combustibile solido convenzionale. Vale la pena spendere soldi per questa “tecnologia miracolosa”?

Tra i vantaggi dell’utilizzo dei generatori di gas ci sono:

• esaurimento completo del carburante, caricato nel focolare, e il volume minimo di cenere;
• efficienza relativamente elevata quando si lavora insieme a un motore a combustione interna o caldaia a gas;
• ampia scelta di combustibili solidi;
• facilità d'uso e nessuna necessità di monitorare continuamente il funzionamento dell'unità;
• intervallo di tempo tra i riavvii focolari - fino a un giorno a legna e fino a una settimana a carbone;
• Possibilità di utilizzare legna non stagionata — le materie prime umide possono essere utilizzate solo in alcuni modelli di generatori di gas;
• compatibilità ambientale del dispositivo – questo dispositivo non è dotato di tubo di scarico; tutto il gas generato va direttamente nella camera di combustione del motore o della caldaia.

Quando si utilizza legna da ardere umida, il generatore funzionerà, ma la produzione di gas sarà ridotta del 20–25%. Il calo di produttività avviene a causa dell'evaporazione dell'umidità naturale dal legno.

Ciò porta ad una diminuzione della temperatura nel focolare, che rallenta il processo di pirolisi. È meglio asciugare accuratamente i ceppi prima di caricarli nella camera di pirolisi. I dispositivi industriali sono completamente automatizzati; il carburante viene fornito loro da una coclea da un contenitore vicino.

Un generatore di gas autocostruito non offre tale autonomia, ma è anche abbastanza facile da usare. Hai solo bisogno di riempirlo di carburante di tanto in tanto.

Le temperature di esercizio nel generatore di gas raggiungono valori di 1200–1500°C; il suo corpo deve essere realizzato con materiali in grado di sopportare tali carichi

Il generatore di gas presenta meno svantaggi, ma esistono:

• scarsa controllabilità dei volumi di gas generati – quando la temperatura nel forno diminuisce, la pirolisi si arresta e al posto di una miscela di gas infiammabile, all'uscita si forma una miscela di resine;
• installazione ingombrante – anche un generatore di gas fatto in casa con una potenza media di 10–15 kW occupa uno spazio piuttosto ampio;
• durata dell'accensione – Trascorreranno 20–30 minuti prima che il reattore produca il primo gas.

Dopo il "riscaldamento", il generatore produce stabilmente un certo volume di miscela di gas, che deve essere bruciata o rilasciata nell'aria. Per realizzare questa unità con le tue mani, avrai bisogno di bombole di gas durevoli o acciaio spesso, e questo è un sacco di soldi. Ma tutto questo è ripagato dall’efficienza del generatore e dal basso costo del combustibile originale.

Alcuni modelli di generatori di gas sono dotati di ventilatore d'aria, mentre altri no. La prima opzione consente di aumentare la potenza dell'impianto, ma lo collega alla rete elettrica. Se hai bisogno di un piccolo generatore per cucinare all'aperto, puoi cavartela con un'unità compatta senza ventilatore.

La maggior parte degli impianti di generazione del gas autocostruiti funziona utilizzando il tiraggio naturale.

Un generatore di gas portatile con una potenza di 2,4 kW, alimentato a legna, consente di preparare facilmente la cena in campagna, lontano dalla civiltà (+)

Per riscaldare una casa privata, avrai bisogno di un dispositivo più potente e dipendente dall'energia. Tuttavia, in questo caso, vale la pena prendersi cura di un generatore elettrico di riserva, in modo che in caso di guasto della rete non si rimanga senza alimentazione elettrica e riscaldamento.

Componenti funzionanti di un'unità fatta in casa

Per capire come fare realizzare un generatore di gas a combustibile solido con le tue mani, devi comprenderne chiaramente il design. Ciascuno degli elementi ha il proprio scopo, anche l'assenza di uno di essi è inaccettabile.

All'interno del corpo di un generatore di gas fatto in casa dovrebbe esserci:

• bunker per combustibile solido nella parte superiore dell'unità;
• camera di pirolisi dove avviene il processo di combustione senza fiamma;
• dispositivo di distribuzione dell'aria con valvola di ritegno;
• griglie con pozzo cenere;
• tubo di uscita del gas prodotto;
• filtri di pulizia.

In un generatore a legna fatto in casa, viene generata una temperatura sufficientemente elevata, quindi vengono imposti requisiti rigorosi a ciascuno dei suoi elementi. Per la carrozzeria viene utilizzata una robusta lamiera d'acciaio e tutte le parti interne sono selezionate per essere quanto più resistenti al calore possibile.

Per garantire la tenuta dello sportello di carico del carburante quando è chiuso, il coperchio necessita di una guarnizione. Il materiale più economico per questo è l'amianto. Tuttavia, non è innocuo per la salute umana, è meglio trovare in negozio guarnizioni speciali resistenti al calore a base di siliconi o silicati.

I gas generati nella camera di combustione vengono prima miscelati con aria e raffreddati, quindi vengono puliti in un filtro di argilla espansa o segatura (+)

Il corpo può essere cilindrico o rettangolare. Spesso, per semplificare il lavoro, vengono prese una coppia di bombole di gas naturale o botti di ferro. Una delle griglie sul fondo del focolare è saldata “strettamente” e la seconda è integrata in modo da poter essere spostata. Questo è necessario per pulirli da scorie e ceneri.

L'unità di distribuzione dell'aria si trova all'esterno dell'alloggiamento. Garantisce che i volumi di ossigeno richiesti entrino nel focolare, ma allo stesso tempo, grazie alla valvola di ritegno, non rilascia da esso gas infiammabili.

Tecnologie di produzione dei generatori di gas

Esistono diversi modi per realizzare da soli un impianto di generazione di gas. La scelta qui dipende dalla disponibilità dei materiali e dall'ulteriore utilizzo del gas risultante.

Opzione n. 1: esempio di costruzione di un apparato alimentato a carbone

Diamo un'occhiata a un esempio di realizzazione di un utile prodotto fatto in casa da un secchio di metallo con coperchio. Innanzitutto prepareremo un'unità che trasformerà il gas ottenuto dall'impianto in elettricità.

Dopo aver preparato il consumatore per l'operazione imminente, puoi iniziare a costruire il generatore di gas stesso.

Il tubo che rimuove il gas dall'impianto deve essere dotato di un filtro, perché Durante il processo di combustione, il carbone rilascia molte sostanze sottili sospese e polveri.

Dopo aver completato il processo di costruzione di un generatore di gas fatto in casa, è necessario verificarne la funzionalità.

Opzione n. 2: generatore di gas da barili da duecento litri

Per un generatore di gas a botte fatto in casa avrai bisogno di una coppia di contenitori da 200 litri. Uno di questi è inserito per due terzi nell'altro.

Lo spazio ricavato nella parte inferiore verrà utilizzato come camera di combustione, mentre la parte superiore è ideale per un deposito di legna da ardere o pellet.

All'interno del corpo della canna si verificherà la combustione senza fiamma con la generazione di gas, e all'esterno nel cilindro del vecchio estintore nel filtro di pulizia verrà pulito dalle impurità non infiammabili

Sul lato, a livello della sezione di pirolisi, è saldato un tubo con una sezione di 50 mm per l'iniezione d'aria e, più vicino al coperchio, un tubo di uscita del gas. Sul fondo della canna interna viene praticato un foro per consentire al carburante di entrare nella camera di combustione e sul fondo della canna esterna è fissata una porta del ventilatore.

Non resta che realizzare dei filtri per pulire la miscela di gas prima di trasferirla nella caldaia dell'acqua calda. Per fare ciò, avrai bisogno di estintori usati o pezzi di tubo di dimensioni simili.

Sono chiusi ermeticamente nella parte superiore e nella parte inferiore è saldato un ugello conico, all'estremità del quale è presente un raccordo per la rimozione della cenere.Quindi viene tagliato lateralmente un tubo per fornire la miscela di gas per la pulizia e nel coperchio viene tagliata un'uscita per il gas già filtrato.

La purificazione primaria del gas dalle particelle di fuliggine e cenere avviene grazie alle forze centrifughe nel filtro esterno per la pulizia grossolana (+)

Successivamente, per abbassare la temperatura del gas combustibile, viene realizzato un radiatore di raffreddamento composto da più tubi del diametro di 10 cm, collegati tra loro da piccoli tubi.

Per la purificazione finale del gas, installare un altro filtro con all'interno argilla espansa, piccole rondelle metalliche o segatura. È consentito utilizzare quest'ultimo materiale solo se il gas in ingresso si è già raffreddato, altrimenti potrebbe provocare un incendio.

Puoi realizzare una "stufa panciuta" da una bombola del gas. Vengono fornite le istruzioni per creare una stufa primitiva Questo articolo.

Opzione n. 3: modello fatto in casa per motori a combustione interna

Per un'auto o una moto, un generatore di gas fatto in casa viene realizzato secondo uno schema simile. Solo qui è necessario ridurre al minimo le dimensioni dell'installazione. Portare con sé un’unità pesante è costoso e non sembra molto esteticamente gradevole.

Per facilitare il tuo lavoro, per la versione automobilistica del generatore è meglio prendere bombole di gas domestiche. La cosa principale è assicurarsi prima di saldare che non vi sia alcun accenno alla presenza di propano nel contenitore, altrimenti potrebbe verificarsi una piccola esplosione. Per fare ciò, svitare la valvola della bottiglia e riempire il contenitore con acqua fino alla sua capacità.

Per raffreddare la miscela combustibile all'uscita dell'impianto, è possibile adattare un radiatore di riscaldamento convenzionale

Inizialmente, il generatore di gas dell'auto produce gas troppo caldi. Devono essere refrigerati. In caso contrario, al contatto con parti calde del motore, queste potrebbero accendersi spontaneamente.Inoltre, il combustibile gassoso riscaldato ha una bassa densità, il che rende semplicemente difficile accenderlo nei cilindri.

Un generatore di gas fatto in casa per un'auto può essere montato nel bagagliaio o su un rimorchio.

Il secondo metodo è preferibile a causa di:

• facilità di riparazione;
• la possibilità di lasciare l'unità di generazione del gas nel garage;
• disponibilità di spazio libero nel bagagliaio;
• la possibilità di utilizzare l'impianto per altre esigenze oltre alla fornitura di carburante al motore a combustione interna.

Non aver paura degli ostacoli sulla strada. Quando rimbalza sui dossi, il combustibile solido nella camera di combustione verrà scosso, il che contribuirà solo a una migliore miscelazione e combustione.

Sfumature di funzionamento e funzionamento dei generatori di gas

È importante ricordare che il gas prodotto dall'impianto è inodore e velenoso. Se si commettono errori durante la saldatura delle parti metalliche del generatore di gas con le proprie mani, i problemi non possono essere evitati.

Per un flusso d'aria naturale nella camera di combustione è possibile praticare fori da 5 mm attorno alla circonferenza dell'alloggiamento. Tutti i lavori di installazione e i test delle prestazioni devono essere eseguiti in un'officina ben ventilata o all'aperto.

Accendere un generatore di gas a combustibile solido non è diverso dall'accendere una stufa a legna. All'interno viene posta legna da ardere o altro tipo di combustibile, quindi viene dato fuoco con una torcia.

Dopo la combustione, la serranda viene chiusa per limitare il flusso di ossigeno nella camera di combustione. Affinché il prodotto generatore di gas fatto in casa funzioni correttamente, è necessario regolare correttamente l'uscita della miscela di gas risultante e l'apporto di ossigeno.

Prima di iniziare a costruire un generatore di gas, è necessario effettuare calcoli ingegneristici, in cui è necessario tenere conto dell'area di combustione e del tipo di carburante, nonché della potenza di uscita richiesta e della modalità operativa prevista.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Come utilizzare un generatore di gas a carbone come fornitore di carburante per un'auto di piccole dimensioni:

Un semplice generatore di gas realizzato con bombole di propano:

Struttura del generatore di gas a legna:

I metodi di cui sopra sono adatti per l'autoproduzione di un generatore di gas efficace. Ma ci sono molti altri modelli di questo dispositivo. Alcuni di essi sono più facili da realizzare, altri sono più difficili.

La cosa principale quando si assembla l'unità è prestare la massima attenzione alla qualità delle saldature, altrimenti potrebbero verificarsi perdite di gas e un'esplosione. Se tutto viene eseguito correttamente, il generatore di gas funzionerà correttamente per 10-15 anni. E poi il metallo della custodia inizierà a bruciare e dovrai rifare tutto.

Hai capacità pratiche di assemblaggio o esperienza nell'uso di un generatore di gas fatto in casa? Condividi le tue conoscenze accumulate e fai domande sull'argomento dell'articolo nei commenti qui sotto.