Kaip pasigaminti dujų generatorių savo rankomis: naminio įrenginio gamybos ypatumai

Dujų generatorius – aparatas dujoms gaminti iš anglies, malkų, medienos apdirbimo atliekų ir kitų medžiagų. Pagamintas kuras gali pakeisti tradicinį angliavandenilių kurą – gamtines dujas būstui šildyti ir benziną automobiliui.

Pagrindinė tokio agregato naudojimo idėja – taupymas degalų išlaidoms. Nuolatinis benzino, propano ir metano brangimas verčia namų meistrus ieškoti alternatyvių būdų kurui gauti.

Norint pasigaminti dujų generatorių savo rankomis, būtina suprasti jo įtaisą ir veikimo principą.

Mes paaiškinsime, kaip vyksta kietojo kuro pavertimas degiosiomis dujomis, nurodysime agregato konstrukcines ypatybes ir pateiksime paprastų prietaisų savarankiško surinkimo pavyzdžių. Kad informacija būtų lengviau įsisavinama, straipsnį papildėme vaizdinėmis schemomis, nuotraukomis ir vaizdo įrašais.

Dujų generatorius: įtaisas ir veikimo principas

Dujų generatoriumi vadinamas įrenginys, skystą arba kietą kurą paverčiantis dujine būsena, kad vėliau jį būtų galima sudeginti šilumai gauti.

Degalo variantai generatoriui

Mazutu arba atliekine alyva veikiantys agregatai turi sudėtingesnę konstrukciją nei modeliai, naudojantys įvairių rūšių anglį ar malkas.

Todėl dažniausiai sutinkami būtent kietojo kuro dujų generatoriai – laimei, kuras jiems yra prieinamas ir pigus.

Kaip kietąjį kurą dujų generatoriuje naudojama:

• medžio anglis, rusvoji ir akmeninė anglis;
• kuro granulės iš medienos atliekų;
• šiaudus, pjuvenas ir malkas;
• durpių briketai, koksas;
• saulėgrąžų lukštus.

Ypač taupūs šeimininkai patys ruošia briketus iš pjuvenų.

Dujų generavimas galimas iš visų šių degalų rūšių. Energijos išsiskyrimas priklauso nuo skirtingų kuro rūšių šilumingumo.

Be to, šilumos, gaunamos deginant žaliavą dujų generatoriuje, yra daugiau nei naudojant kietąjį kurą katiluose. Jei įprasto malkinio katilo naudingumo koeficientas svyruoja 60–70%, tai dujų generatoriaus komplekse rodiklis siekia 95%.

Tačiau čia reikia atsižvelgti į vieną niuansą. Katilas degina kurą vandens šildymui, o dujų generatorius tik gamina degalus. Be šildytuvo, krosnelės ar vidaus degimo variklio, naminis dujų generatorius bus nenaudingas.

Gautos dujos turi būti nedelsiant naudojamos – kaupti jas bet kokiame inde ekonomiškai nenaudinga. Tam teks sumontuoti papildomą įrangą, priklausomą nuo elektros maitinimo.

Sovietiniais laikais dujų generatoriai buvo naudojami net sunkvežimiams eksploatuoti, pagamintų dujų visiškai pakanka vidaus degimo variklio darbui

Kas vyksta dujų generatoriaus viduje

Dujų generatoriaus veikimo pagrindas yra kietojo kuro pirolizė, vykstanti aukštoje temperatūroje ir esant mažam deguonies kiekiui krosnyje. Dujų generavimo įrenginio viduje vienu metu vyksta kelios cheminės reakcijos.

Pramoninio dujų generatoriaus schema yra gana sudėtingas įrenginys su daugybe atskirų prietaisų, kurių kiekviename vyksta savo operacija (+)

Technologiškai degiųjų dujų generavimo procesas skirstomas į tris nuosekliai atliekamus etapus:

1. Terminis kuro skaidymas. Procesas vyksta esant deguonies trūkumui – į reaktorių tiekiamas tik trečdalis to, ko reikia įprastam degimui.
2. Gautų dujų valymas. Ciklone (sausame sūkuriniame filtre) atliekamas dujų debesies filtravimas nuo lakiųjų pelenų dalelių.
3. Aušinimas. Gautas dujų mišinys atšaldomas ir papildomai išvalomas nuo priemaišų.

Iš tiesų, pačiame dujų generatoriaus bloke vyksta būtent pirmasis procesas – pirolizė. Visa kita – tai dujų mišinio paruošimas tolesniam deginimui.

Naminio dujų generatoriaus pirolizės kamera skirstoma į bunkerį su kietuoju kuru (1), krosnį (2) ir peleninę (3)

Dujų generavimo įrenginio išėjime gaunamas degus mišinys iš anglies monoksido, vandenilio, metano ir kitų angliavandenilių.

Taip pat, priklausomai nuo pirolizėje naudojamo kuro, prie jų pridedami įvairūs kiekiai vandens garų pavidalu, deguonies, anglies dioksido ir azoto. Pagal aprašytą principą veikia ir piroliziniai šildymo katilai, demonstruojantys aukštą naudingumo koeficientą.

Įvairių keitiklių darbo ypatumai

Dujų generatoriai pagal konstrukciją ir vidinių procesų technologiją būna:

• tiesioginiai;
• atvirkštiniai;
• horizontalieji.

Jie skiriasi oro padavimo ir sugeneruotų dujų išleidimo vietomis.

Tiesioginis procesas vyksta pučiant oro masę iš apačios ir degiam mišiniui išeinant konstrukcijos viršuje.

Atvirkštinis variantas reiškia deguonies tiekimą tiesiai į oksidacijos zoną. Tuomet ji dujų generatoriaus įrenginyje yra karščiausia.

Savarankiškai atlikti įpurškimą į ją yra gana sudėtinga, todėl toks darbo principas taikomas tik pramoniniuose įrenginiuose.

Vykdant tiesioginį dujų generatoriaus procesą, išėjime susidaro didelis kiekis dervų ir drėgmės, atvirkštinis yra per sudėtingas įgyvendinti savo rankomis, o horizontalus turi sumažintą našumą, tačiau itin paprastą konstrukciją (+).

Horizontaliajame dujų generatoryje dujų išėjimo vamzdis yra tiesiai virš grotelių oksidacijos ir redukcijos reakcijų sujungimo zonoje. Ši konstrukcija yra pati paprasčiausia savarankiškam atlikimui.

Dujų generatorių privalumai ir trūkumai

Gamyklinis buitinis dujų generatorius kainuos 1,5–2 kartus brangiau nei įprastas kietojo kuro katilas. Ar verta leisti pinigus šiai „stebuklinei technikai“?

Tarp dujų generatorių naudojimo privalumų yra:

• visiškas kuro perdegimas, pakrauto į krosnį, ir minimalus pelenų kiekis;
• santykinai aukštas naudingumo koeficientas dirbant kartu su vidaus degimo varikliu arba dujiniu katilu;
• platus kietojo kuro pasirinkimas;
• eksploatacijos paprastumas ir nereikia nuolat stebėti agregato darbo;
• laiko intervalas tarp perkrovimų krosnies – iki paros ant malkų ir iki savaitės ant anglies;
• galimybė naudoti neišdžiovintą medieną – drėgną žaliavą galima naudoti tik kai kuriuose dujų generatorių modeliuose;
• įrenginio ekologiškumas – šis įrenginys neturi išmetimo vamzdžio, visos sugeneruotos dujos tiesioginiu srautu patenka į variklio ar katilo degimo kamerą.

Naudojant drėgnas malkas, generatorius veiks, tačiau dujų gamyba sumažės 20–25%. Našumo kritimas atsiranda dėl natūralios drėgmės išgaravimo iš medienos.

Tai lemia temperatūros mažėjimą krosnyje, o tai lėtina pirolizės procesą. Geriausia prieš kraunant malkas į pirolizės kamerą jas kruopščiai išdžiovinti. Pramoniniai įrenginiai yra visiškai automatizuoti, kuras į juos paduodamas sraigtu iš šalia esančio konteinerio.

Savo rankomis pagamintas dujų generatorius nedžiugina tokia autonomija, tačiau jis yra pakankamai paprastas naudoti. Tereikia karts nuo karto prikrauti jį kuru iki viršaus.

Darbinės temperatūros dujų generatoriuje siekia 1200–1500°C, jo korpusas turi būti pagamintas iš medžiagų, atlaikančių tokias apkrovas.

Dujų generatoriaus trūkumų yra mažiau, bet jų yra:

• silpnas generuojamų dujų kiekių reguliavimas – sumažėjus temperatūrai krosnyje, pirolizė nutrūksta ir vietoj degiųjų dujų mišinio išėjime susidaro dervų košė;
• įrenginio gabaritai – net ir vidutinės galios 10–15 kW savadarbis dujų generatorius užima gana didelę erdvę;
• ilga užkūrimo trukmė – kol reaktorius pagamins pirmąsias dujas, praeis 20–30 minučių.

Po „įšilimo“ generatorius stabiliai išduoda tam tikrą dujų mišinio kiekį, kurį reikia sudeginti arba išmesti į orą. Norint pasigaminti šį agregatą savo rankomis, reikės tvirtų dujų balionų arba storo plieno, o tai kainuoja nemažus pinigus. Tačiau visa tai atsiperka generatoriaus ekonomiškumu ir pradinio kuro pigumu.

Dalis dujų generatorių modelių turi oro pūtimo ventiliatorių, o kiti – ne. Pirmasis variantas leidžia padidinti įrenginio galią, bet pririša jį prie elektros tinklo. Jei reikia nedidelio generatoriaus maisto gaminimui gamtoje, galima apsieiti su kompaktišku agregatu be oro pūstuvo.

Dauguma savarankiškai pagamintų dujas gaminančių įrenginių veikia natūralios traukos dėka.

Nešiojamasis dujų generatorius, kurio galia 2,4 kW, veikiantis malkomis, leidžia be problemų paruošti pietus už miesto, toli nuo civilizacijos (+)

Privataus namo šildymui jau reikės galingesnio ir nuo energijos priklausomo įrenginio. Tačiau tokiu atveju verta pasirūpinti atsarginiu elektros generatoriumi, kad per naktį, įvykus avarijai tinkle, neliktumėte nei be elektros, nei be šildymo.

Savadarbo agregato darbo mazgai

Kad suprastumėte, kaip galima pasigaminti kietojo kuro dujų generatorių savo rankomis, turite aiškiai įsivaizduoti jo konstrukciją. Kiekvienas elementas turi savo paskirtį, net vieno iš jų nebuvimas yra neleistinas.

Savadarbio dujų generatoriaus korpuso viduje turi būti:

• kietojo kuro bunkeris agregato viršuje;
• pirolizės kamera, kurioje vyksta rūkimo procesas;
• oro paskirstymo įtaisas su atbuliniu vožtuvu;
• grotos su pelenine;
• išvadinis vamzdis gaminamoms dujoms;
• valymo filtrai.

Naminėje medienos dujų generatoriuje susidaro gana aukšta temperatūra, todėl kiekvienam jo elementui keliami griežti reikalavimai. Korpusui naudojamas tvirtas lakštinis plienas, o visos vidinės detalės parenkamos kuo karščiui atsparesnės.

Siekiant užtikrinti kuro pakrovimo liuko sandarumą uždarytoje būsenoje, dangčiui reikės sandariklio. Pigiausia medžiaga tam – asbestas. Tačiau jis nėra nekenksmingas žmonių sveikatai, geriau parduotuvėje surasti specialias karščiui atsparias tarpines iš silikonų ar silikatų.

Degimo kameroje generuotos dujos pirmiausiai sumaišomos su oru ir atšaldomos, o vėliau išvalomos keramzito arba pjuvenų filtre (+)

Korpusas gali būti tiek cilindro, tiek stačiakampio formos. Dažnai darbui supaprastinti naudojama pora gamtinių dujų balionų arba geležinių statinių. Vieną apačioje esančių grotelių privirina „nejudamai“, o kitą įmontuoja taip, kad jį būtų galima pajudinti. Tai reikalinga jų valymui nuo šlako ir pelenų.

Oro paskirstymo mazgas yra korpuso išorėje. Jis užtikrina reikiamų deguonies kiekių patekimą į krosnį, tačiau tuo pačiu metu dėl atbulinio vožtuvo neišleidžia iš jos degiųjų dujų.

Dujų generatoriaus gamybos technologijos

Dujų generavimo įrenginį galima pasigaminti keliais būdais. Pasirinkimas čia priklauso nuo turimų medžiagų ir tolesnio gautų dujų panaudojimo.

Variantas #1: Anglies aparato statybos pavyzdys

Apsvarstykime naudingos pačių pagamintos įrangos iš metalinio kibiro su dangčiu gamybos pavyzdį. Pirmiausia paruošime agregatą, kuris iš įrenginio gautas dujas paverčia elektros energija.

Paruošus vartotoją būsimai eksploatacijai, galima imtis tiesioginės dujų generatoriaus statybos.

Nuo įrenginio dujas vedantį antgalį reikia aprūpinti filtru, nes degimo metu anglis išskiria daug smulkių suspensijų ir dulkių.

Baigę naminio dujų generatoriaus gamybos procesą, turite patikrinti jo veikimą.

Variantas #2: Dujų generatorius iš dviejų šimtų litrų statinių

Naminiam dujų generatoriui iš statinių reikės poros 200 l talpų. Vieną iš jų įkiškite į kitą du trečdalius.

Apačioje susidaręs tarpas bus naudojamas kaip degimo kamera, o viršutinė dalis puikiai tiks kaip bunkeris malkoms arba granulėms.

Būgno korpuso viduje vyks rūkstymas, generuojant dujas, o išorėje, cilindre iš seno gesintuvo, valymo filtre dujos bus išvalytos nuo nedegių priemaišų.

Šone, pirolizės sekcijos lygyje, privirinamas 50 mm skersmens vamzdis orui įpūsti, o arčiau dangčio – dujų išvadinis vamzdis. Vidinės statinės dugne išpjaunama anga kurui patekti į degimo kamerą, o prie išorinės statinės dugno pritvirtinamos pūtimo durelės.

Belieka tik pagaminti dujų mišinio valymo filtrus prieš perduodant jį į vandens šildymo katilą. Tam prireiks naudotų gesintuvų arba panašaus dydžio vamzdžių atkarpų.

Iš viršaus jie sandariai uždaromi, o iš apačios privirinamas kūginis antgalis, kurio gale yra jungiamasis nipelis pelenams šalinti. Tada šone įpjaunamas vamzdis dujų mišinio tiekimui valymui, o į dangtį – išvadas jau filtruotoms dujoms.

Pirminis dujų valymas nuo suodžių ir pelenų dalelių vyksta dėl išcentrinių jėgų išoriniame šiurkštaus valymo filtre (+)

Toliau, siekiant sumažinti degiųjų dujų temperatūrą, gaminamas aušinimo radiatorius iš kelių 10 cm skersmens vamzdžių. Tarpusavyje jie sujungiami mažais vamzdeliais.

Galutiniam dujų valymui įrengiamas dar vienas filtras su keramzitu, mažomis metalinėmis poveržlėmis arba pjuvenomis viduje. Pastarąją medžiagą naudoti leidžiama tik tuo atveju, jei ateinančios dujos jau atvėsusios, priešingu atveju gali kilti gaisras.

Iš dujų baliono galima pasigaminti „buržuiką“. Primityvios krosnelės sukūrimo instrukcija pateikta šiame straipsnyje.

Variantas #3: Savadarbis modelis vidaus degimo varikliui

Automobiliui ar motociklui naminis dujų generatorius gaminamas pagal panašią schemą. Tik čia teks sumažinti įrenginio matmenis iki minimumo. Nešiotis sunkų agregatą yra brangu, ir atrodo nelabai estetiškai.

Kad palengvintumėte darbą, automobiliniam generatoriaus variantui geriausia imti buitinių dujų balionus. Svarbiausia – prieš suvirinant įsitikinti, kad inde nėra nė užuominos apie propano buvimą, kitaip gali įvykti nedidelis sprogimas. Tam reikia atsukti baliono vožtuvą ir pripilti indą vandens iki pat viršaus.

Degiojo mišinio aušinimui įrenginio išėjime galima pritaikyti įprastą šildymo radiatorių

Iš pradžių automobilinis dujų generatorius gamina per karštas dujas. Jas būtina aušinti. Priešingu atveju, susilietus su įkaitusiomis variklio dalimis, jos gali savaime užsidegti. Be to, įkaitęs dujinis kuras turi mažą tankį, dėl to jį uždegti cilindruose bus tiesiog problemiška.

Naminį dujų generatorių automobiliui galima sumontuoti bagažinėje arba ant priekabos.

Antrasis būdas yra tinkamesnis dėl:

• remonto paprastumo;
• galimybė palikti dujų generatorių garaže;
• laisvos vietos bagažinėje buvimas;
• galimybė naudoti įrenginį kitiems poreikiams, be kuro tiekimo į vidaus degimo variklį.

Nebijokite kelio nelygumų. Šokinėjant per duobes, kietasis kuras degimo kameroje bus sukratomas, o tai tik pagerins jo maišymąsi ir degimą.

Dujų generatorių darbo ir eksploatavimo niuansai

Svarbu atsiminti, kad įrenginio gaminamos dujos yra bekvapės ir nuodingos. Jei suvirinant savo rankomis dujų generatoriaus metalines dalis bus padaryta klaidų, nelaimės neišvengsite.

Natūraliam oro patekimui į degimo kamerą galima išgręžti 5 mm skylutes korpuso perimetru. Visus montavimo darbus ir veikimo patikrinimus reikia atlikti gerai vėdinamoje dirbtuvėje arba lauke.

Kietojo kuro dujų generatoriaus užkūrimas nesiskiria nuo malkinės krosnelės uždegimo. Į vidų dedamos malkos ar kitas kuro variantas, o po to uždegamos skala.

Po užsidegimo sklendė uždaroma, kad būtų apribotas deguonies patekimas į degimo kamerą. Kad pats gaminamas dujų generatorius veiktų tinkamai, reikia tinkamai sureguliuoti gaunamo dujų mišinio ištraukimą ir deguonies tiekimą.

Prieš pradedant gaminti dujų generatorių, reikia atlikti inžinerinius skaičiavimus, kuriuose reikia atsižvelgti į degimo plotą ir kuro tipą, taip pat reikiamą išėjimo galią ir numatomą darbo režimą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip panaudoti dujų generatorių, perdirbantį medžio anglį, kaip kuro tiekėją mažo litražo automobiliui:

Paprastas dujų generatorius iš propano balionų:

Malkinio dujų generatoriaus įrenginys:

Aukščiau pateikti metodai tinka savarankiškai pagaminti efektyvų dujų generatorių. Tačiau šio įrenginio modelių yra kur kas daugiau. Vienus pagaminti lengviau, kitus – sunkiau.

Svarbiausia surinkimo metu didžiausią dėmesį skirti suvirinimo siūlių kokybei, kitaip gali įvykti dujų nuotėkis ir sprogimas. Jei viskas padaryta teisingai, dujų generatorius tinkamai tarnaus 10–15 metų. O vėliau korpuso metalas pradės perdegti, ir teks viską daryti iš naujo.

Ar turite praktinių surinkimo įgūdžių ar patirties naudojant savadarbį dujų generatorių? Prašome pasidalinti sukauptomis žiniomis ir užduoti klausimus straipsnio tema toliau esančiuose komentaruose.