Kaip pasigaminti medienos dujų generatorių savo rankomis: naminiai iš malkų ir pjuvenų

Per tūkstančius metų istorijos žmonija išmoko išgauti naftą ir dujas, išrado elektrą, naudoja vėjo ir saulės energiją, tačiau vis dar degina krosnyse medieną. Malkos, pjuvenos, sena mediena, medienos apdirbimo įmonių atliekos – visa tai galima panaudoti, jei pasigaminsite malkinį dujų generatorių savo rankomis.

Nemažai meistrų sėkmingai naudoja šį įrenginį namams ir net automobiliui. Jei susidomėjote šia tema, arba kilo idėja savarankiškai pasigaminti generatorių, papasakosime, kaip tai įgyvendinti praktiškai.

Mūsų straipsnyje kalbėsime apie malkinio dujų generatoriaus veikimo principą, tokios sistemos privalumus ir trūkumus, taip pat apie tai, kaip savarankiškai surinkti tokį įrenginį.

Malkinių dujų generatorių veikimo principas

Greitas malkų deginimas atvirame ore duoda, daugiausia, šiek tiek naudingos šilumos. Tačiau mediena elgiasi visiškai kitaip vadinamojo pirolizinio degimo metu, t.y. degant esant labai mažam deguonies kiekiui.

Tokioje situacijoje stebimas ne tiek degimas, kiek medienos rusenimas. O naudingas šio proceso produktas yra ne šiluma, o degiosios dujos.

Dujų generatoriai kažkada buvo aktyviai naudojami kaip kuro tiekėjai automobiliams. Ir dabar retkarčiais galima sutikti automobilių, veikiančių jų gaminamomis dujomis:

Lėtai degant medienai išėjime gaunamas mišinys, turintis šiuos produktus:

• metanas (CH₄);
• vandenilis (H₂);
• anglies monoksidas (dar vadinamas CO arba smalkėmis);
• įvairūs ribiniai angliavandeniliai;
• anglies dioksidas (CO₂);
• deguonis (O₂);
• azotas (N);
• vandens garai.

Tik dalis šių ingredientų yra degiosios dujos, visa kita – teršalai arba nedegus balastas, kurio geriau atsikratyti. Todėl reikia ne tik sudeginti medieną specialioje instaliacijoje, bet ir išvalyti rezultatą, taip pat atvėsinti gautą dujų mišinį.

Pramoninės gamybos sąlygomis šis procesas apima šiuos etapus:

1. Kietojo kuro deginimas esant nedideliam (apie 35% normos) deguonies kiekiui.
2. Pirminis grubus valymas, t.y. lakiųjų dalelių atskyrimas ciklono sūkuriniame filtre.
3. Antrinis grubus valymas, kai dujos valomos naudojant vandens filtrą, naudojamas vadinamasis skruberis-valytuvas.

Naminiai prietaisai, skirti naudoti namų sąlygomis, atrodo paprasčiau ir užima mažiau vietos, tačiau jų veikimo principas bei konstrukcija yra labai panašūs. Prieš pradedant gaminti tokį prietaisą, reikia viską gerai apgalvoti, taip pat sudaryti arba rasti agregato projektą.

Ši schema leidžia suprasti malkinio dujų generatoriaus įrenginį: malkos kraunamos iš viršaus, patenka į degimo kamerą, į kurią pumpuojamas nedidelis oro kiekis, ir kur vyksta lėto kuro degimo bei degiųjų dujų išsiskyrimo procesas.

Interneto platybėse yra nemažai rekomendacijų, kaip pasidaryti naminį medienos dujų generatorių. Kai kurios iš jų pateikiamos su visiškai realiais įgyvendinti brėžiniais.

Meistrai, kuriems jau tam tikru mastu pavyko įgyvendinti šį įdomų procesą, pažymi, kad gali prireikti nemažai laiko ir pastangų. Gali tekti atlikti ne vieną pertvarkymą ir atlikti daugybę eksperimentų, kad gautumėte priimtinų charakteristikų agregatą.

Ši schema, kurioje parodytas pramoninio dujų generatoriaus įrenginio veikimo principas, leidžia susidaryti vaizdą apie atskirus buitinio dujų generatoriaus elementus.

Sistemos privalumai ir trūkumai

Dujų generatoriai yra itin patogūs naudoti. Jei agregatas pagamintas teisingai, laikantis visų saugos reikalavimų, į jį galima krauti kurą labai retai. Pavyzdžiui, malkas į kamerą galima krauti tik vieną kartą per dieną, o jei kaip kuras naudojama medžio anglis, užteks ir vieno karto per savaitę.

Pramoniniai buitinių medienos dujų generatorių modeliai yra itin patogūs ir saugūs, tačiau tokio įrenginio kaina paprastai būna labai aukšta.

Tačiau tai labiau taikoma pramoninės gamybos įrenginiams. Žinoma, naminio dujų generatoriaus darbą reikia atidžiai stebėti. Karštų dujų temperatūra gali būti labai aukšta, o gaisro pavojus taip pat žymiai padidėja.

Mediena – prieinama medžiaga. Į dujų generatoriaus pakrovimo kamerą galima tiekti ir malkas, ir skiedras, ir presuotas pjuvenas, ir bet kokias medienos pramonės atliekas, ir celiuliozės turinčias medžiagas. Puikiai tinka kaip kuras sausos ir lengvos medžio anglys. Jei bunkerio matmenys leidžia, į jį galima krauti malkas net ir iš anksto nesuskaldžius, ištisas.

Deginimui dujų generatoriuje tinka beveik visos celiuliozės turinčios medžiagos, tačiau svarbu nepamiršti apie priimtiną tokio kuro drėgmės lygį, siekiant padidinti įrenginio darbo efektyvumą.

Deginant gautas produktas, degiosios dujos, gali būti naudojamas įvairioms užduotims spręsti: namo šildymui, automobilio vidaus degimo variklio darbui, netgi elektros energijos gamybai. Tačiau verta prisiminti ir šio naudingo įrenginio „minusus“.

Pirmiausia, pramoninis dujų generatoriaus modelis, patikimas, saugus ir patogus, kainuoja gana brangiai. Ne kiekvienas namo ar sodo savininkas gali sau leisti tokį agregatą. Tačiau net ir naminio dujų generatoriaus sukūrimas iš turimų medžiagų gali išsipildyti į nemažą sumą.

Ne visada galima naudoti bet kokias turimas medžiagas. Visos agregato dalys turi būti labai tvirtos ir gebančios atlaikyti aukštą temperatūrą. Būtinai prireiks suvirinimo aparato, taip pat darbo su juo įgūdžių. Metalą teks ir pjauti, ir suvirinti.

Medienos dujų generatoriaus kuras turi turėti tokius matmenis ir konfigūraciją, kurie leistų jam laisvai judėti žemyn bunkeriu link degimo kameros.

Skaičiuojant, kiek kainuos naminio dujų generatoriaus ant pjuvenų sukūrimas, reikia atsižvelgti ir į eksploatacines medžiagas. Reikės ketaus grotelėms sukurti, visai gali būti, kad dangčiui pagaminti teks rasti arba nusipirkti specialią spyruoklę.

Taip pat reikalingos karščiui atsparios tarpinės liukams, atskiriems įrenginio elementams sujungti ir pan. Prieš gaminant dujų generatorių, reikia viską kruopščiai apskaičiuoti.

Dar viena išlaidų dalis dujų generatoriui – tai elektros energija, kuri reikalinga priverstiniam oro tiekimui į degimo kamerą. Jei dėl kokių nors priežasčių elektra bus atjungta, dujų generatorius negalės veikti.

Tokia situacija yra nepriimtina, nes degimo temperatūros sumažėjimas gali sukelti įrenginio užteršimą derva. Dėl to teks sustabdyti procesą, išvalyti dujų generatorių, o po to jį vėl paleisti.

Nors atrodo, kad dujų generatorių galima pakrauti beveik bet kokiu kuru, vis dėlto reikia atsiminti, kad jis turi palaipsniui, degdamas, leistis žemyn bunkeriu. Todėl malkas generatoriui reikia paruošti, jas suskaldžius į daugmaž vienodo dydžio gabalus.

Įrenginio gaminimas savo rankomis

Pirmiausia reikia nuspręsti, kokiems tikslams bus pagamintas dujų generatorius: namams ar automobiliui. Pastaruoju atveju pirmenybė teikiama mažam svoriui ir kompaktiškiems matmenims. Geriausia medžiaga automobiliniam dujų generatoriui – nerūdijantis plienas, brangus, bet patvarus ir lengvas. O namams gaminamas didelis prietaisas iš turimų medžiagų, kurias ir lengviau rasti, ir jos pigesnės.

Panagrinėkime dujų generatoriaus gaminimo pavyzdį, kad aprūpintume motociklą kuru.

Kad dujinį kurą būtų galima tiekti į benzininį variklį, jį reikia atvėsinti, išvalyti ir sumaišyti su oru tinkamomis proporcijomis. Tam agregatą reikia įrengti uždegimo ventiliatoriumi, ciklonu, filtru, maišytuvu ir aušintuvu.

Belieka papildyti naminį dujų generatorių normalų veikimą užtikrinančiais įrenginiais bei išspręsti jo įrengimo ant motociklo su šoniniu priekabu klausimus.

Žinoma, kuo labiau naminio dujų generatoriaus matmenys ir konfigūracija artėja prie pramoninio modelio, tuo efektyviau veiks prietaisas. Padaryti tikslią kopiją gamykloje pagaminto dujų generatoriaus namų sąlygomis yra sudėtinga, be to, ir nebūtina.

Paprasčiau nukopijuoti jau esantį naminį agregatą, paprašius jo iš pažįstamų, draugų, arba tiesiog pasinaudojus informacija internete.

Pirmiausia pagaminami pagrindiniai dujų generatoriaus mazgai, po to jie surenkami į vieną visumą. Kad būtų galima pagaminti tokį įrenginį, reikia paruošti šiuos elementus:

1. Korpusas.
2. Kuro bunkeris.
3. Degimo kamera.
4. Degimo kameros kaklelis.
5. Oro paskirstymo mazgas.
6. Filtravimo mazgas.
7. Degimo kameros vamzdis.
8. Groteles, dureles ir kitus panašius elementus.

Korpusas, kuris kartais vadinamas užpildymo kamera, gali būti tiek cilindrinės, tiek kubinės formos. Todėl meistras turi dvi galimybes jį pagaminti: naudoti tinkamą metalinį indą, šiek tiek jį modifikavus, arba pagaminti korpusą „nuo nulio“ iš kampuočio ir lakštinio metalo.

Norint pagaminti naminį dujų generatorių, galima naudoti po ranka esančias medžiagas, pavyzdžiui, metalinę statinę, senus dujų balionus, gesintuvo korpusą ir pan.

Panašiai gaminamas ir kietojo kuro bunkeris, t. y. taip pat iš metalo lakšto ir kampuočio. Vėliau bunkeris tvirtinamas korpuso viduje, todėl jo matmenys turi būti atitinkami. Beje, kartais paprasčiau dalį dujų generatoriaus korpuso paversti bunkeriu. Tam dalis erdvės atskiriama metalinėmis plokštėmis.

Medžiaga, tinkanti malkomis kūrenamo dujų generatoriaus vidaus dalims, – mažai anglies turintis plienas. Korpusas turėtų būti uždengtas sandariai priglundančiu dangčiu. Sandarinimas – svarbi teisingo generatoriaus veikimo sąlyga, nes būtent taip užtikrinamas ribotas deguonies kiekio patekimas.

Naminis dujų generatorius – gana sunkus įrenginys, reikia pasirūpinti jo stabilumu. Tam prie apatinės korpuso dalies privirinamos tvirtos kojelės. Ypatingo dėmesio nusipelno dangtis, per kurį atliekamas kuro pakrovimas.

Kartais jis būna sunkus, o pakelti jį savarankiškai nėra paprasta. Norint išspręsti šią problemą, galima naudoti specialią amortizacinę spyruoklę.

Degimo kamerai reikės ypatingo karščiui atsparaus plieno, nes būtent čia vyksta kuro degimas labai aukštose temperatūrose. Tačiau šiems tikslams galima sėkmingai naudoti tuščią buitinio dujų balioną. Tiks ir nauja, ir naudota talpa.

Jei dujų balionas, skirtas buitiniam dujų generatoriui gaminti, anksčiau buvo naudotas, prieš pradedant suvirinimo darbus geriau jį užpildyti vandeniu. Tai užkirs kelią galimam likusių dujų užsidegimui.

Degimo kameros metalinį kaklelį, kuriame vyksta dar vienas svarbus procesas – dervų krekingas – reikėtų atskirti nuo kitų elementų specialiomis karščiui atspariomis tarpinėmis. Tam gana tinkama medžiaga laikomas asbestas, tačiau geriau naudoti modernesnes ir saugesnes medžiagas.

Oro paskirstymo mazgas su konstrukcija sujungiamas movos pagalba, šalia kurios įrengiamas atbulinis vožtuvas. Šio elemento užduotis – reguliuoti oro patekimą prie kuro ir neleisti ištekėti gautoms degiosioms dujoms, dėl kurių ir buvo sumanyta sukurti generatorių.

Tarp oro paskirstymo dėžės ir vidurinės degimo kameros dalies turi būti specialios kalibravimo angos-furmės. Po degimo kameros įrengiama filtrų sistema, kad gautas dujų mišinys būtų išvalytas nuo teršalų. Grota yra skirta degimo kameros valymui.

Ji paprastai gaminama iš ketaus. Kad palengvintų valymo procesą, vidurinę grotelių dalį galima padaryti judamą arba išimamą. Durelės užtikrina prieigą prie įvairių dujų generatoriaus skyrių ir yra skirtos malkų pakrovimui, degimo kameros valymui ir pan. Žinoma, visos tokios durelės turi būti sandarios ir sutvirtintos karščiui atspariomis tarpinėmis.

Apačioje montuojamas vamzdis, kuriuo gautas dujų mišinys patenka į filtravimo mazgą, o po to į aušintuvą. Mažam cikloniniam filtrui pagaminti galima naudoti seno gaisrinio gesintuvo korpusą arba kitą tinkamo dydžio ir konfigūracijos metalinį indą.

Šioje schemoje aiškiai pademonstruotas cikloninio valomojo filtro įrenginys ir veikimo principas. Jo pagalba galima atlikti pirminį dujų, gautų generatoriaus darbo rezultate, valymą.

Jis veikia taip: į viršutinę ciklono dalį pučiamos užterštos karštos dujos. Tada apvaliame korpuse jos pradeda suktis. Veikiant išcentrinėms jėgoms, teršalų dalelės juda į apatinę įrenginio dalį ir išeina pro iškrovimo angą. Išvalytos dujos išeina pro dar vieną angą viršutinėje filtro dalyje.

Namų sąlygomis kaip aušintuvą galima naudoti įprastą radiatorių arba pagaminti specialią gyvatę. Karštos dujos juda tokia ilga konstrukcija ir palaipsniui atvėsta. Esant pageidavimui, galima organizuoti vandens aušinimą.

Manoma, kad buitinis dujų generatorius gali „suvirškinti“ bet kokio drėgnumo medieną, net 50%, kas būdinga ką tik nukirstam medžiui. Praktikoje paaiškėja, kad kuo didesnis kuro drėgnumas, tuo mažesnis generatoriaus darbo efektyvumas. Nerekomenduojama į įrenginį krauti kuro, kurio drėgnumas viršija 20%.

Padėtį pataisyti leis nedidelė įrenginio modifikacija. Nuo degimo kameros vamzdžio reikia nutiesti žiedinę dujotiekį, patalpinus jį erdvėje tarp korpuso sienelių ir pakrovimo kameros išorinės pusės.

Dėl to dalis šiluminės energijos bus perduota kurui, kas leis sumažinti jo drėgnumą. Be to, aušinimui prireiks mažiau laiko, o generatoriaus naudingumo koeficientas padidės.

Vertinga informacija apie dujų generatorius

Kartais privačių namų savininkų, pagalvojusių apie dujų generatoriaus įsigijimą arba savarankišką gaminimą, lūkesčiai būna pernelyg rožiniai, palyginti su realia situacija.

Sklando nuomonė, kad dujų generatoriaus naudingumo koeficientas, siekiantis apie 95%, žymiai viršija įprasto grindinio dujinio katilo naudingumo koeficientą, kuris siekia 60-70%. Šie skaičiai iš esmės teisingi, tačiau lyginti juos nėra korektiška.

Gaminant savadarbį dujų generatorių, naudojami susidėvėję dujų balionai, skardinės, virtuvės reikmenys ir kt. Beveik nemokamas įrenginys ekonomiškai naudoja ne pačius brangiausius degalus ir pasižymi gana dideliu našumu.

Pirmasis rodiklis atspindi degiųjų dujų gamybos efektyvumą, o antrasis – šilumos kiekį, gautą veikiant katilui. Abiem atvejais deginama mediena, tačiau šio proceso rezultatas kokybiškai skiriasi. Jei vėliau pirolizės būdu iš medienos gautos degiosios dujos bus naudojamos būstui šildyti, tokį palyginimą bus galima atlikti.

Taip pat verta prisiminti, kad savadarbiai dujų generatoriai, nors jie ir gali dirbti su dideliu efektyvumu, retai būna tokie pat veiksmingi kaip pramoniniai modeliai. Šį momentą reikėtų įvertinti dar agregato projektavimo etape, apskaičiuojant projekto kainą ir jo numatomą efektyvumą.

Jeigu dujų generatoriaus sukūrimo būtinybę lemia tik noras pagerinti namo šildymo sistemą, verta atkreipti dėmesį į panašų įrenginį – pirolizinį katilą, kuris veikia labai panašiais principais. Pagrindinis jo skirtumas nuo dujų generatoriaus yra tas, kad gautos dujos nedelsiant sudeginamos, o gauta energija naudojama šilumnešiui namo šildymo sistemoje pašildyti.

Tokiame įrenginyje montuojama papildoma degimo kamera, į kurią būtina organizuoti atskirą oro padavimą. Jei reikia šildyti namą dujų generatoriumi, prireiks dar pasirinkti konvektorių šildymui. Tai padidins išlaidas šildymo modernizavimui ar įrengimui. Būtina apskaičiuoti, ar tokiu atveju verta vargo.

Svarbus momentas – tinkama dujų generatoriaus priežiūra jo eksploatavimo metu. Reklama teigia, kad tai universalus įrenginys, kuriame sudega viskas: nuo pjuvenų iki ką tik nukirsto medžio.

Tačiau reklama nutyli faktą, kad kraunant drėgną žaliavą, gautų degiųjų dujų kiekis gali sumažėti 25% ar daugiau.

Geriausias kuras buitiniam dujų generatoriui – medžio anglis. Ją degant neišleidžiama per daug energijos drėgmės pertekliui išgarinti, todėl galima gauti maksimalų degiųjų dujų kiekį.

Optimalus kuras dujų generatoriui, specialistų nuomone, yra medžio anglis. Jai degant drėgmės išgarinimui sunaudojamas minimalus energijos kiekis, o tai leidžia paspartinti pirolizės procesus.

Transporto priemonių savininkai gali tikėtis dujų generatoriaus ne tik šildymui, bet ir savo transporto priemonės darbui. Iš tiesų, Europoje nemažai automobilių vairuotojų gana sėkmingai pritaikė savo transportą darbui ant medžio. Tačiau dažniausiai tai yra kompaktiški ir patvarūs įrenginiai, pagaminti iš plono ir patvaraus nerūdijančio plieno.

Tokių agregatų kaina, net ir pagamintų savarankiškai, nėra maža. Rusijos realijose automobilių dujų generatoriai gaminami iš turimų priemonių ir montuojami į krovininius automobilius.

Jų darbo efektas nėra didelis, paprastai tokio agregato buvimą lydi tokie reiškiniai kaip ilgas uždegimas, būtinybė nuolat dirbti varikliui didelėmis ar vidutinėmis apsukomis, kas prisideda prie jo greito nusidėvėjimo.

Automobiliui geriausia naudoti kokybišką dujų generatorių, pagamintą iš patvarios nerūdijančio plieno, turintį santykinai nedidelį svorį ir kompaktiškus matmenis

Įdomus dujų generatoriaus panaudojimo variantas privačiuose namų ūkiuose – degiųjų dujų naudojimas namų elektrinei. Tokį projektą įgyvendina naudodami dyzelinį vidaus degimo variklį.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Šiame vaizdo įraše pademonstruotas naminio dujų generatoriaus veikimo procesas:

Čia pateikta įdomi patirtis kuriant naminį dujų generatorių, atsižvelgiant į padarytas klaidas:

Tai kompaktinio dujų generatoriaus variantas, skirtas montuoti transporto priemonėje:

Savo rankomis pagaminti gyvybingą dujų generatorių nėra taip paprasta. Dažniausiai tokie agregatai gaminami automobiliams, tačiau ir namuose jie yra gana veiksmingi. Sumaniam meistrui, kuris nebijo sunkumų ir yra pasirengęs eksperimentuoti, ši užduotis yra visiškai įkandama.

Jeigu susipažinimo su informacija metu jums kilo klausimų ar turite rekomendacijų dėl savarankiško malkinio dujų generatoriaus surinkimo, prašome palikite savo komentarus žemiau.