Kako narediti lesni plinski generator z lastnimi rokami: domače izdelave na drva in žagovino

V tisočih letih zgodovine se je človeštvo naučilo pridobivati nafto in plin, izumilo elektriko, uporablja energijo vetra in sonca, a še vedno sežiga les v kuriščih. Drva, žagovina, star les, odpadki iz dejavnosti lesnopredelovalnih podjetij – vse to je mogoče uporabiti, če naredite lesni plinski generator z lastnimi rokami.

Nemalo mojstrov uspešno uporabljajo to napravo za dom in celo za avtomobil. Če ste se začeli zanimati za to temo ali pa ste dobili idejo, da bi sami naredili generator, vam bomo povedali, kako to uresničiti v praksi.

V našem gradivu bomo govorili o načelu delovanja lesnega plinskega generatorja, prednostih in pomanjkljivostih takega sistema, ter o tem, kako sami sestaviti takšno napravo.

Načelo delovanja lesnih plinskih generatorjev

Hitro sežiganje drv na prostem daje predvsem nekaj koristne toplote. Toda les se obnaša povsem drugače pri tako imenovanem piroliznem sežiganju, tj. pri gorenju v prisotnosti zelo majhne količine kisika.

V takšni situaciji ne opazimo toliko gorenja, temveč tlenje lesa. Koristen produkt tega procesa pa ni toplota, ampak gorljiv plin.

Plinski generatorji so se nekoč aktivno uporabljali kot dobavitelji goriva za avtomobile. In še danes lahko občasno srečamo avtomobile, ki delujejo na plin, ki ga proizvajajo:

Pri počasnem gorenju lesa na izhodu dobimo mešanico, ki vsebuje naslednje produkte:

• metan (CH₄);
• vodik (H₂);
• ogljikov monoksid (CO);
• različni nasičeni ogljikovodiki;
• ogljikov dioksid (CO₂);
• kisik (O₂);
• dušik (N);
• vodna para.

Samo del teh sestavin so vnetljivi plini, vse ostalo – so onesnaževala ali negorljiv balast, ki se ga je bolje znebiti. Zato ni dovolj le sežgati les v posebni napravi, ampak tudi očistiti rezultat ter ohladiti dobljeno plinsko mešanico.

V pogojih industrijske proizvodnje ta postopek vključuje naslednje korake:

1. Sežiganje trdnega goriva v prisotnosti majhne (približno 35 % običajne) količine kisika.
2. Primarno grobo čiščenje, tj. ločevanje hlapnih delcev v ciklonskem vrtinčnem filtru.
3. Sekundarno grobo čiščenje, pri katerem se plin čisti z vodnim filtrom, uporablja se tako imenovani skrubber-čistilnik.

Domače naprave za uporabo v gospodinjstvu so videti preprostejše in zavzamejo manj prostora, vendar je načelo njihovega delovanja ter konstrukcija zelo podobna. Pred začetkom izdelave takšne naprave je treba vse dobro premisliti ter sestaviti ali najti projekt agregata.

Ta shema omogoča razumevanje naprave plinogeneratorja na drva: drva se naložijo od zgoraj, padejo v zgorevalno komoro, kamor se dovaja majhna količina zraka, in kjer poteka počasno zgorevanje goriva ter sproščanje gorljivega plina.

Na spletu je veliko priporočil o tem, kako narediti domači lesni plinogenerator. Nekatera so opremljena s povsem izvedljivimi načrti.

Mojstri, ki jim je že uspelo do neke mere uresničiti ta fascinanten postopek, ugotavljajo, da bo morda potrebno veliko časa in truda. Verjetno bo treba opraviti več predelav in izvesti celo vrsto poskusov, da bi dobili agregat s sprejemljivimi lastnostmi.

Ta shema, ki prikazuje načelo delovanja industrijske plinogeneratorske naprave, omogoča oblikovanje predstave o posameznih elementih gospodinjskega plinogeneratorja.

Prednosti in slabosti sistema

Plinogeneratorji so izjemno priročni za uporabo. Če je agregat izdelan pravilno, ob upoštevanju vseh varnostnih zahtev, lahko gorivo nalagate zelo redko. Na primer, drva v komoro lahko naložite le enkrat na dan, če pa kot gorivo uporabljate lesno oglje, bo zadostovalo že enkrat na teden.

Industrijski modeli gospodinjskih lesnih plinogeneratorjev so izjemno priročni in varni, vendar so stroški takšne naprave običajno zelo visoki.

To pa velja predvsem za industrijsko izdelane naprave. Seveda je treba delovanje plinskega generatorja lastne izdelave skrbno nadzorovati. Temperatura vročega plina je lahko zelo visoka, nevarnost požara se tudi znatno poveča.

Les je dostopen material. V polnilno komoro plinskega generatorja lahko dodajate drva, sekance, stisnjene žagovine in vse odpadke lesne industrije ter materiale, ki vsebujejo celulozo. Kot gorivo odlično služi suho in lahko lesno oglje. Če dimenzije zalogovnika to omogočajo, lahko vanj naložite drva tudi brez predhodnega cepljenja, cela.

Za zgorevanje v plinskem generatorju so primerni skoraj vsi materiali, ki vsebujejo celulozo, vendar je pomembno, da ne pozabite na sprejemljivo raven vlažnosti takega goriva, da bi povečali učinkovitost delovanja naprave.

Produkt, ki nastane pri zgorevanju, gorljivi plin, je mogoče uporabiti za reševanje različnih nalog: ogrevanje hiše, delovanje motorja z notranjim zgorevanjem avtomobila, celo za proizvodnjo električne energije. Vendar je treba omeniti tudi "slabosti" te uporabne naprave.

Za začetek, industrijski model plinskega generatorja, zanesljiv, varen in priročen, stane precej denarja. Vsak lastnik hiše ali počitniške hiše si ne more privoščiti takega agregata. Toda tudi izdelava doma narejenega plinskega generatorja, celo iz improviziranih materialov, se lahko spremeni v lepo vsoto.

Ni vedno mogoče uporabiti kakršnih koli improviziranih materialov. Vsi deli agregata morajo biti zelo trpežni in sposobni prenašati visoke temperature. Obvezno boste potrebovali varilni aparat ter znanje za delo z njim. Kovino bo treba tako rezati kot variti.

Gorivo za lesni plinski generator mora imeti takšne dimenzije in konfiguracijo, ki mu bodo omogočale prosto premikanje navzdol po zalogovniku do zgorevalne komore.

Pri izračunu, koliko bo stala izdelava doma narejenega plinskega generatorja na žagovino, je treba upoštevati tudi potrošni material. Potrebovali boste lito železo za izdelavo rešetke, povsem mogoče je, da boste za izdelavo pokrova morali najti ali kupiti posebno vzmet.

Potrebna so tudi toplotno odporna tesnila za lopute, za povezovanje posameznih elementov naprave itd. Pred izdelavo plinskega generatorja je treba vse natančno preračunati.

Še ena postavka stroškov za plinski generator – to je električna energija, ki je potrebna za prisilno dovajanje zraka v zgorevalno komoro. Če bo elektrika iz kakršnega koli razloga izklopljena, plinski generator ne bo mogel delovati.

Takšna situacija ni dopustna, ker lahko znižanje temperature zgorevanja povzroči onesnaženje naprave s katranom. Posledično bo treba postopek ustaviti, očistiti plinski generator in ga nato znova zagnati.

Čeprav se zdi, da lahko plinski generator napolnite s skoraj katerim koli gorivom, je treba vseeno upoštevati, da se mora to med zgorevanjem postopoma spuščati po lijaku. Zato je treba drva za generator pripraviti tako, da jih razsekate na približno enako velike kose.

Izdelava naprave z lastnimi rokami

Najprej se je treba odločiti, za kakšen namen bo izdelan plinski generator: za dom ali za avtomobil. V slednjem primeru je prednost dana nizki teži in kompaktnim dimenzijam. Najboljši material za avtomobilski plinski generator – nerjaveče jeklo, drago, a trdno in lahko. Za dom pa izdelajo veliko napravo iz priročnih materialov, ki jih je lažje najti in so cenejši.

Poglejmo si primer izdelave plinskega generatorja za oskrbo motocikla z gorivom:

Za dovajanje plinastega goriva v bencinski motor ga je treba ohladiti, očistiti in pomešati z zrakom v ustreznih razmerjih. V ta namen je treba agregat opremiti z ventilatorjem za vžig, ciklonom, filtrom, mešalnikom in hladilnikom.

Preostane še dopolniti domači plinski generator z napravami, ki zagotavljajo normalno delovanje, in rešiti vprašanja v zvezi z namestitvijo na motocikel s prikolico.

Seveda, čim bližje so dimenzije in konfiguracija domačega plinskega generatorja industrijskemu modelu, tem bolj učinkovito bo naprava delovala. Narediti natančno kopijo tovarniško izdelanega plinskega generatorja v domačih pogojih je težavno, pa tudi ni nujno.

Lažje je kopirati že obstoječi domači agregat, tako, da ga prosimo od znancev, prijateljev, ali pa preprosto z uporabo informacij na internetu.

Najprej izdelajo glavne sklope plinskega generatorja, nato jih sestavijo v eno celoto. Za izdelavo takšne naprave je treba pripraviti naslednje elemente:

1. Ohišje.
2. Zalivnik za gorivo.
3. Zgorevalno komoro.
4. Grlo zgorevalne komore.
5. Razdelilni sklop za zrak.
6. Filtrirni sklop.
7. Priključek zgorevalne komore.
8. Rešetko, vratca in druge podobne elemente.

Ohišje, ki ga včasih imenujejo polnilna komora, ima lahko cilindrično ali kubično obliko. Zato ima mojster dve možnosti za njegovo izdelavo: uporabiti primerno kovinsko posodo, ki jo rahlo prilagodi, ali izdelati ohišje 'iz nič' iz kotnika in pločevine.

Za izdelavo domačega plinskega generatorja lahko uporabite priročne materiale, na primer kovinski sod, stare plinske jeklenke, ohišje gasilnega aparata in podobno.

Na podoben način se izdela zalogovnik za trdno gorivo, torej prav tako iz kovinske pločevine in kotnika. Pozneje se zalogovnik pritrdi v notranjosti ohišja, zato morajo biti njegove dimenzije ustrezne. Vendar pa je včasih lažje spremeniti del ohišja plinskega generatorja v zalogovnik. Za to se del prostora loči s pomočjo kovinskih plošč.

Primeren material za notranjost plinskega generatorja na drva – je jeklo z nizko vsebnostjo ogljika. Ohišje je treba pokriti s tesno prilegajočim pokrovom. Tesnjenje – je pomemben pogoj za pravilno delovanje generatorja, saj se na ta način zagotavlja dovod omejene količine kisika.

Domači plinski generator – je precej težka naprava, treba je poskrbeti za njegovo stabilnost. V ta namen se na spodnji del ohišja privarijo robustne noge. Posebno pozornost si zasluži pokrov, skozi katerega se izvaja polnjenje goriva.

Včasih je težak in ga ni preprosto dvigniti sam. Za rešitev težave lahko uporabite posebno vzmet za blaženje udarcev.

Za zgorevalno komoro bo potrebno posebno toplotno odporno jeklo, saj prav tu pri zelo visokih temperaturah poteka zgorevanje goriva. Vendar pa lahko za ta namen uspešno uporabite prazno jeklenko za gospodinjski plin. Primerna bo tako nova kot rabljena posoda.

Če je bila plinska jeklenka za izdelavo domačega plinskega generatorja predhodno v uporabi, jo je pred začetkom varilnih del bolje napolniti z vodo. To prepreči morebitni vžig ostankov plina.

Kovinski vrat zgorevalne komore, v katerem poteka še en pomemben proces – kreking smol – je treba ločiti od ostalih elementov s posebnimi toplotno odpornimi tesnili. Za povsem primeren material za to velja azbest, vendar je bolje uporabiti sodobnejše in varnejše materiale.

Zračni razdelilni sklop se poveže s konstrukcijo s pomočjo nastavka, poleg katerega se namesti povratni ventil. Naloga tega elementa – je uravnavati dovod zraka do goriva in preprečevati uhajanje pridobljenega vnetljivega plina, zaradi katerega je bil zamišljen nastanek generatorja.

Med zračno razdelilno škatlo in srednjim delom zgorevalne komore morajo biti posebne kalibrirane odprtine-šobe. Za zgorevalno komoro se namesti sistem filtrov za čiščenje pridobljene plinske mešanice nečistoč. Rešetka za pepel je namenjena čiščenju zgorevalne komore.

Običajno je izdelana iz litega železa. Za lažje čiščenje je srednji del rešetke lahko premičen ali snemljiv. Vrata omogočajo dostop do različnih delov plinskega generatorja in služijo za nalaganje drv, čiščenje zgorevalne komore itd. Seveda morajo biti vsa ta vrata tesno zaprta in zatesnjena s toplotno odpornimi tesnili.

Spodaj je nameščena cev, po kateri dobljena plinska mešanica vstopi v filtrirno enoto, nato pa v hladilnik. Za izdelavo majhnega ciklonskega filtra lahko uporabite ohišje starega gasilnega aparata ali drugo kovinsko posodo ustrezne velikosti in konfiguracije.

Ta shema nazorno prikazuje zgradbo in princip delovanja ciklonskega čistilnega filtra. Z njegovo pomočjo lahko izvedete primarno čiščenje plina, pridobljenega z delovanjem plinskega generatorja.

Deluje na naslednji način: v zgornji del ciklona se potisne onesnažen vroč plin. Nato v okroglem ohišju začne krožiti. Pod vplivom centrifugalnih sil se delci nečistoč premikajo v spodnji del naprave in ga zapustijo skozi odprtino za praznjenje. Prečiščen plin izstopa skozi drugo odprtino v zgornjem delu filtra.

V domačih pogojih lahko kot hladilnik uporabite običajni radiator ali izdelate poseben spiralni hladilnik. Vroč plin potuje po tako dolgi konstrukciji in postopoma ohlaja. Po želji lahko organizirate vodno hlajenje.

Velja, da je gospodinjski plinski generator sposoben 'prebaviti' les kakršne koli vlažnosti, tudi 50%, kar je značilno za sveže posekano drevo. V praksi se izkaže, da višja kot je vlažnost goriva, nižja je učinkovitost plinskega generatorja. Ne priporočamo vlaganja goriva z vlažnostjo nad 20% v napravo.

Situacijo lahko popravi manjša modifikacija naprave. Od cevi zgorevalne komore je treba speljati obročni plinovod, ki ga namestimo v prostor med stenami ohišja in zunanjo stranjo polnilne komore.

Posledično se bo del toplotne energije prenesel na gorivo, kar bo zmanjšalo njegovo vlažnost. Poleg tega bo za hlajenje potrebnega manj časa in izkoristek generatorja se bo povečal.

Dragocene informacije o plinskih generatorjih

Včasih so pričakovanja lastnikov zasebnih hiš, ki razmišljajo o nakupu ali samostojni izdelavi plinskega generatorja, preveč rožnata v primerjavi z dejanskim stanjem.

Obstaja mnenje, da izkoristek plinskega generatorja, ki znaša približno 95%, znatno presega izkoristek običajnega talnega plinskega kotla, ki dosega 60–70%. Te številke so na splošno pravilne, vendar jih ni primerno primerjati.

Pri izdelavi domačega plinskega generatorja se uporabljajo odslužene plinske jeklenke, kante, kuhinjske pripomočke itd. Skoraj brezplačna naprava ekonomično porablja ne najdražje gorivo ob relativno visoki učinkovitosti.

Prvi kazalnik odraža učinkovitost proizvodnje gorilnega plina, drugi pa – količino toplote, pridobljene pri delovanju kotla. V obeh primerih gori les, vendar se rezultat tega postopka kakovostno razlikuje. Če bo kasneje gorilni plin, pridobljen s piroliznim zgorevanjem lesa, uporabljen za ogrevanje doma, bo takšno primerjavo mogoče opraviti.

Prav tako je vredno vedeti, da so domači plinski generatorji, čeprav lahko delujejo z visokim izkoristkom, le redko enako učinkoviti kot industrijski modeli. To je treba upoštevati že v fazi načrtovanja naprave in izračunov stroškov projekta ter njegove pričakovane učinkovitosti.

Če je potreba po izdelavi plinskega generatorja le zaradi želje po izboljšavi ogrevalnega sistema doma, je vredno pogledati podobno napravo – pirolizni kotel, ki deluje po zelo podobnih načelih. Njegova glavna razlika od plinskega generatorja je v tem, da se pridobljeni plin takoj sežge, pridobljena energija pa se uporablja za ogrevanje toplotnega nosilca v sistemu ogrevanja doma.

V takšni napravi je nameščena dodatna zgorevalna komora, v katero je treba organizirati ločen dovod zraka. Če pa je treba hišo ogrevati s plinskim generatorjem, bo treba izbrati tudi konvektor za ogrevanje. To bo povečalo stroške posodobitve ali ureditve ogrevanja. Treba je izračunati, ali se v tem primeru splača.

Pomembna točka – pravilno vzdrževanje plinskega generatorja med njegovim obratovanjem. Oglaševanje trdi, da je to univerzalna naprava, v kateri zgori vse: od žagovine do sveže posekanega lesa.

Toda oglaševanje zamolči dejstvo, da se lahko pri polnjenju vlažnega materiala količina pridobljenega gorilnega plina zmanjša za 25 % ali več.

Najboljše gorivo za gospodinjski plinski generator – lesni oglje. Pri njegovem zgorevanju se ne porabi preveč energije za izhlapevanje odvečne vlage, kar omogoča pridobitev največje količine gorilnega plina.

Optimalno gorivo za plinski generator je po mnenju strokovnjakov lesni oglje. Pri njegovem zgorevanju se za izhlapevanje vlage porabi minimalna količina energije, kar omogoča pospešitev procesov pirolize.

Lastniki motornih vozil lahko računajo na plinski generator ne le za ogrevanje, ampak tudi za delovanje svojega vozila. Dejansko je v Evropi kar nekaj avtomobilistov povsem uspešno prilagodilo svoje vozilo za delovanje na drva. Toda najpogosteje gre za kompaktne in trpežne naprave, izdelane iz tankega in trdnega nerjavečega jekla.

Cena takšnih agregatov, tudi tistih, izdelanih samostojno, sploh ni majhna. V ruskih razmerah plinske generatorje za avtomobile izdelujejo iz improviziranih sredstev in jih nameščajo na tovorna vozila.

Učinek njihovega delovanja ni visok, običajno prisotnost takega agregata spremljajo pojavi, kot so dolgotrajno vžiganje, potreba po stalnem delovanju motorja pri visokih ali srednjih vrtljajih, kar prispeva k njegovi hitri obrabljenosti.

Za avtomobil je najbolje uporabiti kakovosten plinski generator, izdelan iz trpežnega nerjavečega jekla, z relativno majhno težo in kompaktnimi dimenzijami

Zanimiva možnost uporabe plinskega generatorja v zasebnih domovih – uporaba gorljivega plina za domačo elektrarno. Tak projekt se izvaja s pomočjo dizelskega motorja z notranjim zgorevanjem.

Zaključki in koristen video na to temo

Na tem videu je prikazan postopek delovanja doma izdelanega plinskega generatorja:

Tu je predstavljena zanimiva izkušnja pri izdelavi doma izdelanega plinskega generatorja z upoštevanjem storjenih napak:

To je različica kompaktnega plinskega generatorja, namenjenega namestitvi na vozilo:

Izdelati življenjsko sposoben plinski generator z lastnimi rokami ni tako preprosto. Najpogosteje takšne agregate izdelujejo za avtomobile, a so tudi v hišah povsem učinkoviti. Spretnemu mojstru, ki se ne boji težav in je pripravljen na poskuse, je ta naloga povsem dosegljiva.

Če se vam med seznanjanjem z informacijami pojavijo vprašanja ali imate priporočila za lastnoročno sestavljanje plinskega generatorja na drva, prosimo, pustite svoje komentarje spodaj.