Jak vyrobit dřevoplynový generátor vlastníma rukama: domácí zařízení na dřevo a piliny

Za tisíce let historie se lidstvo naučilo těžit ropu a plyn, vynalezlo elektřinu, využívá energii větru a slunce, ale stále spaluje ve svých pecích dřevo. Palivové dřevo, piliny, staré dřevo, odpad ze dřevozpracujících podniků – to vše lze využít, pokud si vyrobíte dřevoplynový generátor vlastníma rukama.

Nejeden kutil úspěšně používá toto zařízení pro domácnost a dokonce i pro automobil. Pokud vás toto téma zaujalo, nebo jste dostali nápad vyrobit si generátor sami, povíme vám, jak to realizovat v praxi.

V našem materiálu se budeme věnovat principu fungování dřevoplynového generátoru, výhodám a nevýhodám tohoto systému, a také tomu, jak si takové zařízení sami sestavit.

Princip fungování dřevoplynových generátorů

Rychlé spalování dřeva na volném vzduchu poskytuje hlavně určité množství užitečného tepla. Ale dřevo se chová zcela jinak při tzv. pyrolytickém spalování, tedy při hoření za přítomnosti velmi malého množství kyslíku.

V takové situaci nedochází ani tak k hoření, jako spíše k doutnání dřeva. A užitečným produktem tohoto procesu není teplo, ale hořlavý plyn.

Plynové generátory byly kdysi aktivně používány jako zdroj paliva pro automobily. A nyní lze občas potkat vozy, které jezdí na plyn jimi vyrobený:

Při pomalém hoření dřeva vzniká na výstupu směs obsahující následující produkty:

• metan (CH₄);
• vodík (H₂);
• oxid uhelnatý (též CO nebo svítiplyn);
• různé nasycené uhlovodíky;
• oxid uhličitý (CO₂);
• kyslík (O₂);
• dusík (N);
• vodní pára.

Jen část těchto složek jsou hořlavé plyny, vše ostatní – jsou nečistoty nebo nehořlavý balast, kterého je lepší se zbavit. Proto je třeba nejen spálit dřevo ve speciálním zařízení, ale také vyčistit výsledek a ochladit získanou plynnou směs.

V podmínkách průmyslové výroby tento proces zahrnuje následující fáze:

1. Spalování tuhého paliva za přítomnosti malého (asi 35 % normy) množství kyslíku.
2. Primární hrubé čištění, tj. oddělení těkavých částic v cyklonovém vířivém filtru.
3. Sekundární hrubé čištění, při kterém se plyn čistí pomocí vodního filtru, používá se tzv. skrubber-čistič.

Domácí zařízení pro použití v domácnosti vypadají jednodušeji a zabírají méně místa, ale princip jejich činnosti a konstrukce jsou velmi podobné. Před zahájením výroby takového zařízení je třeba vše dobře promyslet a také sestavit nebo najít projekt agregátu.

Toto schéma umožňuje pochopit uspořádání dřevěného plynového generátoru: dřevo se nakládá shora, padá do spalovací komory, kam je vháněno malé množství vzduchu, a kde probíhá proces pomalého spalování paliva a uvolňování hořlavého plynu.

Na internetu existuje mnoho doporučení, jak vyrobit domácí dřevěný plynový generátor. Některá z nich jsou vybavena zcela realizovatelnými výkresy.

Mistři, kterým se již podařilo do určité míry uskutečnit tento fascinující proces, poznamenávají, že může být potřeba mnoho času a úsilí. Možná bude nutné provést nejednu předělávku a uskutečnit celou řadu experimentů, aby se získal agregát s přijatelnými vlastnostmi.

Toto schéma, na kterém je znázorněn princip činnosti průmyslové plynové generátorové jednotky, umožňuje získat představu o jednotlivých prvcích domácího plynového generátoru.

Výhody a nevýhody systému

Plynové generátory jsou mimořádně pohodlné k použití. Pokud je agregát vyroben správně a v souladu se všemi požadavky bezpečnosti práce, lze do něj palivo vkládat velmi zřídka. Například dřevo lze do komory vkládat jen jednou denně, a pokud se jako palivo používá dřevěné uhlí, postačí jednou týdně.

Průmyslové modely domácích dřevěných plynových generátorů jsou mimořádně pohodlné a bezpečné, avšak cena takového zařízení je obvykle velmi vysoká.

To se však týká spíše průmyslově vyráběných zařízení. Samozřejmě, provoz domácího generátoru plynu je třeba pečlivě kontrolovat. Teplota horkého plynu může být velmi vysoká, výrazně se také zvyšuje nebezpečí vzniku požáru.

Dřevo je dostupný materiál. Do plnicí komory generátoru plynu lze přidávat jak polena, tak štěpku, lisované piliny a jakýkoli odpad ze dřevozpracujícího průmyslu a materiály obsahující celulózu. Jako palivo se výborně hodí suché a lehké dřevěné uhlí. Pokud to rozměry násypky dovolují, lze do ní vkládat polena i bez předchozího naštípání, vcelku.

Pro spalování v generátoru plynu jsou vhodné prakticky všechny materiály obsahující celulózu, ale je důležité nezapomínat na přijatelnou úroveň vlhkosti takového paliva, aby se zvýšila účinnost provozu zařízení.

Produkt získaný spalováním, hořlavý plyn, lze využít k řešení různých úkolů: vytápění domu, provoz spalovacího motoru automobilu, dokonce i k výrobě elektřiny. Ale je třeba si připomenout i „mínusy“ tohoto užitečného zařízení.

Nejprve, průmyslový model generátoru plynu, spolehlivý, bezpečný a pohodlný, stojí poměrně hodně. Ne každý majitel domu nebo chaty si může dovolit takový agregát. Ale i vytvoření domácího generátoru plynu i z dostupných materiálů se může vyšplhat na nemalou částku.

Ne vždy je možné pro něj použít libovolné dostupné materiály. Všechny části agregátu musí být velmi pevné a schopné snášet vysoké teploty. Bezpodmínečně bude potřeba svářečka, stejně jako dovednosti s ní pracovat. Kov bude nutné řezat i svařovat.

Palivo pro dřevní generátor plynu by mělo mít takové rozměry a konfiguraci, které mu umožní volně se pohybovat dolů po násypce ke spalovací komoře.

Při výpočtu, kolik bude stát výroba domácího generátoru plynu na piliny, je třeba zohlednit i spotřební materiál. Bude potřeba litina na výrobu roštu, je docela možné, že na výrobu víka bude nutné najít nebo koupit speciální pružinu.

Jsou také potřebná žáruvzdorná těsnění pro poklopy, pro spojení jednotlivých prvků zařízení atd. Před výrobou generátoru plynu je třeba vše pečlivě propočítat.

Další položkou výdajů na generátor plynu je elektrická energie, která je nezbytná pro nucený přívod vzduchu do spalovací komory. Pokud bude z nějakého důvodu elektřina odpojena, generátor plynu nebude moci pracovat.

Taková situace je nepřípustná, protože snížení teploty hoření může vést ke znečištění zařízení dehtem. V důsledku toho bude nutné proces zastavit, vyčistit generátor plynu a poté ho znovu spustit.

Ačkoli se zdá, že do plynového generátoru lze naložit téměř jakékoli palivo, je třeba si pamatovat, že musí postupně, jak hoří, klesat dolů po zásobníku. Proto je třeba dříví pro generátor připravit tak, že je nasekáte na víceméně stejně velké kusy.

Výroba zařízení vlastníma rukama

Nejprve je třeba se rozhodnout, k jakým účelům bude plynový generátor vyroben: pro dům nebo pro automobil. V druhém případě je dávána přednost nízké hmotnosti a kompaktním rozměrům. Nejlepším materiálem pro automobilový plynový generátor je – nerezová ocel, drahá, ale pevná a lehká. Pro dům se naopak vyrábí velké zařízení z dostupných materiálů, které je snazší najít a jsou levnější.

Rozebereme příklad výroby plynového generátoru pro zásobování motocyklu palivem:

Pro dodávku plynného paliva do benzinového motoru je třeba jej ochladit, vyčistit a smíchat se vzduchem ve vhodných poměrech. K tomu je třeba agregát vybavit ventilátorem pro zapalování, cyklonem, filtrem, směšovačem a chladičem.

Zbývá doplnit domácí plynový generátor zařízeními zajišťujícími normální provoz a vyřešit otázky ohledně jeho instalace na motocykl s postranním vozíkem.

Samozřejmě, čím blíže jsou rozměry a konfigurace domácího plynového generátoru průmyslovému modelu, tím efektivněji bude zařízení pracovat. Vyrobit v domácích podmínkách přesnou kopii generátoru vyrobeného v továrně je obtížné, a ani to není nutné.

Jednodušší je zkopírovat hotový domácí agregát, požádat o něj známé, přátele, nebo prostě využít informace na internetu.

Nejprve se vyrobí hlavní součásti plynového generátoru, poté se sestaví do jednoho celku. K výrobě takového zařízení je třeba připravit následující prvky:

1. Tělo.
2. Zásobník na palivo.
3. Spalovací komoru.
4. Hrdlo spalovací komory.
5. Rozváděč vzduchu.
6. Filtrační uzel.
7. Odbočka spalovací komory.
8. Rošt, dvířka a další podobné prvky.

Tělo, které se někdy nazývá plnicí komorou, může mít jak válcový, tak i krychlový tvar. Proto má řemeslník dvě možnosti jeho výroby: použít vhodnou kovovou nádobu, kterou lehce upraví, nebo vytvořit tělo "od nuly" z úhelníku a plechu.

Pro výrobu domácího plynového generátoru lze použít běžně dostupné materiály, například kovový sud, staré plynové lahve, hasicí přístroj atd.

Podobně se vyrábí zásobník na tuhé palivo, tedy také z plechu a úhelníku. Později se zásobník upevní uvnitř pláště, proto musí být jeho rozměry přiměřené. Někdy je však jednodušší přeměnit část pláště plynového generátoru na zásobník. Za tímto účelem se část prostoru oddělí pomocí kovových desek.

Vhodným materiálem pro vnitřnosti plynového generátoru na dřevo – je ocel s nízkým obsahem uhlíku. Plášť by měl být zakryt těsně přiléhajícím víkem. Těsnění – je důležitou podmínkou správné funkce generátoru, protože právě tím je zajištěn přívod omezeného množství kyslíku.

Domácí plynový generátor – je poměrně těžké zařízení, je třeba dbát na jeho stabilitu. K tomu se ke spodní části pláště přivaří pevné nožky. Zvláštní pozornost si zaslouží víko, kterým se provádí plnění paliva.

Někdy je těžké a zvednout ho samostatně není snadné. K vyřešení problému lze použít speciální tlumící pružinu.

Pro spalovací komoru bude potřeba speciální žáruvzdorná ocel, protože právě zde dochází ke spalování paliva při velmi vysokých teplotách. Pro tyto účely lze však úspěšně použít prázdnou láhev na domácí plyn. Hodí se jak nová nádoba, tak použitá.

Pokud byla plynová láhev pro výrobu domácího plynového generátoru dříve používána, před zahájením svářečských prací je lepší ji naplnit vodou. Tím se zabrání možnému vznícení zbytků plynu.

Kovové hrdlo spalovací komory, ve které probíhá další důležitý proces – krakování dehtu – by mělo být odděleno od ostatních prvků speciálními žáruvzdornými těsněními. Za zcela vhodný materiál se považuje azbest, ale je lepší použít modernější a bezpečnější materiály.

Rozvod vzduchu se spojuje s konstrukcí pomocí šroubení, vedle kterého se instaluje zpětný ventil. Úkolem tohoto prvku – je regulovat přívod vzduchu k palivu a zabránit úniku získaného hořlavého plynu, kvůli kterému byl generátor vyroben.

Mezi rozvodnou skříní vzduchu a střední částí spalovací komory by měly být speciální kalibrační otvory-trysky. Za spalovací komorou se umístí systém filtrů, aby se získaná plynná směs očistila od nečistot. Rošt je určen k čištění spalovací komory.

Obvykle se vyrábí z litiny. Pro usnadnění čištění lze střední část roštu udělat pohyblivou nebo vyjímatelnou. Dvířka umožňují přístup do různých oddílů generátoru plynu a slouží k plnění dřeva, čištění spalovací komory atd. Samozřejmě všechna tato dvířka musí být těsná a utěsněná pomocí žáruvzdorných těsnění.

Dole se montuje trubka, kterou získaná směs plynů proudí do filtrační jednotky a poté do chladiče. Pro výrobu malého cyklonového filtru lze použít tělo starého hasicího přístroje nebo jinou kovovou nádobu vhodné velikosti a konfigurace.

Toto schéma názorně ukazuje konstrukci a princip činnosti cyklonového čisticího filtru. S jeho pomocí lze provést prvotní čištění plynu získaného provozem generátoru plynu.

Funguje takto: do horní části cyklonu je vháněn znečištěný horký plyn. Poté se v kulatém tělese začne otáčet. Působením odstředivých sil se částice nečistot přesouvají do spodní části zařízení a opouštějí jej výstupním otvorem. Vyčištěný plyn vychází dalším otvorem v horní části filtru.

V domácích podmínkách lze jako chladič použít běžný radiátor nebo vyrobit speciální hadovitou trubku. Horký plyn se pohybuje po této dlouhé konstrukci a postupně chladne. V případě potřeby lze zařídit vodní chlazení.

Má se za to, že domácí generátor plynu dokáže „zpracovat“ dřevo jakékoli vlhkosti, dokonce 50 %, což je typické pro čerstvě poražené dřevo. V praxi se ukazuje, že čím vyšší je vlhkost paliva, tím nižší je účinnost generátoru plynu. Nedoporučuje se do zařízení vkládat palivo s vlhkostí přesahující 20 %.

Situaci může zlepšit malá modifikace zařízení. Od trubky spalovací komory je třeba vést prstencové plynové potrubí, umístěné v prostoru mezi stěnami skříně a vnější stranou plnicí komory.

V důsledku toho se část tepelné energie přenese na palivo, což umožní snížit jeho vlhkost. Kromě toho bude potřeba méně času na chlazení a účinnost generátoru se zvýší.

Cenné informace o plynových generátorech

Někdy se očekávání majitelů rodinných domů, kteří uvažují o koupi nebo vlastní výrobě generátoru plynu, ukáží jako příliš optimistická ve srovnání se skutečnou situací.

Panuje názor, že účinnost generátoru plynu, která činí asi 95 %, výrazně převyšuje účinnost běžného stojacího plynového kotle, který dosahuje 60–70 %. Tato čísla jsou v zásadě správná, ale srovnávat je není korektní.

Při výrobě domácího plynového generátoru se používají vysloužilé plynové lahve, kanystry, kuchyňské náčiní atd. Prakticky bezplatné zařízení hospodárně spotřebovává ne nejdražší palivo při poměrně vysoké výkonnosti.

První ukazatel odráží účinnost výroby hořlavého plynu, a druhý – množství tepla získaného při provozu kotle. V obou případech hoří dřevo, ale výsledek tohoto procesu se kvalitativně liší. Pokud bude v budoucnu hořlavý plyn získaný pyrolýzním spalováním dřeva použit k vytápění obydlí, bude možné takové srovnání provést.

Je také třeba mít na paměti, že domácí plynové generátory, i když mohou pracovat s vysokou účinností, jsou zřídka stejně efektivní jako průmyslové modely. Tento bod je třeba zvážit již ve fázi návrhu zařízení a výpočtu nákladů projektu a jeho očekávané účinnosti.

Pokud je potřeba vytvořit plynový generátor motivována pouze touhou zlepšit systém vytápění domu, stojí za to věnovat pozornost podobnému zařízení – pyrolýznímu kotli, který pracuje na velmi podobných principech. Jeho hlavní rozdíl od plynového generátoru spočívá v tom, že získaný plyn je okamžitě spalován a získaná energie se používá k ohřevu teplonosného média v systému vytápění domu.

V takovém zařízení se montuje další spalovací komora, do které je nutné zajistit samostatný přívod vzduchu. Pokud je třeba vytápět dům pomocí plynového generátoru, bude zapotřebí ještě vybrat konvektor pro vytápění. To zvýší náklady na modernizaci nebo zařízení vytápění. Je třeba vypočítat, zda se v takovém případě vyplatí?

Důležitý moment – správná údržba plynového generátoru během jeho provozu. Reklama tvrdí, že se jedná o univerzální zařízení, ve kterém hoří všechno: od pilin po čerstvě pokácené dřevo.

Ale reklama mlčí o skutečnosti, že při nakládání vlhkého materiálu se může množství získaného hořlavého plynu snížit o 25 % nebo více.

Nejlepší palivo pro domácí plynový generátor – dřevěné uhlí. Při jeho spalování se nespotřebovává příliš mnoho energie na odpařování přebytečné vlhkosti, což umožňuje získat maximální množství hořlavého plynu.

Optimálním palivem pro plynový generátor je podle odborníků dřevěné uhlí. Při jeho spalování se na odpařování vlhkosti spotřebuje minimální množství energie, což umožňuje urychlit procesy pyrolýzy.

Majitelé vozidel mohou počítat s plynovým generátorem nejen pro vytápění, ale také pro provoz svého vozidla. Opravdu, v Evropě mnoho motoristů docela úspěšně upravilo svá vozidla na provoz na dřevo. Ale nejčastěji se jedná o kompaktní a odolná zařízení vyrobená z tenké a pevné nerezové oceli.

Cena takových agregátů, i těch vyrobených svépomocí, není vůbec malá. V ruských reáliích se plynové generátory pro automobily vyrábějí z improvizovaných prostředků a instalují se na nákladní vozidla.

Efekt jejich práce není vysoký, obvykle jsou s přítomností takového agregátu spojeny jevy jako dlouhé zapalování, nutnost trvalého chodu motoru na vysoké nebo střední otáčky, což přispívá k jeho rychlému opotřebení.

Pro automobil je nejlepší použít kvalitní plynový generátor z pevné nerezové oceli, který má relativně nízkou hmotnost a kompaktní rozměry.

Zajímavou variantou použití plynového generátoru v soukromých domech je využití hořlavého plynu pro domácí elektrárnu. Tento projekt se realizuje pomocí naftového spalovacího motoru.

Závěry a užitečné video k tématu

V tomto videu je ukázán proces práce domácího plynového generátoru:

Zde je představen zajímavý pokus o vytvoření domácího plynového generátoru s ohledem na udělané chyby:

Toto je varianta kompaktního plynového generátoru určeného k instalaci na vozidlo:

Vyrobit svépomocí životaschopný plynový generátor není tak jednoduché. Nejčastěji se takové agregáty dělají pro automobily, ale v domech jsou také docela účinné. Šikovnému mistrovi, který se nebojí obtíží a je připraven na experimenty, je tento úkol zcela v silách.

Pokud vám během seznamování s informacemi vznikly dotazy nebo máte doporučení k vlastnoruční montáži plynového generátoru na dřevo, zanechte prosím své komentáře níže.