Un générateur de gaz est un appareil de production de gaz à partir de charbon, de bois de chauffage, de déchets de menuiserie et d'autres matériaux. Le carburant généré peut remplacer le carburant traditionnel à base d'hydrocarbures - le gaz naturel pour le chauffage des maisons et l'essence pour une voiture.
L'idée principale d'utiliser une telle unité est d'économiser sur les coûts de carburant. La hausse constante du prix de l'essence, du propane et du méthane incite les artisans à la maison à chercher d'autres moyens d'obtenir du carburant.
Pour fabriquer un générateur de gaz de vos propres mains, vous devez comprendre sa structure et son principe de fonctionnement.
Nous expliquerons comment le combustible solide est converti en gaz combustible, désignerons les caractéristiques de conception de l'unité et donnerons des exemples d'auto-assemblage de dispositifs simples. Pour une meilleure assimilation des informations, nous avons complété l'article par des diagrammes visuels, des photographies et des clips vidéo.
Générateur de gaz: appareil et principe de fonctionnement
Un générateur de gaz est un dispositif qui convertit un combustible liquide ou solide en un état gazeux pour sa combustion ultérieure afin d'obtenir de la chaleur.
Options de carburant pour une unité de génération
Les unités fonctionnant au mazout ou aux mines ont une conception plus complexe que les modèles utilisant divers types de charbon ou de bois de chauffage.
Par conséquent, ce sont le plus souvent des générateurs de gaz propulseur solide que l'on trouve - heureusement, le carburant est abordable et bon marché pour eux.
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Alimentation en gaz de la chaudière pour chauffer une maison
Production de gaz pour véhicules
Production de gaz pour machines agricoles
Lampes et radiateurs à gaz
En tant que combustible solide dans un générateur de gaz, utilisez:
- charbon de bois, charbon brun et charbon dur;
- pastilles de combustible à partir de déchets de bois;
- paille, sciure et bois de chauffage;
- briquettes de tourbe, coke;
- l'enveloppe des graines.
Les propriétaires particulièrement économes récoltent de leurs propres mains des briquettes de sciure.
La génération de gaz est possible à partir de tous ces types de combustibles. Le dégagement d'énergie dépend de la valeur calorifique de différents types de combustibles.
De plus, la chaleur issue de la combustion des matières premières dans le générateur de gaz est davantage obtenue que de l'utilisation de combustibles solides dans les chaudières. Si l'efficacité d'une chaudière à bois conventionnelle varie entre 60 et 70%, alors dans un complexe générateur de gaz, l'indicateur atteint 95%.
Mais ici, nous devons tenir compte d'une mise en garde. Une chaudière brûle du combustible pour chauffer l'eau et un générateur de gaz ne produit que du combustible. Sans radiateur, poêle ou ICE, le sentiment d'un générateur de gaz fait maison sera nul.
Le gaz résultant doit être utilisé immédiatement - il n'est pas rentable économiquement de l'accumuler dans n'importe quel réservoir. Pour ce faire, vous devrez installer des équipements supplémentaires, en fonction de l'alimentation.
À l'époque soviétique, des générateurs de gaz étaient même utilisés pour faire fonctionner des camions; le gaz produit est suffisant pour le fonctionnement du moteur à combustion interne
Que se passe-t-il à l'intérieur du générateur de gaz
Le fonctionnement du générateur de gaz est basé sur la pyrolyse du combustible solide, qui se produit à des températures élevées et à une faible teneur en oxygène dans le four. A l'intérieur du dispositif générateur de gaz, plusieurs réactions chimiques se produisent simultanément.
Le schéma d'un générateur de gaz industriel est une installation assez complexe avec de nombreux appareils séparés, chacun ayant son propre fonctionnement (+)
Technologiquement, le processus de génération de gaz combustible est divisé en trois étapes successives:
- Décomposition thermique du combustible. Le processus se déroule dans des conditions de carence en oxygène, qui est fourni au réacteur seulement un tiers de la quantité requise pour une combustion normale.
- Purification du gaz résultant. Dans un cyclone (filtre à tourbillon sec), un nuage de gaz est filtré des particules de cendres volatiles.
- Refroidissement. Le mélange gazeux résultant est refroidi et soumis à une purification supplémentaire des impuretés.
En fait, dans le générateur de gaz lui-même, c'est le premier processus qui a lieu - la pyrolyse. Tout le reste est la préparation du mélange gazeux pour une combustion ultérieure.
La chambre de pyrolyse d'un générateur de gaz fait maison est divisée en une trémie à combustible solide (1), une chambre de combustion (2) et un cendrier (3)
A la sortie de l'unité de production de gaz, un mélange combustible de monoxyde de carbone, d'hydrogène, de méthane et d'autres hydrocarbures est obtenu.
De plus, selon le combustible utilisé dans la pyrolyse, de l'eau sous forme de vapeur, d'oxygène, de dioxyde de carbone et d'azote leur est ajoutée en différentes quantités. Selon le principe décrit, les chaudières à pyrolyse fonctionnent également, démontrant une efficacité élevée.
Caractéristiques des différents convertisseurs
Les générateurs de gaz pour le dispositif et la technologie des processus internes sont:
- tout droit;
- Converti
- horizontal.
Ils diffèrent par les points d'alimentation en air et de sortie du gaz généré.
Processus direct se produit lorsque la masse d'air est injectée par le bas et à la sortie du mélange combustible en haut de la structure.
Option inversée implique l'apport d'oxygène directement à la zone d'oxydation. Dans le même temps, c'est le plus chaud du dispositif générateur de gaz.
Il est assez difficile de l'injecter indépendamment dedans; par conséquent, ce principe de fonctionnement n'est appliqué que dans les installations industrielles.
Avec un processus de génération directe de gaz, un grand volume de goudron et d'humidité se forme à la sortie, celui inversé est trop compliqué à faire de ses propres mains, tandis que celui horizontal a une productivité réduite, mais une conception extrêmement simple (+)
À générateur de gaz horizontal le tuyau de sortie avec le gaz est situé immédiatement au-dessus de la grille dans la zone de combinaison des réactions d'oxydation et de réduction. Cette conception est la plus simple en exécution indépendante.
Avantages et inconvénients des générateurs de gaz
Un générateur de gaz domestique fabriqué en usine coûtera 1,5 à 2 fois plus cher qu'une chaudière à combustible solide conventionnelle. Vaut-il la peine de dépenser de l'argent pour cette «technique miracle»?
Parmi les avantages de l'utilisation de générateurs de gaz, citons:
- épuisement complet du carburantchargé dans le four, et la quantité minimale de cendres;
- efficacité relativement élevée lorsque vous travaillez avec un moteur à combustion interne ou une chaudière à gaz;
- large choix de combustibles solides;
- facilité d'utilisation et l'absence de nécessité de surveiller en permanence le fonctionnement de l'unité;
- intervalle de temps entre les redémarrages foyer - jusqu'à une journée sur le bois et jusqu'à une semaine sur le charbon;
- la possibilité d'utiliser du bois brut - les matières premières humides ne peuvent être utilisées que dans certains modèles de générateurs de gaz;
- respect de l'environnement de l'appareil - cet appareil ne possède pas de tuyau d'échappement, tout le gaz généré va en flux direct vers la chambre de combustion du moteur ou de la chaudière.
Lors de l'utilisation de bois de chauffage humide, le générateur fonctionnera, mais la production de gaz sera réduite de 20 à 25%. La baisse de performance est due à l'évaporation de l'humidité naturelle du bois.
Cela entraîne une diminution de la température dans le four, ce qui ralentit le processus de pyrolyse. Il est préférable de bien sécher les bûches avant de les charger dans la chambre de pyrolyse. Les appareils industriels sont entièrement automatisés, le carburant leur est fourni par une vis provenant d'un conteneur voisin.
Un générateur de gaz fait maison ne plaît pas avec une telle autonomie, mais il est également assez simple à utiliser. Il est seulement nécessaire de temps en temps de le charger de carburant dans les globes oculaires.
Les températures de fonctionnement du générateur de gaz atteignent des valeurs de 1 200 à 1 500 ° C; son corps doit être constitué de matériaux pouvant supporter des charges similaires
Le générateur de gaz présente moins d'inconvénients, mais ce sont:
- volumes de gaz mal régulés - lorsque la température dans le four diminue, la pyrolyse s'arrête et au lieu d'un mélange gazeux combustible, une purée de résines se forme à la sortie;
- encombrement de l'installation - même un générateur de gaz fait maison d'une puissance moyenne de 10 à 15 kW occupe un espace assez grand;
- temps d'allumage - avant que le réacteur produise le premier gaz, cela prendra 20 à 30 minutes.
Après «réchauffement», le générateur produit de façon stable un certain volume du mélange gazeux, qui doit être brûlé ou jeté dans l'air. Pour fabriquer cet appareil de vos propres mains, vous aurez besoin de bouteilles de gaz durables ou d'acier épais, et c'est beaucoup d'argent. Mais tout cela est rentable avec l'économie du générateur et le faible coût du carburant initial.
Certains modèles de générateurs de gaz sont équipés d'un ventilateur, tandis que d'autres ne le sont pas. La première option vous permet d'augmenter la puissance de l'installation, mais elle la relie au secteur. Si vous avez besoin d'un petit générateur pour cuisiner à l'extérieur, vous pouvez faire une unité compacte sans compresseur d'air.
La plupart des unités de production de gaz fabriquées par nos soins fonctionnent par traction naturelle.
Un générateur de gaz portable d'une puissance de 2,4 kW, alimenté au bois, vous permet de cuisiner facilement un dîner à la campagne loin de la civilisation (+)
Pour chauffer une maison privée, vous aurez besoin d'un appareil déjà plus puissant et volatil. Cependant, dans ce cas, il vaut la peine de prendre soin du générateur d'alimentation de secours, de sorte que pendant la nuit lors d'un accident sur le réseau, vous ne serez pas laissé sans alimentation ou sans chauffage.
Unités de travail d'une unité maison
Pour comprendre comment vous pouvez fabriquer un générateur de gaz combustible solide de vos propres mains, vous devez clairement imaginer sa conception. Chacun des éléments a sa propre finalité, même l'absence de l'un d'eux est inacceptable.
À l'intérieur du boîtier d'un générateur de gaz fait maison doit être présent:
- trémie de combustible solide en haut de l'unité;
- chambre de pyrolyse, où se déroule le processus de combustion lente;
- dispositif de distribution d'air avec clapet anti-retour;
- râper avec un cendrier;
- tuyau de sortie pour le gaz produit;
- filtres de nettoyage.
Dans un générateur artisanal sur bois, une température assez élevée se forme, par conséquent, des exigences strictes sont imposées à chacun de ses éléments. Pour le boîtier, une tôle d'acier durable est utilisée et toutes les pièces à l'intérieur sont sélectionnées aussi résistantes à la chaleur que possible.
Pour assurer l'étanchéité de la trappe de chargement de carburant lorsqu'elle est fermée, le couvercle aura besoin d'un scellant. Le matériau le moins cher est l'amiante. Cependant, il n'est pas inoffensif pour la santé humaine, il est préférable de rechercher dans le magasin des joints spéciaux résistants à la chaleur à base de silicones ou de silicates.
Les gaz générés dans la chambre de combustion sont d'abord mélangés avec de l'air et refroidis, puis ils sont nettoyés dans un filtre en argile expansée ou en sciure de bois (+)
Le corps peut être cylindrique ou rectangulaire. Souvent, pour simplifier le travail, quelques cylindres de gaz naturel ou de barils de fer sont pris. L'une des grilles au bas du foyer est soudée «hermétiquement», et la seconde est intégrée pour pouvoir être déplacée. Cela est nécessaire pour les nettoyer des scories et des cendres.
L'unité de distribution d'air est située à l'extérieur du boîtier. Il fournit les volumes d'oxygène nécessaires au four, mais en raison du clapet anti-retour, il n'en libère pas de gaz combustibles.
Technologies de fabrication de générateurs de gaz
Il existe plusieurs façons de réaliser vous-même une installation de production de gaz. Le choix dépend ici de la disponibilité des matériaux et de la poursuite de l'utilisation du gaz résultant.
Option 1: un exemple de construction d'un appareil alimenté au charbon
Prenons un exemple de fabrication d'un produit maison utile à partir d'un seau en métal avec un couvercle. Dans un premier temps, nous préparerons l'unité qui transformera le gaz reçu de l'installation en électricité.
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Modification du système de carburant du générateur
Mise à niveau du filtre à air de l'unité
Remplacement des tuyaux en plastique par des homologues métalliques
Amélioration du tuyau d'échappement de l'appareil
Après avoir préparé le consommateur pour l'opération à venir, il est possible de s'engager directement dans la construction d'un générateur de gaz.
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Plaque métallique pour renforcer l'entrée
Perçage de trous dans une plaque métallique
Perçage des trous dans le blanc du gazéificateur
Installation du tube d'entrée dans la paroi du godet
Fixation du tube d'entrée avec une machine à souder
Traitement mastic silicone
Les spécificités de l'installation de la buse dans le couvercle du seau
Renforcement du tuyau de sortie en haut du générateur de gaz
Le tuyau de dérivation qui évacue le gaz de l'installation doit être équipé d'un filtre, comme en cours de combustion, le charbon émet beaucoup de suspension fine et de poussière.
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Matériaux filtrants
Formation de trous de berge
La mousse est placée à l'intérieur de la boîte
Installer un filtre à gaz
Après avoir terminé le processus de construction d'un générateur de gaz fait maison, il est nécessaire de vérifier son fonctionnement.
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Connexion à un générateur électrique
Chargement de combustible dans le four
Vérification des fuites de gaz
Installation d'un bouchon sur l'entrée
Option n ° 2: générateur de gaz à partir de fûts de deux cents barils
Pour un générateur de gaz baril fait maison, vous avez besoin d'une paire de réservoirs de 200 litres. L'un d'eux est inséré dans les deux autres tiers.
L'espace formé ci-dessous sera utilisé comme une chambre de combustion, et la partie supérieure s'adaptera idéalement à une poubelle ou une pastille de bois de chauffage.
Une combustion lente de gaz se produira à l'intérieur du canon du canon, et à l'extérieur du cylindre de l'ancien extincteur dans le filtre de nettoyage, il sera nettoyé des impuretés non combustibles
Sur le côté, au niveau de la section de pyrolyse, un tuyau d'une section de 50 mm est soudé pour pomper l'air, et plus près du couvercle se trouve un tuyau de sortie de gaz. Un trou est percé au fond du baril intérieur pour que le carburant pénètre dans la chambre de combustion et une porte de soufflante est fixée au bas du baril extérieur.
Il ne reste plus qu'à réaliser des filtres pour nettoyer le mélange gazeux avant de le transférer dans la chaudière. Pour ce faire, vous avez besoin d'extincteurs ou de sections de tuyaux de taille similaire.
Par le haut, ils sont bien fermés, et par le bas, une buse conique est soudée, à l'extrémité de laquelle se trouve un raccord pour enlever les cendres. Ensuite, un tuyau est inséré sur le côté pour fournir le mélange gazeux pour le nettoyage, et une sortie pour le gaz déjà filtré est insérée dans le couvercle.
La purification primaire du gaz des particules de suie et de cendres se produit en raison des forces centrifuges dans le filtre externe pour un nettoyage grossier (+)
De plus, pour abaisser la température du gaz combustible, un radiateur de refroidissement est constitué de plusieurs tuyaux d'un diamètre de 10 cm, reliés entre eux par de petits tuyaux.
Pour la purification finale du gaz, un filtre supplémentaire est installé avec de l'argile expansée, de petites rondelles en métal ou de la sciure à l'intérieur. L'utilisation de ce dernier matériau n'est autorisée que si le gaz entrant a déjà refroidi, sinon la matière peut atteindre un incendie.
Il s'avérera faire un «poêle à ventre» à partir d'une bouteille de gaz. Les instructions pour créer un four primitif sont données dans cet article.
Option 3: modèle ICE fait maison
Pour une voiture ou une moto, un générateur de gaz fait maison est fabriqué selon un schéma similaire. Seulement ici, vous devrez réduire la taille de l'installation au minimum. Il n'est pas rentable de transporter une unité lourde avec vous, et cela n'a pas l'air très agréable sur le plan esthétique.
Pour faciliter votre travail, pour la version automobile du générateur, il est préférable de prendre des bouteilles de gaz. L'essentiel est de s'assurer avant le soudage qu'il n'y a aucun indice de présence de propane dans le réservoir, sinon une petite explosion peut se produire. Pour ce faire, dévissez la valve à ballonnet et remplissez d'eau le réservoir jusqu'aux globes oculaires.
Pour refroidir le mélange combustible à la sortie de l'installation, vous pouvez adapter un radiateur de chauffage conventionnel
Initialement, un générateur de gaz automobile produit des gaz trop chauds. Ils doivent être refroidis sans faute. Sinon, au contact des parties chaudes du moteur, elles peuvent s'enflammer spontanément. De plus, le combustible gazeux chauffé a une faible densité, c'est pourquoi il est tout simplement problématique de le mettre à feu dans les cylindres.
Un générateur de gaz fait maison pour une voiture peut être monté dans le coffre ou sur une remorque.
La deuxième méthode est préférable en raison de:
- facilité de réparation;
- la possibilité de laisser l'unité de production de gaz dans le garage;
- la disponibilité d'espace libre dans le coffre;
- la possibilité d'utiliser l'installation pour d'autres besoins en plus de fournir du carburant au moteur à combustion interne.
N'ayez pas peur des bosses de la route. En rebondissant sur les bosses, le combustible solide dans la chambre de combustion sera secoué, ce qui ne contribuera qu'à son meilleur mélange et à sa combustion.
Les nuances du fonctionnement et du fonctionnement des générateurs de gaz
Il est important de se rappeler que le gaz produit par l'installation est inodore et toxique. Si des erreurs sont commises lors du soudage des pièces métalliques du générateur de gaz de vos propres mains, les problèmes ne peuvent être évités.
Pour un flux d'air naturel dans la chambre de combustion, des trous de 5 mm peuvent être percés sur la circonférence du boîtier. Tous les travaux d'installation et de vérification des performances doivent être effectués dans un atelier bien ventilé ou dans la rue.
L'allumage d'un générateur de gaz combustible solide ne diffère pas de l'allumage d'un poêle à bois. Du bois de chauffage ou un autre type de combustible est placé à l'intérieur, puis ils sont incendiés par une torche
Après allumage, l'obturateur est fermé pour limiter le flux d'oxygène dans la chambre de combustion. Pour que le système de production de gaz auto-fabriqué fonctionne correctement, il est nécessaire d'ajuster correctement la sortie du mélange gazeux résultant et l'alimentation en oxygène.
Avant de commencer à bricoler avec un générateur de gaz, des calculs d'ingénierie doivent être effectués, dans lesquels il est nécessaire de prendre en compte la zone de combustion et le type de carburant, ainsi que la puissance de sortie requise et le mode de fonctionnement attendu.
Comment utiliser un générateur de gaz de traitement du charbon de bois comme fournisseur de carburant pour une petite voiture:
Générateur de gaz simple à partir de bouteilles de propane:
Le dispositif d'un générateur de gaz de bois:
Les méthodes ci-dessus conviennent à l'autoproduction d'un générateur de gaz efficace. Mais il existe de nombreux autres modèles de cet appareil. Certains sont plus faciles à réaliser, d'autres plus compliqués.
L'essentiel lors de l'assemblage de l'unité est de prêter une attention maximale à la qualité des soudures, sinon des fuites de gaz et une explosion peuvent se produire. Si tout est fait correctement, le générateur de gaz fonctionnera régulièrement pendant 10 à 15 ans. Et puis le métal du boîtier commencera à brûler, et vous devrez tout recommencer.
Avez-vous des compétences pratiques en assemblage ou de l'expérience avec un générateur de gaz fait maison? Veuillez partager vos connaissances et poser des questions sur le sujet dans les commentaires ci-dessous.