Wie man einen Gasgenerator selbst baut: Besonderheiten bei der Herstellung eines selbstgebauten Geräts

Ein Gasgenerator – ein Gerät zur Erzeugung von Gas aus Kohle, Holz, Holzabfällen und anderen Materialien. Der erzeugte Brennstoff kann herkömmliche Kohlenwasserstoff-Brennstoffe – Erdgas für die Wohnungsheizung und Benzin für Autos ersetzen.

Der Hauptgedanke der Nutzung eines solchen Aggregats – die Einsparung von Brennstoffkosten. Die ständige Verteuerung von Benzin, Propan und Methan zwingt Heimwerker dazu, nach alternativen Methoden zur Brennstoffgewinnung zu suchen.

Um einen Gasgenerator selbst zu bauen, muss man seinen Aufbau und sein Funktionsprinzip verstehen.

Wir erklären, wie die Umwandlung von festem Brennstoff in brennbares Gas erfolgt, gehen auf die konstruktiven Besonderheiten des Aggregats ein und geben Beispiele für den Selbstbau einfacher Geräte. Für ein besseres Verständnis haben wir den Artikel mit anschaulichen Schemata, Fotos und Videos ergänzt.

Gasgenerator: Aufbau und Funktionsprinzip

Ein Gasgenerator ist ein Gerät, das flüssige oder feste Brennstoffe in einen gasförmigen Zustand umwandelt, um sie anschließend zur Wärmegewinnung zu verbrennen.

Brennstoffvarianten für die Erzeugungsanlage

Mit Heizöl oder Altöl betriebene Aggregate haben eine komplexere Konstruktion als Modelle, die verschiedene Arten von Kohle oder Holz verwenden.

Daher trifft man am häufigsten auf Feststoff-Gasgeneratoren – zum Glück ist der Brennstoff dafür verfügbar und günstig.

Als feste Brennstoffe in einem Gasgenerator werden verwendet:

• Holz-, Braun- und Steinkohle;
• Brennstoffpellets aus Holzabfällen;
• Stroh, Sägespäne und Brennholz;
• Torfbriketts, Koks;
• Sonnenblumenkernschalen.

Besonders sparsame Hausbesitzer stellen eigenhändig Briketts aus Sägespänen her.

Die Gaserzeugung ist aus allen diesen Brennstoffarten möglich. Die Energieabgabe hängt vom Heizwert verschiedener Brennstofftypen ab.

Dabei wird durch die Verbrennung des Rohstoffs im Gasgenerator mehr Wärme erzeugt als durch die Nutzung von festem Brennstoff in Kesseln. Wenn der Wirkungsgrad eines gewöhnlichen Holzkessels zwischen 60–70 % schwankt, erreicht der Wert bei der Gasgeneratoranlage 95 %.

Hier muss jedoch eine Nuance berücksichtigt werden. Der Kessel verbrennt Brennstoff, um Wasser zu erhitzen, während der Gasgenerator nur Brennstoff erzeugt. Ohne Heizgerät, Ofen oder Verbrennungsmotor ist ein selbstgebauter Gasgenerator nutzlos.

Das erzeugte Gas muss sofort verwendet werden – es in einem Behälter zu speichern ist wirtschaftlich nicht sinnvoll. Dazu müsste zusätzliche, von der Stromversorgung abhängige Ausrüstung installiert werden.

In der Sowjetzeit wurden Gasgeneratoren sogar für den Betrieb von Lastkraftwagen eingesetzt; das erzeugte Gas reicht völlig aus, um einen Verbrennungsmotor anzutreiben.

Was im Inneren des Gasgenerators passiert

Die Funktionsweise des Gasgenerators beruht auf der Pyrolyse von Festbrennstoff, die bei hohen Temperaturen und geringem Sauerstoffgehalt in der Feuerung stattfindet. Innerhalb der gaserzeugenden Vorrichtung laufen gleichzeitig mehrere chemische Reaktionen ab.

Das Schema eines industriellen Gasgenerators stellt eine recht komplexe Anlage mit vielen einzelnen Vorrichtungen dar, in denen jeweils ein eigener Vorgang abläuft (+)

Technologisch gesehen gliedert sich der Prozess der Brenngaserzeugung in drei aufeinanderfolgende Schritte:

1. Thermische Zersetzung des Brennstoffs. Der Prozess findet unter Sauerstoffmangel statt, wobei dem Reaktor nur ein Drittel der für eine normale Verbrennung erforderlichen Menge zugeführt wird.
2. Reinigung des erzeugten Gases. Im Zyklon (Trockenwirbelfilter) erfolgt die Filterung des Gasstroms von flüchtigen Aschepartikeln.
3. Kühlung. Das erzeugte Gasgemisch wird gekühlt und einer zusätzlichen Reinigung von Verunreinigungen unterzogen.

Tatsächlich findet im eigentlichen Gasgeneratorblock genau der erste Prozess statt – die Pyrolyse. Alles andere – ist die Vorbereitung des Gasgemischs für die weitere Verbrennung.

Die Pyrolysekammer eines selbstgebauten Gasgenerators unterteilt sich in den Festbrennstoffbunker (1), den Brennraum (2) und den Aschensack (3)

Am Ausgang der gaserzeugenden Anlage entsteht ein brennbares Gemisch aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen.

Außerdem werden je nach dem bei der Pyrolyse verwendeten Brennstoff in unterschiedlichen Mengen Wasser in Form von Dampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff hinzugefügt. Nach dem beschriebenen Prinzip arbeiten auch Pyrolyse-Heizkessel, die einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.

Besonderheiten der Arbeit verschiedener Umwandler

Gasgeneratoren werden nach Bauart und Technologie der internen Prozesse unterschieden:

• direkte;
• umgekehrte;
• horizontale.

Sie unterscheiden sich durch die Punkte der Luftzufuhr und des Austritts des erzeugten Gases.

Der direkte Prozess verläuft beim Einblasen der Luftmasse von unten und dem Austritt des brennbaren Gemisches oben in der Konstruktion.

Die umgekehrte Variante beinhaltet die direkte Zufuhr von Sauerstoff in die Oxidationszone. Dabei ist sie in der gaserzeugenden Vorrichtung die heißeste.

Es ist ziemlich schwierig, selbst eine Einspritzung in diese Zone vorzunehmen, daher wird dieses Arbeitsprinzip nur in Industrieanlagen angewendet.

Beim direkten Gaserzeugungsprozess entstehen am Auslass große Mengen an Teer und Feuchtigkeit, der umgekehrte ist für die Eigenrealisierung zu komplex, und der horizontale hat eine geringere Leistung, aber eine äußerst einfache Konstruktion (+)

Beim horizontalen Gasgenerator befindet sich der Gasauslassstutzen direkt über dem Rost im Bereich der Kombination von Oxidations- und Reduktionsreaktionen. Diese Konstruktion ist am einfachsten selbst zu realisieren.

Vor- und Nachteile von Gasgeneratoren

Ein werksseitig hergestellter Haushaltsgasgenerator kostet 1,5- bis 2-mal mehr als ein gewöhnlicher Festbrennstoffkessel. Lohnt es sich, für diese 'Wundertechnik' Geld auszugeben?

Zu den Vorteilen der Verwendung von Gasgeneratoren gehören:

• vollständige Verbrennung des Brennstoffs, der in die Brennkammer eingelegt wird, und minimale Aschemenge;
• vergleichsweise hoher Wirkungsgrad bei Zusammenarbeit mit einem Verbrennungsmotor oder einem Gaskessel;
• breite Auswahl an festen Brennstoffen;
• einfache Bedienung und keine Notwendigkeit, den Betrieb des Aggregats ständig zu überwachen;
• Zeitintervall zwischen den Nachfüllungen der Brennkammer – bis zu einem Tag bei Holz und bis zu einer Woche bei Kohle;
• Möglichkeit der Verwendung von ungetrocknetem Holz – nasses Rohmaterial kann nur in einigen Modellen von Gasgeneratoren verwendet werden;
• Umweltfreundlichkeit des Geräts – dieses Gerät hat kein Auspuffrohr, das gesamte erzeugte Gas strömt direkt in die Brennkammer des Motors oder Kessels.

Bei Verwendung von feuchtem Holz arbeitet der Generator zwar, aber die Gasproduktion sinkt dabei um 20–25%. Der Leistungsabfall erfolgt aufgrund der Verdunstung der natürlichen Feuchtigkeit aus dem Holz.

Dies führt zu einer Temperaturabsenkung im Feuerraum, was den Pyrolyseprozess verlangsamt. Am besten trocknen Sie die Holzscheite vor dem Einlegen in die Pyrolysekammer gründlich. Industrieanlagen sind vollautomatisiert; die Brennstoffzufuhr erfolgt über eine Förderschnecke aus einem benachbarten Behälter.

Ein selbst gebauter Gasgenerator erfreut nicht mit einer solchen Autonomie, aber auch er ist recht einfach in der Bedienung. Sie müssen ihn nur von Zeit zu Zeit bis zum Rand mit Brennstoff füllen.

Die Arbeitstemperaturen im Gasgenerator erreichen Werte von 1200–1500°C; sein Gehäuse muss aus Materialien bestehen, die solchen Belastungen standhalten.

Die Nachteile des Gasgenerators sind geringer, aber sie sind vorhanden:

• schlechte Regelbarkeit der erzeugten Gasmenge – wenn die Temperatur im Feuerraum sinkt, stoppt die Pyrolyse und anstelle eines brennbaren Gasgemisches entsteht am Auslass ein Teergemisch;
• Platzbedarf der Anlage – selbst ein selbstgebauter Gasgenerator mittlerer Leistung von 10–15 kW nimmt ziemlich viel Platz ein;
• lange Aufheizzeit – bevor der Reaktor das erste Gas produziert, vergehen 20–30 Minuten.

Nach dem "Aufheizen" gibt der Generator stabil eine bestimmte Menge Gasgemisch ab, das entweder verbrannt oder in die Luft abgelassen werden muss. Um dieses Gerät selbst zu bauen, benötigen Sie stabile Gasflaschen oder dicken Stahl, und das kostet nicht wenig Geld. Aber all dies wird durch die Wirtschaftlichkeit des Generators und die Billigkeit des Ausgangsbrennstoffs wettgemacht.

Einige Modelle von Gasgeneratoren sind mit einem Gebläse ausgestattet, andere nicht. Die erste Variante ermöglicht eine Leistungssteigerung der Anlage, bindet sie jedoch an das Stromnetz. Wenn Sie einen kleinen Generator zum Kochen im Freien benötigen, können Sie mit einem kompakten Gerät ohne Gebläse auskommen.

Die meisten selbst gebauten gaserzeugenden Anlagen arbeiten aufgrund des natürlichen Zugs.

Ein tragbarer, mit Holz betriebener Gasgenerator mit einer Leistung von 2,4 kW ermöglicht es, problemlos ein Mittagessen außerhalb der Stadt fernab der Zivilisation zu kochen (+)

Für die Beheizung eines Privathauses wird bereits ein leistungsstärkeres und stromabhängiges Gerät benötigt. In diesem Fall sollte man jedoch für einen Notstromgenerator sorgen, um bei einem Netzausfall nicht plötzlich sowohl ohne Stromversorgung als auch ohne Heizung dazustehen.

Arbeitseinheiten des selbstgebauten Aggregats

Um zu verstehen, wie man einen Festbrennstoff-Gasgenerator selbst herstellen kann, muss man sich seine Konstruktion genau vorstellen. Jedes Element hat seine eigene Bestimmung, selbst das Fehlen eines einzigen ist nicht zulässig.

Im Inneren des Gehäuses eines selbstgebauten Gasgenerators müssen folgende Komponenten vorhanden sein:

• ein Behälter für festen Brennstoff oben am Aggregat;
• eine Pyrolysekammer, in der der Schwelprozess stattfindet;
• eine Luftverteilungsvorrichtung mit Rückschlagventil;
• Roste mit Aschekasten;
• Ablassrohr für das erzeugte Gas;
• Reinigungsfilter.

In einem selbstgebauten Holzvergaser entsteht eine relativ hohe Temperatur, daher werden an jedes Bauteil strenge Anforderungen gestellt. Für das Gehäuse wird robustes Stahlblech verwendet, und alle inneren Teile werden möglichst hitzebeständig ausgewählt.

Um die Dichtheit der Brennstoffüllklappe im geschlossenen Zustand zu gewährleisten, benötigt der Deckel eine Dichtung. Das billigste Material hierfür ist Asbest. Allerdings ist es nicht unbedenklich für die menschliche Gesundheit; besser ist es, im Handel spezielle hitzebeständige Dichtungen auf Silikon- oder Silikatbasis zu suchen.

Die in der Brennkammer erzeugten Gase werden zunächst mit Luft gemischt und gekühlt, dann durchlaufen sie eine Reinigung in einem Filter aus Blähton oder Sägespänen (+)

Das Gehäuse kann sowohl zylindrisch als auch rechteckig sein. Oft werden zur Vereinfachung der Arbeiten ein Paar Erdgasflaschen oder Eisenfässer verwendet. Einer der Roste am unteren Ende der Feuerstelle wird "fest" angeschweißt, der zweite wird so eingebaut, dass er bewegt werden kann. Dies ist zur Reinigung von Schlacke und Asche erforderlich.

Die Luftverteilereinheit befindet sich außerhalb des Gehäuses. Sie sorgt für die notwendige Sauerstoffzufuhr in die Feuerstelle, verhindert aber gleichzeitig durch ein Rückschlagventil das Austreten von brennbaren Gasen.

Herstellungstechniken für den Gasgenerator

Eine gaserzeugende Anlage kann auf verschiedene Weise selbst gebaut werden. Die Wahl hängt hier von den verfügbaren Materialien und der weiteren Nutzung des erzeugten Gases ab.

Variante #1: Beispiel eines Gerätebaus mit Kohle

Betrachten wir ein Beispiel für die Herstellung eines nützlichen Eigenbaus aus einem Metalleimer mit Deckel. Zuerst bereiten wir das Aggregat vor, das das aus der Anlage gewonnene Gas in elektrische Energie umwandeln wird.

Nach der Vorbereitung des Verbrauchers für den bevorstehenden Betrieb kann man sich dem Bau des eigentlichen Gasgenerators widmen.

Der Stutzen, der das Gas aus der Anlage ableitet, muss mit einem Filter versehen werden, da bei der Verbrennung der Kohle viele feine Schwebstoffe und Staub entstehen.

Nach Abschluss des Baus des selbstgebauten Gasgenerators muss dieser auf seine Funktionsfähigkeit geprüft werden.

Variante #2: Gasgenerator aus 200-Liter-Fässern

Für den selbstgebauten Gasgenerator aus Fässern werden zwei Behälter mit 200 l benötigt. Einer davon wird zu zwei Dritteln in den anderen eingesetzt.

Der unten gebildete Raum wird als Brennkammer genutzt, und der obere Teil eignet sich ideal als Bunker für Holz oder Pellets.

Im Inneren des Fasses findet eine Vergasung statt, während das Gas außerhalb im Zylinder eines alten Feuerlöschers im Reinigungsfilter von nicht brennbaren Verunreinigungen gereinigt wird.

Seitlich, auf Höhe der Pyrolyse-Sektion, wird ein Rohr mit einem Querschnitt von 50 mm zum Luftzuführen eingeschweißt, und näher am Deckel ein Gasabzugsrohr. Im Boden des inneren Fasses wird eine Öffnung für den Brennstoffzutritt zur Brennkammer ausgeschnitten, und am Boden des äußeren Fasses wird eine Luftzufuhrklappe angebracht.

Es müssen nur noch die Reinigungsfilter für das Gasgemisch hergestellt werden, bevor es in den Warmwasserkessel geleitet wird. Dazu werden gebrauchte Feuerlöscher oder Rohrabschnitte ähnlicher Größe benötigt.

Sie werden oben dicht verschlossen und unten wird ein konischer Aufsatz angeschweißt, an dessen Ende sich ein Stutzen zum Entfernen der Asche befindet. Dann wird seitlich ein Rohr zum Zuführen des Gasgemisches zur Reinigung eingeschnitten und in den Deckel ein Abzug für das bereits gefilterte Gas.

Die primäre Reinigung des Gases von Ruß- und Aschepartikeln erfolgt durch Zentrifugalkräfte im äußeren Grobfilter (+)

Danach wird zur Kühlung des brennbaren Gases ein Kühler aus mehreren Rohren mit einem Durchmesser von 10 cm gebaut. Diese werden mit kleinen Rohrstücken miteinander verbunden.

Zur endgültigen Reinigung des Gases wird ein weiterer Filter mit Blähton, kleinen Metallscheiben oder Sägespänen im Inneren installiert. Die Verwendung des letzteren Materials ist nur zulässig, wenn das eintretende Gas bereits abgekühlt ist, anderenfalls könnte es zu einem Brand kommen.

Aus einer Gasflasche lässt sich ein Ofen („Burzhuika“) herstellen. Eine Anleitung zum Bau eines einfachen Ofens finden Sie in diesem Artikel.

Variante #3: Selbstgebaute Modell für Verbrennungsmotoren

Für ein Auto oder Motorrad wird ein selbstgebauter Gasgenerator nach einem ähnlichen Schema gebaut. Allerdings müssen hier die Abmessungen der Anlage auf ein Minimum reduziert werden. Es ist aufwendig, ein schweres Aggregat mitzuführen, und es sieht auch nicht sehr ästhetisch aus.

Um sich die Arbeit zu erleichtern, nimmt man für die Automobilversion des Generators am besten leere Haushaltsgasflaschen. Wichtig ist – vor dem Schweißen sicherzustellen, dass keinerlei Spuren von Propan mehr im Behälter vorhanden sind, da es sonst zu einer kleinen Explosion kommen kann. Dazu müssen Sie das Flaschenventil abschrauben und den Behälter randvoll mit Wasser füllen.

Zur Kühlung des brennbaren Gemisches am Ausgang der Anlage kann ein normaler Heizkörper verwendet werden

Ursprünglich produziert der Fahrzeug-Gasgenerator zu heiße Gase. Diese müssen zwingend gekühlt werden. Andernfalls können sie bei Kontakt mit heißen Motorteilen von selbst entzünden. Außerdem hat das erhitzte gasförmige Brennstoff eine geringe Dichte, weshalb es schwierig sein wird, es in den Zylindern zu entzünden.

Ein selbstgebauter Gasgenerator für ein Auto kann im Kofferraum oder auf einem Anhänger montiert werden.

Die zweite Methode ist vorzuziehen aufgrund:

• der Einfachheit der Reparatur;
• der Möglichkeit, die Gaserzeugungsanlage in der Garage zu lassen;
• der Verfügbarkeit von freiem Platz im Kofferraum;
• der Möglichkeit, die Anlage für andere Zwecke als die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor zu nutzen.

Man braucht keine Angst vor Straßenunebenheiten zu haben. Beim Hüpfen über Bodenwellen wird der feste Brennstoff in der Brennkammer durchgeschüttelt, was nur zu einer besseren Durchmischung und Verbrennung beiträgt.

Nuancen des Betriebs und der Nutzung von Gasgeneratoren

Es ist wichtig zu bedenken, dass das von der Anlage erzeugte Gas geruchlos und giftig ist. Wenn beim eigenhändigen Schweißen der Metallteile des Gasgenerators Fehler gemacht werden, ist Ärger unvermeidlich.

Für den natürlichen Lufteintritt in die Brennkammer können rund um den Gehäuseumfang Löcher von 5 mm gebohrt werden. Alle Montagearbeiten und Funktionsprüfungen sollten in einer gut belüfteten Werkstatt oder im Freien durchgeführt werden.

Das Anfeuern eines Feststoff-Gasgenerators unterscheidet sich nicht vom Anzünden eines Holzofens. Innen werden Holz oder eine andere Brennstoffart eingelegt und dann mit einem Kienspan angezündet.

Nach der Entzündung wird die Klappe geschlossen, um die Sauerstoffzufuhr in die Brennkammer zu begrenzen. Damit der Gas erzeugende Selbstbau einwandfrei funktioniert, sollten die Abführung des erzeugten Gasgemischs und die Sauerstoffzufuhr richtig eingestellt werden.

Bevor man mit dem Bau eines Gasgenerators beginnt, sollten technische Berechnungen durchgeführt werden, bei denen die Verbrennungsfläche und die Brennstoffart sowie die erforderliche Ausgangsleistung und die vorgesehene Betriebsweise berücksichtigt werden müssen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Wie man einen Holzkohle verarbeitenden Gasgenerator als Brennstofflieferant für ein Kleinwagen einsetzt:

Einfacher Gasgenerator aus Propangasflaschen:

Aufbau eines Holzgasgenerators:

Die oben genannten Methoden eignen sich für die Eigenherstellung eines effizienten Gasgenerators. Es gibt jedoch viel mehr Modelle dieses Geräts. Einige sind einfacher herzustellen, andere schwieriger.

Das Wichtigste bei der Montage des Aggregats ist es, größte Aufmerksamkeit auf die Qualität der Schweißnähte zu legen, da sonst Gasaustritte und eine Explosion auftreten können. Wenn alles richtig ausgeführt wird, hält der Gasgenerator 10–15 Jahre einwandfrei. Danach beginnt das Metall des Gehäuses durchzubrennen, und alles muss neu gemacht werden.

Haben Sie praktische Fähigkeiten im Zusammenbau oder Erfahrung mit der Nutzung eines selbstgebauten Gasgenerators? Bitte teilen Sie Ihre gesammelten Kenntnisse und stellen Sie Fragen zum Thema des Artikels in den Kommentaren unten.