経済的で信頼性が高いですが、安全でしょうか？自分で熱分解ボイラーを作る方法
燃える木の美しい炎の背後には、複雑な化学プロセスが存在します。
実際には、 燃えるのは固体の木材ではなく、ガスです高温になると、熱分解と呼ばれる物質が放出されます。
熱分解ボイラーは何で構成されていますか?
熱分解ボイラーでは、燃料の分解と生成されたガスの燃焼の原理が利用されています。燃焼は高温で完全に起こります。
デザイン このようなボイラー 従来の格子よりも複雑それらはより高価ですが、はるかに効果的です。
熱分解ボイラーは以下から構成されます。
- 一次室から。 これは従来のボイラーの火室に似ており、燃料が投入されます。設計に応じて、燃焼は燃料室の底部で起こる場合もあれば、上から下に向かって起こる場合もあります。
- 二次チャンバー。 この装置では、熱分解ガスが二次加熱空気と混合され、得られた混合物が高温で燃焼します。高温により、炭素は二酸化炭素へと完全に酸化されます。
- 空気供給、分離および暖房システム。 自然通風または強制空気供給のボイラーがあります。
- 熱交換および煙除去システム。
- 自動制御。
トップローディングガス化装置はどのように機能しますか?
トップローディング式熱分解ボイラー内の薪は次のように燃えます。
- 装填された火室に点火する自然の通風で炎が火室を一定温度まで加熱します。 一次チャンバー内は60℃。
- ドアが閉まり、一次空気供給がオンになります。 数分で燃焼室内の温度は 600℃ — ガス分解に最適なモードです。薪は酸素が不足するとくすぶります。
写真 1. 熱分解ボイラーの火室に薪が詰められており、炎によって自然通風下で 60 °C まで加熱されます。
- 一次室の炎を通過した空気は二次室に供給されます。 高温のガスが混合して、空気と可燃性ガスの最適な比率である化学量論的数値の混合物を生成します。
- ノズルを通過すると、混合物は発火して燃焼し、大量の熱を放出します。 熱の一部は一次燃焼室内の燃焼を維持するために消費されます。
- 熱は熱交換器のシステムによって捕捉され、放出された二酸化炭素は煙突を通じて除去されます。
自分の手でデバイスを作る：ステップバイステップの説明
工場製の熱分解ボイラーは高価であるため、民芸職人が工場製のボイラーのコピーを自分の手で作ったり、 革新的な技術的ソリューションを独自に模索します。 このような機器を構築するプロセスは複雑ですが、興味深いものです。
図を選択して描画する
仕事を始める前に最も重要な段階は プロジェクトの選択可能であれば、自分の経験から学ぶことのないように、すでにテスト済みの既製のプロジェクトを購入する価値があります。
写真 2. 煙道チャネルと上部投入ドアを備えた熱分解ボイラーの自己組み立ての図。
図面を設計および作成する際に考慮すべき事項:
- バーナーパワー。 それは一次燃焼室の面積と火室の大きさ、そして酸素注入の強度に依存します。
- ファイアボックスのサイズ。 これによって、追加される燃料の量、つまりボイラーが補充せずに稼働する時間が決まります。
- 過給のタイプ。 自然通風式のボイラーもありますが、ガスの燃焼が安定しません。ボイラーには送風ファンと排煙装置の両方を取り付けることができます。
- 熱交換器の種類。 排気熱を効率的に回収する必要があります。排気口にウォータージャケットまたはプレート式熱交換器を設置することで、その効果は十分に得られます。
- 一次室と二次室のライニング一次空気と二次空気を調節する方法も提供します。
写真3. 指定寸法の長時間燃焼熱分解ボイラーの図面例。側面図と正面図。
材料と道具
熱分解ボイラーを自分の手で作るには、次のものが必要です。
- 厚さ4mmの高合金鋼板。 溶接が容易で、高温で焼損することもありません。
- 強制送風ファンと自動化。
参照！ オプションはより高価です - 工場出荷時のファンとスムーズなコントロールコントローラー、 より安価な選択肢 – 車用ヒーターファン、ステップレギュレーター、および正確な調整のためのシンプルなダンパー。
- 裏地素材。 熱分解ガスの燃焼温度は 1200℃これはカオリンウールまたは耐火粘土レンガである可能性があります。
- 圧力と温度センサー。
- パイプ、継手、ロッド、カーテン、バルブボール、耐熱塗料。
ボイラーを作るには、設備の整った金属加工場が必要です。職人には、部品のマーキングと取り付けのスキル、図面の読み取り能力、金属の切断能力が必要です。
必要なもの:
- 金属加工および接合用の工具。 アングルグラインダー、溶接機、電極。理想的には、CNCレーザー加工機で部品をオーダーメイドで切断します。これにより、美しさが増し、作業も容易になります。
注意！ ツールを安全に使用するには、規則に従ってください。 電線絶縁体の完全性、 金属を切断するときは火花の方向に注意してください。
- 計測機器： コンパス、定規、定規、巻尺。
- 耐火粘土レンガを加工するための道具: 超硬チップ付きアングルグラインダーディスク。
作業の進捗状況
ステップバイステップの構築手順:
- 一次チャンバー部品と二次チャンバー部品のマーキング。 二次燃焼室のサイズは、耐火粘土レンガをトリミングせずに敷き詰められるよう選定されています。一次燃焼室の底部は狭くなっており、ガス燃焼用のスロットノズルで終端されています。
- マーキングと航空アクセスの配置。 片側には角パイプで作られた空気ダクトにファンが設置されており、もう一方には空気が一次と二次に分けられます。
供給される空気の量は、ボルトに溶接された大径ベアリングボール、またはボールバルブによって調整されます。このバルブは空気の供給を遮断します。
- 一次および二次空気ダクトの設置。 熱分解ガスノズルは非常に高温になるため、この熱エネルギーは空気ダクトによって効果的に除去する必要があることに留意してください。二次空気は高温である必要があります。そうでないと燃焼が不均一になります。空気ノズルは熱分解ガスの流れと平行に配置する必要があります。
- 熱分解ボイラーには、一次室と二次室からの 2 つの煙突出口があります。 点火と空気供給の後、一次室の煙道は閉じられます。クランプ機構を備えた密閉ダンパーを計画する必要があります。
- 二次チャンバーのライニング。
- 構造全体を厚さ3cmのウォータージャケットで覆います。 強度を高めるために接続部を設けることができますが、すべての継ぎ目は密閉する必要があります。
- 追加のプレート式または管状の熱交換器が煙突の根元に設置されます。 既製のラジエーターを使用することもできますが、すすが詰まる可能性があるため、清掃が難しくなります。
- ハウジングには温度センサー用の技術ソケットが含まれています。 - ウォータージャケットでは、くすぶりゾーンと二次チャンバーに熱電対を取り付けることができます。
- 積載室と二次室のドアが吊り下げられています。 熱交換器の反対側には、ボルトで清掃用ハッチが取り付けられています。
- 美観を保つためにボイラーは塗装する必要がある。 ハンマー効果のある耐熱塗料を使用することをお勧めします。
写真4. 屋内に設置された床置き型熱分解ボイラー。耐熱塗料で青色に塗装されています。
正しい接続
熱分解ボイラーにはいくつかの 接続時の機能。 冷却水の温度が低いと燃料の分解が阻害されるため、配管に三方弁が取り付けられています。
注意！ 火をつけると液体が小さな円を描いて循環し、 60℃に達すると 冷却水が暖房システムを加熱し始めます。出口パイプと小さな円は金属製でなければなりません。
ボイラー室設備
自家製熱分解ボイラーを操作するには、別途設備の整った部屋が必要です - ボイラー室。
ボイラー室には煙突出口があり、 自然換気。
ボイラーを設置する場所は、すべての表面にアクセスでき、清掃できるように選択されます。
火室の前には不燃性の材料で作られたプラットフォームが装備されており、ボイラーを設置するには 財団。 煙突の接続はできる限り短くする必要があります。
ボイラーの組み立ての難しさ
熱分解ボイラーを建設する際の主な困難は 適切なデザインと素材を選択すること。 炉内で起こるプロセスを理解しなければ、ボイラーを正しく構築することは不可能です。
自分で設計するときに起こる主な間違い:
- 燃焼ゾーンのライニングが不十分。 耐火粘土レンガは、燃焼ゾーンの温度を一定に保ち、火格子と火室の壁が燃え尽きるのを防ぐため重要です。
- 過剰な熱除去。 熱交換器は、ボイラー内部のプロセスを維持するために不要な熱を回収する必要があります。ウォータージャケットを燃焼ゾーンの近くに配置することは適切ではありません。
- 充填室とガス化室の寸法が一致しない。 ガス化室が小さすぎると、大きな丸太が詰まってしまう可能性があります。
- エアノズルのサイズまたは方向が正しくありません。 空気と熱分解ガスの混合は可能な限り均一に行う必要があります。
- 一次空気流と二次空気流の調整が不十分強制酸素供給は行いません。排気装置または出力制御付き送風ファンを設置する必要があります。
自作機器の動作確認はどうすればいいですか？
ボイラープロジェクトの選択とこのプロジェクトの実施に関する長期的な作業の結果は、 経済的で信頼できる熱源。 正常に機能するボイラーには次の特性があります。
- 正しく選択された電力。 熱分解は調整範囲が狭いため、ボイラーを「絞め殺す」ことも「加速させる」こともできません。この場合、燃焼は完全に停止するか、ガス化室で始まります。したがって、ボイラーの容量は住宅の熱損失に対応する必要があります。
- 強制モードでの長期動作が可能。 ブックマーク 1 つで長期間にわたって十分です。
- ガス化への容易なアクセス、後燃焼室内の熱分解トーチはすでに観察されているはずである 点火後15～20分。
- 煙突内のガスの温度は40～60℃を超えてはなりません。 温度が高ければ、熱交換器の面積を増やします。
- ボイラーをテストするとき 熱分解プロセスが終了した後、煙突からは二酸化炭素と蒸気だけが排出されるはずです。 黒煙と臭いがある場合は、燃料が不完全燃焼していることを示します。
役に立つビデオ
このビデオでは、事前に準備された材料から自分で熱分解ボイラーを作る方法を説明します。
結論
暖房システムを選ぶ際には、ボイラーの種類や追加要素に注意を払う必要があります。熱分解ボイラーは最適です。 暖房シーズン中に一定の冷却水温度を確保する頻繁に薪を補充する必要はありません。ただし、ボイラーの稼働には電気が必要であり、使用する薪の品質が重要となることに注意してください。
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