「熱分解」という用語は、気体媒体を生成するために固体燃料の燃焼が遅れるプロセスを指す。建物の名前は「プロフェッショナル」ですが、熱分解ボイラーを自分の手で作るのは比較的簡単で、自家製の製品は実際には非常に一般的です。
説明は単純です-薪燃焼ガスボイラーは、他の同様の機器よりも保守が簡単で、多くの場合より効率的で経済的です。そのような装置がどのように機能し、その製造に何が必要かを見てみましょう。
熱分解ボイラーの動作原理
古典的なものに加えて、固体の可燃性物質が燃料として使用される暖房システムのボイラーも熱分解構造に属します。通常、それらはガス発生ボイラーと呼ばれます。
家庭用熱分解ボイラーの動作原理をよりよく理解するためには、そのような技術の装置を注意深く検討することが論理的です。加熱構造の主要部分としての炉の特徴から始めましょう。実際、熱分解ボイラーの燃料チャンバーの作業領域は、2つの独立したチャンバーに分かれています。
次のコンテキストでの熱分解ボイラーの設計:1-熱分解プロセス(不完全燃焼)が発生するローディングチャンバー(パッシブ)。 2-熱分解中に生成されるガス燃焼室(アクティブ)
これらのチャンバーの1つには、薪、ペレット、ブリケットなどの固体燃料が搭載されています。限られた空気供給で固体燃料を燃焼させる主要なプロセスが始まります。この状態では、燃料は燃焼せず、くすぶります。ゆっくりとした燃焼中に放出されたガスは、チャンバーの別の領域-アクティブな領域に入ります。そこでは、空気供給が増加しても、それらは集中的に燃え尽きます。
技術的には、同様の燃焼プロセスが簡単な方法で実装されます。共通チャンバーのサブ領域は、格子とノズルによって単純に分離されています。チャンバーの上部はパッシブファーネス、チャンバーの下部はアクティブファーネスです。この場合、設計上の特徴、つまり燃料チャンバーへの上部空気供給(上部ブラスト)を考慮する必要があります。
実際、これにより、ガスボイラーの設計は、低流量が使用される従来の単一チャンバー設計とは異なります。
熱分解ボイラー回路で使用されるエアポンプ(ファンと呼ばれることが多いですが、技術的にはこれは誤った名前です)のクラシックなデザイン。これは、機器の効率を確保するための重要な部分です。
技術的には、熱分解ボイラーの配置では、強制ドラフトの編成も特徴的な瞬間です。 2段式火室の設計には、高い空力抵抗があります。したがって、空気ポンプをインストールせずに行う方法はありません。
ボイラーは実際にどのように機能しますか?
段階的なプロセスで機器の実際の使用を検討すると便利です。
- 薪の積み込み-カメラの上部領域の格子の上に置きます。
- 燃料の着火とスモークポンプの始動。
- 250-850°Cの温度での木材ガスの形成
- 薪ガスの炉下部への移行。
- 追加の空気供給による木材ガスの燃焼。
さらに、燃料室の下部領域で得られた熱は、冷却液を加熱するために使用される。冷却剤は、水性媒体と空気の両方にすることができます。
1-アクティブなカメラ。 2-水入口; 3-二次空気; 4-煙突; 5-出口パイプ; 6-バタフライバルブ; 7-排水口; 8、9-センサー; 10-温度調節器; 11-パッシブチャンバーのドア; 12-一次空気; 13-パッシブカメラ; 14-空気ポンプ; 15-熱交換器回路; 16-ノズル; 17-アクティブなカメラのドア
固体燃料で動作する家庭用ボイラーのすべての既存の設計に注意を払う場合、従来の代替物が熱分解ボイラーの主な代替物です。
これは同様のバージョンの薪式ボイラーで、分割されていない火室が1つあり、燃焼室への空気供給量が少ないという原理が機能します。しかし、そのようなシステムは、燃料の急速燃焼のため、効率が低く、経済的ではないと考えられています。
熱分解ボイラーは100%の負荷の条件下で85-95%のレベルで性能係数を生成することができます。ただし、負荷が50%未満の場合、効率は急激に低下します。そのため、熱分解装置のメーカーは、最大負荷で装置を操作することをユーザーに推奨しています。
同様のアプローチは自家製の設計にも当てはまりますが、それらが古典的な熱分解スキームと動作要件に完全に準拠している必要があります。
動作要件の「熱分解」については、かなり厳格であることに注意してください。
- 空気ポンプを備えた必須機器;
- 許容燃料水分率が25〜35%を超えないこと。
- 50%以上の機器負荷;
- 60°C以上の戻り温度;
- 大きな燃料質量のみを搭載。
また、工業生産のための熱分解システムの高コストにも注意する必要があります。これがおそらく、日曜大工オプションが非常に人気がある理由です。
自家製熱分解ボイラー
原則として、自分の手でそのような加熱装置を製造する際には、人気のあるベリャエフスキームが基本となります。これは問題なくヒーターを作ることができる簡単な解決策であると言っているのではありません。しかし、おそらく実際に実装できるソリューションの1つです。
DIY製造用の熱分解ボイラーの3次元スキーム。これは、ご自宅で自分でできる簡単な回路バリエーションの1つです。
このスキームによる機器の生産のために、マスターは以下を必要とします:
- 金属パイプ(d = 32; 57; 159 mm);
- プロファイルパイプ(s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
- スチールストリップ(20x4; 30x4; 80x4 mm);
- 粘土質れんが;
- 金属シート;
- 空気ポンプ;
- 温度センサー。
また、ベンチツールの完全なセットに加えて、溶接機(およびそれぞれ溶接技能)が必要です。自分の手で熱分解ボイラーを製造する作業は、明らかに単独では力になりません。少なくとも1人のアシスタントが必要です。
まず、選択したスキームに従って、構造のシート詳細を準備する必要があります。シートパネルを準備し、プロの精密機器でサイズにカットすることをお勧めします。
切削に「グラインダー」タイプの手動工具を使用する場合も、作業にはある程度の作業スキルと安全対策が必要ですが、切断精度が保証されないため、溶接性能の品質に影響します。この点を考慮する必要があります。金属板を切断するための合理的な解決策は、機械工場での注文です。
機器の内部部品の組み立て
金属板の一部から燃料室を作る必要があります。このため、回路パラメータに見合った材料を接続して溶接します。 2室設計を取得する必要があります。これには、エアダクトを追加する必要があります。
燃料室のこれらの要素は、金属チャネルでできているか、プロファイルパイプが製造に使用されています。ダクトの前面の全面に穴が開けられています。
燃焼室内のエアダクト。空気は、エアポンプを使用してこれらのチャネルから供給されます。チャネルの全長に沿って空気の流れを均一に分散させるために、穴が開けられています
レベルが低いほど、アクティブな燃焼室の領域で、金属パイプ(二次空気供給)が空気ダクトの向こう側にある壁に衝突します。次に、管状の熱交換器の組み立ての順番が来たので、作業はパイプから始まります。
熱分解システムのこの部分は金属パイプで作られていますd = 57 mm:
- 2枚の金属板を図面のサイズに合わせてマーキングを行います。
- パイプの位置のマーキングに基づいて、d = 60 mmの穴がシートに切り取られます。
- パイプd =長さ57 mmが切断されます。
- パイプの端を1枚のシートの穴に挿入し、やけどします。
- 別のシートで操作を繰り返します。
出力は、回路が示すボイラー本体に固定されている完成した熱交換器である必要があります。
サイズにカットされた2つの鋼板とパイプから熱交換器を製造する例。ここでは高品質の溶接が必要であるため、後でボイラーの運転中に問題が発生することはありません
スロットルバルブが熱交換器の横に設置されています(上部レベル)。この部品にはハンドルが付いており、構造に溶接されています。スロットルボディの端部は、煙突の下にパイプのあるシートで閉じています。
次に、2つのセクションのそれぞれの下にあるドア用のウィンドウとエアポンプ用のモジュールで燃料チャンバーのフロントパネルを溶接するだけです。
取り付けられた熱交換器とスロットル設計の一部。ダンパーを任意の位置に固定できる手動レバーの形の調整機構のバリエーション
フロントパネルを取り付ける前に、燃焼室の内部を粘土質れんがで補強する必要があります。この素材は、ある角度に切り取られたサイズにカットされています。レンガは敷設場所で粉砕・調整されます。
ボイラー燃料室の両方の火災セクションは、粘土質れんがにさらされています。同時に、排気(供給)パイプのフラップの領域がきれいに配置されています。レンガをレイアウトしたら、フロントパネルを取り付けます。
耐火レンガで燃料室の内部をレイアウトする例。レンガのライニングは、熱分解ボイラーのチャンバーの壁を長期間の運転中に起こり得る焼損から保護します
実際、この段階での熱分解ボイラーの本体は完成したと見なすことができます。組み立てられた構造は処理する必要があります-溶接からスケールを取り除き、溶接をきれいにし、どこかにわずかな不規則性がある場合はトリムします。
次の段階-密閉された筐体で組み立てられた構造の結論。構造のこの部分も金属板でできています。ただし、最初に圧力テストが必要です。
構造のテストと最終組み立て
組み立てられた構造はテストする必要があります。必須の処置-冷却剤が循環するボイラー領域の気密性を確認します。熱交換器の圧力試験を行うために、一時的に冷媒の供給管と戻り管にプラグを取り付けます。
次に、熱交換器に水を入れます。金属の熱膨張の状態で溶接部を確認できるように、加熱ネットワークまたは温水供給からの温水を使用することをお勧めします。
作業室に空気を供給するための出口がある、ほぼ完成した構造の前部。これまでのところ、燃料室セクションの窓にはドアがありません。この構造は船体シートで覆われます。
熱交換器の継ぎ目に漏れがない場合、水は排出され、熱分解ボイラーの金属構造は外部の金属パネルによって囲まれます。また、この段階で、燃焼室のセクションの窓のドアが製造され、吊り下げられます。
熱分解設備のドアは、高温動作条件を考慮して実行する必要があります。そのため、これらの構造要素は通常、鋳鉄で作られています(または既に使用されています)。
熱分解ボイラーの燃料室のセクションの1つのドアのデザインの例。燃焼プロセスの高温の影響に対する保護を強化するために、金属に加えて粘土質れんがが使用されています
最終段階は、将来の運転に代わる熱分解ボイラーの設置です。構造物の設置は、基礎またはコンクリートスラブ上で行われます。 100 mm以上のサイズを維持するために、地面レベルに対する基礎(スラブ)の高さをお勧めします。
設置後、レベルごとにバランスを取り、ボイラー下部を基礎に固定します。それは煙突を接続し、空気ポンプを設置し、クーラント供給/出口ラインを接続するために残ります。
熱分解ボイラーは金属ケースに完全に封入されており、作業場に設置する準備ができています。角フックは、本体の留め具の支持要素として溶接されています
熱分解ボイラーの設計を自分で行うことは、多大な労力を費やす必要のある仕事です。もちろん、財源の面でオーバーヘッドなしで行うことはできません。
おそらく、材料の購入とサードパーティのサービスへの問い合わせは、産業機器のコストよりも安くなります。ただし、その差はそれほど大きくない可能性があります。しかし、主な問題はお金についてではありません。
熱分解ボイラーの独立した製造について:
適切なベースを利用できない熱分解ボイラーの技術的に独立した生産は、非常に複雑なプロセスです。また、金属を扱う専門的なスキル、ボイラー設備を製造するためのエンジニアリングスキームと技術的な繊細さの明確な理解も必要です。このすべてなしでは、あなたも仕事を取るべきではありません。
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