Внедрение растительной биомассы для получения генераторного газа, а его в качестве горючего для автотранспорта — тема очень животрепещущая в наши деньки. Предлагаем вашему вниманию вторую из серии статей, повествующих о более действенных конструкциях газогенераторных установок транспортного типа, оказавших наибольшее воздействие на развитие этой технологии в мире.

Рис. 1. Схема газогенератора Тейлора

Рис. 2. Схема газогенераторной установки «Имберт»

Рис. 3. Схема газогенератора Макдональда

Рис. 5. Схема газогенератора «Барбье»

Рисунки-схемы к статье «История развития транспортных газогенераторов. Часть 2» смотрите в PDF-версии журнальчика

1-ая часть рассказа об истории развития газогенераторов, размещенная в прошлом номере журнальчика, обхватывает период прямо до начала XX века.

1-ый транспорт

1-ый газогенераторный автомобиль был построен в 1900 году инженером Тейлором во Франции. В этом патенте на авто газогенератор была зарегистрирована особенная система регулирования присадки водяного пара к воздуху. Воздух и пар поступали снизу, из-под колосниковой решетки, в снабженную огнеупорной глиняной футеровкой шахту.

Газогенератор Тейлора (рис. 1) работал по прямому процессу газификации. Газ отбирался по трубе g и направлялся через охладители h и l и скруббер т к авто движку. Охладитель h генераторного газа сразу служил парообразователем. Вследствие разрежения, создаваемого авто движком в шахте генератора, воздух поступал под колосниковую решетку из атмосферы в трубу p через отверстие s, регулируемое краном t, и подсасывал пар из парообразователя h через трубку j в консистенции со вторичным воздухом, поступающим через отверстие r. При стопроцентно закрытом кране t весь вырабатываемый в парообразователе h пар увлекался в генератор воздухом, заходящим снаружи через отверстие r. При стопроцентно открытом кране t воздух поступал через трубку s в генератор, а весь пар выходил наружу через трубку j и отверстие r.

Увлекательным был и 1-ый германский патент на авто газогенератор английских изобретателей Паркер. В этом патенте описан газогенератор малогабаритной конструкции. Его отличительной особенностью было применение расположенных в нижней и верхней частях шахты клапанов, служащих для поддержания естественной тяги в генераторе при стоянках автомобиля. При движении автомобиля обычная работа газогенератора осуществлялась средством труб, подающих в нижнюю часть шахты воздух и воду соответственно, также газоотводной трубы, расположенной с боковой стороны шахты. Шахта генератора имела коробчатую форму прямоугольного сечения. Горючее (древесный уголь, кокс и т. п.) загружалось в бункер генератора через отверстие, прикрытое крышкой. Газоотводный штуцер помещался в боковой камере топливника. Эта конструкция послужила основой для проектирования транспортных газогенераторов в королевской Рф, а потом и в СССР.

За четырнадцать лет (1900-1914) после возникновения первого газогенераторного автомобиля в мире было выстроено несколько 10-ов газогенераторных автомашин. В этот период газогенераторные грузовые авто эксплуатировались только в тех странах, где разница в стоимости меж водянистым и жестким топливом была велика. Это были сначала тропические страны, где в качестве горючего применяли древесную породу либо древесный уголь. Не считая автомобилей, в этих странах сначала прошедшего века газогенераторными установками были оборудованы более 100 тепловозов.

B 1905 году инженер Торникрофт в Великобритании выстроил первую газогенераторную моторную лодку. В 1908 году во Франции был построен 1-ый газогенераторный трактор. А в 1916-м меж Парижем и Руаном начал совершать постоянные рейсы автобус с газогенераторным движком.

1-ый бум

Началом развития и широкого внедрения транспортных газогенераторов можно считать 1914 год, когда экономические предпосылки вызвали к жизни это новое направление техники. Рост мирового автотракторного парка сначала прошедшего века привел к сильному повышению употребления водянистого горючего. Неравномерность рассредотачивания нефти в недрах земли поставила ряд государств перед необходимостью отыскать подмену этому ископаемому, из которого и вырабатывается горючее. В особо томном положении оказалась Франция, располагавшая наименьшими энергетическими ресурсами, чем другие страны Европы. Успешное применение газогенераторов в металлургии наткнуло французских инженеров на идея использовать установки подобного рода для обеспечения авто транспорта дешевеньким и легкодоступным газо-образным топливом. Переход с бензина на другое горючее во Франции предполагался на последующих критериях: новое горючее в экономическом отношении должно было быть в состоянии соперничать с бензином, и переход на новое горючее не был должен повлечь за собой суровые переделки в конструкциях движков.

Исследования, направленные на достижение первого условия — достаточной дешевизны заменителя, проявили, что только генераторный газ, получаемый из дров и древесного угля и карбонита, может дать нужный экономический эффект. Что касается второго требования — не заносить значимых конфигураций в движок,-то оно было вызвано тем обстоятельством, что во Франции тогда уже существовал большой автотракторный парк и переделывать моторы машин в таком масштабе было просто нереально.

Необходимость использования других видов горючего стала в особенности тривиальной во время Первой мировой войны из-за перебоев с поставками бензина. Логично, что 1-ое промышленное создание транспортных газогенераторов было налажено во Франции. Промышленная апробация газогенераторов прошла в Касабланке, экономической столице Марокко, когда местный автоклуб провел ряд соревнований, в каких учавствовали 1-ые 5 газогенераторных тракторов и 5 газогенераторных грузовых автомобилей. Подобные соревнования проходили и во Франции, правда без особенного фуррора. 1-ый пробег грузового автомобиля с газогенераторной установкой состоялся в 1914 году по маршруту Париж — Руан (126 км), и его результаты не дали повода для оптимизма. Любопытно отметить, что по этому же маршруту в 1894 году проходили 1-ые гонки автомобилей, больше узнаваемых тогда под заглавием «экипажи без лошадок». Автомобиль «пежо» с бензиновым мотором Даймлера потерпел на их поражение, уступив паровому автомобилю «де Дион-Бутон».

Открытие Георга Имберта

В 1919 году был размещен французский патент № 490711, в каком описан ряд конструктивных деталей, удачно используемых и в современных транспортных газогенераторах. Это изобретение предназначило создание в 1919 году французским инженером Имбертом газогенератора обращенного процесса газификации, который произвел реальный переворот в авто газогенераторостроении. До сего времени это изобретение остается самым весомым достижением в этой технологии. В 1921 году г-н Имберт приехал на автомобиле, оборудованном газогенератором своей конструкции, в Париж, преодолев расстояние 500 км. Это событие завлекло огромное внимание деловых кругов и общественности. Особенный энтузиазм к новинке проявило военное ведомство, которое и профинансировало развитие этой технологии. Целый ряд конкурсов и пробегов газогенераторных автомобилей, организованных в Европе начиная с 1922 года, оказал сильное содействие развитию нового вида транспорта. Но с 1920 по 1938 год удобство и дешевизна видов горючего, имеющих нефтяное происхождение, сделали применение авто газогенераторов непопулярным у потребителей из-за трудности их обслуживания. Все же европейские правительства продолжали поощрять и субсидировать внедрение транспортных газогенераторов. К 1930 году во всех европейских странах, обладающих достаточными ресурсами биомассы, газогенераторная разработка интенсивно развивалась только благодаря правительственным субсидиям и льготам. Англия, Франция и Италия инициировали обширное внедрение транспортных газогенераторов в собственных колониях. К 1923 году во Франции были доступны для покупателей 25 разных типов авто газогенераторов. В 1924 году военное министерство Франции в первый раз испытало газогенераторные авто на маневрах. С 1924 по 1939 год правительством Франции было скооперировано 10 автопробегов газогенераторных автомобилей. К 1929 году по дорогам страны ездило примерно 1880 газогенераторных тс. Из их 2/3 принадлежали французской армии. Франция и ряд других государств поощряли создание газогенераторных автомобилей правительственными постановлениями, содействующими переводу работающих на бензине машин на местное горючее. А правительство Стране восходящего солнца для поощрения эксплуатации газогенераторных автомобилей выбрало путь обеспечения вещественной заинтригованности хозяев, выдавая им по 300 иен при покупке таковой машины.

В 1932 году французскими инженерами была разработана 1-ая успешная газогенераторная установка для байка, которая работала на древесном угле по горизонтальному принципу газификации. Эта установка отличалась наличием системы подачи масла в генераторный газ для смазки мотора. Мощность мотора при всем этом падала менее чем на 40% по сопоставлению с работой мотора на горючем нефтяного происхождения.

Правительственная поддержка

В том же 1932 году в Италии был издан закон о переводе до конца 1937 года автотранспорта на «национальное горючее». Не считая того, авто, переводимые с водянистого горючего на генераторный газ, освобождались от муниципального налога на 5 лет. Позднее для хозяев газогенераторных автомобилей (зависимо от тоннажа) были установлены муниципальные субсидии до 9000 лир при покупке автомашин. В 1942 году правительственным декретом все, зарегистрированные тогда в Италии 68 500 автомобилей, были переведены на жесткое горючее. Но, невзирая на огромное количество эксплуатировавшихся в стране газогенераторных автомобилей, итальянская практика копирования зарубежных конструкций газогенераторных установок показала несостоятельность такового подхода для развития газогенераторостроения — все четыре типа существовавших тогда в Италии газогенераторных установок: «Италия», «Нострум», «Рома» и «Дукс», — представляли собой копии французских моделей.

Довоенная Германия также поощряла перевод автотранспорта на «национальное горючее», назначив муниципальную субсидию до 1000 марок при покупке газогенераторных автомобилей и 300 марок на переоборудование бензиновых машин в машины с газогенераторными установками. Сразу обладателям автотехники безвозмездно выдавалась одна тонна горючего и предоставлялись льготы по уплате налогов. Для обслуживания автопарка с газогенераторными установками во Франции и Германии были организованы древесноугольные и дровяные раздаточные станции.

Более удачные конструкции

Переломным в развитии авто газогенераторов стал 1924 год. Вот тогда был выдан ряд базовых патентов, главные идеи которых заложены во все конструкции современных газогенераторов. Так, в 1924 году во Франции в первый раз был предложен метод газификации горючего с малым содержанием летучих в авто газогенераторах с опрокинутым процессом горения. Метод отличался тем, что присадка водяного пара, нужного для обеспечения высочайшей степени газификации горючего, выполнялась за счет добавки к основному горючему маленького количества мокроватого древесного горючего. Он увлекателен до сего времени в силу простоты и высочайшей эффективности.

Как мы уже упоминали, в 1919 году узнаваемый французский изобретатель Имберт выстроил первую установку с газогенератором обращенного процесса газификации (рис. 2). Базируясь на его ранешних работах, посвященных созданию газогенератора горизонтального процесса газификации, южноафриканский инженер Макдональд запатентовал газогенератор, схема работы которого показана на рис. 3. Газогенератор Макдональда работает на антраците с присадкой водяных паров к воздуху. Воздух поступает в сопло, имеющее канал для подвода воды. Вода захватывается воздухом и образует с ним благодаря испарению паровоздушную смесь. Отбор газа делается через патрубок, расположенный напротив сопла.

Понизу топливника в этой установке имеется качающаяся колосниковая решетка. Кожух топливника обеспечен особым отверстием с оборотным клапаном для шуровки топливника. Газогенератор отлично работает на антраците при размере зернышек 5-10 мм, зольности горючего не выше 8-10% при малом содержании серы.

Разработки Имберта и Макдональда оказали большущее воздействие на развитие транспортных газогенераторов, получив мировое признание и обширное распространение.

В 1923 году во Франции изобретателем Фажолем был сотворен 1-ый газогенератор автомотрисного типа (от фр. аutomotrice — «самодвижущаяся», автономный жд вагон с бензиновым двигателем). А через год южноамериканский конструктор Смит выстроил 1-ый автомотрисный газогенератор автоматического деяния.

Последующий большой шаг в области развития технологии автотракторных газогенераторов горизонтального процесса был изготовлен французским изобретателем Гоеном в 1928 году. По его схемам до сего времени проектируют газогенераторы для грузовых автомобилей и сельхозтехники в мире. Конструкция газогенератора Гоена позволяла сделать условия, при которых углерод, находящийся в горючем, окислялся конкретно в окись углерода, минуя углекислотную фазу.

Следует также отметить конструкцию древесноугольного авто газогенератора прямого процесса, предложенную Гоеном. Патентованный им способ регулирования высоты активной зоны применен в почти всех более поздних конструкциях авто газогенераторов.

Повторный бум

Активное развитие разработка авто газогенераторов получила в 1936 году, когда в обстановке политической непостоянности, царящей в мировом обществе, руководители большинства европейских государств, предвидя возможность войны и стараясь обеспечить энергетическую безопасность собственных стран, начали субсидировать развитие этого направления.

Во Франции к 1938 году имелось 7800 газогенераторных грузовиков, которые составляли приблизительно 2% всего авто парка страны. В 1940 году Франция предприняла общее переоборудование коммерческих и военных тс с целью перевода их на внедрение отходов биомассы. И к концу 1940 года 50 тыс. газогенераторных автомобилей (рис. 4) было в действии, а еще 40 тыс. газогенераторных установок находилось в производстве. Это стало вероятным благодаря созданию в стране ряда успешных конструкций газогенераторных установок, оказавших огромное воздействие на развитие технологии в мировом масштабе.

Главные разработки