Composition combustible La présente invention se rapporte aux combustibles à hydrocarbures légers pour mo teurs à combustion interne, et a pour but de fournir une composition combustible à hydrocarbures, ayant une tolérance pour l'eau augmentée, et qui n'a pas trop tendance à former de la glace, soit dans le combustible même, soit à l'endroit où celui-ci est évaporé.
Un phénomène dans le fonctionnement des moteurs, qui s'est produit de façon assez fré quente ces derniers temps, est la formation de glace dans différentes parties du carburateur. Les symptômes en sont un arrêt répété du mo teur peu après que celui-ci est mis en marche alors qu'il est froid et tandis qu'il tourne à de faibles vitesses, et une perte de puissance aux grandes vitesses, jusqu'à ce que le moteur se soit réchauffé. Cette formation de glace a plus tendance à se produire lorsque l'humidité relative de l'air est élevée, comme dans la brume ou le brouillard, et à des températures entre le point de gel et environ 10,1 C.
Dans de telles conditions, l'évaporation du combus tible entraîne une chute de température suffi sante pour qu'il se produise une formation de glace.
Les facteurs suivants jouent probablement un rôle dans la formation de glace dans le carburateur: l'humidité relative et la tempéra- ture de l'atmosphère, la forme du compartiment du moteur et la construction du carburateur et de la tuyauterie d'arrivée, le degré d'ouver ture de l'obturateur et la nature du combustible. Le remède le plus indiqué à la formation de glace dans le carburateur est donc de modifier le combustible. Cela peut être effectué de deux manières : soit en diminuant la volatilité du combustible, ce qui est indésirable puisque cela affecterait la facilité de la mise en marche, soit en ajoutant une substance ayant pour effet de réduire la tendance à la formation de glace du fait de son pouvoir d'augmenter la tolé rance du combustible pour l'eau.
On sait déjà que certains alcools peuvent être employés pour augmenter la tolérance pour l'eau de combustibles à hydrocarbures. Un tel alcool est l'isopropanol, mais celui-ci n'est pas assez efficace quand il est ajouté en petites quantités.
La présente invention fournit une compo sition combustible qui convient pour les mo teurs à combustion interne, et qui comprend des hydrocarbures à point d'ébullition compris entre 380 C et 3160 C, soit dans le domaine de ceux de l'essence et du kérosène, et du 2-méthylpentane-2,4-diol.
Le 2-méthylpentane-2,4-diol est complète ment miscible avec l'essence d'automobile en toutes proportions à des températures ordi naires d'environ 200 C, même lorsque l'essence est saturée d'eau. Même si le 2-méthylpentane- 2,4-diol lui-même contient jusqu'à 5 % en volume d'eau, il a encore une miscibilité d'en- viron 0,
4 % en volume avec l'essence. Comme on l'a constaté, le 2-méthylpentane-2,4-diol augmente la tolérance du pétrole pour l'eau lorsque le combustible contient ce glycol en des concentrations d'environ 0,01% en vo- lume, et au-dessus.
On obtient des mélanges particulièrement pratiques quand le combus- tible contient environ 0,1 à 0,5 % en volume de 2-méthylpentane-2,4-diol. A une concentra- tion de 0,
3% en volume de 2-méthylpentane- 2,4-diol dans de l'essence saturée d'eau, il n'y a pas de séparation appréciable d'eau à des températures s'abaissant jusqu'à -35o C et, par conséquent, pas de risque de dépôt de glace provenant de l'eau dissoute.
Dans les essais qui suivent et dont les ré sultats sont indiqués à la table I, on a mélangé une essence de qualité commerciale ordinaire, saturée avec de l'eau à 21() C, dans les pro portions et avec la substance d'addition indi quées, et on a refroidi progressivement le mé lange tout en observant la turbidité de la solu tion. Le degré de turbidité est désigné par les chiffres de 0 à 5, zéro correspondant à une solution parfaitement claire, et 5 indiquant une solution trouble.
EMI0002.0051
<I>Table <SEP> 1</I>
<tb> Concent. <SEP> Turbidité
<tb> Substance <SEP> d'addition <SEP> en <SEP> Température <SEP> de <SEP> l'observation
<tb> volume
<tb> O- <SEP> C <SEP> -5- <SEP> C <SEP> I <SEP> -15o <SEP> C <SEP> I <SEP> -22- <SEP> C <SEP> I <SEP> -25- <SEP> C <SEP> I <SEP> -35o <SEP> C
<tb> Aucune <SEP> ............. <SEP> - <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> i <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> 2-méthylpentane-2,4-diol <SEP> 0,1 <SEP> 0/0 <SEP> ' <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3
<tb> Isopropanol <SEP> .......... <SEP> 0,10/0 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 2-méthylpentane-2,4-diol <SEP> 0,3 <SEP> '0/0 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> Isopropanol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 0,3 <SEP> '% <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> - <SEP> --- <SEP> 5
<tb> <U>I</U>
<tb> 2-méthylpentane-2,4-diol <SEP> 0,5% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> Isopropanol <SEP> .......... <SEP> 1,0'% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2 <SEP> <U>i</U> Une seconde série d'essais, auxquels se rapportent les tables II et III, ont été effectués en observant la formation de glace à l'intérieur d'un carburateur vertical en verre, muni à son extrémité inférieure d'un gicleur du genre de ceux des carburateurs standard 150 Amal de motocyclettes, pour distribuer le combustible, la vitesse d'écoulement du combustible étant mesurée par un compteur.
La fourniture de l'air au carburateur s'est faite coaxialement avec le jet de combustible, sa vitesse d'écoulement, sa température et son humidité relative étant contrôlables et mesurables. L'écoulement de l'air à travers l'appareil a été obtenu en rédui sant la pression au moyen d'un éjecteur de vapeur à la sortie du carburateur, où l'on avait placé un thermomètre pour permettre de cons tater le degré de refroidissement produit par la vaporisation du combustible. La pression dans le carburateur était indiquée par un ma nomètre à mercure et ajustée au moyen d'une vanne en aval de la sortie du carburateur.
En effectuant une série d'essais, on a maintenu la vitesse d'écoulement de l'air, la température et l'humidité relative de l'air, la pression dans le carburateur et la vitesse d'écoulement de l'es- sence aussi constantes que possible à des va leurs voulues pour obtenir un degré de refroi dissement bien déterminé, mesuré d'après la température de sortie.
On a fait passer à travers l'appareil 250 ml du combustible à essayer, une essence de pre mière qualité, et l'on a évalué la quantité et l'état de la glace, s'il y en avait. Pour tous ces essais, le combustible employé a été conservé sur de l'eau avant son mélange avec la substance devant empêcher la formation de glace.
La quantité de glace formée dans le car burateur a été évaluée visuellement, en tenant compte de la surface et de l'épaisseur du dépôt, et on lui a attribué un chiffre de 0 à 5, 0 cor respondant à la non-formation de glace, et 5 au maximum de formation de glace obtenu en employant le combustible sans substance d'addition.
EMI0003.0002
<I>Table <SEP> 11</I>
<tb> Température <SEP> la <SEP> sortie<B>:</B> <SEP> - <SEP> 0,5o <SEP> C
<tb> Chiffre <SEP> de <SEP> formation
<tb> Concentration <SEP> de <SEP> Substance <SEP> de <SEP> glace
<tb> la <SEP> substance <SEP> d'addition <SEP> d'addition
<tb> Aucune <SEP> Aucune <SEP> 5
<tb> <B><I>0,5010</I></B> <SEP> Isopropanol <SEP> 0
<tb> 0,1 <SEP> 'o/0 <SEP> 2-méthylpentane-2,4-diol <SEP> 0
EMI0003.0003
<I>Table <SEP> III</I>
<tb> Température <SEP> la <SEP> sortie: <SEP> - <SEP> 2,5o <SEP> C
<tb> Chiffre <SEP> de <SEP> formation
<tb> Concentration <SEP> de <SEP> Substance <SEP> de <SEP> glace
<tb> la <SEP> substance <SEP> d'addition <SEP> d'addition
<tb> Aucune <SEP> Aucune <SEP> 5
<tb> 0,5 <SEP> % <SEP> Isopropanol <SEP> 5
<tb> <B>0,090/0</B> <SEP> 2-méthylpentane-2,4-diol <SEP> 2
Fuel composition The present invention relates to light hydrocarbon fuels for internal combustion engines, and its object is to provide a hydrocarbon fuel composition, having an increased tolerance for water, and which does not tend to form too much. ice, either in the fuel itself or where it has evaporated.
A phenomenon in the operation of engines, which has occurred quite frequently in recent times, is the formation of ice in various parts of the carburetor. Symptoms are repeated stopping of the engine soon after it is started while it is cold and running at low speeds, and loss of power at high speeds, until that the engine has warmed up. This ice formation tends to occur more when the relative humidity of the air is high, such as in haze or fog, and at temperatures between the freezing point and around 10.1 C.
Under such conditions, the evaporation of the fuel causes a sufficient drop in temperature for ice formation to occur.
The following factors probably play a role in the formation of ice in the carburetor: relative humidity and temperature of the atmosphere, the shape of the engine compartment and the construction of the carburetor and inlet piping, the degree of opening of the shutter and the nature of the fuel. The best remedy for the formation of ice in the carburetor is therefore to modify the fuel. This can be done in two ways: either by decreasing the volatility of the fuel, which is undesirable since it would affect the ease of start-up, or by adding a substance which has the effect of reducing the tendency to form ice due to the fact. of its power to increase fuel tolerance for water.
It is already known that certain alcohols can be used to increase the tolerance for water from hydrocarbon fuels. One such alcohol is isopropanol, but it is not effective enough when added in small amounts.
The present invention provides a combustible composition which is suitable for internal combustion engines, and which comprises hydrocarbons with a boiling point of between 380 C and 3160 C, that is to say in the field of those of gasoline and kerosene, and 2-methylpentan-2,4-diol.
2-Methylpentan-2,4-diol is completely miscible with automotive gasoline in all proportions at ordinary temperatures of about 200 ° C, even when gasoline is saturated with water. Even though 2-methylpentan-2,4-diol itself contains up to 5% by volume of water, it still has a miscibility of about 0,
4% by volume with gasoline. As has been found, 2-methylpentan-2,4-diol increases petroleum's tolerance for water when the fuel contains this glycol in concentrations of about 0.01% by volume, and at- above.
Particularly convenient mixtures are obtained when the fuel contains about 0.1 to 0.5% by volume of 2-methylpentan-2,4-diol. At a concentration of 0,
3% by volume of 2-methylpentane-2,4-diol in gasoline saturated with water, there is no appreciable separation of water at temperatures down to -35o C and, therefore, no risk of ice deposits from dissolved water.
In the following tests, the results of which are shown in Table I, a gasoline of ordinary commercial quality, saturated with water at 21 () C, was mixed in the proportions and with the additive substance. indicated, and the mixture was gradually cooled while observing the turbidity of the solution. The degree of turbidity is designated by the numbers from 0 to 5, zero being a perfectly clear solution, and 5 indicating a cloudy solution.
EMI0002.0051
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Concentrate. <SEP> Turbidity
<tb> Substance <SEP> of addition <SEP> in <SEP> Temperature <SEP> of <SEP> the observation
<tb> volume
<tb> O- <SEP> C <SEP> -5- <SEP> C <SEP> I <SEP> -15o <SEP> C <SEP> I <SEP> -22- <SEP> C <SEP> I <SEP> -25- <SEP> C <SEP> I <SEP> -35o <SEP> C
<tb> None <SEP> ............. <SEP> - <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> i <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> 2-methylpentane-2,4-diol <SEP> 0.1 <SEP> 0/0 <SEP> '<SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3
<tb> Isopropanol <SEP> .......... <SEP> 0.10 / 0 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 2- methylpentan-2,4-diol <SEP> 0.3 <SEP> '0/0 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> Isopropanol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 0.3 <SEP> '% <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> - <SEP> --- <SEP> 5
<tb> <U> I </U>
<tb> 2-methylpentan-2,4-diol <SEP> 0.5% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> Isopropanol <SEP> .... ...... <SEP> 1,0 '% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2 <SEP> <U> i </U> A second series of tests, to which Tables II and III relate, were carried out by observing the formation of ice inside a vertical glass carburetor, fitted at its lower end with a nozzle of the type of those of the standard 150 Amal carburettors motorcycles, to distribute fuel, the fuel flow rate being measured by a meter.
Air was supplied to the carburetor coaxially with the fuel jet, its flow velocity, temperature and relative humidity being controllable and measurable. The flow of air through the apparatus was obtained by reducing the pressure by means of a vapor ejector at the outlet of the carburetor, where a thermometer had been placed to allow the degree of cooling produced by fuel vaporization. The pressure in the carburetor was indicated by a mercury meter and adjusted by means of a valve downstream of the carburetor outlet.
By carrying out a series of tests, the air flow velocity, the temperature and relative humidity of the air, the pressure in the carburetor and the gasoline flow rate were maintained. as constant as possible at the desired values to obtain a well-defined degree of cooling, measured from the outlet temperature.
250 ml of the fuel to be tested, a premium gasoline, were passed through the apparatus and the quantity and condition of the ice, if any, evaluated. For all these tests, the fuel used was kept on water before it was mixed with the substance intended to prevent the formation of ice.
The amount of ice formed in the car burator was visually evaluated, taking into account the surface and thickness of the deposit, and assigned a number from 0 to 5, where 0 was not forming ice. , and the maximum ice formation obtained by using the fuel without additive.
EMI0003.0002
<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> Temperature <SEP> the <SEP> outlet <B>: </B> <SEP> - <SEP> 0.5o <SEP> C
<tb> Cipher <SEP> of <SEP> formation
<tb> Concentration <SEP> of <SEP> Substance <SEP> of <SEP> ice
<tb> the <SEP> substance <SEP> of addition <SEP> of addition
<tb> None <SEP> None <SEP> 5
<tb> <B><I>0,5010</I> </B> <SEP> Isopropanol <SEP> 0
<tb> 0.1 <SEP> 'o / 0 <SEP> 2-methylpentan-2,4-diol <SEP> 0
EMI0003.0003
<I> Table <SEP> III </I>
<tb> Temperature <SEP> the <SEP> output: <SEP> - <SEP> 2.5o <SEP> C
<tb> Cipher <SEP> of <SEP> formation
<tb> Concentration <SEP> of <SEP> Substance <SEP> of <SEP> ice
<tb> the <SEP> substance <SEP> of addition <SEP> of addition
<tb> None <SEP> None <SEP> 5
<tb> 0.5 <SEP>% <SEP> Isopropanol <SEP> 5
<tb> <B> 0,090 / 0 </B> <SEP> 2-methylpentan-2,4-diol <SEP> 2