DE2461392A1 - System zur herstellung eines kraftstoffgemisches - Google Patents

System zur herstellung eines kraftstoffgemisches

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DE2461392A1
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compressor
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DE19742461392
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Katuaki Kosaka
Tadahiko Nagaoka
Zene Ueno
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER
DlPU-ING.
O / C 1 O Π <"ϊ H. KlNKELDEY
/4b ι ο y I «-·«
W. STOCKMAIR
BR-INa-AoE(CALTECH
K. SCHUMANN
β DR RER NAT. · QPL-PHYSL
P. H. JAKOB
QPL-ING.
G. BEZOLD
DR BER NAT ■ QFL-CHEM.
MÜNCHEN
E. K. WEIL
DR. REFtOEa ING
LINDAU
8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE A3
24-. Dez. 1974
Nissan Motor Co., Ltd. P 8861
No. 2, Takara-machi, Kanagax^a-ku
Yokohama City, Japan
System zur Herstellung eines Kraftstoffgemisches
Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung eines Kraftstoffgemisches, welches einem Motor zugeführt wird.
Dieses erfindungsgemäße System findet insbesondere zur Reformierung eines organischen Kraftstoffes Verwendung, der einem Motor zugeführt wird, wobei dieser Kraftstoff durch katalytische Reaktionen mit Sauerstoff und Wasser in ein anderes Kraftstoffgemisch umgewandelt wird, das einen relativ großen Wasserstoffgasanteil aufweist.
Es ist bekannt, daß organische Kraftstoffe, wie z.B. aus Petroleum hergestellte Kohlenwasserstoffe und sauerstoffhaltige Verbindungen, wie z.B. Alkohole, Aldehyde und
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Ketone reformiert oder in Kraftstoffgemische -umgewandelt werden können, die relativ große Anteile von Wasserstoffgas enthalten. Z.B. wird ein Gemisch aus zerstäubtem Leichtöl, Sauerstoff (oder Luft) und Wasser durch eine Berührung mit einem Katalysator auf Nickel oder Kalk-Basis, der auf eine Temperatur von ungefähr 800 C aufgeheizt ist, in ein unterschiedlich zusammengesetztes heißes Gasgemisch umgewandelt, das Wasserstoff, Kohlenmonoxyde, Kohlendioxyde und möglicherweise Wasserdampf enthält. Die gleiche Umwandlung kann "bei der Verwendung von Methanol durch den Einsatz eines Katalysators auf Zinkoxyd- und/oder Chromoxyd-Basis erzielt werden, der auf eine Temperatur von ungefähr 300°C aufgeheizt ist.
Diese Verfahrensweisen wurden bei verschiedenen Motoren einschließlich Kraftfahrzeugmotoren angewendet, weil ein Wasserstoffgas enthaltender Kraftstoff sich besonders gut dafür eignet, die Konzentration schädlicher Bestandteile in den Abgasen zu verringern. Auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugmotorenbaus wurde es bereit vorgeschlagen, das Abgas des Motors als Wärmequelle zum Aufheizen des Katalysators zu benutzen und/oder das in dem Abgas - enthaltene Wasser als wenigstens ein Teil der Wasserkomponente des Startgemisches auszunutzen. Das den Wasserstoff enthaltende gasförmige Gemisch wird auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und dem Motor als Haupt- oder Zusatzkraftstoff zugeführt.
Es ist von praktischer Bedeutung, daß ein Gemisch aus gewöhnlichem Kraftstoff, Sauerstoff (oder Luft) und Wasser (welches nachfolgend"' der Einfachheit halber als Grundgemiach
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bezeichnet werden soll) in ein gasförmiges Kraftstoffge— misch umgewandelt wird, welches einen relativ großen Anteil Wasserstoff zusammen mit Kohlenmonoxyden enthält (wobei dieses Gemisch nachfolgend als reformiertes Gemisch bezeichnet v/erden soll) , und daß diese Umwandlung irisbesondere bei relativ klein bemessenen Systemen, wie z.B. bei Umwandlungssystemen für Kraftfahrzeugmotoren mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgt. Wie dies bereits ausgeführt wurde, sollte das reformierte Gemisch ferner einen verringerten Anteil an Kohlendioxyden und Wasserdampf enthalten.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein verbessertes System zur Umwandlung des vorbeschriebenen Grundgemisches in das reformierte Gemisch zu schaffen, welches einem Motor zugeleitet wird, wobei dieses System dafür sorgen soll, daß die Reformierungsreaktionen mit einem verbesserten Wirkungsgrad ablaufen und der Druck und die Temperatur des reformierten Gemisches wesentlich verringert sind.
Das erfindungsgemäße System ist gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung, die ein im wesentlichen gasförmiges erstes Gemisch aus wenigstens einem organischen Kraftstoff, Sauerstoff und Wasser· erzeugt, eine Reaktionskammer, in welcher ein Katalysator angeordnet ist, der in der Lage ist, das erste Gemisch in ein gasförmiges zweites Gemisch aus wenigstens Wasserstoff und Kohlenmonoxyd bei hohen Temperaturen umzuwandeln, eine zweite Einrichtung zum Aufheizen des Katalysators und durch einen Kolbenverdichter mit wenigstens einer Arbeitskammer, die oberhalb eines Kolbens angeordnet und mit einem Einlaßventil und einem Auslaßventil ausgestattet ist, wobei der Verdichter mit der ersten Ein-
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richtung, der Reaktionskammer und dem Motor strömungsmäßig derart verbunden ist, daß sowohl die erste Einrichtung als auch der Motor mit der Reaktionskammer über die Arbeitskammer in Verbindung stehen und wobei der Verdichter derart konstruiert ist, daß er das erste Gemisch in der Arbeitskammer komprimiert und anschließend in die Reaktionskammer ausschiebt, um die Reaktionen innerhalb der Reaktionskammer zu begünstigen, und das zweite Gemisch in die Arbeitskammer einsaugt, wo es expandiert, so daß eine Verringerung der Temperatur des zweiten Gemisches erfolgt und der Betrieb des Verdichters unterstützt wird, um es anschließend aus der Arbeitskammer auszuschieben, so daß es dem Motor zuströmt:.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen hauptsächlich darin, daß der Wirkungsgrad der Reformierungsreaktionen in der Reaktionskammer durch eine unter Druck erfolgende Einleitung des Reaktionsgemisches in die Reaktionskammer verbessert wird und daß die Expansion des reformierten Gemisches in der Arbeitskammer nicht nur zur Verringerung des Druckes und der Temperatur des reformierten Gemisches führt, sondern zusätzlich bewirkt, daß der Verdichter ohne eine zusätzliche Antriebsquelle von außen allein läuft.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann die erste Einrichtung eine Systemuntergruppe aufweisen, die zur katalytischen Spaltung des Wasserstoffperoxyds in ein heißes Gemisch aus Sauerstoff und Wasser dient, so daß der Wirkungsgrad der Reformierungsreaktionen weiter verbessert wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
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ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig.1 den grundsätzlichen Aufbau und die Anordnung des erfindungsgemäßen Systems zur Reformierung eines Kraftstoffes, bevor dieser in den Motor geleitet wird;
Fig.2 eine leichte Abwandlung des in der Fig.1 gezeigten Systems an einer bestimmten Stelle, wobei eine Systemuntergruppe gezeigt ist, die aus Wasserstoffperoxyd Sauerstoff und Wasser herstellt, und
Fig.3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Abwandlungsform des in das System nach Fig.1 eingebauten Verdichters.
In der Fig.1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein herkömmlicher Motor, z.B. ein Kraftfahrzeugmotor bezeichnet. Das Ansaugsystem des Motors 10 umfaßt eine Kraftstoffzuführungsleitung 11, eine Luftzuführungsleitung 12, eine Mischeinrichtung zur Herstellung eines brennbaren Gemisches und eine Ansaugleitung 14. Die Kraftstoffzuführungsleitung 11 ist mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 15 ausgestattet, die mit einem herkömmlichen nicht dargestellten Kraftstoffsystem in Verbindung steht. Der Motor lOJaesitzt einen Auspuff 16, von welchem vorzugsweise eine Rückstromleitung 17 abzweigt, die einen Teil des Abgases in das Ansaugsystem zurückleitet.
Eine herkömmliche Reaktionskammer 20 für die Kraftstoffreformierung enthält einen Katalysator 21 und einen Wärmetauscher 22. Der Wärmetauscher 22 ist mit dem Auspuff 16
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verbunden, so daß ein Teil des heißen Abgases auf seinem Weg zu dem Abzweigpunkt der Rückstromleitung 17 durch den Wärmetauscher hindurchströmt. Der Katalysator 21 ist unter verschiedenen herkömmlichen Katalysatoren derart ausgexfählt, daß er die Spaltung oder Hydrierung von organischen Kraftstoffen, wie z.B. Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Aldehyden und/oder Ketonen (wobei diese organischen Kraftstoffe nachfolgend als Grundkraftstoffe bezeichnet werden sollen) bei erhöhten Temperaturen bewirkt. Z.B. wird gewöhnlich für einen Kohlenwasserstoffkraftstoff, wie z.B. Benzin ein Katalysator auf der Nickelbasis oder auf der Basis eines Gemisches aus Kalziumoxyd und Magnesiumoxyd verwendet. Ein Gemisch aus Chromoxyd und Zinkoxyd ist für Methanol geeignet. Eine Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 zur Herstellung des Grundgemisches umfaßt eine Kraftstoffdüse 31, eine Sauerstoffdüse 32 und eine Wasserdüse 33, wobei die Düsen mit den nicht dargestellten entsprechenden Betriebsstoffquellen über Absperrventile 34, 35 bzw. 36 verbunden sind. Häufig wird an Stelle von einer Sauerstoffquelle eine Luftquelle verwendet. Die Rückstromleitung 17 für das Abgas ist mit der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 verbunden.
Bei herkömmlichen Systemen zur Reformierung des Grundgemisches ist die Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 direkt mit der Rekationskammer 20 verbunden. Gemäß der Erfindung ist jedoch die Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 mit dem Sauganschluß 41 eines Verdichters 40 verbunden. Der Verdichter besitzt einen hin- und herbeweglich gelagerten Kolben 42, eine über dem Kolben 42 gelegene Arbeitskammer 43, einen Druckanschluß 44 und einen zwischen dem Sauganschluß 41 und dem Druckanschluß 44 gelegenen Zwischenanschluß 45. Der Zwischenanschluß 45 sorgt für eine direkte Verbindung
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der Arbeitskammer 4.3 mit der Reaktionskammer 20. Der Druckanschluß 44 ist vorzugsweise über ein Gasresefvoir 50 mit der Kraftstoffzuführungsleitung 11 des Motors 10 verbunden. Der Sauganschluß 41 und der Druckanschluß 44 weisen jeweils ein Einlaßventil 46 bzw. ein Auslaßventil 47 auf. Der Verdichter 40 ist entweder mit einem Starter 48 ausgestattet oder über einen nicht dargestellten Kupplungsmechanismus mit dem Motor 10 verbunden,, damit er von diesem gestartet werden kann.
Während des Betriebes läuft der Motor 10 im Leerlauf zum Aufwärmen des Motors anfangs mit einem Luft-Kraftstoffgemisch, das durch eine Einspritzung eines herkömmlichen Kraftstoffes, wie z.B. Benzin, durch die Düse 15 erzeugt wird. Wenn der Katalysator 21 infolge der Durchströmung des Abgases durch den Wärmetauscher 22 auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt ist, dann hört die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse 15 auf oder wird auf ein kleiners Maß beschränkt, und gleichzeitig werden die drei Absperrventile 34, 35 und 36 geöffnet, so daß Grundkraftstoff, Sauerstoff oder Luft und Wasser in die Mischeinrichtung 30 eingespritzt bzw. eingeblasen werden. Es wird daher ein im wesentlichen gasförmiges Grundgemisch hergestellt, das außerdem mit dem in die Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 zurückgeführten Abgas vermischt wird. Die Wassermenge, die durch die Düse 33 zugeführt wird, wird in Abhängigkeit von dem Wassergehalt der wieder zurückgeführten Abgase bestimmt. Die Funktionsweise des Motors 10, des Wärmetauschers 22 und der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 entsprechen den Funktionsweisen 'eines herkömmlichen Systems.
Bei dem in der Fig.1 dargestellten System wird der Verdichter
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40 gestartet, wenn die Herstellung des Grundgemisches in der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 begonnen hat. Das Einlaßventil 46 und das Auslaßventil 47; werden so gesteuert, daß sich das Grundgemisch folgendermaßen verhält. Während des ersten Hubes des Kolbens 42 ist das Einlaßventil 46 offen, während das Auslaßventil 47 geschlossen ist, so daß das Grundgemisch in die Arbeitskammer 43 eingesaugt wird, wenn sich der Kolben 42 nach unten bewegt. Während des zweiten oder des Aufwärtshubes des Kolbens 42 sind beide Ventile 46 und 47 geschlossen, so daß das sich in der Arbeitskammer 43 befindliche Grundgemisch verdichtet wird und allmählich über den ZwischenanSchluß 45 in die Reaktionskammer 20 gedrückt wird. Das Grundgemisch wird derart komprimiert, daß der in der Reaktionskammer 20 herrschende resultierende Druck zwischen 20 und ungefähr 30 kg/cm· liegt. Das Grundgemisch kommt daher mit dem aufgeheizten Katalysator 21 in Berührung und wird in ein reformiertes Gemisch umgewandelt, das einen relativ großen Anteil von gasförmigem Wasserstoff zusammen mit Kohlenmonoxyden und Kohlendioxyden aufweist. Das reformierte Gemisch besitzt eine hohe Temperatur und steht noch unter einem hohen Druck. Beim dritten Kolbenhub sind die beiden Ventile 46 und 47 noch geschlossen, und der Kolben 42 bewegt sich nach unten. Infolgedessen strömt das reformierte Gemisch in die Arbeitskammer 43 und expandiert darin im wesentlichen adiabatisch. Die Expansion des heißen Gemisches führt zu einer Reduktion der Gemischtemperatur, wobei die Expansion des Gasgemisches in mechanische Arbeit umgewandelt wird, indem der Kolben 42 nach unten gedrückt wird. Beim vierten Kolbenhub ist das Auslaßventil 47 ge- . öffnet, und der Kolben 42 bewegt sich nach oben, um das reformierte Gemisch in das Gasreservoir 50 auszuschieben. Diese vorbeschriebenen vier Hübe laufen zyklisch während des Be-
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triebes des Motors 10 ab. Das reformierte Gemisch wird bei jedem Zyklus intermittierend von dem Verdichter 40 ausgeschoben und zeitweilig in dem Gasreservoir 50 gespeichert. Danach wird das reformierte Gemisch über die Kraftstoffzuführungsleitung 11 in die Mischeinrichtung 13 gesaugt und mit der über die Luftzuführungsleitung 12 zugeführten Luft vor der Einleitung in den Motor 10 vermischt.
Aufgrund der vorausgehenden Verdichtung des Grundgemisches laufen die Reaktionen in der Reaktionskammer 20 wirkungsvoller ab oder es finden verstärkte Reaktionen im Vergleich zu den in einer Kammer von herkömmlichen Systemen ablaufenden Reaktionen statt, wobei dies aus folgenden Gründen geschieht. Die effektive Wirkfläche des Katalysators 21 kann wesentlich vergrößert v/erden, da das unter Druck stehende gasförmige Grundgemisch selbst in zusammengeballte und/oder kapillare Bereiche des Katalysators 21 vordringt. Die katalytischen Reaktionen des Grundkraftstoffes mit dem Sauerstoff und dem Wasserdampf werden also beschleunigt. Außerdem verbessert der in der Reaktionskammer 20 herrschende hohe Druck die Wärmeübertragung vom Katalysator 21 und dem Wärmetauscher 22 auf das Grundgemisch.
Das reformierte Gemisch kann vor der Einleitung in die Kraftstoff zuführungsleitung 11 in irgendeiner Weise expandiert werden, jedoch ist die Expansion in der Arbeitskammer 43 des Verdichters 40 deshalb besonders vorteilhaft, weil die bei der Expansion erzeugte- Kraft wirkungsvoll ausgenutzt werden kann. Die bei der Expansion des Gemisches auf den Kolben 42 wirkende Kraft reicht aus, daß der Verdichter
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ohne einen zusätzlichen Antrieb von außen läuft. Der Verdichter 40 ist bisweilen sogar in der Lage, überschüssige Arbeit an den Motor 10 oder an Hilfsaggregate abzugeben.
Der Zwischenanschluß 45 des Verdichters 40 kann mit einem Ventil 49 ausgestattet sein, das in der Fig.1 strichpunktiert eingezeichnet ist. Dieses Ventil 49 ist in einem späteren Teil des zweiten Hubes des Kolbens geöffnet und am Ende des dritten Kolbenhubes geschlossen. Daraus ergibt.sich, daß das komprimierte Grundgemisch aus der Arbeitskammer 43 schneller und einfacher während des zweiten Hubes ausgeschoben werden kann, so daß die Reaktionen in der Rekationskammer 20 beschleunigt werden und die für die Verdichtung erforderliche Arbeit verringert wird.
In der Praxis ist es nicht so einfach, der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 reinen Sauerstoff zuzuführen, insbesondere wenn der Motor 10 relativ kleine Abmessungen hat oder in ein Fahrzeug eingebaut ist, so daß anstatt der Zuführung von reinem Sauerstoff aus einer Sauerstoffquelle gewöhnlich Luft zugeführt wird. Luft wirkt sich jedoch nachteilig auf die in der Rekationskammer 20 stattfindenden Reaktionen aus, weil sie einen großen Stickstoffgehalt besitzt. Es wurde festgestellt, daß sich für das in der Fig.1 dargestellte System als Sauerstoffquelle vorzugsweise Wasserstoff peroxyd eignet. Wie bekannt ist, unterliegt Wasserstoffperoxyd einer katalysatischen Spaltung in Sauerstoff und Wasser, wenn es mit einem Katalysator auf Silber- oder Nickel-Basis in Berührung kommt. Die Spaltungsreaktion ist exotherm, so daß die bei der Spaltung gewonnenen, gasförmigen Bestandteile relativ hohe Temperaturen aufweisen, nämlich etwa 230 bis etwa 750oc, wenn eine wässri-
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ge Lösung des Wasserstoffperoxids mit einer Konzentration von etwa 50 bis 90% verwendet wird. Dieses gasförmige Produkt ist infolge von frei-werdendem Sauerstoff und infolge der hohen Temperatur chemisch- stark aktiv. Die Verwendung des Spaltungsproduktes Wasserstoffperoxyd als Sauerstoff- und Wasserquelle für das Grundgemisch kann daher das Aufheizen des Katalysators 21 begünstigen und die Oxydation der Kohlenstoffanteile des Grundkraftstoffes erleichtern.
Die Fig.2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 gemäß Fig.1 mit Wasserstoffperoxyd gespeist wird. Bei diesem System sind die Sauerstoffdüse 32 und die Wasserdüse 33 gemäß Fig.1 durch eine einzige Düse 37 ersetzt. Im übrigen ist die Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 unverändert. Eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxyd 60 wird in einem Vorratsbehälter 61 aufbewahrt,und ein Rohr 62 verbindet den Vorratsbehälter 61 mit einer Spaltungskammer 63, wobei eine Pumpe 64 zwischen der Spaltungskammer 63 und dem Vorratsbehälter 61 angeordnet ist. Die Spaltungskammer 63 enthält einen konventionellen Katalysator 65, der zur Spaltung der Wasserstoffperoxydlosung
60 dient, und ist an die Düse 37 angeschlossen.
Die Pumpe 64 wird gleichzeitig mit der Betätigung des Kraftstoffventils 34 in Betrieb genommen, so daß in der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 ähnlich wie im Fall der Fig.1. ein Gemisch aus dem Grundkraftstoff, Sauerstoff, Wasser und dem wieder zurückgeführten Abgas erzeugt wird. Das auf diese Weise erzeugte Grundgemisch wird dann in den Verdichter 40 eingeleitet und dem bereits in Verbindung mit der Fig.1 beschriebenen Prozeß ausgesetzt. Die Konzentration der Wasser-
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stoffperoxydlösung 60 kann unterschiedlich sein, was von der gewünschten Wassermenge abhängt, die der Flüssigkeitsmischeinrichtung 30 zugeführt werden soll.
Bei dem erfindungsgemäßen System muß nicht unbedingt der in der Fig.1 gezeigte Verdichter 40 verwendet werden, sondern der Verdichter kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Fig.3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Dieser Verdichter 70 besitzt zwei Kolben 71 und 72, die an einer gemeinsamen Kurbelwelle 73 angelenkt sind. Oberhalb des ersten Kolbens 71 befindet sich eine erste Arbeitskammer 74, die über einen ersten Sauganschluß 75 mit der Mischeinrichtung 30 und über einen ersten Druckanschluß 76 mit der Reaktionskammer verbunden ist. Die beiden Anschlüsse 75 und.76 weisen entsprechend ein erstes Einlaßventil 77 und ein erstes Auslaßventil 78 auf. Oberhalb des zweiten Kolbens 72 befindet sich eine zweite Arbeitskammer 79, die über einen zweiten Sauganschluß 80 mit der Rekationskammer 20 und über einen zweiten Druckanschluß 81 mit der Kraftstoffzuführungsleitung 11 des Motors 10 verbunden ist. Die beiden Anschlüsse 80 und sind mit einem zweiten Einlaßventil 82 bzw. einem zweiten Auslaßventil 83 versehen. Ein Arbeitszyklus dieses Verdichters 70 besteht aus zwei Hüben der Kolben 71 und 72, und die beiden Kolben 71 und 72 bewegen sich immer in entgegengesetzte Richtungen.
Beim ersten Hub sind das erste Einlaßventil 77 und das zweite Auslaßventil 83 geöffnet und der Kolben 71 bewegt sich nach unten, so daß das Grundgemisch in die erste Arbeitskammer 74 eingesaugt wird. Dann sind die beiden Ventile 77 und 83 geschlossen, und das erste Auslaßventil 78 und das zweite Einlaßventil 82 während des zweiten Hubes geöffnet. Bei diesem Hub bewegt sich der erste Kolben nach oben, um
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das sich in der ersten Arbeitskammer 74 befindliche Grundgemisch zu verdichten und schiebt es in die Rekationskammer 20. Dann wird das Grundgemisch in das reformierte Gemisch umgewandeIt, welches eine hohe Temperatur aufweist und unter Druck steht. Das reformierte Gas· wird durch den zweiten Sauganschluß 80 in die zweite Arbeitskammer 75 eingesaugt und expandiert dort während des zweiten Hubes, woraufhin es durch den zweiten Druckanschluß· 81 während des nächsten ersten Hubes austritt.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die wesentlichsten Merkmale der Erfindung, d.h. die Verdichtung des Grundgemisches vor der Einleitung in die Rekationskammer 20 und die Expansion des reformierten Gemisches in der Arbeitskammer 79 des Verdichters 70 trotz des unterschied- ■ liehen Verdichters 70 grundsätzlich die gleichen sind, wie bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Ebenfalls wird die Temperaturverringerung des reformierten Gemisches und der Selbstlaufende Betrieb des Verdichters 70 erreicht. Zusätzlich zu diesen unveränderten Merkmalen besitzt das in der Fig.3 gezeigte Ausführungsbeispiel die Vorteile \ daß die in der Reaktionskammer 20 ablaufenden Reaktionen wirkungsvoller sind, was dadurch bedingt ist, daß das unter Druck stehende Grundgemisch nahezu ununterbrochen in die Reaktionskammer eingeleitet wird und daß der Verdichter ^70 infolge des dauernd in der Reaktionskammer 20 vorhandenen heißen und unter Druck stehenden reformierten Gemisches gleichmäßiger läuft.
Der in der Fig.3 gezeigte -Verdichter 70 kann unabhängig davon, ob das mit Wasserstoffperoxyd gespeiste System nach
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Fig.2 verwendet wird oder nicht, eingesetzt werden, da der Verdichter 70 oder 40 unabhängig von der Art der Gasquellen zur Herstellung des Grundgemisches funktioniert.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. System zur Herstellung eines Kraftstoff gemisches, τ* niches einem Motor zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (30), die ein im wesentlichen gasförmiges erstes Gemisch aus wenigstens einem organischen Kraftstoff, Sauerstoff und Wasser erzeugt, eine Reaktionskammer (20), in welcher ein Katalysator angeordnet ist, der in der Lage ist, das erste Gemisch in ein gasförmiges zweites Gemisch aus wenigstens Wasserstoff und Kohlenmonoxyd bei hohen Temperaturen umzuwandeln, eine zweite Einrichtung (22) zum Aufheizen des Katalysators und durch einen Kolbenverdichter (40, 70) mit wenigstens einer Arbeitskammer (43, 74, 79), die oberhalb eines Kolbens (42, 71, 72) angeordnet und mit einem Einlaßventil (46, 77, 82) und einem Auslaßventil (47, 78, 83) ausgestattet ist, wobei der Verdichter mit der ersten Einrichtung, der Rekationskammer und dem Motor (10) strömungsmäßig derart verbunden ist, daß sowohl die erste Einrichtung als auch der Motor mit der Reaktionskammer über die Arbeitskammer in Verbindung stehen und wobei der Verdichter derart konstruiert ist, daß er das erste Gemisch in der Arbeitskammer komprimiert und anschließend in die Reaktionskammer ausschiebt, um die Reaktionen innerhalb der Rekationskammer zu begünstigen, und das'zweite Gemisch in die Arbeitskammer einsaugt, wo es expandiert, so daß eine Verringerung der Temperatur des zweiten Gemisches erfolgt und der
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Betrieb des Verdichters unterstützt wird, um es anschließend aus der Arbeitskammer auszuschieben, so daß es dem Motor zuströmt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (40) einen einzigen hin- und hergehend gelagerten Kolben (42) aufweist, über welchem eine einzige Arbeitskammer (43) angeordnet ist, daß die Arbeitskammer über den Sauganschluß (41) bzw. den Druckanschluß (44) des Verdichters mit der ersten Einrichtung (30) bzw. mit dem Motor (10) verbindbar ist und mit der Reaktionskammer (20) über einen Zwischenanschluß (45) in Verbindung steht, daß der Sauganschluß und der Druckanschluß mit einem Einlaßventil (46) bzw. einem Auslaßventil (47) ausgestattet sind, die derart gesteuert sind, daß das erste Gemisch während eines ersten Abwärtshubes des Kolbens in die Arbeitskammer eingesaugt und dann während eines "zweiten Aufwärtshubes des Kolbens verdichtet und in die Reaktionskammer ausgeschoben wird, und daß das zweite Gemisch während eines dritten Abwärtshubes des Kolbens in die Arbeitskammer gesaugt und während eines vierten Aufwärtshubes des Kolbens in den Motor geschoben wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckanschluß (44) des Verdichters (40) und dem Motor (10) ein Gasreservoir (50) angeordnet ist.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenanschluß (45) mit einem Ventil
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(49) ausgestattet ist, das zeitlich derart gesteuert ist, daß es in einem späteren Abschnitt des zweiten Kolbenhubes geöffnet und am Ende des dritten Kolbenhubes geschlossen ist. .
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (70) zwei Kolben (71, 72) aufweist, die derart an einer einzigen Kurbelwelle (73) angelerikt sind, daß sie sich zueinander in entgegengesetzte Richtungen bewegen, sowie zwei über den entsprechenden Kolben angeordnete getrennte Arbeitskammern (74, 79), wobei die erste Arbeitskammer über einen Sauganschluß (75) mit der ersten Einrichtung (30) bzw. über einen Druckanschluß (76) mit der Reaktionskammer (20) verbindbar ist und wobei die zweite Arbeitskammer über einen Sauganschluß (80) mit der Reaktionskammer und über einen Druckanschluß (81) mit dem Motor (10) verbindbar ist, daß alle Saug- und Druckanschlüsse der ersten und zweiten Arbeitskammer mit Einlaßventilen (77, 82) bzw. Auslaßventilen (78, 83) ausge-
. stattet sind, die zeitlich derart gesteuert sind, daß das erste Gemisch während eines ersten Abwärtshubes des ersten Kolbens in die erste Arbeitskammer eingesaugt und dann während eines zweiten Aufwärtshubes des ersten Kolbens verdichtet und in die Reaktionskammer ausgeschoben wird, und daß das zweite Gemisch während des zweiten Hubes in die zweite Arbeitskammer eingesaugt und dann während des ersten Hubes in den Motor, ausgeschoben wird.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e -
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kennzeichnet, daß die erste Einrichtung (3o) eine dritte Einrichtung (63) aufweist, die durch eine katalytische Spaltung einer wässrigen Lösung von Wasserstoffperoxyd Sauerstoff und Wasser herstellt.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (30) strömungsmäßig mit einem Auspuffsystem (16) des Motors (10) verbunden ist, so daß ein Teil des Motorabgases mit dem ersten Gemisch vermischt wird.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzei c hn e t, daß die zweite Einrichtung von einem Wärmetauscher (22) gebildet ist, welcher derart in der Reaktionskammer (20) angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil des Abgases des Motors durch den Wärmetauscher hindurchströmt.
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