DE2522972B2 - Vorrichtung zur Speisung von einer Brennkraftmaschine mit aus Metallhydrid freigesetztem Wasserstoffgas - Google Patents
Vorrichtung zur Speisung von einer Brennkraftmaschine mit aus Metallhydrid freigesetztem WasserstoffgasInfo
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Description
65
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speisung
von einer Brennkraftmaschine mit aus Metäühydrid in
einem an das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine angeschlossenen Reaktionsgefäß durch Wärmezufuhr
freigesetztem Wasserstoffgas.
Die immer dringlicher werdenden Probleme der Umweltverschmutzung, insbesondere auch durch die
Abgase von Brennkraftmaschinen, und die neuerdings sichtbar gewordene Energieknappheit haben dazu
geführt daß die Bemühungen verstärkt worden sind, diese Schwierigkeiten durch den Einsatz von Wasserstoff
als Brennstoff zu überwinden. Als Verbrennungsprodukt entsteht dabei praktisch nur reiner Wasserdampf,
abgesehen von Stickoxyden, die leicht zu behandeln und zu eliminieren sind.
Aus einer Veröffentlichung des Commissariat ä l'Energse Atomique Nr. 186 vom November 1973, Seite
107, Fig. Nr. 2, ist eine Vorrichtung bekannt die dazu
dient eine Brennkraftmaschine mit Wasserstoffgas als Brennstoff zu speisen, das aus einem Metallhydrid durch
Erwärmen in einem Reaktionsgefäß gewonnen wird. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß der
gesamte, sich in dem Reaktionsgefäß befindende Vorrat an Metallhydrid durch die Abgase der Brennkraftmaschine
erwärmt wird und das durch Erwärmen des Metallhydrids freigesetzte Wasserstoffgas zusammen
mit Luft in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine eingeführt wird. Die Wasserstoffspeiselekung steht
außerdem über einen Kompressor mit einem Speicherund Pufferbehälter in Verbindung, aus dem während des
Startvorganges Wasserstoff entnommen werden kann, solange die Temperatur des Reaktionsgefäßes sich noch
unterhalb der für eine Freisetzung von Wasserstoffgas erforderlichen Temperatur befindet
Da das Reaktionsgefäß der bekannten Vorrichtung den gesamten Metallhydridvorrat enthält, verzögert
sich die Freisetzung von Wasserstoffgas in dem Reaktionsgefäß nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine
dadurch, daß eine verhältnismäßig große Masse auf eine höhere Temperatur gebracht werden muß.
Diese thermische Trägheit macht sich nicht nur nach dem Inbetriebsetzen der Brennkraftmaschine störend
bemerkbar, sondern auch beim Stillsetzen der Brennkraftmaschine, da aufgrund der großen Wärmespeicherkapazität
der Gesamtfüllung auch nach Stillsetzen der Brennkraftmaschine weiter Wasserstoffgas erzeugt
wird, obwohl seitens der Brennkraftmaschine kein Wasserstoffbedarf mehr vorhanden ist Die bekannte
Vorrichtung ist deshalb nicht genügend anpassungsfähig und reaktionsschnell. Außerdem verschlechtert sich die
Ausbeute des Wasserstoffgases nach einiger Betriebszeit da sich im Reaktionsgefäß neben dem unverbrauchten
Metallhydrid verbrauchtes Material befindet.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu
verbessern, daß die freigesetzte Wasserstoffgasmenge schnell den sich ändernden Verhältnissen im Fahrbetrieb
angepaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß das Reaktionsgefäß als ein in kontinuierlichem
Durchsatz arbeitender Reaktor ausgebildet ist, dem aus einem Vorratsbehälter die für den Betrieb der
Brennkraftmaschine notwendige Metallhydridmenge zugeführt und aus dem der verbrauchte Wasserstoffträger
kontinuierlich in ein Speichergefäß abgeführt wird. Dadurch, daß der Reaktor in kontinuierlichem oder
auch absatzweisem Betrieb arbeitet und nur eine verhältnismäßig geringe Menge von zu erwärmendem
Metallhydrid enthält wird eine geringe Trägheit der Wassersioffgaserzciigung erreicht. Die Wärmezufuhr
geschieht dadurch, daB der Reaktor durch die Abgase tier Brennkraftmaschine heizbar ist Sehr einfache
konstruktive Verhältnisse ergeben sich, wer? die dem
Reaktor zugeordnete Fördereinrichtung und dessen Entlcerungseinrichtung mit dem in dem Reaktor
herrschenden Wasserstoffdruck beaufschlagt sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsforrn ist die Temperatur des Reaktors durch Veränderung der
durchströmenden Abgasmenge, insbesondere mittels einer durch ein Ventil gesteuerten Nebenleitung
regelbar. Im übrigen ist es insbesondere für die Wasserstoffgasversorgung während des Startvorganges
vorteilhaft, wenn ein Kompressor vorgesehen ist, durch
den der in dem Reaktor freigesetzte Wasserstoff unter Druckerhöhung in einen Speicher- und Pufferbehälter
fiberfahrbar ist, aus welchem er für die Versorgung der Brennkraftmaschine entnehmbar ist Im übrigen ist es
vorteilhaft, wenn der Reaktor eine einen Kaltstart ermöglichende Zusatzheizung, insbesondere eine elektrische
Widerstandsheizung, aufweist
Um eine gute Wärmeübertragung zu erzielen, ist im Reaktionsgefäß eine Zwischenwand vorgesehen, die
den Reaktor mit Abstand umgibt und einerseits zwischen der Außenwand des Reaktionsgefäßes einen
Abgaskanal begrenzt und andererseits mit dem Reaktor einen Rückströmkanal für einen Teil des im Reaktor
freigesetzten Wasserstoffs schafft
Zur Erleichterung der Zuführung des Metallhydrids sind die Fördereinrichtung und die Entleerungseinrichtung
als pneumatische Förderkreisläufe für das rnit Wasserstoff in den fluidisierten Zustand überführte
Hydrid ausgebildet, wobei die Trennung des Hydrids von dem Wasserstoff durch Zyklon- und Schwerkraftwirkung
erfolgt
Wenn beim Stillsetzen der Brennkraftmaschine die Wasserstofferzeugung sofort und vollständig unterbunden
werden soll, ist es vorteilhaft, wenn der erwärmte wasserstoffördernde pneumatische Kreislauf eine Pumpe
einschließt, die saugseitig über ein beim Abstellen der
Brennkraftmaschine geöffnetes Ventil mit dem Gasraum des Vorratsbehälters oder des Speichergefäßes
verbunden ist, so daß durch Zuführen von kühlem Wasserstoff eine schnelle Erniedrigung der Temperatur
des Metallhydrids bewirkt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 den von der Temperatur abhängigen Druckverlauf von Wasserstoffgas im Gleichgewicht mit
Metallhydrid, in Diagrammform,
F i g. 2 den Anlageplan einer Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
F i g. 3 die Vorrichtung nach F i g. 2 in einer vertikalen Schnittansicht und
Aus dem Diagramm nach F i g. 1 kann entnommen werden, daß durch Aufheizen eines Metallhydrids auf
eine Temperatur von etwa 350° bis 4000C Wasserstoff
mit einem Druck von 5 bis 10 kg/cm2 gewonnen werden kann und daß die Wasserstoffentwicklung selbsttätig
aufhört wenn dieser Gleichgewichtsdruck erreicht ist
Einzelheiten einer Vorrichtung zur Speisung einer Brennkraftmaschine mit Wasserstoffgas werden nun
anhand der Fig.2 erläutert Die Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter i und ein ReaktionsgefäB 3 auf. in
dem Vorratsbehälter 1 wird durch einen Einfüllstutzen 4 eingegebenes frisches Hydrid gespeichert Eine im
Inneren des Vorratsbehälters 1 beginnende Förderleitung 5 ist mit einer Pumpe 6 versehen, die durch einen
Elektromotor 7 angetrieben wird, und endet in dem Bodenbereich eines Reaktors 9 des Reaktionsgefäßes 3.
Über die Förderleitung 5 gelangt das frische Hydrid bei Bedarf in das Reaktionsgefäß 3. Eine weitere,
beispielsweise als Oberlaufleitung ausgebildete Förder-
IU leitung 10 verbindet den oberen Teil des Reaktors 9 mit
einer Pumpe 11, die durch einen Motor 12 angetrieben wird. Von der Pumpe 11 führt eine Förderleitung 13 in
den oberen Teil eines Speichergefäßes 2. Ober die Leitungen 10 und 13 und die Pumpe 11 wird der
ι s Überschuß an verbrauchtem Hydrid von dem Reaktor 9 in das Speichergefäß 2 gefördert, in dem es sich
ansammelt bis es über einen Entleerungsstutzen 14 entfernt wird. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine
leert sich der Inhalt des Vorratsbehälters 1 fortlaufend, während das Speichergefäß 2 entsprechend
aufgefüllt wird.
Wesentlich für die Vorrichtung ist es, daß lediglich das in dem Reaktionsgefäß 3 enthaltene geringe Hydrid
aufgeheizt wird, wobei die Aufheizung vorzugsweise durch die Abgase der Brennkraftmaschine 15 erfolgt,
deren Abgassammelleitung durch eine Rohrleitung 16 mit der als Doppelmantel ausgebildeten, den Reaktor 9
umgebenden Umhüllung des Reaktionsgefäßes 3 verbunden ist Von der doppelwandigen Umhüllung des
Reaktionsgefäßes 3 gelangen die Abgase über eine Leitung 17 zu dem Auspufftopf des Fahrzeuges. Eine mit
einer Pumpe 18, die von einem Motor 19 angetrieben wird, versehene Rohrleitung 20, 21 verbindet den
oberen Teil des Reaktors 9 über ein Rückschlagventil 22 mit einem Speicher- und Pufferbehälter 23. Der in dem
Reaktor 9 freigesetzte Wasserstoff wird über die Leitung 20 abgeführt, in dem Kompressor 18 komprimiert
und über die Leitung 21 und das Rückschlagventil 22 in den Speicherbehälter 23 gedrückt Von diesem
führt eine mit einem Sicherheitsventil 24 versehene
raum und andererseits als Kraftstoffspeicher für das Anlassen der Brennkraftmaschine 15. In dem Augenblick,
in dem die Brennkraftmaschine 15 abgestellt wird, ist der Speicherbehälter 23 praktisch mit Wasserstoff
voll gefüllt und diese Menge genügt um die Brennkraftmaschine 15 bei dem nächsten Startvorgang anlassen
und so lange in Betrieb halten zu können, bis seine
. Abgase genügend heiß sind, um den Reaktor 9 wieder in
23 für einen Startvorgang nicht ganz ausreichen sollte, ist zusätzlich ein elektrischer Heizwiderstand 27 im
Innern des Reaktionsgefäßes 3 angeordnet Mit dem Heizwiderstand 27 kann das in dem Reaktor 9
enthaltene Hydrid während der Startperiode aufgeheizt werden.
Die Steuerung der gesamten Vomchtung kann auf einfache Weise, wie anhand von F i g. 2 erläutert werden
wird, durchgeführt werden. Zwei mit» + « gekennzeichnete Anschlußklemmen sind in üblicher Weise über das
Zündschloß des Kraftfahrzeugs mit dessen Batterie verbunden. Ein durch die Doppelwand des Reaktionsgefäßes
3 hindurchgesteckter Temperaturfühler 28 mißt die Temperatur in dem Reaktor 9 und schließt, soiange
diese unter einem vorgegebenen Betriebswert liegt, einen Stromkreis zu dem Heizwiderstand 27. Dieser
Stromkreis enthält einen Leiter 29 und einen Leiter 30, der den Heizwiderstand 27 mit einem Druckschalter 31
verbindet Der Druckschalter 31 ist innerhalb des Speicherbehälters 23 angeordnet und mit einem den
Stromkreis vervollständigenden Masseanschluß versehen. Die zwei elektrischen Schaltelemente 28, 31 und
der Widerstand 27 liegen somit in Reihe. Deshalb wird der Heizwiderstand 27 dann von keinem Strom
durchflossen, wenn entweder bei beliebiger Temperatur an dem Meßfühler 28 der in dem Speicherbehälter 23
enthaltene Wasserstoff einen für das Starten ausreichend hohen Druck aufweist, oder wenn bei beliebigem
Gasdruck in dem Speicherbehälter 23 die Temperatur in dem Reaktor 9 über dem vorgegebenen Wert liegt
Ein weiterer in den Reaktor 9 des Reaktionsgefäßes ragender Druckschalter 32 ist so geschaltet, daß er,
wenn der in dem Reaktor 9 herrschende Druck unter einem für den Betrieb erforderlichen Schwellenwert
liegt, die zweite Anschlußklemme » + « mit einem Leiter 33 verbindet und dadurch gleichzeitig die beiden
Motoren 12 und 7 in Gang setzt, die über die zugeordneten Pumpen 11 und 6 das in dem Reaktor 9
enthaltene Hydrid erneuern. Wenn aber der Betriebs-Schwellenwert überschritten worden ist, so unterbricht
der Druckschalter 32 die Stromversorgung dieser Motoren und erregt gleichzeitig über einen Leiter 34
den Motor 19, der über eine zweite Anschlußklemme durch einen Leiter 35 mit dem Leiter 30 verbunden ist
Dieser wiederum ist über den Druckschalter 31 mit Masse verbunden. Damit fördert der Kompressor 18 nur
dann Wasserstoff unter Druck in den Speicherbehälter 23, wenn zwei Bedingungen gleichzeitig vorliegen, d. h,
wenn der Druck in dem Speicherbehälter 23 unter dem vorgegebenen Wert liegt und außerdem der Druck in
dem Reaktor 9 genügend hoch ist
Der in dem Reaktor 9 des Reaktionsgefäßes 3 herrschende Druck könnte unter Verwertung der
Gleichgewichtskurve nach F i g. 1 durch direkte Steuerung der Temperatur in dem Reaktor 9 geregelt werden.
Zu diesem Zweck könnten die Abgasleitungen 16 und 17 durch eine Nebenleitung (Bypaß) miteinander verbunden
werden und durch Veränderung der Abgasströmung durch den Doppelmantel des Reaktionsgefäßes 3
geregelt werden. Dazu muß die Nebenleitung mit einem Ventil versehen sein, das beispielsweise durch Unterdruck
mittels eines über den Leiter 29 erregten Schützen gesteuert ist und bei zu niedriger Temperatur
in dem Reaktor 9 die Nebenleitung verschließt Eine solche Regelung würde ebenfalls eine gewisse thermische
Trägheit aufweisen, die aber durch die geringe, in dem Reaktor 9 enthaltene Menge Hydrid viel kleiner als
bei Aufheizung des gesamten in dem System enthaltenen Hydrids ist
Die thermische Trägheit kann aber vollständig ausgeschaltet werden, wenn eine ebenfalls in Fig.2
angedeutete Druckregelung durch direkte Steuerung der Hydridzufuhr verwendet wird. Dazu wird der
Reaktor 9 dauernd auf eine Temperatur erhitzt, die gleich oder größer als die dem gewünschten Druck
entsprechende Gleichgewichtstemperatur ist Sowie aber der gewünschte Druck erreicht ist, schaltet der
Druckschalter 32 den Antrieb der Pumpe 6 aus und unterbricht damit die Zufuhr von frischem Hydrid in den
Reaktor 9, so daß der Gleichgewichtszustand niemals erreicht wird Diese Zweipunkt-Regelung spricht
augenblicklich an und macht die erfindungsgemäße
Die für die Förderung des in Form von Metallpulver vorliegenden Hydrids verwendeten Pumpen 6 und 11
können von beliebiger, für die Pulverförderung geeigneter Bauart sein, beispielsweise können dazu
Schneckenpumpen verwendet werden. Besonders vorteilhaft
ist es aber, entsprechend dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, das Metallpulver
unter Einsatz der Fluidisiertechnik zu fördern. Dazu wird ein Gas in den unteren Teil des Vorratsbehälters 1
eingeblasen und mit diesem das Metallpulver in einen flüssigkeitsähnlichen Schwebezustand versetzt, in dem
es wie eine Flüssigkeit angesaugt, durch Pumpen gefördert und umgefüllt werden kann.
ι5i In den F i g. 3 und 4 sind die wesentlichen Teile der in
F i g. 2 schematisch dargestellten Anlage zu erkennen. Der Vorratsbehälter 1 und das Speichergefäß 2 sind
zweckmäßigerweise unter der Motorhaube und in Fahrtrichtung gesehen hinter der Brennkraftmaschine
15 angeordnet und zwar so, daß sie im wesentlichen die gesamte Fahrzeugbreite einnehmea Die beispielsweise
als Zentrifugalpumpe ausgebildete Pumpe 6 saugt über die Leitung 5 in dem Bereich des trichterförmigen
Bodens des Vorratsbehälters 1 das dort in fluidisiertem Zustand gehaltene frische Hydrid an. Das Hydridpulver
wird in der Pumpe 6 durch Riehkraft ausgeschieden und fällt dank der Wirkung der Schwerkraft über eine
Leitung 8 in den Reaktor 9, während der als Fluidisiergas verwendete Wasserstoff von der Pumpe 6
über eine Leitung 36 in den Bodenbereich des Behälters 1 zurückgeführt wird und dort zum Fluidisieren des
Pulverbettes dient Eine zusätzliche Pumpe 37, beispielsweise eine Zentrifugalpumpe, saugt gasförmigen Wasserstoff
aus dem oberen Bereich des Reaktors 9 des Reaktionsgefäßes 3 über ein Sieb und eine Leitung 38 ab
und fördert ihn über eine Leitung 39 (Fig.4) in den oberen Teil eines ringförmigen Raumes zwischen dem
Reaktor 9 und einer Zwischenwand 40. Diese Zwischenwand 40 weist eine gewellte oder mit Rippen versehene
Oberfläche auf, um den Wärmeübergang von den über die Leitung 16 zugeführten und durch den von der
Zwischenwand 40 und der Außenwand 41 des Reaktionsgefäßes 3 gebildeten Raum hindurch in die
Abgasleitung 17 strömenden Abgasen zu erhöhen. Wie in Fi g. 3 durch Pfeile angedeutet, strömt der gasförmige
Wasserstoff von oben nach unten durch den Zwischenraum zwischen der Wand 40 und dem Reaktor
9 und tritt durch einen porösen Boden 42 des Reaktors 9 in diesen ein und durchströmt das dort enthaltene
Hydrid. Der strömende Wasserstoff erfüllt dabei einen doppelten Zweck: einmal fluidisiert er das in dem
Reaktor enthaltene Hydridbett und ermöglicht damit das Absaugen des Hydrids durch die Pumpe 11, zum
anderen erhitzt er das Hydrid gleichmäßig mit der beim Abwärtsströmen an der Zwischenwand 40 aufgenommenen
Abgaswärme. Die Pumpe 37 ist dabei kontinuierlich in Betrieb, um die Fluidisierung und die Wärmeübertragung
zu gewährleisten.
Die in dem Reaktor 9 enthaltene Hydridmenge wird durch das durchströmende heiße Wasserstoffgas aufge-. heizt und spaltet selbst Wasserstoff ab. Das Hydrid verarmt dabei an Wasserstoff von unten nach oben zunehmend, so daß die unteren Hydridschichten zuerst ersetzt werden, während die oberen, durch die Leitung 8
Die in dem Reaktor 9 enthaltene Hydridmenge wird durch das durchströmende heiße Wasserstoffgas aufge-. heizt und spaltet selbst Wasserstoff ab. Das Hydrid verarmt dabei an Wasserstoff von unten nach oben zunehmend, so daß die unteren Hydridschichten zuerst ersetzt werden, während die oberen, durch die Leitung 8
e> mit neuem Hydrid versorgten Schichten wasserstoff reicher
bleiben. Aus diesem Grund reicht die Entleerungsleitung 10 in den Bodenbereich des in dem Reaktor 9
enthaltenen Fließbettes und sangt dort mit Hilfe der
Pumpe 11 das verbrauchte Hydrid ab, das dann über die
Leitung 13 in das Speichergefäß 2 weitergefördert wird.
Wie bereits erwähnt, wird der Vorratsbehälter 1 über
den Einfüllstutzen 4 mit frischem Hydrid gefüllt, während das Speichergefäß 2 aus praktischen Gründen s
über eine bis zu seinem Boden reichende Saugleitung 43 und den an diese angeschlossenen Saugstutzen 14
entleert wird. Nachdem der Hydridvorrat in dem Vorratsbehälter 1 erschöpft ist, muß das Kraftfahrzeug
in eine hierfür eingerichtete Auffüllstation gebracht to werden, in der gleichzeitig der Vorratsbehälter 1 über
den Auffüllstutzen 4 gefüllt und das Speichergefäß 2 über den Saugstutzen 14 leergesaugt wird. Das
Auffüllen und das Entleeren muß vollständig unter reiner Wasserstoffatmosphäre durchgeführt und jeder is
Lufteintritt in den Vorratsbehälter 1 und das Speichergefäß 2 verhindert werden. Das wasserstoffarme
verbrauchte Hydrid wird anschließend durch die Tankfahrzeuge, die das frische Hydrid in die Auffüllstationen
bringen, in einen Regenerierbetrieb zurücktransportiert,
wodurch keine zusätzlichen Frachtkosten entstehen.
Die Pumpen 6 und 11 des Ausführungsbeispieles nach
Fig.3 und 4 werden entsprechend dem aus Fig.2
ersichtlichen Schema angetrieben und gesteuert Das 2s Hydridfüllniveau in dem Reaktor 9 wird nicht durch
Überlauf, sondern dadurch gesteuert, daß die Mündung der Leitung 8 durch das aufsteigende Pulver verstopft
wird. Das durch die Pumpe 6 geförderte überschüssige Hydrid wird dann durch die Leitung 36 in den Behälter 1
zurückgeführt
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es durch wechselweisen Betrieb der Pumpen 6 und 11 sowie des
Kompressors 18 möglich, in dem Speicherbehälter 23 einen nahezu konstanten Wasserstoffdruck aufrechtzuerhalten
und damit die Brennkraftmaschine 15 in zweckmäßiger Weise mit Wasserstoff zu versorgen.
Wird die Brennkraftmaschine 15 abgeschaltet, so entwickelt die in dem Fließbett enthaltene Hydridmenge,
wenn sie auch relativ gering ist, aufgrund ihrer thermischen Trägheit weiterhin eine gewisse Menge
Wasserstoff. Um eine zu starke Druckzunahme in dem Reaktor 9 des Reaktionsgefäßes 3 und in dem
Vorratsbehälter 1 und dem Speichergefäß 2 auszuschließen, kann der überschüssige Wasserstoff mit Hilfe des
Kompressors 18 weiterhin in den Speicherbehälter 23 überführt werden.
Statt dessen kann auch die Abkühlung des heißen Hydrids beschleunigt werden, indem man die Saugseite
der Pumpe 37 über ein Ventil 44 und eine Leitung 45 vorübergehend mit dem oberen Teil des Speichergefäßes
2 verbindet und damit augenblicklich einen Strom kühlen Wasserstoff durch das Fließbett in dem Reaktor
9 schickt und dieses damit plötzlich abkühlt, wodurch die Wasserstoffabspakung schlagartig unterbrochen wird.
Eine mit der beschriebenen Vorrichtung versehene Brennkraftmaschine kann mit einer Abgasreinigung
versehen werden, die lediglich aus einem Stickoxide reduzierenden bekannten Katalysator besteht, der in
das Abgassystem eingefügt und in der Zeichnung nicht dargestellt ist Damit enthalten die Abgase dann
lediglich Wasserdampf, Stickstoff und Kohlendioxid. Man kann beispielsweise die Katalysatorelemente in
dem Bereich der Wände 40 und 41 des Reaktionsgefäßes 3 in den Strömungsweg der Abgase einfügen. Man
kann sie dazu beispielsweise in eine durchlässige Bodenplatte 46 (F i g. 3) einfügen, durch die die Abgase
nach der Wärmeabgabe an die Zwischenwand 40 hindurchströmen. Da der wie vorstehend beschrieben
erzeugte Kraftstoff aus praktisch reinem Wasserstoff besteht entfällt die übliche Gefahr der Katalysatorvergiftung
durch Verunreinigungen. Da die Abgase zweimal abgekühlt werden, einmal durch Wärmeabgabe
an das Reaktionsgefäß 3 und zum zweitenmal durch die endotherme katalytische Reduktion, weisen sie bei
ihrem Austritt aus der Auspuffanlage des Kraftfahrzeuges eine relativ niedrige Temperatur auf, die dieses
Verfahren ganz besonders für den Großstadtverkehr geeignet erscheinen läßt, bei dem insbesondere auch die
»thermische« Umweltverschmutzung klein gehalten werden muß.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Speisung von einer Brennkraftmaschine
mit aus Metallhydrid in einem an das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine angeschlossenen
Reaktionsgefäß durch Wärmezufuhr freigesetztem Wasserstoffgas, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reaktionsgefäß (3) als ein iin kontinuierlichem Durchsatz arbeitender Reaktor (!))
ausgebildet ist, dem aus einem Vorratsbehälter (I) die für den Betrieb der Brennkraftmaschine (115)
notwendige Metallhydridmenge zugeführt und aus dem der verbrauchte Wasserstoffträger kontinuierlich
in ein Speichergefäß (2) abgeführt wird.
.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reaktor (9) durch die Abgase der Brennkraftmaschine (15) heizbar ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die dem Reaktor (9) zugeordnete Fördereinrichtung (6) und dessen Entleerungseinrichtung
(11) mit dem in dem Reaktor (!)) herrschenden Wasserstoffdruck beaufschlagt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Reaktoi-s
(9) durch Veränderung der durchströmenden Abgasmenge, insbesondere mittels einer durch ein Ventil
gesteuerten Nebenleitung, regelbar ist
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kompressor
(18) aufweist durch den der in dem Reaktor (9) freigesetzte Wasserstoff unter Druckerhöhung in
einen Speicher- und Pufferbehälter (23) überführbiir
ist aus welchem er für die Versorgung der Brennkraftmaschine (15) entnehmbar ist
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Reaktor (9) eine
einen Kaltstart ermöglichende Zusatzheizung, insbesondere eine elektrische Widerstandheizung (2T),
aufweist
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß im Reaktionsgefäß (3) eine
Zwischenwand (40) den Reaktor (9) mit Abstand umgibt und einerseits zwischen der Außenwand (41)
des Reaktionsgefäßes (3) einen Abgaskanal begrenzt und andererseits mit dem Reaktor (9) einen
Rückströmkanal für einen Teil des im Reaktor (9) freigesetzten Wasserstoffs schafft.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung
(6) und die Entleerungseinrichtung (11) als pneumati- so
sehe Förderkreisläufe (5,6,36 bzw. 10,11,13) für das
mit Wasserstoff in den fluidisierten Zustand übergeführte Hydrid ausgebildet sind und daß die
Trennung des Hydrids von dem Wasserstoff durch Zyklon- und Schwerkraftwirkung erfolgt.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der erwärmte wasserstofföirdernde
pneumatische Kreislauf (37, 38, 39) eine Pumpe (37) einschließt die saugseitig über ein beim
Abstellen der Brennkraftmaschine (15) geöffnetes ω Ventil (44) mit dem Gasraum des Vorratsbehälters
(1) oder des Speichergefäßes (2) verbunden ist.
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