DE4315034C2 - Mehrstufenprozeß zum Betrieb eines Zweitakt-Verbrennungsmotors und Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage zur Durchführung des Prozesses - Google Patents

Mehrstufenprozeß zum Betrieb eines Zweitakt-Verbrennungsmotors und Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage zur Durchführung des Prozesses

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Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrstufenprozeß zum Betrieb eines Zweitakt- Verbrennungsmotors, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage zur Durchführung des Prozesses.
Ein solcher Mehrstufenprozeß und eine solche Zweitakt- Verbrennungsmotor-Anlage sind aus der DE-OS 41 25 275 bekannt. Der Prozeß vermeidet Umweltbelastungen durch Stickoxide und die Zweitakt- Verbrennungsmotor-Anlage arbeitet besonders ökonomisch, weil der Motor, bezogen auf den Hubraum, ein gute Leistungsausbeute hat. Andererseits geht der hier praktizierte Mehrstufenprozeß vom Prinzip her nicht über die übliche Zweckbestimmung eines herkömmlichen Verbrennungsmotors hinaus, nämlich mechanische Arbeit zu verrichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen mehrstufigen Prozeß bei einem Zweitakt-Verbrennungsmotor zu erreichen, daß der Verbrennungsmotor neben der Verrichtung mechanischer Arbeit auch Wasserstoff produziert.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 3 gelöst.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Mehrstufenprozesses ist in Patentanspruch 2 niedergelegt.
Es ist überraschend, daß die erfindungsgemäße Kombination von mehreren, teilweise für sich bekannten Prozeßstufen einen Motorprozeß zum Betrieb eines Zweitakt-Verbrennungsmotors dahingehend ertüchtigt, daß der Motor nicht nur die bisher übliche mechanische Arbeit verrichtet, sondern gleichzeitig und sogar bevorzugt als Wasserstofferzeuger verwendbar ist. Während in einem Motor üblicherweise durch Verbrennung Abgase mit den Hauptkomponenten CO2 und H2O entstehen, erfolgt in dem erfindungsgemäßen Motor - abgesehen von der Anfangsphase - keine vollständige Verbrennung der zugegebenen Kohlenwasser­ stoff-Brennstoffe überwiegend aliphatischen Charakters, sondern die Zusammen­ setzung der abfließenden Gase wird durch steuerbare Vergasungsreaktionen bestimmt.
Das stickstofffreie und durch die Ozonbeimischung zum Sauerstoff hochreaktive Oxidationsgasgemisch, das in der Prozeßstufe a) in den Reaktionsraum eingefüllt wird, reagiert mit dem in der Prozeßstufe b) eingedüsten Kohlenwasserstoff- Brennstoff überwiegend aliphatischen Charakters in der Sauerstoffüberschuß­ atmosphäre unter Selbstzündung und Bildung einer sehr heißen glühenden Gasmasse. Die Reaktion verläuft unter vollständiger Oxidation des Kohlenwasser­ stoff-Brennstoffes überwiegend aliphatischen Charakters zu CO2 und H2O.
In der Prozeßstufe c), in der die Eindüsung des Kohlenwasserstoff-Brennstoffes überwiegend aliphatischen Charakters andauert, wobei die Verbrennung unvollständig abläuft und eine Teiloxidation des Brennstoffes zu CO bzw. zu hochkohlenstoffhaltigen Verbrennungsprodukten führt. Bei Beginn dieses Reaktionsstadiums wird in der Prozeßstufe c) mit der Eindüsung von Wasserdampf in die unterstöchiometrische Oxidationsatmosphäre begonnen, wobei der Wasserdampf bei den vorliegenden hohen Temperaturen mit den Kohlen­ wasserstoffen in einer Spaltgasreaktion unter Bildung von CO und H2 reagiert, wie die nachfolgend angeführte Reaktionsgleichung (1) verdeutlicht:
CxHy + xH₂O ⇆ xCO + (y/2+x)H₂ (1)
Vorhandener Kohlenstoff reagiert in einer Wassergasreaktion, wie aus der nach­ folgend angeführten Reaktionsgleichung (2) hervorgeht:
C + H₂O ⇆ CO + H₂ (2)
In der Prozeßstufe d) wird dann nur noch die Eindüsung von Wasserdampf fort­ gesetzt, wobei in einer Kohlenoxid-Konvertierungsreaktion zuvor gebildetes CO in der schnell abgekühlten Atmosphäre (auf ca. 400°C) durch Verschiebung des Reaktionsgleichgewichtes zur weiteren Wasserstofferzeugung beiträgt, wie die nachfolgend gezeigte Reaktionsgleichung (3) darlegt:
CO + H₂O ⇆ CO₂ + H₂ + 41,10 kJ (3)
Durch die Abkühlung wird außerdem ein Wiederverbrennen des zuvor gebildeten Wasserstoffs verhindert.
Durch eine sorgfältige, zeitlich und mengenmäßig abgestimmte Injektion von Brennstoff und Wasserdampf sowie eine genaue Kontrolle des Oxidationsmediums und der Temperaturbedingungen wird im Abgas neben Kohlendioxid ein wesent­ licher Anteil an Wasserstoff erzeugt.
In der Prozeßstufe e) wird der größere Anteil des CO2- und H2-haltigen Abgases aus dem Auslaßschlitz ausgetragen und als weiterer zusätzlicher wärmetechnischer sowie wirtschaftlicher Vorteil zur Wärmerückgewinnung einem Wärmeaustauscher zugeführt und prozeßintern zur Erhitzung des Prozeßwasserdampfes genutzt.
Schließlich wird in der Prozeßstufe f) durch die Kaltwassereindüsung in den heißen Kolbenraum weiterer Wasserdampf gebildet, der über das Abgasventil ausgetragen und mit dem übrigen Abgas vereinigt wird und der eine weitere Kohlenoxid- Konvertierung nach Reaktionsgleichung (3) bewirkt und damit zu einer Wasser­ stoffanreicherung im Abgas führt.
In der letzten Prozeßstufe g) wird die H2-Abtrennung vom CO2 in einem Molekular­ sieb betrieben. Damit steht ein hochwertiger und umweltfreundlicher Brennstoff zur Verfügung, der beispielsweise mit einem Wirkungsgrad von etwa 70% in Energie­ zellen verbrannt werden oder in anderen Anwendungen der Wasserstofftechnologie eingesetzt werden kann, die als Zukunftstechnologie schlechthin anzusprechen ist.
Das anfallende CO2 kann komprimiert und verflüssigt sowie kommerziell verwendet werden.
Es kann sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung empfehlen, zum Kohlenwasserstoff-Brennstoff überwiegend aliphatischen Charakters einen Kata­ lysator hinzuzufügen, um die erwünschten Reaktionen zu fördern, die zu einer möglichst hohen Wasserstoffausbeute beitragen.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufenprozeß wird weiterhin auch mechanische Arbeit verrichtet, um beispielsweise einen Stromgenerator anzutreiben. Diese Doppelfunktion ist ein spezieller technischer und wirtschaftlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrstufenprozesses.
Zur Durchführung des Mehrstufenprozesses nach der Erfindung wird eine Zweitakt- Verbrennungsmotor-Anlage vorgeschlagen, deren Merkmale teilweise für sich bekannt und teilweise neu sind. Ihre technischen und wirtschaftlichen Vorteile gegenüber vergleichbaren herkömmlichen Anlagen dieser Gattung werden anhand der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilquerschnitt eines Zylinders mit einem im oberen Zylinderbereich angeordneten Kolben einer erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage in einer im übrigen schema­ tischen Darstellungsweise und
Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 mit einem im unteren Zylinderbereich angeordneten Kolben.
Eine in der Zeichnung dargestellte Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage 18 wird im Beispiel aus einem Einzylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotor 19, einem Wärmeaus­ tauscher 9 und einem Molekularsieb 15 gebildet.
Der Einzylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotor 19 besteht aus einem Zylinder 1 mit einem Zylinderkopf 3. Im Zylinder 1 ist ein Kolben 16 untergebracht, der mit einer Pleuelstange 11 verbunden ist. Oberhalb der tiefsten Stellung des Kolbens 16 ist in der Wandung des Zylinders 1 ein Auslaßschlitz 2 für einen größeren Anteil des Abgases vorgesehen, das somit nach der Ausführung eines Arbeitshubes, wie durch Pfeil 20 in Fig. 2 angedeutet ist, aus dem Zylinderraum 21 austreten kann. Das restliche Abgas, das sich beim Rückhub des Kolbens 16 noch im Zylinderraum 21 befindet, kann über ein mit einem Ventilstößel 10 betriebenes Auslaßventil 4 im Zylinderkopf 3 ausströmen, wie durch den Pfeil 23 in Fig. 1 ausgewiesen ist.
Im Zylinderkopf 16 sind des weiteren vier Öffnungen vorgesehen, die in den Zylin­ derkopfraum 22 hineinführen, und zwar eine Einlaßdüse 5 für ein O2/O3-Gemisch, eine Einlaßdüse 6 für einen Kohlenwasserstoff-Brennstoff mit aliphatischem Charakter, eine Einlaßdüse 7 für Wasserdampf sowie eine Einlaßdüse 8 für Kaltwasser, die jeweils über entsprechende - hier teilweise nicht abgebildete - Anschlußleitungen mit - hier teilweise ebenfalls nicht dargestellten - Einspeisequellen verbindbar sind.
An den Auslaßschlitz 2 des Zylinders 1 ist der Wärmeaustauscher 9 angeschlossen, in dem die Abgaswärme an den Wasserdampf abgegeben wird, der als Prozeßwasserdampf dient und in einer Wasserdampfleitung 14 vom Wärme­ austauscher 9 zur Einlaßdüse 7 geführt wird. Das abgekühlte Abgas aus dem Auslaßschlitz 2 gelangt aus dem Wärmeaustauscher 9 über eine Abgasleitung 12 in eine Anschlußleitung 17, die zum Molekularsieb 15 führt. An die Anschlußleitung 17 ist weiterhin eine Abgasleitung 13 angeschlossen, in die das restliche Abgas aus dem Zylinder 1 über das Auslaßventil 4 eingeleitet wird.
Der Mehrstufenprozeß zum Betrieb der Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage 18 läuft wie folgt ab:
Der Kolben 16 hat zunächst die Stellung im Zylinder 1, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. In den geschlossenen Zylinderkopfraum 22 des Zylinders 1 wird zu Beginn des Mehrstufenprozesses ein O2/O3-Gasgemisch über die Einlaßdüse 5 eingefüllt. Anschließend wird über die Einlaßdüse 6 mit der Eindüsung des Kohlenwasserstoff- Brennstoffs überwiegend aliphatischen Charakters begonnen. Aufgrund der starken Oxidationswirkung des O2/O3-Gasgemischs auf diesen Brennstoff findet eine Selbstzündung statt. Nach der Zündung und noch während der Eindüsung des Brennstoffs wird in das glühendheiße Gas durch die Einlaßdüse 7 sehr heißer Wasserdampf in den Zylinderraum 21 injiziert. Die Mengen der Reaktionspartner werden so bemessen, daß nach dem Beenden des Arbeitshubes des Kolbens 16 neben der geleisteten mechanischen Arbeit als weitere - im Abgas enthaltene - Hauptendprodukte Wärme, Wasserstoff und Kohlendioxid entstanden sind. Nach dem Arbeitshub öffnet der Kolben 16 vor dem Erreichen seines unteren Totpunktes den Auslaßschlitz 2 , wie Fig. 2 zeigt, und die heißen Abgase strömen aus dem Zylinderraum 21 heraus.
Nach dem Wiederverschließen des Auslaßschlitzes 2 wird über die Einlaßdüse 8 Kaltwasser beim beginnenden Rückhub des Kolbens 16 in den Zylinderraum 21 zur Abkühlung von Kolben 16 und Zylinder 1 injiziert. Gleichzeitig öffnet sich das Auslaßventil 4, so daß der Wasserdampf und das restliche Abgas den Zylinderraum 21 verlassen können. Bevor der Kolben 16 seinen oberen Totpunkt erreicht, wird das Auslaßventil 4 wieder geschlossen und es kann erneut O2/O3-Gasgemisch in den Zylinderkopfraum 22 eingefüllt werden.
Der für die Wasserstoffproduktion erforderliche heiße Wasserdampf wird, wie bereits erwähnt worden ist, durch Rückgewinnung der fühlbaren Wärme aus dem Abgas im Wärmeaustauscher 9 bereitgestellt. Der Wärmeaustauscher 9 kühlt dabei das aus dem Auslaßschlitz 2 herausströmende Abgas soweit ab, daß daraus und aus dem Abgas aus dem Auslaßventil 4 in den Abgasleitungen 12 und 13 sowie in der Anschlußleitung 17 weiteres H2 durch Konvertierung gewinnbar wird.
Wie ebenfalls bereits erwähnt worden ist, wird in der den Mehrstufenprozeß ab­ schließenden H2-Erzeugungsstufe das wesentlich massereichere CO2 im Moleku­ larsieb 15 vom Wasserstoff abgetrennt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage 18 liegen insbesondere in Folgendem begründet:
  • - Der im Beispiel als Einzylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotor 19 ausgestaltete Motor ist umweltfreundlich, arbeitet sehr ökonomisch und hat kleinere Abmessungen als herkömmliche Otto-Motoren gleicher Leistung,
  • - Da bei jeder Drehung der Kurbelwelle ein Arbeitszyklus stattfindet, wird, bezogen auf den Hubraum des Motors, eine gute Leistungsausbeute erzielt,
  • - Der aus dem Abgas erzeugte Wasserstoff ist ein hochwertiger und umweltfreundlicher Brennstoff,
  • - Das dabei anfallende CO2 kann komprimiert und verflüssigt werden,
  • - Die Prozeßwärme des Motors trägt prozeßintern teilweise mit zu der Was­ serstoffproduktion bei.
Bezugszeichenliste
 1 Zylinder
 2 Auslaßschlitz
 3 Zylinderkopf
 4 Auslaßventil
 5 Einlaßdüse für O₂/O₃
 6 Einlaßdüse für KWS
 7 Einlaßdüse für H₂O-Dampf
 8 Einlaßdüse für Kaltwasser
 9 Wärmeaustauscher
10 Ventilstößel
11 Pleuelstange
12 Abgasleitung
13 Abgasleitung
14 Wasserdampfleitung
15 Molekularsieb
16 Kolben
17 Anschlußleitung
18 Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage
19 Einzylinder-Zweitakt-Verbrennungsmotor
20 Pfeil
21 Zylinderraum
22 Zylinderkopfraum
23 Pfeil

Claims (3)

1. Mehrstufenprozeß zum Betrieb eines Zweitakt-Verbrennungsmotors, wobei Was­ serdampf in ein brennendes Gemisch aus Brennstoff und Sauerstoff eingeblasen wird, gekennzeichnet durch die Kombination nachfolgender, teilweise für sich bekannter Prozeßstufen:
  • a) Einfüllen eines Oxidationsgasgemisches aus O2 und O3 in die Brennkammer in einer "Einfüllstufe",
  • b) Eindüsen von Kohlenwasserstoff-Brennstoff überwiegend aliphatischen Cha­ rakters unter Bildung einer glühenden Gasmasse in einer "Prozeßvorstufe",
  • c) andauernde Eindüsung von Kohlenwasserstoff-Brennstoff aliphatischen Charakters und beginnende Eindüsung von Wasserdampf in die unterstöchiometrische Oxidationsatmosphäre in einer "Kohlenoxid- und Wasserstoffbildungsstufe",
  • d) andauernde Eindüsung von Wasserdampf in einer "1. Kohlenoxid-Konvertie­ rungsstufe",
  • e) Austragen des größeren Anteils des CO2- und H2-haltigen Abgases aus dem Auslaßschlitz in einen Wärmetauscher zur Wasserdampferhitzung in einer "Wärmerückgewinnungsstufe",
  • f) Eindüsung von Kaltwasser und Austragen des restlichen Abgases aus dem Abgasventil und Zusammenführen mit dem Abgas aus dem Auslaßschlitz in einer "2. Konvertierungsstufe" und
  • g) H2-Abtrennung vom CO2 mittels Molekularsieb in einer "Wasserstoffgewin­ nungsstufe".
2. Mehrstufenprozeß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Katalysatoren versetzter Kohlenwasserstoff-Brennstoff überwiegend aliphatischen Charakters verwendet wird.
3. Zweitakt-Verbrennungsmotor-Anlage zur Durchführung des Mehrstufenprozes­ ses nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) einen Auslaßschlitz (2) aufweist und im Zylinderkopf (3) eine Einlaßdüse (5) für O2/O3, eine Einlaßdüse (6) für Kohlenwasserstoff-Brennstoff, eine Einlaßdüse (7) für Wasserdampf und eine Einlaßdüse (8) für Kaltwasser sowie ein Auslaßventil (4) enthalten sind, an den Auslaßschlitz (2) eine Abgasleitung (12) und an das Auslaßventil (4) eine Abgasleitung (13) angeschlossen sind, die Abgasleitungen (12, 13) untereinander verbunden und über eine gemeinsame Anschlußleitung (17) an ein Molekularsieb (15) angeschlossen sind und in die Abgasleitung (12) ein Wärmeaustauscher (9) integriert ist, von dem aus eine Wasserdampfleitung (14) zur Einlaßdüse (7) für Wasserdampf führt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039296A1 (de) * 2005-08-19 2007-02-22 Ulrich Friesen Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998055745A1 (en) * 1997-06-06 1998-12-10 Angelos Nicephoros Dalekos Electrolysis apparatus for internal combustion engine with enhanced fuel efficiency
CA2324533A1 (en) 2000-10-27 2002-04-27 Carl Hunter Oxygen enrichment in diesel engines
WO2002042628A2 (en) * 2000-10-27 2002-05-30 Questair Technologies, Inc. Feed composition modification for internal combustion engines
JP4393002B2 (ja) 2001-02-01 2010-01-06 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
FR2946098A1 (fr) * 2009-05-26 2010-12-03 Patrick Wathieu Procede de fonctionnement d'un moteur a explosion et moteur a explosion fonctionnant selon ce procede.
FR3014486B1 (fr) * 2013-12-11 2017-11-17 Cotaver Procede de combustion de matieres hydrocarbonees dans un moteur thermique, moteur thermique et systeme de production d'energie mettant en oeuvre un tel procede
CN110685827A (zh) * 2019-10-09 2020-01-14 合肥工业大学 一种发动机进气理化特性调节结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4125275A1 (de) * 1991-07-31 1992-04-09 Hilarius Dipl Ing Drzisga Schadstoffarmer verbrennungsmotor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039296A1 (de) * 2005-08-19 2007-02-22 Ulrich Friesen Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
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