-
Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Brennstoffen für Brennkraftmaschinen
Bekanntlich sind die Schwierigkeiten, die sich der Verwendung pulverförmig--r Brennstoffe
in Brennkraftmaschinen entgegenstellen, wesentlich mit darin begründet, daß das
Brennpulver im allgemeinen zu schwer anbrennt und zu langsam durchbrennt, um in
der kurzen Zeit eines Maschinentaktes völlig ausbrennen zu können. Es ist deshalb
vorgeschlagen worden, das Brennpulver in hocherhitztem Zustand in die Maschine einzuführen
und zu verarbeiten. Solche heiße, glühende Kohle verstopft und verschmutzt leicht
die Zuleitungsvorrichtungen. Diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung
vermieden werden, welche darin besteht, daß man das Brennstoffpulver durch Vorerhitzen,
gegebenenfalls mit Hilfe der Abgase der Brennpulvermaschine, aktiviert. Ein Teil
der Kohle oder das gesamte zur Verbrennung in der Maschine gelangende Kohlenpulver
wird also vor der Verarbeitung erhitzt und dadurch in aktivierten Zustand übergeführt;
im übrigen aber in abgekühltem Zustand in der Maschine verarbeitet.
-
Bei der Vorerhitzung des -Brennpulvers erlangt das Kohlenkorn eine
poröse und zerklüftete Oberfläche, also eine große Berührungsfläche mit der Verbrennungsluft
des Maschinenzylinders und der Einführungsschleuse. Es vermag dadurch z. B. große
Mengen Sauerstoff in sich aufzunehmen, welche Voroxydation die spätere Verbrennun-
im Zylinder gut vorbereitet. Die Vorerhitzung des Kohlenpulvers braucht nicht so
weit getrieben zu werden, daß die Kohle schon vergast wird. Andererseits wurde gefunden,
daß ein Erhitzen der Kohle auf hohe Temperatur für gute Zündfähigkeit nicht allemal
schädlich ist, auch wenn dabei leicht entzündliche Kohlenwasserstoffgase ausgetrieben
werden. lialbkoksstaub aus den Retorten der Verschwelung von Braunleohle (z. B.
Grudekoks) und Steinkohle verhält sich besonders aktiv in der Brennkraftmaschine,
selbst wenn er viel Asche enthält. Er ist eben durch seine beim Schwelen veränderte
Oberflächenbeschaffenheit leichter zündbar geworden.
-
Die Aktivierung des Brennpulvers durch Vorerhitzen kann z. B. durch
die heißen Abgase des Motors geschehen, die entweder unmittelbar oder in Wärmeaustauschvorrichtungen
auf das Brennpulver einwirken. Das so durch eine Art Schwelung vorbehandelte Brennpulver
nimmt dann in der Maschine oder auch schon vorher begierig Sauerstoff auf und. wird
dadurch besser brennbar. Diese Sauerstoffaufnahme kann dadurch unterstützt wenden,
daß man dem Brennpulver Sauerstoff leicht abgebende Stoffe in fester, flüssiger
oder gasförmiger Form beimischt oder es durch eine Sauerstoffatmosphäre schickt.
Läßt
man z. B. den Kohlenstaub durch einen Cottrell-Apparat mit stiller elektrischer
Glimmentladung durchfallen, dessen elektrisch.eis Feld auch Ozon erzeugen kann,
so tritt eine stille Voroxydation der Kohle durch den ozonisierten Sauerstoff ein.
Man kann .die Kohle zur- Aktivierung als Motorbrennstoff auch mit Salpeterlösung
tränken und dann trocknen, oder man mischt ihr Pulver, z. B. von Salpeter, chlorsaurem
Kali oder Mangansuperoxyd, in kleinen Mengen bei. Gefördert wird die Gasabsorption
und -adsorption durch Schwefelkiese und Eisenkiese in der Kohle. Es- eignen sich
deshalb als Brennstoff für Brennkraftmaschinen vorteilhaft solche durch ihren künstlich
erhöhten Gehalt an sulfidischen oder Eisenerzstoffen aktivierte Kohlensorten. Durch
ähnliche besonders zugeführte katalytisch wirkende oder aktivierende Zusatzstoffe
wird die Aktivierungsarbeit des Sauerstoffes verstärkt und beschleunigt.
-
Es ist auch möglich, das Aktivieren der Kohle in der Brennkraftmaschxne
bewirken zu lassen. Beschickt man z. B. den Verbrennungsraum mit mehr Pulver, als
die Maschine verarbeiten kann, so verbrennt der überflüssige Betrag der jeweiligen
Beschickung nicht, sondern kann zum Teil unverbrannt im Auspuff wiedergewonnen werden,
wo dieser überschüssige Brennpulverteil durch Prallwände oder windsichterartige
Einrichtungen abgeschieden wird und in den sauerstoffarmen Abgasen nicht weiter
brennen kann, zumal wenn er in gekühlte Behälterräume abgezogen wird. Dieses nicht
verbrannte Pulver ist aber in der Hitze des Arbeitsraumes aktiviert worden und nun
viel besser in der Kohlenstaubmaschine zum Zünden geeignet.
-
Die große Zuneigung aktivierter Kohle zu Sauerstoff hat sich besonders
vorteilhaft erwiesen, um in Brennkraftm.aschinen auch feuchten Kohlenstaub schnell
anzuzünden und durchzubrennen. Während der Verdichtungserhitzung wird die Feuchtigkeit
aus der jeweiligen Pulverbeschickung in der Einführungsschleuse in Form von Wasserdämpf
ausgetrieben. Wenn sich nun ein Teil der Schleusenbeschickung an der eingedrückten
heißen Verdichtungsluft des Arbeitszylinders entzündet, so wird durch diese Teilverbrennung
der gesamte Schleuseninhalt bis weit über seine Entzündungstemperatur erhitzt. Weil
die Schleuse nicht .genügend Sauerstoff enthält, kann ihr Inhalt nicht vollständig
verbrennen, sondern nur anglimmen. Die erzeugte hohe Temperatur zersetzt aber den
ausgetriebenen Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Der frei werdende Sauerstoff
verbindet sich mit den aktivierten Kohlenteilchen und sichert deren Anglimmen in
der Schleuse, so daß sie dann beim Einführen -in den Zylinder sofort lebhaft entflammen.
Um eine solche Sauerstoffanreicherung der damit aktivierten Kohle im Schleusenraum
sicher zu. gewährleisten, kann man besonderen Wasserdampf der Einsaugeluft beigeben,
oder Wasser in die Schleuse einspritzen oder' auch das Brennpulver nässen.
-
Ob man die ganze Treibpulvermenge aktiviert .oder nur einen Teil davon,
wird von der jeweils benutzten Brennstoffart abhängen. Unter Umständen ist es möglich,
nur mit einem verhältnismäßig geringen Betrage aktiv ierter Kohle zu arbeiten, die
dann als Zündpulver wirkt und das übrige Treibpulver mit durchflammt. Diese aktivierte
Zündkohle kann von derselben Brennstoffsorte wie die Hauptmenge der Treibkohle oder
auch fron einer anderen Sorte sein; sie kann mit dem Treibpulver schon außerhalb
der Maschine gemischt werden oder auch erst mit ihm in der Maschine oder beim Einführen
zusammengebracht werden. Die Erfindung ist für alle Arten Brennpulvermaschinen bestimmt,
sowohl für Kolbenmaschinen als auch für Turbinen.