DE685109C - Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mittels Brennstoffen vn niedrigem Siedepunkte - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mittels Brennstoffen von niedrigem Siedepunkte Die Verwendung von Methan oder ähnlichen Brennstoffen von niedrigem Siedepunkt, wie z. B. Kohlenoxyd, Wasserstoff o. dgl., zum Betrieb von Brennkraftmaschinen erfolgte bis jetzt entweder in der Weisse, daß das Gas durch Rohrleitungen mit niedrigem Druck zugeführt wurde oder daß das Gas in hochkomprimiertem Zustand in Flaschen getankt wurde oder daß flüssiges Gas durch geeignete Kühlmittel auf niedriger Temperatur erhalten wurde oder daß man das verflüssigte Gas in Behältern, welche gegen Wärmezufluß isoliert und außerdem druckfest waren, aufbewahrte, so daß der Druck während des Betriebes, und der Betriebspausen dauernd anstieg, die Zeit, die bis zu völliger Entleerung des Tanks zur Verfügung stand, also eine engbegrenzte war. Diese-Verfahren haben teils den Nachteil, die Verwendung für bewegliche Kraftmaschinen auszuschließen, teils die Verwendung durch die Mitführung des toten Gewichts der Flaschen zu erschweren, teils einen unzulässig komplizierten Betrieb durch Bereithaltung eines geeigneten Kühlmittels, z. B. flüssigen Stickstoffs, mit sich zu bringen.
• Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung. Nach ihr wird der Betrieb der Kraftmaschinen in der Weise vorgenommen, daß durch Absaugen aus einem gegen überdruck festen Tank das Gas in unterkühltem Zustand bzw. in festem Zustand ' erhalten wird. Dadurch wird erreicht, daß während der Betriebspausen der Druck im Tank erst spät den Betrag von r Atm. wieder erreicht. Es erweist sich als praktisch möglich, die Wärmeisolation der Tanks so gut zu machen, daß die bis dahin verstreichende Zeit länger ist als die normalerweise auftretenden Betriebspausen bzw. als die Zeit, die zum Transport des Tanks erforderlich ist.
• Eine Ausführungsform ist die folgende: Sobald die Kraftmaschine -in Betrieb gesetzt wird, entnimmt es aus dem Tank nur Gas, und zwar so lange, bis wieder eine Unterkühlung des Tankinhaltes in einem Ausmaß stattgefunden hat, daß während der zu erwartenden Betriebspausen keine unzulässige Drucksteigerung erfolgt. Hierzu wird gemäß der Erfindung das richtige Verhältnis zwischen. der Wärmeisolation der Behälter und der Dauer der normalen höchsten Betriebspause hergestellt. An und für sich wird natürlich das Bestreben dahin gehen, die mit Gewichtsvermehrung verbundene Wärmeisolation der Tanks möglichst gering zu machen. Beispielsweise wird ein würfelförmiger Tank von 1/2 m Kantenlänge, dessen Oberfläche 1,6 qm ist und welcher etwa 50 kg flüssiges Methan faßt,. mit einer Holzstoff- (Insulite-) Isolation von 3 cm Dicke- versehen, wenn er bei einer Unterkühlung von r5° etwa r Stunde ohne Überdruck zu entwickeln stehen soll.
• Weiter wird aber gemäß der Erfindung die Gasentnahme durch die Maschine so lange fortgesetzt, bis der Tankinhalt ganz oder teilweise eingefroren ist, und dann wird der Druck im Tank so niedrig gehalten, wie es der Siedespannung bei einer Temperatur entspricht, die bei oder unter dem Schmelzpunkt des Brennstoffes liegt.
• Gemäß der Erfindung wird diese Erhaltung eines bestimmten niedrigen Druckes unterhalb der Siedespannung beim Schmelzpunkt dadurch erreicht, daß durch einen Automaten, welcher von dem Druck oder von der Temperatur beeinflußt wird, beim Unterschreiten dieses Druckes eine -Umschaltung vorgenommen wird. Diese Umschaltung kann darin bestehen, daß dem Tank Wärme zugeführt wird. Sie kann aber auch vorteilhaft darin bestehen, daß die Ansaugleitung der Maschinenanlage auf einen mit dem Tank in Verbindung stehenden gesonderten Tankraum erfolgt, welchem allein Wärme zugeführt wird. Die zugeführte Wärme kann beispielsweise durch eine elektrische Heizung erzeugt werden. Sie kann aber auch vorteilhaft den Verbrennungsgasen der Maschinenanlage (Rauchgasen bei Rostfeuerungen und Auspuffgasen bei Verbrennungsmotoren) entnommen werden.
• Die automatische Temperaturregelung kann gemäß der Erfindung bei Flugzeugen, welche sehr verschiedene Höhen und damit Luftdrucke aufsuchen, unabhängig von demAußendruck auf rein thermischem Wege, beispielsweise durch die Volumenänderung eines festen oder flüssigen oder abgeschlossenen dampfförmigen Stoffes, gesteuert werden.
• Die Zuführung des gasförmigen Brennstoffs nach den beschriebenen Verfahren zu Verbrennungsmotoren kann mit Hilfe eines Kompressors erfolgen; welcher das Gas aus dem Tank absaugt und auf einen Druck bringt, der zur Herstellung eines Verbrennungsgemischs mit der atmosphärischen Luft ausreicht, also sich dem Druck dieser Luft anpaßt. Sie kann aber weiter in der Weise geschehen, daß die Kompression unter gleichzeitiger Kühlung bis zur Verflüssigung des Brennstoffs führt, so daß dieser nach dem Dieselverfahren eingespritzt werden kann. .
• Besondere Vorteile aber bietet es, gemäß der Erfindung die gesonderte Kompressoranlage überhaupt zu vermeiden und das Ansaugen durch den Motor selbst zu bewirken. Hierzu wird der Motor mit einer besonderen Steuerung ausgerüstet. Diese Steuerung besteht aus den bekannten Bauteilen, z. B. Nocken, welche zur Bewegung von Ventilen bzw. Schiebern dienen, und aus Schiebern und Ventilen, welche im allgemeinen in größerer Zahl als bisher vorhanden sind. Beim Ansaughub des Motors wird zunächst nur die Brennstoffleitung geöffnet, und der Zylinder füllt sich mit dem Brennstoffdampf von sehr niedrigem Druck so lange an, bis die erforderliche Brennstoffmenge in ihm vorhanden ist. Dann wird unter gleichzeitiger Schließung der Brennstoffleitung die Luftansaugleitung freigegeben, und die Brennluft schießt in den unter Unterdruck stehenden Zylinder hinein, wobei durch das Einströmen eine starke Durchwirbelung und Durchmischung des Brenngemisches erfolgt. Diese Durchwirbelung kann dadurch weiter befördert werden, daß die Einströmöffnungen so geformt und gerichtet sind, daß eine rotierende oder spiralige Bewegung des Luftstromes durch das vorhandene, unter niederem Druck. stehende Gas stattfindet. Es kann weiter gemäß der Erfindung eine Veränderung des Zeitpunktes für die Schließung der Brenngasleitung und für die Öffnung der Luftleitung mit den an sich bekannten mechanischen Mitteln vorgesehen sein. Die Einstellung dieses Zeitpunktes kann aber auch automatisch in der Weise erfolgen, daß der Druck oder die Temperatur des Brenngases die Einstellung auf mechanischem oder elektromechanischem Wege bewirkt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mittels Brennstoffen von niedrigem Siedepunkt, wie Methan, Kohlenoxyd, Wasserstoff o. dgl., welche in flüssigem oder festem Zustand in einem nicht druckfesten, aber wärmeisolierten Behälter vorrätig gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speisebehälter normalerweise ein nur einen Bruchteil einer Atmosphäre betragender Druck aufrechterhalten wird, der einer Unterkühlung entspricht, welche verhindert, daß der Betriebsstoff während der normalen Betriebspausen sich erheblich über seinen atmosphärischen Siedepunkt erwärmt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreitung des normalen Betriebsdruckes dem Brennstoff Wärme zugeführt wird.-3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Normalbetriebsdruck gleich dem Siededruck beim Schmelzpunkt des Brennstoffes oder niedriger als dieser Siededruck ist. q.. Verfahren, nach Anspruch r oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr automatisch bei Unterschreitung des normalen Betriebsdruckes im Behälter bewirkt wird. 5. Brennkraftmaschine mit einem Betriebsverfahren nach Anspruch z, bei der das Brenngas von der Maschine angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder einen getrennten Einlaß für das Brenngas und die zur Verbrennung dienende Luft besitzt. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerung, daß zunächst allein Brennstoff angesaugt, dann die Brennstoffleitung abgeschlossen und die Luftleitung zur Zuführung der erforderlichen Ladeluft geöffnet wird. ' 7. Brehnkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines gleichmäßigen Brennstoff-Luft-Gemisches der unter Überdruck einströmenden Ladeluft eine rotierende oder spiralige Bewegung in dem mit verdünntem Brenngas gefüllten Zylinder erteilt wird.