DE830130C

DE830130C - Verfahren zum Betrieb von Fahrzeugmotoren mit fluessigem Methan

Info

Publication number: DE830130C
Application number: DEC307A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Sexauer
Original assignee: CONCORDIA BERGBAU AKTIEN GES
Current assignee: CONCORDIA BERGBAU AKTIEN GES
Priority date: 1943-02-23
Filing date: 1943-02-23
Publication date: 1952-01-31

Description

Verfahren zum Betrieb von Fahrzeugmotoren mit flüssigem Methan Seiner günstigen Klopfeigenschaften und seines hohen Heizwertes wegen hat das Methan schon seit langem Beachtung als Motorentreibstoff gefunden. Für seine Anwendung auf Fahrzeuge trat aber hemmend in Erscheinung, daß es sich oberhalb - 82,5° C nicht verflüssigen läßt. Man muß also ein hohes Totgewicht bei der Druckspeicherung mitführen.
Es hat daher nicht an Vorschlägen gefehlt, das Methan in kälteverflüssigter Form in Isolierbehältern mitzuführen. Die Stärke der Verdampfung sollte geregelt werden, indem man die Wärmeeinströmung beeinflußte. Die sog. Ruheverdampfung machte man dadurch unschädlich, daß man die Gase flammenlos oder nach Art der Davyschen Sicherheitslampe verbrannte. Hohe Gasverluste und ungleichmäßige Gemischzusammensetzung blieben bei der trägen Reglung unausbleiblich. Man versuchte auch, flüssiges Methan unter geringem Überdruck in den Luftansaugestutzen zu spritzen, doch ging so das Verdampfungsgas (rd. ioo'o der Füllung pro Stunde) verloren, wie auch je nach Abnahme dem Regelorgan mehr oder minder stark verdampftes Methan zufloß; daß hierunter die Gemischbildung leiden mußte, ist offenbar. Ein brauchbarer Leerlauf war auch nicht zu erzielen.
Nach Patent 700 399 hat man zwar bei druckverflüssigten Gasen eine getrennte Speisung des Leerlaufs vorgenommen, aber es handelte sich nur um die Erhöhung der Reglerempfindlichkeit durch Abnahme eines kleinen Teilstroms aus dem gemeinsamen gasförmigen Kraftstoffstrom.
Vorliegende Erfindung ermöglicht nun die Ausschaltung der genannten Nachteile und Hemmungen bei der Verwendung kälteflüssigen Methans. Es werden größere Gasverluste vermieden, zuverlässiger Leerlauf und gleichmäßige Gemischbildung erreicht.
Nach der Erfindung wird der Leerlauf durch die möglichst niedrig gehaltene Ruheverdampfung, also den gasförmigen Anteil, gespeist, während der Leistungsverbrauch durch die Entnahme nur flüssigen Methans gedeckt wird. Die dem Bedarf der Maschine genau anpaßbare Kxaftstoffmenge wird durch den Sog der Maschine über ein Zuteilgerät bekannter Bauart angesaugt. Das flüssige Methan wird durch einen zwischen den Flüssigkeitsbehälter und das Zuteilgerät eingeschalteten Verdampfer durch bekannte Wärmequellen geeigneter Art (Kühlwasser, Ölkühler; Auspuffwärme, Elektrowärme) restlos vergast. Diese Vergasung ist schon aus dem Grunde wichtig, weil ein Regelquerschnitt nur auf einheitliche Phasen sicher eingestellt werden kann. Ein Teil der Verdampfungswärme kann. in gleichfalls bekannter Weise zur Minderung der Isolationsverluste des Vorratsgefäßes ausgenutzt werden, wie es bei diesem Gefäßen üblich ist.
Noch gleichmäßiger kann die Reglung erfolgen, wenn man zwischen Luftansaugestutzen und Regelventil ein kleines Sauggebläse anbringt, das für einen verstärkten Sog vor dem Ventil sorgt. Statt des Gebläses kann auch eine andere Fördereinrichtung, z. B. eine Kolbenpumpe, Verwendung finden.
Diese Hilfsmaßnahmen sind zwar an sich bereits bekannt, gewinnen aber in Verbindung mit der Hauptverfahrensregel erhebliche Bedeutung. So beseitigt die unter restloser Vergasung vorgenommene Entnahme des flüssigen Methans auch die unangenehme Erscheinung der uneinheitlichen Verdampfung technischer Gase. Technisches Methan, wie es beispielsweise aus der Kokereigaszerlegung in größtem Maßstabe gewonnen wird oder auch bei gewissen Erdgasquellen anfällt, enthält in der Regel auch erhebliche Mengen tiefersiedende Anteile (5 bis too;o Stickstoff) und höhensiedende Anteile (i o bis # 20% Äthylen oder Äthan). Bei der Verdampfung siedet erst ein sehr stickstoffreiches heizwertarmes Methan ab, während die späteren Anteile sehr kalorienreich werden. Für die richtige Gemischeinstellung ist diese Erscheinung von großem Nachteil. Die nach vorliegender Erfindung vorgenommene Entnahme des Leistungsverbrauchs aus der flüssigen Phase in Verbindung mit der restlosen Vergasung des entnommenen Teils verbürgt die gleichmäßige Zusammensetzung.
Nachstehend sei an 'Hand der ZeiAinung eine Vorrichtung beschrieben, mit der das Verfahren beispielsweise durchgeführt «erden kann.
In dem isolierten Kältebehälter a befindet sich das nahezu drucklose kälteverflüssigte Methan. Am Deckel des Behälters entnimmt eine Leitung b über das Rückschlagventil c Ruheverdampfungsgas und bringt es über das Leerlaufabsperrventil d zum Luftansaugestutzen e des Motors/. Eine Stichleitung g läßt bei geschlossenem Leerlaufabsperrventil d das Ruheverdampfungsgas in Form unschädlicher Verbrennungsgase (verbrannt in der Vorrichtung h) ins Freie treten. Aus dem Kältebehälter a geht nun am tiefsten Punkt die Speiseleitung i über eine Flammenrückschlagsicherung k, den Verdampfer l und das Regelventil m zum Gebläsen. wo sie im Saugstutzen e mündet.

Claims

PATEN TANSI'I;ÜCfiE: t. Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Fahrzeugmotoren mit drucklosem, kälteverflüssigtem Methan, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlauf des Motors mit dem Gas der Ruheverdampfung betrieben wird, während der Leistungsverbrauch unter geregelter Ausnutzung der Sogwirkung der 'Maschine mit Hilfe eines vom Fahrer bedienten Drosselorgans aus der flüssigen Phase gedeckt wird.
2. Verfahren nach Anspru:h I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sog, des Motors durch eine mechanische Fördereinrichtung unterstützt wird.
3. Verfahren nach Anspruch t und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Methan zwischen Kältebehälter und Drosselorgan in bekannter Weise durch Ausnutzung der Wärme des Kühlwassers, des Ölkühlers, der Auspuffgase oder auch von Elektrowärme restlos vergast wird. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. ;00399; französische Patentschriften Nr. 8 1 1 848, 825 322.