DE883443C

DE883443C - Verfahren zur Verdampfung von verfluessigten Brenngasen

Info

Publication number: DE883443C
Application number: DEM4795D
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Grassmann
Original assignee: Adolf Messer GmbH
Current assignee: Adolf Messer GmbH
Priority date: 1944-08-27
Filing date: 1944-08-27
Publication date: 1953-07-16

Description

Verfahren zur Verdampfung von verflüssigten Brenngasen Es hat sich in neuerer Zeit mehr und mehr eingeführt, Brenngase, z. B. Methan. oder die unter ,dem Sammelnamen Flüssiggase bekannten Kohlenwasserstoffe in flüssiger Form -aufzubewahren und zu transportieren. Auf tdiese Weise kann ein sehr hoher Heizwert in einem kleinen Volumen unterge -)racht «-erden. Da diese Treibstoffe dem Verbrennungsmotor oder der sonstigen Vorrichtung zur Ausnutzung ihres Energieinhalts fast immer als Gase zugeführt werden, müssen sie zunächst verdampft werden, was meist unter normalem Druck oder eventuell unter einem Überdruck von einigen zehntel Atmosphären durchgeführt - -wird. Bei diesem Verfahren wird jedoch ein merklicher Teil der im verflüssigten Gas gespeicherten Energie nicht ausgenutzt.
Beim Verfahrene nach der Erfindung wird dagegen nicht nur die Verbrennungswärme des Gases, sondern auch ein Teil der bei seiner Verflüssigung aufgewandten Arbeit zurückgewonnen. Dies wird dadurch ..erreicht, daß das Gas in flüssigem Zustand auf einen wesentlich erhöhten Druck gebracht, unter diesem Druck .durch Wärmezufuhr von außen verdampft und wesentlich überhitzt und schließlich unter Leistungsabgabe entspannt wird. Vorteilhaft wird dabei dlie Überhitzung des Gases so weit getrieben, daß das Gas nach der Entspannung mit der Temperatur zur Verfügung steht, unter der es gebraucht wird. Die Verdampfung und, Überhitzung ,des Gases wird. am zweckmäßigsten durch die Abgase der Verbrennung vorgenommen.
Eine beispielhafte Vorrichtung zur Ausübung -des Verfahrens ist in der Abbildung gegeben. Das flüssige 11VIethan ist im thermisch gut isolierten .Behälter A gespeichert und. kann durch die-Pumpe B auf den gewünschten Druck gebracht werden. Von der Pumpe B strömt es durch den WärmeaußtauSGher C, in dem es im Gegenstrom zu ,den Abgasen des gespeisten Verbrennungsmotors verdampft und überhitzt bzw. bei überkritischen Zuständen erwärmt wird. Mit einer Temperatur von beispielsweise 5oo° tritt das 1Vlethan sodann in den Zylinder D ein, in dem es unter Leistung äußerer Arbeit entspannt wird.. .Dadurch senkt sich seine Temperatur etwa auf Umgehungstemperatur, und es tritt nun in rdie Zylinder -des Explosionsmotors E ein; in idenen es mit Luft gemischt in bekannter Weise zur Verbrennung gebracht wird. Die hierbei erzeugte Arbeitsleistung wird gemeinsam mit der im Entspannungszylinder freiwerdenden Arbeitsleistung an die Kurbelwelle abgegeben. Abweichend von der hier dargestellten Anordnung kann die Ent- -spannungsvorri.chtung jedooh auch vom Explosionsmotor räumlich getrennt werden. Die heißen Auspuffgase werden durch Leitung F abgeführt und dienen im Wärmeaustauscher C zur Überhitzung des Methans. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Abbildung !die Ventile sowie die Zuleitungen für die Verbrennungsluft nicht eingezeichnet. Um eine unzulässige Drucksteigerung im Tank zu vermeiden, ist das Sicherheitsventil G vorgesehen, idurch das -dampfförmiges Methan aus dem Tank in .den Ansaugstutzen des Motors E eingeleitet werden kann.
Für die Pumpe .B kann, eine Kolbenpumpe oder eine andere hierfür geeignete Flüssigkeitspumpe angewandt werden. Auch ist es möglich., entsprechend ,der bei -Dampfmaschinen üblichen Konstruktionen als Pumpe eine Dampfstrahlpumpe anzuordnen, wobei als Treibmittel der heiße, aus dem Austausoher C austretende Methandampfdient.
In Abwandlung des hier beschriebenen Verfahrens kann auch @die Pumpe B . vollkommen in Wegfall kommen, wenn dafür ein Entweichen des Gases aus dem Tank so .lange unterbunden wird, Abis sich im Tank ein möglichst hoher Druck eingestellt hat. Der Tank ist dann natürlich entsprechend starkwandig auszuführen.
Zahlenmäßig ergeben sich etwa folgende Verhältnsse: Für (die Verdichtung von T Ncbm Methan i -f- ioo atü !(gemessen als Gas) sind im flüssigen Zustand etwa 8 bis 15 kcal aufzuwenden. Wird dieses Methan auf 5rio° erhitzt und dann entspannt, so können hierbei etwa i-z,0 kcal als äußere Arbeitsleistung gewonnen werden; so daß man reit einem Leistungsgewinn von etwa ioo kcal pro Normalkwbikmeter Methan an der Welle rechnen kann. Dies entspricht etwa 5 % der bei der Verbrennung des Methans in einem Explosionsmotor erzielbaren Leistung, so daß,das Verfahren also bei entsprechend großen Anlagen eine: @durchaus !beachtliche Verbesserung des Wirkungsgrades,dergesamten Anlage bedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verdampfung von verflüssigten Brenngasen, insbesondere Methan, da-.durch. gekennzeichnet, daß das Gas in flüssiger Form auf wesentlich erhöhten Druck gebracht, unter diesem Druck verdämpft und überhitzt wird und schließlich unter Gewinnung äußerer Arbeit auf denjenigen Druck entspannt wird, unter !denn es anschließend verwandt wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssiggas aus einem unter normalen oder nur mäßigen Überdruck, stehenden Tank von einer Druckpumpe auf den erhöhten Druck !gefördert wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme von Dampf aus ,dem Speichertank so lange gedrosselt wird, bis sich auf Grund! ,der unvermeidbaren Wärmezufuhr durch die Isolation oder durch entsprechende Heizung ein genügend erhöhter Druck eingestellt bat, worauf dann das verflüssigte Gas in den Verdampfer gegeben und wie oben verfahren wind. q.. Verfahren nach Anspruch. i und r2; oder 3. dadurch gekennzeichnet, @daß zur Verdampfung und Überhitzung- des verflüssigten Gases die heißen Abgase ;des mit dem Flüssiggas gespeisten Verbrennungsmotors-verwandt werden. 5. Verfahren nach Anspruch '.i und' q., dadurch gekennzeichnet, -daß eine solche Überhitzungstemperatur gewählt wird, daß das Gas nach der Entspannung unter Arbeitsleistung gerade mit der Temperatur anfällt, unter der es für den nachfolgenden Verwendungszweck am geeignetsten ist. ,6. Verfahren nach Anspruch i und 5, @dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässig hohem Druck im Speichertank aus dem Dampfraum des Tanks durch ein Sicherheitsventil Gas abgeführt und beim Verfahren nach Anspruch z nach der jarbeitsleistenden Entspannung, bei Verfahren nach Anspruch 3 vor dieser dem Hauptgasstrom zugeführt wird. 7. Verfahren nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Dampfstrahlpumpe zur Förderung des Flüssiggases auf dem erhöhten Druck ein Teilstrom des im Austauscher (C) überhitzten Brenngases verwandt wird!.