DE960399C

DE960399C - Verfahren zur unvollstaendigen Verbrennung von Brennstoffen unter unmittelbarer Gewinnung mechanischer Arbeit

Info

Publication number: DE960399C
Application number: DED18770A
Authority: DE
Inventors: Dr Lajos Von Szeszich
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1954-09-30
Filing date: 1954-09-30
Publication date: 1957-03-21

Description

Es ist bekannt, Synthesegas aus Brennstoffen, wie z. B. Methan, höheren Kohlenwasserstoffen, ferner aus ölen, auf die Weise herzustellen, daß man diese in einem Gasmotor mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, die jedoch mehr Sauerstoff als Luft enthalten, zur Umsetzung bringt. Hierbei muß der Sauerstoff in solchen Mengen vorhanden sein, daß er zur vollständigen Umsetzung der Brennstoffe zu Kohlendioxyd und Wasserdampf nicht ausreicht. Neben dem Brennstoff und dem Sauerstoff oder den sauerstoffhaltigen Gasen können gleichzeitig auch Wasserdampf oder Kohlensäure bei der Reaktion zugegen sein.
Es isst ferner vorgeschlagen worden, dieses Verfahren so durchzuführen, daß die gasförmigen Kohlenwasserstoffe und der Sauerstoff oder die sauerstoffhaltigen Gase vor der Zuführung zu dem Motor in einem Zwischenbehälter homogen vermischt werden. Hierbei ist es zweckmäßig, darauf zu achten, daß das Mischungsverhältnis innerhalb der Grenzen von F -i%, konstant bleibt.
Bei der Durchführung der unvollständigen Verbrennung in einer Gasmaschine hat es sich gezeigt, daß die Zündung -des zur Reaktion gebrachten Gemisches Schwierigkeiten bereiten kann. Da man bei der Durchführung des Verfahrens tief in dem Sauerstoffunterschußgebiet arbeitet, haben solche Gemische eine geringe Zündwilligkeit, zeigen unter Umständen einen langen Zündverzug und lange Verbrennungsdauer. Deswegen kommt man gewöhnlich mit Zündvorrichtungen, wie sie bei Verbrennungsmotoren allgemein verwendet werden, nicht zum Ziele.
Es wurde nun gefunden, daß man bei Benutzung solcher Gemische Synthesegas in einem Verbrennungsmotor einwandfrei und ohne Störungen herstellen kann, wenn man zur Durchführung der Reaktion einen Motor, der als »Vorkammer-Maschine« bekannt ist, verwendet und die Zündvorrichtung in der Vorkammer unterbringt. Bei dieser Arbeitsweise wird das in der Vorkammer vorhandene Gemisch zuerst zur Zündung gebracht, und die aus der Vorkammer herausschlagende Flamme bringt die Hauptladung, die sich im Verbrennungsraum befindet, zur Zündung und zu rascher Verbrennung.
Es wurde ferner gefunden, daß die Zündung von der Vorkammer aus noch weiter verbessert werden kann, wenn man in die Vorkammer entweder gleichzeitig mit dem Saughub oder kurz vor oder nach dem Saughub eine kleine Menge Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas einleitet. Dieses Einleiten kann am zweckmäßigsten durch ein kleines Einlaßventil, das mit der Vorkammer direkt verbunden ist und durch eine Hilfssteuerwelle gesteuert wird, geschehen. Durch die Zuführung von zusätzlichem Sauerstoff in die Vorkammer befindet sich in dieser im Augenblick der Zündung ein leichter entzündbares und verbrennbares Gemisch als das Gemisch im Hauptverbrennungsraum des Zylinders.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung, wie sie zur Ausführung des erfindungsgemäßen Veifahrens verwendet werden kann, schematisch wiedergegeben.
i ist der Zylinder des Motors, a der Kolben, 3 das Einlaßventil, 4 das Auslaßventil, 5 die Vorkammer, 6 die Zündvorrichtung.
Wenn man in die Vorkammer noch zusätzlich Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas zuleiten will, ist in der Vorkammer sinngemäß ein kleines Einlaßventil angeordnet. Beispiel In einem Gasmotor, der bei dem Verdichtungsverhältnis von i :7,5 arbeitet, wird ein Gemisch von Methan und Sauerstoff verbrannt. Das Volumverhältnis Sauerstoff : Methan beträgt o,68. Verwendet wird eine Vorkammerdieselmaschine; die Zündung ist in der Vorkammer angeordnet. Bei Verwendung einer solchen Maschine entsteht bei der unvollkommenen Verbrennung weniger als o,io/o freier Kohlenstoff, bezogen auf den Kohlenstoffgehalt des verwendeten Methans, und die Maschine läuft störungsfrei und ohne Aussetzer. Wenn man die Vorkammer abschaltet und die Zündung direkt in dem Hauptverbrennungsraum unterbringt, verläuft die Reaktion unter starker Rußbildung, die Maschine setzt häufig aus, und unter Umständen kommt sie gänzlich zum Stillstand. Ein störungsfreier Betrieb läßt sich in diesem Falle nur bei. Erhöhung des Sauerstoff-Methan-Verhältnisses auf etwa 0,74 aufrechterhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur unvollständigen Verbrennung von gasförmigen und fein zerstäubten flüssigen Brennstoffen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Durchführung der unvollständigen Verbrennung eine Vorkammermaschine verwendet, wobei die Zündung des Gasgemisches von der Vorkammer aus erfolgt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man der Vorkammer während des Ansaughubes oder kurz vorher oder nachher zusätzlich Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas zuführt.