IT8049178A1 - Miscela combustibile. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell 'invenzione avente per titolo:

"Miscela combustibile"

R i a s s u n t o

Miscela combustibile, in particolare per autotra = zione, composta da un costituente base scelto tra gasolio, nafta, benzina, olio combustibile e ulte= riormente da acqua, alcool etilico e additivi mino ri come la canfora.

Tale miscela consente una migliore combustione del costituente base, diminuendone sensibilmente il con sumo. Nel caso di impiego per autotrazione, L'in = venzione consente altres? di aumentare la potenza del motore, riducendo ulteriormente, a parit? di prestazioni, i consumi, e di abbassare sensibilmen te l'emissione nei gas di scarico degli ossidi d 'a zoto, inquinanti. Avendo inoltre la miscela dell'in venzione un elevato numero di ottano, ? possibile anche eliminare o comunque ridurre notevolmente dal. la benzina i composti antidetonanti a base di piom bo, riducendo cos? un'ulteriore fonte di inquinamento.

D e s c r i z i o n e.

La presente invenzione si riferisce ad una miscela combustibile; pi? in particolare ad una miscela combustibile utile specialmente nel campo dell?au= totrazione e segnatamente in connessione a motori che utilizzano il ciclo Otto, e tuttavia impiegabi le vantaggiosamente anche nei motori a ciclo Die = sei e nelle caldaie, ad esempio da riscaldamento, anche se a carbone.

E' noto che nella combustione di combustibili esi= stono alcuni problemi, legati essenzialmente all'u tilizzazione totale del combustibile stesso, sia per motivi economici, sia perch? gli incombusti nei gas di scarico possono essere notevolmente in= quinanti e quindi dannosi per l'ambiente e per la salute degli uomini.

In particolare, nei motori a.combustione interna il problema ? particolarmente sentito. Sono state proposte numerose soluzioni a questi problemi, ma solo negli ultimi anni, in relazione al fortissimo aumento del prezzo del petrolio, il problema della diminuzione del consumo dei derivati combustibili del petrolio si ? posto in modo drammatico, e la sua soluzione ? stata affrontata in modo serio e massiccio.

Sembra che per il momento una sostituzione totale dei derivati combustibili del petrolio con altri prodotti e altre fonti di energia sia altamente im possibile, per gli enormi problemi di investimenti e di produzione che tale sostituzione comporta. CO s? ad esempio, nel campo dell1autotrazione, ? noto che l?alcool etilico ? un ottimo combustibile, ma ? ancora impossibile produrre alcool etilico in quantit? sufficienti. Sono in corso sforzi grandiS simi per incrementare la produzione di alcool eti= lico, ad esempio sfruttando microorganismi in gra= do di trasformare la cellulosa in saccarosio e quindi in alcool, ma tali ricerche anche se inte = ressanti e promettenti sono ancora lontane dall'a= vere raggiunto uno stadio industriale.

L'utilizzazione del carbone per ottenere benzina ? gi? una realt? industriale, purtroppo destinata so lo ai Paesi ricchi in carbone; comunque in tal ca= so si tratta solo di spostare l'attenzione da una materia prima non rinnovabile come il petrolio ad un'altra materia prima, altrettanto non rinnovabi= le, come il carbone. La stessa cosa si pu? dire della produzione di benzina da gas naturale via alcool metilico.

L'autotrazione elettrica totale ? anch'essa molto lontana da un 'applicazione pratica, perch? le cel= le solari fotovoltaiche hanno alto costo e bassa resa e le celle a combustibile sono ancora lontane dall'applicazione pratica di massa, mentre batte = rie a lunga durata e alta autonomia sono, in linea di massima, ancora allo stadio di ricerca, e comun que sono molto costose.

La soluzione, per il momento, a questi problemi sembra risiedere in applicazioni miste, in cui, ad esempio, alla benzina vengono aggiunti additivi in grado di sostituirla e/o di aumentarne la resa, op pure in cui motore elettrico e motore a benzina co esistono, il primo per le basse velocit? ed il se= condo per le velocit? pi? elevate e per ricaricare le batterie che azionano il motore elettrico.

Negli ultimi anni moltissime di queste soluzioni per cos? dire miste sono state proposte, come ri = sposta ad un'esigenza effettiva e stringente di risparmio, anche se la base di tali soluzioni ? molto vecchia ed in alcuni casi quasi coetanea del motore a combustione interna.

In fondo, la benzina ? stata a suo tempo universal mente adottata esclusivamente per motivi economici e di semplicit? di approvvigionamento, a scapito di altri combustibili altrettanto efficaci, maga = ri, ma all'epoca pi? costosi e comunque meno in = teressanti.

Ad esempio, ? noto da moltissimi anni che alcuni composti organici come l'alcool etilico, e l'etere etilico possono essere vantaggiosamente impiegati in particolare nell'avviamento di motori a combu = stione interna, o in particolari casi quando sono necessari spunti o aumenti, anche notevoli, di po= tenza .

E' anche noto che l'acqua, opportunamente mescola= ta alla benzina, o alla nafta, o all'olio combusti bile ne permette una pi? completa combustione.

Sono state suggerite molte miscele benzina-acquaalcool, in particolare con l'alcool etilico molto meno dannoso dell'alcool metilico per la vita del motore.

Comunque, i risultati non sono stati esaltanti.Ad esempio, in "Hydrocarbon Processing" del febbraio 1980, pagg. 72-75 sono riportati i risultati di alcune prove con alcool etilico e con miscele ben= zina-alcool e benzina-acqua-alcool.

Le prove effettuate su lunghe distanze hanno mo = strato per l'alcool etilico consumi compresi tra circa n e circa 16 km/h (senza indicazioni di ve= locit?).

In una prova comparativa effettuata con una Pontiac 4 cilindri, non si sono viste differenze significa tive di consumo tra miscele 20% alcool - 80% benzina e la benzina da sola. In una prova effettuata dalla BASF A.G. in collaborazione con il Ministero Tedesco per la Ricerca e la tecnologia, sono stati percorsi circa 70.000 km con una Volkswagen Sciroc co automatica, di 1500 cc con rapporto di compres= sione 12:1. A parte la conferma che l'uso di alco= li (in questa prova alcool metilico) ? praticamen= te possibile, i dati di consumo sono stati che a 110 km/h erano necessari 8 litri di benzina a bas= so numero di ottano e circa 1 litro di alcool- aq= qua (90?10%) per compiere 100 km, mentre a circa 150 km/h erano necessari circa 7 litri di benzina e 7 di miscela acqua-alcool per 100 km.

Un gran numero di altre pubblicazioni e brevetti ? disponibile su questo argomento, ma qui per brevi= t? non viene riportato. Tuttavia, il dato ricavabi le da queste notizie ? che, nonostante un grande interesse per l'argomento, la soluzione al proble= ma della diminuzione dei consumi dei derivati del petrolio, in particolare nell'autotrazione, ? an= cora lontana, soprattutto in quanto il risparmio consentito dalle note miscele benzina-alcool e ga solio-alcool non ? rilevante, anche se alcuni dati indicano un abbassamento di consumo di benzina a;t torno al 10%, peraltro compensato dalla quantit? di alcool bruciato.

Scopo della presente invenzione ? di fornire una nuova miscela combustibile in gradi di consentire una parziale sostituzione dei derivati del petro= lio, ed inoltre di consentire una effettiva diminu zione dei consumi totali di combustibili.

La miscela oggetto della presente invenzione consi ste di due liquidi, dei quali il primo ? scelto tra benzina, gasolio, nafta, olii combustibili, ed il secondo ? costituito da una miscela di acqua,a1 cool ed almeno un composto scelto nel gruppo com = prendente canfora, idrocarburi biciclici monoterpe nici (ad es. canfene, -fencene) oppure aldeidi e chetoni monoterpenici (ad es. fencione).

Per brevit?, d'ora in avanti ci riferiremo al pri mo liquido con il termine "benzina", ed al terzo componente del secondo liquido con il termine "can fora"; inoltre, la seguente descrizione sar? rife= rita per semplicit? all'applicazione dell'invenzio ne ai motori a benzina. Resta tuttavia inteso che quanto segue ? adattabile al gasolio, alla nafta, all?olio combustibile, ai bruciatori per caldaia, al motore a ciclo diesel, ecc.

Nell'applicazione della presente invenzione, i due liquidi base vengono mescolati soltanto nel condotto di aspirazione, tale miscelazione avendo inizio prima della valvola a farfalla del carburatore, quando questo ? presente, per essere completata nel collettore di aspirazione del motore.

La miscela che viene cos? inviata ai cilindri ? composta per 80-96% da benzina e per il rimanente dal secondo liquido, comprendente il 70-85% di aq= qua, lo 0.1-1% di canfora, il rimanente essendo al cool etilico commerciale al 93%.

Con tale miscela sono stati percorsi 20.000 km con una Fiat 500 R e 10.000 km con una Fiat Panda 30. Le prove sono state eseguite su strada, in percor= so misto, con una guida normale, ossia n? partico= larmente accorta, n? particolarmente sportiva, con due persone a bordo e bagagli per circa 60 kg, con serbatoio pieno alla partenza. I risultati sono riportati in tabella, con dati di confronto per la Panda 30 relativi a consumi normalizzati secondo la normativa corrente, desunti da una nota rivista automobilistica italiana:

Come ? chiaramente visibile, almeno per la Panda 30, i consumi effettivi sono, con l'eccezione per la velocit? di 60 km/h, inferiori a quelli norma = lizzati riportati dalla rivista in questione i qua li, com'? noto, vengono ricavati da prove effettua te a velocit? costante, in piano, con una sola per sona, senza bagaglio e con un solo litro di benzi= na nel serbatoio alla partenza, e sono notoriamen= te inferiori a quelli riscontrabili effettivamente su strada.

Il consumo del secondo liquido (costituito, co= me detto in precedenza, da acqua, alcool e canfo = ra) ? estremamente basso ed ? risultato compreso tra 2 e 3 litri per 20 litri di benzina; ossia, considerati i consumi di benzina, il consumo del secondo liquido ? risultato compreso tra circa 5 e circa 7,5 centimetri cubi per chilometro.

Lo scopo dell'invenzione ? quindi pienamente rag = giunto, infatti il liquido aggiunto alla benzina ne esalta la propriet?, in particolare alle eleva= te velocit?, aumentandone considerevolmente la re= sa, e d'altra parte viene consumato in quantit? ir risoria, per cui non si ha, come nei casi noti,una semplice sostituzione di carburante, ma un vero e proprio risparmio totale di carburante, consideran do che il secondo liquido contiene al massimo il 30% di alcool. Contemporaneamente, il motore non soffre per queste aggiunte, n? nell'avviamento a freddo n? nella potenza e nella ripresa, che anzi aumentano in modo vistoso. E? noto infatti che, nelle vetture di piccola cilindrata, a cominciare da una velocit? di 60-70 km/h l'accelerazione ? estremamente lenta, per cui per un sorpasso ? so = vente necessario scalare la marcia per fare arqui= stare giri al motore. Con la miscela secondo la presente invenzione a tali velocit?, ed anche fino a pi? di 90 km/h, l'accelerazione ? pronta e sensi^ bile, in modo che non risulta necessario effettua= re manovre con il cambio.

Sono state effettuate prove analoghe con autovet = ture alimentate a nafta, riscontrando miglioramen= ti notevoli nel consumo e nella potenza del moto = re, tuttavia sono state effettuate finora poche prove per poche migliaia di chilometri, per cui non ? possibile dare una tabella significativa di consumi .

Sono state effettuate prove anche con bruciatori di gasolio per riscaldamento, e sono stati riscori= trati risparmi dell'ordine del 20+35%, in funzione del tipo di bruciatore e di caldaia utilizzati.

Claims (2)

R i v e n d i c a z i o n i

1. Miscela combustibile caratterizzata dal fatto di essere costituita da due liquidi miscelati al mo= mento dell'uso, il primo liquido essendo scelto nel gruppo comprendente benzina, gasolio, nafta e olii combustibili, ed il secondo essendo costituito dal 70?85% in volume da acqua, dallo 0.1*1% di una sostanza scelta nel gruppo comprendente canfora, idrocarburi biciclici monoterpenici (ad es. canfe ne, -fencene) oppure aldeidi e chetoni monoterpe nici (ad es. fencione), e per il rimanente da al= cool etilico commerciale.

2. Miscela secondo la rivendicazione 1, caratterizza ta dal fatto che il primo liquido costituisce

1'80?96% della miscela.