NO793805L - Brensel for forbrenningsmotorer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår brensel for innvendige forbrenningsmotorer .

Det er velkjent at undersøkelser og forsøk stadig utføres for å forbedre egenskapene og oppførselen av brensel for innvendige forbrenningsmotorer, spesielt hva gjelder deres varmekapasitet, antennelsesegenskaper, smøreevne og renseevne og spesielt muligheten for å oppnå en maksimal reduksjon av rester'i ekshaustgassen, som carbonmonoxyd og nitrogenoxyder, som kan virke negativt inn på forurensningen av atmosfæren.

Forsøket på å forbedre bruksegenskapene for disse brensler er for tiden stimulert av kjennskapet til den begresede jord-oljemengde i kjente kilder og den konstante økning i prisen på råolje.

Ut fra undersøkelser som hittil er blitt utført er flere interessante forslag blitt fremmet som er blitt rettslig be-skyttet på grunn av den økonomiske verdi som de representerer. Alle disse gjelder i alminnelighet tilsetningsmidler som når

de tilsettes til naftha, fører til ett eller flere av de efter-søkte forbedrede resultater. Under denne gruppe finnes forslag om rense- og antifrysetilsetningsmidler, oxydasjons- og korrosjonsinhibitorer, midler for å forbedre octantallet og forbindelser som hindrer eller nedsetter motorbanking, for-brenningsforbedrende midler og, spesielt for middels tunge brensler, som de som anvendes i dieselmotorer, flytbarhets-forbedrende midler etc.

Forskningen har mer nylig befattet seg med oppnåelse av brenselsblandinger hvori andelen av mineralbrensel reduseres noe i forhold til den samlede blanding ved å erstattes med fornybare brensler.

Innen denne gruppe kan henvisning gjøres til f.eks. US patentskrift nr. 4022589 som angår et forbedret rensetilset-ningsmiddel som generelt omfatter 10-50 vektdeler polybuten-amin med en molekylvekt av 600-3000 i blanding med en paraffinisk smøremiddelolje som er oppløsningsmiddelraffinert.

US patentskrift nr. 3877887 angår på sin side et brensel

av hydrocarboner med et kokepunkt innen kokepunktsområdet for naftha, blandet med 0,03-1,0 vekt% av en paraffinisk olje-fraksjon som består av minst 55% paraf f iniske hydrocarboner og under 16% aromatiske hydrocarboner og med en molekylvekt av

540-850.

US patentskrift nr. 3902868 angår en annen side av samme sak og foreslår at et tilsetningsmiddel skal tilsettes i form av en damp til et brensel, som naftha, i det kammer hvori den sistnevnte blandes med luft. Dette tilsetningsmiddel utgjøres av en blanding av alkohol, som methanol og vann, i en mengde av 20-60 volum% for methanolens vedkommende og 80-40 vekt% for vannets vedkommende. Dette tilsetningsmiddel tilsettes i en mengde av 0,2-1,2 vekt% i forhold til den samlede vekt av nafthaen.

Et interessant tilsetningsmiddel er beskrevet i US patentskrift nr. 4036604 som angår en blanding av terpentin, alkohol og aceton, hvori mengden av aceton er avhengig av den anvendte type alkohol og av brukstemperaturen for blandingen. Denne blanding kan også anvendes som et brensel.

I US patentskrifter nr. 3901664 og nr. 3988122 er beskrevet brensler som inneholder 1-40 volum% av et oxylat og 99-60 volum% av lette hydrocrackede fraksjoner. Betegnelsen "oxylat" er anvendt for å angi en blanding av tert. butyl-alkohol, isopropylalkdhol og methanol.

Endelig er i US patentskrift nr. 3925031 et tilsetningsmiddel beskrevet som består av en blanding av nafthalen, kamfer, toluen, benzilisk alkohol og naftha. Denne blanding kan også inneholde en liten mengde av en lavere alkohol.

De ovennevnte patentskrifter utgjør bare en del eksempler på det arbeide som er blitt utført innen dette område i de siste par år og som delvis angår den foreliggende oppfinnelse. Det er av interesse å påpeke at alle disse, bortsett fra

ett patentskrift, angår tilsetningsmidler som må tilsettes i små mengder til hovedvolum av naftha eller lignende hydrocarboner.

Den foreliggende oppfinnelse angår et brensel som i det vesentlige består av en bladning av komponenter som ikke bare utgjør en absolutt balansert sammensetning, spesielt hva gjelder varmekapasitet, jevn forplantning av eksplosjonsbølgen, hurtig antennelse, en eksplosjonsfront som har en jevn tem-peratur, tilveiebringelse av den nødvendige smøring og rensing i matesonen, forbrenning og ekshaustgass uten rester og en tilstrekkelig effektivitet uten uønsket banking, og også hva gjelder rene ekshaustgasser og dermed minimal forurensning av atmosfæren.

Blant de interessante særtrekk ved det foreliggende brensel kan nevnes at det inneholder minst 15 vekt% brensler som skriver seg fra fornybare kilder, mens det på den annen side kan anvendes i vanlige motorer uten vesentlige for-andringer av disse og med i det vesentlige den samme slitasje som den som kan iakttas under normale arbeidsbetingelser.

Et spesielt særtrekk, og et meget viktig særtrekk, ved brenslet ifølge oppfinnelsen beror på den kjensgjerning at til tross for at det tilsynelatende utgjøres av en blanding av komponenter, er den virkning som oppnås under bruk av brenslet ikke en virkning som bare utgjøres av en sum av virkningene av hver enkelt av komponentene, men en forskjellig og spesiell virkning ved at enkelte av de iboende egenskaper for komponentene økes, som antennelsen. Samtidig oppnås en lavere arbeidstemperatur for motoren ved anvendelse av det foreliggende brensel enn den forbrenningstemperatur som er vanlig ved anvendelse av hvilke som helst av de vanlige naftha-brensler, med eller uten tilsetningsmidler, så vel som ved anvendelse av blandinger av forskjellige brensler, som alkohol og naftha.

Brenslet ifølge oppfinnelsen er særpreget ved at det omfatter 15-70 vekt% alkohol fra gruppen alifatiske og aromatiske alkoholer med opp til 9 carbonatomer og blandinger derav, idet alkoholene skriver seg fra vegetabilske kilder foruten at de er resultater av synteser fra andre råmaterialer enn de oljeholdige råmaterialer, og med et vanninnhold av 0-20 vekt%, 5-20 vekt% ethere fra gruppen alifatiske ethere med opp til 8 carbonatomer, aromatiske ethere avledet fra toluen og med opp til 8 carbonatomer og blandinger derav og som skriver seg fra vegetabilske kilder og dessuten fra syntese fra andre råmaterialer enn de oljeholdige råmaterialer, 2-4 vekt% av en hydrocarbonfraksjon som skriver.seg fra primærdestillasjon av jordolje og annen cracking og blandinger derav og med et kokepunkt av 200-400°C, 0,5-30 vekt% primærdestillert naftha og blandinger derav, og minst én av forbindelsene fra de følgende grupper: a) 0,2-35 vekt% kamfer, kamfan, kamfen, nafthalen, derivater derav og blandinger derav, b) 0,1-2,0 vekt% av en olje fra gruppen mineralske, vegetabilske og animalske oljer og oljer som skriver seg fra syntese, alkyl- og arylethere derav og blandinger derav, c) 0,1-1,0 vekt% av et hydrocarbon erholdt ved destillasjon uten pyrolyse av jordolje og med et kokepunkt av 150-300°C, d) 0,2-1,0 vekt% av en hydrocarbonfraksjon som skriver seg fra primærdestillasjon av jordolje og med et kokepunkt av

60-150°C, og e) 0,2-30 vekt% av en forbindelse fra gruppen benzen, alkylerte derivater av benzen med opp til 4 carbonatomer og blandinger derav.

De ovennevnte alifatiske og aromatiske alkoholer og ethere som skriver seg fra andre råmaterialer enn de oljeholdige råmaterialer, kan fremstilles ved syntese ut fra kull, anthrasitt og andre fossile kull og lignende mineralske kull, og dessuten ut fra carbondioxyd og carbonmonoxyd.

Forbindelsene som er derivater av nafthaien, kan på

sin side være tetralin og dessuten cis- og trans-decalin.

Endelig kan de hydrocarboner som oppnås ved destillasjon uten pyrolyse av jordolje, fortrinnsvis være av den type som betegnes som "energetisk aktiverte" og som er vel kjent på markedet, som f.eks. "Ergonex".

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

Et brensel ifølge oppfinnelsen ble fremstilt på basis

av de følgende komponenter:

Eksempel 2

Et annet brensel ifølge oppfinnelsen ble fremstilt på basis av de følgende komponenter:

Eksempel 3

Et tredje brensel ble fremstilt med de følgende komponenter:

Eksempel 4

Et brensel ifølge oppfinnelsen ble på samme måte som

i de ovenstående eksempler fremstilt med de følgende komponenter:

Dette brensel er spesielt egnet for dieselmotorer.

Eksempel 5

Det følgende brensel er egnet for turbiner og inneholder de følgende komponenter:

Forsøk ble utført med brenslene ifølge de tre første eksempler idet en naftha av spesialkvalitet ble anvendt som standard, i en Renault R12 TS bil med en motor med fire linje-stilte sylindre og med en kapasitet av 1397 cm 3.

De oppnådde resultater var lignende for de tre brensler ifølge oppfinnelsen og er gjengitt i den nedenstående tabell som viser de funksjonelle parametre for brenslene sammen-lignet med de funksjonelle parametre for naftha.

Resten av elementene ifølge spesifikasjoner for begge tilfeller.

Det fremgår at ved hjelp av brenslet ifølge oppfinnelsen ble det oppnådd enøkning på 4 2,5% av vakuuminngangen, mens det var mulig å øke fortenningen med 15° uten å forårsake banking under de kraftigste arbeidsbetingelser. Dessuten ble ingen selvtenning, absolutt renhet på tennpluggene, i for-brenningskammerne og stemplene og dessuten i ventiler og ekshaustanlegg, avsetning og tilførsel til forgassersystemer iakttatt.

Kaldstarten skjedde dessuten øyeblikkelig, mens den høyeste arbeidstemperatur var lavere enn den høyeste arbeidstemperatur for naftha, og en kaldere ekshaustgass og, hvilket er en meget viktig faktor, fravær av merkbare mengder CO og NOx i disse gasser ble iakttatt.

Det bør til slutt også påpekes at forbrenningen viste seg å være ekvivalent med forbrenningen av spesialnafthaen som ble anvendt som standard, dvs. 8,51 liter for hver 100 km ved 3900 opm og en last på 350 kg.

Claims (6)

1. Brensel for forbrenningsmotorer, karakterisert ved at det omfatter 15-70% av en alkohol fra gruppen alifatiske og aromatiske alkoholer med opp til 9 carbonatomer og blandinger derav, idet alkoholene skriver seg fra vegetabilske råmaterialer og dessuten er et resultat av syntese fra andre råmaterialer enn de oljeholdige råmaterialer, og med et vanninnhold av 0-20 vekt%, 5-20 vekt% ethere fra gruppen alifatiske ethere med opp til 8 carbonatomer, aromater avledet fra toluen og med opp til 8 carbonatomer og blandinger derav og som skriver seg fra vegetabilske råmaterialer og dessuten er et resultat av syntese av andre råmaterialer enn de oljeholdige råmaterialer, 2-4 vekt% av en hydrocarbonfraksjon som skriver seg fra primærdestillasjon av petroleum og fra 2. cracking, og blandinger derav, med ét kokepunkt av 200-400°C, 0,5-30% primærdestillert naftha og blandinger derav, og minst én av forbindelsene fra de følgende grupper: a) 0,2-35 vekt% kamfer, kamfan, kamfen, nafthalen, derivater derav og blandinger derav, b) 0,1-2,0 vekt% av en olje fra gruppen mineralske, vegetabilske og animalske oljer og oljer som skriver seg fra syntese, alkyl- og arylethere derav og blandinger derav, c) 0,1-1,0 vekt% av et hydrocarbon fremstilt ved destillasjon uten pyrolyse av petroleum og med et kokepunkt av 150-300°C, d) 0,2-1,0 vekt% av en hydrocarbonfraksjon som skriver seg fra primærdestillasjon av petroleum og med et kokepunkt av 60-150°C, og e) 0,2-30 vekt% av en forbindelse fra gruppen benzen, alkylerte derivater av benzen med opp til 4 carbonatomer og blandinger derav, idet alle de angitte prosenter er basert på den samlede vekt av brenslet.

2. Brensel ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter 46 vekt% ethanol (95° ), 20 vekt% vanlig naftha, 6,3 vekt% kerosen, 4 vekt% benzen, 3 vekt% petroleumsether (k.pkt. 60-80°C), 0,4 vekt% mineralsk smøreolje, 1,0 vekt% nafthalen, 10 vekt% tetralin, 9 vekt% ethylether, og 0,3 vekt% av et hydrocarbon som skriver seg fra destillasjon uten pyrolyse av petroleum og med et kokepunkt av 150-300°C.

3. Brensel ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter 26,1 vekt% ethanol (95°), 9 vekt% ethyl ether, 20 vekt% benzylalkohol, 1 vekt% kamfer, 10 vekt% decalin, 20 vekt% vanlig naftha, 6 vekt% kerosen, 4 vekt% toluen,

3 vekt% petroleumsether (k.pkt. 60-80°C), 0,4 vekt% ricinusolje, og 5 vekt% av et hydrocarbon som skriver seg fra destillasjon uten pyrolyse av petroleum og med et kokepunkt av 150-300°C.

4. Brensel ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter 5 vekt% ricinusolje forestret med fusel-oljé, 16,5 vekti ethanol (95°) , 9 v.ekt% ethylether, 5 vekt% 1.3.5-trimethylbenzen, 5 vekt% kerosen, 20 vekt% vanlig naftha, 10 vekt% decalin, 1 vekt% kamfen, 3 vekt% petroleumsether (k.pkt. 60-80°C), 0,5 vekt% av et hydrocarbon som skriver seg fra destillasjon uten pyrolyse av petroleum, og 25 vekt% tolylcarbinol.

5. Brensel ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter 26% dieselolje fra 2. cracking, 10 vekt% amylether, 10 vekt% nafthalen, 5 vekt% mineralolje, 1 vekt% av et hydrocarbon som skriver seg fra destillasjon uten pyrolyse av petroleum og med et kokepunkt av 150-300°C, 30 vekt% toluen, 15 vekt% benzylalkohol og 3 vekt% vann.

6. Brensel ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter 26 vekt% gassolje, 10 vekt% amylether, 10 vekt% nafthalen, 5 vekt% mineralolje, 1 vekt% av et hydrocarbon som skriver seg fra destillasjon uten pyrolyse av petroleum og med et kokepunkt av 150-300°C, 30 vekt% 1.3.5.-trimethylbenzen, 15 vekt% benzylalkohol og 3.vekt% vann.