Kraft- oder Heizstoff, insbesondere Treibmittel für Fahrzeugbrennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft einen Kraft- oder Heizstoff, der hauptsächlich als Treibmittel für Fahrzeugmotoren verwendbar ist.
Es sind die verschiedensten gasförmigen Betriebsstoffe für Brennkraftmasehinen, spe ziell für Fahrzeuge vorgeschlagen worden. Unter anderem hat man das beider Leucht- gasgewinnung anfallende Methan zum Be trieb von Kraftwagen benutzt,. und zwar hat man das gasförmige, hochkomprimierte Me than in Stahlflaschen auf dem Fahrzeug mit geführt.
Abgesehen davon, dass dieses Gas in seiner Herstellung verhältnismässig teuer ist und als Abfallprodukt den sehr grossen allgemeinen Kraftstoffbedarf nicht befrie digen kann, hat die genannte Verwendung dieses Gases den grossen Nachteil, dass in die Stahlflaschen nur eine verhältnismässig ge ringe Gasmenge gepresst werden kann und dass demzufolge der Aktionsradius so gering ist, dass diese Betriebsweise beispielsweise für Personenwagen überhaupt nicht in Frage kommt. Man hat dann vorgeschlagen, das Methan in verflüssigtem Zustand in entsprechenden Behältern auf dem Fahrzeug mitzuführen.
Auch dieser Vorschlag kommt für die Praxis nicht in Frage, und zwar hauptsächlieh aus dem einfachen Grunde, weil Methan bei nor maler Temperatur unter keinen Umständen, auch nicht bei sehr hohem Druck, flüssig ge halten werden kann. Es verhält sich also ähnlich wie flüssige Luft. Das in besonderen doppelwandigen, wärmeisolierenden Gefässen aufzubewahrende flüssige Methan kann dem gemäss nur ganz kurze Zeit flüssig gehalten werden.
Weiterhin hat das flüssige Methan den grossen Nachteil, dass es nicht in der für den Betrieb von Brennkraftmaschinen erforder lichen Menge verdampft werden kann, ohne dass eine erhebliche Drucksteigerung eintritt. Es ist daher das Methan nicht in gasför migem, sondern nur in flüssigem Zustand als Betriebsstoff für Verbrennungskraftmaschi- nen zu verwerten, ähnlich wie ein anderer flüssiger Treibstoff.
Es ist ferner bekannt, flüssiges Propan für Heiz- und Kochzwecke zu benutzen. Pro pan besitzt eine grosse Verdampfungswärme, und es ist daher ebenfalls nicht möglich, die zum Betrieb von Brennkraftmaschinen be nötigten gasförmigen Betriebsstoffmengen aus flüssigem Propan rasch zu entwickeln. Es hat sich gezeigt, dass wegen der hohen Verdampfungswärme im Betrieb eine starke Abkühlung der Brennstoffzuführungsleitun- gen und eine Vereisung derselben eintritt.
Versuche haben gezeigt, dass pro Stunde un- P 01 fähr nur ein m' Gas aufs flüssigem Propan gebildet werden kann.
Neben diesem schRrerwiegenden Nachteil ist noch zu berücksichtigen, @dass Propan nur in geringen Mengen bei der Kohlenverflüssi- gung anfällt, und dass die Herstellungskosten verhältnismässig hoch sind.
Die Erfindung schlägt einen neuen Kraft stoff vor, der die vorstehenden Mängel nicht aufweist und der allen Anforderungen der Praxis gerecht wird. Erfindungsgemäss ent hält der neue, insbesondere als Treibmittel für Fahrzeugmotoren verwendbare Kraft und Heizstoff vorwiegend Äthan und Me than. Der Kraft- und Heizstoff kann bei spielsweise gasförmig oder flüssig sein.
Dieser Kraftstoff kann. sehr billig aus einem in genügenden Mengen vorhandenen Rohstoff, nämlich aus Braunkohle bezw. Braunkohlenteeröl, wie im einzelnen weiter unten beschrieben, hergestellt werden. Ein Gasgemisch aus Äthan und Methan hat wei terhin den erheblichen Vorzug, dass es mit geringem Energieaufwand verflüssigt und in diesem Zustand bei normaler Temperatur und unter geringem Druck in leichten, dünnwan digen Behältern auf dem Fahrzeug mit geführt werden kann.
Gegenüber Methan und Propan hat ein verflüssigtes, hauptsächlich aus Äthan und Methan bestehendes Gemisch eine verhältnismässig. niedrige Verdampfungs- ziffer, so :dass bei der Verdampfung des flüs sigen Gemisches keinerlei Vereisungsgefahr besteht. Wie bereits angeführt, wird als Aus gangsstoff für das neue Gemisch vorzugs weise Braunkohlenteeröl verwendet, wobei in diesem Fall die billigsten Öle, also schweres Paraffinöl oder Heizöl, verwendet werden können.
Diese können zum Beispiel in einer Retorte oder dergleichen bei Temperaturen von 250 bis 700 C, je nach dem verwendeten 01, vergast, darauf durch verschiedene Reini gungsanlagen, wie zum Beispiel Teerabschei- der und Wäscher, geschickt, in einem Kühler entsprechend abgekühlt und. schliesslich in einen Gasbehälter eingeleitet werden. Dieses Gas kann dann entweder durch Komprimie ren oder durch Kühlen, zweckmässig durch beide Massnahmen zusammen, verflüssigt und in Behälter, wie zum Beispiel .dünnwandige Stahlflaschen, gefüllt werden.
Das so aus Braunkohlenteeröl erzeugte Gas enthält beispielsweise etwa 50 % Äthan, 27 Methan, 14% andere Kohlenwasserstoffe von der Formel C.Hn und noch kleine Prozent sätze von Wasserstoff, Kohlensäure, Sauer stoff und dergleichen. Die sehr schwer zu verflüssigenden Gase, insbesondere Wasser stoff und ein Teil der Kohlenwasserstoffe können abgesaugt und zweckmässig zur Be- heizung der Retorte verwendet werden.
Das zu verflüssigende Gasgemisch besteht dann im wesentlichen nur aus Athan und Methan, etwa im Mischungsverhältnis 2 : 1.
Diese Gasmischung hat den grossen Vor teil, dass sie mit geringem Energieaufwand verflüssigt werden kann, und zwar verhält sich bei der Verflüssigung diese Gasmischung im wesentlichen so, als ob nur Äthan vorhan den wäre. Es hat sich gezeigt, dass die Sätti gungstemperatur, sowie die kritische Tempe ratur und der kritische Druck dieses Äthan- Methangemisches mit den entsprechenden Werten von Äthan praktisch übereinstimmen, dass also dieses Gasgemisch bei den für Äthan geltenden Temperaturen und Drücken ver flüssigt werden kann.
Dabei wird das sich zuerst verflüssigende Äthan mit Methan ge sättigt und bindet somit das für sich allein unter normaler Temperatur nicht flüssig zu haltende Methan. Auf Grund dieses Verhaltens kann das verflüssigte Gasgemisch in leichten Behältern bei normaler Temperatur und unter ver hältnismässig geringem Überdruck, der nor mal etwa nur 4 bis 10 atü beträgt, auf bewahrt werden.
Mit .diesem Kraftstoff können die als Ver gasermotoren ausgebildeten Fahrzeugmotoren ohne besondere bauliche Veränderung betrie ben werden. Es ist lediglich in die Saug leitung für das anzusaugende Gasgemisch ein entsprechendes Ventil bezw. Drossel klappe einzuschalten. Die grösste Zahl der jetzt im Verkehr befindlichen Fahrzeug motoren kann also ohne weiteres mit dem neuen Kraftstoff betrieben werden.
Versuche haben gezeigt, dass die Leistung der Motoren ganz erheblich bei Benutzung eines Äthan- Metha.n-iGa.sgemisches als Betriebsstoff ge steigert wird, was unter anderem auf die hohe Verbrennungswärme (zirka 22000 W. E:/m3) dieses Gemisches zurückzuführen ist.
Für die hohe Verbrennungsleistung des neuen Kraftstoffes ist kennzeichnend, dass dieser mit ungewöhnlich viel Luft gemischt werden kann, nämlich in einem Mischungs verhältnis von etwa 1 : 14.
Gegenüber bei gewöhnlicher Temperatur und normalem Druck flüssigen Brennstoffen für Brennkraftmaschinen hat der neue Kraft- stoff,den Vorteil, dass der Motor stets gleich mässig betriebsbereit ist und zum Beispiel auch bei grösster Kälte anspringt. Ausserdem ist gegenüber Benzin oder dergleichen eine viel bessere Ausnutzung des gasförmigen Treibstoffes vorhanden, die durch die restlose Verbrennung gegeben ist. Ein Verrussen der Zündkerzen und der Zylinderköpfe oder eine sonstige Bildung von Rückständen tritt nicht ein, wodurch wiederum die Lebensdauer von Kolben, Ventilen usw. erhöht wird.
Der grösste Wert des neuen Kraftstoffes liegt aber darin, dass er ganz erheblich billiger als Benzin, Benzol oder dergleichen zu be schaffen ist, und dass er in grossen Mengen aus Braunkohle hergestellt werden kann. Daneben kann aber auch beispielsweise der neue Kraft- und Heizstoff aus Masut ge wonnen werden.
'\#Tie oben bereits erwähnt, kann mit dem neuen Kraft- oder Heizstoff, wenn er in ver flüssigtem Zustand vorliegt, eine höhere Lei stung als mit Benzin oder dergleichen er zielt werden. Diese Tatsache ist zum Bei spiel für Flugmotoren von besonderem Wert, da damit der Aktionsradius .der Flugzeuge erhöht werden kann.
Einen weiteren; sehr wichtigen Einfluss hat der neue Kraftstoff auf die Entwick- iung des Dieselmotorbaues. Es wird jetzt er möglicht, eine Art von Leichtdieselmotor zu schaffen, da die Entzündungstemperatur dieses Brennstoffes bedeutend niedriger als diejenige des" bisher für Dieselmotoren ver wendeten Brennstoffes ist. Aus diesem Grunde ist nicht mehr die hohe Kompres sion wie bisher erforderlich, so :dass der hohe Kompressionsdruck nunmehr wegfällt, da durch die Leistung gesteigert und ausserdem eine leichtere Bauart der Motoren ermöglicht wird.
Für ortsfeste Kraft- oder Heizanlagen ist es selbstverständlich nicht erforderlich, das Äthan-Methangemisch vor der Verwendung zu verflüssigen, sondern es kann in Gasform unmittelbar aus der Gaserzeugungsanlage verwendet werden.
Ebenso ist auch möglich, einen Generator, ähnlich dem bekannten Holzgasgenerator, für die Erzeugung des Xthan-Methangemisches auf einem Fahrzeug mitzuführen und den Motor unmittelbar mit dem gasförmigen Ge misch zu speisen.