DE1526661C3 - 19 05 66 USA 551411 Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Adsorption der aus den flussige Brennstoffe enthaltenden Behaltern entweichenden gasformigen Brennstoffe Exxon Research and Engineering Co , Linden, NJ (VStA) - Google Patents
19 05 66 USA 551411 Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Adsorption der aus den flussige Brennstoffe enthaltenden Behaltern entweichenden gasformigen Brennstoffe Exxon Research and Engineering Co , Linden, NJ (VStA)Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vergaser-Verbrennungskraftmaschine, bei welchem
die aus den flüssige Brennstoffe enthaltenden Behältern entweichenden gasförmigen Brennstoffe an
einem Adsorptionsbett adsorbiert werden, worauf ein Desorptionsstrom über das Adsorptionsbett geleitet
wird, der die adsorbierten Bestandteile desorbiert und der Verbrennungskraftmaschine während des Betriebes
zuführt. Andererseits betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der USA.-Patentschrift 32 21 724 ist der Vorschlag gemacht, bei Vergaserbrennkraftmaschinen
entstehende Brennstoffdämpfe bei Stillstand der Maschine in einen Filter aus Aktivkohle bzw. einem
anderen Adsorptionsmaterial zu leiten. Dabei werden die Brennstoffdämpfe während des Stillstandes des
Motors in einem Adsorptionsbett adsorbiert, während sie direkt anschließend, wenn die Maschine im Leerlauf
läuft oder geschoben wird, durch rückströmende, atmosphärische Luft desorbieit und den Brennräumen
zugeführt werden. In dieser Entgegenhaltung ist kein Anzeichen dafür zu finden, daß eine Desorption verhindert
werden soll, wenn die Maschine im Leerlauf läuft oder geschoben wird. Gerade im Leerlauf und
bei geschobenem Motor sind die Gemischzusammensetzungen so ungünstig, daß ohnehin ein erhöhter
Ausstoß an unverbrannten Gasen in die Atmosphäre erfolgt. Eine zusätzliche Zuführung von Brennstoffen
zum Motor während dieser Betriebszustände würde zu einer erhöhten Abgabe von unverbrannten Gasen
und somit zu einer stärkeren Luftverschmutzung führen.
Auch die USA.-Patentschrift 30 93 124 deutet in keiner Weise an, daß die Zuführung der adsorbierten
Brennstoffbestandteile zum Motor während des Leerlaufes oder bei geschobener Maschine verhindert werden
soll. Von dem Augenblick an, wenn dort der Zündschalter 26 geschlossen wird, d. h., wenn der
Motor in Betrieb gesetzt wird, wird die Spule 22 aktiviert und hält das Ventil 18 in der in Fig. 2 dargestellten
Lage, so daß Frischluft erhitzt und durch die mit Aktivkohle gefüllte Kammer geführt wird. Während
die erwärmte Luft die Adsorptionskammer durchstreicht, werden die Brennstoffbestandteile desorbiert
und den Brennräumen des Motors zugeführt (s. Spalte 2, Zeilen 12 bis 35). Auf diese Weise erfolgt
die maximale Desorption gerade, während die Maschine mit einer Leerlaufdrehzahl arbeitet. Das geht
auch im besonderen daraus hervor, daß hier ein Motorvakuum verwendet wird, das unterhalb der
Drosselklappe vorliegt (Spalte 2, Zeilen 2 bis 4), wobei zu bemerken ist, daß ein maximales Motorvakuum
bei einem Leerlauf oder im geschobenen Betriebszueine Leitung zugeführten Auspuffrückdruck betätigbar
ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Druckausgleichsventil
aufweisen, mittels welchem im Betriebszustand der Verbrennungsmaschine ein Druckausgleich
zwischen dem Mischrohr und dem Vergaser über Verbindungsleitungen herstellbar ist, während
im Ruhezustand der Maschine eine Verbindung zwischen dem Vergaser und dem Adsorptionsbett über
ίο Verbindungsleitungen und das Druckausgleichsventil
besteht. Dabei weist das Druckausgleichsventil vorzugsweise einen Ventilkörper auf, der gegen den Druck
einer Feder über eine mit dem Ansaugverteiler in Verbindung stehende Unterdruckleitung betätigbar ist.
Es wurden damit ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, die die Wirtschaftlichkeit und den
Wirkungsgrad der bislang bekannten Verbrennungsmaschinen erheblich erhöhen. Außerdem wird eine
beträchtliche Verminderung der Atmosphärenver
stand innerhalb des Ansaugverteilers vorhanden ist. 20 schmutzung erreicht, indem gerade im Leerlauf eine
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die die Nachteile des aufgezeigten
Standes der Technik überwinden und sowohl vollständigere Verbrennung durchgeführt und somit
weniger schädliche Kohlenwasserstoffe an die Luft abgegeben werden.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
die Wirtschaftlichkeit und den Wirkungsgrad erhöhen 25 sind an Hand der Zeichnung beschrieben und darge-
als auch die Umweltverschmutzung durch erhöhte Abgabe von Kohlenwasserstoffen an die Atmosphäre
verringern soll.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rückstrom über das Adsorptionsbett
unter Zuführung der desorbierten Bestandteile in den Brennraum der Maschine nur außerhalb des Leerlaufs
oder des Langsamerwerdens der Brennkraftmaschine efolgt.
Vorzugsweise wird dabei die Desorptionsgeschwindigkeit über den Auspuffrückdruck bzw. die Abhängigkeit
von der Menge der Maschine zugeführten Verbrennungsluft gesteuert. Nach einer bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt. Es zeigt
F i g. 1 ein vollständiges System der Erfindung, das
allen Modifikationen zu gründe gelegt werden kann,
F i g. 2 eine mögliche Ausführungsform eines speziellen Steuerventils,
F i g. 3 eine spezielle Ausführungsform einer weiteren Ventileinrichtung für die erfindungsgemäße
Vorrichtung und
F i g. 4 ein weiteres System für die Erfindung in der Ausführungsform mit einer Heiß-Kalt-Spülbehandlung.
Mit 10 (vgl. zum Beispiel Fig. 1) ist der Brennstofftank
bezeichnet, der einen Dampfraum 1 und
eine Flüssigphase 2 enthält. Ferner besitzt der Brennleitet man zur Desorption der Brennstoffbestandteile 40 stofftank 10 einen üblichen oberen Stutzen 3, durch
zunächst einen heißen und dann einen kalten Gas- den Brennstoff in den Tank 10 eingefüllt werden
strom über das Adsorptionsbett. Im einzelnen leitet kann. Flüssiger Brennstoff wird über eine Leitung S
man dabei die aus den Brennstoffbehältern verdampf- und eine Brennstoffpumpe 6 aus dem Tank 10 abgezogen
und in die Schwimmerkammer 20 des Vergasers eingeführt. Ein üblicher Schwimmer oder ein ähnliches
Gerät (nicht gezeigt) sind in der Schwimmerkammer des Vergasers angeordnet und steuern den
Spiegel des flüssigen Brennstoffs in der Schwimmerkammer.
Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird atmosphärische Luft durch eine Lei-
45
ten Brennstoffbestandteile an einem Ende eines Adsorptionsbettes ein und führt zur Desorption zunächst
ein heißes Gas im Gegenstrom über das Adsorptionsbett und leitet dann das kalte Gas ebenfalls im Gegenstrom
über das Adsorptionsbett, worauf das gewonnene, mit Brennstoff angereicherte Gemisch in die
Verbrennungsmaschine eingeleitet wird. Das heiße Gas soll dabei eine Temperatur bis zu etwa 4270C
haben, während das kalte Gas bei Umgebungstemperatur verwendet werden soll. Dabei führt man vorzugsweise
das heiße Gas dem Adsorptionsbett zu, bis tung 12 eingeführt und durch einen Luftfilter 30 geleitet.
Die Luft strömt durch den Vergaser, in den Brennstoff aus der Schwimmerkammer 20 durch eine
dieses an seinem Austrittsende eine Temperatur von 55 Leitung 8 angesaugt und in den Mischkanal 9 geleitet
etwa 204 bis 260° C erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man als heißes Desorptionsgas erhitzte
atmosphärische Luft, die man in das Adsorptionsbett wird, wo der Brennstoff mit der einströmenden Luft
vermischt wird. Eine Drosselklappe 14 steuert das Einströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches in den
Ansaugverteiler 40, in welchem das Brennstoff-Luft-
einleitet, nachdem sie vorzugsweise auf etwa 93 bis 60 Gemisch auf die verschiedenen Zylinder verteilt wird.
427° C erhitzt worden ist. Nach einer anderen Ausführungsform
kann man als heißes Desorptionsgas Auspuffgas aus der Maschine verwenden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens An dem Brennstofftank ist eine Leitung 15 befestigt,
durch die der Tank mit einem Ende einer Adsorptionszone 50 in Verbindung gebracht wird. Die
Adsorptionszone 50 enthält ein geeignetes Adsorp-
ist durch eine Steuereinrichtung für den Desorptions- 65 tionsmittel, an dem die dampfförmigen Brennstoffbestrom
gekennzeichnet, die einen an einer Membran standteile adsorbiert werden können. Als Adsorpbefestigten
Ventilstößel aufweist, mittels welchem das tionsmittel kann man beispielsweise aktivierte Holz-Ventil
gegen den Druck einer Feder über den durch kohle, Silikagel u. dgl. verwenden. Am anderen Ende
der Adsorptionszone 50 ist eine Leitung 16 vorgesehen, mit der die Verbindung mit der Atmosphäre,
vorzugsweise über ein Luftfilter, hergestellt wird. Das Adsorptionsmittel wird in so ausreichender Menge
eingesetzt, daß alle dampfförmigen Brennstoffbestandteile, die aus dem Tank 10 entweichen, adsorbiert
werden können und daß jeglicher Durchtritt dieser Bestandteile durch die Leitung 16 verhindert wird.
Die eingesetzte Menge an Adsorptionsmittel bestimmt sich, neben anderen Faktoren, aus der speziellen Konstruktion
der Maschine, den Bedingungen der Umgebung und insbesondere auf Grund der speziellen
Art des verwendeten Adsorptionsmittels oder des Adsorptionsmittelgemisches. Bevorzugt setzt man als
Adsorptionsmittel aktivierte Kohle ein.
Wenn demzufolge der Brennstoff in dem Tank 10 infolge Temperaturerhöhung, Druckänderung und
dergleichen Dämpfe entwickelt, und wenn die Maschine nicht arbeitet, dann werden diese Dämpfe an
dem Adsorptionsmittel in der Adsorptionszone SO adsorbiert. Wenn die Maschine arbeitet, wird durch
den Saugdruck oder das Vakuum in dem Ansaugverteiler 40 nicht nur atmosphärische Luft in den Luftfilter
30 eingesaugt, sondern es wird auch durch die Leitungen 16 und 18 Luft in den Ansaugverteiler 40
gesaugt. Dies bedingt ein Zurückfließen der Luft durch die Adsorptionszone 50 von einem Ende zum
anderen in der Weise, daß dabei die Brennstoffbestandteile, die zuvor an dem Adsorptionsmittel adsorbiert
worden sind, desorbiert werden. Wie zuvor ausgeführt wurde, ist die eingesetzte Menge an Adsorptionsmittel
so ausreichend, daß keiner der Brennstoffbestandteile über die Leitung 16 in die Atmosphäre
auszutreten vermag, wenn die Brennstoffbestandteile adsorbiert werden. Die Menge an Auswasch-Luft, die
durch die Leitung 16 geleitet wird, reicht aus, um einen Teil der zuvor adsorbierten Brennstoffbestandteile
zu desorbieren.
In der Schwimmerkammer des Vergasers 20 verdampfen Brennstoffbestandteile, wenn der Motor
nach dem Laufen abgestellt wird, und diese verdampften Brennstoffbestandteile strömen durch eine Leitung
22, durch das Druckausgleichsventil 60 und durch eine Leitung 17 an einem Ende in das Adsorptionsbett
50 ein. Leitung 19 stellt die Verbindung zwischen dem Vergaser und dem Druckausgleichsventil
60 dar. Leitung 21 verbindet das Druckausgleichsventil 60 mit dem Ansaugverteiler 40. Ein Ventil
70 zur Steuerung der Desorption kann, wie veranschaulicht, in der Leitung 18 eingebaut werden, mit
dem das Einströmen von kraftstoffreichen Dämpfen aus der Adsorptionszone gesteuert bzw. reduziert
wird, insbesondere bei Leerlauf. Es werden auf diese Weise, wie in F i g. 1 gezeigt, Dämpfe aus dem Tank
10 und der Schwimmerkammer 20 an dem Adsorptionsmittel in der Adsorptionszone 50 adsorbiert,
wenn die Maschine nicht arbeitet. Diese Dämpfe werden, wenn die Maschine arbeitet, mit durch die Leitung
16 und dann durch die Leitung 18 in den Ansaugverteiler 40 zurückströmender Luft desorbiert.
In F i g. 2 ist eine Ausführungsform eines Druckausgleichsventils im einzelnen veranschaulicht. Das
Druckausgleichsventil 60 enthält eine Abteilwand 63, durch die das Ventil in zwei Räume 65 und 66
aufgeteilt ist. Über einen Durchlaß 64 besteht Verbindung zwischen diesen beiden Räumen. Das Ventilstück
62 steht unter dem Federdruck einer Feder 61 und dient zum Absperren der Leitung 19, über die
Verbindung mit dem Vergaser besteht, wenn die Maschine nicht läuft. Unter diesen Bedingungen steht der
Dampfraum der Schwimmerkammer des Vergasers in Verbindung mit dem Adsorptionsmittel in der Zone
50, und zwar über die Leitung 22, den Raum 66, den Durchlaß 64, den Raum 65 und die Leitung 17. Dadurch
werden die Dämpfe, die aus der Schwimmerkammer des Vergasers abdampfen, an dem Adsorptionsmittel
adsorbiert. Wenn die Maschine läuft und
ίο durch die Leitung 21 ein Vakuum oder ein Unterdruck
durch das Ansaugen entsteht, dann wird das Ventilstück 62 von der Leitung 19 wegbewegt, und
der Durchlaß 64 wird geschlossen. Dann strömen die Dämpfe aus der Schwimmerkammer des Vergasers 20
durch die Leitung 22, den Raum 66 und die Leitung 19 in den Vergaser und durch diesen in die Maschine.
Auf diese Weise besteht Druckausgleich zwischen diesen beiden Räumen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die an dem Adsorptionsmittel adsorbierten Brennstoffdämpfe anschließend in gesteuerten Mengen desorbiert und in der Verbrennungskraftmaschine verbrannt. Dabei ist ein Ventil 70 zur Steuerung der Desorption in der Leitung 18 zwischen dem Adsorptionsmittel und dem Ansaugverteiler angeordnet. Dieses Ventil ist während der Zeiten, an denen die Maschine im Leerlauf arbeitet und wenn ihre Geschwindigkeit vermindert wird, geschlossen. Wie veranschaulicht, wird das Ventil durch den Druck auf das Auspuffrohr betätigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die an dem Adsorptionsmittel adsorbierten Brennstoffdämpfe anschließend in gesteuerten Mengen desorbiert und in der Verbrennungskraftmaschine verbrannt. Dabei ist ein Ventil 70 zur Steuerung der Desorption in der Leitung 18 zwischen dem Adsorptionsmittel und dem Ansaugverteiler angeordnet. Dieses Ventil ist während der Zeiten, an denen die Maschine im Leerlauf arbeitet und wenn ihre Geschwindigkeit vermindert wird, geschlossen. Wie veranschaulicht, wird das Ventil durch den Druck auf das Auspuffrohr betätigt.
Im allgemeinen wird das Ventil geschlossen, wenn der Auspuffrückdruck niedrig ist, etwa 0 bis 254 mm
Wasser beträgt, oder wenn der Luftzustrom durch den Vergaser niedrig ist. Das Ventil öffnet sich, wenn der
Auspuffrückdruck ansteigt. Für ein spezielles Automobil (eine spezifizierte Maschine und Auspuffsystem)
wird das Ventil so eingestellt, daß der Rückdruck, der bei einer bestimmten gewünschten Geschwindigkeit
des Autos entsteht, als Minimumrückdruck zum Öffnen des Ventils dient. Diese Geschwindigkeit
ist dann die Minimumgeschwindigkeit, die ausreicht, um Kohlenwasserstoffe aus der Adsorptionszone
50 auszuspülen.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Ventils zum Steuern der Desorption in Einzelheiten dargestellt.
Das die Desorption steuernde Ventil 70 hat einen Einlaßdurchgang 71, der mit der Leitung 18
in Verbindung steht, und einen Auslaßdurchgang 72, der mit dem Teil der Leitung 18, der die Verbindung
mit dem Ansaugverteiler 40 herstellt, verbunden ist. Die Durchgänge 71 und 72 stehen miteinander über
eine Öffnung 73 in Verbindung, durch die Luft zu jedem Zeitpunkt, an dem diese Öffnung beliebig weit
geöffnet ist, hindurchströmen kann. Eine Feder 74, die in einem geeigneten Gehäuse 75 sitzt, gehört zu
der Öffnungseinrichtung. Wenn der Druck in dem Auspuffrohr sich nach Leerlaufzeiten oder bei abnehmender
Geschwindigkeit ändert, wird dieser Druck durch eine Leitung 76 übertragen, so daß er
den Druck in dem Raum 77 des Ventils 70 verstärkt. Unter diesen Bedingungen wird die Membran 78
nach oben gedrückt, und dabei stößt der Kolben 79 so nach oben, daß das Ventil betätigt wird, und
zwar unter vorbestimmten Bedingungen geöffnet oder geschlossen wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Brennstoffdämpfe an einem Adsorptionsmittel
adsorbiert und dann durch eine
Heiß-Kalt-Technik desorbiert und in der Verbrennungskraftmaschine
verbrannt werden.
In der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform wird ein einziges Adsorptionsbett verwendet, und
die Brennstoffbestandteile aus dem Brennstofftank 10, die durch eine Leitung 15 strömen, werden in
einer geeigneten Adsorptionsmittel enthaltenden Zone 50 adsorbiert. Über die Leitung 5 und die
Pumpe 6 wird flüssiger Brennstoff der Schwimmerkammer 20 des Vergasers zugeführt. Verdampfte
Bestandteile aus der Schwimmerkammer ziehen durch die Leitung 31 in das untere oder eine Ende
der Zone 50 ab. Durch die Filterzone 30 wird Luft in den Mischkanal 9 geleitet und darin mit aus der
Schwimmerkammer des Vergasers zugeführtem flüssigem Brennstoff vermischt. Mittels einer Drosselklappe
14 wird die Menge des Luft-Brennstoff-Gemisches, die in den Ansaugverteiler 40 eingeführt
wird, eingestellt. Diese Teile sind äquivalent den entsprechenden Teilen in der F i g. 1.
Wenn die Maschine in üblicher Weise arbeitet, wird ein Teil der einströmenden Luft durch die
Leitung 95 geführt, tritt am anderen Ende in die Zone 50 ein und wäscht in gegenläufiger Richtung
das Absorptionsmittel aus, wobei die zuvor absorbierten Brennstoffbestandteile desorbiert werden. Es
wird genügend Luft rückläufig durch die Zone 50 geleitet, um die absorbierten Bestandteile zu desorbieren.
Die Auswaschluft, die die desorbierten Brennstoffbestandteile enthält, strömt durch Leitung 90
aus und wird in den Ansaugverteiler 40 eingeführt. Die Geschwindigkeit des Auswaschens und Rückströmens
durch die Leitung 90 in den Ansaugverteiler 40 wird mittels eines Durchlasses oder einer
gleichwertigen Einrichtung 91 und entsprechenden Hilfseinrichtungen gesteuert. In dem Maße, wie die
Maschine aus dem Leerlauf bis zur vollen öffnung der Drosselklappe gesteigert wird, erhöht sich die
Geschwindigkeit des Wiederauswaschens.
Bei dieser speziellen Arbeitsweise der Erfindung werden die absorbierten Bestandteile, wenn die
Maschine arbeitet, mittels Auswaschluft aus dem Absorptionsmittel wieder entfernt, wobei man zunächst
heiß und dann kalt auswäscht. Dies kann man durch ein geeignetes Einstellventil 92 oder mit
gleichwertigen Einrichtungen sicherstellen, die zunächst nur heiße Luft über eine Leitung 93 in das
andere Ende der Zone 50 eintreten lassen. Die Luft zum Heißausspülen kann in beliebiger Weise aufgeheizt
werden, beispielsweise mit Heizspulen od. dgl. Bevorzugt arbeitet man jedoch so, daß man die zum
Heißausspülen erforderliche Temperatur dadurch einstellt, daß man die atmosphärische Luft in eine
Verteilereinrichtung 80 einleitet, in der die Luft durch Auspuffgase, die über die Leitung 81 in die
Einrichtung 80 eingeleitet und über die Leitung 82 abgeführt werden, erhitzt. Diese Gase werden auf
eine Temperatur oberhalb etwa 93° C, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 204 bis 260° C,
beispielsweise auf 232° C, erhitzt
Man kann unter bestimmten Bedingungen auch Auspuffgase direkt als Auswaschmedium einsetzen.
Unter diesen Bedingungen wird keine Luft durch die Leitung 94 eingeführt, vielmehr wird wenigstens ein
Teil der heißen Auspuffgase, die aus der Leitung 82 abgeleitet werden, über eine Leitung 83 in die Leitung
93 eingeführt. Unter bestimmten Bedingungen kann es wünschenswert sein, Luft, die über die Leitung
95 eingespeist worden ist, mit über die Leitung 83 eingebrachten Auspuffgasen zu mischen. Die
Temperatur dieser Gase kann im Bereich von etwa 371 bis 427° C liegen. Wenn man in der beschriebenen
Weise arbeitet, kann über das Bett ein Temperaturgradient bestehen. Die Temperatur an der
Stelle des Bettes, an der die Auswaschgase eingeleitet werden, entspricht etwa der Temperatur der eintretenden
Gase, während die Temperatur an dem anderen Ende des Bettes etwa Umgebungstemperatur
entspricht. Man kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch so arbeiten, daß man während des Auswaschzyklus
kontinuierlich kalte Luft durch Leitung 95 zuleitet und beim ersten Zyklus oder bei der
Heißausspülung diese über die Leitung 95 zugeführten Gase auf die gewünschte Temperatur dadurch
aufheizt, daß man sie mit heißer Luft, die über die Leitung 93 zugeleitet wird, oder mit Auspuffgasen,
die dem System über die Leitung 93 zugeführt werden, mischt. Im allgemeinen erreicht man eine ausreichende
Wirkung, wenn die Temperatur des Bettes an der Stelle, an der die Auswaschgase eingeleitet
werden, im Bereich von etwa 204 bis 260° C, beispielsweise bei 232° C, liegen. Wie zuvor ausgeführt,
fällt der Temperaturgradient durch das Bett so ab, daß an dem einen Ende des Bettes Umgebungstemperatur
herrscht.
Die Zeit für die Heiß-Ausspülung liegt im allgemeinen
im Bereich von etwa 2 bis 12 Minuten, beispielsweise bei 3 bis 5 Minuten. Dann wird die
Desorption durch Kalt-Auswaschen weiter fortgeführt, wobei die Leitung 93 abgeschaltet und die
Leitung 95 geöffnet wird, so daß atmosphärische Luft in das andere Ende der Zone 50 einzuströmen
vermag. Wie zuvor beschrieben, kann diese Technik in gewünschter Weise dadurch modifiziert werden,
daß man Auspuffgase verwendet oder kontinuierlich kalte Luft zuführt oder mit irgendeiner sonstigen
Abänderung. Es wurden zur weiteren Illustration der Erfindung eine Anzahl von Versuchen durchgeführt,
wobei einmal nur kalt gespült wurde und zum anderen eine heiße Ausspülung, gefolgt von
einer kalten Spülung, verwendet wurde. Als Adsorptionsmittel war dabei Holzkohle eingesetzt. Die
Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle veranschaulicht.
Zeit des Heißausspülens in Minuten |
Zeit des Kaltausspülens in Minuten |
Temperatur beim Ausspulen 0C |
Kohlenwasserstoff- entfernung in g/100 g Holzkohle |
«/0 | Endtemperatur in dem Bett 0C |
4,25 3 Nur Kaltausspülung |
4,25 5,5 8,5 |
243,5 226 26,7 |
19,0 17,6 8,5 |
96 89 43 |
40 bis 96 24,4 bis 53 26,7 |
509516/129
Es kann die volle Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels manchmal deswegen nicht ausgenutzt
werden, weil ein »Gleichgewichts«-Zustand für aus der Holzkohle nicht entferntem Kohlenwasserstoff
besteht. Jedoch wenn man beim erfindungsgemäßen Verfahren die Ausführungsform einsetzt,
bei der eine Heißspülung oberhalb Normaltemperatur, im Bereich von etwa 66 bis 427° C, durchgeführt
wird, dann gelingt es, die Kohlenwasserstoffe in etwa 3 bis 5 Minuten vollständig zu entfernen.
Danach kann man die Auswaschbedingungen ändern und in der Kälte (bei Zimmertemperatur) arbeiten,
um die Temperatur der Holzkohle wieder auf Normaltemperatur zu bringen, so daß eine wirksame
Adsorption stattfinden kann, sobald eine »Hitzesog«- Periode beginnt. Die Größe des Adsorptionsbettes
kann, wenn man die Heißausspülung verwendet, um das 2- bis 3fache reduziert werden. Die obige Tabelle
zeigt die Wirksamkeit des Verfahrens.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zum Betrieb einer Vergaser-Verbrennungskraftmaschine,
bei welchem die aus den flüssige Brennstoffe enthaltenden Behältern entweichenden
gasförmigen Brennstoffe bei Stillstand der Maschine an einem Adsorptionsbett adsorbiert
werden, worauf ein Rückstrom über das Adsorptionsbett geleitet wird, der die adsorbierten Bestandteile
desorbiert und die Verbrennungskraft- xo maschine während des Betriebes zuführt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rückstrom über das Adsorptionsbett (50) unter Zuführung der desorbierten Bestandteile in den
Brennraum der Maschine nur außerhalb des Leerlaufs oder des Langsamerwerdens der Brennkraftmaschine
erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionsgeschwindigkeit
über den Auspuff-Rückdruck gesteuert wird. ao
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionsgeschwindigkeit
in Abhängigkeit von der Menge der der Maschine zugeführten Verbrennungsluft gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur
Desorption der Brennstoffbestandteile zunächst einen heißen und dann einen kalten Gasstrom
über das Adsorptionsbett (50) leitet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus den Brennstoffbehältern
verdampften Brennstoffbestandteile an einem Ende des Adsorptionsbettes (50) einleitet,
während man zur Desorption der Brennstoffbestandteile zunächst ein heißes Gas im Gegenstrom
über das Adsorptionsbett führt und anschließend ein kaltes Gas ebenfalls im Gegenstrom über das
Adsorptionsbett führt, worauf man das mit Brennstoff angereicherte Gemisch in die Brennräume
der Maschine einleitet.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Gas mit einer
Temperatur bis etwa 427° C einleitet, während das kalte Gas etwa Umgebungstemperatur aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Gas
dem Adsorptionsbett zuführt, bis dieses am Austrittsende eine Temperatur von etwa 204 bis
260° C erreicht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als heißes
Gas erhitzte atmosphärische Luft verwendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die als
heißes Spülgas verwendete Luft bis auf eine Temperatur von 93 bis 427° C erhitzt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als heißes
Gas Auspuffgas aus der Maschine verwendet.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 10, unter Verwendung einer mit Zylindern und einem Brennstoffbehälter
versehenen Verbrennungskraftmaschine mit einer Adsorptionszone, deren eines Ende mit der Atmosphäre in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Adsorptionsbettes (50) einerseits über ein Leitungssystem
(15, 17) mit den Dampfbereichen der flüssigen Brennstoff enthaltenden Behälter (10, 20)
und andererseits über eine Leitung (18) mit dem Ansaugverteiler (40) in Verbindung steht, wobei
innerhalb der Leitung (18) zum Ansaugverteiler (40) ein Ventil (70) vorgesehen ist, mittels welchem
die Leitung (18) verschließbar ist, wenn die Maschine im Leerlauf oder in geschobenem Zustand
betrieben wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (70) über eine Leitung
(76) mit dem Auspuff in Verbindung steht, wobei das Ventil (70) durch eine Änderung des
Auspuffdruckes betätigbar ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckausgleichsventil
(60) vorgesehen ist, mittels welchem im Betriebszustand der Verbrennungsmaschine
ein Druckausgleich zwischen dem Mischrohr (9) und dem Brennstoffbehälter (20) über
Verbindungsleitungen (19, 22) herstellbar ist, während im Ruhezustand der Maschine eine Verbindung
zwischen dem Brennstoffbehälter (20) und dem Adsorptionsbett (50) über Verbindungsleitungen (22,17) sowie das Druckausgleichsventil
(60) besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil
(60) einen Ventilkörper (62) aufweist, der gegen den Druck einer Feder (61) über eine mit dem
Ansaugverteiler (40) in Verbindung stehende Unterdruckleitung (21) betätigbar ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US54870266A | 1966-05-09 | 1966-05-09 | |
US55045666A | 1966-05-16 | 1966-05-16 | |
US551411A US3393669A (en) | 1966-05-19 | 1966-05-19 | Apparatus and process for adsorbing and desorbing internal combustion engine fuel vapors |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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