Verwendung von Ethylen und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von Ethylen und ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors.

[0002] Es ist bekannt, Erdgas bzw. Methan (CH₄) in Verbrennungsmotoren zu nutzen. Erdgas weist dabei die Nachteile auf, daß die Leistung eines derartigen Verbrennungsmotors gering ist. Denn mit einer Bildungswärme von -1117 kcal/kg ist der innere Energiegehalt niedrig. Das Zündverhalten von Erdgas an Luft ist relativ schlecht. Die mögliche Speicherkapazität ist relativ gering, da die Dichte von Erdgas relativ niedrig ist. Ferner ist der Siedepunkt von flüssigem Erdgas bei einer tiefen Temperatur von -164 °C, so daß relativ große Verdampfungsverluste bei einer Verwendung von flüssigem Erdgas auftreten.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brennstoff für Verbrennungsmotoren bereitzustellen, mit dem die Nachteile des Brennstoffes Erdgas überwunden werden.

[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Ethylen (C₂H₄) als Brennstoff für Verbrennungsmotoren.

[0005] Ethylen bietet Vorteile durch ein relativ gutes Zündverhalten. Die Zündgrenzen liegen bei 2,7 bis 34 Vol.-%. Die Leistung eines mit Ethylen betriebenen Verbrennungsmotors ist relativ hoch. Denn Ethylen besitzt eine relativ hohe innere Energie mit einer positiven Bildungswärme von +447 kcal/kg. Der Siedepunkt liegt bei einer Temperatur von -104 °C bei einem Druck von ca. 1bar. Die Verdampfungsverluste sind so relativ gering. Für Ethylen ist zudem die Speicherkapazität bei einer Dichte von 1,26 kg/m³ sowohl in verflüssigter als auch in gasförmiger Form (bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von ca. 1 bar), relativ hoch.

[0006] Ferner ist es von Vorteil, daß die Abgaswerte von Ethylen ähnlich gut sind wie die von Erdgas.

[0007] Gemäß der Erfindung wird flüssiges oder verdichtetes gasförmiges Ethylen verwendet, wobei der Begriff "flüssiges" Ethylen hier tiefkalt verflüssigtes Ethylen bedeutet.

[0008] Als flüssiges Ethylen oder verdichtetes gasförmiges Ethylen wird erfindungsgemäß Ethylen bei einem Druck von 0,1 bis 15 bar, vorzugsweise 0,1 bis 10 bar, und bei einer Temperatur von -20 bis +50 °C, vorzugsweise 0 bis +30 °C, eingesetzt.

[0009] Das verwendete Ethylen weist gemäß der Erfindung vorzugsweise eine Reinheit in einem Bereich von 99,0 bis 99,9, besonders bevorzugt in einem Bereich von 99,0 bis 99,5, auf.

[0010] Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, bei dem einem Verbrennungsmotor als Brennstoff Ethylen aus einem Vorratsbehälter über eine Leitung zugeführt wird, bei dem das Ethylen in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors eingeführt wird, gezündet und verbrannt wird und bei dem das entstehende Abgas aus dem Verbrennungsraum abgeführt wird.

[0011] Als Vorratsbehälter für gasförmiges Ethylen wird vorteilhaft ein Druckgasbehälter verwendet; als Vorratsbehälter für flüssiges Ethylen wird vorzugsweise ein thermisch isolierter Tank eingesetzt. Die Leitung zwischen dem Vorratstank und dem Verbrennungsmotor ist beispielsweise eine Schlauchleitung oder eine Rohrleitung. Vorzugsweise wird das Ethylen mit Hilfe von Eigendruck in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors eingeführt.

[0012] Erfindungsgemäß ist das Verfahren vorgesehen zum Betreiben eines Verbrennungsmotors für stationäre Anlagen oder als ein Antrieb für Fahrzeuge. Vorzugsweise ist der Verbrennungsmotor ein Ottomotor.

Ansprüche

1. Verwendung von Ethylen (C₂H₄) als Brennstoff für Verbrennungsmotoren.

2. Verwendung von Ethylen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß flüssiges oder verdichtetes gasförmiges Ethylen verwendet wird.

3. Verwendung von Ethylen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ethylen einen Druck von 0,1 bis 15 bar und eine Temperatur von -20 bis +50 °C aufweist.

4. Verwendung von Ethylen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ethylen einen Druck von 0,1 bis 10 bar und eine Temperatur von 0 bis +30 °C aufweist.

5. Verwendung von Ethylen nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ethylen eine Reinheit in einem Bereich von 99,0 bis 99,9 aufweist.

6. Verwendung von Ethylen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ethylen eine Reinheit von 99,0 bis 99,5 aufweist.

7. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors,
dadurch gekennzeichnet,
daß einem Verbrennungsmotor als Brennstoff Ethylen aus einem Vorratsbehälter über eine Leitung zugeführt wird, daß das Ethylen in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors eingeführt wird, gezündet und verbrannt wird und daß das entstehende Abgas aus dem Verbrennungsraum abgeführt wird.

8. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 7 zur Verwendung für einen Verbrennungsmotors für stationäre Anlagen oder als ein Antrieb für Fahrzeuge.

9. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 7 für einen Ottomotor.