Beschreibung description
Verfahren zum Erhöhen des Wirkungsgrades von ErdgasProcess for increasing the efficiency of natural gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen des Wirkungsgrades von Erdgas, insbesondere von unter Druck stehendem Erdgas, das als Energieträger für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe und Arbeitsmaschinen jeder Art, wie bspw. Flurförderzeuge, verwendet wirdThe invention relates to a method for increasing the efficiency of natural gas, in particular of pressurized natural gas, which is used as an energy source for vehicles, aircraft, ships and all types of working machines, such as industrial trucks
Erdgas, vorzugsweise in verdichtetem Zustand von bis zu 200 bar und mehr wird seit längerem als Energieträger für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe und Arbeitsmaschinen jeder Art, wie bspw. Flurförderzeuge, angeboten und verwendet. Die Speicherung des Erdgases an Bord der vorgenannten Verkehrsmittel bzw. Arbeitsmaschinen erfolgt im Regelfall in Druckbehältern bzw. -flaschen.Natural gas, preferably in a compressed state of up to 200 bar and more, has long been offered and used as an energy source for vehicles, airplanes, ships and all types of working machines, such as industrial trucks. The natural gas is usually stored on board the aforementioned means of transport or work machines in pressure containers or cylinders.
Erdgas besitzt im Gegensatz zu den Energieträgern Benzin und Diesel Vorzüge in den Bereichen Abgasreduzierung, Verbrauch sowie Preis.In contrast to petrol and diesel, natural gas has advantages in the areas of exhaust gas reduction, consumption and price.
Es bestehen jedoch gewisse Probleme beim Betrieb Erdgas-betriebener Motoren bzw. Triebwerke; insbesondere ist das Beschleunigungsvermögen von Fahrzeugen mit Erdgas-betriebenen Motoren nicht vergleichbar mit dem Beschleunigungsvermögen von Fahrzeuge mit Benzin- oder Diesel-betriebenen Motoren.However, there are certain problems with the operation of natural gas engines or engines; in particular, the acceleration capability of vehicles with natural gas-powered engines is not comparable to the acceleration capability of vehicles with gasoline or diesel-powered engines.
Die Ursache hierfür liegt im geringeren Energieinhalt des in den Motorbrennräumen erzeugten Erdgas- Luft-Gemisches und dem daraus resultierenden Drehmomentverlust. Generell kann davon ausgegangen werden, dass Erdgas-betriebene Motoren ca. 10 % weniger Drehmoment aufweisen. In der gleichen Größenordnung bewegt sich der Leistungs- und Wirkungsgradverlust gegenüber Benzin- oder Diesel-betriebenen Motoren.The reason for this is the lower energy content of the natural gas-air mixture generated in the engine combustion chambers and the resulting loss of torque. In general, it can be assumed that natural gas-powered engines have approximately 10% less torque. The loss in performance and efficiency compared to petrol or diesel engines is of the same order of magnitude.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und dadurch die Möglichkeit schafft, dem Energieträger Erdgas einen den bekannten Energieträgern vergleichbaren Energieinhalt zu geben.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßes Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Erdgas vor der Verbrennung wenigstens ein Zusatzstoff, der dem Erdgas eine zündverstärkende Eigenschaft verleiht, beigemischt wird.The object of the present invention is to provide a generic method which avoids the aforementioned disadvantages and thereby creates the possibility of giving the energy source natural gas an energy content comparable to the known energy sources. To achieve this object, a generic method is proposed, which is characterized in that at least one additive which gives the natural gas an ignition-enhancing property is admixed to the natural gas before combustion.
Hierbei kommen als Zusatzstoffe vorzugsweise Wasserstoff oder Acetylen zur Anwendung.Hydrogen or acetylene are preferably used as additives.
Die in Frage kommenden Zusatzstoffe verleihen dem Erdgas eine zündverstärkende Eigenschaft. Diese hat zur Folge, dass das Erdgas-Luft-Gemisch im Motorenbrennraum schneller gezündet und dadurch eine Erhöhung des Drehmomentes, der Leistung sowie des Wirkungsgrades erzielt werden kann.The additives in question give the natural gas an ignition-enhancing property. The consequence of this is that the natural gas-air mixture in the engine combustion chamber ignites more quickly, thereby increasing the torque, the power and the efficiency.
Eine Modifizierung der Erdgas-betriebenen Motoren und Triebwerke ist hierbei im Allgemeinen nicht erforderlich.It is generally not necessary to modify the natural gas-powered engines and engines.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhöhen des Wirkungsgrades von Erdgas weiterbildend wird vorgeschlagen, dass der oder die Zusatzstoffe in flüssiger und/oder gasförmiger Form beigemischt werden, wobei im Regelfall die Beimischung des oder der Zusatzstoffe in gasförmiger Form erfolgt.The method according to the invention for increasing the efficiency of natural gas is further proposed that the additive (s) be admixed in liquid and / or gaseous form, the admixture of the additive (s) generally being in gaseous form.
Vorzugsweise beträgt die Menge des bzw. der beigemischten Zusatzstoffe zwischen 1 und 10 Vol.-% der zu verbrennenden Erdgasmenge.The amount of the additive (s) mixed in is preferably between 1 and 10% by volume of the amount of natural gas to be burned.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erhöhen des Wirkungsgrades von Erdgas wird vorgeschlagen, dass der oder die Zusatzstoffe dem zu verbrennenden Erdgas unmittelbar vor dessen Verbrennung beigemischt werden.According to a further embodiment of the method according to the invention for increasing the efficiency of natural gas, it is proposed that the additive or additives be added to the natural gas to be burned immediately before it is burned.
Zusätzlich oder alternativ können - entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens - der oder die Zusatzstoff dem Erdgas während dessen (Zwischen)Speicherung - bspw. in der Erdgasverdichterstation bzw. der Erdgas-Zapfsäule - beigemischt werden.
Denkbar ist femer, dass dem Erdgas während dessen (Zwischen)Speicherung ein erster Teil des Zusatzstoffes beigemischt wird, während der restliche Teil des Zusatzstoffes dem zu verbrennenden Erdgas unmittelbar vor dessen Verbrennung beigemischt wird.Additionally or alternatively, according to a further embodiment of the method according to the invention, the additive or additives can be admixed to the natural gas during its (intermediate) storage, for example in the natural gas compressor station or the natural gas dispenser. It is also conceivable that a first part of the additive is added to the natural gas during its (intermediate) storage, while the remaining part of the additive is added to the natural gas to be burned immediately before it is burned.
Kommen wenigstens zwei unterschiedliche Zusatzstoffe zur Anwendung, so ist eine Verfahrensweise denkbar, gemäß der der erste Zusatzstoff dem Erdgas während dessen (Zwischen)Speicherung und der zweite Zusatzstoffe dem zu verbrennenden Erdgas unmittelbar vor dessen Verbrennung beigemischt wird.
If at least two different additives are used, a procedure is conceivable according to which the first additive is mixed with the natural gas during its (intermediate) storage and the second additive is added to the natural gas to be burned immediately before it is burned.