DE112006002364B4

DE112006002364B4 - Process and apparatus for burning mineral oil containing fuels at room temperature

Info

Publication number: DE112006002364B4
Application number: DE112006002364.0T
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: WO2007028363A1; DE102005042865A1; DE112006002364A5

Abstract

Verfahren zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des mineralölhaltige Brennstoff vor Eintritt in eine Brennkammer aus einem Vergaser kommend verdampft wird.

A process for the combustion of mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels, characterized in that at least part of the mineral oil-containing fuel is evaporated before entering a combustion chamber coming from a gasifier.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe. Insbesondere betrifft die Erfindung hierbei kleinere Verbrennungsprozesse, wie sie beispielsweise in Kleinkraftwerken, wie Heizungen für Haushalte und Gebäuden bzw. bei Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen.The invention relates to a method and a device for the combustion of mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels. In particular, the invention relates to smaller combustion processes, such as those used in small power plants, such as heaters for households and buildings or in motor vehicles.

Für einen Verbrennungsmotor sind entsprechende Vorrichtungen bzw. Verfahren beispielsweise aus der DE 19 29 789 A , der DE 22 19 680 A , der DE 36 24 977 A1 , der EP 1 329 631 A1 oder der DE 37 06 685 A1 bekannt, bei denen Luft und Kraftstoff in eine Brennkammer eines Kraftfahrzeugmotors eingebracht und dort entzündet werden. Die Energien dieses Prozesses werden hierbei in Arbeit umgesetzt. Derartige Kraftfahrzeugmotoren sind aus dem Stand der Technik in vielfacher Hinsicht bekannt, wobei hierbei die im wesentlichen aus O₂, N₂, CO₂, H₂O und Edelgasen bestehende Luft mit dem Kraftstoff zu CO₂, H₂O, N₂, O₂ und H₂O und Edelgasen verbrennt. In der Praxis entstehen daneben noch NO_x, S, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, und Rußpartikel. Hierbei entsteht CO₂, durch Verbindung des Kohlenstoffs aus dem Kraftstoff mit dem Sauerstoff aus der Luft und CO als Zwischenprodukt bei Luftmangel während der Verbrennung. Die Edelgase werden im Wesentlichen unbeeinflusst weitergeleitet, während NO_x als Stickoxide aus der Verbindung des Stickstoffes aus der Luft und des Sauerstoffes bei der Verbrennung bei hohen Temperaturen entstehen. SO₂ bildet sich aus Schwefel des Kraftstoffes und dem Luftsauerstoff, wobei bei einem Diesel hiervon regelmäßig mehr gebildet wird als bei Benzin. Stickoxide und Kohlenwasserstoffe finden sich hierbei beispielsweise im Smog wieder, während SO₂ in Verbindung mit Wasser zu schwefeliger Säure wird und als saurer Regen niederschlägt. Die entsprechenden Vorgänge sind verhältnismäßig gut untersucht und im Stand der Technik bekannt, wobei ein Großteil der Schadstoffe aufgrund unvollständiger Verbrennungsprozesse, die wegen nicht idealer Verhältnisse für die entsprechende chemische Reaktion vorhanden sind, entsteht. Hierbei sind, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, Wärmeverluste, die sehr kurze Reaktionszeit und eine nicht ausreichende Vermischung der zu reagierenden Komponenten als Störquellen ausgemacht.For an internal combustion engine corresponding devices or methods are for example from DE 19 29 789 A , of the DE 22 19 680 A , of the DE 36 24 977 A1 , of the EP 1 329 631 A1 or the DE 37 06 685 A1 in which air and fuel are introduced into a combustion chamber of a motor vehicle engine and ignited there. The energies of this process are being translated into work. Such motor vehicle engines are known from the prior art in many respects, in which case the air consisting essentially of O ₂ , N ₂ , CO ₂ , H ₂ O and noble gases with the fuel to CO ₂ , H ₂ O, N ₂ , O ₂ and H ₂ O and noble gases burns. In practice, there are also NO _x , S, unburned hydrocarbons, and soot particles. This produces CO ₂ , by combining the carbon from the fuel with the oxygen from the air and CO as an intermediate in lack of air during combustion. The noble gases are passed on substantially uninfluenced, while NO _x arise as nitrogen oxides from the compound of nitrogen from the air and the oxygen during combustion at high temperatures. SO ₂ is formed from sulfur of the fuel and the atmospheric oxygen, which is regularly formed in a diesel more of this than in gasoline. Nitrogen oxides and hydrocarbons can be found here, for example, in the smog, while SO ₂ in combination with water to sulfuric acid and precipitated as acid rain. The corresponding processes are relatively well studied and known in the art, with much of the pollutants resulting from incomplete combustion processes which are present due to non-ideal conditions for the corresponding chemical reaction. Here, especially in motor vehicles, heat losses, the very short reaction time and insufficient mixing of the components to be reacted identified as sources of interference.

Um möglichst ideale Verhältnisse zu erreichen, muss die Reaktion von Kraftstoff zu Luft in der Umgebung der Verbrennung stimmen. Hierbei braucht ein 1 kg Benzin zwischen 14,7 kg und 15,0 kg Luft, oder - in anderen Worten - ein Volumenteil Kraftstoff braucht ungefähr 10.000 Volumenteile Luft. Die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches wird mit der Luftverhältniszahl λ bezeichnet, wobei λ das Verhältnis von tatsächlich angesaugter Luftmasse und theoretisch benötigter Luftmasse darstellt. Insofern entspricht λ = 1 dem rein theoretisch idealen Verhältnis, dass die tatsächlich angesaugte Luftmasse der theoretisch benötigten Luftmasse entspricht. Bei λ < 1 herrscht Luftmangel, was auch als ein fettes Gemisch bezeichnet wird; hierbei erfolgt keine vollständige Verbrennung, da zu wenig Sauerstoff vorliegt. Bei λ > 1 liegt ein Luftüberschuss vor, bei welchem entsprechend allgemeiner Erfahrung die Leistung bei bekannten Otto-, Diesel- oder Wankelmotoren rapide abnimmt. Hierbei zeigt sich nach dem bisherigen Stand der Technik, dass ein Gemisch ab λ > 1,3 nicht mehr zündwillig ist, während ab λ > 1,4 das Gemisch als nicht mehr zündfähig bezeichnet und davon ausgegangen wird, dass herkömmliche Motoren absterben.In order to achieve the best possible conditions, the reaction from fuel to air in the vicinity of the combustion must be correct. This requires a 1 kg of gas between 14.7 kg and 15.0 kg of air, or - in other words - a volume of fuel needs about 10,000 volumes of air. The composition of the fuel-air mixture is denoted by the air ratio λ, wherein λ represents the ratio of actually sucked air mass and theoretically required air mass. In this respect, λ = 1 corresponds to the purely theoretically ideal ratio that the actually sucked air mass corresponds to the theoretically required air mass. At λ <1 there is a lack of air, which is also referred to as a rich mixture; in this case there is no complete combustion, since there is too little oxygen. At λ> 1 there is an excess of air at which, according to general experience, the performance of known Otto, diesel or Wankel engines is rapidly decreasing. This shows in the prior art that a mixture from λ> 1.3 is no longer willing to ignite, while from λ> 1.4, the mixture is no longer ignitable and it is assumed that conventional engines die off.

Die vorstehend dargestellten Verhältnisse sind hinlänglich - auch aus der Populärliteratur - bekannt und in wesentlich feineren Details und mit wissenschaftlicher Genauigkeit beschrieben, so dass dieser grobe einleitende Überblick an dieser Stelle ausreichen soll.The conditions described above are well known - also from the popular literature - and described in much finer details and with scientific accuracy, so that this rough introductory overview should be sufficient at this point.

Zur Verbesserung der Verbrennungsverhältnisse und der bei nicht idealen Verhältnissen, wie sie insbesondere bei kleineren Verbrennungsprozessen, beispielsweise bei Heizungen für den Haushalt oder Kraftfahrzeugmotoren, auftreten, sind eine Vielzahl von Maßnahmen, wie beispielsweise Mehrventilsysteme, Kompressoren, Turbolader, Doppelzündungen oder Ladeluftkühler entwickelt worden. Beispielsweise aus der DE 37 06 685 A1 ist es auch bekannt, die zugeführte Luft zu erhitzen, was letztlich zwar zu einer etwas ungünstigeren Füllung der Brennkammer des Motor mit Kraftstoff führt, wodurch jedoch eine erheblich verbesserte Verbrennung und damit ein eindeutig herabgesetzter Kraftstoffausstoß sowie eine Minderung des Verbrauchs erreicht werden kann. Hierbei wird davon ausgegangen, dass durch die erhitzte Luft, die in der Brennkammer vorhanden ist, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird, die von der Einspritzdüse in die Brennkammer eingespritzte feine Dispersion bzw. der von der Einspritzdüse in die Brennkammer eingespritzte Nebel durch die heiße Luft ausreichend verdampft, um diese Leistungssteigerung bzw. Verminderung des Schadstoffausstoßes zu ermöglichen.In order to improve the combustion conditions and in non-ideal conditions, such as occur in smaller combustion processes, for example in household heaters or motor vehicle engines, a variety of measures, such as multi-valve systems, compressors, turbochargers, double ignitions or intercoolers have been developed. For example, from the DE 37 06 685 A1 It is also known to heat the supplied air, which ultimately leads to a somewhat less favorable filling of the combustion chamber of the engine with fuel, whereby, however, a significantly improved combustion and thus a clearly reduced fuel output and a reduction of consumption can be achieved. Here, it is considered that the hot air is sufficient by the heated air present in the combustion chamber when the fuel is injected, the fine dispersion injected from the injector into the combustion chamber, and the mist injected from the injector into the combustion chamber evaporated to allow this increase in performance or reduction of pollutant emissions.

Auch in der EP 1 329 631 A2 ist ein Motor offenbart, der eine Verminderung des Schadstoffausstoßes ermöglichen soll, indem er sehr mager betrieben wird, wobei das Kraftstoff-Luft-Gemisch über einen Laser entzündet werden soll.Also in the EP 1 329 631 A2 An engine is disclosed which is intended to allow a reduction of pollutant emissions by being run very lean, the fuel-air mixture is to be ignited by a laser.

Hingegen offenbart die DE 36 24 977 A1 einen Motor, bei dem ein gesättigter Kraftstoffdampf der Brennkammer zugeführt werden soll, wobei dieser Kraftstoffdampf in einem speziell und relativ komplex aufgebauten Vergaser thermisch bereitgestellt wird. On the other hand, the DE 36 24 977 A1 an engine in which a saturated fuel vapor is to be supplied to the combustion chamber, wherein said fuel vapor is thermally provided in a specially and relatively complex carburetor.

Vergaser an sich sind auch in der Online-Bibliothek Wikipedia (Wikipedia, Stichwort: Vergaser, Version vom 29.08.2005. URL: http://wikipedia.de [recherchiert am 31.01.2017]) offenbart.Carburetors themselves are also disclosed in the online library Wikipedia (Wikipedia, keyword: carburettor, version of 29.08.2005, URL: http://wikipedia.de [researched on 31.01.2017]).

Die DE 198 56 842 A1 offenbart einen Motor, bei welchem Brennstoff über eine Einspritzdüse direkt in die Brennkammer gespritzt wird.The DE 198 56 842 A1 discloses an engine in which fuel is injected directly into the combustion chamber via an injection nozzle.

All diese Bemühungen haben jedoch zu äußerst komplexen und komplizierten Motoren geführt, die mithin sehr aufwändig und kostspielig sind. Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe bereit zu stellen, welches auf konstruktiv möglichst einfache Weise die Verbrennung optimiert.However, all these efforts have resulted in extremely complex and complicated engines, which are therefore very expensive and expensive. It is an object of the present invention to provide a method and a device for burning mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels, which optimizes combustion in a structurally simple way possible.

Als Lösung schlägt die Erfindung einerseits ein Verfahren zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe vor, welches sich dadurch auszeichnet, dass der mineralölhaltige Brennstoff vor Eintritt in eine Brennkammer im Wesentlichen verdampft wird. Ebenso wird eine Einrichtung zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe mit einem Vergaser für den mineralölhaltigen Brennstoff und mit einer dem Vergaser nachgeschalteten Brennkammer vorgeschlagen, bei welcher der Vergaser eine Einrichtung zum Verdampfen des mineralölhaltigen Brennstoffes aufweist.As a solution, the invention proposes, on the one hand, a method for burning mineral oil-containing fuels which are liquid at room temperature, which is characterized in that the mineral oil-containing fuel is essentially evaporated before it enters a combustion chamber. Likewise, a device for the combustion of mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels with a carburetor for the mineral oil-containing fuel and with a carburetor downstream combustion chamber is proposed, in which the carburetor comprises means for vaporizing the mineral oil-containing fuel.

Im vorliegenden Zusammenhang wird, wie auch im Sprachgebrauch fest verankert, unter dem Begriff „Vergaser“ jede Einrichtung verstanden, bei welcher eine zumindest über die Zeiträume vom Vergaser bis in die Brennkammer stabile Dispersion des Kraftstoffes erzeugt werden kann, wobei hierzu insbesondere auch Einspritzpumpen und Einspritzdüsen zu zählen sind. Es versteht sich, dass entsprechend des Massenwirkungsgesetzes einzelne Kraftstoffpartikel molekular, das heißt, in Gasform, vorliegen, wobei jedoch bei einer Dispersion ein Großteil des Kraftstoffs fein, allerdings als Tröpfchen und somit nicht molekular, verteilt ist. Hingegen liegt in vorliegendem Zusammenhang, entsprechend der physikalischen Definition, bei einem Verdampfer bzw. bei einem Verdampfen der Brennstoff im Wesentlichen gasförmig vor, wobei selbstverständlich einzelne kleinere Tröpfchen diesbezüglich keine Rolle spielen.In the present context, as also firmly established in the language, the term "carburetor" means any device in which at least over the periods from the carburetor to the combustion chamber stable dispersion of the fuel can be generated, for this purpose, in particular injection pumps and injectors to count. It is understood that according to the law of mass action individual fuel particles molecular, that is, in gaseous form, are present, but in a dispersion, a large part of the fuel is fine, but as droplets and thus not molecularly distributed. By contrast, in the present context, according to the physical definition, in the case of an evaporator or during evaporation, the fuel is essentially in gaseous form, it being understood that individual smaller droplets are irrelevant in this respect.

Vorzugsweise umfasst die Verdampfungseinrichtung einen vor der Brennkammer angeordneten Verdampfungsraum. Durch einen derartigen, vor der Brennkammer angeordneten Verdampfungsraum kann der Kraftstoff ohne weiteres vor Eintritt in die Brennkammer vollständig verdampft und anschließend der Brennkammer zugeführt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass der Brennstoff aus einem herkömmlichen Vergaser in den Verdampfungsraum gegeben und dort letztlich verdampft wird und anschließend in der Brennkammer zugeführt wird. Auf diese Weise lässt sich die Erfindung ohne weiteres bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren zur Anwendung bringen.The evaporation device preferably comprises an evaporation space arranged in front of the combustion chamber. By such, arranged in front of the combustion chamber evaporation space of the fuel can be completely evaporated before entering the combustion chamber and then fed to the combustion chamber readily. In particular, it is conceivable that the fuel from a conventional carburetor in the evaporation chamber is given and there ultimately evaporated and then fed into the combustion chamber. In this way, the invention can be readily applied to conventional internal combustion engines.

Vorzugsweise erfolgt das Verdampfen thermisch, da insbesondere bei Kraftfahrzeugmotoren Abwärme hierzu ohnehin zur Verfügung steht. Die Verdampfungstemperaturen zwischen 70 °C und 150 °C bei Benzin sind hierbei auch in Bereichen, die von Benzinmotoren ohne weiteres erreicht werden können, wobei - wie bereits vorstehend erläutert - einzelne Tröpfchen - die nicht verdampft sind, erfindungsgemäß unkritisch sind und die schwerer flüchtigen Bestandteile des Benzins enthalten können.Preferably, the evaporation takes place thermally, since, in particular in motor vehicle engines, waste heat is already available for this purpose. The evaporation temperatures between 70 ° C and 150 ° C for gasoline are also in areas that can be easily achieved by gasoline engines, where - as already explained above - individual droplets - which are not evaporated, according to the invention are not critical and the less volatile components of gasoline.

Insbesondere bei der Verbrennung von Dieselkraftstoffen bzw. Heizöl, die wesentlich schwerer flüchtig sind, können zusätzliche Heizungen, wie beispielsweise elektrische Heizungen, vorteilhaft sein, wobei diesbezüglich - und auch bei der Verbrennung flüchtigerer Brennstoffe - auch andere Verdampfungsmethoden, wie beispielsweise Vakuumverdampfen, zur Anwendung kommen können. Es versteht sich, dass diesbezüglich, insbesondere bei Benzin, auch kumulativ bzw. alternativ zusätzliche Heizungen, wie beispielsweise elektrische Heizungen, vorteilhaft sein können.In particular, in the combustion of diesel fuel or fuel oil, which are substantially less volatile, additional heaters, such as electric heaters, be advantageous, in this regard - and also in the combustion of volatile fuels - other evaporation methods, such as vacuum evaporation, are used can. It is understood that in this regard, especially in gasoline, cumulative or alternatively additional heaters, such as electric heaters, may be advantageous.

Entsprechend der Vorteile einer thermischen Verdampfung kann der Verdampfungsraum wenigstens eine erhitzte Oberfläche aufweisen, welcher wenigstens ein Teil des mineralölhaltigen Brennstoffes aufgegeben wird.According to the advantages of a thermal evaporation, the evaporation space may have at least one heated surface, which is at least a part of the mineral oil-containing fuel abandoned.

Hierbei ist die erhitzte Oberfläche vorzugsweise über 80 °C, insbesondere über 90 °C oder 100 °C warm, so dass ein Großteil des Brennstoffes verdampft werden kann.Here, the heated surface is preferably above 80 ° C, in particular above 90 ° C or 100 ° C warm, so that a large part of the fuel can be evaporated.

Je nach konkreter Ausgestaltung kann der Brennstoff vor Eintritt in die Brennkammer auch in flüssiger Form bis nahe seinem Siedepunkt bzw. bei entsprechenden Druckverhältnissen auch über seinen Siedepunkt erwärmt werden, um ein Verdampfen zu erleichtern. Eine derartige Ausgestaltung kann beispielsweise bei Einspritzvorgängen vorteilhaft sein, so dass der Brennstoff unmittelbar bei Eintritt in die Brennkammer - und nicht bereits vor der Brennkammer - verdampft, wobei durch die zuvor außerhalb der Brennkammer bereits zugeführte Wärme die Energie, welche der Brennkammer zur Verdampfung entzogen werden muss, minimiert werden kann. Insofern ist es auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung vorteilhaft, wenn dem Brennstoff außerhalb der Brennkammer derart viel Energie zugeführt wird, dass er in der Brennkammer unter den dort herrschenden Verhältnissen gasförmig vorliegen muss. Depending on the specific embodiment of the fuel before entering the combustion chamber in liquid form can be heated to near its boiling point or at corresponding pressure conditions above its boiling point to facilitate evaporation. Such a configuration may be advantageous, for example, during injection processes, so that the fuel evaporates immediately upon entry into the combustion chamber - and not already in front of the combustion chamber, whereby the energy which is already extracted outside the combustion chamber, the energy which is withdrawn from the combustion chamber for evaporation must, can be minimized. In this respect, it is also advantageous regardless of the other features of the present invention, if the fuel outside the combustion chamber so much energy is supplied that it must be present in the combustion chamber under the conditions prevailing there gaseous.

Dementsprechend ist es auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung vorteilhaft, bei einem Verfahren bzw. bei einer Einrichtung zur Verbrennung mineralölhaltiger, bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoff zumindest 50 %, vorzugsweise 80 % bzw. 90 %, insbesondere 99 %, des mineralölhaltigen Brennstoffes der Brennkammer in gasförmiger Form aufzugeben. Hierbei spielt es keine Rolle, ob der Kraftstoff bereits zuvor entsprechend vergast worden ist oder ob die Vergasung mit Eintritt in die Brennkammer erfolgt, solange die für die entsprechende Vergasung notwendige Energie im Wesentlichen nicht der Brennkammer entnommen sondern dem Brennstoffzufuhr zugeführt worden ist.Accordingly, it is also advantageous regardless of the other features of the present invention, in a method or in a device for combustion mineralölhaltiger, liquid at room temperature fuel at least 50%, preferably 80% or 90%, in particular 99%, of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber to give up in gaseous form. In this case, it does not matter whether the fuel has already been gasified accordingly or whether the gasification takes place with entry into the combustion chamber, as long as the necessary energy for the corresponding gasification is not essentially taken from the combustion chamber but has been supplied to the fuel supply.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein äußerst effektiver Verbrennungsvorgang erzielt werden, wobei durch geeignete Luftzufuhr ohne weiteres ein λ > 1,4 erreicht werden kann.By such a configuration, a highly effective combustion process can be achieved, with a λ> 1.4 can be achieved by suitable air supply readily.

Hierbei wird, in Abkehr von dem Stand der Technik, davon ausgegangen, dass bei derartigem Luftüberschuss insbesondere während der kurzen Reaktionszeit aufgrund des Luftüberschusses für die Verbrennung auch lokal in der Brennkammer an jedem Punkt ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, obgleich für die Verbrennung nur eine sehr kurze Zeit genutzt werden kann. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass durch den äußerst hohen Luftüberschuss die Menge kritischer Stickoxide auf ein Minimum beschränkt werden kann. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass bei einer derartigen Verfahrensführung die Leistung eines herkömmlichen Motors, insbesondere eines verhältnismäßig einfach aufgebauten Benzinmotors mit herkömmlichen, klassischem Vergaser, ohne Weiteres verdoppeln bzw. der Kraftstoffverbrauch halbieren lässt, wobei gleichzeitig das Schadstoffaufkommen erheblich gesenkt wird.Here, in departure from the prior art, it is assumed that with such excess air, especially during the short reaction time due to the excess air for combustion and locally in the combustion chamber at any point sufficient oxygen is available, although only a very large short time can be used. In addition, it is assumed that the extremely high excess of air can limit the amount of critical nitrogen oxides to a minimum. It has also been shown that in such a process, the performance of a conventional engine, especially a relatively simple gasoline engine with conventional, classic carburetor, easily double or halve fuel consumption, while the amount of pollutants is significantly reduced.

Wie bereits vorstehend mehrfach angedeutet eignet sich vorliegende Erfindung insbesondere für den Bereich kleinerer Kraftwerke bzw. Kraftmaschinen, wie sie in Kraftfahrzeugen, mobilen Generatoren, Gebäudeheizungen und ähnlichem zur Anwendung kommen. Hierbei zielt die Erfindung insbesondere auf Massenprodukte, bei denen derartig magere Verbrennungsprozesse sowie ein vorheriges Verdampfen bei Zimmertemperatur flüssiger Brennstoffe bzw. die Zufuhr dieser Brennstoffe zu einer Brennkammer im Wesentlichen in gasförmiger Form bis jetzt nicht bekannt ist.As already indicated above several times, the present invention is particularly suitable for the field of smaller power plants or engines, as used in motor vehicles, mobile generators, building heaters and the like. In this case, the invention particularly aims at mass products in which such lean combustion processes and a previous evaporation at room temperature of liquid fuels or the supply of these fuels to a combustion chamber substantially in gaseous form is not known until now.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Ziele vorliegender Erfindung werden anhand der Erläuterung anliegender Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 einen ersten Verbrennungsmotor mit einem Verdampfer in schematischer Darstellung;
2 einen zweiten Verbrennungsmotor mit einem verdampfenden Vergaser;
3 einen dritten Verbrennungsmotor mit einem verdampfenden Vergaser;
4 einen vierten Verbrennungsmotor mit einem verdampfenden Vergaser in schematischer Aufsicht;
5 den Verbrennungsmotor nach 4 in schematischem Schnitt;
6 einen fünften Verbrennungsmotor mit einem verdampfenden Vergaser;
7 eine besonders einfache bauliche Umsetzung der Anordnung nach 6;
8 theoretische Abgaswerte vor einem Katalysator in Abhängigkeit von λ; und
9 theoretische Abgaswerte nach einem Katalysator in Abhängigkeit von λ.

Further advantages, features and objects of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the drawing show:

1 a first internal combustion engine with an evaporator in a schematic representation;
2 a second internal combustion engine with a vaporizing carburetor;
3 a third internal combustion engine with a vaporizing carburetor;
4 a fourth internal combustion engine with a vaporizing carburetor in a schematic plan view;
5 the internal combustion engine 4 in schematic section;
6 a fifth internal combustion engine with a vaporizing carburetor;
7 a particularly simple structural implementation of the arrangement 6 ;
8th theoretical exhaust gas values upstream of a catalyst as a function of λ; and
9 theoretical emission values after a catalyst as a function of λ.

Die in den 1 bis 3 und 6 dargestellten Motoren weisen jeweils einen Zylinder 1 auf, in welchem ein Kolben 2 hin- und herläuft und über einen Pleuel 3 in bekannter Weise Arbeit verrichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich jeweils um Vier-Takt-Motoren mit vier Zylindern, wobei vorliegende Erfindung - wie bereits vorstehend erläutert - auch für Selbstzünder, kontinuierliche Verbrennungsprozesse, wie bei Heizungsanlagen oder sonstigen Verbrennungsprozessen, Wankelmotoren und Motoren mit anderer Taktung oder Zylinderzahl zur Anwendung kommen kann. Durch die Kolben 2 und die Zylinder 1 wird jeweils eine Brennkammer 4 bereitgestellt, in welcher ein Brennstoff-Luft-Gemisch von einer Zündkerze gezündet verbrannt wird. Die hierbei entstehenden Abgase werden über eine Abgasleitung 6 aus der Brennkammer 4 abgeführt. Über eine Zuleitung 7 wird das Brennstoff-Luft-Gemisch der Brennkammer 4 zugeführt, wobei hierbei herkömmliche Konzepte, wie beispielsweise Ventile, zur Anwendung kommen.The in the 1 to 3 and 6 shown engines each have a cylinder 1 in which a piston 2 runs back and forth and over a connecting rod 3 Doing work in a known manner. In this embodiment, each four-stroke engines with four cylinders, the present invention - as already explained above - for auto-ignition, continuous combustion processes, such as in heating systems or other combustion processes, Wankel engines and engines with different timing or number of cylinders for use can come. Through the pistons 2 and the cylinders 1 will each a combustion chamber 4 provided in which a fuel-air mixture is ignited by a spark plug ignited. The resulting exhaust gases are via an exhaust pipe 6 from the combustion chamber 4 dissipated. Via a supply line 7 becomes the fuel-air mixture of the combustion chamber 4 supplied, in which case conventional concepts, such as valves, are used.

Anders wie bei herkömmlichen Motoren umfassen jedoch die Vergaser der Motoren nach 1 bis 3 jeweils einen Verdampfer 8A, 8B, 8C bzw. 8E. Hierbei weist der Vergaser des Motors nach 1 den Verdampfer 8A vorgeschaltet einen herkömmlichen Vergaser 9 auf, in welchem der Brennstoff im herkömmlichen Sinne vergast, also eine Dispersion bereitgestellt wird. Diese Dispersion wird dann dem Verdampfer 8A zugeführt, welcher einen Verdampfungsraum 10 aufweist, durch welchen das Abgasrohr 6 geführt. Hierbei wird die Dispersion vom Vergaser direkt auf dieses Abgasrohr gespritzt, wobei die Verhältnisse derart ausgestaltet sind, dass die Dispersion auf einer erhitzten Oberfläche mit einer Temperatur zwischen 100 °C und 105 °C trifft. Auf diese Weise wird der Brennstoff zu weit mehr als 50 %, im normalen Betriebsfall zu 99 %, vergast und im Wesentlichen gasförmiger Form der Brennkammer 4 zugeführt.Unlike conventional engines, however, the carburetors of the engines include 1 to 3 one evaporator each 8A . 8B . 8C respectively. 8E , Here, the carburetor of the engine after 1 the evaporator 8A upstream of a conventional carburetor 9 in which the fuel is gasified in the conventional sense, ie a dispersion is provided. This dispersion is then the evaporator 8A supplied, which has a evaporation space 10 through which the exhaust pipe 6 guided. In this case, the dispersion is sprayed by the gasifier directly onto this exhaust pipe, wherein the conditions are such that the dispersion on a heated surface with a temperature between 100 ° C and 105 ° C meets. In this way, the fuel is too much more than 50%, in normal operation to 99%, gasified and essentially gaseous form of the combustion chamber 4 fed.

Bei der in 2 dargestellten Anordnung findet an sich ein herkömmlicher Vergaser Anwendung, der jedoch in innigem Kontakt mit dem Abgasrohr 6 steht und auf diese Weise derart erhitzt wird, dass der zugeführte Brennstoff beim Vergasungsprozess im Wesentlichen verdampft, so dass es sich auch hierbei um einen Verdampfer im erfindungsgemäßen Sinne handelt. Dieses Prinzip wird bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 noch puristischer ausgeführt, indem der noch flüssige Brennstoff in seiner Zufuhrleitung 11 von dem Abgasrohr 6, mit welchem die Zufuhrleitung in einem innigen Kontakt steht, weit über dem Siedepunkt erhitzt wird, so dass er in einem herkömmlichen Vergaser, dessen genaue Geometrien jedoch an diese Verhältnisse angepasst sind, unmittelbar nahezu vollständig verdampft. Es versteht sich, dass letzteres im Prinzip auch bei Verbrennungsprozessen zur Anwendung kommen kann, bei denen der Brennstoff noch in flüssiger Form der Brennkammer 4 aufgegeben wird, wie dieses beispielsweise bei Einspritzvorgängen der Fall ist.At the in 2 shown arrangement is in itself a conventional carburetor application, but in intimate contact with the exhaust pipe 6 is and is heated in such a way that the supplied fuel substantially evaporates during the gasification process, so that this is also an evaporator in the sense of the invention. This principle is in the embodiment after 3 even more puristic performed by the still liquid fuel in its supply line 11 from the exhaust pipe 6 , with which the supply line is in intimate contact, is heated far above the boiling point, so that in a conventional gasifier, whose exact geometries, however, are adapted to these conditions, almost immediately completely evaporated. It is understood that the latter can in principle also be used in combustion processes in which the fuel is still in liquid form of the combustion chamber 4 is given up, as this is the case for injection processes, for example.

Die in 4 und 5 dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform nach 1, wobei der herkömmliche Vergaser 9 und der Verdampfer 8D abweichend von der Ausführungsform nach 1 angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach 4 und 5 gibt der herkömmliche Vergaser 9 die Dispersion von Brennstoff in Luft unmittelbar auf ein Abgasrohr 15 des allgemeinen Abgassystems 6. Dieses ist durch den Pfeil 16 entsprechend angedeutet. Wegen der an dem Abgasrohr 15 herrschenden Temperaturen verdampft der Brennstoff endgültig und wird, wie durch die Pfeile 17 angedeutet, den Zylindern 1 aufgegeben. Entlang des Pfeils 18 verlassen die bei der Verbrennung gebildeten Stoffe das Abgassystem 6. Als Zufuhr 7 kann eine herkömmliche Ansaugkammer eines an sich bekannten Motors und als Abgassystem die bekannte Auspuffkammer zur Anwendung kommen, wenn diese in geeigneter Weise zueinander angeordnet sind, so dass der dispergierte Brennstoff in geeigneter Weise von dem Vergaser 9 auf eine Wandung der Auspuffkammer aufgegeben werden kann.In the 4 and 5 illustrated embodiment substantially corresponds to the embodiment according to 1 , where the conventional carburetor 9 and the evaporator 8D different from the embodiment according to 1 are arranged. In the embodiment according to 4 and 5 gives the conventional carburetor 9 the dispersion of fuel in air directly onto an exhaust pipe 15 of the general exhaust system 6 , This is by the arrow 16 indicated accordingly. Because of the on the exhaust pipe 15 prevailing temperatures, the fuel finally evaporates and becomes, as by the arrows 17 indicated to the cylinders 1 given up. Along the arrow 18 The substances formed during combustion leave the exhaust system 6 , As a feed 7 For example, a conventional suction chamber of a per se known engine and as an exhaust system, the known exhaust chamber may be used, if they are arranged in a suitable manner to each other, so that the dispersed fuel in a suitable manner from the gasifier 9 can be abandoned on a wall of the exhaust chamber.

Das Ausführungsbeispiel nach 6 nutzt statt der Abgase eine elektrische Heizung 19, um den Brennstoff bzw. Kraftstoff in dem Verdampfer 8E zu verdampfen. Hierbei erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel die Verdampfung im Wesentlichen durch thermische Energie, wobei es sich versteht, dass eine derartige elektrische Heizung auch bei den Anordnung nach 1 bis 3 kumulativ bzw. alternativ zur Anwendung kommen kann.The embodiment according to 6 uses an electric heater instead of the exhaust gases 19 to the fuel in the evaporator 8E to evaporate. Here, in this embodiment, the evaporation is carried out substantially by thermal energy, it being understood that such an electric heater also in the arrangement according to 1 to 3 cumulative or alternatively may be used.

Eine Umsetzung des prinzipiellen Aufbaus einer Kombination aus den Ausführungsbeispielen nach 1 und 6 ist in 7 dargestellt, bei welcher eine herkömmliche Einspritzdüse 20 mit ihrem handelsüblichen Anschlussstück 21 an ein Gehäuse 22 angesetzt ist, welches seinerseits ebenfalls ein Einspritzdüsenanschlussstück 23 aufweist, so dass es unmittelbar an den motorseitigen Einspritzdüsenanschluss angesetzt werden kann, und welches den Verdampfer 8E bildet, indem in den von dem Gehäuse 22 umschlossenen Verdampfungsraum 10 eine elektrische Heizung 19 eingesetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als elektrische Heizung 19 eine herkömmliche Dieselglühkerze 24 genutzt, da diese ohne weiteres erhältlich und im Zusammenspiel mit einer Stromversorgung eines Kraftfahrzeuges über eine ausreichende Dauerleistungszeit verfügt.An implementation of the basic structure of a combination of the embodiments according to 1 and 6 is in 7 shown in which a conventional injection nozzle 20 with her commercial connector 21 to a housing 22 is attached, which in turn also an injector fitting 23 so that it can be attached directly to the engine-side injection nozzle connection, and which the evaporator 8E forms by putting in the of the housing 22 enclosed evaporation space 10 an electric heater 19 is used. In this embodiment is as an electric heater 19 a conventional diesel glow plug 24 used, as these readily available and has in conjunction with a power supply of a motor vehicle over a sufficient continuous power time.

Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartig einfache Umbaumaßnahme der Schadstoffausstoß sowie der Benzinverbrauch eines herkömmlichen Einspritzmotors erheblich gesenkt werden kann.It has been shown that can be significantly reduced by such a simple conversion measure the pollutant emissions and gasoline consumption of a conventional injection engine.

Wird nach vorliegender Erfindung der Brennstoff bzw. der Kraftstoff zum größten Teil in Gasform der Brennkammer aufgegeben, ist jedes Kraftstoffmolekül mit ausreichend Sauerstoffmolekülen umgeben, um auch in sehr kurzer Zeit den Brennstoff vollständig zu verbrennen. Dieses führt bei einer Zündung zu einer größeren Explosion und nahezu zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs. Hierdurch kann die Ausbeute des verbrannten Anteils erheblich erhöht werden, zumal die beiden Komponenten Brennstoff und Luft im gasförmigen Zustand außerordentlich gut vermischt werden können bzw. vermischt sind.If, in the present invention, the fuel or the fuel for the most part in gaseous form of the combustion chamber abandoned, each fuel molecule is surrounded with sufficient oxygen molecules to completely burn the fuel in a very short time. This leads to an ignition larger explosion and almost complete combustion of the fuel. As a result, the yield of the burned portion can be considerably increased, especially since the two components fuel and air in the gaseous state can be mixed extremely well or are mixed.

Insbesondere beim Ausführungsbeispiel nach 4 und 5 wird der an sich noch flüssige, aber in Dispersion vorliegende Kraftstoff unmittelbar mit dem glühenden Auspuffkollektor, der ins Innere des Ansaugkollektors verlegt worden ist, kontaktiert. Das auf diese Weise bereitgestellte Gasgemisch aus Luft und Brennstoff wird dann im Zylinder zur Explosion gebracht.In particular, in the embodiment according to 4 and 5 For example, the fuel which is still liquid but in dispersion is contacted directly with the glowing exhaust collector which has been laid inside the intake collector. The gas mixture of air and fuel provided in this way is then exploded in the cylinder.

In praktischen Versuchen hat sich hierbei eine Gasbildungstemperatur für den Brennstoff zwischen 100 °C und 105 °C als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese konnte ohne weiteres stabil aufrechterhalten werden, wenn sich die Abgastemperatur im Bereich zwischen 610 °C und 730 °C bewegt, wobei die Temperaturverhältnisse durch geeignete Anordnung der Komponenten ohne weiteres gewählt werden können. Bei dem in 4 und 5 schematisch dargestellten und nachfolgend für die Versuche genutzten Ausfuhrungsbeispiele betrug der Explosionsdruck zwischen 10.000 und 12.000 hPa (10 bis 12 bar).In practical experiments, a gas formation temperature for the fuel between 100 ° C and 105 ° C has proven to be particularly advantageous. This could be easily maintained stable when the exhaust gas temperature in the range between 610 ° C and 730 ° C moves, the temperature conditions can be easily selected by suitable arrangement of the components. At the in 4 and 5 schematically illustrated and subsequently used for the experiments exemplary embodiments, the explosion pressure was between 10,000 and 12,000 hPa (10 to 12 bar).

Wie nachfolgend erläutert konnte ein Motor mit einem einfachen Kontaktverteiler und herkömmlicher Zündspule bei λ > 1,4 betrieben werden, wobei sich überraschender Weise herausgestellt hat, dass die Leistung des Motors um 50 % gestiegen und die Schadstoffbelastung erheblich reduziert war.As explained below, an engine with a simple contact distributor and conventional ignition coil could be operated at λ> 1.4, and it has surprisingly been found that the power of the engine increased by 50% and the pollution was significantly reduced.

Die Abgasmessungen wurden mit einem SUN-DGA-1800 Messgerät (von SUN ELECTRIC Deutschland GmbH, 4020 Mettmann, Baujahr 1999) durchgeführt, wobei die Einstellung des Apparates mit „Lambdamix“-Prüfgas durchgeführt worden ist. Hierbei erfolgte die Aufzeichnung der Messwerte entsprechend der Tabellen 1, 2 und 3 im Minutentakt.The exhaust gas measurements were carried out with a SUN-DGA-1800 measuring instrument (from SUN ELECTRIC Deutschland GmbH, 4020 Mettmann, model year 1999), whereby the adjustment of the apparatus was carried out with "Lambdamix" test gas. Here, the recording of the measured values according to Tables 1, 2 and 3 took place every minute.

Bei den durchgeführten Messungen wurde unterhalb der Drosselklappe eine Drosselscheibe mit einem Durchmesser von 23 mm, was 4,2 m² bzw. 41 % der Durchmesserfläche entspricht, eingesetzt. Hierbei ergaben sich die folgenden Werte: Tabelle 1a: Uhrzeit U/min Öl Temp. Gasbildungs Temp. °C CO-Wert HC-Wert λ-Wert 15:57 2.780 36 70 0,01 65 15:58 2.552 39 71 0,14 65 1,352 15:59 2.594 44 73 0,12 48 1,636 16:00 2.624 49 75 0,11 37 1,917 16:01 2.610 55 79 0,11 38 2,103 16:02 2.642 55 81 0,08 30 --- 16:03 2.683 63 84 0,09 29 --- In the measurements carried out, a throttle disk with a diameter of 23 mm, which corresponds to 4.2 m ² or 41% of the diameter area, was used below the throttle valve. This gave the following values: TABLE 1a time of day U / min Oil temp. Gas formation temp. ° C CO value HC value λ-value 15:57 2780 36 70 0.01 65 15:58 2552 39 71 0.14 65 1,352 15:59 2594 44 73 0.12 48 1,636 16:00 2624 49 75 0.11 37 1,917 16:01 2610 55 79 0.11 38 2,103 16:02 2642 55 81 0.08 30 --- 16:03 2683 63 84 0.09 29 ---

Hierbei ist zu beachten, dass die verwendete Lambda-Sonde in Abhängigkeit vom Kohlenmonoxid arbeit und bei besonders niedrigen Kohlenmonoxid-Werten keine zuverlässige Messung erlaubt. Dieses führt zu nicht messbaren Lambda-Werten um 16:02, 16:03, 16:04 und 16:05. Sowie die Kohlenmonoxid-Werte in entsprechende Bereiche gelangen, funktioniert die Lambda-Sonde wieder, wobei diese prinzipiell mit einiger Verzögerung arbeitet, so dass die Messwerte teilweise den vorherigen Einstellungen zuzuordnen sein sollten. Dementsprechend ist beispielsweise davon auszugehen, dass der Lambda-Wert von 2,165 um 16:06 eher dem Kohlenmonoxid-Wert zwischen 0,08 und 0,12 (zwischen 16:02 und 16:04) zuzuordnen ist.It should be noted that the lambda probe used, depending on the carbon monoxide work and at particularly low carbon monoxide values does not allow reliable measurement. This results in non-measurable lambda values at 16:02, 16:03, 16:04 and 16:05. As soon as the carbon monoxide values reach corresponding areas, the lambda sensor works again, which in principle works with some delay, so that the measured values should partly be assigned to the previous settings. Accordingly, for example, assume that the Lambda value of 2.165 at 16:06 is more likely to be attributed to the carbon monoxide value between 0.08 and 0.12 (between 16:02 and 16:04).

Nach 16:03 wurden die Versuchsbedingungen dahingehend geändert, dass eine Zusatzluftzuführungsöffnung mit einem Durchmesser von 3 mm unterhalb der Drosselklappe eingebracht wurde. Hieraus ergaben sich die folgenden Werte: Tabelle 1b: Uhrzeit U/min Öl Temp. Gasbildungs Temp. °C CO-Wert HC-Wert λ -Wert 16:04 2.582 67 84 0,12 68 --- 16:05 2.541 70 88 0,14 120 --- 16:06 2.543 71 92 0,18 123 2,165 16:07 2.584 75 99 0,27 218 1,492 16:08 2.425 75 99 0,20 140 1,365 16:13 2.516 77 101 0,20 72 1,320 16:14 2.482 78 101 0,20 86 1,414 16:15 2.499 79 101 0,19 85 1,518 16:17 2.445 79 101 0,18 84 1,685 16:18 2.515 80 101 0,17 75 1,798 16:19 2.509 81 101 0,15 64 2,033 16:20 2.486 81 101 0,14 58 2,143 16:21 2.491 81 101 0,13 53 2,177 Tabelle 1c: Uhrzeit U/min Öl Temp. Gasbildungs-Temp. °C CO-Wert CO₂-Wert HC-Wert O₂-Wert λ-Wert 14:11 2.612 82 101 0,11 7,30 32 10,75 1,989 14:11 2.638 82 101 0,11 7,32 33 10,72 1,983 14:12 2.628 83 101 0,10 7,23 27 10,80 2,005 14:13 2.634 83 101 0,10 7,40 25 10,63 1,969 14:14 2.664 83 101 0,10 7,35 29 10,74 1,984 14:15 2.663 83 101 0,10 7,24 24 10,83 2,008 14:15 2.688 84 101 0,10 7,21 28 10,91 2,018 14:16 2.688 84 101 0,11 7,22 30 10,89 2,014 14:17 2.684 85 101 0,10 7,28 25 10,81 1,999 14:18 2.175 83 101 0,08 6,54 27 11,74 --- 14:19 2.157 83 101 0,09 6,72 31 11,58 2,162 After 16:03, the experimental conditions were changed to introduce a 3 mm diameter auxiliary air feed port below the throttle. This resulted in the following values: Table 1b: time of day U / min Oil temp. Gas formation temp. ° C CO value HC value λ value 16:04 2582 67 84 0.12 68 --- 16:05 2541 70 88 0.14 120 --- 16:06 2543 71 92 0.18 123 2,165 16:07 2584 75 99 0.27 218 1.492 16:08 2425 75 99 0.20 140 1,365 16:13 2516 77 101 0.20 72 1,320 16:14 2482 78 101 0.20 86 1.414 16:15 2499 79 101 0.19 85 1,518 16:17 2445 79 101 0.18 84 1,685 16:18 2515 80 101 0.17 75 1,798 16:19 2509 81 101 0.15 64 2,033 16:20 2486 81 101 0.14 58 2.143 16:21 2491 81 101 0.13 53 2,177 Table 1c: time of day U / min Oil temp. Gas educational Temp. ° C CO value CO ₂ value HC value O ₂ value λ-value 14:11 2612 82 101 0.11 7.30 32 10.75 1,989 14:11 2638 82 101 0.11 7.32 33 10.72 1,983 14:12 2628 83 101 0.10 7.23 27 10,80 2,005 14:13 2634 83 101 0.10 7.40 25 10.63 1,969 14:14 2664 83 101 0.10 7.35 29 10.74 1,984 14:15 2663 83 101 0.10 7.24 24 10.83 2,008 14:15 2688 84 101 0.10 7.21 28 10.91 2,018 14:16 2688 84 101 0.11 7.22 30 10.89 2,014 14:17 2684 85 101 0.10 7.28 25 10.81 1,999 14:18 2175 83 101 0.08 6.54 27 11.74 --- 14:19 2157 83 101 0.09 6.72 31 11.58 2,162

In einer zweiten Messreihe wurden dann noch Messungen ohne Zusatzluftzuführung und ohne Durchmesserverkleinerungsscheibe durchgeführt, die folgende Ergebnisse lieferten. Tabelle 2: Versuch Öltemperatur in °C U/min CO CO₂ HC O₂ λ 1 95 2.092 0,05 9,00 18 8,30 1,621 2 100 2.055 0,06 8,37 11 9,23 1,751 3 100 1.957 0,06 8,39 17 9,21 1,748 4 100 2.010 0,08 8,43 44 9,16 1,733 5 100 2.056 0,10 9,00 64 8,32 1,618 6 100 5.220 0,12 10,89 57 6,65 1,429 Tabelle 3: Versuch Öltemperatur in °C U/min CO CO₂ HC O₂ λ 1 75 2.015 0,07 7,78 22 9,97 1,862 2 78 2.043 0,05 7,36 7 10,53 1,976 3 79 1.913 0,05 7,95 7 9,66 1,825 4 79 1.927 0,07 8,26 13 9,37 1,774 5 80 2.055 0,10 8,31 41 9,15 1,742 6 80 6.101 0,10 8,53 39 9,04 1,722 Tabelle 4 Versuch Öltemperatur in °C U/min CO CO₂ HC O₂ λ 1 76 2.043 0,07 7,80 10 9,95 1,864 2 77 1.994 0,07 7,80 23 9,99 1,869 3 78 1.914 0,08 8,02 53 9,58 1,804 4 78 1.965 0,11 8,40 185 9,05 1,703 5 79 2.001 0,13 9,14 209 8,01 1,566 6 80 5.462 0,16 9,59 190 7,92 1,542 In a second series of measurements, measurements were then carried out without additional air supply and without diameter reduction disc, which gave the following results. Table 2: attempt Oil temperature in ° C U / min CO CO ₂ HC O ₂ λ 1 95 2092 0.05 9.00 18 8.30 1,621 2 100 2055 0.06 8.37 11 9.23 1,751 3 100 1957 0.06 8.39 17 9.21 1,748 4 100 2010 0.08 8.43 44 9.16 1,733 5 100 2056 0.10 9.00 64 8.32 1,618 6 100 5220 0.12 10.89 57 6.65 1,429 Table 3: attempt Oil temperature in ° C U / min CO CO ₂ HC O ₂ λ 1 75 2015 0.07 7.78 22 9.97 1,862 2 78 2043 0.05 7.36 7 10.53 1,976 3 79 1913 0.05 7.95 7 9.66 1,825 4 79 1927 0.07 8.26 13 9.37 1,774 5 80 2055 0.10 8.31 41 9.15 1,742 6 80 6101 0.10 8.53 39 9.04 1,722 Table 4 attempt Oil temperature in ° C U / min CO CO ₂ HC O ₂ λ 1 76 2043 0.07 7.80 10 9.95 1,864 2 77 1994 0.07 7.80 23 9.99 1,869 3 78 1914 0.08 8.02 53 9.58 1,804 4 78 1965 0.11 8.40 185 9.05 1,703 5 79 2001 0.13 9.14 209 8.01 1,566 6 80 5462 0.16 9.59 190 7.92 1.542

Insbesondere aus letzterer Tabelle erkennt man, dass bei gleichbleibenden Bedingungen (Öl- und Gasbildungstemperatur) die Kohlenmonoxid-Werte sehr niedrig bleiben, dass sie sogar unter 0,08 fallen, was letztendlich zum Ausfall der Lambda-Messungen führt, da diese für derartig niedrige Kohlenmonoxid-Werte nicht geeignet ist. Hierbei bleiben die Kohlendioxid-Werte als Zeichen einer guten Verbrennung, neben dem niedrigen Kohlenmonoxid-Werten, im Wesentlichen konstant. Die unverbrannten Kohlenwasserstoffe sind und bleiben extrem niedrig. Die Sauerstoffwerte sind, entsprechen der hohen λ - Werte, verhältnismäßig hoch. Es wird im Übrigen davon ausgegangen, dass bei λ -Werten über 2 bzw. in der Nähe von 2 keine Stickoxide mehr gebildet werden und diese zumindest nahezu bei 0 liegen, wie dieses in 6 und 7 schematisch angedeutet ist.In particular, from the latter table it can be seen that under constant conditions (oil and gas formation temperature), the carbon monoxide levels remain very low, even falling below 0.08, which ultimately leads to failure of the lambda measurements since these are for such low carbon monoxide Values is not suitable. Here, the carbon dioxide levels as a sign of good combustion, in addition to the low carbon monoxide levels, remain essentially constant. The unburned hydrocarbons are and remain extremely low. The oxygen values are relatively high, corresponding to the high λ values. It is assumed, moreover, that at λ values above 2 or in the vicinity of 2 no more nitrogen oxides are formed and these are at least almost 0, like this in 6 and 7 is indicated schematically.

Auch in weiteren Versuchen konnten diese Ergebnisse bestätigt werden, wobei in Tabelle 2 mit einer Drosselscheibe mit einem Durchmesser von 10,2 cm², in Tabelle 3 mit einer Drosselscheibe mit einem Durchmesser von 4,2 cm² (entspricht 41 % der normalen Durchmesserfläche) und in Tabelle 4 mit einer Drosselscheibe mit einem Durchmesser von 2,5 cm² (entspricht 24 % der normalen Durchmesserfläche) gemessen wurde:In further experiments, these results could be confirmed, where in Table 2 with a throttle disc with a diameter of 10.2 cm ² , in Table 3 with a throttle disc with a diameter of 4.2 cm ² (equivalent to 41% of the normal diameter area) and measured in Table 4 with a 2.5 cm ² diameter orifice plate (corresponding to 24% of the normal diameter area):

Hinsichtlich der Kohlenmonoxide in den Abgasen eines herkömmlichen Motors liegen die Grenzwerte ohne Katalysator bei unter 3,5 %vol. Bei einem herkömmlichen Motor mit geregeltem Katalysator liegt der Monoxid-Wert im Leerlauf bei unter 0,5 %vol und bei erhöhtem Leerlauf bei unter 0,3 %vol. Wie aus den Tabellen ersichtlich, lässt sich mit vorliegender Erfindung der Kohlendioxid-Wert zwischen 0,05 %vol. und 0,19 %vol. stabilisieren, so dass diese Werte zumindest zwei bis zehnmal niedriger als bei Motoren mit geregeltem Katalysator sind. Schon hierdurch lassen sich die Vorteile vorliegender Erfindung verdeutlichen, da durch derartig niedrige Kohlenmonoxid-Werte die Umwelt geringer belastet wird.With regard to the carbon monoxide in the exhaust gases of a conventional engine, the limits without catalyst are below 3.5% vol. In a conventional regulated catalyst engine, the idle monoxide level is less than 0.5% vol and, at elevated idle, less than 0.3% vol. As can be seen from the tables, with the present invention, the carbon dioxide value between 0.05% vol. and 0.19% vol. stabilize so that these values are at least two to ten times lower than in controlled-catalyst engines. This alone makes it possible to clarify the advantages of the present invention since the environment is burdened less by such low carbon monoxide values.

Darüber hinaus kann der Verbrauch halbiert und die Lebensdauer des Motors verlängert werden, weil die optimale Leistung schon bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden kann.In addition, the consumption can be halved and the life of the engine can be extended, because the optimum performance can be achieved even at low speeds.

Die gemessenen Anteile an Kohlendioxid stammen aus der Verbrennung des HC-brennbaren Teils des Brennstoffs, wobei die hohe Werte darstellen, dass man einer 100%igen Verbrennung des brennbaren Teils des Brennstoffes nahe kommt. Parallel zum Kohlendioxid entstehendes Wasser wird in der Hitze der Abgase verdampft. Der Anteil von Sauerstoff in den Abgasen fällt, je besser die Verbrennung ist. Sobald die Öltemperatur 60 °C erreicht hat, fallen die Sauerstoffwerte parallel zu den Werten unverbrannter Kohlenwasserstoffe. Dieses ist das Resultat einer immer besser werdenden Verbrennung, wodurch auch die CO₂-Werte entsprechend ansteigen. Dadurch, dass jedoch diese bessere Verbrennung zu einer Leistungssteigerung führt, kann insgesamt der Kraftstoffverbrauch gesenkt und somit die Umwelt entlastet werden.The measured levels of carbon dioxide are derived from the combustion of the HC-combustible portion of the fuel, the high values representing close to 100% combustion of the combustible portion of the fuel. Water which forms in parallel with the carbon dioxide is vaporized in the heat of the exhaust gases. The proportion of oxygen in the exhaust gases drops the better the combustion is. As soon as the oil temperature has reached 60 ° C, the oxygen values fall in parallel with the values of unburned hydrocarbons. This is the result of an increasingly improving combustion, which also increases the CO ₂ values accordingly. However, the fact that this better combustion leads to an increase in performance, the overall fuel consumption can be reduced and thus the environment be relieved.

Wegen der höheren Verbrennungstemperatur und der besseren Sauerstoffausnutzung nehmen die Stickoxide bei höheren Lambda-Werten ab, wie bei Lambda-Werten zwischen 1,0 und 1,2 bereits aus dem Stand der Technik bekannt und in 6 und 7 dargestellt. Hierbei sind die Figuren im Wesentlichen dem „Handbuch zur Vorbereitung auf den Prüfungslehrgang“ (Herausgeber: Technische Akademie des Kfz-Gewerbes (TAK GmbH, Bonn) entnommen, wobei die Werte oberhalb einem Lambda von 1,25 extrapoliert wurden. Die Stickoxide bilden sich aus der Ansaugluft nach hohen Temperaturen und stammen in der Regel nicht aus dem Kraftstoff. Bei fetten Gemischen (λ < 0,8 bis 0,9) und hohen Temperaturen ist ihre Bildung begünstigt. Umgekehrt schwinden bei λ > 1 und hohen Temperaturen die Bildungsbedingungen, so dass die Belastung durch Stickoxide bei den erfindungsgemäßen λ -Werten erheblich abnimmt.Owing to the higher combustion temperature and the better utilization of oxygen, the nitrogen oxides decrease at higher lambda values, as is already known from the prior art at lambda values between 1.0 and 1.2, and 6 and 7 shown. The figures are essentially taken from the "Handbook for the Preparation of the Examination Course" (published by the Technical Academy of the Automotive Industry (TAK GmbH, Bonn), where the values were extrapolated above a lambda of 1.25 The intake air after high temperatures and usually does not come from the fuel.For rich mixtures (λ <0.8 to 0.9) and high temperatures their formation is favored.Conversely, at λ> 1 and high temperatures, the formation conditions, so that the exposure to nitrogen oxides decreases considerably at the λ values according to the invention.

Dadurch, dass der Kraftstoff den Motoren im Wesentlichen gasförmig zugeführt wird, kann insbesondere auf komplexe Anordnungen, wie Einspritzpumpe, Turbolader, und sonstige komplexe Motorkonstruktion- und Steuerungssysteme verzichtet werden, da insbesondere durch Hub, Volumen und Bohrungen bzw. die geeigneten Verhältnisse zwischen Luft und Brennstoff die meisten der notwendigen Vorgaben ohne Weiteres erzielt werden können.The fact that the fuel is supplied to the engines in a substantially gaseous form makes it possible in particular to dispense with complex arrangements, such as injection pump, turbocharger, and other complex engine construction and control systems, in particular by means of stroke, volume and bores or the appropriate relationships between air and fuel Fuel most of the necessary specifications can be readily achieved.

Claims

A process for the combustion of mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels, characterized in that at least part of the mineral oil-containing fuel is evaporated before entering a combustion chamber coming from a gasifier.

Method according to Claim 1 , characterized in that the mineral oil-containing fuel is thermally evaporated before entering a combustion chamber.

Method according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the mineral oil-containing fuel is heated before entering a combustion chamber at least to such near its boiling point that it is present in gaseous form in the combustion chamber under the conditions prevailing there.

Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that at least 50% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Method according to Claim 4 , characterized in that at least 80% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Method according to Claim 5 , characterized in that at least 90% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Method according to Claim 6 , characterized in that at least 99% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized by a λ> 1.4.

Use of the method according to one of Claims 1 to 8th for operating an internal combustion engine.

Use of the method according to Claim 9 for operating a motor vehicle engine.

Device for combustion mineral oil-containing, liquid at room temperature fuels with a carburetor for the mineral oil-containing fuel and with a carburetor downstream combustor, characterized in that the carburetor comprises means for vaporizing dispersed in the carburetor, mineral oil-containing fuel.

Incinerator after Claim 11 , characterized in that the evaporation device comprises means for heating the mineral oil-containing fuel.

Incinerator after Claim 12 , characterized in that the evaporation device comprises means for thermal heating of the mineral oil-containing fuel.

Combustion device after a Claims 11 to 13 , characterized in that the evaporation device has an evaporation chamber arranged in front of the combustion chamber.

Incinerator after Claim 14 , characterized in that the evaporation space has at least one heated surface and at least part of the mineral oil-containing fuel of this surface is abandoned.

Incinerator after Claim 15 , characterized in that the heated surface is over 80 ° C warm.

Incinerator after Claim 15 or 16 characterized in that the heated surface is heatable via exhaust gases of the combustion.

Combustion device according to one of Claims 15 to 17 , characterized in that the heated surface is electrically heated.

Combustion device according to one of Claims 11 to 18 , characterized in that at least 50% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Incinerator after Claim 19 , characterized in that at least 80% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Incinerator after Claim 20 , characterized in that at least 90% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Incinerator after Claim 21 , characterized in that at least 99% of the mineral oil-containing fuel of the combustion chamber are abandoned in gaseous form.

Combustion device according to one of Claims 11 to 22 , where the combustion energy is converted into mechanical work.

Combustion device according to one of Claims 11 to 23 as part of an internal combustion engine.

Incinerator after Claim 24 as part of a motor vehicle engine.