DE2304970A1 - Hybrides kraftstoffverbrennsystem - Google Patents

Description

V Tb München, den 1. Februar 1973

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City / Japan

Hybrides Kraftstoffverbrennsystem

Die Erfindung betrifft Kraftstoffverbrennsysteme und insbesondere ein hybrides KraftstoffVerbrennsystem, bei welchem ein fester oder halbfester Kraftstoff aus Polymeren, wie Polyurethangummi, und ein flüssiges Oxydationsmittel, wie Hydrogenperoxyd, Verwendung findet.

Typisch für die bekannten Kraftstoffverbrennsysteme, die mit festen oder halbfesten Kraftstoffen arbeiten, sind Systeme zum Verbrennen von pulverisierter Kohle, ortsungebundene Gitterbefeuerungsvorrichtungen und ortsfeste Gitteröfen. Alle diese Kraftstoffverbrennsysteme arbeiten so, daß die festen oder halbfesten Kraftstoffe direkt durch die durch Verbrennung des Kraftstoffs erzeugte Wärme erwärmt, flüssig- und

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gasförmig gemacht oder verdampft werden. Ein Verbrennungsprinzip dieser Art erfordert ziemlich großformatige Brenner, Verbrennungskammerη, Wärmeaustauscher, Lufteinlaßöffnungen und Kamine im Vergleich mit Kraftstoffverbrennsystemen, die flüssige Kraftstoffe, wie Petroleum, Schweröl und Benzin benutzen. Die Λην/endungsraöglichkeiten für Kraftstoffverbrenn sy sterne, die mit festen oder halbfesten Kraftstoffen arbeiten, sind deshalb beschränkt, wegen der großformatigen Gesamtkonstruktionen und des ausgeprägten Grundflächenbedarfs der Systeme. Die festen oder halbfesten Kraftstoffe zeigten sich daher bisher praktisch unvereinbar mit Kraftstoffverbrennsystemen oder Antriebsquellen, die an beweglichen oder tragbaren Anlagen und Einrichtungen, wie etwa Kraftfahrzeugen, zu installieren sind. Die Erfindung zielt darauf hin, ein Kraftstoffverbrennsystem, das mit festem oder halbfestern Kraftstoff arbeitet, vorzusehen, wobei sich dieses durch eine kompakte und kleinformatige Konstruktion auszeichnet, die auf die Anbringung des Kraftstoffverbrennsystems im beschränkten Raum einer beweglichen oder tragbaren Anlage oder Einrichtung oder sogar einer Haushaltseinrichtung Rücksicht nimmt.

Eine ungeheure Menge von Schrott und Abfällen plastischer Produkte, wie etwa von Einwegbehälterη aus Polyäthylen, wird heute weggeworfen, und es werden verschiede-

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ne Bemühungen gemacht, um Verfahren zu finden, die geeignet sind, sich der überschüssigen Plastikmaterialien zu entledigen, um die Verschmutzungsprobleme, die aus solchen Materialien entstehen, zu lösen. Das hier vorgeschlagene Kraftstoffverbrennsystem ist für feste und halbfeste Kraftstoffe verwendbar, die aus überschüssigen Plastikmaterialien aufbereitet werden, und es kann daher erwartet werden, daß es in beträchtlichem Maße zur Aufarbeitung von Abfall aus Plastikmaterial beiträgt und demzufolge auch zur Reduzierung der Verschmutzung, sich sich aus derartigen Materialien ergibt.

Die festen, flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffe der bisher bekannten Kraftstoffverbrennsysteme werden gewöhnlich mit Hilfe von Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist, verbrannt. Die Kraftstoffverbrennsysterae tendieren deshalb dazu, Abgase auszustoßen, die unverbrannten oder nur zum Teil verbrannten Kohlenwasserstoff und andere schädliche Chemikalien, wie Kohlenmonoxyd und Stickstoffoxyd, enthalten. Viele Versuche sind daher unternommen worden, um die toxischen Verbindungen in den Abgasen, die aus den Kraftstoffverbrennsystemen kommen, zu reduzieren. Um z.B. Kohlenmonoxyd und unverbrannten Kohlenwasserstoff in den Abgasen zu reduzieren, ist es nötig, daß die Kraftstoffe mit erhöhtem Wirkungsgrad und bei genügend hohen Temperaturen verbrannt werden, so daß eine

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vollständige Verbrennung der Kraftstoffe erreicht wird. Der erhöhte Verbrennungsgrad und die hohen Temperaturen sind jedoch verantwortlich für das Entstehen toxischer Stickstoffoxyde; es wurden bisher zahlreiche Hilfsmittel vorgeschlagen, um eine Kompromißlösung zu finden für die abwechselnd widerstreitenden Forderungen nach Reduzierung der Kohlenmonoxyde und unverbrannten Kohlenwasserstoffe und nach Reduzierung der Stickstoffoxyde in den Abgasen. Es ist jedoch offensichtlich, daß die widerstreitenden Forderungen nicht zufriedenstellend erfüllt werden konnten, insofern, als Luft als Oxydationsmittel für die Kraftstoffe in den Verbrennsystemen benutzt wird, und da es die Luft ist, die für die Bildung von StickstoffOxyden in den Abgasen verantwortlich ist. Die Erfindung empfiehlt daher ein flüssiges Oxydationsmittel, das zumindest teilweise aus Hydrogenperoxyd oder flüssigem Sauerstoff besteht, so daß die aus dem Kraftstoffverbrennsystem ausgestoßenen Abgase vollständig oder zumindest praktisch von toxischen Stickstoffoxyden befreit werden, obwohl die Kraftstoffe bei erhöhtem Verbrennungsgrad und sehr hohen Temperaturen, welche geeignet sind,das Kohlenmonoxyd und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe zu vermindern oder zu beseitigen, verbrannt werden.

Erfindungsgemäß ist ein hybrides Kraftstoffverbrennsystem vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch die Kombina-

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tion einer Oxydationsmittelzuführvorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Oxydationsmittels, einer Kraftstoffspeicherkammer zum Speichern eines nichtflüssigen Kraftstoffs, welche wenigstens eine Kraftstoffabgabestrecke aufweist, einer Flammkammer, in welche die Kraftstoffabgabestrecke mündet, eines Katalysators zum Abbau des flüssigen Oxydationsmittels und zur Erzeugung heißen Sauerstoffgases, wobei der Katalysator zumindest einen Auslaß zur Flammkammer hat, um das heiße Sauerstoffgas in die Flammkammer zu leiten,und einer Kraftstoffzuführvorrichtung, um den nichtflüssigen Kraftstoff über die Kraftstoffabgabestrecke in die Flammkammer zu leiten, so daß sich der Kraftstoff verflüssigt, wenn er mit dem heißen Sauerstoff gas in Berührung kommt, und daß der verflüssigte Kraftstoff mit Hilfe des heißen Sauerstoffgases in der Flammkammer verbrennt.

In den anliegenden Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Längsschnitt, der schematisch eine Gesamtkonstruktion einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystems zeigt;

Fig. 2 eine stirhseitige Ansicht einer Verbrennungsanlage des in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffverbrennsystems;

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Fig. 3 ein Längsschnitt, der eine Verbrennungsanlage einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystems zeigt;

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Verbrennungsanlage;

Fig. 5 ein Längsschnitt, der ein Beispiel für die praktische Anwendung des Kraftstoffverbrennsystems zeigt, das in der Konstruktion vergleichbar mit dem in Fig. 3 veranschaulichten System ist;

Fig. 6 ein Längsschnitt, der eine Verbrennungsanlage einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystems zeigt;

Fig. 7 ebenfalls ein Längsschnitt, der eine Abwandlung der in Fig. 6 veranschaulichten Verbrennungsanlage zeigt;

Fig. 8 ein teilweiser Querschnitt nach Linie 8-8 von Fig. 7 zur Veranschaulichung pines bevorzugten Beispiels für die Gestaltung der

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in der Verbrennungsanlage nach Fig. 7 vorgesehenen Vorerhitzungseinrichtung; und

Fig. 9 und 1o Ansichten vergleichbar mit Fig. 8, worin aber andere bevorzugte Gestaltungen der Vorerhitzungseinrichtung gezeigt werden, die einen Teil der in Fig. 7 gezeigten Verbrennungsanlage bildet.

Im folgenden wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, zunächst auf Fig. 1 und 2. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist das erfindungsgemäße KraftstoffVerbrennsystem gekennzeichnet durch eine Verbrennungsanlage, die besteht aus: einem Kraftstoffbehälter 12, der eine für gewöhnlich zylindrische KraftstoffSpeicherkammer 14 aufweist, zum Speichern eines nichtflüssigen Kraftstoffs 16, und eine Kraftstoffabgabestrecke 18, die von der Kraftstoffspeicherkammer 14 ausgeht und an einem Auslaß 18a endet, der an einem vorderen Ende des Kraftstoffbehälters 12 liegt. Die Kraftstoffabgabestrecke 18 hat für gewöhnlich Rohr- oder Düsenform und ist mit einer Längsrichtung der Kraftstoffspeicherkammer 14 ausgerichtet. Eine geeignete Kraftstoffzuführvorrichtung (nicht gezeigt) liegt am hinteren Ende des Kraftstoffbehälters 12 und bewegt den nichtflüssigen Kraftstoff 16 in Pfeilrichtung nach Fig. 1 auf die Kraftstoffabgabestrecke 18 in kontrolliertem Ablauf zu. Wie vorher erwähnt,

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ist der nichtflüssige Kraftstoff 16 bei Normaltemperatur· fest, gallertartig oder geliert, in Brei- oder Klumpenform, und er kann ein Block aus gepreßtem oder sonst festgewordenem Abfallplastikmaterial sein, z.B. aus benutzten Polyäthylenbehältern .

Die Verbrennungsanlage umfaßt ferner eine im allgemeinen ringförmige Kraftstoffvorerhitzungskammer 2o, die an einem vorderen Ende des Kraftstoffbehälters 12 liegt und die Kraftstoffabgabestrecke 18 umgibt. Die Kraftstoffvorerhitzungs· kammer 2o ist abgedichtet oder anderweitig gefüllt mit einem Katalysator 22 aus einem Material, das gewöhnlich auf Silber, Kupfer oder Nickel basiert. Die Vorerhitzungskammer 2o hat eine Einlaßöffnung 2oa, die durch eine Ventilstrecke 24 mit einem Behälter 26, der ein flüssiges Oxydationsmittel, wie flüssiges Hydrogenperoxyd 28, speichert, in Verbindung ist. Der Oxydationsmittelbehälter 26 seinerseits ist über eine Ventilstrecke 3o in Verbindung mit einem Druckakkumulator 32,. der mit einer passenden unter Druck befindlichen Flüssigkeit gefüllt ist, die es zuwege bringt, daß das flüssige Hydrogenperoxyd 28 beim Betrieb aus dem Behälter 26 in die Kraftstoffvorerhitzungskammer 2o durch die Ventilstrecke 24 und die Einlaßöffnung 2oa befördert wird. In diesem Fall ist es wichtig, daß die Flüssigkeit, die derart im Druckakkumulator 32 gespeichert ist, um das flüssige Hydrogenperoxyd 28 aus dem Oxydationsmittelbehälter zu treiben, sich chemisch

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passiv gegen das Hydrogenperpxyd verhält, und aus diesem Grund wird vorzugsweise unter Druck gesetztes Stickstoffgas verwendet. Das Hydrogenperoxyd, das in die Kraftstoffvorerhitzungskammer 2o geleitet wird, zerfällt exotherm in Wasser und Sauerstoff in Gegenwart des Katalysators 22 und erzeugt, wie vorher erwähnt, Wärme von ziemlich hoher Temperatur von etwa 7oo°C. Die Kraftstoffvorerhitzungskammer 2o hat ferner eine ringförmige Auslaßöffnung 2ob, die den Auslaß 18a der Kraftstoffabgabestrecke 18 umgibt, wie aus Fig. 2 besser ersichtlich ist. Der Kraftstoff, der'in die Kraftstoffabgabestrecke 18 getrieben wird, wird auf diese Weise erwärmt und durch die von der Vorerhitzungskammer 2o kommende Wärme geschmolzen, ehe er aus dem Auslaß 18a der Strecke 18 austreten darf.

Dem vorderen Ende des Kraftstoffbehälters 12 vorgelagert ist eine Flammkammer (nicht gezeigt), die einen Teil der Verbrennungsanlage darstellt. Der Auslaß 18a der Kraftstoffabgabestrecke 18 und die ringförmige Auslaßöffnung 2ob der Kraf tstoffvorerhitzungskanimer 2o münden so in die Flammkammer, daß der geschmolzene Kraftstoff, der durch den Auslaß 18a der Kraftstoffabgabestrecke 18 in die Flammkammer eingespritzt wird, fein zerstäubt wird, und mit dem heißen Sauerstoff das in die Flammkammer durch die Auslaßöffnung 2ob der Kraftstoffvorerhitzungskammer 2o spritzt, gemischt wird. Flammen 34 entstehen in der Folge vor den Ausläßen 18a und 2ob der Strecke 18 und entsprechend der

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Vorerhitzungskammer 2o, als Ergebnis der Verbrennung des Kraftstoffs in der Flammkammer. Diese Flammen 34 bieten sich dazu an, den Vorgang der Verflüssigung und des Zer- _t stäubens des Kraftstoffs, der gerade im Begriff ist aus der Kraftstoffabgabestrecke 18 in die Flammkammer überzu- . gehen, zu beschleunigen.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystems. Das hier gezeigte Kraftstoffverbrennsystem arbeitet nach einem Verbrennungsprinzip, das im wesentlichen ähnlich dem in Fig. 1 und 2 gezeigten System ist, aber das nun so konstruiert ist, daß sich die Flammen über einer ausgedehnteren Fläche in der Flammkammer bilden. Mit Bezug auf Fig. 3 weist die Verbrennungsanlage einen Kraftstoffbehälter 12 auf, der mit einer im allgemeinen zylindrischen KraftstoffSpeicherkammer 14 ausgerüstet ist, die einen nichtflüssigen Kraftstoff 16 enthält, der auf ein vorderes Ende des Behälters 12 zu in Bewegung gebracht werden kann, ähnlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Verbrennungsanlage. Dieser Kraftstoffbehälter 12 hat eine stirnseitige Wand 36, die in Abstand befindliche erste und zweite Öffnungen 38 und 4o aufweist, welche im wesentlichen gleichmäßig über die Nutzfläche der Stirnwand 36 verteilt sind, wie aus Fig. besser ersichtlich ist. Eine Anzahl in Abstand befindlicher Kraftstoffvorerhitzungsräume 42 ist an einer Innenseite der so mit Öffnungen versehenen Stirnwand 36 angebracht. Diese

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Kraftstoffvorerhitzungsräume 42 sind so-angeordnet, daß dazwischen eine Anzahl Kraftstoffabgabestrecken 44 entsteht, die entsprechend in den ersten öffnungen 38 enden, und zur Flanunkainmer (nicht gezeigt) durch die zweiten öffnungen 4o hin offenstehen. Die Kraftstoffabgabestrecken 44, die so zwischen den benachbarten Vorerhitzungsräumen 42 entstanden sind, gehen jede für sich einenends in die Kraftstoffspeicher kammer 14 über, und sie stehen andernends in die Flammkammer hin offen. Die einzelnen Kraftstoffvorerhitzungsräume 42 tragen in sich Katalysatoren 46 aus auf Silber, Kupfer oder Nickel basierendem Material von vorzugsweise Pillen- oder Tablettenform, und sie sind durch eine gemeinsame mit Ventil versehene Strecke 24 in Verbindung mit der vorher beschriebenen Quelle des flüssigen Oxydationsmittels, wie des flüssigen Hydrogenperoxyds, was aber in Fig. 3 und 4 nicht gezeigt ist. Dank der Anordnung einer vermehrten Anzahl von Kraftstoff- und Oxydationsmitteleinspritzöffnungen, wird die in Fig. 3 und 4 gezeigte Verbrennungsanlage für Anwendungsbereiche geeignet sein, wo die entscheidende Forderung an das Kraftstoffverbrennsystem ein erhöhter Verbrennungseffekt ist. Die Kraftstoffvorerhitzungskammern 42 können in konzentrischer, versetzter, gitterartiger Form,oder in irgendeinem anderen geeigneten Muster angelegt sein, wenn nur die ersten und zweiten öffnungen 38 und 4o so verteilt sind, daß sie zulassen, daß der Kraftstoff in den Abgabestrecken 44 geschmolzen, fein zerstäubt und mit heißem Sauerstoffgas mit zufriedenstellender Wirkung gemischt werden kann.

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Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei welchem die Verbrennungsanlage, die im Aufbau im wesentlichen ähnlich der in Fig. 3 und 4 gezeigten Anlage ist, an einer Turbine angebracht ist, um deren Schaufeln anzutreiben. Die Kraftstoffvorerhitzungskammern 42 der hier gezeigten Verbrennungsanlage sind so angebracht, daß eine Flammkammer 48 entsteht, die im Innern des Kraftstoffbehälters 12 hervorsteht, so daß der sich den Kammern 42 zunächst befindliche Kraftstoff 16 der von den Kammern 42 kommenden Wärme über eine vergrößerte Fläche hin ausgesetzt ist. Die Flammkammer 48 hat einen Auslaß 48a, der in nächster Nähe eines äußeren Randes einer Turbinenschaufel 5o liegt, so daß die heißen, in der Flammkammer 48 erzeugten Verbrennungsgase Druck auf die Turbinenschaufel 5o ausüben und die Schaufel zur Rotation innerhalb eines Turbinengehäuses 52 antreiben. Die oben beschriebene Anordnung ist nur ein Beispiel, und jede der hier beschriebenen Konstruktionen von Kraftstoffverbrennsystemen kann mit Erfolg in verschiedenen anderen Antriebs- und wärmeerzeugenden Einrichtungen, wie in Raketen oder anderen Antriebsmaschinen verwirklicht werden.

Fig. 6 veranschaulicht noch eine v/eitere, bevorzugte Form einer Verbrennungsanlage, die im erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystem· anwendbar ist. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die KraftstoffVerbrennungsanlage unwandelbar gekennzeichnet durch einen Kraftstoffbehälter 12, der eine

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im allgemeinen zylindrische Kraftstoffspeicher- und Zuführkammer 14 aufweist, durch welche ein nichtflüssiger Kraftstoff 16 in Pfeilrichtung vorwärts getrieben wird. Der Kraftstoff speicher- und Zuführkammer 14 vorgelagert, ist eine Oxydationsmittelabbaukammer 56, wobei beide durch eine Trennwand 58 getrennt sind, welche eine Anzahl öffnungen 58a aufweist. Die Oxydationsmittelabbaukammer 56 beherbergt einen Katalysator 6o von schon beschriebener Art und ist über eine mit Ventil versehene Strecke 24 mit der Quelle des flüssigen Hydrogenperoxyds in Verbindung, das als Oxydationsagens für den Kraftstoff 16 Verwendung finden soll. Die mit öffnungen versehene Trennwand 58 der Oxydationsmittelabbaukammer 56 liegt dem führenden Ende des nichtflüssigen Kraftstoffs 16, der auf die Kammer 56 zukommt, gegenüber, und läßt so eine Flammkammer 62 zwischen der Trennwand 58 und der Endfläche des Kraftstoffs 16 entstehen. Während im Verlauf der Funktion der heiße Sauerstoff in die Flammkammer 62, als Ergebnis des exothermen Abbaus des Hydrogenperoxyds in der Oxydationsmittelabbaukammer 56, dank der Gegenwart des Katalysators 6o, eingespritzt wird, wird das führende Ende des nichtflüssigen Kraftstoffs 16, der sich auf die mit öffnungen versehene Trennwand 58 zu bewegt, graduell, unter Kontrolle, in die Flammkammer 62 exponiert, und durch die auf ihn einwirkende Wärme des Saüerstoffgases geschmolzen und fein zerstäubt. Der Kraftstoff 16 wird in der Folge an seinem Endabschnitt, der mit dem heißen Sauerstoffgas in der Flamm-

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kanuner 62 in Berührung kommt, verbrannt, und die daraus resultierenden Verbrennungsgase werden von der Flaramkammer über eine Abgabestrecke 64 für Verbrennungsgase abgegeben und zu einem geeigneten Antriebsteil, wie einer Turbinenschaufel' weitergeleitet.

Wo Sauerstoffgas anstelle von Hydrogenperoxyd als Oxydationsagens für den Kraftstoff 16 benützt wird, können geeignete Zündmittel, wie ein Zündeinsatz 66, in der Flammkammer 62 angebracht sein, damit die Mischung aus Sauerstoffgas und fein zerstäubtem Kraftstoff in der Flammkammer mit Sicherheit gezündet wird.

Fig. 7 veranschaulicht eine Abwandlungsform der in Fig. 6 gezeigten Verbrennungsanlage. Die hier gezeigte Verbrennungsanlage weist zusätzlich zu jenen Teilen, wie sie in der Verbrennungsanlage von Fig. 6 gezeigt werden, eine Vielzahl von in Abstand befindlichen Vorsprügen 66 auf, die sich" von der mit öffnungen versehenen Trennwand 58 zum führenden Ende des nichtflüssigen Kraftstoffs 16 hin durch die Flammkammer 62 erstrecken. Der Zweck dieser Vorsprünge 66 ist es, eine Verlagerung des Kraftstoffs 16 bei Annäherung an die Trennwand 58 zu limitieren, und die von der Oxydationsmittelabbaukammer 56 kommende Wärme auf jenen Teil des Kraftstoffs 16 zu übertragen, der der Flammkammer 62 ausgesetzt ist. Die Vorsprünge 66 dienen demnach dazu, die Kapa-

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zität der Flararakamraer 62 und- die der Flammkammer exponierte Fläche des Kraftstoffs 16 konstant zu halten, und die Verdampfung des Kraftstoffs in der Flammkammer zu be- , schleunigen, so daß die Verbrennung des Kraftstoffs unter stabilisierten Voraussetzungen und mit gesteigertem Wirkungsgrad vor sich geht. Diese Vorsprünge 66 können in jeder gewünschten Art gestaltet und verteilt sein, solange der oben angeführte Zweck zufriedenstellend erfüllt wird; Beispiele für Gestaltung und Muster der VorSprünge 66 finden sich in Fig. 8 bis 1o. In Fig. 1 sind die Vorsprünge wie konische Säulen ausgebildet, die sich im wesentlichen in gleichen Abständen voneinander befinden und im wesentlichen gleichmäßig in der Flammkammer 62 verteilt sind. Die in Fig. 9 gezeigten Vorsprünge 66 sind schaufeiförmig und befinden sich im wesentlichen in gleich großen Abständen zueinander entlang einer Umfangsflache der Flammkammer 62, wobei sie im wesentlichen schraubenförmig in Bezug auf eine Achse der Flammkammer angeordnet sind. Fig. 1o zeigt im wesentlichen gleichlaufende, ringförmige Wände, die auf die Trennwand 58 montiert sind, wobei diese öffnungen aufweisen, die im wesentlichen gleiche Abstände zueinander haben, mit dem Ergebnis, daß die Vorsprünge 66 zwischen benachbarten öffnungen ausgebildet sind.

Die Verbrennungsabgabestrecke 64 der in Fig. 7 gezeigten Verbrennungsanlage soll aus der Flammkammer herausgeführt werden, durch einen zentralen Abschnitt der Oxy-

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dationsmittelabbaukammer 56 hindurch, wobei diese Kammer entsprechend ringförmige Gestalt hat.

Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftstoffverbrennsystems sind hier beschrieben worden; aber es soll beachtet werden, daß diese Ausführungsformen nur Beispiele für das Verbrennungsprinzip der hier vorgeschlagenen KraftstoffVerbrennsysteme sind, und daß zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten in den beschriebenen Ausführungsformen enthalten sind, wo dies wünschenswert erscheint, und in Abhängigkeit von den Anwendungsbereichen/ in die das Kraftstoffverbrennsystem einbezogen werden soll. Zur Kontrolle des Vorgangs der Zuführung des Kraftstoffs und des Oxydationsagens zu der Verbrennungsanlage können im übrigen Kontrollmittel im erfindungsgemäßen System vorgesehen sein, so daß der erwähnte Zuführvorgang kontrolliert wird in Relation zu dem·in der Flammkammer aufgebauten Druck, ebenso wie verschiedene andere Betriebsvariablen der Verbrennungsanlage oder der Vorrichtung, die durch die Verbrennungsanlage mit Kraft beliefert wird, vorgesehen sein können.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Hybrides KraftstoffVerbrennsystem, gekennzeichnet durch eine Oxydationsmittelzuführvorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Oxydationsmittels, eine Kraftstoffspeicherkammer zum Speichern eines nichtflüssigen Kraftstoffs mit wenigstens einer Kraftstoffabgabestrecke, eine Flammkanimer, in die die Kraftstoffabgabestrecke mündet, eine Katalysatoreinrichtung, die das flüssige Oxydationsmittel abbaut und heißen Sauerstoff erzeugt, wobei die Katalysatoreinrichtung zumindest einen AuslaB zu der Flammkammer hin hat, um das heiße Sauerstoffgas in die Flammkammer zu leiten, unct eine Kraftstoff zuführvorrichtung zum Zuführen des nichtflüssigen Kraftstoffs in die Flammkammer durch die Kraftstoffabgabestrecke hindurch, um den Kraftstoff, der mit dem heißen Sauerstoffgas in Berührung kommt, zu verflüssigen, und den verflüssigten Kraftstoff mit Hilfe des heißen Sauerstoffgases in der Flammkammer zu verbrennen.

   2. Kraftstoffverbrennsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffvorerhitzungseinrichtung zum Vorerhitzen des nichtflüssigon Kraftstoffs, bevor der Kraftstoff durch die Kraftstoffabgabestrecke mit Hilfe der Kraftstoffzuführeinrichtung in die Flammkammer gelassen wird.

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   3. KraftstoffVerbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffvorerhitzungseinrichtung wenigstens eine Kraftstoffvorerhitzungskammer aufweist, die mit der Kraftstoffabgabestrecke in Kontakt steht.

   4. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kraftstoffvorerhitzungskammer mit der Oxydationsmittelzuführeinrichtung in Verbindung steht und darin den Katalysator aufnimmt, so daß das flüssige Oxydationsmittel abgebaut und das heiße Sauerstoffgas in der Kraftstoffvorerhitzungskammer erzeugt wird, um den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffabgabestrecke geleitet wird, zu erwärmen .

   5. KraftstoffVerbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffvorerhitzungseinrichtung eine Vielzahl von Wärmeübertragungselementen aufweist, wobei jedes von diesen an einem Ende mit der Katalysatoreinrichtung und am anderen Ende mit einem Leitungsende,, des nichtflüssigen Kraftstoffs in Berührung steht, der in die Flammkammer durch die Kraftstoffabgabestrecke eingebracht wird, so daß die in der Katalysatoreinrichtung durch den Abbau des flüssigen Oxydationsmittels

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   erzeugte Wärme zumindest teilweise zum Leitungsende des Kraftstoffs übertragen wird.

   6. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der nichtflüssige Kraftstoff im wesentlichen im festen Zustand befindet.

   7. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der nichtflüssige Kraftstoff im wesentlichen in halbfestem Zustand befindet.

   8. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtflüssige Kraftstoff aus Abfallplastikmaterial besteht, das zu Blockform verfestigt ist.

   9. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Oxydationsmittel flüssigen Sauerstoff enthält.

   Io. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Oxydationsmittel flüssiges Hydrogenperoxyd enthält.

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   11. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoreinrichtung ein Katalysatormaterial auf Basis von Metallen, wie Silber, Kupfer oder Nickel, enthält.

   12. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Oxydationsmittelzuführeinrichtung zum Zuführen eines flüssigen Oxydationsmittels, eine Kraftstoffspeieherkammer zum Speichern eines nichtflüssigen Kraftstoffs, eine Flammkammer, eine Kraftstoffabgabestrecke, die von der Kraftstoff Speicherkammer wegführt und einen Auslaß in die Flammkanimer hat, eine Kraftstoff zuführeinrichtung zum Zuführen des nichtflüssigen Kraftstoffs in die Flaminkammer durch die Kraftstoffabgabestrecke hindurch, eine Kraftstoffvorerhitzungskammer, die die Kraftstoffabgabestrecke umgibt und einen Einlaß in Verbindung mit der Oxydationsmittelzuführeinrichtung und ferner einen Auslaß hat, der in die Flammkammer hinein offensteht und in der Nähe des Auslasses,der Kraftstoffabgabestrecke angeordnet ist, und eine Katalysatoreinrichtung, die in der Kraftstoffvorerhitzungskamnier angeordnet ist und dazu dient, das flüssige Oxydationsmittel, das aus der Oxydationsmittelzuführeinrichtung eingeleitet v/ird, abzubauen und heißen Sauerstoff zu erzeugen, der den Kraftstoff, der durch

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   die Kraftstoffabgabestrecke der Flammkammer zugeführt wird, erwärmt und im v/esentlichen verflüssigt, wonach Einspritzung in die Flammkammer erfolgt, um den verflüssigten Kraftstoff zu verbrennen, der aus der Kraftstoffabgabestrecke in die Flammkammer eingespritzt worden ist.

   13. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Oxydationsmittelzuführeinrichtung zum Zuführen eines flüssigen Oxydationsmittels, eine Kraftstoffspeicherkammer zum Speichern eines nichtflüssigen Kraftstoffs, eine Flammkammer, die angrenzend an einem vorderen Ende der Kraftstoffspeicherkammer angeordnet ist, eine Vielzahl von Kraftstoffabgabestrecken, die von der Kraftstoffspeicherkammer wegführen und entsprechende Auslässe haben, die in die Flammkammer hinein offen sind, eine Kraftstoffzuführeinrichtung zum Zuführen des nichtflüssigen Kraftstoffs in die Flammkaminer durch die Kraftstoffabgabestrecken hindurch, eine Vielzahl von Kraftstoffvorerhitzungskammern, die mit den Kraftstoffabgabestrecken in Berührung stehen und mit der Oxydationsmittelzuführeinrichtung verbunden sind, wobei jede der Kraftstoffvorerhitzungskammern zumindest einen Auslaß hat, der in die Flammkammer hinein offen ist, und eine Vielzahl von Katalysatoreinrichtungen, die jeweils in den Kraftstoffvorerhitzungskammern angeordnet sind, um das flüssige Oxydationsmittel, das aus der Oxydationsmittelzuführ-

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   einrichtung dort eingeleitet wird, abzubauen und heißen
   Sauerstoff zu erzeugen, der den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffabgabestrecke in die Flammkammer geleitet wird, erwärmt und im wesentlichen verflüssigt, wonach Einspritzung in die Flammkammer erfolgt, um den verflüssigten Kraftstoff zu verbrennen, der aus der Kraftstoffabgabestrecke in die Flammkammer eingespritzt worden ist.

   14. Kraftstoffverbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Oxydationsmittelzuführeinrichtung zum Zuführen eines flüssigen Oxydationsmittels, eine Oxydationsmittelabbaukammer, die einen Einlaß hat, der mit der Oxydationsmittelzuführeinrichtung in Verbindung ist, eine Katalysatoreinrichtung, die in der Oxydationsmittelabbaukammer angeordnet ist, zum Abbau des flüssigen Oxydationsmittels, das in die Kammer geleitet
   wird und darin heißes Sauerstoffgas erzeugt, eine Flammkammer, die angrenzend an die Oxydationsmittelabbaukammer angeordnet ist, über eine Trennwand, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch die das heiße Sauerstoffgas in die Flammkanimer eingeleitet wird, eine Kraftstoff speicherund -zuführkammer, die einen nichtflüssigen Kraftstoff
   speichert und deren vorderes Ende in die Flammkammer hinein offen ist, und eine. Kraftstoffzuführeinrichtung, um
   den nichtflüssigen Kraftstoff der Flammkammer zuzuführen, so daß ein Leitungsende des Kraftstoffs kontinuierlich an

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   die Flammkammer herangebracht, dem heißen Sauerstoff gas ausgesetzt und entsprechend damit verbrannt wird.

   15. KraftstoffVerbrennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Vorsprüngen, die auf der Trennwand ausgebildet sind und sich in Richtung auf das Leitungsende des Kr'aftstoffs durch die Flammkammer erstrecken, um die Bewegung des Kraftstoffs in Richtung auf die Trennwand zu begrenzen und die Wärme aus der Oxydationsmittelabbaukammer direkt auf das Leitungsende des Kraftstoffs zu übertragen.

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