DE2612560A1

DE2612560A1 - Katalytische treibstoffverbrennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2612560A1
Application number: DE19762612560
Authority: DE
Inventors: Richard E Arlington Rice
Original assignee: Comstock and Wescott Inc
Current assignee: Comstock and Wescott Inc
Priority date: 1975-03-24
Filing date: 1976-03-24
Publication date: 1976-10-07
Also published as: FR2305690A1; FR2329345A1; JPS51131928A; FR2329937A1; CA1051769A; FR2329739A1; GB1547810A

Description

Zh. HRZ. 1976

D/HSr/mi-C 2955

Comstock & Wescott, Inc. 765 Concord Avenue
Cambridge, Massachusetts, 02138 USA

Katalytische Treibstoffverbrennungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine katalytisch^ Treibstoffverbrennungsvorrichtung sowie ein zum Betrieb dieser Vorrichtung geeignetes Verfahren und einen dafür geeigneten Katalysator; sie betrifft insbesondere Heizsysteme, in denen eine Mischung aus einem Treibstoffdampf (Brennstoffgas) und Luft flammenfrei (ohne Flamme) auf der Oberfläche eines Katalysators verbrannt wird. Die Erfindung betrifft speziell das schnelle und wirksame Starten der Verbrennung des Treibstoffes (Brennstoffes, Kraftstoffes), wenn sowohl der Treibstoff als auch der Katalysator zu Beginn kalt sind, d. h. bei einer Temperatur in der Mhe von Raumtemperatur oder darunter.

Die katalytisch© Oxidation von Kohlenwasserstoffen,

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Alkoholen und anderen Chemikalien bei erhöhten Temperaturen wird seit vielen Jahren erfolgreich in großtechnischen Verfahren praktisch angewendet und seit kurzem wird sie auch auf anderen -Anwendungsgebieten, wie z. B. in kleinen Raumheizvorrichtungen, die mit Propan betrieben werden, angewendet. Ein charakteristisches Merkmal dieser Anwendungen besteht darin, daß sie über verhältnismäßig lange Zeiträume hinweg kontinuierlich in Betrieb sind und daß der Start aus einem anfänglich kalten Zustand heraus nur selten vorkommt. Die katalytischen Raumheizvorrichtungen (Raumerhitzer) können daher mit einem Zündholz gezündet werden und großtechnische katalytisch^ Systeme können mittels Hilfsheizvorrichtungen langsam auf die Betriebstemperatur gebracht werden. Solche Systeme werden jedoch zweckmäßiger mittels eines sich selbst entzündenden Katalysators gestartet.

Für bestimmte Anwendungszwecke, bei denen am zweckmäßigsten katalytische Heizvorrichtungen verwendet werden, sind jedoch die Heizperioden bzw. Erhitzungsperioden verhältnismäßig kurz und das System muß häufig von einem kalten Start aus erhitzt werden; deshalb ist eine sehr schnelle und wirksame Initiierung (Einleitung) der Verbrennung obligatorisch und ein Hilfsheizsystem zum Start der Verbrennung ist nicht akzeptabel. Eine solche Anwendung ist das Erhitzen (Aufheizen) von Rasierschaum oder Kosmetika, die von einer Aerosoldose abgegeben werden, wobei nur einige wenige Gramm des Materials innerhalb eines Zeitraumes von 10 bis 20 Sekunden oder weniger auf etwa 10 bis etwa 27°C (50 bis 80⁰F) erhitzt werden müssen. In diesem Falle muß das Heizsystem (Erhitzungssystem) klein und billig sein, es muß gedoch in der Lage sein, sehr schnell eine hohe Heizkraft (Heizintensität) zu entwickeln und es muß auch in der Lage sein, den Treibstoff (Brennstoff) vollständig zu verbrennen, ohne daß schädliche Verbrennungsprodukte

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gebildet werden. Es ist auch erforderlich, daß das System hochwirksam ist in bezug auf die Umwandlung und Übertragung des Heizwertes von dem Treibstoff (Brennstoff) auf
das Fluid (flüssigkeit), das (die) erhitzt werden soll.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß geeignete Treibstoffe (Brennstoffe), wie z. B. Kohlenwasserstoffe und Alkohole, wenn sie verdampft und mit Luft gemischt werden, nicht sofort zu brennen beginnen, wenn sie mit Katalysatoren der üblichervreise verwendeten Typen in Kontakt gebracht werden, wenn nicht der Katalysator oder der Treibstoff oder
beide vorgewärmt werden.

Eine weitere Schwierigkeit, die bei der Verwendung konventioneller Katalysatoren auftritt, resultiert aus der Tatsache, daß das katalytisch aktive Metall, wie z. B.
Platinmohr, das am wirksamsten ist, wenn es auf einen Träger aus einem hochporösen Trägermaterial, wie z. B. Gamma-Aluminiumoxid oder Silicagel, aufgebracht ist, stark
hygroskopisch ist. Venn nun zwischen den Heizperioden (Erhitzungsperioden) das System kühl ist, absorbiert das Katalysatorträgermaterial aus der umgebenden Luft Feuchtigkeit, welche die Aktivität des Katalysators stark herabsetzt. Dadurch wird die spontane Oxydation von bevorzugten Treibstoffen (Brennstoffen), wie Methanol, auf der Oberfläche des Katalysators, wenn sowohl der Katalysator als auch der Treibstoff anfänglich kalt sind, vollständig blökkiert.

Es ist auch höchst erwünscht, daß in katalytischen Heizsystetaen für Anwendungszwecke, wie sie oben angegeben worden sind, ein Treibstoff verwendet wird, dessen Dampfdruck höher ist als der Atmosphärendruck, so daß e±n Hochgeschwindigkeit sstrahl des Treibstoffdampfes zum Ansaugen der für die Verbrennung erforderlichen Luft verwendet werden kann,

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so daß es nicht erforderlich ist, Pumpen oder andere Druckerzeugungsvorrichtungen zu verwenden. Daher kann reines Methanol, einer der am leichtesten katalytisch zu oxydierenden Treibstoffe (Brennstoffe), ohne irgendeine Druckerzeugungsvorrichtung nicht verwendet werden. Wasserstoff, ein anderer Treibstoff, der leicht katalytisch oxidiert werden kann, ist für diese Anwendungszwecke nicht so praktisch wegen der Schwierigkeiten und Kosten der Lagerung und Handhabung dieses Gases unter hohem Druck.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schnellen, sofortigen Zünden (Einleiten) einer katalytischen Verbrennung mit einem flüssigen Treibstoff (Brennstoff), vorzugsweise einem Alkohol, anzugeben, die bei einer niedrigen Temperatur, bezogen auf die Betriebstemperatur, und in Gegenwart von Feuchtigkeit in der Katalysatormasse wirksam sind. Ziel der Erfindung ist es ferner, eine katalytisch^ Verbrennung mit einem hohen Wirkungsgrad der Treibstoffausnutzung und ohne Bildung von schädlichen Verbrennungsprodukten anzugeben.

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine katalytisch« Treibstoffverbrennungsvorrichtung, die enthält oder besteht aus einer Verbrennungskammer mit einem Treibstoff einlaß und einem Auslaß und einem Verbrennungsweg dazwischen sowie einer für den Treibstoff und Luft durchlässigen Katalysatormasse in der Kammer, wobei diese Hasse am Einlaß eine verhältnismäßig hohe Katalysatorkonzentration und in der Bähe des Auslasses eine verhältnismäßig niedrige Katalysatorkonzentration aufweist.

Erfindungsgemäß enthält die Vorrichtung einen Behälter für einen wasserstoff haltigen Treibstoff, der über eine Leitung mit dem Einlaß der Verbrennungskammer verbunden ist·

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Der Behälter enthält vorzugsweise Treibstoffe (Brennstoffe) sowohl in flüssiger als auch in Gasphase (Dampfphase), die in beiden Phasen der Kammer zugeführt werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Treibstoff (Brennstoff) in einer Phase für die spontane Zündung und in der anderen Phase für die anhaltende Verbrennung zugeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

3fig. 1 in schematischer Form eine Fluiderhitzungsvorrichtung mit Katalysatorpellets gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Tabelle für die in den Figuren verwendeten Katalysatorpelletsymbole;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein hochkonzentriertes Katalysatorpellet ;

Fig. 4- einen Aufriß, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung für die Schnellerhitzung eines Fluids für den persönlichen Gebrauch;

Fig. 5 ia. schematischer Form ein Heizplattenverbrennungs system, in dem ein mit Luft unter Druck gesetzter Treibstoff (Brennstoff) verwendet wird;

Fig. 6 ein Diagramm, in dem die Heizkraft (Heizintensität) gegen die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit aufgetragen ist;

Fig. 7 einen ähnlichen Aufriß wie Fig. 4-, der eine Modifikation davon zeigt; und

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Pig. 8 einen Aufriß von Katalysatorpellets, die auf einen Draht aufgereiht sind.

Die Erfindung wird nachfolgend in verschiedenen Abschnitten (a) bis Tg) unter Bezugnahme auf die jeweils zutreffenden Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Abschnitt Ta) beschreibt die Zwei-Phasen-Treibstoff-Verbrennung unter Bezugnahme auf Fig. 1, Abschnitt Cb) beschreibt die erfindungsgemäß verwendbaren Treibstoffe bzw. Brennstoffe, AbschnittCc) beschreibt die erfindungsgemäß verwendbaren Katalysatoren unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 8, Abschnitt Cd) beschreibt die erfindungsgemäß anwendbare Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit unter Bezugnahme auf Fig. 6, AbschnittCe) beschreibt eine Schaumerhitzungsvorrichtung (Lather-Heizvorrichtung) unter Bezugnahme auf Fig. 4, Abschnittff) beschreibt einen Vorwärmer (Ofen) unter Bezugnahme auf Fig. 5 und AbschnittCg) beschreibt Behälter mit mehreren Treibstoffen bzw. Brennstoffen unter Bezugnahme auf Fig. 7·

a) Zwei-Phasen-Treibstoff-Verbrennung (Fig. 1)

Die in Fig. 1 dargestellte katalytische Verbrennungsvorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Metallgehäuse 1 mit einem oberen Treibstoffeinlaß 2 und einem unteren Verbrennungsproduktauslaß 3» die durch Siebe 4- abgedeckt sind. Die Verbrennungskammer umgebend, befindet sich innerhalb des Gehäuses 1 eine Metallrohrsehlange 6 mit einem Einlaß 7 und einem Auslaß 8 für ein Fluid (Flüssigkeit), das (die) erhitzt werden soll. Das übrige Volumen innerhalb der Kammer ist von einem Bett aus Katalysatorpellets 10 der drei Typen 1OA, 1OB und 10C, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ausgefüllt.

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Aus einem -unter Druck stehenden Behälter 11, der einen wasserstoffhaltigen Treibstoff (Brennstoff) in flüssiger Phase mit dem Yolumen 12 und in der Gasphase (Dampfphase) mit dem Yolumen 13 enthält, wie in dem nachfolgenden Abschnitt Cb) unter Bezugnahme auf die Treibstoffe (Brennstoffe) näher beschrieben, wird Treibstoff (Brennstoff) in die Verbrennungskammer 1 eingeführt. Der Treibstoff aus dem flüssigen Volumen wird durch eine Leitung 14- über ein Dosierventil 16, dessen drehbarer Zapfen 17 einen Hohlraum 18 zur Aufnahme einer vorher festgelegten Menge Treibstoff aufweist, die nach der Drehung des Zapfens aus der in Fig. 1 dargestellten Position im Gegenuhrzeigersinn um 4-5° in die Leitung abgegeben wird, zugeführt. Der Dosierventilzapfen 17 steht über eine mechanische Kupplung 19 mit dem Zapfen 22 eines Dampfventils 21 in Verbindung. Der Dampfventilzapfen 22 verbindet nach der Drehung aus der dargestellten Position um 90° das Dampfvolumen (Gasvolumen) 13 mit einer Dampfleitung (Gasleitung) 24.

Durch die Leitung 14- wird flüssiger Treibstoff in eine Zerstäubungsdüse 26 innerhalb einer Luftansaugeinrichtung 27 transportiert, wobei die Düse die dosierte Menge des flüssigen Treibstoffes in feine Tröpfchen in Richtung auf den Treibstoffeinlaß 2 für die Verbrennungskammer 1 versprüht. Unmittelbar innerhalb des Einlasses befindet sich eine Masse von Katalysatorpellets 1OA mit einer hohen Konzentration an Katalysator aus der !Familie der Platinmetalle, wie in dem weiter unten folgenden Abschnitt(c) unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäß verwendbaren Katalysatoren näher beschrieben wird. Wasserstoff halt iger Treibstoff, wie z. B· Methanol, entzündet sich, sofort unter einer flammenlosen Verbrennung (Verbrennung ohne offene Flamme) beim Kontakt mit einer hohen Konzentration eines Katalysators aus der Familie der Platinmetalle. Gleichzeitig damit oder kurz nach der Zündung wird gasförmiger

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Treibstoff durch, die Leitung 24- einer Düse 20 mit einer öffnung 25 zugeführt, welche den kontinuierlichen Gasstrom dosiert und ihn durch die Konvergenz 291 die Verengung 31 "und die Divergenz 32 der Ansaugeinrichtung in Form eines Strahls 28 in Kichtung auf den Treibstoffeinlaß 2 für die Verbrennungskammer richtet. Der Gasstrahl reißt Luft mit sich und saugt sie durch, die öffnungen 32 an, die benachbart zu der Dosierdüse 20 angeordnet sind, wodurch, der Treibstoff und Luft miteinander gemischt werden, während sie sich der Verbrennungskammer nähern, so daß eine flammenfreie katalytisch« Verbrennung durch einen kontinuierlichen Strom des Treibstoffes in seiner Gasphase aufrechterhalten wird.

Die Verbrennungswärme wird an dem durch die Schlange 6 strömenden Fluid ausgetauscht, wobei es sich bei dem Fluid um ein Gas, wie Luft, oder um eine Flüssigkeit, wie Wasser, handeln kann, die durch Radiatoren oder andere Vorrichtungen im Kreislauf geführt vrerden können.

Eine katalytisch« Heizvorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs, die eine Doppelhelixschlange aufwies, wie in Fig. 4· dargestellt, wurde getestet, um ihre Eigenschaften als Vasserheizvorrichtung zu prüfen. Für diesen Zweck wurde der Einlaß mit einer Wasserquelle verbunden, die eine konstante Wasserströmungsgeschwindigkeit von 1,38 g pro Sekunde lieferte. Der gemessene Temperaturanstieg des Wassers betrug 12,8⁰C. Das Gesamtvolumen der katalytischen Heizvorrichtung, das heißt des Katalysatorbettes, betrug 8,05 cnr. Die Heizkraft (Heiζintensität) dieses Systems betrug somit 2,2 Kalorien (cal) pro Sekunde pro cnr oder, ausgedrückt durch andere Einheiten, 890000 BTIT pro Stunde pro 0,0283 nr (1 ft.*). Die Bedeutung dieser hohen Heizkraft ergibt sich beim Vergleich mit einer häuslichen Gebäudeheizvorrichtung, die in der Eegel eine Kapazität von

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150000 BTU pro Stunde aufweist.

Venn man die vorstehend beschriebene katalytisch^ Heizvorrichtung so bemißt, daß sie eine Kapazität von 15OOOO BTU pro Stunde aufweist, so würde sie ein Yolumen von nur 0,00478 m* (0,169 ft. ) einnehmen. Heben dieser bemerkenswerten Heizkraft (Heizintensität) arbeitet die erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad und einer hohen Ausnutzung des Treibstoffes und es tritt eine geringe Umweltverschmutzung durch die dabei entstehenden Verbrennungsprodukte auf.

b) Treibstoffe (Brennstoffe)

Unter den vielen verfügbaren Treibstoffen bzw. Brennstoffen sind nur vier bekannt, die sich spontan und sicher in Gegenwart eines geeigneten Katalysators bei normaler Umgebungstemperatur (d. h. bei 4,4 bis 38°G (40 bis 100⁰F)) entzünden. Andere Treibstoffe, wie Formaldehyd, Ameisensäure und Hydrazinhydrat, werden zwar spontan oxidiert, sie sind jedoch toxisch, unbequem und gefährlich zu handhaben. Diese sicheren, sich spontan entzündenden Treibstoffe sind Wasserstoff und die drei niederen Alkohole Methanol, Äthanol und Isopropanol, wobei Methanol bevorzugt ist. Es können zwar auch andere Kohlenwasserstoffe, wie Erdgas oder die niederen Alkane, als Primärtreibstoff nach der Entzündung verwendet werden, sie starten jedoch nicht spontan die katalytisch^ Verbrennung. Deshalb eignen sich die niederen Alkohole entweder in großtechnischen Verfahren, in denen Primärtreibstoffe nach der Entzündung verwendet werden, oder in einer intermittierend gestarteten katalytischen Verbrennungsvorrichtung, in der der Startbrennstoff auch als Betriebsbrennstoff verwendet wird.

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wahrend Primärtreibstoffe durch ein Drucksystem zugeführt werden, muß in einer kleineren Vorrichtung, die mit einem Starttreibstoff betrieben wird, der Treibstoff durch Luft unter Druck gesetzt werden oder es muß ein sich selbst unter Druck setzender Treibstoff verwendet werden. Es wurde gefunden, daß für die katalytisch^ Verbrennung die niederen Äther, Dimethyl- und Methylather_}und niedere Alkane und Alkene als Kompressionsmittel am besten geeignet sind, wenn sie mit den niederen Alkoholen gemischt werden. Ein Gemisch aus Methanol und Dimethyläther als katalytischer Treibstoff ist allgemein in der US-Patentschrift 2 764- 969 erwähnt. Ein solches Treibstoffgemisch hat jedoch, wie gefunden wurde, einen ziemlich kritischen Bereich des Alkohol/Äther-Kengenverhältnisses, insbesondere in kleinen Treibstoffbehältern, die in tragbaren oder kompakten selbstzündenden Verbrennungseinheiten, wie sie hier beschrieben werden, verwendet werden. Während der Äther ein Brennstoff ist, hat der Alkohol, der für den Start der Verbrennung wesentlich ist, einen beträchtlich niedrigeren Dampfdruck, so daß dann, wenn der Treibstoff aus dem Gasraum eines Treibstoffbehälters abgezogen wird, die Ätherkonzentration in der flüssigen Phase abfällt, was zu einem Abfall des Dampfdruckes führt. Venn der .Druck bis auf den Punkt herabgesetzt ist, an dem die Heizgeschwindigkeit (Erhitzungsgeschwindigkeit) unterhalb der brauchbaren Grenze liegt, bleibt ein Rest an nicht verwendbarem Treibstoff in dem Behälter zurück. Wenn der Druck auf Atmosphärendruck abfällt, besteht der Flüssigkeitsrüekstand im wesentlichen vollständig aus Alkohol. Es wurde gefunden, daß dann, wenn der Alkohol in einerMengevonmäir als 25 Vol.% in dem anfänglichen Alkohol/Äther-Gemisch vorliegt, ein nicht verwendbarer Rückstand an Treibstoff von mehr als 35 % des ursprünglichen Treibstoffvolumens eine beträchtliche wirtschaftliche Verschwendung darstellt. Andererseits ist ein Mengenanteil von etwa 5 Vol.% Alkohol

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erforderlich, -um eine spontane Entzündung zu gewährleisten. Innerhalb des Bereiches von 5 bis 25 % Alkohol (z. B. Methanol) zu 95 bis 75 % Äther (z. B. Dimethy lather) ist das Verhältnis von 10 % Alkohol und 90 % Äther bevorzugt·

Obgleich der Druckverlust und die Alkoholverschwendung durch Abziehen des Treibstoffes aus dem Flüssigkeitsvolumen 12 des Behälters 11 vermieden werden können, würde der flüssige Treibstoff in der Ansaugvorrichtung 27 oder in der Masse 10 der Katalysatorpellets verdampfen· Eine solche Treibstoffverdampfung ergibt einen Kühleffekt, wodurch die Entzündung oder kontinuierliche Verbrennung vermindert oder verhindert wird. Gemäß einem Aspekt der Erfindung verhindert ;jedoeh die Dosierung (Einführung) einer nur geringen Menge eines an Alkohol reichen flüssigen Treibstoffes nicht die spontane Entzündung und die nachfolgende Zufuhr von in dem Treibstoff behält er 11 vorverdampftem Treibstoff isoliert die Verbrennungskammer 27 gegenüber dem Abkühleffekt. Der Treibstoffbehälter kann die Abkühlung weit weg von der Verbrennungskammer absorbieren und--ableiten. Außerdem weist der Treibstoffbehälter eine ausreichende Masse und eine ausreichende äußere warmeübertragungsoberflache auf, um eine übermäßige Abkühlung des darin enthaltenen Treibstoffes zu verhindern·

Obgleich gefunden wurde, daß die vorstehend beschriebene Alkohol/Äther-Druckmischung ein zuverlässiger Start- und Betriebs-Treibstoff ist, insbesondere in einem Behälter mit nur einem einzigen Treibstoff, welcher den Treibstoff in flüssiger Phase und in Gasphase liefert, wurde gefunden, daß verschiedene Vorteile erzielt werden können durch Verwendung eines niederen Alkane, Alkens und von cyclischen Kohlenwasserstoffen mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen als Komprimierungsmittel für die Alkohole und als

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primärer, getrennt zugeführter Treibstoff für die kontinuierliche katalytisch^ Verbrennung nach der spontanen Entzündung mit einem niederen Alkohol-Treibstoff-Gemisch, wie in dem weiter unten folgenden Abschnitt (g) näher beschrieben wird. Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendeten Treibstoffe umfassen daher nicht nur Äther mit weniger als 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Dimethylather und Hethyläthyläther, sondern auch niedere Alkan- und Alkenkohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt unterhalb der nominellen Raumtemperatur, wie Methan, Ä'than, Propan, einschließlich Cyelopropan, Butan einschließlich η-Butan und Isobutan, Äthylen, Propylen, Buten-1 und Buten-2, Butadien und Butylen einschließlich Isobutylen.

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Als Komprimierungsbestandteil der niederen Alkohol-Startmiscfrung können die oben erwähnten niederen Kohlenwasserstoffe nur 5 °/o des Treibstoffgemisches ausmachen, während der Rest der Mischung, d.h. 95 % äer Mischung, reich an Alkohol sind. Wie oben angegeben, braucht der Alkohol nur 5 YoI.-°/a auszumachen, höhere Konzentrationen, die sich dem Wert von 25 YoI.-% nähern, sind jedoch bevorzugt, weil die katalytisch^ Verbrennung schneller und zuverlässiger spontan startet, insbesondere bei feuchtem Wetter, wenn der Starttreibstoff reich an Alkohol ist. Ein Gemisch aus 60 % Methanol und 40 % Isobutan ergibt beispielsweise einen zuverlässigen Start bei einem relativen Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung von 90 % und bei einer Temperatur unterhalb 4,4°C (40⁰F).

Andere Vorteile, die bei Verwendung der niederen Kohlenwasserstoffe als Komprimierungsmittel für den Alkohol erzielt werden, sind die, daß sie billiger und leichter verfügbar sind und als sicher gelten für die persönliche Verwendung beispielsweise in Zigarettenanzündern. Die niederen Kohlenwasserstoffe sind mit dem Kunststoffauskleidungsmaterial, das gewöhnlich in unter Druck stehenden Verteilungsbehältern verwendet wird, völlig kompatibel (verträglich). Sie bilden bei der Verbrennung keinen Formaldehyd, weisen eine niedrige latente Verdampfungswärme im Verhältnis zu den niederen Äthern auf und sie haben einen wesentlich höheren Heizwert.

Wenn die Zünd-Start-Alkoholmischung und ein primärer Treibstoff, der gleichzeitig mit oder nach der Zündung zugeführt wird, in getrennten Behältern enthalten sind, kann die Startmischung reicher an Alkohol sein und es kann eine schnellere und zuverlässigere spontane katalytische Zündung erzielt werden, wenn einer der niederen Kohlenwasserstoffe als Komprimierungsmittel (Druckerzeugungsmittel) verwendet wird,und der für die kontinuierliche Verbrennung nach der Zündung verwendete Primärtreibstoff braucht keinen Alkohol zu enthalten und erhält

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daher seinen Druck so lange aufrecht, bis die gesamte Flüssigkeit verbraucht ist.

Die katalytisch^ "Verbrennungsvorrichtung, in der niedere Kohlenwasserstoffe als Komprimierungsmittel (Druckerzeugungsmittel) und ein primärer Treibstoff verwendet werden, ist in dem nachfolgenden Abschnitt(g)näher beschrieben.

c) Katalysatoren (Fig. 2, 3 und 8)

Für die spontane Entzündung eines wasserstoffhaltigen !Treibstoffes ist ein Katalysator aus der Gruppe der Platinmetalle erforderlich. Die Gruppe der Platinmetalle umfaßt diePlatingruppe Platin, Iridium und Osmium sowie die Palladiumgruppe Palladium, Ruthenium und Rhodium. Der Katalysator der Platingruppe ist vorzugsweise auf einen katalytisch aktiven porösen Träger, bestehend aus einer oder me'hreren der porösen Formen von Aluminiumoxid, aufgebracht. Die porösen katalytischen Träger sind verhältnismäßig billig, während die Metalle der Platingruppe sehr teuer sind. Deshalb enthalten die bekannten katalytischen Körper nur sehr wenig Metall der Platingruppe. In großtechnischen Verfahren werden poröse Katalysatorpellets mit einem Platingehalt vpn etwa 0,05 bis etwa 0,2 YoI.-% verwendet, die auf Verbrennungstemperatur gebracht werden, die jedoch keine spontane Zündung einleiten können. In entsprechender Weise können die oben genannten porösen Körper allein ebenfalls keine spontane Verbrennung einleiten (initiieren) und stellen darüber hinaus kräftige Absorptionsmittel für die Feuchtigkeit der Atmosphäre und den Treibstoff bei gewöhnlichen Temperaturen dar. So katalysiert beispielsweise ein Bett aus 0,1 % Platinmoor, aufgebracht auf die Oberfläche von kleinen kugelförmigen Pellets mit einem Durchmesser von 0,318 cm (1/8 inch) aus hochporösem Gamma-Aluminiumoxid nach mehrstündiger Einwirkung von Luft mit normaler Feuchtigkeit in einer Verbrennungskammer die Oxydation eines Luft/Methanol-Treib-

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stoffes bei Raumtemperatur nicht. Ein solcher katalytischer Körper initiiert auch nicht eine spontane Verbrennung des Flüssigphasen- oder Gasphasen-Treibstoffgemisches von 5 bis 25 % Methanol in Dimethyläther.

Es wurde gefunden, daß der Entzündungsinhibierungseffekt der adsorbierten Feuchtigkeit dadurch überwunden werden kann, daß man den Gehalt des porösen katalytischen Körpers an einem Metall der Platingruppe beträchtlich erhöht bis auf mindestens etwa 2 % und innerhalb eines Bereiches von bis zu 60 % des Anfangsgewichtes des porösen Körpers. Unterhalb etwa 2 % tritt keine spontane Entzündung auf und es wird eine unerwünscht hohe Menge an Formaldehyd gebildet. Oberhalb 60 % steigt die für den Start der Verbrennung erforderliche Zeit deutlich an. Innerhalb ' des Bereiches von 2 bis 60 % Platin stellt ein Platingehalt '· von über 16 bis 40 % des Anfangsgewichtes des porösen Körpers den schnellsten Start der spontanen Entzündung selbst unter dem Extrem der in der Natur zu erwartenden Feuchtigkeit sicher.

Kätalytische Körper mit einem derart hohen Gehalt an einem Metall der Platingruppe sind natürlich verhältnismäßig kostspielig, es wurde jedoch ferner gefunden, daß nur ein geringer Anteil des Katalysatorbettes 10 innerhalb der Verbrennungskammer 27 aus den Körpern 10A bestehen muß, die an einem Metall der Platingruppe angereichert oder hochkonzentriert sind bis auf 2 bis 60 % (dargestellt in der Fig. 2 durch die kreuzweise schraffierten Flächen), als Hauptanteil der Katalysatormasse 10 können unplatinierte poröse Körper, dargestellt durch die nicht-schraffierten Flächen in der Fig. 2, verwendet werden- Daa billigeTf platinierten porösen Körper 10 B (schraffierte Flächen

in Fig. 2)enthalten weniger als 2 % Platinmetall. Die bevorzugte Form des an Katalysator angereicherten Pellets .ist ein poröser Träger aus Gamma-Aluminiumoxid mit über 16 bis 60 % Platinmoor oder Palladium, das oberflächlich in dem Aluminiumoxid dispergiert ist, wie in Fig. 3 dargestellt. Aluminiumoxid und Siliciumdioxid mit weniger als 16 % Platin. ■

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starten die katalytische Verbrennung in einem begrenzten Feuchtigkeitsbereich und sie sind nicht zuverlässig für einen Start bei einer ungünstig hohen Feuchtigkeit, die normalerweise unter natürlichen Bedingungen vorkommt. Gamma-Aluminiumoxid mit mehr als 16 % und vorzugsweise 40 % oder weniger eines Metalls der Platingruppe liefert einen zuverlässigen Start der spontanen Zündung (Entzündung) unter einer natürlichen übermäßig hohen Feuchtigkeit und selbst bei einer künstlich hervorgerufenen extrem hohen übermäßigen Feuchtigkeit innerhalb von 1 bis 8 Sekunden.

Bei speziellen Anwendungszwecken, bei denen ein Start unter allen Umständen innerhalb von 1 oder 2 Sekunden erwünscht ist, werden vorzugsweise angereicherte Gamma-Aluminiumoxid-Pellets (mit 16 bis 40 % eines Metalls der Platingruppe) verwendet, die in Form von Perlen 1OD, wie in Fig. 8 dargestellt, aufgereiht sind oder anderweitig integral mit einem widerstandserhitzten Draht 40 aus einem rostfreien Eichrome-Stahl oder dgl, verbunden sind.

Die Körper 1OB mit einer geringeren Konzentration an einem Metall der Platingruppe (weniger als 2 %) können aus Platin bestehen, das auf die Oberfläche von Gamma-Aluminiumoxid— pellets aufgebracht worden ist. Dabei wird die katalytische Aktivität des Metalls durch die katalytische Aktivität des Gamma-Aluminiumoxids erhöht, wobei beide gemeinsam eine vollständige Oxydation von Methanol mit nur einer geringen oder ohne Formaldehydbildung bewirken. Die nicht-platinierten Katalysatorpellets 100 bestehen vorzugsweise ebenfalls aus porösem Gamma-Aluminiumoxid.

Die Körper 1OA mit der hohen Katalysatorkonzentration sind an dem Treibstoffeinlaß 22 in der Brennkammer 1 angeordnet, wo sie die spontane Verbrennung trotz des Treibstoffkühleffektes und der Anwesenheit von adsorbierter Feuchtigkeit spontan initiieren. Die Starterpellets 1OA entzünden auch dann,

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wenn sie mehrere Tage lang feuchter Luft ausgesetzt worden sind, die katalytische Verbrennung innerhalb von wenigen Sekunden, wenn sie Methanol ausgesetzt werden. Die Verbrennung trocknet dann die weniger angereicherten Pellets und breitet sie innerhalb des Bettes, aus.

d) {Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit (Figl 6)

Eine katalytische Vorrichtung muß vorsichtig betrieben werden, um die Bildung von unerwünschten und toxischen Verbrennungsprodukten, wie z.B. der den Alkoholen und Äthern in dem Treibstoff entsprechenden Aldehyde , z.B. Formaldehyd, zu vermeiden. Formaldehyd kann durch seinen Geruch nachgewiesen werden, wenn er in nicht-toxischen Mengen von einigen wenigen ppm vorhanden ist^und deshalb ist der Nachweis durch den Geruch ein praktischer und sicherer Test. In einer höheren Menge als sie einem kaum feststellbaren Geruch entspricht _i ist Formaldehyd für die Augen und die Nase sehr st ade reizend. Wenn die Formaldehydbildung vermieden wird, wird auch die Bildung von anderen toxischen oder reizenden Oxydationsprodukten, wie Kohlenmonoxid, Äthern oder organischen Säuren ^ vermieden.

Es wurde nun gefunden, daß diese unerwünschten Verbrennungsprodukte vermieden werden, wenn die Dimensionen der Vorrich- ' tung so gewählt werden, daß einer oder beide der beiden Parameter "Heizkraft (Heizintensität)" und "Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit" innerhalb kritischer Grenzen gehalten werden. Diesei/Parameter sind wie folgt definiert:

"Heizkraft (Heizintensität)": Dabei handelt es sich um die Wärmeenergie, die von dem Wärmeaustauscher absorbiert wird, dividiert durch das Volumen des von dem Katalysator besetzten Raumes. Geeignete Einheiten, mit denen die Heizkraft (Heizintensität) ausgedrückt werden können^ind [Kalorien/(Sekunde χ cm³)}.

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"Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit:" dabei handelt es sich um die Strömungsgeschwindigkeit des Treibstoffgases ^ dividiert durch den Querschnitt des Katalysatorbettes, durch den der Strom fließt. Geeignete Einheiten sind [Gramm/(Sekunde χ cm²)].

In 5¹Ig. 6 der beiliegenden Zeichnungen wird die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit mit der Heizkraft (Heizintensität) in bezug auf die Formaldehydbildung während der katalytischen Verbrennung verglichen. Außerhalb des schraffierten Bereiches können wesentliche Mengen an formaldehyd durch den Geruch nachgewiesen werden, wenn die Heizkraft (Heizintensi— tat) 4,5 Kalorien/(Sekunde χ cm ) übersteigt oder wenn die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit 0p025 g/(Sekunde χ cm ) übersteigt. Innerhalb des schraffierten Bereiches wird kein Formaldehyd in einer nachweisbaren Menge gebildet.

Es ist natürlich erforderlich, daß eine ausreichende Wärmeübertragungsoberfläche bereitgestellt wird, so daß die konventionellen Oberflächenwärmeübertragungskoeffizienten weder auf der Katalysatorseite noch auf der Fluidseite des Wärmeaustauschers (z.B. der Rohrschlange 6 in Pig. 1) überschritten werden, und daß das richtige Verhältnis von Treibstoffgas zu Luft für eine optimale Oxydation aufrechterhalten wird. Typische Dimensionen, welche die beiden Parameter ergeben, sind in den weiter unten folgenden AbschnittenCs) und^f), in denen eine Schaum-Heizvorrichtung (Fig. 4·) und ein "Vorwärmer (Ofen) (Fig. 5) beschrieben sind, angegeben. Zur vollständigen Verbrennung des Methanol/Dimethyläther-Treibstoffes aus der Gasphase (Dampfphase) des Behälters 11 der Fig. 1 sollte die Ansaugvorrichtung 27 etwa 15 Volumenteile Luft auf 1 Volumenteil Treibstoffgas ansaugen. Ein Luftüberschuß kann zur Bildung von formaldehyd unter einem übermäßigen Wärmeverlust in dem Abgas führen.

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Ce) Schaum-Heizvorrichtung (Lather-Erhitzungsvorrichtung) (gig. 4)

Die erfindungsgemäße katalytische Verbrenmingsvorrichijung, die kompakt ist und einen geringen Treib stoff bedarf hat, ist besonders praktisch zum Erhitzen, beispielsweise in täglichen Intervallen, von Medien des persönlichen Bedarfs oder Produkten, wie Rasier-Schaum und Hautcremes, die eine verbesserte Wirkung haben, wenn sie warm (heiß) sind. Solche Einrichtungen müssen notwendigerweise zuverlässig, sicher sein und das Fluidprodukt schnell, d.h. innerhalb weniger Sekunden, erwärmen (erhitzen). Der Treibstoff (Brennstoff) sollte leicht nachfüllbar (ersetzbar) sein.

In der Fig. 4 ist ein Spender 40 für heißen Rasierseif enschaum dargestellt, der den Treibstoff vorrat und die Verbrennungskammer der Fluidheizvorrichtung gemäß Fig. 1 aufweist. Ein Gehäuse 41 aus einem transparenten Kunst stoff material umgibt und trägt eine Metallverbrennungskammer 1, einen Treib stoff behält er 11 und eine Ansaugvorrichtung 27 ähnlich wie sie in bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist, wobei diesmal jedoch die Wärmeaustauscherschlange 6* .eine doppelt konzentrische Helix ist. Die Schlange 6* weist einen Einlaß 7 und äußere Windungen auf, die sich nach unten in Richtung auf das Sieb (Gitter)4 bis zu dem Kammer aus laß 3 erstrecken, von wo sich innere Windungen in Aufwärtsrichtung zu dem Auslaß-8 erstrecken. Die Schahge kann ein Aluminiumrohr mit einem Außendurchmesser von 0,3175 cm und einem Innendurchmesser von 0,254- cm sein, wobei die äußeren Windungen einen Außendurchmesser von 2,857 cm und die inneren Windungen einen Außendurchmesser von 1,588 cm aufweisen. Die Doppelhelixschlange ist dicht gewunden, wobei die Windungen dicht aufeinanderliegen und miteinander in Kontakt stehen, Die dicht gewundenen Windungen, die vorzugsweise miteinander verbunden sind, dienen dazu, die Katalysatormasse 10 zwischen den Einlaß- und Auslaßgittern 4 ohne die äußere Kammerwand 1 zu begrenzen.

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Abstandhalter 42, die sich von dem Gehäuse 41 aus nach innen erstrecken, begrenzen gleitend (verschiebbar) und isolieren die Verbrennungskammer 1, die auf einer Blattfeder 43 ruht, welche die Kammer in der dargestellten oberen Position federnd festhält. Die Ansaugvorrichtung 27 ist starr mittels eines Flansches 44, der über einen Flansch an dem oberen Ende der Kammer umgebogen ist, an der Kammer befestigt. Die an dem oberen Ende der Ansaugvorrichtung fixierte Düse 20* weist einen in einer Bohrung (Hülse) 46, die durch das Gehäuse 41 gebildet wird, gleitenden Kolben (Plunger) auf. Beim Herunterdrücken des Düsenkolbens 20* gleitet die Anordnung Ansaugvorrichtung-Kamiaer gegen die Feder 43 nach unten. Das Eintrittsrohr 7 der Schlange 6* erstreckt sich nach unten bis zu einem Kelch (Erweiterung) 47, der das Stauventil 48 eines Aerosol-Spenders 49 für den Sasierseifenschaum oder ein anderes cremeartiges Fluid für den persönlichen Gebrauch aufnimmt. Die Verlängerung des Eintrittsrohres 7 nach unten ist ausreichend starr, um das Stauventil 48 zu öffnen, wenn die Anordnung Ansaugvorrichtung-Kammer durch den Kolben 20* nach unten gedrückt wird, wodurch durch die Wärmeaustauscherschlange 6* Rasiercreme oder eine andere Creme bis zu ihrem Auslaß 8 freigesetzt und dann durch ein Auslaufrohr aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Während des Hindurchfließens durch die Wärmeaustauscherschlange wird die Creme durch eine geeignete flammenfreie katalytische Verbrennung des Treibstoffes innerhalb der Kammer erhitzt (erwärmt).

Von einem Druckbehälter 11 wird Treibstoff der Kammer zugeführt. Der Treibstoff besteht zu 10 % aus einem niederen Alkohol, vorzugsv/eise Methanol, und zu 90 % aus einem niederen Äther, vorzugsweise Dimethyläther, als Druckerzeuger, wobei die Treibstoffmischung ein unteres Flüssigphasenvolumen und ein oberes Flüssigphasenvolumen bei einem Druck von etwa 3,5 kg/cm oberhalb Atmosphärendruck aufweist. Eine vorher festgelegte Menge des flüssigen Treibstoffes, z.B. 0,050. mm, wird durch ein Dosier-Stauventil 16*, das ähnlich wie das Ventil 16 der Fig.

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funktioniert, freigesetzt. Durch ein oberes Ventil 21*, das ähnlich wie das Ventil 21 der Fig. 1 funktioniert, wird ein kontinuierlicher Strom des Treibstoffes in der Gasphase freigesetzt. Das untere Stauventil 16*steht durch einen Durchgang 52 in der Bodenwand des Gehäuses 4-1 und ein flexibles Kunststoffrohr 53 mit der Zerstäubungsdüse 26 in Verbindung. Das obere Stauventil 21* steht durch einen Durchgang 5^- in einer Drucktaste (Knöpf) 56, die über das Stauventil 21* geschoben ist, und von da durch ein flexibles Kunststoffrohr 57 mit einem Filter 58 innerhalb der Düse 20* in Verbindung. Der unter Druck stehende Treibstoffbehälter 11 ist austauschbar und in einer Fassung 59 gleitend festgehalten. Durch Niederdrücken der Drucktaste 56 werden beide Stauventile 16* und 21* fast gleichzeitig betätigt, wobei der Behälter selbst eine mechanische Brücke zwischen den beiden bildet. Die innere Feder des oberen Stauventils kann jedoch strammer sein .als diejenige des unteren Stauventils, so daß sie die Öffnung des oberen Ventils 21* um den Bruchteil einer Sekunde gegenüber der Öffnung des unteren Stauventils 16* verzögert.

Wenn beim Gebrauch die Drucktaste 56 niedergedrückt wird, öffnen sich die beiden Ventile 16* und 21*. Das Ventil 16* liefert Tröpfchen des an Methanol reichen Startertreibstoffes an die angereicherten Pellets 1OA an dem Einlaß 2 in die Verbrennungskammer, wodurch eine spontane katalytische Zündung hervorgerufen wird. Die Drucktaste wird für einige wenige Sekunden, beispielsweise 6 Sekunden, niedergedrückt gehalten, bis durch die Zufuhr von Treibstoffgas durch das obere Stauventil 21*, die Düse 20* und die Ansaugvorrichtung 27 die Verbrennung innerhalb des Katalysatorbettes 10 ausgebreitet ist. Am Ende der Verbrennungsperiode ist durch das transparente Gehäuse 4-1 und die Ansaugvorrichtung hindurch, die aus einem wärmebeständigen transparenten Kunststoff bestehen kann oder ein leichtes Rohr 30 enthalten kann, welches das Glimmen des Katalysatorbettes erkennen läßt, ein Glimmen in der Verbrennungskammer zu sehen. Der Düsen-Kolben 20* wird dann etwa

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6 Sekunden lang nach unten gedrückt, um etwa 3 g warme Creme dem Austragsrohr 51 von etwa 80°C zuzuführen, wobi die Drucktaste etwa 2 Sekunden später losgelassen wird.

In einer Seifenschaum-ErhitZungsvorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs betrug der von den Katalysatorpellets eingenommene Raum 4-, 97 cnr bei einem Querschnitt des Treibstoffstromweges von 2,61 cm . Der Starterkatalysator 1OA an dem Treibstoffeinlaß 2 und in der Nähe desselben bestand aus 25 Pellets aus Gamma-Aluminiumoxid mit jeweils einem Durchmesser von etwa 0,318 cm und war oberflächlich mit Platin gefüllt, wodurch 40 % des Anfangsgewichtes des Gamma-Aluminiumoxids hinzukamen· Der Rest des Katalysatorhohlraumes war mit ähnlichen Pellets 1OB gefüllt, die jedoch eine geringe Konzentration von etwa 0,1 Gew.-% Platin enthielten.

Die Ansaugvorrichtung 27 bestand aus einem konvergierenden Abschnitt 29» der glatt in eine Verengung 31 mit einem Durchmesser von 0,318 cm überging, wobei letztere glatt in einen divergierenden Abschnitt 32 überging, wobei der Gesamtwinkel der Divergenz 10° und der breiteste Durchmesser 2,22 cm betrugen.

Die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit betrug 0,0023 g/ (Sekunde χ cm ) und die Heizkraft (Heiζintensität) betrug 3,8 Kalorien/(Sekunde χ cm ). Die Verbrennungsprodukte enthielten keinen durch seinen Geruch nachweisbaren formaldehyd.

f) Vorwärmer (Ofen) (Fig. 5)

Außer in Form der Wärmeaustauschsysteme der Fig. 1 und 4-ist die erfindungsgemäße Verbrennungsvorrichtung sehr wertvoll und wirksam in Form der Vorwärmplatte oder der Raumheizvor- richtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, insbesondere in einem begrenzten Raum, wie z.B. einer Bootskabine, in der

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besondere Vorsichtsmaßnahmen gegen Feuer und schädliche

t Dämpfe ergriffen werden müssen.

TJm die Feuergefahr zu vermindern, wird ein Behälter 11*, der nur einen Alkohol (z.B. Methanol) ohne einen sich selbst unter Druck setzenden zusätzlichen Treibstoff enthält, in dem erforderlichen Maße mit Luft unter Druck gesetzt, die durch eine Handpumpe 61 zugeführt wird. Der Behälter hat ein Flüssigphasenvolumen 12,- das durch eine Rohrleitung 62 mit einem Ventil 64 in Verbindung steht, und ein Gasphasenvolumen 15, das durch eine Rohrleitung 63 mit dem Ventil in Verbindung steht. Der Ventilkörper 66 weist einen Aufnahme hohlraum 67 für eine vorher festgelegte Menge des gasförmigen Treibstoffes auf. In diesem Falle eignet sich ein an Alkohol reiches Gas (Dampf) für die Einleitung (Entzündung) einer spontanen Verbrennung, wenn der Ventilkörper im Gegenuhrzeigersinne um 45° gedreht wird, so daß die vorher festgelegte Menge des Alkoholgases (Alkoholdampfes) durch eine Rohrleitung 68 in einen Zerstäuber 69, der auch in der Lage ist, flüssigen Treibstoff in Tröpfchen zu überführen, eingeführt wird. Der Ventilkörper 66 weist auch einen ellbogenförmigen Durchgang > 71 auf, der beim Drehen des Körpers um 90° mehr oder weniger das Flüssigvolumen 12 und die Rohrleitung 62 mit einem Rohr verbindet, das durch ein Katalysatorbett 73 tuid ein zweites Ventil 82 zu einer Strahldüse 76 ähnlich wie die Strahldüse der Fig. 1 führt. Der flüssige Treibstoff wird beim Durchgang durch das entzündete Katalysatorbett verdampft und saugt in einer Ansaugvorrichtung 77 Luft an. Die Ansaugvorrichtung führt zu einer gefalteten Verbrennungskammer, die durch eine obere kreisförmige Metallheizplatte 78, Boden- und Seitenisolierwände 79 und eine Metallunterteilungswand 81 gebildet wird. Die Platte und die Wände begrenzen einen Verbrennungsweg mit einem Tr eibstof feinlaß 2*, der von da ab zuerst nach außen und dann nach innen zu einem Auslaß 3* verläuft. Hier ist

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der Verbrennungsweg in einer vertikalen Ebene^nach oben und unten umgefaltet, obgleich er auch in einer horizontalen Ebene seitlich umgefaltet sein kann. In jedem Falle steht der Auslaß durch die Metallunterteilungswand 81 in einer wärmeleitenden Beziehung mit dem Einlaß, in dem eine hohe Wärmeintensität (Heizkraft) aufgrund der Pellets 1OA mit der hohen Katalysatorkonzentration die Wärmeübertragung auf die Pellets an dem Auslaß bewirkt und eine vollständigere Verbrennung und eine Vermeidung der -^-ldehydbildung ergibt. Diese Vorteile können noch dadurch verbessert v/erden, daß man an dem Auslaß 3* ein Paar Pellets 1OA mit einer hohen Katalysatorkonsentration anordnet und den Rest des Verbrennungs— weges mit Pellets 1OB mit einer niedrigen Katalysatorkonzentration und mit Pellets 10G mit platiniertem Gamma-Aluminiumoxid füllt.

Obgleich die niederen Alkohole, insbesondere Methanol, sichere und wirksame Treibstoffe für tragbare oder bewegliche Vorwärmer (Öfen) und Heizvorrichtungen darstellen, kann der Ofen (Vorwärmer) gemäß Fig. 5 auch mit Kohlenwasserstofftreibstoffen, wie Propan oder Erdgas, betrieben werden, wenn diese zur Verfugung stehen. In der Fig. 5 führt auch eine Gasleitung 83 zu dem zweiten Ventil 82. Nach der Entzündung durch den Alkohol aus dem Behälter 11* kann das Ventil 82 die Treibstoffzufuhr von dem Behälter 11* auf die Gasleitung 83 umschalten.

g) Mehrfach-Treibstoffbehälter (Fig. 7)

Der Spender 4-0* für heißen Rasier seifenschaum gemäß Fig. 7 ist hinsichtlich seines Aufbaus und seines Betriebs mit dem Spender 40 gemäß Fig. 4 identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß die Fassung 59* der Fig. 7 geeignet ist für die Aufnahme von zwei Treibstoffbehältern 11A und 11B anstelle des einzigen Behälters 11 der Fig. 4.

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Der untere Treibstoffbehälter 11A enthält eine Zündungs-Startertreibstoffmischung aus einem niederen Alkohol und vorzugsweise einem oder mehreren niederen Alkanen oder Alkenen als Druckerzeugungsmittel, wie am Ende des oben angegebenen Abschnittes (b) beschrieben. Bis zu 95 % der Mischung können aus dem Alkohol bestehen, der von der flüssigen Mischung 12A, die das gesamte Volumen mit Ausnahme des oberen G-asvo lumens 13A innerhalb des Behälters 11A einnimmt, zugeführt wird. Eine vorher festgelegte Menge des an flüssigem Alkohol reichen Treibstoffes wird durch ein Stauventil 16* ähnlich wie in Fig. 4- freigesetzt und durch das Rohr 53 in eine Zerstäubungsdüse eingeführt, die an Alkohol reiche Tröpfchen bildet und sie auf die Starterkatalysatorpellets 1OA an dem Treibstoffeinlaß 12 der Verbrennungskammer 1 richtet, wodurch eine spontane Initiierung der katalytischen Verbrennung erfolgt.

Der obere Behälter 11B enthält einen unter Druck stehenden Treibstoff, vorzugsweise einen solchen aus niederen Äthern, Alkanen oder Alkenen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind. Sein Stauventil 21*, das mit der Drucktaste 56 in Verbindung steht, ist kontinuierlich geöffnet, während die Drucktaste nach unten gedruckt ist, während das Stauventil 16* des unteren Behälters 11A sich nur vorübergehend öffnet. Das obere Ventil 21* kann sich gleichzeitig mit oder kurz nach dem unteren Ventil 16* öffnen und es wird ein paar Sekunden lang oder so lange offen gehalten, bis in dem Katalysatorbett 10 ein Glimmen zu sehen ist. Das obere Ventil 21* gibt den durch ein ^Rohr 57 verdampften Treibstoff frei an eine Dosierdüse 20*, die einen gerichteten Strahl des Treibstoff gases erzeugt.

Während ein Zwei-Phasen-Alkohol-Äther-Treibstoff in dem einzigen Treibstoffbehälter gemäß Fig. 1 vorteilhaft ist, haben die Alkohol-Kohlenwasserstoff-Startermischung in dem unteren

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Behälter 11A und ein Kohlenwasserstoff-Primärtreibstoff in dem davon getrennten oberen Behälter 11B der Fig. 7 <1©Ώ· Vorteil, daß es billige und leicht -verfügbare anerkannte Kohlenwasserstofftreibstoffe gibt, die mit den konventionellen Kunststoffbehälterauskleidungen kompatibel (verträglich) sind. Die niederen Alkan- und Alkenkohlenwasserstoffe bilden keinen Formaldehyd und als Druckerzeugungsmiftel erlauben sie das Vorhandensein eines höheren Prozensatzes-an Alkohol in der Startermischung und sie haben einen höheren Heizwert sowohl als Druckerzeugungsmittel in dem unteren Behälter 11A als auch als Primärtreibstoff in dem oberen Behälter 11B.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Patentansprüche:

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Claims

261256C -tl·

Patentansprüche

Katalytische Treibstoffverbrennungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Verbrennungskammer (1) mit einem Treibstoffeinlaß (2) und einem Auslaß (3) sowie einem Verbrennungsweg dazwischen und eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse (10) innerhalb der Kammer (1), wobei die Masse an dem Einlaß (2) eine verhältnismäßig hohe Katalysatorkonzentration und in Richtung auf den Auslaß (3) eine verhältnismäßig niedrigere Katalysatorkonzentration enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit der hohen Katalysatorkonzentration in der Lage ist, in Gegenwart eines wasserstoffhaltigen Treibstoffes aus der Gruppe Wasserstoff, Methanol, Äthanol und Isopropanol sich spontan selbst zu entzünden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Katalysatorkonzentration in Wärmestrahlungs-Nebeneinanderlage zu der niedrigeren Katalysatorkonzentration liegt,
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Katalysatorkonzentrationen im wesentlichen über den gesamten Verbrennungsweg verteilen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Katalysatormasse (10) um ein Treibstoffabsorptionsmittel handelt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diehohe Katalysatorkonzentration in einer Menge vorliegt, die ausreicht, um einen wasserstoffhaltigen Treibstoff selbst zu entzünden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Katalysatorkonzentration aus einem oder mehreren Metallen der Platingruppe besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Katalysatorkonzentration aus einem oder mehreren porösen Körpern aus der Gruppe Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkoniumdioxid, Thoriumdioxid, der Zeoüühe und Molekularsiebe besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

die porösen Körper aus γ-Aluminiumoxid bestehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatormasse (1O) aus einem oder mehreren Metallen der Platingruppe, dispergiert in einem porösen Körper aus der Gruppe Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkoniumdioxid, Thoriumdioxid, der Zeolithe und der Molekularsiebe besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochkonzentrierte Katalysatormasse aus einem Körper besteht, der ein Metall aus der Platingruppe trägt, das in einer Menge von mindestens 2 % des Anfangsgewichtes des Körpers zugegeben worden ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall in einer Menge von 2 bis 60 % des Anfangsgewichtes des Trägerkörper^ zugegeben worden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall in einer Menge von mindestens 18 % des Anfangsgewichtes des Trägerkörpers zugegeben worden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall in einer Menge von 18 bis 40 % des Anfangsgewichtes des Trägerkörpers zugegeben worden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Masse aus einer Vielzahl von diskreten porösen Körpern besteht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Katalysatorkonzentration aus einer Dispersion eines oder mehrerer Metalle der Platingruppe in den porösen Körpern besteht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Katalysatorkonzentration aus einer Dispersion eines oder mehrerer Metalle der Platingruppe in den porösen Körpern besteht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Katalysatorkonzentration aus Körpern aus γ-Aluminiumoxid besteht.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Katalysatorkonzentration aus einer Vielzahl von porösen VerbrennungsStarterkörpern (1OA) -besteht, denen ein Metall der Platingruppe in einer Menge von 2 bis 60 % des Anfangsgewichtes der porösen Körper zugesetzt worden ist, wobei die Körper (lOA) mit der hohen Katalysatorkonzentration über den Treibstoffeinlaß (2) in die Verbrennungskammer (1) verteilt sind, und daß die niedrigere Katalysatorkonzentration aus einer Vielzahl von γ-Aluminiumoxid-Körpem (10B) mit weniger als 2 Gew.% von einem oder mehreren Metallen der Platingruppe besteht, die im Kontakt mit den Starterkörpern (10A) angeordnet sind und sich in Richtung auf den Verbrennungskamnierauslaß (3) erstrecken.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der γ-Aluminiumoxid-Körper (IOC) im wesentlichen kein Metall der Platingruppe enthält.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter (11) für einen wasserstoffhaltigen Treibstoff und eine Treibstoffleitung (14) zwischen dem Behälter(11) und dem Treibstoffeinlaß (2) in die Verbrennungskammer (1) aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fluidleitung (24) in Wärmeaustauschbeziehung mit der Katalysatormasse (10) aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Auslaß (3) der Verbrennungskammer (1) eine ver-

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hältnismäßig hohe Katalysatorkonzentration vorliegt.
24. Katalytisch^ Treibstoffverbrennungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Verbrennungskammer (1) mit einem Treibstoffeinlaß (2) und einem Auslaß (3) und einem Verbrennungsweg dazwischen sowie eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse (10) innerhalb der Kammer (1), die an dem Auslaß (3) eine verhältnismäßig hohe Katalysatorkonzentration und zwischen dem Einlaß (2) und dem Auslaß (3) eine verhältnismäßig niedrigere Katalysatorkonzentration enthält.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (26) zur Einführung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes in den Einlaß (2) aufweist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dsdurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung ( 11) zur Einführung eines niederen Alkohol-Treibstoffes in den EMaß (2) und ein Ventil 21*, 16*) für die Auswahl eines der Treibstoffe aufweist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit der hohen Katalysatorkonzentration in der Lage ist, in Gegenwart eines niederen Alkohols aus der Gruppe Methanol, Äthanol und Isopropanol sich spontan selbst zu entzünden und daß die Vorrichtung eine Einrichtung aufweist, die mindestens einen der niederen Alkohole und/oder ein Druckerzeugungsmittel enthält, und daß sie außerdem eine Einrichtung zur Erzeugung und Ausrichtung von Tröpfchen des Alkohols auf die hohe Katalysatorkonzentration aufweist. ₆₀₉841/0900
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibstoff enthaltende Einrichtung eine Leitungseinrichtung für die getrennte Zufuhr eines verdampften Treibstoffes aufweist, um die spontan durch die Tröpfchen initiierte Verbrennung auszubreiten.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, .daß es sich bei dem Druckerzeuger um einen Treibstoff aus der Gruppe der niederen Kohlenwasserstoffe, wie Dimethylather, Methyläthyläther, Methan, Äthan, Propan einschließlich Cyclopropan, Butan einschließlich η-Butan und Isobutan, Äthylen, Propylen, Buten-1 und Buten-2, Butadien und Butylen einschließlich Isobutylen handelt.
30. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ventileinrichtung zur getrennten Kontrolle der Zuführung des Alkoholtreibstoffes und des verdampften Treibstoffes aufweist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Einrichtung zum Dosieren der Zufuhr des verdampften Treibstoffes aufweist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Koordinierung der Öffnung der getrennten Ventileinrichtungen aufweist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung eine Öffnung zur Dosierung eines kontinuierlichen Treibstoffstromes aufweist.

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34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß sie einAnsaugrohr (27) um die Leitungseinrichtungen herum und zwischen diesen und dem Verbrennungskatnmer-Treibstoffeinlaß (2) aufweist, wobei die Ansaugeinrichtung (27) benachbart zu der Öffnung Lufteinläße aufweist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung aufweist, die in Wärmeaustauschbeziehung zu der Verbrennungskammer steht, zur Einführung eines niederen Alkohols in die Verbrennungskammer.
36. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer einen Wärmeaustauscher aufweist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie, die von dem Wärmeaustauscher absorbiert werden kann, dividiert durch das Volumen der Katalysatormasse^den Wert von etwa 4 Kalorien pro Sekunde und pro ecm Katalysatormasse nicht übersteigt.
38. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Ventileinrichtung aufweist, welche die Treibstoff-Massai-Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von nicht mehr als etwa 0,0025 g pro Sekunde Durchfluß

2
durch lern des Querschnit

brennungskammer be grenz t.

2
durch lern des Querschnittes der Katalysatormasse in der Ver-
39. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Ventileinrichtung aufweist, welche die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von nicht mehr als etwa 0,0025 g pro Sekunde Durchfluß

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durch 1 cm Querschnitt der Katalysatormasse in der Verbrennungskammer begrenzt.
40. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer einen Wärmeaustauscher aufweist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie, die von dem Wärmeaustauscher absorbiert werden kann, dividiert durch das Volumen der Katalysatormasse > einen Wert von etwa 4 Kalorien pro Sekunde und pro ecm Katalysatormasse nicht übersteigt.
42.' Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Ventileinrichtung aufweist, welche die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von nicht mehr als etwa 0,0025 g pro Sekunde Durchfluß

durch 1 cm des Querschnitts der Katalysatormasse in der Verbrennungskammer begrenzt.
43. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Ventileinrichtung aufweist, welche die Treibstoff-Massen-Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von nicht mehr als etwa 0,0025 g pro Sekunde Durchfluß

durch 1 cm des Querschni

brennungskammer begrenzt.

durch 1 cm des Querschnitts der Katalysatormasse in der Ver-
44. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Druckerzeuger (Komprimierungsmittel) um Luft handelt.

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45. Katalytische Treibstoff verbrennungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein= Verbrennungskammer (1) mit einem Treibstoffeinlaß (2) und einem Auslaß (3) und einem Verbrennungsweg dazwischen, eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse (10) innerhalb der Kammer (1), einer einen wasserstoffhaltigen Treibstoff in der flüssigen Phase und in der Gasphase (Dampfphase) enthaltende Einrichtung (11) sowie eine Leitungseinrichtung für die Einführung des Treibstoffs in beiden Phasen in den Treibstoffeinlaß.
46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung von Treibstofftröpfchen in flüssiger Phase und zum Richten der Tröpfchen auf die Katalysatormasse (10) aufweist.
47. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase und die Gasphase (Dampfphase) im Gleichgewichtszustand vorliegen.
48. Vorrichtung η ach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Treibstoff um einen solchen aus der Gruppe der niederenAlkohoIe, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol, handelt.
49. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff ein Druckerzeugungsmittel (Komprimierungsmittel) enthält.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet,

daß es sich bei dem Druckerzeugungsmittel (Komprimierungsmittel) um einen Treibstoff aus der Gruppe der niederen Kohlenwasser-

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stoffe, wie Diraethylather und Methyläthyläther, handelt.
51. Vorrxchtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff etwa 5 bis etwa 25 Vol.% Methanol enthält,
52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff etwa 10 % Methanol enthält.
53. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoffbehälter getrennte Volumina für die flüssige Phase und die Dampfphase (Gasphase) des Treibstoffes aufweist und daß die Leitungseinrichtung getrennte Verbindungen zwischen dem FlüBxgkeitsvolumen und dem Gasvolumen bis zu dem Verbrennungskammer-Treibstoffeinlaß aufweist.
54. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ventileinrichtung eine Treibstoffphase zu Beginn der Treibstoffbeschickung zugeführt wird.
55. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennte Gasleitungseinrichtung eine Öffnung aufweist, die einen Gasstrahl (Dampfstrahl) auf den Verbrennungskammer-Treibstof feinlaß richtet.
56. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennte Flüssigphasen-Leitungseinrichtung eine Düse aufweist, die Flüssigkeitströpfchen in Richtung auf den Verbrennungskammer-Treibstoffeinlaßdispergiert.

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57. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff aus einem flüssigen Alkohol und einem Druckerzeugungsmittel (Komprimierungsmittel) besteht und daß die Ventileinrichtung die flüssige Phase zu Beginn der Treibstoffzufuhr zuführt.
58. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß derTreibstoff im wesentlichen nur aus einem Alkohol besteht und daß die Ventileinrichtung die Gasphase(Dampfphase) zu Beginn der Treibstoffzufuhr zuführt.
59. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zeitgebereinrichtung zur Steuerung der Ventileinrichtung aufweist, so daß der Treibstoff in einer zweiten Treibstoffphase nach der Zuführung der ersten Treibstoffphase zugeführt wird.
60. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zwei Auslaßventile aufweist, die jeweils mit dem Flüssigphasen-Volumen und dsm Gasphasen-Volumen in Verbindung stehen.
61. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einzelne Einrichtung zur Betätigung beider Auslaßventile aufweist.
62. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß sbh bei jeder Betätigung der einzelnen Einrichtung das Flüssigkeitsauslaßventil vorübergehend öffnet, während sich das Gasauslaßventil kontinuierlich öffnet.

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63. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fluidleitung aufweist, die in Wärmeaustauschbeziehung zu der Katalysatormasse steht.
64. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung in Wärmeaustauschbeziehung zu der Verbrennungskammer steht.
65. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung, welche das Flussigphasenvolumen mit der Verbrennungskammer verbindet, in Wärmeaustauschbeziehung zu der Verbrennungskammer steht.
66. Katalytisches Verbrennungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wasserstoffhaltigen Treibstoff sowohl in der flüssigen Phase als auch in der Gasphase (Dampfphase) zuführt, den Treibstoff in einer dieser Phasen auf eine treibstoff- und luftdurchlässige Masse aus einem Katalysator aus einem Metall der Platingruppe in einer Konzentration richtet, die ausreicht, um eine spontane katalytische Verbrennung zu initiieren, und daß man den Treibstoff in der anderen Phase durch eine weitere Katalysatormasse in einer Konzentration strömen läßt, die ausreicht, um die in der ersten Masse initiierte Treibstoffverbrennung zu unterhalten.
67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff in der flüssigen Phase zu Flüssigkeitströpfchen zerstäubt wird.

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68. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff der anderen Phase durch eine weitere Katalysatormasse mit einer wesentlich niedrigeren Konzentration strömen gelassen wird.
69. Treibstoff für die spontane katalytisch^ Entzündung und Verbrennung auf einem Katalysator eines Metall der Platingruppe, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält eine Mischung aus 5 bis 25 Vol.% eines niederen Alkohols aus der Gruppe Methanol, Äthanol und Isopropanol und einen niederen Äther aus der Gruppe Dimethyläther und Mefchyläthyläther.
70. Treibstoff nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu etwa 10 Vol.% aus Methanol besteht.
71. Treibstoffvorrat nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff in einem mittels des Äthers unter Druck gesetzten Behälters aufbewahrt wird, der Fluidvolumina in der flüssigen Phase und in der Gasphase enthält.
72.. Treibstoffvorrat nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß sich die flüssige Phase und die Gasphase im wesentlichen in einem Gleichgewichtszustand befinden.
73. TreibstofVorrat nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase zu etwa 5 bis etwa 25 Vol.% aus einem Alkohol besteht.

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74. Treibstoffvorrat nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase zu etwa 10 Vol.% aus Methanol besteht.
75. Treibstoffvorrat nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter getrennte Einrichtungen zum dosierten Abführen der flüssigen Phase und der Gasphase daraus aufweist.
76. Treibstoffvorrat nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ventileinrichtungen eine Dosiereinrichtung zur Freisetzung eines vorher festgelegten Volumens des Treibstoffes bei jeder Öffnung desselben aufweist. .
77. Treibstoffvorrat nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ventileinrichtungen im geöffneten Zustand kontinuierlich Treibstoff freigibt.
78. Unabhängiger Treibstoffvorrat für die spontane katalytische Entzündung und Verbrennung auf einem Katalysator mit einem Metall aus der Platingruppe, gekennzeichnet durch einen Druckbehälter und einen Treibstoff innerhalb des Behälters, bestehend aus einer Mischung aus einem niederen Alkohol und einem niederen Kohlenwasserstofftreibstoff aus der Gruppe der Alkane und Alkene mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen, wobei die Mischung beim Kontakt mit dem Katalysator sich spontan entzünden kann.
79. Treibstoffvorrat nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß der niedere Kohlenwasserstofftreibstoff aus—gewählt

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wird aus der Gruppe Methan, Äthan, Propan einschließlich Cyclopropan, Butan einschließlich η-Butan und Isobutan, Äthylen, Propylen, Butan-1 und Buten-2, Butadien und Butylen einschließlich Isobutylen.
80. Treibstoffvorrat nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu 5 bis 95 Vol.% aus einem Alkohol besteht.
81. Katalytische Treibstoffverbrennungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse und eine Leitung für ein Wärmeübertragungsfluid, die in Windungen geformt ist, die das Bett umgeben und eine Verbrennungkammer für die Katalysatormasse bilden, die in Wärmeaustauschbeziehung zu der Katalysatormasse steht.
82. Vorrichtung nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung aus dicht nebeneinander angeordneten Rohrleitungswindungen besteht, welche die Katalysatormasse transversal zu der Verbrennungskammer umgeben.
83. Vorrichtung nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung an den einander gegenüberliegenden Enden der Windungen aufweist, die einen Treibstoffeinlaß für die Verbrennungskammer und einen Auslaß daraus bilden und die Katalysatormasse transversl zu der Verbrennungskammer begrenzen.
84. Katalytische Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fluidleitung enthält, die in Wärmeaustauschbeziehung zu der Katalysatormasse steht.

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85. Vorrichtung nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitung eine Einrichtung für die Befestigung an dem Austragsventil eines unter Druck stehenden Fluidmediumbehälters aufweist, so daß das Fluidmedium beim Austrag durch die Leitung erhitzt wird.
86. Vorrichtung nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter für wasserstoffhaltigen Treibstoff in flüssiger und gasförmiger Phase sowie eine Leitungseinrichtung zur Einführung des Treibstoffes in den Treibstoffeinlaß in beiden Phasen aufweist.
87. Vorrichtung nach Anspruch 86, dadurch gekennieichnet, daß der Treibstoff zu 5 bis 25 % aus einem niederen Alkohol aus der Gruppe Methanol, Äthanol und Isopropanol und zu 75 bis 95 % aus einem niederen Äther aus der Gruppe Dimethyläther und Methyläthyläther als Druckerzeugungsmittel (Komprimierungsmittel) besteht.
88. Vorrichtung nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Einrichtung zur Einstellung (mittels eines Ventils) einer vorher festgelegten Treibstoffmenge in flüssiger Phase sowie eine zweite Einrichtung zur Einstellung (mittels eines Ventils) eines kontinuierlichen Treibstoffstroms in der Gasphase aufweist.
89. Vorrichtung nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung aufweist,welche die Ventileinrichtungen so aufeinander abstimmt, daß die erste Einstellungseinrichtung mindestens ebenso frühzeitig wie die zweite Einstellungseinrichtung betätigt wird.

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90. Vorrichtung nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine erste Ventileinstellungseinrichtung und eine zweite Ventileinstellungseinrichtung sowie eine Koordinationseinrichtung aufweist.
91. Vorrichtung nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichrö:, * daß sie ein manuell einstellbares Element für die Betätigung der ersten und der zweiten Ventileinstelleinrichtung aufweist.
92. Vorrichtung nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites manuell einstellbares Element für die Bedienung des Fluidmediumaustragsventils aufweist.
93. Vorrichtung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine an der Verbrennungskammer befestigte Luftansaugeinrichtung und eine Düse an der Ansaugeinrichtung aufweist, die das zweite manuell bedienbare Element darstellt.
94. Verfahren für die schnelle katalytische Erhitzung eines Fluidmediums für den persönlihen Bedarf, das von einem Druckgefäß mit einem Austragsventil gespendet (abgegeben) wird, gekennzeichnet durch

einen Rahmen, der eine Einrichtung zum Festhalten des Behälters und zur Herstellung einer Fluidverbindung mit dem Austragsventil aufweist,

eine Rohr leitungs-Wärmeaus tauschschlan^ auf dem Rahmen, die einen Treibstoffeinlaß und einen Auslaß und einen Verbrennungsweg dazwischen bildet, wobei eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse auf dem Verbrennungsweg eine verhältnismäßig hohe Konzentration eines Metalls der

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Platingruppe an dem Treibstoffeinlaß und eine verhältnismäßig niedrigere Konzentration in Richtung auf den Auslaß aufweist,

eine Abteilung, die einen Treibstoffbehälter für einen niederen Alkohol und einen Äthertreibstoff als Druckerzeugungsmittel in flüssiger Phase und in Gasphase beweglich begrenzt, wobei der Behälter ein Ventil für die Flüssigkeitsund Gasabgabe aufweist,

eine Betätigungseinrichtung zum Festhalten und Bewegen des Treibstoffbehälters in dem Abteil, die eine Einrichtung für das operative Festhalten des Gasabgabeventils aufweist, und eine Einrichtung auf dem Rahmen, die operativ an dem Flüssigkeitsabgabeventil befestigt ist, so daß beim Betrieb der Betätigungseinrichtung beide Abgabeventile geöffnet werden,

eine Luftansaugeinrichtung, die auf den Treibstoffeinlaß ausgerichtet ist, wobei eine Öffnung an dem Eintrittsende in die Ansaugeinrichtung eine Verbindung zu dem Gasabgabesystem aufweist,

Sine Düse, die auf den Treibstoffeinlaß ausgerichtet ist und eine Verbindung zu dem Flüssigkeitsabgabeventil aufweist, um die Dampftröpfchen auf den hochkonzentrierten Katalysator zu richten, um dadurch die katalytische Verbrennung in der hohen Katalysatorkonzentration spontan zu entzünden, wobei sich die Verbrennung anschließend auf die niedrigere Katalysatorkonzentration ausdehnt durch den hindurchfließenden kontinuierlichen Strom aus dem Treibstoff in der Gasphase und durch die durch die Ansaugöffnung angesaugte Luft, und

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eine Wärme au stau scher rohr leitung mit einer Einrichtung, die eine Verbindung zu dem Austragsventil des Druckgefäßes herstellt, wodurch das Fluidmedium für den persönlichen Gebrauch bei der Abgabe durch die Rohrleitung erhitzt wird.
95. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer eine wärmeleitende Wand aufweist, wobei die Faltung des Verbrennungsweges so ist, daß der Einlaß und der Auslaß durch die Wand in einer Wärmeaustauschbeziehung zueinander stehen.
96. Katalytische Treibstoffverbrennungsvorrichtung, gekennzeichnet durch

eine Verbrennungskammer mit einem Treibstoffeinlaß und einem Auslaß und einem Verbrennungsweg dazwischen, eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse innerhalb der Kammer,

einen Behälter mit einer Mischung aus einem niederen Alkohol und einem niederen Kohlenwasserstoff-Treibstoff aus der Gruppe der Alkane und Alkene mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen als Selbst-Druckerzeuger für den Alkohol, wobei die Mischung beim Kontakt mit dem Katalysator spontan entzündbar ist, eine Leitungseinrichtung zur Zufuhr der Treibstoffmischung zu dem Katalysator,

eine Wärmeaus tauscherrohrleitungs schlange auf dem Rahmen mit einem Treibstoffeinlaß und einem Auslaß und einem Verbrennungsweg dazwischen, wobei eine treibstoff- und luftdurchlässige Katalysatormasse auf dem Verbrennungsweg eine verhältnismäßig hohe Konzentration an einem Metall der Platingruppe an dem

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Treibstoffeinlaß und eine verhältnismäßig niedrigere Konzentration in Richtung auf den Auslaß aufweist, einAbteil, das einen Treibstoffbehälter für einen niederen Alkohol und einen Äthertreibstoff-Druckerzeuger in flüssiger Phase und in der Gasphase eine bewegliche Begrenzung bildet, wobei der Behälter ein Flüssigkeits- und Gasabgabesystem enthält,

eine Betätigungseinrichtung zum Festhalten und Bewegen des Treibstoffbehälters in dem Abteil, die eine Einrichtung für die operative Aufnahme des Gasabgabesystems und eine Einrichtung auf dem Rahmen, die in operativer Verbindung mit dem Flüssigkeitsabgabesystem steht, aufweist, so daß beim Betrieb der Betätigungseinrichtung beide Abgabeventile (Zufuhrventile) geöffnet werden,

eine Luftansaugeinrichtung, die auf den Treibstoffeinlaß ausgerichtet ist, wobei die öffnung an dem Einlaß in die Ansaugeinrichtung eine Verbindung zu dem Gasabgabeventil hat, eine Düse, die auf den Treibstoffeinlaß ausgerichtet ist und eine Verbindung zu dem Flüssigkeitsabgabeventil aufweist,um die Dampftröpfchen auf den hochkonzentrierten Katalysator zu lenken, wodurch eine spontane Entzündung der katalytischen Verbrennung in des hochkonzentrierten Katalysator erfolgt, wobei sich die Verbrennung anschließend auf die niedrigere Katalysatorkonzentration ausdehnt durch den kontinuierlichen Strom aus gasförmigem Treibstoff durch die Düse und durch die durch die Öffnung der Ansaugeinrichtung angesaugte Luft.
97. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung von Aikoho!tröpfchen aufweist.

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98. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Behälter für einen katalytisch verbrennbaren Erimärtreibstoff und eine Einrichtung zum selektiven Zuführen (mittels eines Ventils) der Treibstoffmischung und des Primärtreibstoffes zu dem Katalysator aufweist.
99. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß der niedere Kohlenwasseiätoff-Treibstoff aus der Gruppe Methan, Äthan, Propan einschießlich Gyclopropan, Butan einschließlich η-Butan und Isobutan, Äthylen, Propylen, Buten-1 und Buten-2, Butadien und Butylen einschließlich Isobutylen ausgewählt wird.
100. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu 5 bis 95 Vol.7_o aus einem Alkohol besteht.
101. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatormasse an dem Einlaß eine verhältnismäßig hohe Katalysatorkonzentration und in Richtung auf den Auslaß eine verhältnismäßig niedrigere Katalysatorkonzentration aufweist.
102. Vorrichtung nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatormasse an dem Einlaß eine verhältnismäßig hohe Katalysator-konzentration und in Richtung auf denAuslaß eine verhältnismäßig niedrigere Katalysatorkonzentration aufweist.

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103. Katalysator für die Verbrennung eines wasserstoffhaltigen Treibstoffes, gekennzeichnet durch einen Körper (Träger) aus porösem, den Treibstoff absorbierendem Aluminiumoxid und eine oberflächliche Dispersion eines oder mehrerer Metalle aus der Gruppe der Platinmetalle in einer Menge, die ausreicht, um den Treibstoff bei einer übermäßig hohen Feuchtigkeit selbst zu entzünden.
104. Katalysator nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (Träger) aus γ-Aluminiumoxid besteht.
105. Katalysator nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus der Gruppe der Platinmetalle mindestens 16 % des Anfangsgewichtes des Körpers (Trägers) ausmacht.
106. Katalysator nach Anspruch 105, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall mehr als 16 bis 60 % des Anfangsgewichtes des Körpers (Trägers) ausmacht.
107. Katalysator nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall mehr als 16 % des Anfangsgewichtes des Körpers (Trägers) ausmacht.
108. Katalysator nach Anspruch 107, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall mehr als 16 bis zu 40 % des Anfangsgewichtes des Körpers (Trägers) ausmacht.
109. Katalysator nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (Träger) uid die Metalldispersion geeignet sind für die Selbstentzündung eines niederen Alkohol aus der Gruppe Methanol, Äthanol und Isopropanol.

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110. Katalysator nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß er eine integrale Kombination mit einer Widerstandserhitzungsleitung, die als Träger für den Katalysator dient, bildet.
111. Katalysator nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Form von auf den elektrischen Leiter aufgereihten Perlen vorliegt.
112. Katalysator nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem porösen Pellet mit einer Oberflächendispersion eines Metalls aus der Gruppe der Platinmetalle besteht.

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