WO1994023194A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine oder feuerungsstätte - Google Patents

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Definitions

  • the invention initially relates to a method for operating an internal combustion engine or furnace, in which liquid fuel is heated before being introduced into a combustion chamber. Furthermore, the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 9.
  • DE-OS 32 03 764 describes a device for supplying liquid or gaseous fuels or fuels for internal combustion engines such as, for example, spark-ignition or self-igniting reciprocating internal combustion engines or stationary combustion engines. plants known, a preheating device being integrated in the fuel and fuel line. The preheating device is designed and controlled in such a way that fuel is brought to a certain temperature, which means that pollutant emissions can only be influenced to a small extent.
  • a device for performing the method is specified in claim 11. Essential developments of this device result from claims 10 to 23.
  • the fuel is heated and processed in four stages in the preheating device.
  • the fuel is first brought to a base temperature of between 40 and 60 ° C. (fuel-specific) in the preheating stage in order to be the same for the next heating or heating stage Parameters, be it in winter or be it in summer.
  • the expansion stage the fuel is expanded while heating to a temperature between 50 to 150 ° C.
  • the fuel-air mixture which, for example in the case of a reciprocating piston internal combustion engine, gives immediate, almost residue-free combustion immediately at top dead center with a maximum of released energy and a minimum of pollutant emissions.
  • the fuel is to be introduced directly at the vaporization or vapor transition point as a fine, easily ignitable (liquid) spray mist, which also has significant advantages, particularly in the case of self-igniting internal combustion engines. Ignition of the introduced fuel mixture can also be carried out in the shortest possible time in the case of spark-ignition internal combustion engines.
  • the temperature to be reached can be precisely controlled in the individual preheating and heating stages by means of control electronics.
  • input and output data such as quantity flow and pressure upstream of the preheating device are to be determined in order to determine fuel-specific operating parameters to be controlled precisely in the preheating device with a view to reaching the intramolecularly unstable state shortly before the vapor transition or vaporization point.
  • the device can also be retrofitted to conventional internal combustion engines, which means that fuel consumption is reduced to a considerable extent and the emission of pollutants is reduced to a minimum. Fuel savings in the range between 50 to 80% have been confirmed by tests in conventional car engines. A 17 to 23% increase in performance was also observed.
  • the fuel-air mixture introduced in the combustion chamber can also be prepared for ignition by — as advantageous embodiments of the invention provide — firstly the mixture by applying a negative voltage of 120 V (from the cathode of the Spark plug is polarized to the cylinder walls (electrode)). The region between the electrode and the cathode of the spark plug can then be ionized by applying a negative voltage of 320 V, so that an ionized field (cloud) can be generated around the cathode and the electrode of the spark plug.
  • a negative voltage of 120 V from the cathode of the Spark plug is polarized to the cylinder walls (electrode)
  • the region between the electrode and the cathode of the spark plug can then be ionized by applying a negative voltage of 320 V, so that an ionized field (cloud) can be generated around the cathode and the electrode of the spark plug.
  • cloud ionized field
  • the ignition spark ignites the cloud, which is then put into the plasma state,
  • a particularly preferred embodiment of the method or the device according to the invention provides two independent fuel circuits with an intermediate one Compensation level before.
  • the preheating device and the fuel quantity divider are expediently contained in a first fuel circuit.
  • the second fuel circuit is connected to the fuel tank.
  • the fuel in the compensation tank or the compensation stage can be mixed with non-preheated fuel coming from the fuel tank in order to compensate for any previous outgassing processes and to reach the desired temperature level again. Any excess amount of fuel can be returned to the fuel tank via a return line in the second fuel circuit.
  • the amount of fuel to be mixed is dependent on the control electronics as a function of the operating parameters to control. For this purpose, an electronically controlled 3-way mixer can be present in the compensation container.
  • Fig. 1 is a flow and control diagram of the
  • Fig. 2 shows another flow diagram of the
  • the device for carrying out the method according to the invention is generally designated by 1, which in the illustrative embodiment is designed as a device which can generally be attached to existing internal combustion engines or furnaces, for example with a housing made of an impact-resistant device Plastic or metal.
  • the control electronics can be designed and attached as a hybrid connector located in an interior of the housing. External inlet connections for the fuel are designed in accordance with industry standards and can therefore also be adapted to existing vehicles with petrol or diesel engines.
  • the housing can also be equipped with vibration-damped brackets for fastening to the vehicle.
  • the tank for the liquid fuel for example super or diesel fuel, is numbered 2.
  • a fuel line 3 leads from the tank 2 to a fuel pump 4, which is followed by a check valve 5, a flow sensor 6 and a pressure sensor 7.
  • the flow sensor 6 and the pressure sensor 7 are connected via lines 8 and 9 to control electronics, generally numbered 10, which can take fuel-specific flow and pressure values into account.
  • the voltage supply takes place via an alternator 11, on which a sensor 12 for running monitoring is also arranged, which in turn is connected to the control electronics 10.
  • a vehicle electrical system sheet 13 is also connected to a network preparation 14 provided on the control electronics 10.
  • the preheating device has a total of 15.
  • This preheating device 15 is designed as a thermo-coax heater coil and preferably has twelve turns with a length of 36 cm per turn and consists of a copper tube with a minimum inside diameter of 8 mm.
  • the heating coil is covered with an insulation 16.
  • the heater coil is constructed in four stages by providing four heating elements / thermal sensor elements 17, 18, 19 and 20. Each of the heating elements can be controlled via the control electronics 10, and the fuel to be carried out can also be set to an accuracy of 1/10 ° in the respective stages depending on a setpoint / actual value comparison.
  • a thermal sensor 21 is also provided, which reports the outlet temperature to the control electronics.
  • the fuel is fed to a fuel quantity distributor 23, for example a carburetor, an injection pump, or a via a thermal pressure line 22 Flow divider supplied, from where the fuel or the fuel / air mixture enters the combustion chamber of the internal combustion engine or a combustion system.
  • a fuel quantity distributor 23 for example a carburetor, an injection pump, or a via a thermal pressure line 22 Flow divider supplied, from where the fuel or the fuel / air mixture enters the combustion chamber of the internal combustion engine or a combustion system.
  • two separate fuel circuits I and II are provided, which can be connected to one another via a compensation container 24.
  • the first fuel circuit I has the preheating device 15 and the fuel quantity divider 23.
  • a working pump 25 is also provided.
  • a pressure measuring point is also arranged.
  • a quantity store 27 is also present. The fuel quantity not supplied to the combustion chamber can be supplied from the fuel quantity divider 23 to the compensation tank 24 via the return part 1.1 of the first fuel circuit I.
  • the pressure line 3 of the second fuel circuit II is also connected to the compensation tank 24.
  • a mixer 28 Before introduction into the compensation tank, a mixer 28 is also connected to this pressure line, so that - again electronically controlled - a quantity of fuel is returned via the bypass line II.2 to the return line II.3 to the fuel tank 2 even before introduction into the compensation tank can be.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine oder Feuerungsstätte, wobei flüssiger Kraftstoff vor Einbringung in einen Brennraum erwärmt wird. Um insbesondere bei hoher Leistungsausbeute nur einen minimalen Schadstoffausstoß zu haben, ist vorgesehen, daß der Kraftstoff vor Einbringung in den Brennraum in einen innermolekular instabilen Zustand auf etwa Vaporisationstemperatur gebracht wird, und zwar durch Erwärmung in einer Vorwärmstufe auf eine Basistemperatur zwischen 40 bis 60 °C, einer nachfolgenden Expansion des Kraftstoffes in einer Expansionsstufe durch Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 50 bis 150 °C bei gleichbleibender Energiedichte, einer nachfolgenden Überführung in eine Reaktionsstufe in einen innermolekular instabilen Zustand durch Erhitzung auf eine Temperatur zwischen 80 und 200 °C sowie einer abschließenden Erhitzung in einer Vaporisationsstufe auf einen Druck zwischen 15 bis 40 bar bis zur Vaporisationstemperatur.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine oder Feuerungsstatte
Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Ver¬ fahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine oder Feuerungsstätte, wobei flüssiger Kraftstoff vor Einbringung in einen Brennraum erwärmt wird. Des¬ weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vor¬ richtung nach dem Oberbegriff des Patentan¬ spruches 9.
Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ist es be¬ kannt, den Kraftstoff vor Einbringung in den Brenn¬ raum in einer Vorwärmeinrichtung vorzuwärmen, um insbesondere den Kraftstoffverbrauch und auch die Schadstoffemission in günstiger Weise durch Expansion des Kraft- oder Brennstoffes während der Erwärmung zu beeinflussen.
Aus der DE-OS 32 03 764 ist eine Vorrichtung zur Zufuhr flüssiger oder gasförmiger Kraft- oder Brennstoffe für Brennkraftmaschinen wie beispiels¬ weise fremd- oder selbstzündende Hubkolbenbrenn- kraftmaschinen oder auch stationäre Verbrennungs- anlagen bekannt, wobei in die Kraft- und Brenn¬ stoffleitung eine Vorwärmeinrichtung integriert ist. Hierbei ist die Vorwärmeinrichtung so ge¬ staltet und gesteuert, daß Kraftstoff auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird, wordurch die Schadstoffemission nur um ein geringes Maß günstig zu beeinflussen ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der die Schadstoffemission beim Betrieb einer Brenn¬ kraftmaschine oder auch von Feuerungsstätten um ein wesentliches Maß zu verringern ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das Ver¬ fahren der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aus. Wesentliche Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind in den Ansprüche 2 bis 10 angegeben.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 11 angegeben. Wesentliche Ausge¬ staltungen dieser Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 10 bis 23.
Bei dem Verfahren und bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird in der Vorwärmeinrichtung vier¬ stufig der Kraftstoff erwärmt und aufbereitet. Je nach Art des zum Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. der Feuerungsstätte einzusetzenden Kraft¬ stoffes wird zunächst in der Vorwärmstufe der Kraftstoff auf eine Basistemperatur zwischen 40 bis 60° C (kraftstoffspezifisch) gebracht, um für die nächstfolgende Erwärmungs- bzw. Erhitzungs¬ stufe fortlaufend gleiche Parameter, sei es im Winter-, sei es im Sommerbetrieb vorliegen zu haben. In der sich daran anschließenden und damit zweiten Vorwärm- bzw. Erhitzungsstufe, der Expansionsstufe, wird der Kraftstoff unter Er¬ wärmung auf eine Temperatur zwischen 50 bis 150°C (kraftstoffspezifisch) bei gleichbleibender Energiedichte expandiert, um dann in der nach¬ folgenden dritten Stufe (Reaktionsstufe) unter weiterer Erhitzung auf Temperaturen zwischen 80 und 200° C (wiederum kraftstoffspezifisch) in einen innermolekular instabilen Zustand versetzt zu werden. In diesem innermolekular instabilen Zustand wird dann der Kraftstoff in der vierten und letzten Stufe, der Vaporisationsstufe, unter Druckerhδhung weiter erhitzt bis auf eine Tempe¬ ratur, in der der Kraft- bzw. Treibstoff gerade noch nicht verdampft bzw. ausgast (Vaporisations- temparatur), so daß nach Einbringen in den Brenn¬ raum und Vermischen mit Luft, sei es über einen Vergaser, eine Einspritzdüse oder dgl. ein Brenn¬ stoff-Luftgemisch vorliegt, das z.B. bei einer Hubkolbenbrennkraf maschine unmittelbar im oberen Totpunkt eine sofortige, annähernd rückstandslose Verbrennung mit einem Maximum an freiwerdender Energie und einem Minimum an Schadstoffemission ermöglicht. Der Kraftstoff ist in seinem Zustand direkt am Vaporisations- bzw. Dampfumschlagpunkt als feiner leicht entzündbarer (Flüssig-)Sprühnebel einzubringen, was insbesondere auch bei selbst¬ zündenden Brennkraftmaschinen wesentliche Vorteile mit sich bringt. Auch bei fremdgezündeten Brenn¬ kraftmaschinen ist die Entzündung des eingebrachten Kraftstoffgemisches in kürzester Zeit zu voll¬ ziehen.
Mittels einer Steuerelektronik ist in den einzelnen Vorwärm- und Erhitzungsstufen jeweils die zu er¬ reichende Temperatur exakt zu steuern. Gleichfalls sind Eingangs- und Ausgangsdaten wie Mengendurch¬ lauf und Druck vor der Vorwärmeinrichtung zu er¬ mitteln, um kraftstoffspezifische Betriebsparameter im Hinblick auf das Erreichen des innermolekular instabilen Zustandes kurz vor dem Dampfumschlag¬ bzw. Vaporisationspunkt exakt in der Vorwärmein¬ richtung zu steuern.
Durch die insgesamt erreichbare Expansion des Kraftstoffes, die leichte und schnelle Zündfähig¬ keit sowie die Materiezustandsänderung im Brennraum mit der dadurch freiwerdenden Energie sowie der daraus resultierenden hohen Energiedichte sind die hervorragenden Ergebnisse hinsichtlich Leistung und annähernd rückstandsloser Verbrennung erreich¬ bar. Eine Abgasnachbehandlung ist in aller Regel nicht erforderlich.
Die Vorrichtung kann auch bei herkömmlichen Brenn¬ kraftmaschinen nachgerüstet werden, womit Kraft- stoffverbrauchsreduzierungen in einem erheblichen Ausmaße einhergehen und der Schadstoffausstoß auf ein Minimum zu reduzieren ist. Kraftstoffer- sparnisse im Bereich zwischen 50 bis 80 % sind bei herkömmlichen PKW-Motoren durch Versuche be¬ stätigt worden. Gleichfalls wurde eine Erhöhung der Leistung um 17 bis 23 % beobachtet.
Mittels einer einfachen Steuerelektronik ist auch noch im Brennraum über die Zündeinrichtung das eingebrachte Kraftstoff-Luftgemisch auf die Zündung vorzubereiten, indem - wie vorteilhafte Ausge¬ staltungen der Erfindung vorsehen -, einerseits zunächst das Gemisch durch Anlegen einer negativen Spannung von 120 V (von Kathode der Zündkerze zu den Zylinderwänden (Elektrode)) polarisiert wird. Danach kann der Bereich zwischen der Elektrode und der Kathode der Zündkerze durch Anlegen einer Negativspannung von 320 V ionisiert werden, so daß sich um die Kathode und die Elektrode der Zündkerze ein ionisiertes Feld (Wolke) erzeugen läßt. Durch Anlegen einer ne- gativen Nadelimpulsspannung in der Größenordnung von 3.000 V bis 5.000 V zündet der Zündfunke die Wolke, die danach in den Plasmazustand versetzt wird, wobei sich außerordentliche hohe Temperaturen von bis zu 20.000° C ergeben. Damit kann das Kraft¬ stoffgemisch insgesamt schnell und sicher gezündet werden.
Um einem weiteren Aufwärmen des auf Vaporisationstemperatur gebrachten Kraftstoffes in einem Kraftstoffmengenteiler im zum Betrieb der Brennkraftmaschine momentan nicht benötigten Kraftstoff vor Wiedereinführung in die Vorwärmeinrichtung Rechnung getragen zu haben, sieht eine besonders bevorzugte Ausbildung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach der Erfindung zwei selbständige Kraftstoffkreisläufe mit zwischengeschalteter Kompensationsstufe vor. Hierbei sind zweckraäßigerweise die Vorwärmeinrichtung und der Kraftstoffmengenteiler in einem ersten Kraftstoffkreislauf enthalten. Der zweite Kraftstoffkreislauf ist an den Kraftstoffbehälter angeschlossen. Wird die zum Betrieb der Brennkraftmaschine nicht benötigte Kraftstoffmenge in den ersten Kraftstoffkreislauf (Rücklauf) zurückgeführt, kann der Kraftstoff in dem Kompensationsbehälter bzw. der Kompen¬ sationsstufe mit aus dem Kraftstoffbehälter kom¬ mendem, nicht vorgewärmten Kraftstoff vermischt werden, um etwaige vorherige Ausgasungsvorgänge zu kompensieren und wieder das gewünschte Tempe¬ raturniveau zu erreichen. Eine etwaige über¬ schüssige Kraftstoffmenge kann über eine Rück¬ führleitung im zweiten Kraftstoffkreislauf in den Kraftstoffbehälter zurückgebracht werden. Die beizumischende Kraftstoffraenge ist über die Steuer¬ elektronik in Abhängigkeit der Betriebsparameter zu steuern. Dazu kann in dem Kompensationsbehältnis ein elektronisch gesteuerter 3-Wege-Mischer vor¬ handen sein.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung und die nachfolgende Beschreibung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:'
Fig. 1 ein Fließ- und Steuerschema des
Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung, und
Fig. 2 ein weiteres Fließschema der
Erfindung mit einer zusätzlichen Kompensationsstufe.
In der Zeichnung ist ganz allgemein mit 1 die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung bezeichnet, die in dem veran¬ schaulichten Ausführungsbeispiel als ein auch an bestehende Verbrennungsmotoren oder Feuerungs¬ stätten im allgemeinen anbaubares Gerät ausgebildet ist, mit beispielsweise einem Gehäuse aus einem schlagfesten Kunststoff oder Metall.
Sämtliche Bauelemente sollen dabei thermisch iso¬ liert sein, so daß die Stromaufnahme insgesamt gering bleibt und keine Wärme an Teile dringt, die nicht erwärmt werden müssen. Die Steuer¬ elektronik kann als Hybrid in einem Inneren des Gehäusese befindliche Steckleiste ausgebildet und befestigt sein. Außeneingangsstutzen für den Kraftstoff sind in Industrienorm ausgeführt und können somit auch an bestehende Fahrzeuge mit Otto- oder Dieselmotoren adaptiert werden. Das Gehäuse kann zudem mit schwingungsgedämpften Halterungen zur Befestigung am Fahrzeug ausge¬ stattet sein. Mit 2 ist der Tank für den flüssigen Kraftstoff, beispielsweise Super oder Dieselkraftstoff, be¬ ziffert. Vom Tank 2 führt eine Kraftstoffleitung 3 zu einer Kraftstoffpumpe 4, der ein Rückschlag¬ ventil 5, ein Durchflußsensor 6 sowie ein Druck¬ sensor 7 nachgeordnet sind. Der Durchflußsensor 6 und der Drucksensor 7 sind über Leitungen 8 und 9 mit einer allgemein mit 10 bezifferten Steuer¬ elektronik verbunden, die kraftstoffspezifische Durchfluß- und Druckwerte berücksichtigen kann. Die Spannungsversorgung erfolgt über eine Licht¬ maschine 11, an der gleichfalls noch ein Sensor 12 zur LaufÜberwachung angeordnet ist, der wiederum mit der Steuerelektronik 10 in Verbindung steht. Ein Bordnetzblatt 13 ist noch mit einer an der Steuerelektronik 10 vorgesehenen Netzaufberei¬ tung 14 verbunden.
Die Vorwärmeinrichtung ist insgesamt mit 15 be¬ ziffert. Diese Vorwärmeinrichtung 15 ist als Thermo-Koax-Erhitzerschlange ausgebildet und hat bevorzugtermaßen zwölf Windungen in einer Länge von 36 cm pro Windung und besteht aus einem Kupferrohr mit einem minimalen Innendurchmesser von 8 mm. Die Erhitzerschlange ist mit einer Iso¬ lierung 16 umhüllt. Insgesamt ist die Erhitzer¬ schlange vierstufig ausgebildet, indem jeweils vier Heizelement/Thermosensorelemente 17,18,19 und 20 vorgesehen sind. Über die Steuerelektro¬ nik 10 ist jedes der Heizelemente zu steuern, wobei auch in Abhängigkeit eines Soll-/Istwert- vergleiches in den jeweiligen Stufen der durchzu¬ führende Kraftstoff auf 1/10° genau eingestellt werden kann. Am Ausgang der Schlange 15 ist noch ein Thermosensor 21 vorgesehen, der an die Steuer¬ elektronik die Ausgangstemperatur meldet, über eine Thermodruckleitung 22 wird der Kraftstoff einem Kraftstoffmengenverteiler 23, z.B. einem Vergaser, einer Einspritzpumpe oder einem Mengenteiler zugeführt, von wo der Kraftstoff bzw. das Kraftstoff-/Luftgemisch in den Brennraum des Verbrennungsmotors bzw. einer Feuerungsanlage gelangt.
In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Hier ist die Übersichtlichkeit wegen auf die nähere Darstellung der Einzeleinheiten der Vorwärraeinrichtung 15 verzichtet worden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei separate Kraftstoffkreisläufe I und II vorgesehen, die über einen Kompensationsbehälter 24 miteinander verbindbar sind. Der erste Kraftstoffkreislauf I weist die Vorwärmeinrichtung 15 sowie den Kraft- stoffmengenteiler 23 auf. Zusätzlich ist noch eine Arbeitspumpe 25 vorgesehen. Bei 26 ist noch eine Druckmeßstelle angeordnet. Zudem ist noch ein Mengenspeicher 27 vorhanden. Vom Kraftstoff- mengenteiler 23 kann die nicht dem Brennraum zuge¬ führte Kraftstoffmenge über den Rücklaufteil 1.1 des ersten Kraftstoffkreislaufes I dem Kompen¬ sationsbehälter 24 zugeführt werden. Die Druck¬ leitung 3 des zweiten Kraftstoffkreislaufes II ist ebenfalls an den Kompensationsbehälter 24 angeschlossen. Vor Einführung in den Kompensations¬ behälter ist an diese Druckleitung ebenfalls noch ein Mischer 28 angeschlossen, so daß - wiederum elektronisch gesteuert - auch noch vor Einführung in den Kompensationsbehälter eine Kraftstoffmenge über die Bypassleitung II.2 in die Rückführleitung II.3 zum Kraftstoffbehälter 2 zurückgeführt werden kann.
Gelangt die auf ca. Motortemperatur im Kraftstoffmengenverteiler 23 erwärmte, nicht benötigte Kraftstoffmenge in die Rückführleitung 1.1 (expandiert), wobei sich Ausgasungvorgänge einstellen können, wird in dem Kompensationsbehälter 24 nicht vorgewärmter Kraftstoff beigemischt. Nicht sichtbar ist in dem Kompensionsbehalter 24 ein elektronisch steuerbarer 3-Wege-Mischer angeordnet, über den solange und soviel Kraftstoff beigemischt wird, bis sich die gewünschten Parameter im Kraftstoff (Temperatur) eingestellt haben. Die' ggf. überschüssige Kraftstoffmenge ist dann über die Rückführleitung II.3 wieder in den Kraftstoffbehälter 2 zurückzuführen.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine oder Feuerungsstätte, wobei flüssiger Kraftstoff vor Einbringung in einen Brennraum erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff vor Einbringung in den Brennraum in einen innermole¬ kular instabilen Zustand auf etwa Vaporisations¬ temperatur durch folgende Vorwärm- und Erhitzungs¬ stufen gebracht wird:
a) in einer Vorwärmstufe wird der Kraftstoff auf eine Basistemperatur zwischen 40 bis 60° C erwärmt;
b) in einer Expansionsstufe wird der Kraftstoff unter Erwärmung auf eine Temperatur zwischen
50 bis 150° C bei gleichbleibender Energie¬ dichte expandiert;
c) in einer nachfolgenden Reaktionsstufe wird der Kraftstoff durch Erhitzung auf eine Temperatur zwischen 80 und 200° C in einen innermolekular instabilen Zustand überführt; d) in einer Vaporisationsstufe wird der Kraft¬ stoff unter Druckerhöhung auf einen Druck zwischen 2,5 bis 40 bar bis zur Vaporisations¬ temperatur erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch'gekenn¬ zeichnet, daß die Temperatur des Kraftstoffes in jeder Vorwärm- und Erhitzungsstufe gesondert ermittelt und in Abhängigkeit eines Soll-/lstwert- vergleiches gesteuert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Vaporisations¬ temperatur unter Druck zugeführte Kraftstoff mit komprimierter Luft vermischt und das Kraft¬ stoff/Luftgemisch mittels einer Zündeinrichtung mit negativen Zündimpulsen gezündet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Zündung durch Polarisierung des Kraftstoff/Luftgemisches mittels Anlegen einer negativen Spannung an eine Zündeinrichtung vor¬ bereitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polarisierung durch Anlegen einer Negativspannung von 120 V erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Bereich im Brennbraum zwischen Elektrode und Kathode der Zündkerze durch Anlegen einer Negativspannung ionisiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ionisierung des Bereiches zwischen Elektrode und Kathode der Zündeinrichtung durch Anlegen einer Negativspannung von etwa 320 V erfolgt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündfunke der Zündeinrichtung durch einen negativen Nadel¬ impulsspannung zwischen 3.000 V und 5.000 V erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht in den Brennraum eingebrachte vorgewärmte Kraftstoff in einer Kompensationsstufe mit frischem, nicht vorgewärmtem Kraftstoff vermischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der Kompensationsstufe durch Beimischung von ungewärmtem Kraftstoff der Kraft¬ stoff auf eine vorgebbare Temperatur unterhalb der Vaporisationstemperatur rückkühlbar ist und eine überschüssige Kraftstoffmenge aus der Kompensationsstufe abführbar ist.
11. Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraft¬ maschine oder Feuerungsstätte mit einer eine Zündeinrichtung sowie einen Einlaß- und Ausla߬ kanal aufweisenden Brennraum, der über eine einen Kraftstoffbehälter (2) sowie eine Kraftstoffzu- fuhrleitung (3) umfassenden Kraftstoffversorgung mit flüssigem Kraftstoff und/oder einem Kraft¬ stoff/Luftgemisch beaufschlagbar ist, wobei die Kraftstoff ersorgung eine Vorwärmeinrichtung (15) für den zuzuführenden Kraftstoff aufweist, ins¬ besondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vorwärmeinrichtung (15) vier¬ stufig mit jeder Stufe zugeordneten Heiz¬ elementen (17,18,19,20) und Temperaturfühlern ausgebildet ist und der aus der Vorwärmein¬ richtung (15) abfließende Kraftstoff über eine Thermodruckleitung (22) dem Brennraum zuführbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , mit einem Kraftstoffmengenverteiler (23) für den zuzu¬ führenden Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmeinrichtung (15) dem Kraftstoff- mengenverteiler (23) vorgeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Steuer¬ elektronik (10) die Heizelemente (17,18,19,20) in Abhängigkeit eines Soll-/lstwertvergleiches an jeder Stufe gesondert steuerbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmein¬ richtung als Erhitzerschlange ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Erhitzerschlange durch Kupfer¬ rohre mit einem minimalen Innendurchmesser von
8 mm ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzerschlange zwölf Windungen aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Erhitzerschlange pro Windung
36 cm lang ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmein¬ richtung (15) mit einer Steuerelektronik (10) verbindbare Durchfluß (6)- und Drucksensoren (7) sowie ein einstellbares Rückschlagventil (5) vor¬ geordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmein¬ richtung (15) ein mit der Steuerelektronik (10) verbindbarer Unterdruckschalter nachgeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmein¬ richtung (15) und der Kraftstoffmengenver¬ teiler (23) an einen ersten Kraftstoffkreislauf (I) und der Kraftstoffbehälter (2) an einen zweiten Kraftstoffkreislauf (II) angeschlossen sind, wobei der erste und der zweite Kraftstoffkreislauf (1,11) über einen Kompensationsbehälter (24) verbindbar sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kompensationsbehälter (24) dem Kraftstoffmengenverteiler (23) in Strömungsrichtung des Kraftstoffes im ersten Kraftstoffkreislauf (I) nachgeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß vom Kompensationsbehälter (24) Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter rückführbar ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kompe sationsbehälter (24) einen elektronisch steuerbaren 3-Wege-Mischer aufweist.
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