DE3642792A1 - Verfahren und vorrichtung zur multiphasen-vorbehandlung von kraftstoff zur erreichung hypergolischer verbrennung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur multiphasen-vorbehandlung von kraftstoff zur erreichung hypergolischer verbrennung

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DE3642792A1 DE19863642792 DE3642792A DE3642792A1 DE 3642792 A1 DE3642792 A1 DE 3642792A1 DE 19863642792 DE19863642792 DE 19863642792 DE 3642792 A DE3642792 A DE 3642792A DE 3642792 A1 DE3642792 A1 DE 3642792A1
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbrennungs­ vorrichtungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorbehandlung von Kraftstoff vor dessen Einspritzen (Injektion) in eine Verbrennungskammer einer Verbrennungsvorrichtung, wie beispielsweise einer inter­ nen Verbrennungsmaschine der Kolbenbauart, um so die hypergolische Verbrennung zu erreichen, und zwar mit nur vernachlässigbaren Verzögerungen hinsichtlich der Zündung und der Vollendung des Verbrennungsprozesses.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die sogenannte hypergo­ lische Verbrennung zu erreichen, und zwar insbesondere von Kohlenwasserstoffkraftstoffen in einer internen Verbrennungsmaschine derart, daß die Zündverzögerung und das zur vollständigen Verbrennung erforderliche Zeitinter­ vall beide vernachlässigbar sind, nachdem der Kraftstoff in eine oxidierende Atmosphäre eingeführt wurde.
Bezüglich einer ins einzelne gehenden Diskussion sei auf folgende Druckschriften verwiesen: US-PS 44 48 176; SAE Artikel Nr. 850 089 mit dem Titel "Hypergolic Combustion in an Internal Combustion Engine" und SAE Artikel 820 356 mit dem Titel "The Influence of Initial Fuel Temperature on Ignition Delay". Jede dieser Druckschriften sei zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Die hypergolische Verbrennung hat eine Anzahl von Vor­ teilen, wie sie im einzelnen in den genannten Artikeln erwähnt werden, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit der internen Verbrennung von Maschinen der Bauart mit hin- und hergehendem Kolben.
Ferner ist in den oben genannten Artikeln im einzelnen erläutert, daß angenommen wird, daß die Zündverzögerung deshalb auftritt, weil die Notwendigkeit für die Kraft­ stoffmoleküle besteht als erstes in Radikale disassoziiert zu werden, um mit Sauerstoffmolekülen kombinieren zu kön­ nen, die ihrerseits für das Auftreten der Oxidation dis­ assoziiert sein müssen. Bei einem typischen Verbrennungs­ prozeß bewirkt eine Zündvorrichtung, wie beispielsweise eine Zündkerze, eine örtlich erhöhte Konzentration von Brennstoffradikalen in einer Kraftstoff-Luftmischung, und zwar ausreichend für die Einleitung der Verbrennung. Die Freigabe von Wärme aus der sich ergebenden lokalisierten Verbrennung bewirkt ihrerseits die Disassoziation von be­ nachbarten Kraftstoffmolekülen, um die Fortpflanzung der Verbrennung durch die gesamte Ladung aus Kraftstoff-Luft- Mischung zu ermöglichen.
Wenn eine Vorbehandlung des Kraftstoffs stattfindet, wie dies in US-PS 44 48 176 erläutert ist, um eine Disassozia­ tion eines kritischen Anteils der Moleküle in jeder Kraft­ stoffmenge zu bewirken, und zwar eine Disassoziation, die wesentlich höher liegt als der bei Umgebungstemperaturen auftretende Anteil, so ergibt sich eine "Aktivation" oder "Aktivierung" des Kraftstoffes, was eine im wesentlichen augenblickliche Zündung und Verbrennung zur Folge hat.
Damit ein derartiger erhöhter, kritischer Anteil (Propor­ tion) der Kraftstoffmoleküle in Radikale disassoziiert wird, muß Energie verbraucht werden, um diesen Anteil an Kraftstoffmolekülen auf den relativ hohen Energiezustand zu bringen, der dem disassoziierten Zustand der Kraftstoff­ moleküle entspricht.
Wie in dem oben erwähten US-Patent 44 48 176 beschrieben, bewirkt Kraftstoff, der auf die relativ erhöhten Tempera­ turen in der Größenordnung von oder oberhalb 1000°F er­ hitzt wird, die Disassoziation eines kritischen Anteils von Kraftstoffmolekülen zur Bildung von Radikalen, da ein sol­ cher Anteil der Kraftstoffmoleküle dadurch in einen hohen Energiezustand gebracht wird.
Die vorliegende Erfindung bzw. eine entsprechende US- Anmeldung beschreibt ein Verfahren und ein System zur Er­ wärmung des Kraftstoffes auf derartig erhöhte Temperaturen durch einen regenerativen Wärmeaustauschprozeß, bei dem der Kraftstoff (Brennstoff) durch ein Gefäß zirkuliert wird, welches direkt in der Verbrennungskammer angeordnet ist, die zur Zurückhaltung der Wärme darinnen isoliert ist. Wenn diese Anordnung mit der Vorerwärmung des Kraftstoffes kombiniert wird, wie beispielsweise mit einem Austauscher in dem Motorabgassystem, so ist diese Anordnung dazu in der Lage, den Kraftstoff auf derart hinreichende erhöhte Tempe­ raturen zu erwärmen, daß beim Einspritzen (bei der Injek­ tion) in die Verbrennungskammer die hypergolische Verbren­ nung sich einstellt.
Alternativ wird die Katalyse verwendet, um den Effekt der Brennstoffaktivierung durch Erwärmung allein zu vergrößern. Ein Nachteil der regenerativen Erwärmung des Kraftstoffes besteht in der Tendenz des "Crackens" der Kraftstoffmoleküle bei hohen Temperaturen und der sich dadurch ergebenden Kohlebildung, die bestrebt ist, die Kraftstoffströmungs­ durchlässe zu verstopfen. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn Kraftstoff auf den erhöhten Temperaturen für nur sehr kurze Zeitperioden gehalten wird, dieses Problem vermieden werden kann.
Obwohl dieses regenerative Heizverfahren und System in effi­ zienter Weise den Kraftstoff auf derartige erhöhte Tempera­ turen erwärmt, so wird doch ein relativ kompliziertes Kraft­ stoffzirkulationssystem notwendig und die Tendenz zur Coke (Kohlenstoff)-Bildung ist höher infolge der längeren Zeiten, die erforderlich sind, um die Erwärmung durch die Wärmeaus­ tauschung mit den im vorausgegangenen Verbrennungszyklus erzeugten Verbrennungsprodukten zu erreichen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Kompressionserhitzung von verdampftem Kraftstoff, um einen aktivierten Kraftstoff zu erhalten, der die hypergolische Verbrennung ermöglicht, wobei Katalyse alternativ verwendet wird, um den durch die Kompressionserhitzung allein erreich­ ten Effekt zu verstärken.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Koronaentladung, verwendet zur Aktivierung von Kraftstoff, der durch die Korona vor der Verbrennung hindurchgeleitet wird, um eine Aktivierung der Brennstoff- oder Kraftstoffmoleküle durch die Bildung von Radikalen zu erreichen.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Aktivierung von Kraftstoff durch Bestrahlung mit Ultra­ violettstrahlung zur Erreichung der Aktivierung des Kraft­ stoffes zur Ermöglichung der hypergolischen Verbrennung.
Es ist speziell ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehr- oder multiphasige Behandlung von Kraftstoff vorzuse­ hen, um einen Anteil oder eine Proportion der Kraftstoff­ moleküle zu aktivieren, und zwar ausreichend zur Ermögli­ chung der hypergolischen Verbrennung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine derarti­ ge mehrphasige Vorbehandlung von Kraftstoff vorzusehen, die sicherstellt, daß das kritische Niveau der Brennstoff­ aktivierung erreicht wird, und zwar mit nur mäßigen Intensi­ tätsniveaus bei jeder Vorbehandlungsphase.
Zusammenfassung der Erfindung.
Die oben genannten sowie weiteren Ziele der Erfindung erge­ ben sich aus der Beschreibung sowie aus den Ansprüchen. Die Ziele werden erreicht durch eine mehrphasige Anordnung und ein mehrphasiges Verfahren zur Behandlung von Kraftstoff, wobei folgendes vorgesehen ist: Erwärmung jeder Kraftstoff­ menge zur Ermöglichung der Verdampfung und partielle Ak­ tivierung jeder Kraftstoffmenge. Der verdampfte und partiell aktivierte Kraftstoff wird sodann vollständig durch eine oder mehrere Vorbehandlungsphasen aktiviert; beispielsweise geschieht dies dadurch, daß man den erwärmten verdampften Kraftstoff in Kontakt mit Oberflächen von katalytischem Material leitet; es kann ein elektrisches Feld aufgebaut werden und der verdampfte Kraftstoff wird durch eine elektrische Entladung geleitet, die durch das elektrische Feld erzeugt wird, um die Aktivierung des Kraftstoffs zu vollenden, wobei die Parameter des elektrischen Feldes wahlweise gesteuert werden, um eine Korona oder eine Bogenentladung zu erzeugen, durch die der Kraftstoff hin­ durchgeleitet wird; oder aber die Bestrahlung jeder Menge des verdampften Kraftstoffes erfolgt mit ultravioletter Strahlung.
Die kombinierten Effekte jeder Vorbehandlungsphase erzeugen eine Aktivierung des Kraftstoffes auf ein kritisches Niveau, welches zur Ermöglichung der hypergolischen Verbren­ nung notwendig ist, und zwar derart, daß die Aktivations­ intensität durch jede Phase gemäßigt ist gegenüber der Aktivie­ rung, die allein durch eine einzige Phase der Brennstoff­ oder Kraftstoffaktivierungsvorbehandlung erforderlich ist.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer internen Verbrennungsmaschine mit einer Brennstoff­ vorbehandlungsanordnung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer internen Verbrennungsmaschine gemäß einem alter­ nativen Ausführungsbeispiel der Mehrphasenkraft­ stoffvorbehandlungs-Anordnung gemäß der Erfindung.
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird eine spezielle Terminologie aus Gründen der Klarheit und im Hinblick auf ein spezielles Ausführungsbeispiel verwendet, wobei aber darauf hingewiesen sei, daß dies nicht ein­ schränkend zu verstehen ist.
In Fig. 1 ist eine mehrphasige Anordnung zur Vorbehandlung von Kraftstoff dargestellt, um dessen kritische Aktivierung, wie oben beschrieben, zu erreichen. Diese mehrphasige An­ ordnung ist angewandt auf eine Verbrennungsvorrichtung dar­ gestellt, die in der Form einer internen Verbrennungsma­ schine 10 vorliegt, und zwar von der Bauart mit hin- und hergehendem Kolben. Die Maschine 10 weist einen Motorblock 12 und eine Bohrung 14 auf, in der ein Kolben 16 angeord­ net ist und in der Bohrung 14 mittels einer nicht gezeig­ ten üblichen Kurbelwelle eine Hin- und Herbewegung ausfüh­ ren kann. Die Maschine ist ferner mit einem Zylinderkopf 18 ausgestattet, der Innenoberflächen 20 besitzt, die teil­ weise eine Verbrennungskammer 22 bilden, und zwar zusammen mit der Endstirnfläche des Kolbens 16 und benachbarter Oberflächen der Zylinderbohrung 14.
Ein Lufteinlaß und Auslaßsystem ist zum Einbau vorgesehen und ermöglicht die Einströmung von Luft zur Verbrennungs­ kammer 22 und die Herausströmung von Verbrennungsprodukten bei jedem Verbrennungszyklus. Ein Einlaßventil 24 ist dar­ gestellt und dient zur Steuerung der Verbindung mit einem Lufteinlaßdurchlaß 26, ausgebildet im Zylinderkopf 18, wie dies dargestellt ist, und zwar durch die Bewegung des Ein­ laßventils 24 auf den Ventilsitz 28 hin und von diesem weg durch geeignete Ventilbetätigungsmittel, die nicht gezeigt sind.
Ein entsprechendes Ausflußventil und ein Auslaßdurchlaß sind vorgesehen, in Fig. 1 aber nicht gezeigt, da solche Auslaßsysteme dem Fachmann wohl bekannt sind und kein Teil der Erfindung bilden.
Ein Brennstoffzuführsystem 30 ist für die Zuführung einer Brennstoffladung in die Verbrennungskammer 22 bei jedem Verbrennungszyklus vorgesehen. Erfindungsgemäß schreitet die Verbrennung hypergolisch innerhalb der Verbrennungskam­ mer 22 weiter.
Wie in den oben genannten Druckschriften erläutert, ist die Aktivierung des Kraftstoffes auf ein kritisches Niveau erforderlich, um die hypergolische Verbrennung zu errei­ chen. Gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung wird eine mehrphasige Behandlung des Kraftstoffs vorgesehen, um eine ausreichende kombinierte Aktivierung zu erreichen, die sich aus der Vorbehandlung mit einer Vielzahl von Vorbe­ handlungsphasen ergibt, wobei jede Phase bei relativ mäs­ sigen Niveaus oder Pegeln ausgeführt wird.
Es ist demgemäß eine Kraftstoffquelle 32 vorgesehen, die unter Druck stehendem Kraftstoff an geeignete Heizmittel liefert, die schematisch bei 34 dargestellt sind. Die Heizmittel 34 können in der Form eines Wärmeaustauschers ausgebildet sein, der Wärme aus den Motorabgasen entzieht, oder aber es können irgendwelche anderen geeigneten Hilfs- Heizmittel vorgesehen sein.
Die Ewärmung des Kraftstoffes erreicht eine partielle Ak­ tivierung der Kraftstoffmoleküle und der Kraftstoff läuft daraufhin durch Durchlaß 36 und in den Körper 38, ausge­ bildet mit einer Düse 40, geeignet zur Verdampfung des erwärmten, vom Durchlaß 36 erhaltenen Brennstoffs; von dort fließt der Kraftstoff in eine katalytische Behandlungskam­ mer 42. Die katalytische Behandlungskammer 42 ist im Körper 38 ausgebildet und besitzt darinnen angeordnet ein Bett aus katalytischem Material 44, wie beispielsweise eine schwammige oder poröse Masse mit Oberflächen, die mit einem katalytischen Material, wie beispielsweise Platin­ metall, überzogen oder platiert sind. Der verdampfte, partiell aktivierte erwärmte Kraftstoff, der durch den katalischen Körper 44 läuft, wird weiter partiell akti­ viert, was eine Disassoziation eines weiteren Anteils (Proportion) der Kraftstoffmoleküle in freie Radikale be­ wirkt, wodurch ein weiterer Anteil der erforderlichen Kraftstoffaktivierung erreicht wird.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung vorgesehen, um ein elektrisches Feld zu erzeu­ gen, durch welches der verdampfte Kraftstoff geleitet wird, um partiell durch die Wirkung des elektrischen Fel­ des aktiviert zu werden, um die zuvor erwähnte partielle Aktivierung zu vergrößern und die vollständige Aktivie­ rung des verdampften Kraftstoffs zu erreichen, bevor die Injektion oder Einspritzung in die Verbrennungskammer 22 erfolgt.
Das elektrische Feld kann eine partielle Kraftstoffakti­ vierung durch Erzeugung einer Plasma- oder Bogenentladung erreichen, oder aber es kann eine Korona erzeugt werden, durch die der Kraftstoff geleitet wird, wie dies in US Serial-No. 4 46 796 beschrieben ist. Ein solches Feld wird durch eine Mittelelektrode 46 erzeugt, die in einem Durch­ laß 48 angeordnet ist, der im Körper 38 und Zylinderkopf 18 ausgebildet ist, und zwar umgeben von einer zylindri­ schen Elektrode 50, die dazwischen einen hindurchlaufenden Raum ausbildet, durch den der Kraftstoff in eine Ventilkam­ mer 52 läuft, und zwar unmittelbar benachbart zu einem Ventilglied 56 zur Steuerung der Verbindung zwischen der Ventilkammer 52 und der Verbrennungskammer 22.
Die zylindrische Elektrode 50 ist elektrisch mittels einer Isolatorhülse 58 isoliert, und zwar angeordnet zwischen Elektrode 50 und Bohrung 48. Leistungsversor­ gungsklemmen 60 und 62 sind mit der Elektrode 46 bzw. 50 verbunden, um eine Verbindung zu einer geeigneten Lei­ stungsquelle, wie beispielsweise einer 10 000 Volt Ein- Wattleistungsquelle (nicht gezeigt) herzustellen.
Wie im einzelnen in der US-Anmeldung Ser. No. 4 46 796 beschrieben ist, wird die Spannung derart eingestellt, daß eine Korona in dem Zwischenraum zwischen den Elektro­ den 46 und 50 aufgebaut wird. Der Kraftstoff läuft dann durch die Korona und die partielle Aktivierung der Kraft­ stoffmoleküle tritt auf, so daß der mehrphasige Effekt der Erwärmung, des katalytischen Kontakts und des Hin­ durchgangs durch die Korona die volle Aktivierung des Kraftstoffs erreicht, wobei dann der Kraftstoff in die Verbrennungskammer 22 in einem Zustand eintritt, um die hypergolische Verbrennung des Kraftstoffs zu bewirken. Das heißt, eine im wesentlichen augenblickliche Zündung und Verbrennung tritt nach dem Mischen mit der zuvor eingeführten Luft in der Verbrennungskammer 22 auf.
Das Ventil 56 kann durch einen geeigneten Ventilbetätigungs­ mechanismus gesteuert werden, der schematisch bei 64 darge­ stellt ist, um die Zeitsteuerung und die Rate der Ein­ strömung des aktivierten Kraftstoffes in die Verbrennungs­ kammer 22 für optimalen Wirkungsgrad zu steuern.
In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel im gleichen Zusammenhang einer internen Verbrennungsmaschine 10 wie in Fig. 1 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel leitet eine Quelle 32 für unter Druck stehendem Kraftstoff Kraftstoff direkt in einen Versorgungsdurchlaß 36, wobei der Kraftstoff durch eine im Körper 38 gebildete Düse 40 beim Hineinlaufen in eine katalytische Kammer 42 verdampft wird. Die katalytische Kammer 42 enthält ein katalytisches Bett 44 von geeigneter poröser oder schwammiger Konfigura­ tion und gestattet den Hindurchtritt des verdampften Kraft­ stoffes. Der Kraftstoff und das katalytische Bett 44 können gleichzeitig erhitzt werden, und zwar mittels einer die katalytische Kammer 42 und das katalytische Bett 44 umge­ benden Heizspule 68, und zwar derart, daß die Erhitzungsbe­ handlung und katalytische Behandlung im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, wobei jede dieser Behand­ lungen den hindurchgehenden verdampften Kraftstoff partiell aktiviert.
Ausgerichtet mit der katalytischen Kammer 42 ist eine Bestrahlungskammer 70 ausgebildet im Körper 38 und im Zylinderkopf 18, in den der partiell aktivierte verdampfte Kraftstoff läuft. Es sind ferner Mittel vorgesehen, um den hindurchgehenden Kraftstoff mit ultravioletter Strahlung zu bestrahlen, wobei diese Mittel in der Form einer Queck­ silberdampflampe 72, angeordnet in einer Kammer 74 ausgebil­ det sein können, und zwar geschlossen mittels eines Fensters 76, wodurch die Kammer 74 vom Kraftstoffströmungsdurchlaß 70 getrennt ist. Das Fenster 76 ist aus einem geeigneten Material derart aufgebaut, daß es für den Durchlaß von ultravioletter Strahlung transparent ist. Leiter 77 und 78 können mit einer geeigneten Leistungsversorgung verbunden sein, um die Quecksilberdampflampe 72 zu erregen und die Bestrahlung des partiell aktivierten Brennstoffes veranlas­ sen, wenn dieser durch die Bestrahlungskammer 70 läuft. Der Kraftstoff läuft zur Ventilkammer 52, wie im oben be­ schriebenen Ausführungsbeispiel, wobei die Injektion durch das Ventil 56 und den Ventilbetätiger 64, wie im obigen Beispiel, gesteuert wird.
Man erkennt, daß die oben genannten Ziele durch die be­ schriebenen Anordnungen und Verfahren erreicht werden, gemäß welchen eine dreiphasige Vorbehandlungsaktivierung des Kraftstoffes derart erreicht wird, daß jede Phase bei gemäßigten Niveaus durchgeführt werden kann, wobei die vollständige Kraftstoffaktivierung auf kritische Niveaus sichtgestellt wird, die erforderlich sind, um die hypergo­ lische Verbrennung zu erreichen.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Ein Verfahren und Vorrichtung zur Vorbehandlung von Kraft­ stoff vor dessen Einspritzung in eine Verbrennungskammer, und zwar bis auf ein kritisches Aktivationsniveau um eine vernachlässigbare Zündverzögerung und eine im wesentlichen augenblickliche Vollendung des Verbrennungsprozesses zu er­ möglichen. Jede Brennstoffmenge wird in einer Vielzahl von Phasen behandelt um das kritische Kraftstoffaktivationsniveau durch den kombinierten Effekt jeder Behandlung zu erreichen, wobei eine Brennstofferwärmung kombiniert mit einer oder mehreren weiteren Aktivationsbehandlungsphasen verwendet wird, und zwar einschließlich Katalyse, UV-Bestrahlung oder Hin­ durchleitung jeder Brennstoffmenge durch eine elektrische Entladung um dadurch die hypergolische Verbrennung durch die Kombination der Effekte davon zu ermöglichen.

Claims (12)

1. Anordnung zur mehrphasigen Vorbehandlung von Kraft­ stoff vor der Verbrennung in einer Verbrennungsvor­ richtung, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Quelle von unter Druck stehendem Kraftstoff,
erste Mittel zur Erhitzung und Verdampfung von Kraft­ stoff, empfangen von der Kraftstoffquelle, und
zweite Aktivierungsmittel, angeordnet zur partiellen Aktivierung des Kraftstoffes in einem Ausmaß, ausrei­ chend bei Kombination mit dem Aktivationseffekt der ersten Mittel zur Ermöglichung der hypergolischen Verbrennung.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweiten Aktiviermittel Mittel aufweisen, um eine elektrische Entladung zu erzeugen und um den Kraftstoff durch die elektrische Entladung zu leiten.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der elektrischen Entla­ dung Mittel aufweisen, um eine Koronaentladung in dem Feld zu erzeugen, durch welches der Kraftstoff läuft.
4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der elek­ trischen Entladung Mittel aufweisen, um eine Bogenent­ ladung in dem Feld zu erzeugen, durch den der Kraft­ stoff läuft.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweiten Aktiviermittel katalyti­ sche Behandlungsmittel aufweisen, um den erwärmten Brennstoff partiell durch Kontakt mit den Oberflächen des katalytischen Materials zu aktivieren.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verstärkenden Aktivier- oder Aktivationsmittel Mittel aufweisen, um den Kraftstoff mit ultravioletter Strahlung zu bestrahlen.
7. Mehrphasenverfahren zur Vorbehandlung von Kraftstoff zur Erreichung der Aktivierung des Kraftstoffes in einem ausreichenden Maße, um die hypergolische Verbren­ nung zu ermöglichen, wobei folgende Schritte vorge­ sehen sind:
Erhitzung jeder Kraftstoffmenge zur partiellen Akti­ vierung des Kraftstoffes, und
weitere Aktivierung des verdampften Kraftstoffes in einer Phase unterschiedlich von der Wärmebehandlungs­ phase, wodurch die volle Aktivierung des Kraftstoffes durch die kombinierten Effekte jeder der Schritte er­ reicht wird.
8. Mehrphasiges Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erwähnte weitere Phase der par­ tiellen Aktivierung des Kraftstoffes den Schritt der Erzeugung einer elektrischen Entladung und das Hindurch­ leiten des verdampften Kraftstoffes durch die elektri­ sche Entladung umfaßt.
9. Mehrphasiges Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt zur Erzeugung des elek­ trischen Feldes den Schritt der Erzeugung einer Korona und ferner den Schritt des Hindurchleitens jeder Menge des verdampften Kraftstoffes durch die Korona umfaßt.
10. Mehrphasiges Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des elek­ trischen Feldes den Schritt der Erzeugung eines Bogens und ferner den Schritt des Hindurchleitens jeder Menge des verdampften Kraftstoffs durch den Bogen umfaßt.
11. Mehrphasiges Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die weitere Phase den Schritt des Verdampfens jeder Menge des Kraftstoffs und das Hin­ durchleiten des erhitzten verdampften Kraftstoffs durch das katalytische Material zur partiellen Akti­ vierung des erwärmten Kraftstoffs umfaßt.
12. Mehrphasiges Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Phase der partiellen Aktivierung des erwähnten Kraftstoffes auch den Schritt der Bestrahlung des Kraftstoffes mit ultra­ violetter Strahlung umfaßt.
DE19863642792 1985-12-26 1986-12-15 Verfahren und vorrichtung zur multiphasen-vorbehandlung von kraftstoff zur erreichung hypergolischer verbrennung Withdrawn DE3642792A1 (de)

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DE3642792A1 true DE3642792A1 (de) 1987-07-02

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DE (1) DE3642792A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001086129A1 (fr) * 2000-05-11 2001-11-15 Pushkin, Roman Rostislavovich Procede et dispositif pour la realisation d'un cycle thermodynamique s'approchant d'un cycle isothermique

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970427A (en) * 1988-12-28 1990-11-13 Eaton Corporation Electrode arrangement for establishing a sustained electrical arc
FR2666751B1 (fr) * 1990-09-13 1995-03-03 Cesa Catherine Dispositif de ionisation.
US5256036A (en) * 1991-04-11 1993-10-26 Southwest Research Institute Method and apparatus for pumping a medium
US5237969A (en) * 1992-04-10 1993-08-24 Lev Sakin Ignition system incorporating ultraviolet light
US5829419A (en) * 1995-09-15 1998-11-03 International Combustion Enhancement Corp. Ionization combustion energizer
US6474315B1 (en) 1996-09-13 2002-11-05 International Combustion Enhancement Corp. Electron stimulation via photon emitting radiation
US6276347B1 (en) * 1998-09-25 2001-08-21 Micro Coating Technologies, Inc. Systems and methods for delivering atomized fluids
US6782875B2 (en) * 2001-08-29 2004-08-31 Hitoshi Yoshimoto Systems and methods for conditioning or vaporizing fuel in a reciprocating internal combustion engine
US20050178710A1 (en) * 2002-01-30 2005-08-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Substance activating method and device therefor
US6763811B1 (en) 2003-01-10 2004-07-20 Ronnell Company, Inc. Method and apparatus to enhance combustion of a fuel
US6851413B1 (en) 2003-01-10 2005-02-08 Ronnell Company, Inc. Method and apparatus to increase combustion efficiency and to reduce exhaust gas pollutants from combustion of a fuel
WO2005121540A1 (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Fuji Kihan Co., Ltd. 燃料改質器
DE102005016125A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Zündsystem einer Brennkraftmaschine
US7195005B2 (en) * 2005-05-18 2007-03-27 Hitoshi Yoshimoto Devices and methods for conditioning or vaporizing liquid fuel in an internal combustion engine
US7404395B2 (en) * 2005-05-18 2008-07-29 Hitoshi Yoshimoto Devices and methods for conditioning or vaporizing liquid fuel in an intermittent combustion engine
EP1783353A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-09 Michel Tramontana Vorrichtung und Verfahren zum Vorbehandeln von Kraftstoff
US7418955B1 (en) * 2006-07-09 2008-09-02 James Dwayne Hankins Fuel savings device and methods of making the same
JP5061310B2 (ja) * 2008-03-14 2012-10-31 イマジニアリング株式会社 バルブを用いたプラズマ装置
RU2449161C2 (ru) * 2009-06-01 2012-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3
US8511287B2 (en) * 2009-09-08 2013-08-20 EcoMotors International Supercritical-state fuel injection system and method

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2407729A (en) * 1946-09-17 Catalytic igniter for gaseous fuels
DE451769C (de) * 1927-11-01 Adolf Schnuerle Dr Ing Brennstoffzufuhr in schnellaufende OElmotoren mit Selbstzuendung des Brennstoffs an der hochverdichteten Luft
US2855770A (en) * 1958-10-14 Device for t
US2418175A (en) * 1947-04-01 higginbotham
US1262886A (en) * 1917-04-06 1918-04-16 Horace R Wemple Gasifying-retort.
US1347631A (en) * 1917-04-25 1920-07-27 Lyonnaise Des Rechauds Catalyt Catalytic heating apparatus
US1876168A (en) * 1928-08-18 1932-09-06 Richardson Edward Adams Process of preparing fuels for use
FR787893A (fr) * 1934-06-28 1935-09-30 Perfectionnement aux moteurs à combustion
US2108706A (en) * 1934-09-11 1938-02-15 Crillon Marcel Victor Cylinder head for internal combustion engines, for the prevaporization of light fuel and for cracking of heavy oils
US2166266A (en) * 1935-11-27 1939-07-18 Platinum Products Corp Lighter
US2110062A (en) * 1936-01-28 1938-03-01 Evans Case Co Catalytic lighter element
US2435213A (en) * 1944-09-23 1948-02-03 Robert H Hancock Preheated fuel injection device for internal-combustion engines
US2586278A (en) * 1947-02-11 1952-02-19 Waters Harry Self-ignition gas burner
US2667605A (en) * 1950-05-31 1954-01-26 Servel Inc Electrocatalytic gas igniter
US2999534A (en) * 1956-08-13 1961-09-12 Fireless Gas Heater Corp Catalytic heating device
US3191659A (en) * 1958-04-07 1965-06-29 American Thermocatalytic Corp Radiant gas burner
US3044284A (en) * 1958-07-28 1962-07-17 Kratzenberger Karl Catalytic table lighters
FR1372046A (fr) * 1963-08-02 1964-09-11 Quercia Flaminaire Sa Perfectionnements apportés aux appareils ou dispositifs allumeurs à usage domestique, industriel ou personnel fonctionnant avec un gaz combustible, notamment aux briquets pour fumeurs
US3243631A (en) * 1964-01-16 1966-03-29 Ling Temco Vought Inc Spark-catalytic ignitor
US3361353A (en) * 1965-10-20 1968-01-02 Mitchell W. Millman Method and apparatus for injection of liquid fuels
US3518036A (en) * 1968-08-13 1970-06-30 Inst Gas Technology Electrolytic pilot igniter
US3681002A (en) * 1969-10-20 1972-08-01 Esher R Weller Self-igniting burners
US3762378A (en) * 1971-11-08 1973-10-02 F Bitonti Fuel injection means and process for making same
US3765382A (en) * 1972-06-23 1973-10-16 J Vandenberg Internal/external combustion engine
US3841824A (en) * 1972-09-25 1974-10-15 G Bethel Combustion apparatus and process
US4043308A (en) * 1974-05-09 1977-08-23 Photochem Industries, Inc. Control of the initiation of combustion and control of combustion
DE2456163C2 (de) * 1974-11-28 1986-03-13 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkammer, insbesondere Kolbenarbeitsraum eines Motors
AU508702B2 (en) * 1975-10-23 1980-03-27 Tokai Trw & Co., Ltd Ignition method for internal combustion engine
US4267976A (en) * 1978-03-10 1981-05-19 Chatwin Francis R Apparatus for vaporizing and atomizing liquids
US4201167A (en) * 1978-05-05 1980-05-06 Bayley Richard I Methanol vaporization and injection system for internal combustion engine
US4582475A (en) * 1980-06-27 1986-04-15 Eaton Corporation Method and apparatus for igniting combustible mixtures
US4503833A (en) * 1981-10-19 1985-03-12 Motortech, Inc. Apparatus and operating method for an internal combustion engine
US4448176A (en) * 1982-02-22 1984-05-15 Eaton Corporation Method for reducing ignition delay of fuels

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001086129A1 (fr) * 2000-05-11 2001-11-15 Pushkin, Roman Rostislavovich Procede et dispositif pour la realisation d'un cycle thermodynamique s'approchant d'un cycle isothermique

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62159758A (ja) 1987-07-15
US4672938A (en) 1987-06-16

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