NL7809565A

NL7809565A - Motor die werkt op een niet-verontreinigende, recircu- leerbare brandstof.

Info

Publication number: NL7809565A
Application number: NL7809565A
Authority: NL
Original assignee: Q Corp
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1980-03-04
Also published as: CA1110856A; IE781844L; IT7851292A0; WO1980000596A1; ATA705078A; US4248048A; OA07385A; IT1106066B; EP0016151B1; IL55592A0; AU4008278A; EG13992A; EP0016151A4; EP0016151A1; AR220726A1; JPS5535188A; ES473797A1; IL55592A; IN148881B; AU532622B2

Description

48716/LOB/IB * * ' ......., 1 - Q. Corporation, Camarillo, Californië, Verenigde Staten van Amerika.

Motor die werkt op een niet-verontreinigende, recirculeer-bare brandstof.

De uitvinding heeft betrekking op een motor die werkt op een niet-vérontreinigende, recirculeerbare brandstof.

De tegenwoordig gebruikte motoren voor motorvoertuigen werken vrijwel zonder uitzondering op olie of ben-5 zine, die uit olie is bereid.

Er zijn twee bezwaren tegen deze motoren. Het ene bezwaar is dat de brandstof die ze gebruiken niet recircu-leerbaar is en bij de huidige mate van verbruik zouden de aardoliereserves van de wereld wel eens gauw op kun-10 nen geraken. Een tweede bezwaar is, dat de verbrandings- produkten van de brandstof bij aflaten aan de atmosfeer een belangrijke oorzaak zijn van luchtverontreiniging.

De uitvinding heeft ten doel een systeem te verschaffen voor het bedrijven van een motor, waarin een niet-ver-15 ontreinigende, recirculeerbare brandstof wordt gebruikt.

De brandstof bestaat uit magnesium,aluminium, magnesium plus aluminium, magnesium-aluminiumlegeringen, magnesium-hydride, aluminiumhydride of magnesium aluminiumhydride.

Een brandstof kan b.v. bestaan uit een samengeperste of 20 gesinterde massa deeltjes van een of meer van de hier boven vermelde materialen. De vaste verbrandingsprodukten bestaan uit aluminiumoxide (A^O^), magnesiurnoxide (MgO) , magnesiumhydroxide / Mg (OH)2_7 of aluminiumhydroxide / Al2 (OH)3_7. Deze oxiden en hydroxiden kunnen worden 25 verzameld en worden gereduceerd tot magnesium en aluminium 78 0 9 5 6 5 - 2 - en worden omgewerkt voor hernieuwd gebruik als brandstof of voor een ander eindgebruik, zoals b.v. de vervaardiging van houders of bussen voor levensmiddelen en andere pro-dukten. De brandstof is naar verhouding niet verontreini-5 gend, omdat nadat de oxiden en hydroxiden verzameld zijn er in wezen nieis anders dan lucht is, die aan de atmosfeer moet worden afgelaten.

De uitvinding heeft tevens betrekking op het gebruik van de verbrandingsprodukten voor het voorverwarmen van 10 de lucht die gebruikt wordt om de brandstof te verbranden; ook op een afscheiden voor het verzamelen van het vaste gedeelte van de verbrandingsprodukten der recirculatie; eveneens op het gebruikmaken van de afscheider als ver-brandingskamer voor de brandstof; en tevens het gebruik 15 van een warmteoverdrachtmiddel, zoals een natrium of andere warmtebuis op zodanige wijze, dat het gebruikte fluïdum van de motor door de brandstof indirekt verwarmd wordt door de verwarmingsbuis. Natuurlijk kan het gebruikte fluïdum ook direkt worden verwarmd zonder gebruik te maken van 20 een warmteoverdrachtmiddel.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin:

Fig. 1 een diagram is waarin het systeem volgens de uitvinding met inbegrip van de recirculatie van de brand-25 stof in een omzetsysteem na gebruik in de motor wordt toegelicht.

Fig. 2 is een gedeeltelijk in diagramvorm gegeven aanzicht van een Stirling-type motor die werkt volgens het systeem van de uitvinding.

30 Fig. 3 is een aanzicht langs de lijn 3-3 in Fig.2.

Fig. 4 is een aanzicht in diagramvorm dat de cilinders . . van de motor weergeeft en de kanalen voor het gebruikte fluïdum.

Fig. 5 komt overeen met een gedeelte van Fig. 2, maar 35 bevat een wijziging.

780 9 5 6 5 3

Fig. 6 is een gedeeltelijke doorsnede die nog een andere wijziging laat zien.

Fig. 7 toont een wijziging van een gedeelte van de struktuur van fig. 2, waarbij de overige struktuur dezelfde 5 is als in fig. 2.

Fig. 8 toont een verdere wijziging van fig. 2.

Fig. 9 toont een wijziging van een gedeelte van de struktuur in fig. 5, en het niet weergegeven gedeelte van de struktuur komt overeen met dat in fig. 5.

10 Met betrekking tot de tekeningen en in het bijzonder fig. 1 berust het systeem volgens de uitvinding op het gebruiken van een motor, zoals een Stirling motor, met een brandstof/ die bestaat uit magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium, magnesium-aluminiumlegering, magnesiumhydri-15 de, aluminiumhydride of magnesiumaluminiumhydride. M.a.w.

kan de brandstof bestaan uit een of meer van de zojuist genoemde materialen. Laten we aannemen dat de brandstof magnesium en aluminium al dan niet in legeringsvorm, alsmede hydriden daarvan, bevat. De vaste verbrandingsprodukten, 20 n.l. magnesiumoxide (MgO), alumniumoxide (Al^^), magnesium-hydroxide / Mg(OH)^/ en aluminiumhydroxide / Α^ίΟΗ)^/, die gevormd worden bij het laten werken van de motor, worden verzameld. Ze worden dan naar een omzettingsinrichting vervoerd ter recirculatie. Iedere geschikte energiecentrale, 25 b.v. een kerncentrale of hydroelektrische centrale, of een centrale die werkt op kolen of olie, kan worden gebruikt om de omzetting inrichting te bedrijven. In de omzettingsinrichting worden de oxiden en hydroxiden van magnesium aluminium gereduceerd tot magnesium en aluminium en de hydriden daar-30 van, die daarna worden omgezet om een brandstof te vormen, die opnieuw gebruikt kan worden voor het bedrijven van de motor. Desgewenst kan een gedeelte van het gerecirculeerde magnesium en aluminium worden gebruikt voor de vervaardiging van andere produkten, zoals houders of bussen, die daarna 35 worden verzameld en worden gerecirculeerd als brandstof.

780 95 6 5 - 4 -

De bereiding van magnesium kan worden bewerkstelligd met ieder geschikt proces, zoals b.v. door thermische reductie van magnesiumoxide met behulp van ferrosilicium.

Dit kan ook geschieden door thermische reduktie van magne-5 siumoxide met silicium. Voor een volledige beschrijving van deze processen, die algemeen bekend zijn, wordt verwezen naar "Magnesium and Magnesium Alloys" in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, tweede uitg., New York, Londen, Sydney, Toronto, Interscience Publishers 10 Division, John Wiley and Sons, Inc.; 1967, Vol.12, biz.

661-708. Ook andere processen kunnen worden gebruikt.

De bereiding van de aluminium kan geschieden met ieder geschikt process, zoals b.v. door aluminiumoxide (A^O^) te ontleden door middel van een continue elektri-15 sche stroom, die door een elektrolytische cel loopt die aluminiumoxide bevat, opgelost in cryoliet. Het aluminium wordt afgezet aan de cathode. De bewerking wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 940°-980°C. Voor een volledigere beschrijving van het proces, dat algemeen bekend is, 20 wordt verwezen naar "Aluminum and Aluminum Alloys" in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2e uitg., New York, Londen, Interscience Publishers Division, John Wiley and Sons, Inc., 1963, Vol. 1, biz. 929-989. Ook andere processen kunnen worden gebruikt.

25 De bereiding van magnesiumhydride (MgH2) kan geschieden met iedere geschikte methode. Daar waterstof oplosbaar is in magnesium, kan de bereiding worden uitgevoerd door waterstof te borrelen door magnesium in poeder of gesmolten vorm bij verhoogde temperatuur en druk, b.v. 470°C en 30 een druk van 50 at. De hoeveelheid gevormd magnesiumhydride hangt af van de tijdsduur waarover het proces wordt voort- » - gezet. De verhouding van zuivere magnesium tot magnesiumhydride kan derhalve worden geregeld door de tijd te variëren. Ook andere processen kunnen worden gevormd.

35 De bereiding van aluminiumhydride (AlH^) kan met iedere 78 0 9 5 6 5 •r % ' -5 .-/ I geschikte methode geschieden. Daar waterstof ook oplosbaar is in aluminium/ kan de bereiding worden bewerkstelligd door waterstof te borrelen door aluminiumpoeder of gesmolten vorm bij verhoogde temperatuur en druk. Ook hier 5 hangt de verhouding van zuivere aluminium tot aluminium-hydride af van de tijdsduur dat het proces wordt voortgezet. A1H~ kan ook worden gevormd door de volgende che-

^ WJ- A

mische reaktie: AlCl^ + 3 LiH 2V A1H3 + 3 LiCl, Ook andere processen kunnen worden gebruikt.

De bereiding van een magnesiumaluminiumhydride /Mg (A1H4)2_7 kan geschieden met iedere geschikte methode/ zoals door . borrelen van waterstof door een magnesium-aluminiumlegering in poeder of gesmolten vorm bij verhoogde temperatuur en druk, waarbij de verhouding van magne-sium-aluminiumlegering tot magnesiumaluminiumhydride in het uiteindelijke mengsel afhangt van de tijdsduur. Ook andere processen kunnen Worden gebruikt.

In fig. 2 en fig. 3 wordt in diagramvorm een motor-systeem weergegeven bestaande uit een Stirling-motor 10.

20 Middelen zijn aangebracht voor toevoeren van brandstof-staven 12 aan een verbrandingskamer 13 om de warmte te verschaffen die nodig is om de motor te laten werken. Een afscheider 15 is ook weergegeven voor het scheiden van het vaste residu van de verbrahdingsprodukten, 25 De motor 10 is alleen maar een voorbeeld van een type motor dat gebruikt kan worden. Stirling-motoren van andere uitvoering kunnen worden gebruikt als ook motoren die werken op de Rankine of Brayton Cycli . Al dergelijke motoren kunnen uitwendig verbrandingsmotoren zijn en moeten dit 30 zijn voor de doeleinden volgens de uitvinding. Alle Stir ling-motoren werken op een gesloten regeneratieve thermo-dynamische cyclus en Rankine en Brayton-motoren werken op zowel gesloten als open regeneratieve thermodynamische cycli .

35 Opgemerkt dient te worden dat de verbrandingsprodukten 78 0 9 5 6 5 - 6 - i van de verbrande brandstof, n.l. de oxiden en hydroxiden | van aluminium en magnesium, vaste stoffen zijn en slijtage I veroorzaken en derhalve niet geschikt zijn om te worden verbruikt in een inwendige verbrandingsmotor. Om deze re-5 den wordt de brandstof gebruikt in uitwendige verbrandingsmotoren.

De motor 10 is zoals vermeld een Stirling-type motor. Het is een vier-cHinder dubbel werkend schommelplaat-ont- werp en is gekozen ter toelichting. Andere ontwerpen, met 10 inbegrip van het enkelvoudig werkend type, kunnen ook worden gebruikt. Achter elkaar zijn V-type en andere configuraties mogelijk en het kan wenselijk zijn om een aantal verbrandingskamers en separatoren te gebruiken als ook een aantal gekombineerde verbrandingskamerseparatoren, zoals 15 weergegeven in fig. 5. De aandrijving kan in plaats van een schommelplaataandrijving ook een rhombische, riana of andere aandrijving zijn. De motor 10 is voorzien van vier cylinders C1-C4, die in een cirkel zijn opgesteld onder gelijke hoeken ten opzichte van elkaar in het cylinder-20 blok B waardoor een nauwkeurige 90° fase-verschuiving wordt verkregen tussen de zuigerbewegingen in iedere cilinder. De zuigers P1-P4 gaan in de cilinders heen en weer.

Het diagram van fig. 4 toont de vier cilinders en de verbruikskanalen die de cilinders verbinden en is behulp-25 zaam bij het begrijpen van de werking van de motor. Ieder van de expansieruimten A, B, C en D is door één van de ge-bruikkanalen of leidingen 31-34 verbonden met de decompres-sieruimte in de bodem van de volgende c linder. De compres-sieruimten zijn aangeduid met W,X,Y en Z. Soms worden in 30 Stirlingterminologie de expansieruimten aangeduid als de warme ruimten en de compressieruimten worden aangeduid als de koude ruimten. Zo loopt kanaal 31 van de e*xpansieruimte A aan de bovenkant van cilinder Cl naar de compressieruira-te Z aan de onderkant van cilinder C4. Kanaal 32 loopt van 35 de expansieruimte B aan de bovenkant van cilinder C2 naar 78 0 9 5 6 5 ► ' ' ; - 7 ΐ j de compressieruimte W aan de onderkant van de cilinder Cl, / enz. Ieder van deze kanalen gaat door een verwarmer H, een regenerator R en een koeler C. De regenerator kan bestaan uit een matrix van fijn verdeeld metaal in de vorm van dra-5 den of stroken en kan gedacht worden als een thermodyna-mische spons, die afwisselend warmte absorbeert en afgeeft.

De motor 10 die ter toelichting wordt gebruikt is een dubbelwerkend schommelplaatontwerp met ieder geschikt flu-*0 idum, zoals lucht, waterstof of helium, als het gebruiks-fluïdum in de expansie- en compressieruimten en de verbin-dingskanalen. Omdat hij dubbelwerkend is, is er een effek-tieve drukvariatie aan weerszijden van iedere zuiger. Het thermodynamische ontwerp van deze motor is zodanig berekend, dat deze een optimale drukfase heeft van 63°, hetgeen betekent dat bij een krukashoek van 63° nadat de zuiger in zijn bovenste dode punt-positie is geweest, de druk zijn maximumwaarde bereikt, De axiale (d.w.z. gestippelde) pro-jektie van punt V in de cirkels onder elk van de cilinders 20 in fig. 4 geeft de zuigerpositle van iedere cilinder weer, en de axiale projektie van punt P geeft de oilinderdruk boven de zuiger weer.

In dit voorgestelde ontwerp heeft zuiger PI in fig. 4 63° doorlopen in krukashoek nadat de zuiger in zijn boven-25 ste dode punt is geweest. De druk op de bovenkant van de zuiger PI bedraagt overeenkomstig het thermodynamische ontwerp dat voor deze motor is berekend, 207 at en de druk op de onderkant 150 at. Zuiger P2 die nog naar beneden beweegt, heeft een druk van 150 at op de bovenkant en 160 at 30 op de onderkant. Zuiger P3 die naar boven beweegt, heeft een druk van 106 at op de bovenkant en 150 at, op de onder- .·. _ kant. Zuiger P4 beweegt naar bóven, heeft een druk van 150 at op de bovenkant en 207 at op de onderkant. Wegens deze drukverschillen levert iedere zuiger vrijwel ononderbroken 33 ^kracht. In dit voorgeste1de ontwerp van de Stirling-motor 78 0 9 5 6 5 - 8 - j werken de expansieruimten bij een hoge temperatuur (1.674° ! Rankine) en de compressieruimten werken bij een betrekke- I o lijk lage temperatuur (629 Rankine). De hierboven genoemde temperaturen en drukken zijn berekende, theoretische tem-5 peraturen en drukken. De theoretische en praktische aspekten van deze motor worden vermeld in het leerboek "Stirling Cycle Engines" van Dr. G. Walker, Oxford, Clarendon Press, 1973.

Met betrekking tot fig. 2 is de zuigerstang 40 voor 10 iedere zuiger voorzien van een koppelaar 42 in de kamer 44 van de motor. De schommelplaat 46 draait in kamer 44 op de as 48 en is voorzien van cirkelvormige groeven of sporen 50 en 52 in het boven- en onderoppervlak, die in kon takt staan met geleiders 54 en 56 die zich in de koppe-15 laars bevinden om de schommelplaat te laten draaien wanneer de zuigers op en neer gaan.

Het kanaal of de leiding die de expansieruimte A aan de bovenkant van de cilinder Cl verbindt met de com-pressieruimte Z aan de onderkant van cilinder C4 is 20 aangegeven met 31. Zoals weergegeven in fig. 2 loopt deze leiding in de verbrandingskamer 13 in huis 62 (de verbran-dingskamer vormt de verwarmer H die in fig. 4 in diagram-vorm is weergegeven), en loopt dan terug in het cilinder-blok B, loopt door de regenerator R en de koeler C naar 25 de compressieruimte. De andere kanalen 32-34 lopen op overeenkomstige wijze door de verbrandingskamer 13, de regenerator R en de koeler C op weg naar de compressieruimte van de volgende cilinder.

Lucht en brandstof worden worden afgegeven of getrans-30 porteerd naar verbrandingskamer 13 waar de brandstof wordt verbrand. Het verbranden van de brandstof levert de hoge temperatuur die nodig is om het gebruikte fluidum in de expansieruimten van de cilinder voor het aandrijven van de motor te verwarmen. De brandstof kan vele vormen hebben 35 en kan b.v. bestaan uit staven van een magnesium-aluminium- 780 9 5 6 5 - 9 ~ ' : De hoeveelheden magnesium en aluminium in de legering kun- 1 nen liggen binnen het gehele trajekt van verhoudingen die later tot een legering kunnen worden gevormd. Een gestelde of -een wenselijke magnesium tot aluminiumverhouding in 5 de legering is 35 gew. % magnesium en 65λ gew. % aluminium. Staven zuiver aluminium of zuiver magnesium of magnesium plus aluminium kunnen ook worden gebruikt als brandstof voor verbranding in de verbrandingskamer. Magnesium plus aluminiumstaven kunnen worden gevormd uit samengeperste 10 of gesintelde deeltjes magnesium en aluminium. Wanneer deze twee matalen gecombineerd worden in de brandstof verdient het de voorkeur dat ze tot een legering zijn gevormd maar de metalen kunnen desgewenst afzonderlijk worden gebruikt of gezamsiUjk zonder dat ze tot een legering zijn gevormd.

15 Combineren van magnesium en aluminium is wenselijk en verschaft een voorkeursbrandstof omdat het aluminium de benodigde warmte verschaft voor het bedrijven van de motor en het magnesium ofschoon dit ook warmte verschaft, het vermogen heeft om gemakkelijk te ontbranden en op zijn 20 beurt het aluminium te ontsteken.

Zoals eerder vermeld kan de vloeistof uit een of meer van de volgende bestanddelen bestaan: magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium, magnesium-aluminiumlegering, mag-nesiumhydride, aluminiumhydride of magnesiumaluminiumhy-25 dride. De hydriden zijn gunstig en verschaffen een voorkeursbrandstof omdat ze meer warmte verschaffen bij verbranden dan magnesium of aluminium alleen. De reaktie van de hydriden in aanwezigheid van water kan echter gevaarlijk zijn. Een gegeven brandstof kan alle materiaal als hierbo-30 ven genoemd bevatten in verschillende hoeveelheden afhankelijk van de bijzondere vereisten, of uit een of meer * — dergelijke materialen. Zo kan een .brandstof b.v. zowel magnesium als aluminium bevatten, in legeringsvorm, waaraan al dan niet een of meer van de hydriden toegevoegd 35 worden om de warmteafgifte te verhogen.

780 9 5 6 5 -10“ ! I De chemische reaktie, wanneer zuiver magnesium wordt ! verbrand, is: Mg + 1/2 O2 _^ Mg O met een enthalpy ver andering of warmteafgifte van -143,84 k cal/g mol. Voor aluminium is de reaktie: 2 Al2 + 3/2 C>2 _^ Α12<03 5 met een warmteafgifte van -399,09 k cal/g mol.

Het verbranden van een brandstof die magnesium en/of aluminium bevat kan worden versneld door water, als hieronder nader beschreven aan de hand van enkele tekeningen. Wanneer water wordt toegevoegd bij de verbranding van mag- 10 nesium volgt de reaktie: Mg + H20 + 1/2 02 _Mg (OH)2 onder een warmteafgifte van -152 k cal/g mol. Dit betekent een toename van de afgegeven hoeveelheid warmte bij verbranden van magnesium in de aanwezigheid van water ten opzichte van het verbranden zonder aanwezigheid van water.

15 Een dergelijke toename van de afgegeven warmte treedt op wanneer aluminium verbrand wordt in aanwezigheid van water ofschoon slechts een betrekkelijk kleine hoeveelheid alumi-niumhydroxide /_ Al (OH)te verwachten is uit de reaktie, omdat het aluminium gemakkelijk combineert onder vorming 20 van aluminiumoxide (A1203).

Wanneer magnesiumhydride (MgH2) verbrand wordt is de reaktie als volgt: MgH2 + 02 -* MgO + H20 met een warmte afgifte of enthalpy verandering van -183,4 k cal/g mol. Derhalve levert de verbranding van MgH2 met zuurstof een aanzien-25 lijk grotere warmteafgifte dan van zuiver magnesium.

Het is bekend, dat MgH2 krachtig reageert met water.

De reaktie is: MgH2 + 2 H20 -'+ Mg(OH)2 + 2 H2 en de warmteafgifte bedraagt -67 k cal/g mol. Een daaropvolgende reaktie van water met zuurstof levert een totale warmte-30 afgifte van 182,66 k cal/g mol , hetgeen zeer dicht ligt bij de warmteafgifte van MgH2 met zuurstof.

De volgende reaktie is eveneens mogelijk wanneer MgH2 verbrand wordt: MgH2 + 02 _^Mg(OH)2 waarbij -202,8 k cal/g mol aan warmte worden afgegeven. Dit betekent een 35 ___aanzienlijke toename van de hoeveelheid afgegeven warmte 7809565 -11- ! ten opzichte van die in zuiver magnesium.

Wanneer aluminiumhydride (AlH_) verbrand wordt, treedt I 3 .

de volgende reaktie op: 2 A1H3 + 3 C>2 —Al^^ + 3 H^O, met een warmteafgifte van -550,5 k cal/g mol, hetgeen een 5 aanzienlijke verbetering betekent ten opzichte van de verbranding van zuiver aluminium.

Uit bovenstaande chemische reakties blijkt, dat de verbranding van MgH2 een grotere warmteafgifte verschaft dan die van zuivere M^. Dezelfde vergelijking is gegeven 10 voor AlH3 en zuiver Al. Er is een dergelijke verbetering in warmteafgifte voor Mg(A1H4)2 ten opzichte van Mg en Al, of deze nu een mengsel vormen of met elkaar een legering vormen.

De beschrijving van fig. 2 wordt nu voortgezet. Een of 15 meer brandstofstaven 12 worden in de verbrandingskamer gevoerd door leiding 70 met een geschikt middel zoals toe-voerwalsen 72 die op geschikte wijze worden aangedreven en bij voorkeur met een snelheid die aangepast is aan de warmtebehoefte van de motor. Desgewenst kan de brandstof-20 staaf in de lengterichting worden gespleten, wanneer deze in de verbrandingskamer wordt uitgevoerd teneinde twee of meer stroken van de metaallegering te verschaffen in kleinere gedeelten die sneller branden. Snijorganen, g^^jven die kunnen bestaan uit messen in de vorm van axiaal draaibare/-25 zijn in diagramvorm aangegeven door 74.

Ook is er in ogenschouw genomen dat de brandstofstaven gevlochten kunnen worden, op een of andere andere configuratie die wenselijk of geschikt wordt geacht afhankelijk van de verbrandingssnelheid en de warmte-30 vereisten van de motor. Het gebruik van snijorganen voor het vormen van de brandstofstaven tot stroken, wanneer ze de verbrandingskamer binnengaan is alleen maar een aanduiding van een manier waarop de staven behandeld kunnen worden om hun verbrandingssnelheid te wijzigen. Een wijziging van 35 ..de verbrandingssnelheid kan een wijziging vergen van de 7809565 _12 _ j snelheid waarmede de staaf toegevoerd wordt teneinde het | vlammenfront op de juiste plaats te houden. Een andere manier om de afgegeven warmte te variëren kan bestaan in het verhogen van het aantal/vèrbrandingskamer toege-5 voerde staven, zoals hieronder nader wordt omschreven.

De leiding 70 wordt door de brandstofstaven aan de verbrandingskamer worden toegevoerd is een luchtleiding waardoor lucht wordt toegevoerd naar de verbrandingskamer om de brandstof te verbranden. Gedichte gaten 71 in de j 10 leiding dienen voor toevoer van de staven. Een blazer kan worden aangebracht voor het aanzuigen van lucht in toevoer 70' en het stuwen van de lucht in de verbrandingskamer. Blazer 80 wordt gebruikt en is in dit geval aangegeven liggende in de leiding 70. De leiding 70 is bij voorkeur een 15 venturi vernauwing 81 waar een ontsteker I die in diagram-vorm is weergegeven in de vorm van b.v. een propaan of bu-taanvlam, om de brandstof te ontsteken door een opening in de leiding zodat rechts van de ontsteking I brandstof brandt en blijft branden wanneer deze in de verbrandings-20 kamer komt. In plaats van eeri vlamtypeontsteking kan een vonkontsteking gebruikt worden in welk geval de venturi vernauwing geen\doel heeft en achterwege kan blijven.

De ontsteking door hetzij vonk of vlam kan geschieden ofwel in leiding 70 of de verbrandingskamer 13. In de uit-25 voeringsvormen van fig. 5 en fig. 9, die hieronder nader worden beschreven, kan de ontsteking door vonk of vlam ofwel geschieden in de leiding 70 of in de verbrandingskamer-afscheider 15 of 150.

Water uit buis 69 can in leiding 70 worden gevoerd 30 door sproeiring 69' voorbij het ontstekingspunt om water te sproeien op de brandende brandstofstaven vlak voordat ze in de verbrandingskamer binnengaan. Eigenlijk zal het water op de brandstofstaven gesproeid kunnen worden nadat zij de verbrandingskamer zijn binnengegaan. Het water ver-35 hoogt de verbrandingssnelheid van de brandstof en levert 78 0 9 5 6 5 I meer warmte. Het vaste gedeelte van de verbrandingsproduk-ten zal, wanneer water gebruikt wordt, magnesiumhydroxide (misschien ook een zeer kleine hoeveelheid aluminiumhydrox- \ ide bevatten, dat gereduceerd kan worden tot magnesium 5 of aluminium overeenkomstig de hierboven genoemde bekende methoden.

Fig. 2 toont dat gedeelte van kanaal 31 in de verbran-dingskamer lopende door een verwarmingsbuis:'100. De verwarmingsbuis wordt gebruikt om het toegepaste fluïdum in het 10 kanaal indirekt te verwarmen tot een voldoende temperatuur om de motor te laten werken. De warmtebuis 100 is een natriumverwarmingsbuis die de voorkeur verdient, omdat deze in staat is grote hoeveelheden warmte over te dragen van een groot oppervlak op een klein oppervlak met een heel 15 gering temperatuurverschil. Andere warmteoverdrachtorganen, zoals andere verwarmingsbuizen dan natriumverwarmingsbui-zen, kunnen eveneens worden gebruikt. De natriumverwarmingsbuis 100 bestaat uit een hermetisch afgesloten kamer die gevuld is met natrium en volledig dat gedeelte van 20 het kanaal 31 omhult, dat zich inde verbrandingskamer bevindt. Het inwendige oppervlak van de verwarmingsbuis is voorzien van een bekleding 101 van poreus materiaal waarin vloeistof, in dit geval vloeibaar natrium, kan worden geabsorbeerd en getransporteerd door middel van 25 capillaire krachten.

Het natriumverdamp ten gevolge van de warmte in de verbrandingskamer. De natriumdampen condenseren dan op het oppervlak van de naar verhouding koudere leiding 31. Tijdens de condensatie wordt warmte afgegeven bij het 30 ! condenseren van het natrium, dat dan terugvloeit onder invloed van capillaire krachten in de poreuze bekledi.ng naar het naar verhouding warmere oppervlak van de verwarmingsbuis. De stippellijnen net binnen het oppervlak van de verwarmingsbuis geven de poreuze bekleding aan.

35 __ Het zal duidelijk zijn dat de verdeling van de andere 780 95 6 5 - 14- ! kanalen 32-34 die zich in de verwarmingskamer bevinden, e-; veneens door een natriumverwarmingsbuis kunnen lopen op overeenkomstige wijze als verwarmingsbuis 100. Ook kunnen twee of meer van de kanalen 31-34 lopen door een gemeen-5 schappelijke verwarmingsbuis.

Een leiding 82 uit de verwarmingsbuis loopt naar een scheider 15, die ten doel heeft om de vaste stoffen / MgO en Al203 en indien water of hydriden worden gebruikt ais een versneller, ook Mg(OH)2 en 10 Al2(OH)3 J, af te scheiden van de verbrandingsprodukten die uit de verbrandingskamer worden onttrokken en de gasvormige verbrandingsprodukten aan de atmosfeer af te geven of af te laten. Ofschoon het in de meeste gevallen niet noodzakelijk is, kan een blazer 86 worden opgesteld in lei-15 ding 82 om de verbrandingsprodukten uit de verbrandingskamer te trekken en ze in de scheider 15 te voeren.

De scheider 15 kan van verschillende typen zijn, maar is in dit geval weergegeven als een vortex scheider in de vorm van een huis met een cirkelvormig bovengedeelte 88, 20 een kegelvormig tussengedeelte 90 en een ontvanger 92 aan de bodem. De gasvormige en vaste verbrandingsprodukten komen langs de omtrek in de scheider in het cirkelvormige gedeelte 88 en worden daarir tot snelle draaiing gebracht. De zigzaglijn 94 in de scheider geeft diagrammatisch de schroef-25 baan aan van de vaste verbrandingsdeeltjes wanneer deze op de bodem van de scheider vallen om verzameld te worden in ontvanger 92. Een opening die geschikt is om te worden afgedekt door een geschikte afsluiting, kan in de ontvanger worden aangebracht voor het verwijderen van de vaste stof-30 fen. Het gasvormige gedeelte van de verbrandingsprodukten wordt afgelaten aan de atmosfeer door de centrale afvoer aan de bovenkant, die is aangegeven met 96. De afvoer bestaat in wezen alleen maar uit lucht en is derhalve niet verontreinigend.

35 ........ De dichtheid van de vaste stoffen /MgO, A1203 en Mg (OH) 780 95 6 5 ~ 15" * ten opzichte van lucht is hoog en derhalve verdient een centrifugeproces met behulp van een vortexafscheider aan- ! beveling. De industriële stofverzamelaar die wordt beschreven in "Brochure for American Standard Industrial Products 5 Department, Series 322, Dust Collector, Catalog F-1201" is van een grootte, gewicht en luchtstroming die geschikt zijn voor de doeleinden van de uitvinding als een vaste stoffen- verzamelaar, maar kan op vergrote of verkleinde schaal wor- ! den gebruikt. Het doel van helemaal geen verontreinigingen 10 en volledige recirculatie kan het noodzakelijk maken, dat een elektrostatisch opvangorgaan of ander type vaste stof-verzamelaar gebruikt wordt i.p.v. of in serie met de vortex afscheider omdat MgO, AlgO^ en Mg(OH)^ diamagnetisch zijn.

Men zal opmerken, dat de intredende lucht in leiding 15 70 en de uittredende lucht verbrandingsprodukten in leiding 82 door een voorverwarmingsuitwisselaar 98 gaan, zodat de intredende lucht voorverwarmd wordt door de warme verbrandingsprodukten. Alle elementen, met inbegrip van de verbran-dingskamer, leidingen en de voorverwarmingsuitwisselaar in 20 de warmgas of deeltjesstroom zijn thermisch geïsoleerd volgens goede uitvoeringsmethoden.

In gebruik worden de brandstofstaaf of staven 12 door leiding 70 gevoerd door de toevoerwalsen 72 terwijl tegelijkertijd blazer 80 lucht in de leiding voert. De snelheid 25 waarmee de brandstofstaaf of staven worden voortbewogen en hun grootte hangt af van de energievereisten van de motor.

De brandstof wordt ontstoken door de ontsteker I en brandt in de verbrandingskamer om de temperatuur daarin voldoende te verhogen om het gebruiksfluïdum in de expansieruimten 30 van de cilinders voldoende te verwarmen om de motor aan te drijven. Zoals eerder vermeld, wordt het gebruiksfluïdum bij voorkeur indirekt verwarmd door de natriumverwarmings-buizen die de gebruikskanalen omhullen, ofschoon andere warmteoverdrachtorganen evenals direkte warmte gebruikt 35 kunnen worden.

780 95 6 5 - 16- j De vaste en gasvormige verbrandingsprodukten worden ' uit de verbrandingskamer onttrokken en in de vortexafschei- i : der 15 gevoerd. De warme verbrandingsprodukten die uit leiding 82 worden afgevoerd zorgen voor voorverwarming van 5 de intredende lucht in leiding 70 door middel van de voor-verwarmingsuitwisselaar 98.

De vaste verwarmingsprodukten worden verzameld in ontvangen 92 in de bodem van de afscheider. Het gasvormige gedeelte van de verbrandingsprodukten, in wezen alleen 10 maar zuivere lucht, wordt afgelaten aan de atmosfeer, door opening 96.

De vaste verbrandingsprodukten in ontvanger 92, wanneer we aannemen dat de brandstof aluminium bevat, hetzij in legeringsvorm of andere, en/of hydriden daarvan zoals hier-15 boven vermeld, bestaan uit magnesiumoxide (MgO) en aluminium-oxide of alumina (A^O^) en bovendien magnesiumhydroxide /Mg(OH) 2 _7en misschien wat aluminiumhydroxide /ÏD^iOH)

Deze vaste stoffen worden overgebracht naar een omzettings-station waar ze gereduceerd worden tot de elementen magne-20 sium en aluminium overeenkomstig de bekende methoden die hierboven zijn vermeld.

Het magnesium en aluminium worden daarna opnieuw tot legering verwerkt en/of tot hydriden en daarna gevormd tot staven of tot een andere gewenste of geschikte configuratie 25 voor hernieuwd gebruik als een brandstof in de motor of een andere verbruiksprodukt.

De gerecirculeerde brandstof kan steeds weer opnieuw worden gebruikt. De aan de atmosfeer afgelaten gassen zijn in wezen niet verontreinigend.

30 i Fig. 5 laat een modifikatie van de uitvinding zien, waarin de vortex-afscheider 15 ook dient als verbrandings-kamer en derhalve geschikt kan worden aangeduid als een verbrandingskamer-afscheider. Delen die overeenkomen met de delen beschreven in fig. 2 en fig. 3 worden door het-35 ____ zelfde verwijzingsgetal aangegeven en men zal opmerken, dat 78 0 9 5 6 5 -17- j de brandende brandstof in leiding 17 direkt in de verbrandingskamer-afscheider treedt op het punt waarin fig. 2 de uittredende verbrandingsprodukten in de afscheider komen. Water kan op de brandende brandstof worden gesproeid 5 door middel van een leiding 69 met een sproeiring 6-9' die in leiding 70 uitmondt voorbij het ontstekingspunt. De brandende brandstof verwarmt de kamer in de afscheider, die zoals boven vermeld nu de verbrandingskamer wordt, en de vaste verbrandingsprodukten /~MgO en A1203, met te-10 vens Mg (0H)2 wanneer water of hydriden worden gebruikt/^ volgen een schroefvormige baan naar de ontvanger 92 in de bodem van de verbrandingskamer-afscheider 15, terwijl de gasvormige verbrandingsprodukten de verbrandingskamer-afscheider verlaten door de uitlaatafvoer 96 aan de boven-15 kant. De verbrandingskamer-afscheider 15 is, zoals men ziet, omsloten door een geschikt hoge temperatuur materiaal, zoals grafiet 93, dat sterk is en goede warmtegeleidingsei-genschappen bezit om de warmte van de verbrandingskamer-afscheider over te dragen op de verwarmingsbuis 100', 20 die hieronder nader wordt beschreven. Andere materialen met dergelijke kenmerken kunnen eveneens worden gebruikt. Geschikt warmte-isolatiemateriaal 95 wordt gebruikt als afdekking van de grafietomhulling.

Alleen het warme gasvormige gedeelte van de verbandings-25 produkten wordt afgevoerd door leiding 82 door blazer 86, waarbij het gaat door de voorverwarmingsuitwisselaar 98 alvorens het aan de atmosfeer wordt afgelaten. De vaste stoffen zijn afgescheiden daaruit om verstoppen en vervuilen van de warmteuitwisselaar te voorkomen.

30 De natrium verwarmingsbuis 100' blijkt een spiraal schroef vormig gedeelte te bezitten rond het conische gedeelte van de verbrandingskamer-afscheider om daardoor te worden verwarmd. Het kanaal 31' voor het gebruiksfluïdum in de motor t loopt totin de verwarmingsbuis 100', net als in de eerdere 35 -uitvoeringsvormen, om indirekt te worden verwarmd door de 780 9 5 6 5 -18-_________ I verwarmingsbuis. De verwarmingsbuis 100' is overeenkomstig ! van construktie en funktie als de eerder beschreven verwarmingsbuis, behoudens dat deze schroefvormig, verloopt rond de verbrandingskamer-afscheider. De warmte van de verbran-5 dingskamer-afscheider wordt overgedragen op de verwarmings buis 100' door het omhullende materiaal 93 over nagenoeg de gehele omtrek van de buis. Natuurlijk lopen ook andere kanalen, die niet zijn weergegeven ook in dergelijke verwar-i mingsbuizen die op overeenkomstige wijze schroefvormig ge-10 wikkeld zijn om de verbrandingskamer-afscheider. Net als in de eerdere uitvoeringsvormen, in dergelijke verwarmingsbuizen die op overeenkomstige wijze schroefvormig gewikkeld zijn om de verbrandingskamer-afscheider. Net als in de eerdere uitvoeringsvormen, kunnen twee of meer kanalen in de-15 zelfde verwarmingsbuis zijn aangebracht.

Het gebruik van deze modifikatie is nagenoeg dezelfde als eerder beschreven, en de brandstof wordt gerecirkuleerd uit de verzamelde oxiden en het betrekkelijk niet-verontrei-nigende gas wordt afgelaten aan de atmosfeer.

20 Fig. 6 toont een modifikatie van het appara&tr.van fig.

2 waarin een aantal brandstofstaven 12a en 12b worden gebruikt en waarin een vonkontsteking wordt toegepast. Natuurlijk kan ook een vlamontsteking van het eerder beschreven type worden gebruikt. De brandstofstaven kunnen dezelfde samenstel-25 ling bezitten als eerder beschreven.

Brandstofstaaf 12a wordt ingebracht door een opening 120 in de verbrandingskamer 13 die wordt afgedicht zoals d.m.v. een O-ring 122. De . toevoergeleiders voor het : voortduwen van de brandstofstaaf 12a bestaan uit een verlo-30 ; pende geleider 124 en de geleider 126 die wordt aangedreven door motor Ml. Een bougie 128 ligt in de buurt^van de brandstofstaaf 12a net binnen de verbrandingskamer. Een in 132 scharnierende klep 130 wordt gewoonlijk door een veer in een gesloten positie geduwd waarin deze de opening 120 35 in de verbrandingskamerwand afdekt, maar deze kan worden open- 78 0 9 5 6 5 -19- j gedrukt door de naar voren gaande brandstofstaaf. De hou- gie 128 kan met een geschikt orgaan, zoals een elektrische schakelaar die reageert op het openen van de klep 130, worden in werking gesteld, om de brandstof aan te steken.

5 De brandstofstaaf 12b steekt door de opening 134 in de wand van de verbrandingskamer 13, deze opening wordt afgedicht, zoals door de O-ring 136. Een overeenkomstige klep 138 die scharniert bij 140 sluit gewoonlijk de opening 134 in de verbrandingskamerwand af, en wordt in de gesloten 10 positie gedrukt door een veerdruk, maar wordt open gedrukt door het voortbewegen van de brandstofstaaf 12b. De toevoer-geleiders voor staaf 12b bestaan uit een vrijlopende geleider 142 en een geleider 144 die wordt aangedreven door motor M2. De bougie 139 voor het ontsteken van de staaf *5 i2b ligt in de buurt van de brandstofstaaf 12b in de verbrandingskamer 13 en kan op dezelfde wijze als bougie 128 als respons op het openen van klep 138 worden in werking gesteld. Ofschoon slechts twee staven zijn weergegeven, kan de configuratie worden uitgebreid zodat deze 20 net zoveel staven bevat als nodig voor de volledige motor-behoefte. Een veelvoud staven kan desgewenst ook worden toegevoerd in leiding 70 in fig. 2.

Lucht wordt aan de verbrandingskamer 13 toegevoerd door leiding 70, die net als de eerder beschreven leiding 25 70 is, ofschoon zonder de venturi. Ook kant de lucht op een ander punt in de verbrandingskamer 13. De verbrandings-produkten worden uit de verbrandingskamer 13 verwijderd via leiding 82 net als in de eerder beschreven uitvoeringsvorm. Een van de doeleinden van de construktie volgens 30 fig. 6 is om een uitvoeringsmethode van de motor te laten zien onder variërende belasting. We nemen aan, dat de brandstofstaaf 12a tijdens werking van de motor in de verbrandingskamer 13 wordt gevoerd bij onbelaste snelheid door de motor Ml. Wanneer het gewenst is om de motor te 35 versnellen, d.w.z. wanneer er een verhoogde belasting is 78 0 9 5 6 5 —20 - I zal het in werking stellen van de motorversneller motor

ï I

! M2 in werking stellen om de tweede brandstofstaaf 12b in de verbrandingskamer te voeren. De bougie 139 voor de staaf 12b werkt in respons op het openen van de klep 138 5 waardoor de brandstofstaaf 12b wordt ontstoken en de vereiste aanvullende verbrandingswaarde geeft. Het zal duidelijk zijn, dat verdere aanvullende brandstofstaven i en verwante ontstekings- en aandrijfapparatuur kunnen worden opgesteld wanneer de versneller verder wordt in-10 gedrukt voor zwaardere belasting.

Wanneer het gewenst is de om de motor terug te stellen op onbelaste snelheid of lager vermogen, wordt de motor M2 niet meer aangedreven wanneer de versnelling wordt uitgeschakeld. Het gedeelte van de vaste brandstofstaaf 12b 15 dat uitsteekt in de verbrandingskamer 13 zal opbranden tot de rand van de kamer, waarna de klep 138 zich sluit en daardoor de staaf uitdooft.

In de bovenstaande uitvoeringsvormen is de brandstof weergegeven in de vorm van staven. Andere vaste vormen zijn 20 beschreven. Het is echter mogelijk dat de brandstof in de vorm kan zijn van een mengsel van deeltjes, dat in de verbrandingskamer kan worden gepompt. Men kan een brij vormen van kleine pillen of deeltjes van een willekeurige keuze van de brandstofbestanddelen als hierboven genoemd, in een 25 vloeistof. De vloeistof dient niet zuurstofhoudend te zijn en kan b.v. bestaan uit kerosine of olie. Ofschoon deze vluchtige vloeistoffen zelf-verontreinigend voor de atmosfeer zijn, maken zij een klein deel uit van de totale brij en zijn in de eerste plaats aanwezig wegens hun ver-30 mogen om te dienen als een drager of medium voor de brand- stofpillen en verschaffen een mengsel van het brijtype.

» -

Het deeltjesmengsel kan ook droog zijn, d.w.z. zonder een vloeibaar medium. Fig. 7 toont een modificatie van een gedeelte van de struktuur van fig. 2 waarbij de resterende 35 struktuur hetzelfde is als in fig. 2.

( 78 0 9 5 6 5 " > "·· * _ 21.

i . ' ' 1. ‘ I - r 1- - : Zoals weergegeven in fig. 7 is een fotocel 200 aan- : gebracht op het ontstekihgspunt, dat ontsteking van de punt van de brandstofstaaf 12 waarneemt en een pulssignaal stuurt naar de servo-computer 202 die de aandrijfmotor 5 204 in werking stelt voor één van de toevoergeleiders 72, terwijl de andere toevoergeleider vrijlopend is, teneinde de brandstofstaaf 12 naar voren te duwen of naar rechts met een snelheid die groter is dan de brandstof verbrandings-snelheid, waardoor het vlarafront op het punt van de staaf 10 beweegt voorbij fotocel 206 die verder stroomafwaards langs leiding 70 is gelegen. Fotocel 206 neemt de doorgang van het vlamfront waar en stuurt een signaal naar de servo-computer 202 om de snelheid van de aandrijfmotor 204 te doen afnemen teneinde het voortbewegen van de Staaf te ver-15 tragen, maar een voortbewegingssnelheid in stand te houden die iets groter is dan de verbrandingssnelheid. Het vlém-front blijft voortschrijden naar fotocel 208 die verder stroomafwaards gelegen is, en dit vlamfront waarneemt en een pulssignaal stuurt naar de servo-computer 202 die de 20 aandrijfmotor 204 nog verder zijn snelheid laat afnemen en derhalve de voortschrijdingssnelheid van de brandstof-staaf 12 vermindert tot een snelheid die iets minder is dan of gelijk is aan de verbrandingssnelheid. Het verbran-dingspunt blijft derhalve tussen de twee fotocellen 206 25 en 208 door middel van signalen die worden afgegeven via de servo-computer 202 naar de aandrijfmotor teneinde de snelheid daarvan in te stellen.

Een waterversproeiing wordt ook verschaft in fig. 7 onder verbranding van de brandstof te versnellen en der-30 halve te voldoen aan een zwaarder belastingsvereiste. De waterversproeiing wordt in de leiding 70 ingevoerd tussen de fotocellen 206 en 208 op het punt waar het vlamfront wordt gehouden, door een ve rsproe lings in jek tor 110 die gevoed wordt door een waterbuis 212 met een normaal gesloten 35 klep 214 in de waterbuis. Wanneer versneld verbranden ge- 78 0 9 5 6 5 i -22 - ] wenst is, zoals wanneer de gaspedaal of versnelling van ! de motor is ingedrukt, opent een verbinding van de gaspedaal of de versnelling naar klep 214 de klep waardoor water versproeid wordt op de brandende brandstof.

5 Een warmtesensor 216, die kan bestaan uit een thermo koppel, is in de verbrandingskamer aangebracht om te waken tegenover matige temperaturen. Wanneer een gevaarlijk hoge temperatuur in de verbrandingskamer wordt bereikt zendt de warmtesensor 216 een signaal naar de servo-10 computer 202 om de snelheid van blazer 80 te verhogen teneinde meer lucht door de buis 70 te voeren in de verbrandingskamer in een hoeveelheid die aanzienlijk meer is dan nodig is voor verbrandingsdoeleinden, teneinde warmte te absorberen en derhalve de werkingstemperatuur in de 15 verbrandingskamer te verlagen. De warmtesensor 216 kan ook worden gebruikt om variaties waar te nemen in temperatuur en de verbrandingssnelheid 'te wijzigen, zoals b.v. door een geschikt signaal naar de servo-computer teneinde de spleten in werking te stellen of uit te schakelen of 20 de waterklep te openen of te sluiten of meer of minder brandstofstaven in de verbrandingskamer te voeren.

Geschikte bedrading van de fotocellen 200, 206 en 208 en warmtesensor 216 naar de servo-computer 202 en van deze naar de aandrijfmotor 204, blazer 80 en waterklep 25 214 zijn aanwezig, zoals weergegeven.

Fig. 8 toont een verdere wijziging van een gedeelte van de struktuur van fig. 2, waarin de rest van de struk-tuur van fig. 2 dezelfde is. Zoals daarin aangegeven wordt een aantal brandstofstaven 12, 12a, 12b en 12c van dezelf-30 : de construktie als eerder beschreven in de leiding 70 ge voerd door aandrijfmotor 218. Paren toevoergeleiders voor de staven 12, 12a, 12b en 12c zijn aangebracht, en weergegeven zijn deze bij 72, 72a, 72b en 72c en zijn verbonden met de aandrijfas van de aandrijfmotor 218, in dit geval 35 door magnetische koppelingen 220, en de andere zijn vrij- 780 95 6 5 : - 23- j lopend. Fig. 8 toont een andére methode voor het voldoen aan verhoogde motorbelasting, die niet berust op het gebruik van water. In fig. 8 staat de koppeling 220 voor de toevoer-geleider 72 steeds in verbinding met een elektrisch kontakt, 5 wanneer de motor 218 gebruikt wordt voor het verschaffen van een minimum aan vermogen bij vrijloopsnelheid. Wanneer het gaspedaal of de versneller wordt ingedrukt om meer vermogen te geven, wordt daardoor een elektrisch kontakt gesloten dat de magnetische koppeling 220 voor de toevoergeleider 10 72a van de tweede staaf 12a in werking stelt waardoor de tweede staaf wordt toegevoerd aan het vlamfrontgebied. Verder indrukken van de versneller brengt op dezelfde wijze achtereenvolgens de koppelingen in werking van de toevoer-geleiders 72b en 72c van de staven. De punten van de staven 15 12a-12c worden ontstoken door de brandende punt van staaf 12 wanneer deze het vlamfront daarvan bereiken of een andere wijze.

Fig. 9 toont een modifikatie van een gedeelte van de 20 struktuur van fig. 5, en het gedeelte van de struktuur dat niet is weergegeven is hetzelfde als in fig. 5.

Fig. 9 wijkt af van fig. 5 door de wijze waarop de kanalen 3^-341 indirekt verwarmd worden door de warmte van de brandende brandstof in de verbrandingskamer-afscheider 25 door het warmteoverdrachtsorgaan, dat in dit geval een verwarmingsbuis is, bij voorkeur een natriumverwarmingsbuis, die is opgenomen in de afscheider. De verbrandingskamer-afscheider in fig. 9 wordt aangeduid met 150 en wijkt af van de in fig. 5 aangegeven vorm, doordat het van conische 30 ; wanden voorziene gedeelte 90' daarvan gevormd is uit twee op een afstand van elkaar gelegen conische wanden die een conische ruimte 90a vormen waarin het natrium aanwezig is, en aldus een natriumwarmtebuis vormt. De kanalen 31^-341 lopen van de motor 10 en zijn voorzien van gedeelten die 35 lopen door afgedichte openingen in de buitenwand van de 78 0 9 5 6 5 “24 - 4 j kegelvormige verwarmingsbuis waardoor ze een lus vormen j daarin en teruglopen door afgedichte openingen naar de motor. De natriumverwarmingsbuis die bepaald wordt door deze conische ruimte 90a brengt in de warmteoven zonder 5 brandende brandstof naar de kanalen. Zo dient de vaste stoffenafscheider in deze uitvoeringsvorm van de uitvinding niet alleen als een verbrandingskamer maar is deze ook zo uitgevoerd dat de natriumverwarmingsbuis die zo gevormd wordt dat deze gebruikt wordt voor het indirekt verwarmen 10 van de kanalen 31'-34' voor het gebruiksfluïdum van de motor.

In fig. 1 is schematisch het systeem volgens de uitvinding weergegeven met het motorsysteem l vanwaar vaste verbrandingsprodukten via 2 lopen naar de omzettingsinrich-15 ting 3, van waaruit weer brandstof langs 4 naar het motorsysteem kan worden teruggevoerd.

Het zal duidelijk zijn, dat ofschoon indirekt verwarmen van de kanalen voor het gebruiksfluïdum van de motor is weergegeven in fig. 2 en fig. 5, deze kanalen ook ver-20 warmd kunnen worden door direkte warmteoverdracht van de brandende brandstof van de verbrandingskamer. Zo kan in fig. 2 de natriumverwarmingsbuis 100 achterwege worden gelaten zodat het gedeelte van het brandstofkanaal 31 in de verbrandingskamer 13 direkt is blootgesteld aan de 25 warmte van de brandende brandstof. In fig. 5 kan de natriumverwarmingsbuis 100' achterwege worden gelaten, zodat het gebruiksfluidumkanaal 31' dat daarin is aangegeven met inbegrip van het gedeelte dat spiraalvormig gewikkeld is rond het coniöche gedeelte van de verbrandingskamer-30 afscheider 15, in direkt oppervlak-oppervlak-kontakt is daarmee, zodat het direkt verwarmd wordt door de wanden - - van het kanaal en de wand van de verbrandingskamer-afschei-der, zonder enig tussengelegen warmteoverdrachtorgaan.

Er treedt natuurlijk een gedeeltelijk indirekte verwarming 35 -van de kanalen op door het ophullende grafiet of ander 780 95 6 5 -2.5- i 1 _ j warmtegeleidend materiaal 93.

Het is weergegeven, dat de verschillende hierboven vermelde brandstofchemicaliën een verschillende hoeveelheid warmte afgeven bij verbranden en dat water gebruikt 5 kan worden als een versneller om de hoeveelheid afgegeven warmte te verhogen. Door een of meer van deze brandstof-chemicaliën te combineren, zoals b.v. magnesium of aluminium of een legering daarvan met een hydride van magnesium of aluminium, en door de hoeveelheden te variëren, 10 kan een brandstof worden ingesteld op iedere gewenste warmteafgifte per volumeeenheid die gewenst wordt voor een bepaalde toepassing.

Het is ook mogelijk om de hoeveelheid afgegeven warmte per tijdseenheid te regelen, hetgeen soms wordt aange-15 duid als de verbrandingssnelheid. Het verband tussen het oppervlakgebied en het volume van een deeltje is kritisch voor de warmteafgifte per tijdseenheid. De deeltjesgrootte van de brandstof is in dit opzicht van belang. Bovendien kan de energie in deeltjes van een bepaalde grootte wor-20 den geregeld.

Wanneer de brandstof van samengeperste deeltjes verwerkt wordt tot een staaf of ’Waaruit een staaf gegoten wordt, zijn verschillende aanvullende parameters ter regeling beschikbaar. Een staaf van de brandstof kan b.v.

25 verhinderd worden te branden aan de zijkanten maar men kan deze laten branden aan het uiteinde, waardoor warmte langs de staaf wordt geleid. De warmtegeleiding hangt niet alleen af van de chemische en thermodynamische eigenschappen van de deeltjes maar ook van de mate van samendruk-30 king, d.w.z. de totale dichtheid. Deze variabelen kunnen worden gebruikt voor het regelen van de warmteafgifte per tijdseenheid.

De vlamtemperatuur zal afhangen van de samenstelling van de brandstof. Hoe hoger de vlamtemperatuur, des te 35 —-hoger de temperatuur zal zijn op een afstand langs de 780 95 6 5

Claims

1. Werkwijze voor het bedrijven van een:/uitwendige 10 verbrandingsmotor, die werkt met een verwarmd gebruiks-fluidum voor de motor, met het kenmerk, dat magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium, magnesium-aluminiumlegering, magnesiumhydride, aluminiumhydride of magnesiumaluminiumhydride als brandstof verschaft, die in 15 een verbrandingskamer die onderdeel is van de motor wordt gevoerd, en deze brandstof verbrandt in de verbrandingskamer en het gebruiksfluidum van de motor blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt door de verbrandende brandstof in de verbrandingskamer.

2. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige verbrandingsmotor, die wordt aangedreven door een verwarmd gebruiktfluidum van de motor, met het kenmerk, dat men magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium of een magnesium-aluminiumlegering als brandstof gebruikt, 25 en deze voert in een verbrandingskamer die deel uitmaakt van de motor, deze brandstof verbrandt in de verbrandingskamer en het gebruiksfluidum van de motor blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt door de brandende brandstof in de verbrandingskamer.

3. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige verbrandingsmotor, die werkt door een verwarmend gebruiksfluidum van de motor, met het kenmèrk, dat men een magnesium-aluminiumbrandstof gebruikt, en deze in een verbrandingskamer die deel uitmaakt van de motor voert, 35 deze brandstof in de verbrandingskamer verbrandt en het 78 0 9 5 6 5 - 27- ____^___ } j gebruiksfluidum van de motor blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt door de brandende brandstof in de verbran-dingskamer.

4. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige 5 verbrandingsmotor, die werkt door middel van een verwarmd gebruiktsfluïdum van de motor, m et h e t k e n m e r k, dat men magnesiumhydride, aluminiumhydride pf magnesium-aluminiumhydride als brandstof gebruikt, en deze in een verbrandingskamer die deel uitmaakt van de motor voert, 10 deze brandstof verbrandt in de verbrandingskamer en het gebruiksfluidum van de motor blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt door de brandende brandstof in de verbrandingskamer.

5. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige 15 verbrandingsmotor, die werkt door middel van een verwarmd gebruiksfluidum van de motor, m et h et kenmerk, dat men een brandstof gebruikt, waarvan een gedeelte bestaat uit magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium, magnesïum-aluminiumlegering, en een ander gedeelte bestaat 20 uit magnesiumhydride, aluminiumhydride of magnesiumalumi- niumhydride, en deze brandstof in een verbrandingskamer voert die deel uit maakt van de motor, deze brandstof verbrandt in de verbrandingskamer en het gebruiktfluidum van de motor blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt 25 door de verbrandende brandstof in de verbrandingskamer.

6. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige verbrandingsmotor, die werkt door middel van een verwarmd gebruiksfluidum van de motor, met het kenmerk, dat men magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium, 30 magnesium-aluminiumlegering, magnesiumhydride, aluminium hydride of magnesiumaluminiumhydride als brandstof gebruikt, - ~ een energieomzettingsorgaan toepast, de brandstof en lucht toevoert aan dit energieomzettingsorgaan en de brandstof daarin verbrandt, het gebruiksfluidum van de motor onder 35 — warmteuitwisseling door het energieomzettingsorgaan voert 78 0 9 5 6 5 -28- I teneinde het gebruiksfluidum op te warmen door de daarin | brandende brandstof, de vaste oxiden en hydroxiden die i 1 gevormd zijn tengevolge van het verbranden van de brandstof terwijl deze zich in het energieomzettingsorgaan be-5 vindt, afscheidt en deze verzamelt. 7Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige verbrandingsmotor, die werkt door middel van een verwarmd ; gebruiksfluidum van de motor, met het kenmerk, : dat men magnesium, aluminium, magnesium plus aluminium of *0 een magnesium-aluminiumlegering als brandstof gebruikt, en een energieomzettingsorgaan benut, de brandstof en lucht toevoert aan dit energieomzettingsorgaan en de brandstof daarin verbrandt, het gebruiksfluidum van de motor onder warmteoverdracht naar het energieomzettingsorgaan voert teneinde het gebruiksfluidum te verwarmen door de daarin brandende brandstof, de vast oxiden die gevormd worden door het verbranden van de brandstof terwijl deze zich in het warmteomzettingsorgaan bevindt afscheidt en deze verzamelt.

8. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige verbrandingsmotor, die werkt door middel van een verwarmd gebruiksfluidum van de motor, met het kenmerk, dat men een magnesium-aluminium brandstof en een energieomzettingsorgaan gebruikt, die brandstof en lucht in dit 25 orgaan voert en de brandstof daarin verbrandt, een warmte- overdrachtsorgaan benut dat warmte uit het orgaan kan overdragen, het gebruiksfluidum van de motor onder warmteoverdracht naar het warmteoverdrachtsorgaan voert teneinde het gebruiksfluidum indirekt door het warmteoverdrachts-50 orgaan te verwarmen door de brandende brandstof, de ten gevolge van het branden van de brandstof terwijl deze zich in het energieomzettingsorgaan bevindt, gevormde vaste oxiden afscheidt en deze verzamelt.

9. Werkwijze voor het bedrijven van een uitwendige 35 verbrandingsmotor, die werkt door een verwarmd gebruiks- 7809565 “29“ ____ * I j fluidum van de motor/ raethet k e n m e r k, dat 1 I men magnesiumhydride/ aluminiumhydride of magnesiumalumi-niumhydride als brandstof gebruikt en een energieomzettings-orgaan, die brandstof en lucht aan dit orgaan toevoert en 5 de brandstof daarin verbrandt/ en een warmteoverdrachtsor-gaan gebruikt voor warmteoverdracht van dat orgaan, en het gebruiksfluidum van de motor onder warmteoverdracht naar dat warmteoverdrachtorgaan voert, teneinde het gebruiksfluidum indirekt door het warmteoverdrachtsorgaan te ver- 1° warmen door de brandende brandstof/ de vaste oxiden en hydroxiden die gevormd worden door het verbranden van de brandstof, terwijl deze in het energieomzettingsorgaan is, afscheidt en deze verzamelt.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t h e t 15 kenmerk, dat men de vaste oxiden en/of hydroxiden die gevormd zijn uit de verbrande brandstof, verzamelt, deze oxiden en/of hydroxiden reduceert en de reductiepro-dukten voor hernieuwd gebruik als brandstof van een uitwendige verbrandingsmotor of als materiaal voor gebruik 20 voor andere doeleinden opwerkt.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat men het gebruiksfluidum in de motor indirekt door een warmteoverdrachtsorgaan blootstelt aan de warmte die wordt opgewekt door de brandende brandstof 25 in de verbrandingskamer.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t h e t kenmerk, dat men de warmteafgifte per volumeeenheid en tijdseenheid alsmede de vlamtemperatuur regelt door keuze van de als brandstof gebruikte chemicaliën alsmede 30 de onderlinge verhouding daarvan, en door de keuze van de fysische eigenschappen, de toestand en de .behandeling van deze als brandstof gebruikte chemicaliën.

13. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t h e t kenmerk, dat men de oxiden en/of hydroxiden reduceert 35 _en de reductieprodukten daarvan opwerkt voor hernieuwd ge- 7809565 - 30- _________ I bruik als een brandstof voor een uitwendige verbrandings- ï ' motor of als materiaal voor gebruik van andere doeleinden.

14. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, m e t het kenmerk, dat men als warmteoverdrachtsorgaan een natri-umverwarmingsbuis gebruikt.

15. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, m e t het kenmerk, dat men de verbrandingssnelheid van de brandstof varieert al naar gelang de behoefte van de motor.

16. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6,met het kenmerk, dat men de verbrandingssnelheid van cfe brandstof versnelt door de brandstof opi:te splijten al naar gelang de behoefte van de motor.

17. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6,met het kenmerk, dat men de verbrandingssnelheid van de brandstof versnelt door water toe te voegen aan de brandende brandstof al naar gelang de behoefte van de motor.

18. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6,met het kenmerk, dat men de brandstof verbruikt in de vorm van een aantal staven en een of meer van deze staven toevoert afhankelijk van de behoefte van de motor. • — < 780 95 6 5