DE69422399T2

DE69422399T2 - Methode und vorrichtung zur herstellung von brenngas

Info

Publication number: DE69422399T2
Application number: DE69422399T
Authority: DE
Inventors: Hideoki Kudo
Original assignee: LIBO TOKIO TOKYO YK
Current assignee: LIBO TOKIO TOKYO YK
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2014-04-23
Also published as: WO1994024232A1; JP3616093B2; AU6580994A; EP0698655A4; DE69422399D1; ATE188239T1; EP0698655A1; EP0698655B1; US5707408A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas insbesondere für Vorrichtungen wie interne und externe Brennkraftmaschinen, Boiler, Öfen und Brennstoffzellen.
Konventionelle Kraftstoffe für die oben aufgeführten Vorrichtungen beinhalten fossile Kraftstoffe wie Petroleum und Kohle, Alkohol, Erdgas oder Gase, die aus fossilen Kraftstoffen erhalten werden. Diese Substanzen benötigen gleichbleibend hohe Temperaturen für eine effektive Verbrennung. Ein Nachteil von Hoch-Temperatur-Verbrennung ist jedoch die Bildung von Stickoxyden (NOx).
In Automobilmotoren, zum Beispiel ohne eine Vorrichtung zum Denitrifizieren, müssen daher niedrigere Verbrennungstemperaturen verwendet werden, die eine Begrenzung des thermischen Wirkungsgrades (oder Kraftstoffverbrauch) des Motors erzwingen. Zusätzlich kann die Emission von NOx auch bei niedrigen Verbrennungstemperaturen nicht ausreichend gesteuert werden.
Ein anderer Nachteil ist der, daß die Kraftstoffe, die oben angeführt sind, außer Alkohol nicht erneuerbar sind, und daher besteht die Möglichkeit der Erschöpfung der Ressourcen oder Umweltschäden durch den Abbau oder die Gewinnung.
Alkohol ist durch einen Zyklus erneuerbar: Pflanzen (Biomasse) → Alkohol → CO&sub2; + H&sub2;O → Pflanzen. Er ist daher frei von dem Problem der ungleichmäßiger Verteilung der Ressourcen. Jedoch ist das Volumen von Alkohol, das benötigt wird, um eine vorgegebene Menge von Energie zu erhalten, dreimal höher als das von Benzin, dies resultiert in den Problemen, wie hohe Kosten für den Transport und die Lagerung, große Volumen für Kraftstofftanks für die Ausführung in Automobilen, geringe Leistung pro Fahrzeuggewicht und schwieriger Kaltstart.
Aus der Druckschrift EP-A-0 002 936 zum Stand der Technik ist ein Prozeß und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Gasturbine mit vergasten Kraftstoff-Öl bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Kraftstoff-Öl-Vergasungseinheit auf, um vergastes Kraftstoff-Öl oder gasförmigen Kohlen-Wasserstoff-Kraftstoff zu erzeugen und zu einer Verbrennungseinrichtung zu liefern. Diese Verbrennungseinrichtung weist ein äußeres Gehäuse und eine darin aufgenommene Röhre auf, die als ein Durchgangsweg zu einer angetriebenen Turbine dient. Diese innere Röhre weist primäre Luftlöcher und Verdünnungslöcher auf, die an deren äußerer Oberfläche ausgebildet sind, um eine Verbindung zwischen dem Durchgangsweg und einer umlaufenden Kammer zu schaffen, die zwischen dieser Röhre und dem äußeren Gehäuse ausgebildet ist. Komprimierte Luft für die Verbrennung tritt durch die umlaufende Kammer und führt Luft durch die primären Luftlöcher in der inneren Wand der Verbrennungseinrichtung. Die konventionellen Verdünnungslöcher sind stromab in der inneren Wand vorgesehen, um einen zusätzlichen Luftstrom zu schaffen. In diesem Durchgangsweg ist eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff gerichtet, um gasförmigen Kraftstoff in den Luftstrom in diesem Durchgangsweg einzuspritzen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas zu schaffen, wobei die Verbrennungseigenschaften des hergestellten Kraftstoffgases verbessert sind.
Gemäß dem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines primären Kraftstoff-Gasstroms, der durch Aufheizen von Kraftstoffgas zu einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt aber niedriger als dessen Entzündungspunkt in einem einzelnen Kanal erhalten wird, Bereitstellen eines Luftstroms, der dieselbe Strömungsrichtung wie der primäre Kraftstoff-Gasstrom in dem einzelnen Kanal aufweist, Erzeugen eines Spiralstroms des primären Kraftstoffgases oder der Luft um den jeweils anderen in dem einzelnen Kanal um dessen Mittellinie, und/oder Erzeugen von Wirbeln des primären Kraftstoffgases und des Luftstroms, Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft durch den Spiralstrom und/oder die Wirbel, um ein sekundäres Kraftstoffgas zu erhalten.
Weiterhin, gemäß dem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung, wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgases mit: einer Kraftstoffgasquelle zum Zuführen von primären Kraftstoffgas, das durch Aufheizen von Kraft stoff bei einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt und niedriger als der Zündpunkt erhalten wird, einer Gasleitung, die das primäre Kraftstoffgas von dieser Kraftstoffgasquelle in eine vorgegebene Richtung leitet, einer Luftdüsen-Einrichtung mit zumindest einer Spitze, die in dieser Gasleitung angeordnet ist, um unter Druck stehende Luft stromab in dieses primäre Kraftstoffgas in die vorgegebene Richtung auszustoßen, und Einrichtungen zum Erzeugen eines Spiralflusses des primären Kraftstoffgases oder der Luft, um den jeweils anderen, in der Gasleitung um deren Mittellinie und/oder Erzeugen von Wirbeln in dem primären Kraftstoffgasstrom und dem Luftstrom zum Vermischen des primären Kraftstoffgases und der Luft durch den Spiralfluß und/oder die Wirbel, um ein sekundäres Kraftstoffgas zu erhalten.
Demgemäß ist es ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffgas aus den Quellen wie Alkohol, Petroleum oder Erdgas bereitzustellen, das unter hohen Temperaturen mit sehr geringen Mengen von Stickoxyd, das gebildet wird, verbrannt werden kann, und einen Wärmewert aufweist, der dreimal höher ist als der, der von konventionellen Kraftstoffen erwartet wird, so daß der erneuerbare Alkohol als Automobilkraftstoff einbezogen werden kann.
Die Erfindung beruht auf einer Entdeckung einer Reaktion, in der ein primäres Kraftstoffgas, das durch Aufheizen oder Verbrennen von Kraftstoff erhalten wird, mit Luft in einem Spiral- und/oder Wirbelstrom gemischt wird, um Kohlen-Wasserstoffe in dem primären Kraftstoffgas in Kohlenstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Die Reaktion produziert Kohlenstoff und Wasserstoff mit gesteigerter Reaktionsfähigkeit und ermöglicht eine Verbrennung unter hohen Temperaturen. Verbrennung von Kohlenstoff und Wasserstoff bildet geringere Mengen von Stickoxyden.
Die Anordnung gemäß Anspruch 12 unterstützt die Reaktion von primärem Kraftstoffgas mit Luft durch Ausstoßen von unter Druck stehender Luft in das primäre Kraftstoffgas, um einen gemischten Spiral- und /oder Wirbelstrom zu bilden, in dem die zwei Komponenten vermischt werden, um dadurch eine Effektivität unter hoher Temperatur zu schaffen, das effektiv unter hohen Temperaturen mit geringen Mengen von gebildeten Stickoxyden verbrennt.
Mischen des primären Kraftstoffgases mit Luft, das in dieselbe Richtung in einem einzelnen Kanal strömt, zerlegt Kohlen-Wasserstoffe in dem primären Kraftstoffgas in Kohlenstoff und Wasserstoff mit verbesserter Reaktionsfähigkeit; dadurch wird ein sekundäres Kraftstoffgas gebildet, das einfach zu verbrennenden Wasserstoff und Kohlenstoff enthält.
In bevorzugte Weise wird dieses primäre Kraftstoffgas oder diese Luft in diesen Kanal an einer Position an der Mitte oder um die Mitte dessen Querschnitts eingespritzt, während das andere in demselben Kanal stromab strömt. Das einfach Einspritzen des einen in den anderen resultiert in einen gemischten Strom, der die Reaktion unterstützt.
In bevorzugter Weise ist das Verhältnis des Querschnitts des Stroms dieses primären Kraftstoffgases zu dem der Luft anfänglich abnehmend und stromab wieder ansteigend. Dieses primäre Kraftstoffgas wird mit der unter Druck stehenden Luft an einen Punkt stromab zu dem Punkt vermischt, an dem der Durchmesser des Kanals ansteigt. Hier ist das Verhältnis des Querschnitts des primären Kraftstoffgases zu dem des Luftstroms verringert und danach vergrößert an dem Punkt, an dem der innere Durchmesser der Gasleitung zunimmt. An diesem Punkt werden Wirbel entlang der Grenze gebildet, um die Reaktion kontinuierlich und effektiv zu gestalten.
In bevorzugter Weise strömen entweder der primäre Kraftstoffgas oder Luftstrom in einem Querschnitt kleiner als der dieses Kanals entlang der Mittellinie von diesem Kanal, während der andere Beteiligte spiralförmig um die Mittellinie strömt. Diese Anordnung bildet einen starken Spiralstrom, der die Reaktion unterstützt.
In bevorzugter Weise beinhaltet dieses primäre Kraftstoffgas das Verbrennungsgas, das durch Verbrennen dieses Kraftstoffes gebildet ist. Das primäre Kraftstoffgas wird bei einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt und niedriger als der Zündpunkt unter geringen Kosten durch einfache Verbrennung dieses Kraftstoffgases erhalten. Eine optimale Bedingung für die Reaktion kann leicht durch die Einfachheit des Reaktionsprozesses gefunden werden.
In bevorzugter Weise kann dieses primäre Kraftstoffgas das Verbrennungsgas beinhalten, das durch Verbrennung von diesem Kraftstoff und nicht reagierten Gasen gebildet ist, die helfen, hochaktive Kohlenstoff- und Wasserstoffatome durch Reaktion mit Luft durch Mischen mit dem letztgenannten zu bilden, zusätzlich zur Erzeugung von primären Kraftstoffgas unter niedrigen Kosten durch einfach Verbrennung von diesem Kraftstoff.
In bevorzugter Weise kann dieses primäre Kraftstoffgas Luft enthalten, das exzessiv hohe Temperaturen des primären Kraftstoffgases verhindert und dadurch ein Reaktionsgefäß schützt.
In bevorzugter Weise ist dieser Kraftstoff zumindest ein flüssiger, ein gasförmiger oder ein fester Kraftstoff, und schafft dadurch einen weiten Bereich zur Auswahl von Kraftstoffen.
In bevorzugter Weise ist dieser flüssige Kraftstoff zumindest ein Alkohol oder flüssiger Kohlenwasserstoff, der eine kontinuierliche Verbrennung sicher stellt. Alkohol ist erneuerbar und kann einfach aus Pflanzen erhalten werden.
In bevorzugter Weise ist dieser gasförmige Kraftstoff zumindest Erdgas, Kohlenmonoxyd, Wasserstoff, Methan, Propan oder Butan, welche die Steuerung des Kraftstoffgas- Erzeugungsprozesses erleichtert.
In bevorzugter Weise ist der feste Kraftstoff zumindest Kohle, Wachs, Holzkohle, Zellulose oder Koks, die eine Applikation der vorliegenden Erfindung ermöglichen, auch wenn flüssiger oder gasförmiger Kraftstoff nicht verfügbar ist.
In bevorzugter Weise ist diese Luftdüsen-Einrichtung auf der Mittellinie der Gasleitung positioniert und so angeordnet, daß deren Position entlang der Mittellinie einstellbar ist. Durch Einstellen der Position der Luftdüse kann die Reaktion zur Erzeugung des sekundären Kraftstoffgases gesteuert werden.
In bevorzugter Weise beinhaltet die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft eine innere Oberfläche der Gasleitung stromab nahe zu der Spitze dieser Luftdüse, die einen spezifischen Wert der Expansion nach außen in der radialen Richtung des unter Druck stehenden Luftstroms, der aus dieser Luftdüse herauskommt, begrenzt. Diese Oberfläche reflektiert den unter Druck stehenden Luftstrom dieser Luft düse, der auf diese Oberfläche auftrifft, wobei Wirbel gebildet werden, die das Mischen der Luft mit dem primären Kraftstoffgas unterstützen, um Reaktion effektiver zu ermöglichen.
In bevorzugter Weise beinhaltet die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft zumindest ein Lufteinlaßloch, das durch die Wand dieser Gasleitung in einer Position nahe der Luftdüsen-Einrichtung hindurchtritt. Externe Luft, die in die Leitung durch dieses Loch (diese Löcher) eingeführt wird, erzeugt Wirbel in der Gasleitung an der Position um dieses Loch (diese Löcher), um wiederholt die Reaktion der Luft mit dem primären Kraftstoffgas zu unterstützen.
In bevorzugter Weise ist ein Abschnitt dieser Gasleitung nahe stromab zur Spitze der Luftdüsen-Einrichtung angeordnet, an dem der innere Durchmesser ansteigt. Wenn die Luft, die unter Druck gesetzt ist, von der Luftdüse durch den Abschnitt von dieser Gasleitung nahe stromab zu der Spitze dieser Luftdüse, an welcher der innere Durchmesser ansteigt, hindurchtritt, werden Wirbel an diesem Stufenabschnitt gebildet, welche die Reaktion von Luft mit dem primären Kraftstoffgas unterstützen.
In bevorzugter Weise weist die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft Flügel auf, die um die Spitze dieser Luftdüsen-Einrichtung plaziert und in demselben schrägen Winkel gegen den Gasstrom angeordnet sind, um einen Spiralstrom zu bilden, so daß dieses primäre Kraftstoffgas einen Spiralstrom um die unter Druck gesetzte Luft dieser Luftdüseneinrichtung bildet, um die Reaktion des primären Kraftstoffgases mit Luft zu unterstützen.
In bevorzugter Weise weist die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft eine Gasdüse auf, die mit einer Kraftstoffgasquelle verbunden ist und nahe der Spitze der Luftdüseneinrichtung in eine Richtung geneigt zu der Mittellinie der Luftdüseneinrichtung angeordnet ist, um einen gemischten Strom zu bilden und das primäre Kraftstoffgas auszustoßen, um einfach einen Spiralstrom zu bilden, der die Reaktion der zwei Komponenten unterstützt.
In bevorzugter Weise besteht diese Kraftstoffdüsen-Einrichtung zwei oder mehr schmale Düsen mit unterschiedlichen Längen, die um die Mittellinie dieser Gasleitung angeordnet sind, und ebenso als Einrichtung zum Bilden des gemischten Stroms dienen, durch die Luft ausgestoßen wird, um einen stark gemischten Strom zu bilden, der die Reaktion unterstützt.
In bevorzugter Weise sind diese schmalen Düsen spiralförmig entlang einer virtuellen konischen Oberfläche um die Mittellinie dieser Gasleitung angeordnet, die mit ihrer Spitze stromab gerichtet ist, aber nicht von dem Ende der Leitung hervorsteht. Diese Anordnung stellt eine einfache Bildung des gemischten Stroms durch Ausstoßen von Luft, die unter Druck gesetzt ist, sicher.
In bevorzugter Weise ist eine virtuelle Spirale, die durch die Spitze der schmalen Düsen gebildet ist, rechts drehend, wenn diese stromab betrachtet wird, diese Anordnung ist experimentell überprüft und unterstützt effektiver die Reaktion.
In bevorzugter Weise ist diese Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft aus hitzebeständigem Material hergestellt und beinhaltet eine Oberfläche, die geneigt zu der Mittellinie dieser Luftdüsen-Einrichtung ist, und beinhaltet zumindest eine Öffnung, die durch diese Oberfläche gebildet ist, und ist in dieser Gasleitung zwischen dem Ende dieser Gasleitung und der Spitze dieser Luftdüsen-Einrichtung angeordnet, um den Querschnitt des Kanals zu modifizieren. Die geneigte Oberfläche und die Öffnung in dieser modifiziert das Verhältnis des Querschnitts des Luftstroms von der Luftdüse und das des primären Kraftstoffgasstroms um diese, wenn die zwei Komponenten durch die Öffnung hindurchtreten, so daß die Bildung von Wirbeln unterstützt ist.
In bevorzugter Weise besteht die Einrichtung zum Modifizieren des Querschnitts des Kanals aus einer Platte, durch die eine Anzahl von Öffnungen gebildet sind. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer Lochplatte, realisiert werden, und ermöglicht das Bilden vieler Wirbel mit einem einfachen Aufbau.
In bevorzugter Weise kann die Einrichtung zum Modifizieren des Querschnitts des Kanals durch Bilden eines Metallgewebes in eine konische Spirale konstruiert werden. Diese Anordnung erlaubt eine einfache Realisierung der Einrichtung zum Modifizieren des Querschnitts, durch den das primäre Kraftstoffgas und die Luft hindurchtreten, um viele Wirbel zu bilden. Eine Schichtkonstruktion der Gewebeführung führt zu einer starken Reaktion.
In bevorzugter Weise weist die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft einen ersten Reaktionszylinder auf, der als hohler Kegel mit der Basis stromab gerichtet aus hitzebeständigem Material mit einer Anzahl von Durchgangslöchern hergestellt ist; und weist eine zweite Reaktionswicklung auf, die durch eine spiralförmige, runde Platte aus hitzebeständigem Material mit einer Anzahl von Durchgangslöchern ausgebildet ist und mit einem der Enden mit einer Basis des ersten Reaktionszylinders verbunden ist, wobei diese Luftdüsen-Einrichtung mit dem Scheitel dieses ersten Reaktionszylinders verbunden ist, um unter Druck stehende Luft in den letztgenannten auszustoßen. Diese Anordnung erlaubt das Bilden von Wirbeln in verschiedenen Stufen, wenn das primäre Kraftstoffgas und die unter Druck stehende Luft von der Luftdüse durch die spiralförmige zweite Reaktionswicklung hindurchtritt, wobei dadurch die Reaktion weiter unterstützt wird.
In bevorzugter Weise weist die Einrichtung zum Mischen des Kraftstoffgases und der Luft einen Reaktionszylinder auf, der aus hitzebeständigem Material mit einer Anzahl von Durchgangslöchern hergestellt ist, der durch spiralförmiges Wickeln eines Blattes zu einem hohlen abgeschnittenen Kegel gebildet ist, der größeren Basis stromab gerichtet ist, wobei diese Luftdüsen-Einrichtung mit der Mitte der schmaleren Basis dieses Reaktionszylinders verbunden ist, um unter Druck stehende Luft in den letztgenannten auszustoßen. Diese Anordnung weist einen Reaktionszylinder auf, der spiralförmig als geschnittener Kegel geneigt zu der Luft und dem primären Kraftstoffgasstrom gebildet ist, um die Bildung von Wirbeln, die das primäre Kraftstoffgas mit der Luft in einzelnen Schritten mischen zu ermöglichen.
In bevorzugter Weise beinhaltet diese Kraftstoffgasquelle eine Verbrennungskammer, in welcher der Kraftstoff verbrannt wird, und die mit einem Lufteinlaß und einem Verbrennungsluftauslaß versehen ist, wobei der letztgenannte mit dem unteren Ende dieser Gasleitung verbunden ist. Diese Anordnung erlaubt das Bilden von primärem Kraftstoffgas durch einfaches Verbrennen des Kraftstoffes in der Kraftstoffkammer und schafft dadurch eine Vorrichtung, die einfach aufgebaut ist und bei geringen Kosten einfach zu steuern ist.
In bevorzugter Weise kann diese Verbrennungskammer einen Zylinder mit einem Lufteinlaß an einem Ende und einen Verbrennungsgasauslaß an dem anderen Ende aufweisen, wobei der Kraftstoff, der in einer Schicht gebildet ist, die zumindest einen Teil der inneren Oberfläche dieses Zylinders bedeckt, dies führt zu einer effektiver Erzeugung einer großen Menge von primärem Kraftstoffgas.
In bevorzugter Weise kann die Kraftstoff-Schicht in dieser Verbrennungskammer durch Verwenden eines porösen Materials, das mit flüssigem Kraftstoff imprägniert ist, gebildet werden. Dies stellt eine stabile Verbrennung des flüssigen Kraftstoffs sicher.
In bevorzugter Weise kann diese Kraftstoffgasquelle ein Gefäß aufweisen, um den Kraftstoff und eine Einrichtung zum Aufheizen des Kraftstoffs aufzunehmen. Diese Anordnung erlaubt das Bilden von primärem Kraftstoffgas einfach durch Aufheizen des Kraftstoffs in dem Gefäß und beseitigt dadurch die Verbrennungsvorrichtung für den primären Kraftstoff.
Nachfolgend wir die folgende Erfindung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas, die Blockdiagramme für einige Komponenten enthält,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, welche die Erzeugung eines Spiralstroms durch komprimierten Luftstrom zeigt,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Bildung von Wirbeln durch den komprimierten Luftstrom,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines wichtigen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines wichtigen Teils eines dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines wichtigen Teils eines vierten Ausführungsbeispiels,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines wichtiges Teils eines fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 8 eine Frontansicht eines wichtigen Teils des fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 9 eine Frontansicht eines wichtigen Teils eines sechsten Ausführungsbeispiels,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines wichtigen Teils eines siebten Ausführungsbeispiels,
Fig. 11 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels,
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels,
Fig. 13 eine Schnittdarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Kraftstoffgasquelle zur Erzeugung des primären Kraftstoffgases.
Fig. 1 zeigt eine Kraftstoffgaserzeugungseinheit 10 in Verbindung mit einem ersten Ausführungsbeispiel, die eine Kraftstoffgasquelle 12 aufweist, die das primäre Kraftstoffgas durch Verbrennen eines flüssigen Kraftstoffs wie Alkohol erzeugt; eine Gasleitung 14 aufweist, die das primäre Kraftstoffgas, das durch die Kraftstoffgasquelle 12 erzeugt wurde, in eine bestimmte Richtung (von links nach rechts in der Figur) dirigiert; eine Luftdüse 16 mit der Spitze in der Gasleitung 14 aufweist, welche die unter Druck gesetzte Luft in die gleiche Richtung ausstößt wie die des primären Kraftstoffgases; und eine Einrichtung zur Bildung eines gemischten Stroms aufweist, die das primäre Kraftstoffgas mit Luft von der Luftdüse 16 in Spiral- und/oder Wirbelstrom in der Gasleitung 14 mischt.
Diese Kraftstoffgasquelle 12 hat eine Verbrennungskammer 18, die aus einem zylinderförmigen metallischen Material hergestellt ist. Die innere Oberfläche der Verbrennungskammer 18 weist eine Kraftstoffschicht 20 auf, die beispielsweise aus einem Material mit gleichmäßigen Poren besteht, durch die der flüssiger Kraftstoff zirkuliert und von einem Kraftstofftank 22 durch eine Pumpe 24 zugeführt wird. Fig. 1 zeigt zusätzlich einen Motor 26, um die Pumpe 24 anzutreiben, und eine Zündkerze 28, die Kraftstoff an der Oberfläche der Kraftstoffschicht 20 entzündet.
In der Figur ist das rechte Ende dieser Kraftstoffkammer 18 offen und mit dieser Gasleitung 14 verbunden, während das linke Ende einen Deckel 30 mit Lufteinlaßlöchern 30A aufweist.
Diese Gasleitung 14 weist einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 14A auf, der mit dieser Verbrennungskammer 18 verbunden ist, und weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 14B auf, der mit dem rechten Ende des Abschnitts 14A in der Figur verbunden ist. Verschiedene Lufteinlaßlöcher 14C treten in geeigneten Abständen peripher durch diesen Abschnitt 14A.
Die innere Oberfläche 17A dieses Abschnitts 14A, die Stufe 17B zwischen den Abschnitten 14A und 14B, und die Lufteinlaßlöcher 14C bilden eine Einrichtung zum Bilden eines gemischten Stroms.
Diese Luftdüse 16 verläuft durch die Mitte dieses Deckels 30 dieser Verbrennungskammer 18, und die Spitze ist in dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 14A nahe zu diesen Lufteinlaßlöchern 14C an der Mittellinie dieser Gasleitung 14 angeordnet.
Diese Luftdüse 16 ist durch eine metallische Leitung gebildet und durch eine Leitungsführung 30B gehalten, die an dem Deckel 30 ausgebildet ist, so daß die Düse in der axialen Richtung verschoben werden kann. In Fig. 1 bezeichnet die Nummer 32 eine Pumpe, um unter Druck gesetzte Luft zu der Luftdüse 16 zu fördern, 34 bezeichnet einen Motor, um die Pumpe 32 anzutreiben, 24A bezeichnet eine Kraftstoffdüse, um Kraftstoff zu der Verbrennungskammer 18 zu fördern, und 24b bezeichnet eine Kraftstoffabführdü se, um überschüssigen Kraftstoff abzuführen, der nicht in der Kraftstoffschicht 20 reagiert.
Der Winkel Θ, der durch die gerade Linie von der Spitze der Düse 16 zu der Ecke 14d, die durch den Übergang von dem Abschnitt 14A zu dem Abschnitt 14B und der Mittellinie dieser Luftdüse 16 gebildet ist, ist vorzugsweise 30 bis 65 Grad.
Die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels, gezeigt in Fig. 1, wird nachfolgend beschrieben.
Ein flüssiger Kraftstoff, beispielsweise Alkohol, wird zu der Kraftstoffschicht 20 in der Verbrennungskammer 18 durch die Pumpe 24 zugeführt und durch die Zündkerze 28 an der Oberfläche der Kraftstoffschicht 20 entzündet, wo dieser durch schwaches Ausströmen an der Schicht 20 verbrennt.
In der Zwischenzeit wird unter Druck gesetzte Luft zu der Luftdüse 16 durch die Pumpe 32 zugeführt und in den Abschnitt 14A der Gasleitung 14 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der auf diese Weise erzeugt wird, veranlaßt das Verbrennungsgas und das unverbrannte Gas, und die Luft in der Verbrennungskammer 18 in die Gasleitung 14 zu strömen. Luft zur Unterstützung der Verbrennung des Kraftstoffs in der Kammer 18 strömt in die Kammer 18 durch die Lufteinlaßlöcher 30A in den Deckel 30. Ein Teil dieses Verbrennungsgases, des unverbrannten Gases und der Luft bilden einen Spiralstrom, um den starken Luftstrom, der von der Luftdüse strömt und eventuell mit dem letzteren gemischt wird (siehe Fig. 2).
An der Stelle der Spitze der Luftdüse ist der Querschnitt der unter Druck gesetzten Luft vergrößert, wenn diese von der Luftdüse 16 in die Gasleitung 14 unter dem Normaldruck ausgestoßen wird, aber die Vergrößerung ist begrenzt durch die innere Oberfläche 17A des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 14A der Gasleitung, und im Ergebnis werden Wirbel, wie in Fig. 3 gezeigt, entlang der Grenze zwischen dem Verbrennungsgas von der Kammer 18 (primäres Kraftstoffgas) erzeugt, dessen Querschnitt relativ in dem gleichen Abschnitt abnimmt, und die beiden Ströme werden kräftig vermischt, um die Reaktion zu unterstützen.
Lufteinlaß durch die Lufteinlaßlöcher 14C in dem Abschnitt 14A nahe der Spitze der Luftdüse 16 erzeugt ebenso Wirbel entlang der Grenze mit dem primären Kraftstoffgas.
Der gesamte Querschnitt des Stroms von primärem Kraftstoffgas und unter Druck gesetzter Luft von der Luftdüse 16 vergrößert sich entsprechend, wenn der Strom den Abschnitt mit großem Durchmesser 14B der Gasleitung 14 erreicht, woraufhin die Grenze zwischen dem primären Kraftstoffgas und der Luft durch die Ecke 14D hindurchtritt. Wirbel werden nahe der Stufe 17B erzeugt, welche die Reaktion des primären Kraftstoffgases mit Luft unterstützt, so daß ein sekundäres Kraftstoffgas an dem Auslas 14E der Gasleitung 14 bereitgestellt wird.
Die Reaktion kann durch Einstellen der Menge von Kraftstoff, der zu der Kraftstoffschicht 20 zugeführt wird, durch den Luftstrom, der von der Luftdüse 16 ausgestoßen wird, und der Position der Spitze der Luftdüse 16 gesteuert werden.
Versuche, die durch die Erfinder durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß Verbrennung eines sekundären Kraftstoffgases, das aus Alkohol (Methylalkohol, Äthylalkohol oder eine Mischung aus diesen) erhalten wird, 3 mal länger anhält als eine einfache Verbrennung mit einer maximalen Verbrennungstemperatur von 1600ºC (im Vergleich zu 800º C, die bei einer normalen Verbrennung erreicht werden). Die längere Zeitdauer der Verbrennung und die höhere Verbrennungstemperatur resultieren aus einem entsprechenden Zustand von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die durch eine Zerlegung des primären Kraftstoffgases in Reaktion mit Luft erhalten werden, die unter einer hohen Rate und hohen Temperatur verbrennen.
Messungen haben gezeigt, daß das Abgas nach der Verbrennung des sekundären Kraftstoffgases einen sehr viel geringeren Anteil von Stickoxyden (NOx) enthält, da der Stickstoffanteil des Kraftstoffgases sehr gering war im Vergleich mit den verbrennbaren Komponenten.
Die Lufteinlaßlöcher 14C in dem Abschnitt mit schmalem Durchmesser 14a der Gasleitung 14 in diesem ersten Ausführungsbeispiel, gezeigt in Fig. 1, beschränken nicht den Rahmen der Erfindung und können beseitigt werden, wie in dem zweiten Ausführungs beispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, insoweit, daß die Reaktion mit unter Druck gesetzter Luft von der Luftdüse 16 zuverlässig fortschreitet.
Ein drittes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In dem dritten Ausführungsbeispiel sind Flügel 36 zum Bilden eines Spiralstroms im gleichen geneigten Winkel gegen den Gasstrom angeordnet, und um die Luftdüse 16 an einer Position stromauf zu der Spitze in der Gasleitung 14 plaziert, die mit der Verbrennungskammer 18, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden ist. Die Flügel 36, die Lufteinlaßlöcher 14C, die innere Oberfläche 17A und die Stufe 17B bilden eine Einrichtung zum Bilden eines gemischten Stroms 38.
In diesem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Flügel 36 so gerichtet, um eine rechts drehende Schraube zu bilden, um einen rechts drehenden Spiralstrom des primären Kraftstoffgases um die Luftdüse 16 herum zu erzeugen.
Daher wird das primäre Kraftstoffgas, das die Verbrennungskammer 18 verläßt und in dem unter Druck gesetzten Luftstrom eingebracht wird, von der Luftdüse 16 zwangsweise in einen rechts drehenden Spiralstrom durch die Flügel 36 gedreht.
Diese Anordnung schafft eine kräftige Mischung von Luft, die von der Luftdüse 16 ausgestoßen ist mit dem primären Kraftstoffgas in einem starken Spiralstrom, um dadurch die Reaktion zu unterstützen.
Zusätzlich zu dem Spiralstrom, der durch die Flügel 36 gebildet ist, unterstützen die Grenzschichten des Luftstroms von den Lufteinlaßlöchern 14C und von der Luftdüse 16 und an der Stufe 17B, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Bildung von Wirbeln, welche die Reaktion des primären Kraftstoffgases mit Luft unterstützen.
Ein viertes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel sind Gasdüsen 40 an dem Verbindungsteil dieser Kraftstoffkammer 18 und dieser Gasleitung 14 in einer derartigen Anordnung vorgese hen, daß die Düsen das primäre Kraftstoffgas in einem rechts drehenden Spiralstrom um die Mittellinie 16a der Luftdüse 16 ausstoßen.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel wird das primäre Kraftstoffgas aus der Verbrennungskammer 18 zwangsweise in einen rechts drehenden Spiralstrom gedreht, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel bei schräg angeordneten Gasdüsen 40, so daß das primäre Kraftstoffgas mit der Luft effektiv vermischt wird und die Reaktion unterstützt ist. Ein fünftes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In diesem fünften Ausführungsbeispiel sind sieben Luftdüsen 44A bis 44G spiralförmig entlang einer virtuellen Kegeloberfläche 42 mit ihren Spitzen stromab gerichtet in der Gasleitung 14 angeordnet, die mit der Verbrennungskammer 18 in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden ist.
In diesem Ausführungsbeispiel bildet unter Druck gesetzte Luft die von den Düsen 44A bis 44G ausgestoßen ist, einen Spiralstrom in der Gasleitung 14, so daß die Reaktion des primären Kraftstoffgases mit der Luft unterstützt ist.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 9 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In dem sechsten Ausführungsbeispiel ist ein gestanztes Metallblech 46 in der Gasleitung 14, die mit einer Verbrennungskammer 18 in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden ist, nahe stromab zu der Spitze der Luftdüse 16 in einer Anordnung schräg zu dem Luftstrom vorgesehen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden Wirbel gebildet, wenn das primäre Kraftstoffgas von der Verbrennungskammer 18 und der unter Druck gesetzten Luftstroms von der Luftdüse 16 durch eine Anzahl von Öffnungen 46a hindurchtreten, die durch das gestanzte Metallblech 46 hindurch ausgebildet sind, um die relativen Querschnitte des Stroms ansteigen und abfallen zu lassen, um dieselbe Reaktion wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu bewirken.
Ein siebtes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 10 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In diesem siebten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung zum Modifizieren des Querschnitts des Kanals 48, der durch ein Metallgeflecht in einer konischen Spirale gebildet ist, in der Gasleitung 14 vorgesehen, die mit einer Verbrennungskammer 18 in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden ist.
In diesem siebten Ausführungsbeispiel werden eine Anzahl von Wirbeln erzeugt, wenn das primäre Kraftstoffgas und die unter Druck gesetzte Luft von der Luftdüse 16 durch die spiralförmigen Maschen aufgrund des Wechsels der relativen Querschnitte des Stroms hindurchtreten, so daß die Reaktion unterstützt wird.
Ein achtes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 11 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In dem achten Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Verbrennungskammer 50, die in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, über das Ende der Kraftstoffschicht 52, so daß diese eine Gasleitung 54 bildet, in der ein Reaktionszylinderabschnitt 56 als ein grundlegendes Element der Einrichtung zum Bilden des gemischten Stroms vorgesehen ist.
Der Reaktionszylinderabschnitt 56 besteht aus einem ersten Reaktionszylinder, der aus hitzebeständigem Material, wie einem Metall oder einer Keramik mit einer Anzahl von Durchtrittslöchern 58A gebildet ist, der als hohler Kegel mit der Basis stromauf gerichtet ausgebildet sind, und einer Reaktionswicklung 60, die durch spiralförmiges Wickeln einer Platte eines hitzebeständigen Materials, wie dies in dem ersten Reaktionszylinder 56 verwendet ist, mit einer Anzahl von Durchtrittslöchern 60A gebildet ist, mit einem Ende, das mit der Basis des ersten Reaktionszylinders 58 verbunden ist.
Die geneigte Spitze von diesem Reaktionszylinder 58 ist mit einer Luftdüse 62 verbunden, um unter Druck gesetzte Luft in den Zylinder 58 auszustoßen. Der Verbindungsabschnitt des Zylinders 58 weist den gleichen Durchmesser wie jener der Luftdüse 62 auf, und ist mit Durchtrittslöchern 60A in der Wand versehen.
In Fig. 11 bezeichnet die Nummer 64 eine Stange, um den Reaktionszylinder 56 in der Verbrennungskammer 50 zu halten, und andere Komponenten sind durch dieselben Nummern bezeichnet wie die gleichen Komponenten in dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, und die Beschreibung dieser anderen Komponenten ist weggelassen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden Wirbel erzeugt, wenn das primäre Kraftstoffgas, das in der Verbrennungskammer 50 erzeugt wurde, in den ersten Reaktionszylinder 58 durch die Löcher 60A durch die Aktion der unter Druck gesetzten Luft eintritt, die von der Luftdüse 62 in den zentralen Bereich der Spitze des Reaktionszylinders 56 ausgestoßen werden, um einen vorgegebenen Anstieg der Reaktion mit der Luft zu erreichen. Zusätzlich werden eine Anzahl von Wirbeln gebildet, wenn die Mischung von dem zentralen Bereich der Reaktionsspule 60 sich nach außen durch die Löcher 58A in diesem wiederholt bewegt, um die Reaktion an einer Anzahl von Seiten zu bewirken und dadurch ein sekundäres Kraftstoffgas zu bilden, das in der Lage ist, eine Hoch-Temperatur- Verbrennung zu erreichen.
In diesem Ausführungsbeispiel steigt die maximale Verbrennungstemperatur des gebildeten Gases durch den Anstieg der Anzahl von Wicklungen in der Reaktionsspule 60 an. Der gesamte Wärmewert ist durch die Menge von Kraftstoff, das zu der Kraftstoffschicht 52 zugeführt wird, und der Menge von Luft, das durch die Luftdüse 62 zugeführt wird, bestimmt.
Ein neuntes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 12 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben.
In dem neunten Ausführungsbeispiel ist ein Reaktionszylinder 66 mit einer Anzahl von Durchtrittslöchern 66A, die durch spiralförmiges Wickeln eines Blattes von hitzebeständigem Material wie Metall oder Keramik zu einem hohlen geschnittenen Kegel mit der größeren Basis stromab gerichtet anstelle des Reaktionszylinders 58 in dem achten Ausführungsbeispiel (Fig. 11) vorgesehen, und die Luftdüse 62 ist mit der Mitte der schmalen Endoberfläche (Basisendseite) des Reaktionszylinders 66 verbunden, um unter Druck gesetzte Luft in den letztgenannten auszustoßen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden Wirbel erzeugt, und eine Reaktion tritt auf, wenn der primäre Kraftstoffgastrom in den Reaktionszylinder 66 strömt, und unter Druck gesetzte Luft in den zentralen Bereich des Zylinders 66 ausgestoßen wird. Die Reaktion des primären Kraftstoffgases wird weiter verbessert, wenn die Mischung durch jede Schicht der Spule in dem Reaktionszylinder 66 hindurchtritt, so daß ein sekundäres Kraftstoffgas gebildet wird, das in der Lage ist, eine Hoch-Temperatur-Verbrennung zu erreichen. Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, daß der Reaktionszylinder 66 in einfacher Weise durch spiralförmiges Wickeln eines Stanz-Metall-Bleches hergestellt werden kann, um einen geschnittenen Kegel zu bilden.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das primäre Kraftstoffgas durch Verbrennen eines flüssigen Kraftstoffs, wie beispielsweise Alkohol, erhalten, der zu einer Kraftstoffschicht in der Verbrennungskammer 50 zugeführt wird. Dieses Merkmal jedoch begrenzt nicht den Rahmen der Erfindung: Jedes Kraftstoffgas, das durch Aufheizen einer Flüssigkeit, eines Gases, eines festen Kraftstoffs oder eine Mischung aus diesen zu einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt und niedriger als der Zündpunkt erhalten werden kann, kann dafür verwendet werden.
Zum Beispiel, wie in Fig. 13 gezeigt, kann eine primäre Kraftstoffgasquelle eine Kraftstoffkammer 70 umfassen, die einen flüssigen, festen oder gasförmigen Kraftstoff und eine Heizeinrichtung wie eine elektrische Heizspule beinhaltet, um den Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 70 zu einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt und niedriger als der Zündpunkt aufzuheizen, wobei das Kraftstoffgas, das durch Heizen erzeugt wurde, zu der Gasleitung übertragen wird.
In dem Obengenannten kann ein Drosselventil, das an dem Lufteinlaß 74 der Kraftstoffkammer 70 vorgesehen ist, verwendet werden, um den Luftstrom in dem letztgenannten einzustellen, um die Gaserzeugung zu steuern.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffschicht in der Verbrennungskammer aus geformtem Metall mit gleichmäßigen Poren gebildet. Dieses Merkmal jedoch begrenzt nicht den Rahmen der Erfindung: Jedes Material mit ausreichender Hit zebeständigkeit und der Fähigkeit zum Aufnehmen eines flüssigen Kraftstoffes kann verwendet werden, wie z. B. Asbest oder Metallfasern.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein flüssiger Kraftstoff wie Alkohol verwendet. Dieses Merkmal jedoch begrenzt nicht den Rahmender Erfindung: Gasförmige Kraftstoffe wie Stadtgas, Erdgas, Propan, Metan, Butan, Kohlenmonoxyd oder Wasserstoff können verwendet werden, wenn das Gas in geeigneter Position in dem Pfad erhitzt wird.
Zusätzlich können feste Kraftstoffe wie Kohle, Koks, Zellulose oder Wachs in der Erfindung verwendet werden, wenn eine Einrichtung zum gleichmäßigen Erzeugen des primären Kraftstoffgases in der Lage ist, den Kraftstoff und das Weiterleiten des Verbrennungsgases kontinuierlich durchzuführen. Diese Einrichtung kann weggelassen werden, wenn nur eine kurzzeitliche Verbrennung gefordert ist.

Möglichkeiten der Verwendung in der Industrie

Das Kraftstoffgas, das derart erzeugt wurde, kann einer internen Verbrennungskraftmaschine mit Luft zugeführt und entzündet werden, um eine hohe Effizienz in der Verbrennung zu erhalten. Das Kraftstoffgas kann ebenso mit Luft in externen Verbrennungskraftmaschinen, Boilern und Öfen verwendet werden. Das Kraftstoffgas, das erzeugt wurde, kann in Brennstoffzellen verwendet werden, in denen die hohe Temperatur des erzeugten Kraftstoffgases zu einer hohen Effektivität in der erzeugten Elektrizität führt.

Claims

1. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines primären Kraftstoff-Gasstroms, der durch Aufheizen von Kraftstoff zu einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt, aber niedriger als dessen Entzündungspunkt in einem einzelnen Kanal (14, 54) erhalten wird,

- Bereitstellen eines Luftstroms, der dieselbe Strömungsrichtung wie der primäre Kraftstoff-Gasstrom in dem einzelnen Kanal (14, 54) aufweist,

- Erzeugen eines Spiralstroms des primären Kraftstoffgases oder der Luft, um den jeweils anderen in dem einzelnen Kanal (14, 54) um dessen Mittellinie und/oder Erzeugen von Wirbeln des primären Kraftstoff-Gasstroms und des Luftstroms,

- Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft durch den Spiralstrom und/oder die Wirbel, um ein sekundäres Kraftstoffgas zu erhalten.

2. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einspritzen des primären Kraftstoffgases oder der Luft in den Kanal (14) an einer Position an oder um eine Mitte von dessen Querschnitt, während der jeweils andere den Kanal entlang strömt.

3. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis des Querschnitts des Stroms des primären Kraftstoffgases in dem Kanal (14) zu dem der Luft anfänglich abnimmt und dann zunimmt.

4. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Kraftstoffgas oder die Luft in einen Querschnitt, der kleiner ist als der des Kanals (14) entlang der Mittellinie des Kanals (14) strömt, während der jeweils andere spiralförmig um die Mittellinie strömt.

5. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Kraftstoffgas Verbrennungsgas beinhaltet, das durch Verbrennung des Kraftstoffs gebildet ist.

6. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Kraftstoffgas ein Verbrennungsgas beinhaltet, das durch Verbrennung des Kraftstoffes gebildet ist, und nicht reagierten Gasen.

7. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Kraftstoffgas Luft beinhaltet.

8. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff zumindest flüssiger, gasförmiger oder fester Kraftstoff ist.

9. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kraftstoff zumindest ein Alkohol oder ein flüssiger Kohlenwasserstoff ist.

10. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiger Kraftstoff zumindest Erdgas, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan, Propan oder Butan ist.

11. Verfahren zur Kraftstoffgasherstellung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Kraftstoff zumindest Kohle, Wachs, Holzkohle, Zellulose oder Koks ist.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas mit:

einer Kraftstoffgasquelle (12, 68) zum Zuführen von primärem Kraftstoffgas, das durch Aufheizen von Kraftstoff zu einer Temperatur gleich oder höher als der Siedepunkt und niedriger als der Zündpunkt erhalten wird,

einer Gasleitung (14, 54), die das primäre Kraftstoffgas von dieser Kraftstoffgasquelle (12) in eine vorgegebene Richtung leitet,

eine Luftdüsen-Einrichtung (16, 44 A-G, 62) mit zumindest einer Spitze, die in dieser Gasleitung (14) angeordnet ist, um unter Druck stehende Luft stromab in dieses primäre Kraftstoffgas in die vorgegebene Richtung auszustoßen, und

Einrichtungen (14 A-D, 17A, 17B, 38, 64, 56, 66) zum Erzeugen eines Spiralflusses des primären Kraftstoffgases oder der Luft um den jeweils anderen, in der Gasleitung um deren Mittellinie und/oder Erzeugen von Wirbeln in dem primären Kraftstoffgasstrom und dem Luftstrom zum Vermischen des primären Kraftstoffgases und der Luft durch den Spiralfluß und/oder die Wirbel, um ein sekundäres Kraftstoffgas zu erhalten.

13. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (14) einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser (14A) aufweist, der stromab bezüglich der Kraftstoffgasquelle (12, 68) angeordnet ist, und einen Abschnitt mit großem Durchmesser (40B) aufweist, der stromab bezüglich des Abschnitts mit kleinem Durchmesser (14A) angeordnet ist.

14. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Luftdüsen-Einrichtung (16) auf der Mittellinie der Gasleitung (14) angeordnet ist.

15. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen-Einrichtung (16) einstellbar entlang der Mittellinie der Gasleitung (14) angeordnet ist.

16. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft eine innere Oberfläche (17) der Gasleitung (14) beinhalten, die nahe stromab zu der Spitze der Luftdüsen-Einrichtung (16) angeordnet ist, und die ein spezifisches Volumen der nach außen in radialer Richtung erfolgenden Expansion des unter Druck stehenden Luftstroms begrenzt, der aus der Luftdüsen- Einrichtung heraus kommt.

17. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft zumindest ein Einlaßloch (14C) beinhaltet, das durch die Wand der Gasleitung (14) in einer Position nahe der Spitze der Luftdüsen- Einrichtung (16) hindurchtritt.

18. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft Flügel um einen Spiralstrom zu bilden, aufweist, die um die Spitze dieser Luftdüsen-Einrichtung (16) plaziert und in demselben schrägen Winkel gegen den Gasstrom angeordnet sind, so daß das primäre Kraftstoffgas einen Spiralstrom um die unter Druck stehende Luft von der Luftdüsen-Einrichtung (16) bildet.

19. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft eine Gasdüse (40) aufweist, die mit der Kraftstoffgasquelle (12) verbunden ist und nahe der Spitze der Luftdüsen-Einrichtung (16) in einer Richtung schräg zu der Mittellinie der Luftdüsen-Einrichtung (16) angeordnet ist, und die primäres Kraftstoffgas ausstößt.

20. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen-Einrichtung aus zwei oder mehr schmalen Düsen (44A-44G) mit unterschiedlichen Längen besteht, die um die Mittellinie der Gasleitung (14) angeordnet sind und als Einrichtungen dienen, durch die Luft ausgestoßen wird, um einen gemischten Strom zu bilden.

21. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Düsen (44A-44G) spiralförmig entlang einer virtuellen konischen Fläche (42) um die Mittellinie der Gasleitung (14) angeordnet sind, und mit ihrer Scheitelpunkt stromab plaziert ist, aber nicht über das Ende der Leitung (14) hervorsteht.

22. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine virtuelle Spirale (42), die durch die Spitze der schmalen Düsen (44A, 44G) gebildet ist, rechtsdrehend ist, wenn diese stromab betrachtet wird.

23. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft aus einem hitzebeständigen Material hergestellt ist und aus einer Oberfläche besteht, die geneigt zu der Mittellinie der Luftdüsen-Einrichtung (16) ist und zumindest eine Öffnung aufweist, die durch diese Oberfläche hindurch gebildet ist, und die in der Gasleitung (14) zwischen dem Ende der Gasleitung (14) und der Spitze der Luftdüsen- Einrichtung (16) angeordnet ist, um den Querschnitt des Kanals zu modifizieren.

24. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Modifizieren des Querschnitts des Kanals aus einer Platte besteht, durch die eine Anzahl von Öffnungen (64A) ausgebildet sind.

25. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (48) zum Modifizieren des Querschnitts des Kanals ein konisches, spiralförmig gebildetes Metallgitter ist.

26. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft einen ersten Reaktionszylinder (58) aufweist, der aus hitzebeständigem Material mit einer Anzahl von Durchgangslöchern hergestellt ist, der als hohler Kegel mit der Basis stromab gerichtet geformt ist; und eine zweite Reaktionswicklung (60) aufweist, die durch eine spiralförmige runde Platte aus hitzebeständigem Material mit einer An zahl von Durchgangslöchern (60A) ausgebildet ist, und mit einem der Enden mit einer Basis des ersten Reaktionszylinders (58) verbunden, wobei die Luftdüsen-Einrichtung (62) mit dem Scheitel des ersten Reaktionszylinders verbunden ist, um unter Druck stehende Luft in den ersten Reaktionszylinder (58) auszustoßen.

27. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des primären Kraftstoffgases und der Luft einen Reaktionszylinder (66) aufweist, der aus hitzebeständigem Material mit einer Anzahl von Durchgangslöchern (66A) hergestellt ist, und durch ein spiralförmig gewundenes Blatt aus dem Material wie ein hohler geschnittener Kegel mit einer großen Basis stromab gerichtet gebildet ist, wobei die Luftdüsen-Einrichtung mit der Mitte einer schmalen Basis des Reaktionszylinders (66) verbunden ist, um unter Druck stehende Luft in den Reaktionszylinder (66) auszustoßen.

28. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffgasquelle aus einer Verbrennungskammer (18) besteht, in der Kraftstoff verbrannt wird und die einen Lufteinlaß (30A) und einen Verbrennungsluftauslaß aufweist, wobei der Verbrennungsluftauslaß mit dem unteren Ende der Gasleitung (14) verbunden ist.

29. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (18) ein Zylinder mit dem Lufteinlaß (30A) an einem Ende und einem Verbrennungsgasauslaß an dem anderen Ende ist, wobei der Kraftstoff in einer Schicht (20) ausgebildet ist, die zumindest einen Teil der inneren Oberfläche dieses Zylinders überzieht.

30. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (20) in der Verbrennungskammer (18) unter Verwendung eines porösen Materials, das mit flüssigem Kraftstoff imprägniert ist, gebildet ist.

31. Vorrichtung zur Herstellung von Kraftstoffgas gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffgasquelle (68) ein Gefäß (70) zum Aufnehmen des Kraftstoffes und eine Einrichtung (72) zum Heizen des Kraftstoffes aufweist.