AT410702B - Magnetischer aufbereiter für fluide brennstoffe - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Aufbereiter für fluide Brennstoffe, welcher eine rohrförmige Durchflusskammer mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Konusteil und einen im wesentlichen konischen Magneteinsatz mit zumindest zwei platten- bzw. ringförmigen Dauermagneten aufweist, die Dauermagnete durch Distanzringe oder -scheiben aus nicht ferro- magnetischem Material, welche an einander zugewandten Flächen der Magnete anliegen, in axialem Abstand voneinander gehalten sind und der Magneteinsatz gegen die Strömungsrichtung mit einer Kraft, z. B. dem Eigengewicht und/oder der Kraft einer Feder beaufschlagt und im Bereich des Konusteils axial verschieblich gelagert ist. 



   Aus der US 4 611 615 A ist ein rohrförmiger Aufbereiter für die Behandlung von flüssigen Erd- ölprodukten bekannt geworden, der insbesondere dazu dienen soll, Paraffin- und andere Ablage- rungen an Rohrwandungen zu vermeiden. Aus diesem Dokument geht die Verwendung von Dau- ermagneten im Zusammenhang mit verwirbelten Flüssigkeitsbereichen als bek annt hervor. 



   Ein Aufbereiter der eingangs genannten Art geht aus der EP 0 277 112 A2 des Anmelders her- vor und stellt insofern eine Weiterentwicklung dar, als der dort beschriebene bewegliche Magnet- einsatz eine Anpassung an unterschiedliche Durchflussmengen ermöglicht und sowohl bei sehr geringen als auch bei grösseren Durchflussmengen die Resultate liefert. 



   Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Wirkung bekannter magnetischer Aufbereiter insbe- sondere für fluide Brennstoffe, wie z. B. Benzin oder Dieseltreibstoff, noch weiter zu verbessern, nicht zuletzt mit dem Ziel, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasmenge von Motoren und insbe- sondere bei Dieselmotoren auch den Russausstoss so durch entsprechend aufbereiteten Kraftstoff zu verringern. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Dauermagnete durch lediglich in einem inneren Teilbereich zwischen einander zugewandten Flächen der Dauermagnete anliegende Distanzringe oder -scheiben aus nicht ferromagnetischem Material voneinander in Abstand gehal- ten sind und zumindest einem Dauermagneten in der Wandung des Konusteils der Durchflusskam- mer eine Auflageschulter zugeordnet ist. 



   Die Erfindung ermöglicht durch die entstehenden Abstände zwischen den Dauermagneten ei- nerseits und durch die Auflageschultern andererseits eine wesentlich intensivere Verwirbelung als bei dem Aufbereiter nach der EP 0 277 112 A2. Diese Verwirbelung bringt es mit sich, dass der Kraftstoff durch die Magnetfelder mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten läuft, d.h., dass die Behandlung über ein wesentlich grösseres Spektrum von Geschwindigkeiten im Zusam- menhang mit Magnetfeldern erfolgt. Versuche weisen darauf hin, dass mit dem erfindungsgemässen Aufbereiter behandelte Treibstoffe zu einem geringeren Treibstoffverbrauch sowie zur Verringe- rung der Summe schädlicher Abgase von Motoren führen, was derzeit insbesondere für Dieselmo- toren untersucht wurde.

   Eine mögliche Erklärung für diesen Effekt liegt darin, dass die Kohlenwas- serstoffketten durch die Behandlung in dem Aufbereiter reaktionsfreudiger reagieren, möglicher- weise teilweise aufbrechen. 



   Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Konusteil der Durchfluss- kammer von einem gesonderten Einsatz gebildet ist, der mittels eines Dichtungs- und Dämpfungs- ringes gegen den ihn umgebenden Ringbereich der Durchflusskammer abgedichtet ist. Auf diese Weise können einerseits Fahrzeugerschütterungen abgefangen werden, sodass eine von diesen nicht gestörte Flüssigkeitsbewegung möglich ist und andererseits kann der Aufbereiter zu War- tungszwecken leichter zerlegt werden. 



   Vorteilhafterweise ist der Konusteil von einer magnetischen Abschirmung umgeben, insbeson- dere dann, wenn das eigentliche Gehäuse des Aufbereiters aus einem nichtferromagnetischen Material besteht, etwa aus Kunststoff. 



   Eine weitere zweckmässige Beeinflussung des Brennstoffes lässt sich erreichen, wenn an zu- mindest einem Endbereich des beweglichen Magneteinsatzes eine Scheibe aus leitfähigem Mate- rial angeordnet ist, wobei sich das elektrochemische Potential der Scheiben untereinander bzw. gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen innerhalb der Durchflusskammer unterscheidet. 



   Eine praxisbewährte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Magneteinsatz vier scheibenförmige Dauermagnete aufweist, von welchen beide innenliegenden Magnete gleichen Durchmesser aufweisen, der eine aussenliegende Magnet einen grösseren Durchmesser und der andere aussenliegende Magnet einen kleineren Durchmesser als die innenliegenden Magnete aufweist. 

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   Eine mechanisch zweckmässige Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass der Magnetein- satz eine zentrale Hülse aufweist, auf welcher die Dauermagnete befestigt sind. In diesem Fall sind zweckmässigerweise auch die Scheiben aus leitfähigem Material auf der Hülse befestigt. 



   Zur Erzielung einer möglichst guten Wirkung sind die Dauermagnete axial magnetisiert und gegebenenfalls sind benachbarte Dauermagnete einander mit gleichnamigen Polen zugewandt. 



   Eine andere zusätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung des Brennstoffes ergibt sich, wenn ein oder mehr von aussen mit elektrischem Potential beaufschlagbare Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Feldgradienten innerhalb der Durchflusskammer vorgesehen sind. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, den Feldgradienten durch eine angelegte äussere Spannung zu erzwingen. 



   Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform ist stromauf der Durchflusskammer eine Düse zum Einbringen von Gasen, insbesondere von Luft, vorgesehen. Hiedurch kann die Verbrennung des Brennstoffes, insbesondere Kraftstoffes begünstigt werden. 



   Im Sinne einer zweckmässigen Herstellbarkeit weist die Durchflusskammer Kreisquerschnitt auf und der Magneteinsatz ist im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut. 



   Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungs- formen erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. 



   In dieser zeigen 
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen magnetischen Aufbereiter nach der Erfindung und 
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines magnetischen Aufbereiters nach der Erfindung, teil- weise geschnitten. 



   Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung besitzt ein Gehäuse 1, das aus zwei mittels eines Bajonettverschlusses 2 und einer Ringdichtung 3 miteinander verbundenen Gehäu- sehälften 1a, 1bbesteht. Bei dieser Ausführung ist als Betriebslage die dargestellte vorgesehen, sodass die Gehäusehälften 1a und 1b als obere bzw. untere Hälften bezeichnet werden können. 



   Zwischen einem genormten unteren Rohrstutzen 4 und einem genormten oberen Rohrstutzen 5 befindet sich eine im wesentlichen rohrförmige Durchflusskammer 6, durch welche in Richtung der Pfeile F, von unten nach oben ein Brennstoff, insbesondere ein Kraftstoff, wie Dieselöl, strömen kann. Innerhalb der Kammer 6 ist eine zentrale, rohrförmige Hülse 7 an einem oberen bzw. unteren zylindrischen Vorsprung 8 bzw. 9 der oberen bzw. unteren Gehäusehälfte 1abzw. 1b  b längsve r-   schieblich gelagert. Die diesen Teilen zugehörige Achse ist mit a bezeichnet. Vier ringförmige, vorzugsweise einstückige Dauermagnete 10,11, 12,13 sind auf der zentralen Hülse 7 unter Zwi- schenschaltung von Distanzringen 14, die z.

   B. aus Kunststoff, jedenfalls aus einem nicht ferro- magnetischen Material bestehen, befestigt, wobei die Ringe 14, die auch Scheiben sein könnten, wie aus Fig. 1 ersichtlich nur h einem inneren Teilbereich zwischen den einander zugewandten Flächen der Magnete liegen, sodass sich zwischen diesen Magneten 10,11, 12,13 ringförmige Spalten 15 erstrecken. Die Magnete sind vorzugsweise axial magnetisiert, wobei gleichnamige Pole einander zugewandt sein können, und der oberste Magnet 10 besitzt grösseren Durchmesser als die beiden mittleren Magnete 11,12 (mit gleichem Durchmesser) und diese grösseren Durch- messer als der unterste Magnet 13. Der so gebildete, verschieblich gelagerte Magneteinsatz 16, der somit eine im wesentlichen konische Form besitzt, arbeitet in einem Konusteil 17 der Kammer 6.

   Dieser Konusteil 17 ist von einem gesonderten Einsatz 18 begrenzt, der zumindest innen im wesentlichen konusförmig ist und für den obersten Magneten 10 sowie für den unteren der beiden mittleren Magnete 12 je eine Auflageschulter 19 besitzt. 



   Der Einsatz 18 ist nach oben mittels rippenförmiger Distanzhalter 20 abgestützt. Nach unten erfolgt die Abstützung über einen Dichtungs- und Dämpfungsring 21, cbr auf einem Stützring 22 liegt. Dieser wiederum ist nach unten über rippenförmige Distanzhalter 23 gegen die untere Ge- häusehälfte 1b abgestützt. Radial nach aussen hin ist der Einsatz 18 oben unmittelbar an einer rohrförmigen magnetischen Abschirmung 24 und im unteren Bereich gegen diese Abschirmung unter Vermittlung des Dichtungs- und Dämpfungsringes 21 abgestützt. Nach oben hin ist neben dem Einsatz 18 auch die magnetische Abschirmung 24 über die rippenförmigen Distanzhalter 20 gegen die obere Gehäusehälfte 1a abgestützt. 



   Oberhalb und unterhalb der Dauermagnete 10, 11, 12, 13ist an der Hülse 7 je eine Scheibe 25 bzw. 26 aus einem leitfähigem Material, z. B. einem Metall befestigt. Das elektrochemische Potenti- al der Scheiben ist unterschiedlich oder unterschiedlich gegenüber dem elektronischen Potential 

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 anderer, elektrisch leitfähiger Teile, die sich innerhalb der Durchflusskammer befinden. 



   Im Boden der unteren Gehäusehälfte 1b ist eine Düse 27 eingeschraubt, durch die bei Bedarf ein Gas in die Durchflusskammer 6 eingebracht werden kann, beispielsweise Luft. Mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Steuereinrichtung kann das Einbringen dem Bedarf automatisch angepasst erfolgen. 



   Der magnetische Aufbereiter nach Fig. 1 wird beispielsweise in den Weg zwischen Kraftstoff- behälter und Einspritzpumpe eines Dieselmotors geschaltet, um den Dieselkraftstoff auf diese Weise aufbereiten zu können. Der Kraftstoff strömt bei dem Rohrstutzen 4 ein und fliesst sodann zwischen dem Aussenumfang der Dauermagnete 13,12, 11 und 10 und der Innenwandung des Einsatzes 18 nach oben und verlässt die Durchflusskammer bei dem Rohrstutzen 5.

   Der durchflie- &num;ende Kraftstoff hebt dabei in Abhängigkeit von der Durchflussmenge den Magneteinsatz 16 mehr oder weniger hoch und es ist ersichtlich, dass der Kraftstoff einerseits in den Bereichen zwischen den einzelnen Magneten und andererseits besonders im Bereich der Auflageschultern 19 stark verwirbelt bzw. praktisch rechtwinkelig umgelenkt wird, wodurch sich lokal, im Bereich starker Magnetfelder höhere Strömungsgeschwindigkeiten ergeben. Insgesamt wird während des Durch- laufes durch den Aufbereiter ein breites Spektrum von Strömungsgeschwindigkeiten abgedeckt und dadurch eine intensive Behandlung des flüssigen bzw. fluiden Brennstoffes erreicht. 



   Eine zusätzliche elektrochemische Behandlung des Brennstoffes ist möglich, wenn ein elektri- sches Potentialgefälle innerhalb der Flüssigkeit aufgebaut wird, was beispielsweise durch die Scheiben 25 und 26 erzielbar ist, soferne diese aus Metallen bestehen, die an unterschiedlichen Stellen in der elektrochemischen Spannungsreihe liegen. Alternativ kann auch dieses Spannungs- gefälle zwischen einer oder beiden Scheiben und anderen elektrisch leitfähigen Teilen innerhalb der Durchflusskammer erzeugt werden. Abgesehen von dieser passiven Erzeugung eines elektri- schen Feldgradienten kann ein solcher auch durch Elektroden erreicht werden, die an unterschied- liche Potentiale gelegt werden. Dazu können elektrische Zuleitungen zu den Elektroden nach aussen vorgesehen sein, die an eine Batterie gelegt werden. 



   Der gesonderte Einsatz 18 ist besonders vorteilhaft, da er einerseits eine federnde und ge dämpfte Abstützung über den Ring 21 ermöglicht und da er andererseits bei Bedarf leicht ausge- tauscht werden kann. Die magnetische Abschirmung 24 besteht aus weichmagnetischem Material und dient einerseits zur Feldlinienkonzentration und andererseits dazu, eine Abschirmung von innen nach aussen bzw. von aussen nach innen zu gewährleisten. 



   Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform entspricht in ihrem prinzipiellen Aufbau der Ausfüh- rungsform nach Fig. 1. Der Aufbereiter besitzt Montageflansche 28,29, mit deren Hilfe er an ge- eigneter Stelle, auch zusätzlich in Motornähe beispielsweise eines PKW'S, LKW'S oder Motorboots angebracht werden kann. Der untere Rohstutzen 4 ist hier zentral gelegen und führt zu einer mit dem Gehäuse integrierten Treibstoffumwälzpumpe 30, sodass der Treibstoff von dem Rohrstutzen 4 durch die Umwälzpumpe 30 in die Durchflusskammer 6 und an dem Magneteinsatz 16 vorbei zu dem Auslassstutzen 5 geführt wird.

   Bei dieser Ausführungsform - und dies gilt auch für jenen nach Fig. 1 - kann vorgesehen sein, dass nach dem Auslassstutzen 5 ein Mengenteiler angeordnet ist, wodurch ein Teil des Treibstoffes zu der eigentlichen Kraftstoffpumpe und zu der Einspritzpumpe oder einem Vergaser gelangt, wogegen ein anderer Teil wieder in den Kraftstoffbehälter rückge- führt wird. Auf diese Weise kann ein mehr oder weniger grosser Teil des Kraftstoffes immer wieder durch den Aufbereiter geführt werden. 



   Wenngleich der magnetische Aufbereiter nach den Fig. 1 und 2 für einen senkrechten Einbau bestimmt ist, ist ein solcher nicht notwendigerweise erforderlich, soferne man eine andere Rück- stellkraft für den Magneteinsatz 16 vorsieht. Dazu kann beispielsweise eine Schraubenfeder vor- gesehen sein, welche den Magneteinsatz von einem Gehäusedeckel weg in Richtung des Ein- lassstutzens 4 drückt. Es ist auch möglich, diese Kraft durch einen Dauermagnet zu erzeugen, der mit einem Magnet des Magneteinsatzes im Sinne einer abstossenden oder anziehenden Kraft zusammenwirkt. In beiden Fällen kann dann der Aufbereiter nach der Erfindung im Prinzip in beliebiger Lage eingebaut werden.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Magnetischer Aufbereiter für fluide Brennstoffe, welcher eine rohrförmige Durchflusskam- mer (6) mit einem sich in Strömungsrichtung (F) erweiternden Konusteil (17) und einen im wesentlichen konischen Magneteinsatz (16) mit zumindest zwei platten- bzw. ringförmigen Dauermagneten (10, 11, 12,13) aufweist, die Dauermagnete durch Distanzringe oder -scheiben (14) aus nicht ferromagnetischem Material, welche an einander zugewandten Flächen der Magnete anliegen, in axialem Abstand voneinander gehalten sind und der Magneteinsatz gegen die Strömungsrichtung mit einer Kraft, z.

   B. dem Eigengewicht und/oder der Kraft einer Feder beaufschlagt und im Bereich des Konusteils axial ver- schieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzringe oder -scheiben (14) aus nicht ferromagnetischem Material lediglich in einem inneren Teilbereich zwischen einander zugewandten Flächen der Dauermagnete (10, 11, 12, 13) anliegen und zumindest einem Dauermagneten (10,12) in der Wandung des Konusteils (17) der Durchflusskammer (6) eine Auflageschulter (19) zugeordnet ist.
2. 2. Magnetischer Aufbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusteil (17) der Durchflusskammer (6) von einem gesonderten Einsatz (18) gebildet ist, der mittels eines Dichtungs- und Dämpfungsringes (21) gegen den ihn umgebenden Ringbereich der Durchflusskammer abgedichtet ist.
3. 3. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusteil (17) von einer magnetischen Abschirmung (24) umgeben ist.
4. 4. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Endbereich des beweglichen Magneteinsatzes (16) eine Scheibe (25,26) aus leitfähigem Material angeordnet ist, wobei sich das elektrochemische Potential der Scheiben untereinander bzw. gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen inner- halb der Durchflusskammer (6) unterscheidet.
5. 5. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magneteinsatz (16) vier scheibenförmige Dauermagnete (10,11, 12,13) aufweist, von welchen beide innenliegenden Magnete gleichen Durchmesser aufweisen, der eine aussenliegende Magnet (10) einen grösseren Durchmesser und der andere aussenliegende Magnet (13) einen kleineren Durchmesser als die innenliegenden Magnete aufweist.
6. 6. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magneteinsatz (16) eine zentrale Hülse (7) aufweist, auf welcher die Dauermagne- te (10,11, 12,13) befestigt sind.
7. 7. Magnetischer Aufbereiter nach Anspruch 4 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (25,26) aus leitfähigem Material auf der Hülse (7) befestigt sind.
8. 8. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauermagnete (10,11, 12,13) axial magnetisiert sind.
9. 9. Magnetischer Aufbereiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Dauermagnete (10,11, 12,13) einander mit gleichnamigen Polen zugewandt sind.
10. 10. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehr, von aussen mit elektrischem Potential beaufschlagbare Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Feldgradienten innerhalb der Durchflusskammer (6) vorge- sehen sind.
11. 11. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf der Durchflusskammer (6) eine Düse (27) zum Einbringen von Gasen, insbe- sondere von Luft, vorgesehen ist.
12. 12. Magnetischer Aufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskammer (6) Kreisquerschnitt aufweist und der Magneteinsatz (16) im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist.

    HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN