DD292952A5

DD292952A5 - METHOD FOR OPTIMIZING THE BURNING OF FUELS IN MINIMUM CO EMISSIONS AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD

Info

Publication number: DD292952A5
Application number: DD33876390A
Authority: DD
Inventors: Stjepan Dombaj
Original assignee: Bvm Triebwerkstechnik Gmbh,De
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1991-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Verbrennung von Kraftstoffen bei minimaler CO-Emission durch vorherige Einfuehrung eines Wasser und/oder Alkohol enthaltenden Fluessigkeitsnebels in das Luft-Kraftstoff-Gemisch und Erzeugung eines homogenen Fluessigkeit-Kraftstoff-Gemisches. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens. Um erhebliche Benzinmengen einzusparen sowie die Kohlenmonoxidemission zu verringern, wird vorgeschlagen, dem Luft-Kraftstoff-Gemisch eine nebelartige Fluessigkeit in einem turbulenten Stroemungsfeld beizugeben, um moeglichst kleinvolumige Kraftstofftroepfchen zu erhalten bzw. deren Existenz bis zur Verbrennung aufrechtzuerhalten. Dies geschieht mittels eines Fluessigkeitszerstaeubers, der dosiert Fluessigkeitstroepfchen in eine Zerstaeuber-Wirbelkammer abgibt, wo diese auf einen Kraftstoff- bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch treffen. Der Fluessigkeitsnebel wird entweder zum groeszten Teil aus destilliertem Wasser, dem eine schwache organische Saeure in geringer Konzentration beigemengt ist, und Alkohol oder aus einem Gemisch von gleichen Teilen von Wasser, Methanol und geringen Mengen Glyzerin einerseits und einem Methanol-OEl-Gemisch andererseits besteht.{Verbrennung Kraftstoffe; CO-Emission minimal; Benzin, eingespart; Vorrichtung; Fluessigkeitsnebel wasser-, alkoholhaltig in Luft-Kraftstoff-Gemisch eingefuehrt}The invention relates to a method for optimizing the combustion of fuels with minimal CO emission by prior introduction of a liquid and / or alcohol-containing liquid mist into the air-fuel mixture and generation of a homogeneous fluid-fuel mixture. The invention further relates to a device for carrying out this method. In order to save considerable amounts of gasoline and to reduce the carbon monoxide emission, it is proposed to add a mist-like liquid in a turbulent flow field to the air-fuel mixture, in order to obtain as small as possible fuel droplets or maintain their existence until combustion. This is done by means of a Fluentigkeitszerstaeubers metered dispenses liquid droplets in a Zerstaeuber vortex chamber, where they meet a fuel or fuel-air mixture. The liquid mist is either the majority of distilled water, which is added to a weak organic acid in low concentration, and alcohol or a mixture of equal parts of water, methanol and small amounts of glycerol on the one hand and a methanol-OEl mixture on the other. {Combustion fuels; CO emission minimal; Gasoline, saved; Device; Fluid mist water, alcohol introduced in air-fuel mixture}

Description

Hierzu 8 Seiten ZeichnungenFor this 8 pages drawings

Applications' provides the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Verbrennung von Kraftstoffen bei minimaler CO-Emission durch vorherige Einführung eines Wasser und/oder Alkohol enthaltenden Flüssigkeitsnebels in das Luft-Kraftstoff-Gemisch und Erzeugung eines homogenen Flüssigkeits-Kraftstoff-Gemisches. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for optimizing the combustion of fuels with minimal CO emission by prior introduction of a water and / or alcohol-containing liquid mist into the air-fuel mixture and generation of a homogeneous liquid-fuel mixture. The invention further relates to an apparatus for carrying out this method.

Characteristic of the known state of the art

Die hier in Rede stehenden verwendeten flüssigen Kraftstoffe beruhen auf Erdölbasis, wobei Otto-Motoren leicht siedende und relativ zündunwillige, Dieselmotoren hingegen relativ zündwillige Kraftstoffe erfordern.The liquid fuels used here are based on petroleum, with petrol engines, however, require relatively boiling and relatively ignorable, diesel engines, however, relatively ignitable fuels.

Bei der Gemischbildung und Verbrennung im Otto-Motor werden „gasförmige" Kraftstoffe meist in einer Mischkammer kurz vor Eintritt in den Zylinder mit der Luft gemischt, flüssige Kraftstoffe in einer inkorrekt mit Vergaser bezeichneten Zerstäubungseinrichtung. Bei Einsprit7-Otto-Motoren wird flüssiger Kraftstoff nahe dem Einlaßventil in das Ansaugrohr gespritzt, seltener unmittelbar in den Zylinder. Zum Zündzeitpunkt ist der Kraftstoff verdampft und bildet mit der Luft ein möglichst homogenes Gemisch mit einem sich nur in engen Grenzen ändernden Mischungsverhältnis als Voraussetzung für die Zündung und Verbrennung. Die Verbrennung breitet sich aus, wenn die freiwerdende Energie genügt, um benachbarte zündfähige Gemischteile zur Reaktion zu bringen, wobei bei normaler Verbrennung die Flammenausbreitung ohne sprunghafte Geschwindigkeitsänderungen erfolgt, so daß sich die Flammenfront nahezu kugelförmig von der Zündkerze aus fortpflanzt. Die Flammenfrontgeschwindigkeit besteht aus der Brenngeschwindigkeit relativ zum unverbrannten Gemisch vermehrt um die Geschwindigkeit, mit der die Flammenfront durch Eigenbewegung des Gasgemisches transportiert wird. Bekannt ist, daß die durch den Einlaßvorgang und die Brennraumgeometrie des Motors beeinflußbare Transportgeschwindigkeit beeinflußbar ist, wobei hohe Turbulenz der Strömung den Mischungsvorgang begünstigt, während gerichtete Strömungen die Bildung eines homogenen Gemisches behindern. Als Störungen der Verbrennung sind das sogenannte Zündungsklopfen sowie die Oberflächenzündung (Frühzündung oder Nachzündung) bekannt. Beim Zündungsklopfen entzündet sich ein Teil des von der Flammenfront noch nicht erfaßten Gemisches von selbst und verbrennt so heftig, daß Druckwellen hoher Frequenz entstehen, die Klopf- und Klingelgeräusche sowie thermische und mechanische Überbeanspruchung von Bauteilen, wie Kolben und Lager, verursachen. Bei der Oberflächenzündung erfolgt die initiierte Wärmezufuhr an das Gemisch unabhängig vom Zündzeitpunkt durch heiße Stellen der Brennraumoberfläche, z. B. durch glühende Ölkohlebeläge, vorstehende Dichtungskanten oder Zündkerzen zu niedrigen Wärmewertes.In the mixture formation and combustion in the gasoline engine "gaseous" fuels are usually mixed in a mixing chamber shortly before entering the cylinder with the air, liquid fuels in an incorrectly designated with carburetor atomizer Einsprit7 petrol engines, liquid fuel near the At the time of ignition, the fuel is vaporized and forms as homogeneous a mixture as possible with a mixing ratio which changes only within narrow limits as a prerequisite for the ignition and combustion. when the released energy is sufficient to react adjacent ignitable blends, with normal combustion, flame propagation occurs without abrupt velocity changes, so that the flame front propagates nearly spherically from the spark plug consists of the burning rate relative to the unburned mixture increased by the speed at which the flame front is transported by proper movement of the gas mixture. It is known that the transport speed which can be influenced by the intake process and the combustion chamber geometry of the engine can be influenced, with high turbulence of the flow favoring the mixing process, while directed flows obstruct the formation of a homogeneous mixture. As disturbances of the combustion the so-called ignition knock as well as the surface ignition (pre-ignition or Nachzündung) are well-known. During ignition knocking, part of the mixture not yet detected by the flame front ignites spontaneously and burns so violently that pressure waves of high frequency arise which cause knocking and ringing noises as well as thermal and mechanical overstressing of components such as pistons and bearings. In surface ignition, the initiated heat supply to the mixture takes place independently of the ignition by hot spots of the combustion chamber surface, for. B. by glowing carbon deposits, protruding sealing edges or spark plugs to low heat value.

Beim Dieselmotor wird der Kraftstoff erst kurz vor dem oberen Totpunkt durch eine Düse in die hochverdichtete heiße Luft eingespritzt, wobei sich der Strahl in einzelne Kraftstofftröpfchen unterschiedlicher Größe und Durchschlagkraft aufteilt und ein heterogenes Gemisch entsteht. Die Selbstzündung setzt ein entsprechend hohes Verdichtungsverhältnis voraus, dessen unterer Grenzwert mit dem Kolbendurchmesser abnimmt. Die Verbrennung setzt bei einzelnen Brennstofftröpfchen ein, indem durch Wärmeaufnahme aus der umgebenden heißen Luft Sieden und Verdampfen eintritt. Durch geeignete Diffusion von Kraftstoffdampf und Luft entsteht um den noch flüssigen Kraftstoffrest eine Mischungszone unterschiedlicher Konzentration entsprechend einem von Null (Tropfenoberfläche) auf unendlich zunehmendem Luftverhältnis. Nachteilig bei Dieselmotoren ist die bekannte Rußbildung. Entsprechend dem Siedeverhalten des Kraftstoffes verbrennen zuerst die Moleküle mit hohem Wasserstoffen teil, während schwersiedende Anteile zum Teil Crackreaktionen unterliegen, wobei schwer entzündbare Moleküle aus nahezu reinem Kohlenstoff entstehen und bei niedrigen Verbrennungstemperaturen Im Abgas als unverbrannter Ruß verbleiben. Er verursacht auch die starke leuchtende Gelbfärbung einer Diffusionsflamme, wogegen vorgemischte Flammen von blauer Farbe sind (Otto-Motor).In the diesel engine, the fuel is injected shortly before top dead center through a nozzle in the highly compressed hot air, wherein the jet is divided into individual fuel droplets of different size and impact force and a heterogeneous mixture is formed. The auto-ignition requires a correspondingly high compression ratio, the lower limit decreases with the piston diameter. Combustion occurs with individual fuel droplets by boiling and evaporating from heat intake from the surrounding hot air. By suitable diffusion of fuel vapor and air around the still liquid fuel residue a mixture zone of different concentration corresponding to a zero (drop surface) to infinitely increasing air ratio. A disadvantage of diesel engines is the known formation of soot. According to the boiling behavior of the fuel, the high-hydrogen molecules first burn partially, while high-boiling fractions undergo cracking reactions to some extent, resulting in nearly flammable molecules of nearly pure carbon and remaining as unburned soot in the exhaust gas at low combustion temperatures. It also causes the strong bright yellowing of a diffusion flame, whereas premixed flames are of blue color (petrol engine).

Insbesondere in den Abgasen von Otto-Motoren bildet das Kohlenmonoxid, das infolge unzureichender Verbrennung entsteht, einen hohen Schadstoffanteil. Es ist bekannt, daß Kohlenmonoxid vor allem im Luftmangelgebiet durch unvollkommene Verbrennung entsteht, wobei der Reaktionsablauf weitgehend der Wassergasreaktion folgt. Da das wirkliche Kraftstoff-Luft-Especially in the exhaust gases of gasoline engines forms the carbon monoxide, which arises as a result of inadequate combustion, a high pollutant content. It is known that carbon monoxide, especially in the air deficient area, is produced by imperfect combustion, the reaction sequence largely following the water gas reaction. Because the real fuel-air

Gemisch nicht völlig homogen ist, tritt demnach auch bei Luftüberschuß noch CO auf, Aus diesem Grunde sind die Versuche zur Schadstoffreduzierung durch entsprechende Änderung der Brennraumgestaltung zur verbesserten Verwirbelung der Verbrennung nur bedingt erfolgreich. Der Versuch, die Motoren im sogenannten Magerbetrieb arbeiten zu lassen, erfordert eine kontrolliert«), energiereiche Zündung und ein Ausspülen der Restgase bei möglichst hoher Wandtemperatur der Brennkammer. Zum Teil wirken sich die getroffenen Maßnahmen jedoch leistungsmindernd bei den Motoren aus. Zum Teil zeigen sie nur unzureichende Wirkungen.Accordingly, even if there is an excess of air, CO still occurs on the mixture. For this reason, the attempts to reduce pollutants by correspondingly changing the combustion chamber design to improve the turbulence of the combustion are only partially successful. The attempt to let the engines operate in so-called lean operation requires a controlled ignition, high-energy ignition and flushing of the residual gases at the highest possible wall temperature of the combustion chamber. However, some of the measures taken have a negative effect on the performance of the engines. In part, they show only insufficient effects.

Nicht zuletzt der Gesetzgeber hat daher das Hauptforschungsinteresse auf eine Abgasverminderung durch Verwendung von Katalysatoren gerichtet. Der Katalysator benötigt wabenartige Oberflächen mit einer Platin-, Radium- und Palladiumbeschichtung, auf der das endgültige Verbrennen von Kohlenwasserstoffverbindungen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) sowie die Reduzierung von NO_x in freien Stickstoff abläuft. Beim sogenannten Dreiwege-Katalysator wird ein geschlossener Regelkreis für die Kraftstoffzufuhr gefordert (O₂-Messung als Regelgröße mittels der sogenannten „Lambda'-Sonde). Nachteiligerweise erlauben die Katalysatoren jedoch nicht die Verwendung von bleihaltigem Benzin, da dieses die wirksame Katalysatoroberfläche angreift. Darüber hinaus erfordern Katalysatoren hohe Verbrennungstemperaturen von 600 bis zu 800°C. Ein nicht unwesentlicher Nachteil ist der erhöhte Kraftstoffverbrauch sowie die Forderung nach Motorkonzeptionen, dip mit bleifreiem Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl batrieben werden können. Bei Dieselmotoren ist der beschriebene Katalysator praktisch wirkungslos, da er den Ruß nicht oder nur unzureichend verbrennt. Auch bestehen Bedenken hinsichtlich der Platin-Absonderungen an die Umwelt. Es ist zwar bereits bekannt, dem Benzin unmittelbar sogenannte Additive beizugeben, die jedoch vornehmlich-falls sie überhaupt Wirkung zeigen-die Schmierfähigkeit im Motorraum erhöhen sollen. In bezug auf eine Schadstoffemissionsreduzierung sind die bisher vorgeschlagenen Additive praktisch wirkungslos. In der US-PS 3767172 wird ferner vorgeschlagen, dem Kraftstoff eine Zusatzmischung beizugeben, die aus 2,5 Teilen Wasser und einem Teil Methylalkohol besteht. Hierbei soll der Alkohol eine kühlende Wirkung entfalten, die ein Zündzeitpunkttiming erlaube.Not least, the legislator has therefore focused the main research interest on a reduction in emissions through the use of catalysts. The catalyst requires honeycomb surfaces with a platinum, radium and palladium coating on which the final combustion of hydrocarbon compounds (HC) and carbon monoxide (CO) as well as the reduction of NO _x into free nitrogen occur. In the so-called three-way catalyst, a closed loop for the fuel supply is required (O ₂ measurement as a controlled variable by means of the so-called "lambda" probe). Disadvantageously, however, the catalysts do not allow the use of leaded gasoline since it attacks the effective catalyst surface. In addition, catalysts require high combustion temperatures of 600 to 800 ° C. A not insignificant disadvantage is the increased fuel consumption as well as the demand for engine concepts that can be applied to low-octane lead-free fuel. In diesel engines, the catalyst described is practically ineffective because it does not burn the soot or insufficiently. There are also concerns about the platinum secretions to the environment. Although it is already known to add so-called additives directly to the gasoline, which however, if they have any effect, should increase the lubricity in the engine compartment. With regard to a reduction in pollutant emissions, the previously proposed additives are virtually ineffective. It is further proposed in US Pat. No. 3,767,172 to add to the fuel an additive mixture consisting of 2.5 parts of water and one part of methyl alcohol. Here, the alcohol should develop a cooling effect that allows an ignition timing.

Object of the invention

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden in Verbrennungsmotoren erhebliche Benzinmengen eingespart sowie die Kohlenmonoxidemission verringert.The method according to the invention and the device for carrying out the method save considerable quantities of gasoline in internal combustion engines and reduce carbon monoxide emission.

Explanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung tier eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Verbrennung dahingehend optimiert wird, daß der Kraftstoffverbrauch gesenkt und der Schadstoffausstoß (insbesondere CO-Emission) erheblich vermindert wird.It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus of the type mentioned above, in which the combustion is optimized to the effect that the fuel consumption is reduced and the emission of pollutants (especially CO emission) is significantly reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, dessen erfindungswesentlicher Grundgedanke es ist, eine vollständige Verbrennung dadurch zu bewirken, daß der Kraftstoff vor Einleitung in den Brennraum derart „zerstäubt" wird, daß während der Verbrennungszeit nicht nur eine vollständige Oxydation der Kohlenstoff-Wasserstoffteilchen im Bereich der Tröpfchenoberfläche abläuft, sondern aller Kohlenstoff-Wasserstoffmoleküle in einem Tröpfchen. Mit anderen Worten, durch Feinstzerteilung der Kraftstoffpartikel wird die zur Verbrennung angebotene Oberflache vergrößert. Hierzu wird ein Flüssigkeitsnebel auf ein Luft-Kraftstoff-Gemisch oder ein mit Luft vermengter Flüssigkeitsnebel auf einen Kraftstoffstrom derart gelenkt, daß dieser die Benzintröpfchen in Feinsttröpfchen zerteilt. Bei dieser Zerteilung entstehen in nicht unerheblichem Maße positiv oder negativ geladene Benzintröpfchen, die sich normalerweise wiedervereinigen würden. Diese Wiedervereinigung (Rekombination) wird dadurch verhindert, daß die neutralen Flüssigkeitsteilchen die Benzin-Kleinsttröpfchen in einem Gemisch umlagern und somit ihre Feinheit aufrechterhalten.According to the invention, the object is achieved by a method whose essential idea of the invention is to cause complete combustion in that the fuel is so "atomized" before being introduced into the combustion chamber, that not only a complete oxidation of the carbon-hydrogen particles in the combustion time In other words, finely dividing the fuel particles increases the surface area available for combustion by causing a liquid mist on an air-fuel mixture or an air-mixed liquid mist on a fuel flow In this division, there is a considerable amount of positively or negatively charged gasoline droplets, which would normally reunite - this reunification (Recombination) is prevented by the fact that the neutral liquid particles rearrange the petrol droplets in a mixture and thus maintain their fineness.

Durch die vollständigere Verbrennung wird der angebotene Kraftstoff hinsichtlich seines Energiegehaltes auch mit der Folge vollständig ausgenutzt, daß die Benzineinsparung beim Betrieb eines Otto-Motors bis zu 25%, teilweise auch 30 % erreicht wird. Mit dieser vollständigen Verbrennung geht die Minderung der CO-Emission einher, in praktischen Versuchen konnten CO-Restgehalte im Abgas unter 0,05% gemessen werden, die erheblich unter den bisher mittels anderer Techniken erreichbaren Werten liegenDue to the more complete combustion of the offered fuel is fully utilized in terms of its energy content with the result that the gasoline savings in the operation of a gasoline engine up to 25%, sometimes 30% is achieved. This complete combustion is associated with the reduction of CO emissions, in practical experiments CO residual levels in the exhaust gas below 0.05% could be measured, which are considerably lower than the values that could previously be achieved by other techniques

Die Flüssigkeit bzw. ein Flüssigkeitsgemisch weist mindestens eine der folgenden Eigenschaften auf: The liquid or a liquid mixture has at least one of the following properties:

- spezifisch schwerer als der Kraftstoff, um ihn zerstäuben zu können,- specifically heavier than the fuel to atomize it,

- eine hohe Klopffestigkeit, damit die Flüssigkeit die Verbrennung im Brennraum nicht verschlechtert,a high resistance to knocking, so that the liquid does not deteriorate the combustion in the combustion chamber,

- die Flüssigkeit sollte in der Lage sein, die Verbrennungszeit zu verlängern bzw. die Verbrennungs-(Detonation)geschwindigkeit zu hemmen, um die Kohlenwasserstoffe in jedem Benzintröpfchen vollständig verbrennen zu können.- The liquid should be able to extend the combustion time or to inhibit the combustion (detonation) speed in order to completely burn the hydrocarbons in each gasoline droplet can.

Insbesondere besteht der Flüssigkeitsnebel entweder zum größten Teil aus destilliertem Wasser, dem eine schwache organische Säure in einer auf das destillierte Wasser bezogenen Konzentration zwischen 1/500 bis 1/200, vorzugsweise 1/300, beigemengt ist und Alkohol, wobei dieser Flüssigkeitsnebel in einer auf den Kraftstoff bezogenen Menge im Verhältnis von 1 bis 2,5:100 dem Kraftstoff zugegeben wird. Das Wasser schützt den Alkohol vor frühzeitigem ggf. explosivem Verbrennen. Die zugegebene schwache organische Säure besitzt eine reinigende Wirkung. Dazu kommt, daß die genannte Mischung eine hohe ' Neutralisationsfähigkeit aufweist, welche die Zusammenballung (Adhäsion) kleiner Benzinteilchen zu größeren verhindert, ferner besitzt die Mischung gute Antiklopffähigkeiten, was insbesondere die Verwendung unverbleiten Benzins in hochverdichteten Motoren gestattet und für eine bessere gleichmäßigere Verteilung der Zündflamme im gesamten Brennraum sorgt. Die Flüssigkeit ist weiterhin chemisch nicht aggresiv. Dennoch wird die Verbrennung ohne scharfen Peak energiereicher, da alle Partikel verbrannt werden, schließlich senkt der Alkohol den Gefrierpunkt des Gemisches erheblich und hat ebenso wie die organische Säure gute Verbrennungseigenschaften. Dabei wirkt sich die gute Brennbarkeit der Alkohole aus, die auch eine sonst zu befürchtende Abmagerung des Benzingemisches verhindert, welche die Gefahr einer unzureichenden Verbrennung vermeidet.In particular, the liquid mist consists either for the most part of distilled water to which a weak organic acid in a concentration related to the distilled water between 1/500 to 1/200, preferably 1/300, is added and alcohol, said liquid mist in a the fuel-related amount in the ratio of 1 to 2.5: 100 is added to the fuel. The water protects the alcohol from premature, possibly explosive burning. The added weak organic acid has a cleansing effect. In addition, the said mixture has a high neutralization ability, which prevents the aggregation (adhesion) of small gasoline particles to larger, furthermore the mixture has good anti-knocking capabilities, which in particular allows the use of unleaded gasoline in high-compression engines and for a better uniform distribution of the pilot flame throughout the combustion chamber. The liquid is still not chemically aggressive. However, combustion without a sharp peak becomes more energetic as all particles are burned, eventually the alcohol significantly lowers the freezing point of the mixture and, like the organic acid, has good combustion properties. This affects the good flammability of the alcohols, which also prevents otherwise feared emaciation of the gasoline mixture, which avoids the risk of inadequate combustion.

Preferably, the liquid to two volumes of distilled water contains a volume of alcohol, preferably

gliederkettige Alkohole, davon insbesondere Methanol und/oder Ethanol, was ebenso wie Wasser langsamer als Benzinverbrennt und eine Rußbildung im Zylinder verhindert.limb-chain alcohols, of which in particular methanol and / or ethanol, which, like water, burns more slowly than gasoline and prevents soot formation in the cylinder.

Altornatively, it is also possible to solve the task, the fuel is a mixture of about the same Proportions of water and methanol with low amounts of glycerol on the one hand and a methanol-oil mixture on the other hand im Add 200 to 400 g, preferably 300 g of oil to 5 liters of methanol. Here, the ratio of water to the

verbrennenden Kraftstoff wie auch das Verhältnis des Wasser-Methanol-Gemisches etwa 2,5l:2l:200-300g betragen.combusting fuel as well as the ratio of the water-methanol mixture be about 2.5l: 2l: 200-300g.

For procedural reasons, the water-methanol-glycerol mixture on the one hand and the methanol-oil mixture on the one hand

andererseits getrennt in den Luft-Kraftstoff-Strom eingegeben werden, und zwar dergestalt, daß in einer ersten Stufe ein Nebel aus Wasser, Methanol und Glyzerin dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zugegeben wird und dio hieraus resultierende Mischung inon the other hand, are introduced separately into the air-fuel stream, such that in a first stage, a mist of water, methanol and glycerol is added to the air-fuel mixture and the resulting mixture in

einer zweiten Stufe mit einem Methanol-Öl-Gemisch versetzt wird. Hierzu wird hochtemperaturfestes synthetisches Öl verwendet, was eine schmierende Wirkung hat und im übrigen zur Reinigung der Verbrennungskammer beiträgt. Vorzugsweise sollte die Flüssigkeit einen niedrigen Gefrierpunkt haben, je nach Einsatzort auch unter -25⁰C, damit sie auch im Winterbetrieb verwendbar ist und nicht einfriert.a second stage with a methanol-oil mixture is added. For this purpose, high-temperature-resistant synthetic oil is used, which has a lubricating effect and otherwise contributes to the cleaning of the combustion chamber. Preferably, the liquid should have a low freezing point, depending on the place of use also below -25 ⁰ C, so that it is usable even in winter and does not freeze.

Durch die genannten Maßnahmen wird die Ablagerung noch nicht vollständig verbrannter Kohlenwasserstoffe im Brennraum sowie der Ausstoß in den Abgasbereich (Auspuff) im wesentlichen verhindert. Was die Verminderung der Ablagerungen im Brennraum betrifft, so führt diese zusätzlich zu einer erheblichen Reibungsminderung bei der Kolbenbewegung; die Schmierfähigkeit des Öls wird länger erhalten, da das Öl nicht durch unverbrannte Schadstoffe belastet wird. Als Nebeneffekt stellt sich somit der weitere Vorteil ein, daß die Ölwechselintervalle erheblich verlängert werden können. Bei den bisher gebräuchlichen Otto-Motoren führt der Ausstoß unverbrannter Kohlenwasserstoffe und deren Ablagerung im Auspuffbereich auch dazu, daß diese den Gasausstoß behindern. Darüber hinaus sammelt sich zwischen den Vertrustungen leicht Wasser an, was normalerweise zu einem frühzeitigen Durchrosten der Auspufftöpfe führt. Eine Vermeidung der Ablagerungen verlängert somit die Lebensdauer von Auspufftöpfen und Auspuffrohren nicht unerheblich.By the measures mentioned the deposition of not completely burned hydrocarbons in the combustion chamber and the emission into the exhaust gas area (exhaust) is substantially prevented. As regards the reduction of deposits in the combustion chamber, this leads in addition to a significant reduction in friction in the piston movement; The lubricity of the oil is maintained longer because the oil is not polluted by unburned pollutants. As a side effect thus provides the further advantage that the oil change intervals can be considerably extended. In the previously used gasoline engines, the emission of unburned hydrocarbons and their deposition in the exhaust area also means that they hinder the gas emissions. In addition, water readily accumulates between the grouts, which normally leads to premature rusting of the mufflers. Avoiding the deposits thus extends the life of mufflers and exhaust pipes not insignificant.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht die mit organischer Säure versetzte Flüssigkeit zum größten Teil aus destilliertem Wasser. Versuche mit nichtdestilliertem Wasser haben ergeben, daß die darin enthaltenen Verunreinigungen einen schädigenden Einfluß im Verbrennungsmotor haben, der deren Lebensdauer nicht unerheblich vermindert, während reines (neutrales) Wasser die vollständige Verbrennung der Kohlenwasserstoffe fördert. Zur Erzeugung des Flüssigkoitsnebels wird die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter dosiert in die genannte Zerstäuberkammer gegeben, in der ein etwa stets gleichmäßiger Flüssigkeitsstand besteht.According to a development of the invention, the organic acid added liquid consists for the most part of distilled water. Experiments with undistilled water have shown that the impurities contained therein have a damaging effect in the internal combustion engine, which significantly reduces their life, while pure (neutral) water promotes complete combustion of the hydrocarbons. To generate the Flüssigkoitsnebels the liquid is metered from a reservoir placed in said atomizer, in which there is an approximately always uniform liquid level.

Vr .wendet man das mit einer organischen Säure versetzte destillierte Wasser, vermengt mit Alkohol, wird vorzugsweise die Flüssigkeit aus einem einzigen Vorratsbehälter dosiert in eine Zerstäuberkammer abgegeben, in der in etwa ein stets gleichmäßiger Flüssigkeitsstand besteht, wobei in der Flüssigkeit ein poröser Formkörper liegt, durch den über den geringen Druck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Luft von außen angesaugt wird, die die in dem Formkörper befindliche Flüssigkeit aus der übrigen Flüssigkeit feinsttropfenförmig {nebelartig) herauspreßt, und anschließend die Feinsttröpfchen (der Nebel) über ein Regelventil dem Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. dem Kraftstoff beigemengt werden.If the distilled water mixed with an organic acid and admixed with alcohol are used, the liquid is preferably metered from a single storage container into an atomizer chamber in which there is approximately a uniform liquid level, with a porous body in the liquid. through which air is drawn in from the outside via the low pressure above the liquid level, which ejects the liquid present in the molded body from the remaining liquid in the form of very fine drops, and then the fine droplets (the mist) via a control valve to the air / fuel mixture or be added to the fuel.

Verwendet man einerseits ein Gemisch aus destilliertem Wasser, Methanol und Glyzerin und das Öl-Methanolgemisch andererseits, so wird dies in verschiedenen Vorratsbehältern dosiert in jeweilige Zerstäuberkammern abgegeben. Hierbei wird in dem mit Wasser versehenen Vorratsbehälter ein poröser Formkörper und in dem mit dem Alkohol-Ölgemisch versehener Vorratsbehälter ein mit einem engmaschigen Metallgitter ummantelter Kunststoffkörper mit feineren Kanälen bzw. Austrittsöffnungen verwendet. Aus den jeweils als Zerstäuber dienenden Körpern wird über den geringen Druck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Luft von außen angesaugt, die die in dem Formkörper bzw. dem Kunststoff körper befindliche Flüssigkeit aus der jeweils übrigen Flüssigkeit feinsttröpfchenförmig (nebelartig) herauspreßt. Anschließend wird der Nebel jeweils über ein zugeordnetes Regelventil dem Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. dem Kraftstoff in verschiedenen Stufen beigemengt. Das über dem Flüssigkeitsspiegel bestehende (Fast-)Vakuum übt eine Sogwirkung aus, wobei die den Formkörper oder den Kunststoffkörper bzw. deren feinen Kanälo verlassenden Flüssigkeitströpfchen reibungsbedingt feinstzerteilt werden. Die auf die Flüssigkeit ausgeübte Preßwirkung kann bei Benzin-Einspritzmotoren dadurch erhöht werden, daß der Formkörper zusätzlich über eine regelbare Pumpe mit einem Druck beaufschlagt wird. Die angesaugte Luft reißt dann die Flüssigkeitströpfchen mit in den über dem Flüssigkeitsspiegel bestehenden Unterdruckraum. Hierbei bleiben die Flüssigkeitströpfchen elektrisch neutral. Um schädliche Polarisierungseinflüsse zu vermeiden, die durch etwa in der Außenluft vorhandene Ladungsträger eingeschleust werden, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die angesaugte Luft vorher entladen (neutralisiert) wird. Es versteht sich von selbst, daß die angesaugte Luftmenge jeweils bei der Beimengung der übrigen Luft zu dem Kraftstoff berücksichtigt werden muß. Ferner und nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Luftfeuchtigkeit der Außenumgebung dadurch berücksichtigt, daß eine Membran die Luftzufuhr bei höherer Luftfeuchtigkeit mindert. Diese Minderung ist deshalb vonnöten, weil ansonsten eine zu große Wassermenge in den Verbrennungsraum geleitet werden würde und dort zu einer Abmagerung des Kraftstoff-Gemisches führte.On the one hand, using a mixture of distilled water, methanol and glycerol and the oil-methanol mixture on the other hand, this is dispensed in different storage containers in each Zerstäuberkammern. Here, in the reservoir provided with water, a porous molded body and in the provided with the alcohol-oil mixture reservoir used with a close-meshed metal mesh plastic body with finer channels or outlet openings. From each serving as a nebulizer bodies air is sucked from the outside via the low pressure above the liquid level, which presses the liquid contained in the molding or the plastic body from the remaining liquid in the finest droplet (mist-like). Subsequently, the mist is added in each case via an associated control valve the air-fuel mixture and the fuel in different stages. The existing over the liquid level (near) vacuum exerts a suction effect, the liquid droplets leaving the shaped body or the plastic body or its fine Kanälo are finely divided by friction. The pressure exerted on the liquid pressing action can be increased in gasoline injection engines in that the molding is additionally acted upon by a controllable pump with a pressure. The sucked air then tears the liquid droplets into the vacuum space above the liquid level. In this case, the liquid droplets remain electrically neutral. In order to avoid harmful polarization effects, which are introduced by about existing in the outside air charge carriers, is provided according to a development of the invention that the sucked air is previously discharged (neutralized). It goes without saying that the intake air quantity must be taken into account in each case in the admixture of the remaining air to the fuel. Furthermore, and according to a development of the invention, the humidity of the outside environment is taken into account that a membrane reduces the air supply at higher humidity. This reduction is necessary because otherwise an excessive amount of water would be directed into the combustion chamber and there led to a loss of fuel mixture.

Vorzugsweise wird die Flüssigkeitsdosierung in die Zerstäuberkammer (Verdampferkammer) durch einen Schwimmer elektromagnetisch gesteuert. Dieser Schwimmer hat in erster Linie die Aufgabe, den Flüssigkeitspegel in der Zerstäuberkammer zu regeln, d. h., für einen im wesentlichen gleichbleibenden Flüssigkeitspegel zu soi gen. Des weiteren sorgt er bei Verbrauch der Flüssigkeit dafür, daß die betreffende Versorgungsleitung abgesperrt wird und das System auf den üblichen Luftansaugbetrieb - wie er nach dem Stand der Technik bekannt ist - umschaltet. Die Luft wird dann ohne Beimengung und Zerstäubung von Flüssigkeit über die Zerstäubungskammer angesaugt.Preferably, the liquid metering in the atomizer chamber (evaporator chamber) is electromagnetically controlled by a float. This float has primarily the task to regulate the liquid level in the atomizer, d. He., For a substantially constant liquid level to soi gene. Furthermore, it ensures that the supply line is shut off when the liquid is used and the system on the usual air intake - as it is known in the prior art - switches. The air is then sucked in without admixture and atomization of liquid through the Zerstäubungskammer.

Um zu verhindern, daß zu große Flüssigkeitsteilchen in das Luft-Benzin-Gemisch geraten, ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, den Flüssigkeitsnebel über einen Tropfenabscheider zu leiten, der vor dem Kammerauslaß angeordnet ist. Vorzugsweise wird hierzu ein feinmaschiges mehrlagiges Sieb verwendet, alternativ wären zickzackförmige Leitflächen mit Prallblechen denkbar, welche die zu großen Tröpfchen durch Prallwirkung ausscheiden bzw. weiter zerkleinern. Die dort festgehaltenen Tröpfchen fallen in das Flüssigkeitsbad der Zerstäuber-(Verdampfer-)Kammer zurück.In order to prevent too large liquid particles fall into the air-gasoline mixture, it is further preferably provided to direct the liquid mist via a mist eliminator, which is arranged in front of the chamber outlet. Preferably, a fine-meshed multi-layer sieve is used for this purpose; alternatively, zigzag-shaped guiding surfaces with baffles would be conceivable, which precipitate the oversized droplets by impact action or further comminute them. The droplets trapped there fall back into the liquid bath of the atomizer (evaporator) chamber.

Die Feinstzerteilung der Kraftstoff-Tröpfchen wird dadurch bewirkt, daß in einem Diffusorraum der Flüssigkeitsnebelstrom über radiale Einlasse (Düsen) als auch über eine zentrale Düse so auf den Kraftstoffteilchenstrom gelenkt wird, daß die geforderteThe Feinstzerteilung the fuel droplets is effected by the fact that in a diffuser space of the liquid mist flow through radial inlets (nozzles) and via a central nozzle is directed to the fuel particle flow that the required

Scher- bzw. Zerkleinerungswirkung der Kraftstoffteilchen eintritt. Gleichermaßen entsteht inmitten der Zerstäuber-Wirbelkammer eine etwa ringförmige Unterdruckzone, die beschleunigend auf das Flüssigkeitströpfchen-Kraftstoff-Luft-Gemisch wirkt. Die Flüssigkeit&zugabe wird hier z. B. durch das Öffnen der Vergaserklappe gesteuert. Die Teilchengeschwindigkeit dürfte mehrere m/sec betragen.Shearing or comminution effect of the fuel particles occurs. Likewise, in the middle of the atomizer vortex chamber, an approximately annular vacuum zone is created, which has an accelerating effect on the liquid droplet-fuel-air mixture. The liquid & addition is here z. B. controlled by the opening of the carburetor flap. The particle velocity is likely to be several m / sec.

Gleichzeitig verhindern dia Flüssigkeitsteilchen, die sich anschließend mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch vermengen, daß die kleinen Kraftstofftröpfchen sich zu größeren wieder verbinden.At the same time, liquid particles which subsequently mix with the air-fuel mixture prevent the small droplets of fuel from rejoining to larger ones.

Zusätzlich - und zwar (zeitlich wie räumlich) vor der Zerstäubung durch die beigemengte Flüssigkeit - kann vorzugswel-9 der Kraftstoff durch Ultraschallbestrahlung direkt oder indirekt vorzerstäubt worden. Diese Maßnahme allein dürfte jedoch nicht ausreichen, es sei denn, die Wiedervereinigung der Kraftstoffteilchon wird - wie nach der vorliegenden Erfindung - durch neutrale Flüssigkeitströpfchen, vorzugsweise kleineren Durchmessers, verhindert. Die Flüssigkeit hat vor allem auch den dßtonationshemmenden Charakter, andererseits unterstützt sie die Aufrechterhaltung der Brennflamme bis zur vollständigen Verbrennung der Kraftstoffteilchen. Der Motor arbeitet leise und gleichmäßig. Nicht zuletzt hat die vorzugsweise beigefügte organische Säure auf den Verbrennungsraum eine reinigende Wirkung. Das Gemisch aus Wasser-Ethanol-organischer Säure ist für die Bedienungsperson völlig ungiftig und bei NormaldruckAtemperatur nicht explosiv.In addition - and that (in time as well as spatially) before the atomization by the admixed liquid - vorzugswel-9 the fuel by ultrasonic irradiation directly or indirectly vorzerstäubt been. However, this measure alone should not be sufficient, unless the reunification of the fuel partchon is - as in the present invention - prevented by neutral liquid droplets, preferably smaller diameter. Above all, the liquid also has the antidrug effect, on the other hand it supports the maintenance of the combustion flame until complete combustion of the fuel particles. The engine works quietly and evenly. Last but not least, the preferably added organic acid has a cleaning effect on the combustion chamber. The mixture of water-ethanol-organic acid is completely non-toxic to the operator and is not explosive at normal pressureAtemperature.

Entsprechendes, wie vorstehend über das aus destilliertem Wasser, einer organischen Säure und Alkohol bestehende Nebelgemisch Ausgesagte, gilt auch für den Fall, daß destilliertes Wasser-Methanol-Glyzerin-Gemisch einerseits und dasCorresponding, as stated above on the consisting of distilled water, an organic acid and alcohol mist mixture, applies also to the case that distilled water-methanol-glycerol mixture on the one hand and the

On the other hand, methanol-oil mixture can be used in separate Zerstäuherkammern.

Das Glyzerin wird während der Verbrennung des Kraftstoffes auf die jeweilige Verbrennungstemperatur ohne chemische Reaktion erhitzt und dient als Wärmespeicher im Abgasstrom, der den Verbrennungsraum verläßt. Bringt man in dem Abgasrohr bzw. Abgassammeirohr für mehrere Verbrennungsräume einen netzartigen Diffusor an, so können sich die nur teilweise verbrannten Partikel, ggf. nach Zerstäubung an dem Diffusor, aufgrund der herrschenden Temperatur zwischen 800 und 1000⁰C im Diffusionsbereich selbst entzünden, wo sie in einer sich ausbildenden Flamme endgültig verbrennen. DieseNachverbrennung bringt eine zusätzliche C0-Minimierung und hat den Vorteil, daß sie im Vergleich zu einem Katalysator praktisch ohne Leistungseinbuße abläuft.The glycerin is heated during the combustion of the fuel to the respective combustion temperature without chemical reaction and serves as a heat storage in the exhaust gas stream leaving the combustion chamber. Bringing in the exhaust pipe or Abgassammeirohr for several combustion chambers a net-like diffuser, so the only partially burned particles, possibly after atomization of the diffuser, ignite due to the prevailing temperature between 800 and 1000 ⁰ C in the diffusion itself where they finally burn in a developing flame. This post-combustion provides additional C0 minimization and has the advantage of running with virtually no performance penalty compared to a catalyst.

Es ist bekannt, daß bei herkömmlichem Betrieb eines Verbrennungsmotores die Verbrennung sehr stark von der Motortemperatur bzw. den Motordrehzahlen abhängt. So ist die Verbrennung bei Motoren, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt sind, vor allen Dingen im Leerlauf besonders schlecht bzw. dann ist der CO-Gehalt sehr hoch. Daher wird im Leerlaufbetrieb des Motors dieser auch nur mit den genannten Flüssigkeiten betrieben, wozu die Benzin-Zufuhr auch über die Leerlauf-Bypase-Leitung praktisch auf Null gedrosselt wird.It is known that in conventional operation of an internal combustion engine combustion is very dependent on the engine temperature and the engine speeds. Thus, the combustion of engines, as they are known in the prior art, especially at idle especially bad or then the CO content is very high. Therefore, in the idling mode of the engine, this is also operated only with the liquids mentioned, for which purpose the gasoline supply is also throttled to virtually zero via the idling bypass line.

Vorzugsweise sollte jedoch die die organische Säure enthaltende Flüssigkeit bezogen auf die Kraftstoffmenge im Verhältnis von 0,1 bis 1,5:100 zugegeben werden. Das heißt, daß bei einer Kraftstoffmenge von 10001 im Durchschnitt etwa nur 1 bis 1,51 Zusatz-Flüssigkeit benötigt werden, so daß der notwendige Flüssigkeitsvorratsbehältertank nur einen geringen Raum beansprucht und keine aufwendige Vergrößerung des Motorraumes fordert. Entsprechendes gilt für die Verwendung von einem Wasser-Methanol-Glyzerin-Gemisch und dem Methanol/Öl-Gemisch.Preferably, however, the organic acid-containing liquid should be added based on the amount of fuel in the ratio of 0.1 to 1.5: 100. This means that with an amount of fuel of 10001 on average about only 1 to 1.51 additional liquid are needed, so that the necessary liquid reservoir tank only takes up a small space and does not require a costly enlargement of the engine compartment. The same applies to the use of a water-methanol-glycerol mixture and the methanol / oil mixture.

Vorzugsweise soll weiterhin bei Drehzahlbeschleunigung des Motors (Kickdown) die angesaugte Luft durch hochfrequentes Öffnen und Schließen eines Einwegventils pulsierend (impulsartig) in die Zerstäuberkammer gegeben werden. Die Frequenz des Ventils beim öffnen und Schließen liegt im Ultraschallbereich, wodurch eine bessere Zerstäubung der in Rede stehenden Flüssigkeiten in der Zerstäuberkammer erreicht wird.Preferably, further, with speed acceleration of the engine (kickdown), the sucked air should be pulsed (impulsively) into the atomizer chamber by high-frequency opening and closing of a one-way valve. The frequency of the valve when opening and closing is in the ultrasonic range, whereby a better atomization of the liquids in question is achieved in the atomizer.

Weiterhin wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, etwa noch verbleibende Reststoffe, dia den Verbrennungsraum unvollständig verbrannt verlassen, in einem Abgasrohr durch Selbstentzündung in einem netzartigen Diffusor nachzuverbrennen, wobei das Glyzerin als Wärmespeicher entsprechend den in dem Verbrennungsraum herrschenden Temperaturen dient.Furthermore, it is proposed by the process according to the invention, such as remaining residues, the combustion chamber incompletely burnt left nachverbrennen in an exhaust pipe by spontaneous combustion in a net-like diffuser, the glycerin serves as a heat storage according to the prevailing temperatures in the combustion chamber.

Wesentliche Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein oder zwei Vorratsbehälter für die Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten, der jeweils hieraus gespeiste Verdampfer bzw. Zerstäuber für die Flüssigkeit sowie eine Zerstäuber-Wirbelkammer mit den bereits oben beschriebenen radialen Zuführungen und der zentralen Zuführung für den Flüssigkeitsnebel sowie ggf. eine Neutralisationsvorrichtung für die angesaugte Luft. Wie bereits oben angesprochen, wird in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen des Motors der Flüssigkeitsnebel - mit oder ohne Luft- mit dem Kraftstoff, meist in einer oder zwei Vormischkammern, vermengt.Essential parts of the device according to the invention are one or two reservoirs for the liquid or liquids, the respectively fed therefrom evaporator or atomizer for the liquid and an atomizer vortex chamber with the already described above radial feeds and the central supply for the liquid mist and possibly a neutralization device for the intake air. As already mentioned above, depending on the operating conditions of the engine, the liquid mist - with or without air - is mixed with the fuel, usually in one or two premixing chambers.

Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich zunächst nur auf einen Zerstäuber, in dem das mit einer organischen Säure versetzte destillierte Wasser und Alkohol zerstäubt werden.The following statements relate initially only to a nebulizer in which the distilled water and alcohol mixed with an organic acid are atomized.

Der Zerstäuber bzw. Verdampfer für die Flüssigkeit besitzt dabei neben üblicherweise notwendigen Regeleinrichtungen für die Flüssigkeitsbeimengung eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Vorkammer mit einem Schwimmer, der mit einem den Flüssigkeitsfluß steuernden Magnetventil verbunden ist. Die eigentliche Verdampfer- bzw. Zerstäuber- (oder auch Atomisier) Kammer weist einen Unterdruckregler auf, der gleichzeitig als Ausgang bzw. Verbindungsglied zu der bereits erwähnten Zerstäuber-Wirbelkammer dient. Als .Atomisator" für die Flüssigkeit dient ein poröser Formkörper, vorzugsweise ein luft- und flüssigkeitsdurchlässiger gepreßter Verbundkörper, der in der Flüssigkeit in der Zerstäuberkammer eingetaucht ist und der über eine Leitung mit der Außenumgebung verbunden bzw. verbindbar ist. Die genannte Leitung erhält einen weiteren Regler für die Luftzufuhr. Mit anderen Worten, der Formkörper besitzt eine Luftsaugkammer, die mit dem Umgebungsdruck oder ggf. mit einer ' Pumpe (bei Einspritzmotoren) in Verbindung steht, über die direkt oder indirekt ebenfalls eine Luftzufuhr möglich ist. Während des Motorbetriebes bleibt der Unterdruck in der Zerstäuber-(Verdampfer-)Kammer aufrechterhalten. Vorzugsweise durch die in den Formkörper angesaugte Luft werden die Flüssigkeitsteilchen nicht nur mitgerissen, sondern aufgrund der dünnen Formkörperkanäle reibungsbedingt zerteilt und gelangen somit über den Auslaß in die Zerstäuber-Wirbelkammer, wo sie auf den Kraftstoff-Teilchenstrom treffen. Die größeren Teilchen der Flüssigkeit werden durch einen Tropfonabscheider zurückgehalten und fallen in das Bad der Zerstäuberkammer zurück. Der Unterdruckregler hält nicht nur den Vakuumdruck in der Zerstäuberkammer aufrecht, sondern regelt auch gleichzeitig die Flüssigkeitszugabe zum Kraftstoff. Als weitere Steuereinrichtungen dienen ein Absperrventil zwischen dem Vorratsbehälter und der Vorkammer, welches vorzugsweise taktweise Flüssigkeit in die Vorkammer abgibt, ein zentraler Schalter, der sowohl die Flüssigkeitsentnahme auf dem Vorratsbehälter sowie die Sauerstoffzufuhr in die Zerstäuberkammer bei Abschalten des Motors unterbricht und der ebenfalls die erwähnte Pumpe ausschaltet bzw. einschaltet, wenn die Flüssigkeit verbraucht ist und die Verbrennungsmaschine auf denThe nebulizer or vaporizer for the liquid in addition to the usually necessary control devices for the liquid addition has a pre-chamber connected to the reservoir with a float, which is connected to a liquid flow controlling solenoid valve. The actual evaporator or atomizer (or atomizer) chamber has a vacuum regulator, which also serves as an output or link to the already mentioned atomizer vortex chamber. As the "atomizer" for the liquid is a porous shaped body, preferably an air- and liquid-permeable pressed composite body, which is immersed in the liquid in the atomizer chamber and which is connected via a line with the outside environment In other words, the molded body has an air suction chamber, which communicates with the ambient pressure or, if necessary, with a pump (for injection engines), via which directly or indirectly also an air supply is possible The liquid particles are preferably not only entrained by the sucked into the mold body, but due to the thin shaped body channels due to friction divided and thus pass through the outlet in the atomizer vortex chamber where it on the fuel part The larger particles of liquid are retained by a dropper trap and fall back into the bath of the atomizer chamber. The vacuum regulator not only maintains the vacuum pressure in the atomizer chamber but also controls the addition of fluid to the fuel at the same time. As a further control means serve a shut-off valve between the reservoir and the prechamber, which preferably discharges cyclically liquid in the prechamber, a central switch which interrupts both the liquid removal on the reservoir and the oxygen supply to the atomizer when the engine is switched off and also the mentioned pump turns off or turns on when the liquid is consumed and the internal combustion engine on the

nach dem Stand der Technik bisher üblichen Betrieb umgeschaltet wird. Ferner schaltet der zentrale Schalter auch den Neutralisator für die von außen angesaugte Luft ein. Vorzugsweise besitzt die Zuleitung zur Zerstäuber-Wirbelkammer noch einen elektronischen Verteiler, der den zentralen Düseneinlaß und die radialen Düsen bzw. deren Zufuhr regelt. Insbesondere vermindert der elektronische Verteiler, daß sich die Flüssigkeitsteilchen vor der Einspritzung in die Zerstäuber-Wirbelkammer unter Bildung größerer Tropfen setzen. Der Zerstäuber-Wirbelkammer-Innenraum ist so gestaltet, daß er zum Aufbau eines turbulenten Strömungsfeldes geeignet ist. Dabei werden die Kraftstofftröpfchen auf der einen Seite durch ein Bombardement von Teilchen (Tröpfchen) kleineren Durchmessers von außen nach innen wie von innen nach außen zerteilt, mit den Tropfen zu einem weitgehend homogenen Gemisch vermengt und allmählich aufgrund der Sugwirkung in Richtung des Motorzylinders abgeführt. Die Zerstäuber-Wirbelkammer kann domnach sehr kurz ausgeführt sein, z. B. die Dicke einer Vergaserdichtung besitzen, an deren Stelle die Zerstäuber-Wirbelkammer vorzugsweise eingesetzt wird.switched according to the prior art hitherto customary operation. Further, the central switch also turns on the neutralizer for the outside sucked air. Preferably, the supply line to the atomizer vortex chamber still has an electronic distributor which controls the central nozzle inlet and the radial nozzles or their supply. In particular, the electronic distributor reduces the liquid particles from settling in the atomizer vortex chamber prior to injection to form larger drops. The atomizer vortex chamber interior is designed to be suitable for building a turbulent flow field. The fuel droplets are divided on the one hand by a bombardment of particles (droplets) of smaller diameter from outside to inside and from the inside out, mixed with the drops to a substantially homogeneous mixture and gradually dissipated in the direction of the engine cylinder due to the Sugwirkung. The atomizer vortex chamber can be made domnach very short, z. B. have the thickness of a carburetor gasket, in place of the atomizer vortex chamber is preferably used.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist oberhalb der Zerstäuber-Wirbelkammer in vorzugsweise 1,5 bis 2mm Abstand eine Ultraschallvorrichtung angeordnet, die etwa hochgewirbelte Benzin- und Flüssigkeitsteilchen weiter zerkleinert. Verwendet man statt dessen Stoffe, die nicht miteinander lösbar sind, wie etwa ein Gemisch aus Methanol, destilliertem Wasser und Glyzerin einerseits und ein Methanol-Öl-Gemisch andererseits, werden jeweils zwei Zerstäuberkammern und Zerstäuber-Wirbelkammern benötigt. Für das Methanol-Öl-Gemisch ergibt sich dabei die Besonderheit, daß zu dessen Feinstverteilung/ Verdampfung kein poröser Formkörper verwendet wird, sondern ein mit einem Metallgitter bzw.-netz ummantelter etwa 50 mmAccording to a further embodiment of the invention, an ultrasonic device is arranged above the atomizer vortex chamber, preferably at a distance of 1.5 to 2 mm, which further comminutes highly fluidized gasoline and liquid particles. If, instead, substances that are not soluble, such as a mixture of methanol, distilled water and glycerol on the one hand and a methanol-oil mixture on the other hand, two atomizer chambers and atomizer vortex chambers are needed. For the methanol-oil mixture, this results in the peculiarity that no porous shaped body is used for its finest distribution / evaporation, but about 50 mm sheathed with a metal mesh or net

langer Kunststoffkörper mit feinen Auslaßkanälen nachgeschaltet, so daß auch das Methanol-Öl-Gemisch hinreichend zerstäubt wird.long plastic body with fine outlet channels downstream, so that the methanol-oil mixture is sufficiently atomized.

Für den Fall, daß Glyzerin verwendet wird, sollte nach einer Weiterbildung der Erfindung dem Verbrennungsraum bzw. den Verbrennungsräumen nachgeschaltete Auspufftrakt einen netzartigen Diffusor aus korrosionsfestem Material aufweisen, in dem eine durch die heißen Abgase selbsttätig ausgelöste Nachverbrennung stattfindet. Die Maschenweite des Diffusors liegt etwa im Bereich von 0,5 bis 3μπι, vorzugsweise 1 bis 2μιη, womit gewährleistet wird, daß die unverbrannten oder nur teilweise verbrannten Kraftstoffpartikel mit noch hohem CO-Gehalt an dem Gewebe aufgesprengt werden und somit die Verbrennungsoberfläche vergrößert wird. Dem Glyzerin kommt in diesem Falle die Wärmeträgerwirkung zu, d. h. in dem Bereich, in dem der Diffusor angeordnet ist, herrschen nach wie vor Abgastemperaturen zwischen 800 bis 1000⁰C, wodurch es zu einer Nachverbrennung kommt. Die Nachverbrennung wird verbessert, wenn die Maschenweite des netzartigen Diffusors zum Austrittsende der Abgase hin kleiner ist als im davorliegenden Teil. Vorzugsweise wird der freie, nicht vom Diffusor-Netz überdeckte Durchströmkanal für das Abgas konkav ausgebildet, wobei sich die gegenüberliegenden konvex ausgestalteten Diffusor-Netzbereiche etwa im mittleren Bereich berühren. Zusätzlich können nach einer Weiterbildung schaufelartige Leitbleche im Diffusor-Netz vorgesehen sein, die sich in Längsrichtung erstrecken und die das Abgas in einer laminaren Strömung durchfluten lassen. Um hohe Temperaturbelastungen d< s eigentlichen Auspuffrohres zu verhindern, ist das Auspuffrohr im Bereich des Diffusors mit einer inneren feuerfesten Auskleidung versehen. Der Diffusor arbeitet nach dem Prinzip einer Gasleuchte, in deren Gasstrom ein netzartiges Gewebe angeordnet ist, welches eine vollständige Verbrennung gewährleistet, ohne den Nachteil eines hohen mechanischen Widerstandes zu bilden.In the event that glycerol is used, according to a development of the invention, the combustion chamber or the combustion chambers downstream exhaust pipe should have a reticulated diffuser made of corrosion-resistant material in which a self-initiated by the hot exhaust gases afterburning takes place. The mesh size of the diffuser is approximately in the range of 0.5 to 3μπι, preferably 1 to 2μιη, which ensures that the unburned or only partially burned fuel particles are burst with high CO content to the tissue and thus the combustion surface is increased. The glycerin is in this case the heat transfer effect, ie prevail in the area in which the diffuser is located, still exhaust gas temperatures between 800 to 1000 ⁰ C, which leads to an afterburning. The afterburning is improved if the mesh size of the net-like diffuser is smaller towards the outlet end of the exhaust gases than in the part in front of it. Preferably, the free, not covered by the diffuser network flow channel for the exhaust gas is concave, with the opposite convex diffuser mesh areas touch approximately in the central region. In addition, according to a further development, blade-like baffles may be provided in the diffuser network which extend in the longitudinal direction and allow the exhaust gas to flow through in a laminar flow. In order to prevent high temperature loads on the actual exhaust pipe, the exhaust pipe is provided in the region of the diffuser with an inner refractory lining. The diffuser works on the principle of a gas lamp, in the gas flow, a net-like fabric is arranged, which ensures complete combustion, without forming the disadvantage of high mechanical resistance.

Exemplary embodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und sollen im folgenden näher erläutert werden. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Show it

Fig. 1: a perspective view of the device according to the invention for retrofitting a gasoline engine; 2 shows a schematic cross-sectional view of the device according to the invention; Fig. 3 corresponding training of FIG. 1 and 2, each with double Vorrats-, Zerstäuber- and

und 4: Zerstäuber-Wirbelkammern;and 4: atomizer vortex chambers;

5 a, b: in each case a detail of an exhaust gas removal pipe with a diffuser in longitudinal section;

Fig. β aFig. Β a

bisc: jeweils Querschnittsansichten entsprechend Fig. 5 a undbisc: each cross-sectional views corresponding to FIG. 5 a and

Fig. 7: a cross section through an atomizer plastic body.

Zum Nachrüsten eines herkömmlichen Benzin-Motors benötigt man einen Vorratsbehälter 1, der über eine flexible Schlauchleitung 22 mit dem Zerstäuber 18 verbunden ist. Von diesem Zerstäuber 18führt wiederum eine Verbindungsleitung 23 zu der Zerstäuber-Wirbelkammer 13, die an die Stelle der üblicherweise vorhandenen Vergaserdichtung (Dichtungsring) tritt. Die Zerstäuber-Wirbelkammer besteht aus einem gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Material, das elektrostatisch nicht aufladbar ist, also neutral bleibt.To retrofit a conventional gasoline engine requires a reservoir 1, which is connected via a flexible hose 22 to the atomizer 18. From this atomizer 18 again leads a connecting line 23 to the atomizer vortex chamber 13, which takes the place of the usually present carburetor gasket (sealing ring). The atomizer vortex chamber consists of a gas- and liquid-permeable material that is electrostatically non-chargeable, so it remains neutral.

Die zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigte Luft wird Ober den Luftansaugstutzen 24 angesaugt, der eine Membran aufweist, die sich bei größerer Außenluftfeuchtigkeit entsprechend schließt und weniger Luft ansaugt. Im einzelnen enthält das Gehäuse des Zerstäubers 18 die in Fig. 2 dargestellte Vorkammer 2, die mit einem Schwimmer 3 ausgerüstet ist, der dazu dient, den Flüssigkeitsstand in der Zerstäuberkammer 4 zu regeln, die mit der Vorkammer 2 in Verbindung steht. Diese Verbindung kann ggf.-z. B. wenn die neutrale Flüssigkeit aufgebraucht ist-durch den Schwimmer unterbrochen werden. In der Zerstäuberkdmmer 4 befindet sich ein poröser Formkörper 5, der einerseits mit einer Leitung 19 über einen Regler 11 mit der Außenlut und andererseits Ober eine Luftansaugleitung 8 mit einer Pumpe β verbunden ist, die von einem weiteren Regler 12 gesteuert wird. Die Zerstäuberkammer 4 besitzt ferner ein zwischen dem porösen Formkörper 5 und dem Unterdruckregler 9, der gleichzeitig als Auslaßventil der Zerstäuberkammer 4 dient, angeordneten Tropfenabscheider 7, der nur Flüssigkeitstropfen unterhalb eines fest vorgegebenen Durchmessers durchläßt. Des weiteren ist zwischen dem Vorratsbehälter 1 und der Vorkammer 2 ein steuerbares Absperrventil 10 vorgesehen. Entweder in einem Vorraum oder über eine entsprechende Ansaugleitung 20 bzw. den bereits in Fig. 1 erwähnten Luftansaugstutzen 24 ist eine Luftansaugurig möglich. In diesem Vorraum bzw. der Ansaugleitung 20 ist ein Neutralisator eingebaut, der verhindert, daß Ladungsträger in die Zerstäuberkammer 4The air required for operating the device according to the invention is sucked in above the air intake pipe 24, which has a membrane which closes correspondingly with greater outside air humidity and draws in less air. In detail, the housing of the atomizer 18 contains the pre-chamber 2 shown in FIG. 2, which is equipped with a float 3, which serves to regulate the liquid level in the atomizer chamber 4, which communicates with the prechamber 2. If necessary, this connection can B. when the neutral liquid is used up-are interrupted by the float. In the Zerstäuberkdmmer 4 is a porous molded body 5, which is connected on the one hand with a line 19 via a regulator 11 with the external blood and on the other hand upper an air intake 8 with a pump β, which is controlled by a further controller 12. The atomizer chamber 4 further has a between the porous shaped body 5 and the negative pressure regulator 9, which also serves as an outlet valve of the atomizer 4, arranged droplet separator 7, which passes only liquid drops below a fixed predetermined diameter. Furthermore, a controllable shut-off valve 10 is provided between the reservoir 1 and the prechamber 2. Either in an anteroom or via a corresponding intake line 20 or the air intake pipe 24 already mentioned in FIG. 1, an air intake is possible. In this antechamber or the suction line 20, a neutralizer is installed, which prevents charge carriers in the atomizer. 4

gelangen. Über den bereits erwähnten Unterdruckregler 9 und die Verbindungsleitung 23 steht der Zerstäuber 18 mit der Zerstäuber-Wirbelkammer 13 in Verbindung. Diese weist zunächst einen elektronisch gesteuerten Verteiler 14 auf, der sowohl die zentrale Düse 15 als auch radial angeordnete Düsen 1 θ mit nebelartiger Flüssigkeit derart bedient, daß diese Flüssigkeit auf einen Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Strom gerichtet wird und diesen in noch feinere Kraftstoffteilchen als bisher möglich zerteilt und diese Feinsttröpfchen auch aufrechterhältreach. About the already mentioned vacuum regulator 9 and the connecting line 23 is the atomizer 18 with the atomizer vortex chamber 13 in connection. This initially has an electronically controlled distributor 14 which serves both the central nozzle 15 and radially arranged nozzles 1 θ with mist-like liquid such that this liquid is directed to a fuel or air-fuel flow and this in even finer fuel particles as previously possible divided and this fine droplets also maintained

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: The device according to the invention works as follows:

Die aus dem Vorratsbehälter 1 über Schlauchleitung 22 taktweise mittels des steuerbaren Absperrventils 10 in die Vorkammer 2 gelangende Flüssigkeit aus zwei Teilen destilliertem Wasser, einem Teil Ethanol und, bezogen auf das Wassor 1:300 organische Säure, vorzugsweise eine solche, die reinigend auf den Motorraum wirkt, wird in die Zerstäuberkammer 4 abgegeben, wo sie von dem porösen Formkörper aufgesogen wird. Oberhalb des porösen Formkörpers bzw. oberhalb des Flüssigkeitsspiegels herrscht in der Zerstäuberkammer 4 ein starker Unterdruck, der zu einer „Verdampfung" der Flüssigkeit führt. Da der Außendruck mindestens fünfzehnmal so groß ist wie der Unterdruck in der Zerstäuberkammer 4, gelangt über die Luftzufuhrleitung 19 Luft in den Formkörper, welche beim Durchlaufen der feinen Kanäle des Forr.ikörpers 5 die Flüssigkeit mitreißt. Durch die hohe Fließgeschwindigkeit wird die Flüssigkeit durch Reibungseffekte in feine Tröpfchen zerteilt, etwa die Flüssigkeitsoberfläche durchdringende Bläschen unterliegen einer derart großen Scherwirkung, daß sie ebenfalls in viele kleineThe from the reservoir 1 via tubing 22 cyclically by means of the controllable shut-off valve 10 in the pre-chamber 2 reaching liquid from two parts of distilled water, a part of ethanol and based on the Wassor 1: 300 organic acid, preferably one that cleaning the engine compartment is discharged into the atomizer chamber 4, where it is absorbed by the porous shaped body. Above the porous shaped body or above the liquid level, there is a strong underpressure in the atomizing chamber 4, which leads to an "evaporation" of the liquid Since the external pressure is at least fifteen times as great as the negative pressure in the atomizing chamber 4, air passes through the air supply line 19 into the shaped body, which entrains the liquid as it passes through the fine channels of the shaping body 5. Due to the high flow rate, the liquid is divided into fine droplets by friction effects, and bubbles that penetrate the liquid surface are subject to such a large amount of shear that they can also be divided into many small ones

Bubbles burst. This leads to the formation of a mist of the finest liquid droplets. The remaining ones

größeren Flüssigkeitströpfchen werden durch den Tropfenabscheider 7 abgefangen und fallen wieder in das Flüssigkeitsbad bzw. auf den Boden der Zerstäuberkammer 4 zurück. Von dem Unterdruckregler wird über die Verbindungsleitung 23 der Flüssigkeitsnebel an den elektronisch gesteuerten Verteiler 14 geführt, wo er an ringförmig angeordnete Düsen 16 sowie eine zentrale Düse 15 dosiert verteilt wird. Die genannten Düsen sind In einer Zerstäuber-Wirbelkammer 13 (Länge etwa 2 bis 5cm) angeordnet, die vom Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch durchflossen wird. Treffen die Flüssigkeitströpfchen auf den Kraftstoffstrom mit hoher Geschwindigkeit, so zerteilen sie die Kraftstoffteilchen in feine Tröpfchen mit kleinem Durchmesser. Eine Wiedervereinigung der Tropfen wird d ldurch verhindert, daß die Flüssigkeit neutral ist, die sich als „Puffer" zwischen etwa elektrisch geladene Benzintröpfchen befinden. Das aus der Zerstäuber-Wirbelkammer 13 abgeführte Gemisch kann dann in einer Brennkammer, z. B. dem Zylinder eines Otto-Motors, verbrannt werden, wobei die Flüssigkeit die Verbrennung in derWeise unterstützt, daß sie unter Vermeidung einer schlagartigen Detonation bis zur vollständigen Oxidation der Kohlenwasserstoffanteile des Benzine aufrechterhalten wird. Die vollständige Verbrennung ist gleichbedeutend mit einem Minimum an CO-Ausstoß, der selbst bei großvolumigen Motoren weit unterhalb von 0,5% lag.larger liquid droplets are intercepted by the mist eliminator 7 and fall back into the liquid bath or to the bottom of the atomizer 4 back. From the vacuum regulator, the liquid mist is guided via the connecting line 23 to the electronically controlled distributor 14, where it is distributed in metered manner to annularly arranged nozzles 16 and a central nozzle 15. The said nozzles are arranged in an atomizer vortex chamber 13 (length about 2 to 5 cm), which is traversed by the fuel or fuel-air mixture. When the liquid droplets hit the fuel flow at high speed, they break up the fuel particles into fine, small diameter droplets. Reunification of the drops is prevented by neutralizing the liquid, which is located as a "buffer" between approximately electrically charged gasoline droplets The mixture discharged from the atomizer vortex chamber 13 can then be stored in a combustion chamber, eg the cylinder of a Otto-Motors, with the liquid assisting combustion in such a way that it is maintained while avoiding a sudden detonation until complete oxidation of the hydrocarbon constituents of the gasoline.The complete combustion is equivalent to a minimum of CO emissions, even at large-volume engines was well below 0.5%.

By means of the measures according to the invention, carbon deposits in the combustion chamber are also avoided, which in Moisture is highly corrosive. Furthermore, carbon deposits on piston rings avoided in

der Regel bisher zur Minderung des Kompressionsdruckes sowie zu einem schnellen Verschleiß des Zylinders f—'ührt haben.the rule so far to reduce the compression pressure and to a rapid wear of the cylinder f-led.

The same applies to the valve surfaces, the spark plug and the entire exhaust tract. Another significant side effect of the method according to the invention is the avoidance of so-called engine knocking. The liquid used ensures a uniform heat distribution in the combustion chamber and prevents the build up of a

abrupten Verbrennung.abrupt combustion.

In the previously conducted test operation, gasoline savings of up to 35% and reduced CO values could be achieved

teilweise sogar bei Werten unter 0,05% lagen.sometimes even at levels below 0.05%.

In contrast to the illustration in FIG. 1, the device according to FIG. 3 has a reservoir 1 having two chambers

mit (eweilicnn Schlauchleitungen 22, worüber mittels nines steuerbaren Absperrventils 10 bzw. 10' Flüssigkeiten in dieVorkammern 2 und 2' gelangen. Dir Aufbau der Zerstäuberkammern 4 und 4' (siehe Fig.4) ist jeweils entsprechend mit der Maßgabe, daß statt des porösen Formkörpers 5 ein aus einem mit einem Metallgitter ummantolten porösen Kunststoffkörper 5' vorgesehen ist, der in Fig.7 näher dargestellt ist. Dieser Kunststoffkörper 5' besteht aus einem porösen, im wesentlichen zylindrischen, im Durchmesser etwa 40mm großen und etwa 50 bis 60mm langen Kunststoffkörper 32, der eine mittlere Sacklochbohrung 33 eines Durchmessers zwischen 2 und 3mm aufweist, in welche die Luftzufuhrleitung 19 mündet. Der Kunststoffblock ist mit einem fest aufgespannten Drahtgeflecht (Metallgitter) einer Maschenweite von ca. 0,2 pm ummantelt und weist an reinem Außenmantel ringförmige oder spiralig verlaufende Nuten 34 einer maximalen Breite von 2 mm auf, die im axialen Abstand von 5mm angeordnet sind. Diese Nut oder Nuten 34 dienen zum Sammeln sich etwa bildender Bläschen. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß das Methanol leichter als Wasser verdampft und das Öl den betreffenden Formkörper 5 nicht zusetzen darf bzw. nicht mit einem aus Mineralen zusammengesetzten Formkörper 5 in chemische Reaktionen treten soll. Weiterhin sind die Zerstäuberkammern 4 und 4' über eine Leitung miteinander verbunden, die ein regelbares Klappenventil 24' aufweist, welches über eine elektronische Steuerung 25 bzw. ein Magnetventil betätigt wird. Während in der ersten Kammer des Vorratsbehälters destilliertes Wasser eingefüllt ist, ist die zweite Kammer des Vorratsbehälters 1 mit einem Methanol-Öl-Gemisch gefüllt. Von beiden Zerstäuberkammern 4 bzw. 4' gelangt der nebelartige Flüssigkeitsdampf In eine jeweilige Zerstäuber-Wirbelkammer 13 bzw. 13', die nacheinander angeordnet sind, so daß dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zunächst ein Wassernebel beigegeben wird und anschließend dem daraus resultierenden Gemisch ein Methanol-Öldampf zugegeben wird. Da die betreffenden Vorrichtungsteile Zu- und Abführleitungen einander entsprechen, kann hinsichtlich der Zerstäuberkammern und der Zerstäuber-Wirbelkammern auf vorstehende Ausführungen in entsprechender Weise verwiesen werden.With (eweilicnn hose lines 22, about which by means of a controllable shut-off valve 10 or 10 'Liquids enter the antechambers 2 and 2' The construction of the Zerstäuberkammern 4 and 4 '(see Figure 4) is respectively with the proviso that instead of the porous Shaped body 5 is provided by a porous plastic body 5 'surrounded by a metal grid, which is shown in more detail in Fig. 7. This plastic body 5' consists of a porous, substantially cylindrical plastic body about 40 mm in diameter and about 50 to 60 mm in length 32, which has a central blind bore 33 of a diameter of between 2 and 3 mm, into which the air supply line 19 discharges The plastic block is encased in a fixedly stretched wire mesh (metal mesh) with a mesh width of approximately 0.2 μm and has an annular outer or outer shell spiral grooves 34 of a maximum width of 2 mm, the ange¬ in the axial distance of 5mm These grooves or grooves 34 serve to collect approximately forming bubbles. As a result, the fact is taken into account that the methanol evaporates more easily than water and the oil is not allowed to enforce the molding 5 in question or should not enter into chemical reactions with a compound body 5 composed of minerals. Furthermore, the atomizer chambers 4 and 4 'are connected to one another via a line which has a controllable flap valve 24', which is actuated via an electronic control 25 or a solenoid valve. While in the first chamber of the reservoir distilled water is filled, the second chamber of the reservoir 1 is filled with a methanol-oil mixture. From both atomizer chambers 4 and 4 ', the mist-like liquid vapor passes into a respective atomizer vortex chamber 13 or 13', which are arranged one after the other, so that a water mist is first added to the air-fuel mixture and then a methanol to the resulting mixture Oil vapor is added. Since the respective device parts supply and discharge lines correspond to each other, reference may be made to the above statements in a corresponding manner with respect to the atomizer chambers and the atomizer vortex chambers.

Weiterhin besitzen die Leitungen 19 und 19' ein Einweg-Lippenventil 36 bzw. 36', das bei zusätzlicher Luftzufuhr über Luftansaugleitung 39 in Schwingungen versetzt wird und die Luft impulsartig an den porösen Formkörper 5 bzw. Ku nststoffkörper 5' abgibt. Diese zusätzliche Luftmenge wird zugeführt, sobald über einen Regler 37 das Absperrventil 38 geöffnet wird, welches beim Kick-down des Gashebels eines Pkw-Motors offenstehen soll. Im Leerlauf des Motcrs oder bei Nichtbelastungszuständen (Bergabfahrten) bleibt das Absperrventil 38 geschlossen. Gleichzeitig wird beim Leerlaufbetrieb oder unbelasteten Zustand bei Talfahrten eines Pkw die Benzinzufuhr über eine Drosselklappe praktisch auf Null zurückgefahren; auch das Nadelventil im Bypass (Leerlaufdüse) wird geschlossen. In diesen Fällen wird lediglich das aus den Zerstäuberkammern 4; 4' kommende Gemisch verbrannt. Hierbei wird sich insbesonder e das Glyzerin auf die NO„-Entstehung reduzierend auswirken.Furthermore, the lines 19 and 19 'have a one-way lip valve 36 and 36', which is offset by additional air supply via air intake line 39 into vibrations and the pulse-like air to the porous shaped body 5 and Ku nststoffkörper 5 'emits. This additional amount of air is supplied as soon as the shut-off valve 38 is opened via a controller 37, which is to be open during the kick-down of the throttle lever of a car engine. When idling the Motcrs or non-load conditions (downhill) the shut-off valve 38 remains closed. At the same time, the fuel supply via a throttle valve is practically reduced to zero during idle operation or unloaded state when driving down a car; also the needle valve in the bypass (idling nozzle) is closed. In these cases, only the atomizer chambers 4; 4 'burning mixture burned. In particular, glycerine will have a reducing effect on NO "generation.

-10- 29? 952-10- 29? 952

Fig. 6 a zeigt einen Längsquerschnitt durch ein Auspuffrohr 26 Im unmittelbar an den Verbrennungsraum angrenzenden Bereich. Die durch die vier Pfeile 27 skizzierten Abgasströme werden gesammelt diesem Auspuffrohr 26 zugeführt, welches einen Diffusor 28 aufweist, der in Abgasrichtung gesehen den gesamten Rohrquerschnitt überstreicht. Wie der Querschnittszeichnungnach Fig. 5 a zu entnehmen ist, hat der Diffusor einen netzartigen Aufbau, wobei der nicht vom Diffusor überdeckte Raum sichzunächst konisch bis auf Null verjüngt und anschließend eine entsprechende konische Erweiterung erfährt. Dar ankommende Abgasstrom, der auf Verbrennungstemperatur erhitztes Glyzerin enthält und der unverbrannte oder nur teilweise verbrannte Partikel mitführt, wird über das Diffusor-Netz geleitet, wobei aufgrund der kleinen Maschanweite, die sich in Richtung des Abgasstromes zum Ausgang hin verdichtet, unverbrannte oder nur teilweise verbrannte Partikel weiterhin zerstäubt werden. Die in diesem Bereich herrschenden hohen Temperaturen führen zu einer Selbstentzündung der unverbrannten Partikel, wodurch sich eine Flamme 30 ausbildet, die sich Ober den gesamten Diffusor und einen etwa gleich langen Teil erstreckt. Der Diffusorsollte etwa eine Länge von 25cm haben, so daß sich eine gesamte Flammenlänge von ca. 50cm ergibt. Zum Schutz desFig. 6 a shows a longitudinal cross-section through an exhaust pipe 26 in the immediate vicinity of the combustion chamber area. The exhaust gas streams sketched by the four arrows 27 are collected and fed to this exhaust pipe 26, which has a diffuser 28 which, viewed in the exhaust gas direction, passes over the entire pipe cross-section. As can be seen in the cross-sectional drawing of Fig. 5a, the diffuser has a net-like construction, with the space not covered by the diffuser initially tapering conically to zero and then undergoing a corresponding conical widening. The incoming exhaust stream containing glycerol heated to combustion temperature and carrying unburned or partially burnt particles is directed via the diffuser network, unburned or partially burned due to the small mesh width which compresses towards the exit in the direction of the exhaust stream Particles continue to be atomized. The high temperatures prevailing in this area lead to spontaneous combustion of the unburned particles, whereby a flame 30 is formed which extends over the entire diffuser and over an approximately equal length of part. The diffuser should have a length of 25cm, giving a total flame length of 50cm. To protect the

Exhaust pipe 26 this is provided with a refractory lining 29. The rejuvenation of the not occupied by the diffuser network flow-through space can be seen in FIGS. 6 a to c, wherein the Reference numeral 28 represents the respective edge of the diffuser network. Fig. Bb shows a variant in which a two-stage diffuser is provided. The first stage corresponds to that in Fig. 5 a Produced, so that reference can be made to relevant statements. However, this diffuser is a second part 28 '

nachgeschaltet, der entsprechend aufgebaut ist, wobei die Diffusormaschenweite zum Auspuffausgang abnimmt. Der erstedownstream, which is constructed according to, with the diffuser mesh size decreases to the exhaust outlet. The first

Diffuser part 28 should be about 15cm long, the second part 28 'about 10cm. Furthermore, it can be seen from Fig. 6 that a plurality of longitudinally extending baffles are provided which the Have task to lead the exhaust flow as possible laminar through the area in which is arranged in the diffuser. With d 'device shown in Figure 3 to β, glycerol is preferably fed as a function of the Amount of fuel added. In particular, in the so-called "kick-down * is the amount of glycerol supplied maximum. The life of the diffuser of Fig. 5 and 6 will not fall below two years usually, especially not then

wenn das betreffende Netz aus nichtrostendem Stahl besteht, der ohne Schaden bis ca. 1800⁰C belastbar ist.if the network in question is made of stainless steel, which can be loaded without damage up to 1800 ⁰ C

Claims

1. A method for optimizing the combustion of fuels with minimal CO emission by prior introduction of a water and / or alcohol-containing liquid mist into the air-fuel mixture and generation of a homogeneous liquid-fuel mixture, characterized in that the (deionized) neutral liquid mist either for the most part from distilled water to which a weak organic acid in a distilled water concentration of between 1/500 to 1/200, preferably 1/300, is added and alcohol or from a mixture of equal proportions of about the same large amounts of water and methanol with small amounts of glycerin, preferably 200 to 300g glycerol to 4.51

Water / methanol on the one hand and a methanol-oil mixture on the other hand in a ratio of 200 to 400 g, preferably 300 g, oil to 51 methanol and the fuel in an amount based on the fuel in the ratio of Ibis 10: 1000, preferably 0.1 to 1 , 5: 100 is added, wherein the liquid mist in fine droplet form is mixed with the fuel-air mixture in a turbulent flow field.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid or a corresponding liquid mixture additionally has a low freezing point, preferably -25 ° C, having.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the liquid mixed with the organic acid to two volumes of distilled water, a volume of alcohol, preferably lower alcohols or glycerol-containing liquid, a mixture of 2.5 parts by volume Water, 2 parts methanol and 200 to 300g glycerin contains.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that methanol and / or ethanol is used.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the weak organic acid originates from the group of carboxylic acids.

6. The method according to any one of claims 1,2 or 4, characterized in that the oil is a synthetic oil with a high evaporation temperature.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid is atomized in a chamber with the lowest possible pressure, preferably 20 to 30% below the external pressure, before it is added to the air-fuel mixture.

8. The method according to claim 7, characterized in that the mixed with an organic acid added water and alcohol existing liquid is dispensed from a reservoir into an atomizer, in which there is an approximately always uniform liquid level, wherein in the liquid is a porous shaped body is sucked by the above the low pressure above the liquid level from the outside air, the liquid contained in the molding of the remaining liquid ultrafine droplet (mist-like) squeezed out, and then the fine droplets (the mist) via a control valve the air-fuel Mixture or be added to the fuel.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mixture of distilled water, methanol and glycerol on the one hand and the oil-methanol mixture on the other hand dispensed dosed into different reservoirs in respective atomizer, wherein in the water, methanol and glycerin provided reservoir a porous body (soda stone) and in the provided with the alcohol-oil mixture reservoir are a porous, covered with a metal mesh plastic body, is sucked through the low pressure above the liquid level from the outside air, the in the molded body or the plastic body befindlicher liquid from the remaining liquid finely droplets (mist-like) squeezed out and then the fine droplets (mist) are added via a respective control valve the air-fuel mixture or the fuel.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the sucked air is previously discharged (neutralized).

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the air supply, preferably by a membrane, is regulated such that the air supply is correspondingly reduced at higher humidity.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the liquid metering is controlled electromagnetically in the respective Zerstäu jerkammer via a float.

13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the molded body or the plastic body is additionally acted upon via a controllable pump with pressure corresponding to the pressure is injected with the fuel via an injection nozzle.

14. The method according to any one of claims 1 to 7 and 9 to 13, characterized in that at speed acceleration of the engine, the sucked air by high-frequency (ultrasonic range) opening and closing a one-way valve is given pulsating (pulse-like) in the atomizer.

15. The method according to any one of claims 7 to 14, characterized in that the fog-like

Liquid is passed through a mist eliminator, preferably a fine-mesh sieve, which passes only drops below the mesh-defined diameter, preferably below 0.3 mm, before being mixed with the air-fuel mixture to produce a turbulent flow field becomes.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the liquid mist, possibly each, via a central and radial inlets (nozzles) is blown into a diffuser space to produce a turbulent flow field such that on the fuel particles impinging mist droplets (mechanically) divide the fuel particles and mix with the comminuted fuel particles such that reunification of the fuel particles is prevented to larger diameter droplets.

17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the fuel before or during the injection of the liquid mist by ultrasound (pre-) atomized, preferably by the serving as a baffle for the fuel particles carburetor flap is irradiated with ultrasound.

18. The method according to any one of claims 1,2,4,6,7 or 9 to 17, characterized in that in a first stage consisting of distilled water, methanol and glycerin existing liquid mist and in a second stage of an alcoholic oil Mixture existing mist is injected into the fuel or fuel-air mixture.

19. The method according to any one of claims 1,2,4,6,7 or 9 biß 18, characterized in that the combustion chamber leaving incompletely burned fuel particles are post-combusted in an exhaust pipe by spontaneous combustion in a net-like diffuser, wherein the glycerin as heat storage accordingly serves the prevailing temperatures in the combustion chamber.

20. An apparatus for carrying out the method according to any one of claims 1 to 19, with a carburetor or a premixing chamber upstream of the engine atomizer (18,18 ') for a liquid, characterized in that the atomizer or the (18,18') essentially at least one reservoir (1) for the liquid (s), an antechamber (2, 2 ') with a float (3, 3') connected to a solenoid valve controlling the liquid mist flow, and at least one atomizing chamber (4, 4 ') having a negative pressure regulator (9, 9') which is connected to at least one atomizer vortex chamber (13, 13 ') for mixing the liquid mist with the air-fuel mixture or fuel, the atomizer vortex chamber (13, 13 ') has radial and a central supply (s) (nozzles 16, 16', 15, 15 ') for the liquid, which are directed so that they are substantially perpendicular to the air / fuel mixture. Mixture or the fuel Stream meet.

21. The device according to claim 20, characterized in that the feeds (nozzles 16,16 ', 15, 15') via a pressure regulator (9,9 ') and an electronically controlled distributor (14,14') with the atomizer (18 , 18 ') are connected.

22. The apparatus of claim 20 or 21, characterized in that between the reservoir (1) and the pre-chamber (2,2 ') a controllable shut-off valve (10,10') is provided which preferably cyclically liquid in the antechamber (2, 2 ').

23. Device according to one of claims i 0 to 22, characterized in that the float (3,3 ') the inflow between you pre-chamber (1) and the Zerstäuberkammer (4,4') locks when no more liquid from the reservoir (1) can be discharged or the liquid level in the antechamber (2, 2 ') falls below a predetermined level.

24. Device according to one of claims 20 to 23, characterized in that in the in the atomizer chamber (4; 4 ') pending liquid is a porous shaped body (5), preferably an air- and liquid-permeable pressed composite body having a porosity up to 60 %, is completely immersed, which is connected via a regulator (11) having line (19) with the external environment (air) or connectable.

25. The apparatus according to claim 24, characterized in that in two storage containers or a storage container (1) with two chambers in the second Zerstäuberkammer (4 ') with a corrosion-resistant metal mesh (35) sheathed plastic body (32) is provided, which is also about a conduit (19 ') having a regulator (11') is connected or connectable to the outside environment (outside air).

26. The apparatus according to claim 25, characterized in that the air supply lines (19, 19 ') are each equipped with a disposable lip valve (36).

27. The device according to claim 26, characterized in that in the immediate vicinity of the one-way lip valves (36, 36 ') another, one with a by a controller (37) operable shut-off valve (38) provided with air intake line (39) in the lines ( 19, 19 '), whereby air sucked in via lines (39) displaces the valves (36, 36') into high-frequency oscillations in the ultrasonic range.

28. Device according to one of claims 25 to 27, characterized in that in the molded body (5) and / or in the plastic body (5 ') another, with a controllable pump (6; 6') connected to the air intake pipe (8; 8 ') opens.

29. The device according to any one of claims 20 to 28, characterized in that before the atomizer outlet or the vacuum regulator (9; 9 '), a droplet separator (7; 7') is provided for such droplets having a (certain) size of preferably more than 0.3 mm, preferably a mechanical multilayer mesh screen.

30. Device according to one of claims 20 to 29, characterized in that in the air supply line (19, 19 ') or an antechamber of the atomizer (4, 4'), a neutralizer (17), preferably a capacitor, is provided.

31. Device according to one of claims 20 to 30, characterized in that all regulators or valves and distributors (3; 9; 10; 11; 12; 14; 24; 25 and 36 to 38) are interconnected via a central control ,

32. Device according to one of claims 20 to 31, characterized in that an indicator is provided which indicates the liquid level in the reservoir (1) or the storage containers or chambers or their complete consumption.

33. Device according to one of claims 20 to 32, characterized in that the atomizer vortex chamber is constructed in two stages, each stage with a reservoir (1) is connected.

34. Device according to one of claims 20 to 23, characterized in that the atomizer vortex chamber or each atomizer vortex chamber in the fuel supply line an ultrasonic source is connected upstream.

35. Apparatus according to claim 34, characterized in that the ultrasonic source is directed to serving as a baffle plate for the fuel carburetor flap.

36. Apparatus according to claim 35, characterized in that the ultrasonic source is arranged directly above the atomizer vortex chamber, preferably in 1.5 mm to 2 mm spacing.

37. Device according to one of claims 20 to 35, characterized in that two atomizer vortex chambers (13; 13 ') are provided, through which in the first stage (13) a mist of a water-methanol-glycerol mixture and in the second stage (13 ') a methanol-oil mixture mist is injected into the fuel or fuel-air mixture and that the or the combustion chambers downstream of the exhaust gases (27) exhaust pipe (exhaust) is arranged downstream, the net-like Whole pipe cross-section covering diffuser (28) made of corrosion-resistant material, in particular stainless steel, in which a by the hot exhaust gas streams (27) automatically triggered post-combustion takes place.

38. Apparatus according to claim 37, characterized in that the between 0.5 and 3μιη mesh size of the net-like diffuser (28) to the outlet end of the exhaust gases is smaller than in the preceding part.

39. Apparatus according to claim 38, characterized in that the mesh width to the exhaust outlet end is half as small as in the first part.

40. Device according to one of claims 37 to 39, characterized in that the free, not by the diffuser network (28) covered flow channel for the exhaust gas streams (27) is concave, wherein the opposite convex diffuser mesh areas approximately in the middle Touch the area.

41. Device according to one of claims 37 to 40, characterized in that the free, not by the diffuser network (28) covered flow channel for the exhaust gas is concave, with two in the exhaust outlet pipe arranged in series directly behind one another opposite convex configured Touch the diffuser mesh areas approximately in the middle area.

42. Apparatus according to claim 40 or 41, characterized in that- seen in the outflow - the first diffuser mesh area including any stabilization fixtures or baffles made of stainless steel, the subsequent area of a stainless

Steel alloy with Cu content and the last part consists of a pure Cu alloy.

43. Device according to one of claims 37 to 42, characterized in that blade-like baffles (31) are provided in the diffuser network, which can flow through the exhaust gas in a laminar flow and support the diffuser network (28).

44. Device according to one of claims 37 to 43, characterized in that the exhaust pipe (26) in the region of the diffuser (28) and in an approximately equally long subsequent area with a refractory inner lining (29) is provided.