DD299657A5

DD299657A5 - Verfahren und einrichtung zum herstellen einer wasser-in-oel-emulsion sowie wasser-in-oel-emulsion

Info

Publication number: DD299657A5
Application number: DD90339808A
Authority: DD
Inventors: Armando Ulrich; Alfred Kessler
Original assignee: @��@��@��@��@��@��@��@��K@��k��
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1992-04-30
Also published as: EP0392545A1; HUT60843A; DE59000033D1; KR940010734B1; EP0392545B1; JPH0380926A; KR920700346A; WO1990012959A1; ATE71698T1; GR3004351T3; DE3912344A1; HU210254B; CA2027576C; US5125367A; CA2027576E; DK0392545T3; ES2029930T3; AU5406890A; EP0424488A1; CA2027576A1

Abstract

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer Wasser-in-OEl-Emulsion sowie Wasser-in-OEl-Emulsion insbesondere fuer den Betrieb einer Einspritzpumpe insbesondere eines Dieselmotors, mit einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer (1) mit tangentialem Einlauf und sich verjuengendem axialem Auslauf * Zur Herstellung einer feinen homogenen Emulsion mit einer Groesze der suspendierten Wassertroepfchen im Bereich von 2 bis 4 m oder in Form eines Kolloides mit einer Wassertroepfchengroesze von 1 000 nm oder weniger ist der dem Auslauf (2) abgewandte axiale Ednabschnitt der Wirbelkammer (1) von einem koaxial zu dieser verlaufenden Ringkanal (7) umgeben, der ueber tangential zur Wirbelkammer ausgerichtete Einlaufschlitze (9) mit dieser verbunden ist und in welchen ein OEleinlaszkanal (8) tangential einmuendet. In den einlaufseitigen Endabschnitt der Wirbelkammer (1) muendet eine elektromagnetisch gesteuerte Wasser-Einspritzduese * Der Auslauf (2) der Wirbelkammer (1) muendet ueber eine Erweiterung (3) in eine Saugkammer (4) eines Radiallaufrades * das in einer Pumpenkammer (12) angeordnet ist, die im Bereich des Umfangs des Radiallaufrades (5) einen Austrittskanal (13) aufweist, an den eine zu einem Verbraucher oder in einen Vorrat fuehrende Vorlaufleitung und eine zu einem Emulsionseinlaszkanal (15) fuehrende Rezirkulationsleitung anschlieszbar sind, der ebenfalls in den Ringkanal tangential einmuendet. Falls die Einrichtung fuer den Betrieb einer Einspritzpumpe dient, muendet in die Saugkammer (12) des Radiallaufrades (5) ein Eintrittskanal (16) seitlich ein, an den eine von der Einspritzpumpe kommende Ruecklaufleitung anschlieszbar ist.{Wasser-in-OEl-Emulsion; Kalloid; Einspritzpumpe; Dieselmotor; Wirbelkammer; Ringkanal; OEleinlaszkanal; Wasser-Einspritzduese; Wirbelkammerauslauf; Erweiterung; Radiallaufrad; Rezirkulation}

Description

Ausleufs der Wirbelkammer beeinflußbare Unterdruck der aus der Wirbelkammer austretenden und dabei expandierenden Emulsion nicht gestört, so daß das Radlallaufrad für ein großes Druckverhältnis zwischen dem Austrittsdruck und dem Eintrittsdruck zur Begünstigung der Emulsionsbildung Lusgelegt sein kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgomäßen Einrichtung läßt sich in Abhängigkeit von der Auslegung der Strömungsantriebe und der konstruktiven Auslegung der Strömungsquerschnitte erreichen, daß die mittlere Tröpfchengröße des Wassers in der kollodialen Emulsion bei 10OOnm oder darunter liegt, wodurch sich ein sehr feines und homogenes und stabiles Kolloid ergibt. Der kolloidale Zustand der erfindungsgemäßen Wasser-in-ÖI-Emulsion ist charakterisiert durch mit einem Ultramikroskop feststellbarer heftiger Brownschen Bewegung der dispersen Wasserteilchen und durch das Auftreten des Tyndall-Effektes, mit dem die Tröpfchengröße aus der Stärke des gestreuten Lichtes ermittelt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich aber die Größe der Wassertröpfchen auch so einregulieren, daß deren mittlere Tröpfchengröße größer ist, beispielsweise bei 2 bis 4 Mikron liegt. Dies ist z. B. hinreichend, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung zur Versorgung der Einspritzpumpe eines Dieselmotors eingebaut ist.

Die Wasser-Einspritzdüse soll an einer solchen Stelle des Ringkanals oder der Wirbelkammer münden, daß sich eine möglichst feine Zerstäubung des eingespritzten Wassers ergibt. Aufgrund der in der Wirbelströmung in der Wirbelkammer herrschenden Druckverhältnisse wird es daher bevorzugt, die Wasser-Einspritzdüse in der Achse der Wirbelströmung einmünden zu lassen, wenngleich es auch zweckmäßig sein kann, die Wasser-Einspritzdüse für eine Spritzrichtung im Winkel zu der Achse der Wirbelströmung anzuordnen.

Auch das Radiallaufrad kann mit seiner Achse im Winkel zur Achse des Strömungswirbefs in der Wirbelkammer angestellt sein. Jedoch wird es auch hier bevorzugt, das Radiallaufrad und dessen rotationssymmetrisch ausgebildete Saugkammer koaxial zu der Wirbelkammer anzuordnen, um hierdurch die Wirbelströmung durch die Rotationsbewegung des Radiallaufrad^ mit antreiben zu helfen.

Die Erweiterung am Eintritt in die Saugkammor des Radiallaufrades ist vorzugsweise gestuft ausgebildet, um an dieser Stelle eine möglichst starke Expansion und Turbulenz der aus der Wirbelkammer austretenden Strömung zu erreichen. Die rotationssymmetrische Wirbelkammer selbst kann weitgehend hohlzylindrisch oder im Axialschnitt hohlherzförmig oder dergleichen ausgebildet sein. Bevorzugt wird es jedoch, die Wirbelkammer hohlbirnenförmig auszubilden. Weiter wird es bevorzugt, den Austrittskanal der Pumpenkammer parallel zur Achse des Radiallaufrades anzuordnen, weil dadurch die aus dem Radiallaufrad austretende Strömung einem starken Richtungswechsel unterworfen wird, der zur Feinheit der Emulsionsbildung beitragen kann.

Vorzugsweise wird die Wasser-Einspritzdüse intenni· orend betrieben. Dadurch wird das feine Zerstäuben des eingespritzten Wassers und das Mischen der zerstäubten Wassertröpfchen mit dem Öl begünstigt.

Dadurch, das erfindungsgemäß das Wasser über ein*; elektromagnetisch gesteuerte Einspritzdüse in das Öl eingesprüht wird, eröffnet sich überdies die Möglichkeit, die Einspritzmongo des Wassers und damit din Wasseranteil in der der Einspritzpumpe eines Dieselmotors zugeführten Emulsion in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Motors zu regeln. Zwar ergibt sich dadurch, daß die Emulsion mehrfach durch den Emulgierkreislauf zirkuliert wird, eine gewisse Trägheit bis zum Wirksamwerden der Regelung. Jedoch kann diese Regelungsträgheit aufgrund der Erfindung durch die Wahl eines hohen Druckverhältnisses zwischen dem Eintritt und dem Austritt der Wirbelkammer und daher einer entsprechend kleinen Zeitdauer der Rezirkulationszyklen kleingehalten werden. Für einen Betrieb des Dieselmotors mit reinem Dieselöl ohne Wasseranteil besteht außerdem die Möglichkeit, durch Vorsehen von Umgehungsleitungen und gesteuerten Magnetventilen das Dieselöl vor seinem Eintritt In den Ringkanal zur Einspritzpumpe des Motors hin abzuzweigen und den Emulsionskreislauf von der Einspritzpumpe abzutrennen.

Bei intermittierendem Betrieb der Wasser-Einspritzdüse läßt sich eine derartige Regelung des Wasseranteils in der Emulsion bei konstantem Hub der Düsennadel der Einspritzdüse über die Dauer und die Abstände der Öffnungsintervalle der Einspritzdüse steuern. Als Regelgröße wird insbesondere die Motordrehzahl verwendet. Bevorzugt werden jedoch der Lastzustand des Motors aufgrund der jeweiligen Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs bzw. der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe, der barometrische Umgebungsdruck und/oder das sp jzifische Gewicht des verwendeten Öls als zusätzliche Regelgrößen verwendet. Der barometrische Druck wird mit eirer Druckdose gemessen, die der elektronischen Steuereinrichtung den Befehl gibt, bei hohem barometrischen Druck mehr, und bei niedrigem barometrischem Druck weniger Wasser einzuspritzen. Auf diese Weise wird verhindert, daß beispielsweise beim Überfahren von hohen Pässen ein Leistungsabfall durch einen zu hohen Wasseranteil im Dieselöl auftritt. Das spezifische Gewicht des zugeführten Öls kann mit einer in die Kraftstoffleitung eingeschalteten Waage bestimmt werden. Bei einem Öl mit einem hohen spezifischen Gewicht wird mehr Wasser eingespritzt als beieinem Öl mit einem niedrigen spezifischen Gewicht.

Das Wasser wird aus einem separaten Wasserbehälter, vorzugsweise durch eine Hochdruckpumpe, der Einspritzdüse zugeführt. Hierdurch kann ein Wasser-Zirkulationskreis, an den die Wasser-Einspritzdüse angeschlosser' ist, mit hohem Durchsatz, z. B. von 1201/Std. vorgesehen werden. Da aber selbst bei größten Motoren nicht mehr als 401/Std. verbraucht werden, ist der Rücklauf in den Wasserbehälter sehr groß. Dies wird vorzugsweise dadurch ausgenutzt, daß in den Rücklaufzweig des Wasser-Zirkulationskreises ein vom Motorkühlwasser beheizter Wärmetauscher eingeschaltet ist, wodurch das in den Wasserbehälter zurückgeführte Wasser erwärmt wird. Dieses Erwärmen des Wassers dient als Frostschutz, solange das Fahrzeug in Betrieb ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform der die Wasser-in-ÖI-Emulsion herstellenden Vorrichtung der erfindungsgemäßen Einrichtung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: einen Axialschnitt der Vorrichtung und Figur 2 einen Querschnitt in etwas vergrößertem Maßstab entsprechend der Schnittlinie A-A in Figur 1.

Die Vorrichtung ist aus mehreren bearbeiteten und miteinander verschraubten Gehäuseblöcken zusammengesetzt. Sie umschließt eine rotationssymmetrisch hohlbirnenförmige Wirbelkammer 1 mit einem sich exponential verjüngenden Auslauf 2, der über eine gestufte Erweiterung 3 in die Saugkammer 4 eines Pumpen-Radiallaufrades 5 mündet, welches von einem Elektromotor 6 angetrieben wird. Der birnenförmige Kopf der Wirbelkammer 1 ist von einem Ringkanal 7 umgeben, in den ein Öleinlaßkanal 8 tangential einmündet und welcher seinerseits über tangential zur Wirbelkammer 1 ausgerichtete Einlaufschlitze 9 in die Wirbelkammer 1 mündet. Am Scheitel der hohlbirnenförmigen Wirbelkammer 1 mündet in deren Achse

eine Wasser-Einspritzdüse 10, die von einem Elektromagneten 11 gesteuert ist, so daß das zugeführte Wasser intermittierend in die in der Wirbelkammer 1 rotierende Wirbelströmung hinein zerstäubt wird.

Die Wirbelkammer 1, die zylindrische Saugkammer 4 und das Radiallaufrad 5 sind koaxial zueinander angeordnet. Die das Radiallaufrad 5 aufnehmende Pumpenkammer 12 mündet im Bereich des Umfange des Radiallaufrades 5 in einen parallel zu dessen Achse verlaufenden Austrittskanal 13, der winkelig in eine Anschlußbohrung 14 für den Anschluß eines T-Stückes übergeht. Der eine Zweig des T-Stückes führt zur Einspritzpumpe eines Dieselmotors und der andere Zweig des T-Stückes führt über eine Rezirkulationsleitung zu einem Emulsioneinlaßkanal 15, der ebenfalls tangential in den Ringkanal 7 einmündet. Die Rücklaufleitung der Einspritzpumpe wird an einen in die Saugkammer 4 seitlich einmündenden Eintrittskanal 1 β angeschlossen, Im Retrieb der Vorrichtung wird das Öl mittels einer Kraftstoffpumpe mit, je nach Fahrzeug, 1,5 bis 3,0bar durch den Öleinlaßkanal 8 in den Ringkanal 7 gefördert, von wo das Öl durch die Einlaufschlitze 9 in die Wirbelkammer 1 eingebracht wird und dort in eine kreisspiralige Bewegung versetzt wird. Das Wasser wird mit einer Hochdruckpumpe, vorzugsweise einer Zahnrad-Hochdruckpumpe, welche elektrisch oder auch mechanisch vom Motor angetrieben werden kann und beispielsweise einen Druck von 10bar erzeugt, welcher durch ein Druck-Reduzierventil auf je nach Motor 5,5 bis 6,5bar reduziert wird, der Wasser-Einspritzdüse 10zugeführt und über diese in den in der Wirbelkammer 1 erzeugten Strömungswirbel hinein zerstäubt, Die Einspritzdüse wird elektromagnetisch betätigt. Ist die Magnetwicklung des Elektromagneten 11 stromlos, so wird die Düsennadel von einer Schraubenfeder auf ihren Sitz gedrückt. Durch den Stromimpuls für die Magnetentwicklung wird die Düsennadel beispielsweise um etwa 0,1 mm von ihrem Sitz angehoben. Durch den entstehenden Ringspalt tritt das Wasser während beispielsweise 1 bis 1,5ms aus der Einspritzdüse 10 aus, Zur besseren Zerstäubung kann die Düsennadel mit einem Spritzzapfen versehen sein.

Die Wirbelströmung wird in dem sich verjüngenden Auslauf 2 der Wirbelkammer 1 beschleunigt, wodurch entsprechend der Druck sinkt. Die Strömungsverhältnisse werden vorzugsweise derart eingestellt, daß am Austritt aus dem Auslauf 2 in die Saugkammer 4 der Dampfdruck gerade noch nicht erreicht wird, so daß der Kavitationszustand möglichst weit angenähert wird, ohne daß er jedoch erreicht wird. Aufgrund der gesti ''en Erweiterung beim Übergang in die Saugkammer 4 expandiert die Strömung, die dann vom Radiallaufrad 5 angesaugt und in diesem radial nach außen ausgebreitet wird. Durch die koaxiale Ano. dnung des Radiallaufrades 5 zu der Wirbelkammer 1 wird das Antreiben der Wirbelströmung in der Wirbelkammer 1 unter dem Saugdruck des Radiallaufrades 5 begünstigt. Das Radiallaufrad D wird von dem Elektromotor 6 vorzugsweise mit einer konstanten Drehzahl von beispielsweise 3000U/min angetrieben. Die mit dem Radiallaufrad gebildete Zentrifugalpumpe hat beispielsweise eine stündliche Leistung von 240I bei einer Saughöhe von 1,5m.

Die Emulsion verläßt die Pumpenkammer 12 durch den Austrittskanal 13 und die Anschlußbohrung 14 und wird danach über das T-Stück verteilt. Der eine Anteil wird der Einspritzpumpe zugeführt, wohingegen der größere Anteil über die Rezirkulationsleitung und den Emulsionseinlaßkanal 15 wieder in den Ringkanal 7 und damit in die Wirbelkammer 1 eingeführt wird. Der von der Einspritzpumpe nicht verbrauchte Teil der Emulsion wird von dem Radiallaufrad 5 über den Eintrittskanal 16 in den Zirkulationskreislauf zurückgesaugt.

Dio Emulsionsbildung findet hauptsächlich in der Wirbelströmung in der Wirbelkammer 1 statt, wird jedoch durch das Einspritzen und Zerstäuben des Wassers mittels der Einspritzdüse 10 und durch die Strömungsverhältnisse in dem Radiallaufrad 5 wesentlich unterstützt.

Durch die erfindungsgemäße Emulsionsbildung wird nicht nur eine erhebliche Verringerung der Stickoxidanteile und Rußanteile im Abgas des Diesemotors, sonder,! auch eino Verkleinerung der Partikelgrößen im Abgas erreicht. Außerdem wird der Geruch des Abgases wesentlich verbessert, d. i., daß das Abgas gegenüber normalen Diesolmotorabgasen weniger stinkt. Bezugsz£i'chenliste

1 Wirbelkammer

2 Auslauf

3 Erweiterung

4 Saugkammer

5 Radiallaufrad

6 Elektromotor ,

7 Ringkanal

8 Öleinlaßkanal

9 Einlaufschlitze

10 Wesser-Einspritzdüse

11 Elektromagnet

12 Pumpenkammer

13 Austrittskanal

14 Anschlußbohrung

15 Emulsionseinlaßkanal

16 Eintrittskanal

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Waser-in-ÖI-ErmHor bei welchem in dosierter Menge zugeführtes Wasser und Öl mit einem Wasseranteil . n 5 bis 35 Vol.-% in der Emulsion in einen um eine Achse rotierenden Strömungswirbel eingt !ei' et und in diesem zum einem Gemisch vermischt werden, welches in dem Strömungswirbel en'lang der Achse beschleunigt wird, wonach das rotierende Gemisch verzögert wird und danach in den Strömungswirbel rezirkuliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser und das Öl in den Strömungwirbel voneinander getrennt eingeleitet werden, wobei das Öl in das zirkulierte Gemisch eingeleitet wird und das Wasser durch Hochdruckzerstäubung in den Strömungswirbel hinein zerstäubt wird, und daß das Gemisch, nachdem es verzögert wird und bevor es rezirkuliert wird, in einer Zentrifugalpumpe verdichtet wird.

2. Emulgatorfreie Wasser-in-ÖI-Gmulsion aus in einem Öl dispergieren Wassertröpfchen, herstellbar nach dem Verfahren nach Anspruch 1, in weicher der Wasseranteil 5 bis 35Vol.-% beträgt, gekennzeichnet durch die Ausbidung als stabiles Kolloid mit Wassertröpfchen in einer Größe von 1000 nm oder weniger, insbesondere in einer Größe von 100 bis 500 nm.

3. Einrichtung zum Herstellen einer Wasser-in-ül-Emulsion, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer mit tangentialem Einlauf und sich verjüngendem axialen Auslauf, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Auslauf abgewandte axiale Endabschnitt der Wirbalkammer (1) von einem koaxial oder sprialförmig zu dieser verlaufenden Ringkanal (7) umgeben ist, der über wenigstens annähernd tangential zur Wirbelkammer ausgerichtete Einlaufschlitze (9) mit dieser verbunden ist und in welchen ein Öleinlaßkanal (8) tangential einmündet, daß in den Ringkanal (7) oder-vorzugsweise-in den einlaufseitigen Endabschnitt der Wirbelkammer (1), eine elektromagnetisch gesteuerte Wasser-Einspritzdüse (10) mündet, und daß der Auslauf (2) der Wirbelkammer über eine Erweiterung (3) in eine Saugkammer (4) eines Radiallaufrades (5) mündet, das in einer Pumpenkammer (12) angeordnet ist, die im Bereich des Umfangs des Radiallaufrades einen Austrittskanal (13) aufweist, an den eine zu einem Verbraucher oder in einen Vorrat führende Vorlauf leitung und eine zu einem Emulsionseinlaßkanal (15) führende Rezirkulationsleitung anschließbar sind, der ebenfalls in den Ringkanal (7) tangential einmündet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher eine Einspritzpumpe insbesondere eines Dieselmotors ist und daß in die Saugkammer (4) des Radiallaufrades (5) ein Eintrittskanal (16) einmündet, an der eine von der Einspritzpumpe kommende Rücklaufleitung anschließbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Einspritzdüse (10) koaxial in das einlaufseitige Ende der Wirbelkammer (1) einmündet.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallaufrad (5) und dessen rotationssymmetrisch ausgebildete Saugkammer (4) koaxial zu derWirbelkammer(i) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (3) am Eintritt in die Saugkammer (4) des Radiallaufrades (5) gestuft ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (1) hphlbirneriförmig ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (13) der Pumpenkammer (12) parallel zur Achse des Radiallaufrades (5) verläuft.

10. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekonnzeichnet, daß die Wasser-Einspritzdüse (10) intermittierend betrieben ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsintervalle der Wasser-Einspritzdüse (10) bei konstantem Hub der Düsennadel in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gesteuert wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsintervalle der Wassereinspritzdüse (10) außerdem in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals bzw. der Regelstange der Einspritzpumpe, dem barometrischen Umgebungsdruck und/oder dem spezifischen Gewicht des Öls gesteuert sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Einspritzdüse (10) an einen Wasser-Zirkulationskreis angeschlossen ist, in dessen Rücklaufzweig ein vom Motorkühlwasser beheizter Wärmetauscher eingeschaltet ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahron und eine Einrichtung zum Herstellen einer Wasser-in-ÖI-Emulsion sowie eine nach dem Verfahren herstellbare Wasser-in-ÖI-Emulsion. Die Einrichtung ist insbesondere für den Betrieb einer Einspritzpumpe insbesondere eines Dieselmotors bestimmt.

Es ist bekannt, daß durch Beifügen von Wasser in Dieselöl die Betriebstemperatur des Dieselmotors gesenkt und der Stickoxid· und Rußanteil im Abgas reduziert werden können. Vergleichbares gilt auch für Ölbrenner. Hierzu kommt es jedoch entscheidend darauf an, daß das Dieselöl und das Wasser in die Form einer Emulsion gebracht werden, in welcher kleinste Wassertröpfchen in dem Dieselöl suspendiert sind. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, ein vorgemischtes Öl-Wassergemisch tangential in eine rotationssymmetrische Wirbelkammer einzuführen, die sich zu ihrem axialen Auslauf hin kontinuierlich verjüngt, an den sich über eine gestufte Erweiterung ein sich in Strömungsrichtung verjüngender Kanal anschließt, der tangential in eine zweite, etwa birnenförmige Wirbelkammer mündet, deren Achse senkrecht zu derjenigen der ereten Wirbelkammer verläuft. Auch die zweite Wirbelkammer verjüngt sich zu ihrem axialen Auslauf hin und mündet dort an der Saugseite eines Pumpenrades, von dem das Flüssigkeitsgc misch in eine die erste Wirbelkammer umgebende Ausgleichskammer gefördert wird und von dort über tangentiale Eintrittsöffmingen am Übergang der ersten Wirbelkammor in deren Auslauf in die erste Wirbelkammer zurückgeleitet wird. Diasor Kreislauf wird von dem Flüssigkeitsgemisch im Mittel wenigstens zehnmal durchlaufen, so daß sich eine Emulsion mit in dem Öl suspendierten Wassertröpfchen einer mittleren Größe von 3 bis 6 Mikron bildet. Aus diesen Kreisläufen wird ein entsprechender Emulsionsanteil im Bereich des größten Umfanges der zweiten Wirbelkammer zur Einspritzpumpe des Dieselmotors abgezweigt und frisches, vorgemischtes Öl und Wasser werden -wie auch der in der Einspritzpumpe nicht verbrauchte Emulsionsrest - an der Saugseite des Pumpenrades in das System eingeführt.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine sehr feine und homogene Wasser-in-ÖI-Emulsion bereitzustellen und eine relativ einfach aufgebaute, jedoch für die Emulsionsbildung hochwirk.ame Einrichtung zur Herstellung der Emulsion zu schaffen.

Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Wasser-in-ÖI-Emulsion, bei welchem in dosierter Menge zugeführtes Wasser und Öl mit einem Wasseranteil von 5 bis 35VoI.-% in der Emulsion in einen um eine Achse rotierenden Strömungswirbel eingeleitet und in diesem zu einem Gemisch vermischt werden, welches in dem Strömungswirbel entlang der Achse beschleunigt wird, wonach das rotierende Gemisch verzögert wird und danach in den Strömungswirbel rezirkuliert wird, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Wasser und das öl in den Strömungswirbel voneinander getrennt eingeleitet werden, wobei das Öl in das rezirkulierte Gemisch eingeleitet wird und das Wasser durch Hochdruckzerstäubung in den Strömungswirbel hinein zerstäubt wird, und daß das Gemisch, nachdem es verzögert wird und bevor es rozirkuliert wird, in einer Zentrifugalpumpe verdichtet wird. Die erfindungsgemäße emulgatorische Wasser-in-ÖI-Emulsion aus in dem Öl dispergieren Wassertröpfchen, herstellbar nach dem vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahren, in welcher der Wasseranteil 5 bis 35 Vol.-% beträgt, ist gekennzeichnet durch die Ausbildung als stabiles Kolloid mit Wassertröpfchen in einer Größe von 1000 nm oder weniger, insbesondere in einer Größe von 100bis500nm.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist mit einer roiationssymmetrischen Wirbelkammer mit tangentialem Einlauf und sich kontinuierlich verjüngendem axialen Auslauf vorsehen und ist erfindungsgemäß dadurch ausgestaltet, daß der dem Auslauf abgewandte axiale Endabschnitt der Wirbelkammer von einem koaxial oder spiralförmig zu dieser verlaufenden Ringkanal umgeben ist, der über wenigstens annähernd tangential zur Wirbelkammer ausgerichtete Einlaufschlitze mit dieser verbunden ist und in welchen ein Öleinlaßkanal tangential einmündet, daß in den Ringkanal oder - vorzugsweise - in den einlaufsoitigen Endabschnitt der Wirbelkammer eine elektromagnetisch gesteuerte Wasser-Einspritzdüse mündet, daß der Adslauf dor Wirbelkammer über eine Erweiterung in eine Saugkammer eines Radiallaufrades mündet, das in einer Pumpenkammer angeordnet ist, die im Bereich des Umfangs des Radiallaufrades einen Austrittskanal aufweist, an den eine zu einem Verbraucher, insbesondere der Einspritzpumpe eines Dieselmotors, oder zu einem Vorratsbehälter führende Vorlaufleitung und eine zu einem Emulsionseinlaßkanal führende Rezirkulationsleitung anschüeßbar sind, der ebenfalls in den Ringkanal tangential einmündet. Im Falle daß eine Rü-'-'^ufleitung von dem Verbraucher wie eine von der Einspritzpumpe eines Dieselmotors kommende Rückla'ufleitung anzuschließen ist, mündet in die Saugkammer des Radiallaufrades ein Eintrittskanal ein, an den die Rücklaufleitung anschließbar ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird daher das frische Walser nicht mit dem Öl vorgemischt, sondern mit relativ hohem Druck von beispielsweise 5,5 bis 6,5bar der Einspritzdüse zugeführt und von dieser in den Ringkanal oder vorzugsweise unmittelbar in die Wirbelkammer hinein zerstäubt. Dadurch wird das Wasser bereits in relativ kleine Tröpfchen aufgerissen, die sich in der Wirbelrtrömung, durch die Expansion am Eintritt in die Saugkammer und in der Pumpenströmung des Radiallaufrades der Zentrifugalpumpe weiter verkleinern und in dem Öl verteilt werden. Die Rückführung des größeren Teils des aus dem Austrittskanal der Pumpenkammer austretenden Gemischs in den Ringkanal und von diesem in die Wirbeikammer dient der Homogenisierung der Emulsion, wohingegen der von dem Verbraucher, insbesondere der Einspritzpumpe, nicht verbrauchte Emulsionsanteil über die Saugkammer des Radiallaufrades wieder in die Emulsions reisläufe zurückgesaugi werden kann.

Die Wirbelströmung wird durch dan Druck des mit einer Kraftstoffpumpe in den Ringkanal zugeführten Öls und des in den Ringkanal von dem Radiallaufrad zurückgepumpten Emulsionsan'.eils angetrieben, so daß bei entsprechender Abstimmung der Pumpendrücke ein starker Wirbel bei relativ geringen Verlusten erhalten werden kann. Außerdem wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, obwohl das frische Öl als auch den rezirkulierten Emulsionsanteil nicht unmittelbar an die Saugseite des Radiallaufrades, sondern in den Wirbelkopf in der Wirbelkammer zuzuführen, der durch die Gestaltung des