DE102005063294A1

DE102005063294A1 - Wasser-Explosions-Motor Verfahren und Vorrichtung

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Publication number: DE102005063294A1
Application number: DE200510063294
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Buesselmann Manfred Cy; Buesselmann Manfred Larnaka Cy; Hermes Ges F Komm Marketing & Unternehmensb De; Mantel und Sohn internationaler Lizenzhandel KG
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-06
Also published as: WO2007031078A3; WO2007031078A9; WO2007031078B1; DE112006003070A5; WO2007031078A2

Abstract

Das Verfahren betrifft die Herstellung von überhitztem Dampf in einem Motor, in dem ein hoch verdichtetes Wasser in ein sehr heißes Medium, das sich im Motor befindet eingedüst wird, was eine explosionsartige Verdampfung zur Folge hat. DOLLAR A Dieser Vorgang soll in einem eigens dafür entwickelten Rotations-Translations-Motor stattfinden, um die Schubkraft des Dampfes maximal zu nutzen. DOLLAR A Der Motor soll mindestens zwei Zylinder in kreisrunder Querschnittsform (10) besitzen, in denen die Antriebswelle (11) außermittig angeordnet ist. Auf der Antriebswelle befindet sich ein Läufer (12), der mit einem Element (16) verbunden ist, das durch die Antriebswelle (11) gesteckt ist und in ihr hin- und herbewegt werden kann, aber an seinen Enden mit dem Läufer (12) fest verankert ist. Der Läufer (10) besitzt an seinen beiden Enden eine speziell entwickelte 3-Rollen-Dichtung (13), die in der Lage ist den Läufer (10) zu verlängern und zu verkürzen, was bei der anaxialen Anordnung der Antriebswelle (11) in einen kreisrunden Zylinder (10) erforderlich ist. Der Läufer (10) hat eine längliche, elyptische Form und trennt den Zylinderraum (10) in zwei sich vergrößernde und verkleinernde Arbeitsräume A und B.

Description

Beim herkömmlichen Benzin- oder Diesel-Verbrennungs-Motor entstehen nicht nur schädliche Abgase, sondern auch ca. 50% des Kraftstoffes verwandeln sich beim Verbrennungsvorgang in Wärme, die nicht dem Antrieb des Motors dient, sondern durch Kühlung vernichtet werden muss um den Motor nicht zu überhitzen. Außerdem erfordern die Motoren einen umfangsreichen, technischen Aufwand für Kurbelwelle, Nockenwelle und Ventile die Kosten verursachen, Verschleiß unterliegen und Gewicht mit sich bringen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zustellen, die Nachteile der Verbrennungsmotoren zu überwinden. Sie erreicht dies mit einer Wasserexplosion und einem dafür geeigneten Motor. Wasser wird mit hohen Druck in ein heißes Medium eingedüst, sodass es in 1 μm³ kleine Tröpfchen zerreißt, die sofort explosionsartig in überhitzten Dampf übergehen. Dieses innovative Verfahren hebt fast alle negativen Begleiterscheinungen der Verbrennungsmotoren auf.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein auf mehrere 100°Celsius erhitztes Medium in den Motor geleitet, in das Wasser, das mit 1500 bar Druck beaufschlagt wurde eingedüst wird (Anspruch 1a und 1b).

Nach unseren wissenschaftlichen Versuchen und den physikalischen Gesetzen wird das Wasser unter diesem Bedingungen sofort in 1μm³ kleine Tröpfchen zerreißen, sodass aus 1mm³ Wasser 1 Milliarde Tröpfchen entstehen. Die dadurch erzielte Vergrößerung der Was seroberfläche hat zur Folge, dass die Tröpfchen explosionsartig in überhitzten Dampf übergehen (Ansprüche 1 bis 2).

Es war erforderlich einen geeigneten Motor zu entwickeln, in welchem der Dampf Arbeit verrichten kann (Anspruch 3). Der Dampf bewegt den Rotations-Translations-Läufer eine Halbe Umdrehung der Antriebswelle vorwärts. Dann werden der Dampf und das heiße Medium vom Läufer durch die Auslassöffnung in der Seitenwand des Motors gedrückt, und der Dampf durch eine Kühlvorrichtung wieder zu Wasser kondensiert (Anspruch 4).

Damit keine Wärme unnötig verloren geht, ist der gesamte Motor, in einer Isolierkapsel eingeschlossen. Der Motor befindet sich also in optimaler Weise in einer Betriebstemperatur von mehreren 100°Celsius (Anspruch 5).

Die erforderliche Konstruktion ist wie folgt konstruiert und wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 das Funktionsprinzip des Wasser-Explosions-Motors;
2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch Gehäuse und Rotations-Läufer, sowie der Antriebswelle und der Pleuel-Platte;
3 eine perspektivische Darstellung des Gehäuseblockes und der Seitenwand;
4 eine perspektivische Darstellung der Dichtrollen, des Läufers und der Antriebswelle mit eingesteckten Pleuel-Platten
5 eine schematische, mögliche Anordnung des Motors im Isolierkasten;
In einem kreisrunden Zylinder (10), der von beiden Seiten mit einer Seitenwand (33) verschlossen ist, in der die Lagerung der Antriebswelle (11) außermittig angeordnet ist, bewegt sich der Rotations-Oszillations-Läufer (12). Der Läufer hat die Form einer Elypse die an beiden Enden mit einer speziell entwickelten Dichtung aus drei Rollen (13) bestehend abgedichtet wird. Durch die außermittige Anordnung der Antriebswelle (11) in einem kreisrunden Zylinder (10) muss der Läufer (12) in jeder Stellung seiner Rotation unterschiedlich lang sein um die Abdichtung zur Zylinderwand zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird durch die 3-Rollen-Dichtung (13) erfüllt, dar gestellt in 4 unterschiedlichen Positionen des Umlaufes in 1a bis 1d.
Durch die Antriebswelle (11) wird innerhalb des Läufers (12), der in der Mitte einen Freiraum (14) besitzt, eine bewegliche Pleuel-Platte (16) gesteckt, die mit dem Läufer verbunden ist und mit der er seine Oszillations-Translation-Bewegung ausführen kann um die Antriebswelle in Drehbewegung zu versetzen.
In der Seitenwand (33) des Gehäuses (32) befinden sich die Öffnungen für Auslass von Dampf und Medium (35) sowie der Einlass für das heiße Medium (36) und für die Wassereinspritzung (37), außerdem die Bohrung (34) für die Lagerung der Antriebswelle. Der Einlass für das erhitzte Medium (36) ist durch den Läufer verschlossen und nur geöffnet, wenn die im Läufer ausgefräste Vertiefung (17), als gestrichelte Fläche dargestellt, bei seiner Drehung über den Einlass (36) hinweg streicht. Während dieser Phase saugt der Läufer die glühenden Brennergase in den Zylinderraum.
Die Einspritzung des Wassers mit einem Druck von ca. 1500 bar erfolgt wenn ausreichend heißes Medium in der Kammer A, die sich zwischen Läufer und Zylinderwand bildet vorhanden ist. Bevorzugt wenn der Läufer um 32°vorwärts gelaufen ist. (1b)
sNach den physikalischen Gesetzen zerreißt das mit 1500 bar Druck eingespritzte Wasser im Medium, das unter Umweltdruck von ca. 1 bar Druck steht, in 1μm³ kleine Tröpfchen. Das heißt aus 1mm³ Wasser entstehen ca. 1 Milliarde Tröpfchen, die sich in dem auf mehrere 100°Celsius erhitzten Medium, sofort explosionsartig in überhitzten Dampf umwandeln. Welche Kraft Dampf entwickelt ist aus herkömmlichen Dampfmaschinen bekannt.
Der Auslass für Dampf und Medium (35) ist permanent geöffnet. Während der Läufer in der Kammer A unter Dampfdruck steht, presst er in der gegenüberliegenden Kammer B das Dampf-Medium-Gemisch aus. Das bedeutet bei jeder Umdrehung der Welle haben zwei Dampfexplosionen stattgefunden. Das Dampf-Medium-Gemisch durchläuft, nachdem es den Motor verlassen hat eine geeignete Kühlvorrichtung in welcher der Dampf wieder zu Wasser kondensiert, so dass nur heiße Luft den Auspuff verlässt. Das glühende Medium wird durch einen geeigneten Propangas-Brenner (54) oder Heizöl-Brenner erzeugt. Der gesamte Motor wird mit einer Isolier-Ummantelung (55) umschlossen, sodass die Hitze des Brenners nicht sofort verloren geht, sondern auch den Motor erwärmt.
Der Motor soll möglichst die Arbeitstemperatur von mehreren 100°Celsius erhalten und nur der durch die Verdampfung des Wassers entstehende Wärmeverlust für den Antrieb des Motors genützt werden. Der Energieverbrauch dürfte gegenüber herkömmlichen Motoren wesentlich geringer sein und auch die entstehenden Abgase durch die kontinuierliche Verbrennung des Kraftstoffes werden bei der heutigen Technik der Brenner wesentlich geringer sein als beim Diesel- oder Benzin-Explosionsmotor.

Claims

Verfahren zur Vernebelung von Wasser zur Dampferzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass a) das zu zerstäubende Wasser mit einem Druck von vorzugsweise 1500 × 10 Pascal derart hoch komprimiert wird, dass sein Volumen verringert wird. b) das komprimierte Wasser stoßartig durch eine Düse in ein auf vorzugsweise mehrere 100°Celsius erhitztes Medium eingespritzt wird. In dem unter normalen Druck von 1 × 10 Pascal befindlichen Medium, zerreißt das Wasser infolge seines hohen inneren Drucks in kleinste Teilchen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten Teilchen eine Größe von ca. 1μm³ aufweisen, was eine explosionsartige Verdampfung des Wassers zur Folge hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Dampf ein geeigneter Motor angetrieben wird und die Dampfexplosion im Motorraum stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf nach Verlassen des Motors in einer Kühlvorrichtung wieder zu Wasser kondensiert wird. Das Wasser wird wieder in den Wassertank zurückgeleitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass möglichst kein Wärmeverlust entsteht. Der gesamte Motor soll möglichst auf mehrere 100°Celsius erhitzt werden und muss deshalb von einem Isolierraum (52) eingeschlossen sein.
Vorrichtung zum Zerstäuben von unter hohem Druck stehenden Wasser und Erzeugung von Dampf in einem Motor der geeignet ist den Dampf als Antrieb zu nützen, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine gesteuerte Düse (51a, 51b), die bei einem einstellbaren Druckwert von Vorzugsweise 1500 × 10 Pascal das komprimierte Wasser in den Motorraum spritzt und elektonisch gesteuert ist, um die Einspritzmenge zu regulieren. b) eine Hochdruckpumpe 1500 bar Druck erzeugt und diese elektronisch gesteuert ist um die Einspritzmenge zu gewährleisten. c) in den Motorraum die glühenden Brennergase eingeleitet werden, in die das Wasser eingedüst wird. d) eine geeignete Kühlvorrichtung dafür sorgt Dampf wieder zu Wasser zu kondensieren. e) eine Isolierummantelung (52) den Motor (50), umschließt, damit die durch den Brenner (53) erzeugte Hitze ihn aufheizt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 ist ein geeigneter Motor. a) In einem Motor-Gehäuseblock (22, 32) befindet sich ein Zylinderraum (21, 31, 10) der Kreisrund ist. b) der Gehäuseblock wird auf beiden Seiten von einer Seitenwand (33) verschlossen. In der Seitenwand sind Bohrungen für die Lagerung der Antriebswelle (34), Auslass von Medium-Dampf- Gemisch (35), Einlass von Medium (36) und für die Wassereindüsung (37). c) Im Zylinderraum (21, 31, 10) bewegt sich ein Translations-Rotations-Läufer (12, 23, 43), der eine elyptische Form hat und den Zylinderraum (10, 21, 31) in zwei Kammern A und B teilt, mit sich vergrößernden und verkleinernden Volumina. d) Die Antriebswelle (11, 24, 44) ist im kreisrunden Zylinderraum (10, 21, 31) außermittig angeordnet. e) Der Läufer (12, 23, 43) ist mit der Welle (11, 24, 44) drehfest, aber in Querrichtung verschiebbar gekoppelt, so dass er eine kombinierte Rotations- und Translationsbewegung ausführen kann. f) Der Läufer hat bei seiner Umdrehung, da der Zylinderraum kreisrund ist und der Drehpunkt der Welle außermittig angeordnet ist, in jeder Drehstellung eine unterschiedliche Länge abzudichten. Dies erreicht er dadurch, dass er an beiden Enden der Elypse Aussparungen für eine sich in der Länge verändernden Dichtung erhält. g) Die Dichtungen bestehen aus drei ineinander gesteckten Rollen (13, 27, 45) die unterschiedliche Durchmesser haben. Aufgrund der Druckverhältnisse in den Kammern A, B, wird eine der Rollen stets an die Zylinderwand gepresst und dichtet die Kammern A, B gegeneinander ab. (1a bis 1d)
Motor nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (11, 24, 44) eine Ausfräsung für ein sich in Querrichtung erstreckendes Element (16, 25, 46) aufweist.
Motor nach Anspruch 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16, 25, 46) die Form einer an den Kanten abgerundeten Platte (46) hat, die in der Ausfräsung der Welle (44) hin und her geschoben werden kann. Die Enden der Platte (46) sind mit dem Läufer (12, 23, 43) fest verankert, so dass er bei seiner Rotation auch die Translation ausführen kann.
Motor nach Anspruch 7c, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte des Läufers (12, 23, 43) ein Hohlraum (14, 26, 47) ausgebildet ist, der die Antriebswelle (11, 24, 44) und die Pleuel-Platte (16, 25, 46) aufnimmt.
Motor nach Anspruch 7c, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (12, 23, 43) auf seinen Seitenflächen, in den Zeichnungen schraffiert dargestellt (17), Aussparungen aufweist, die den Einlass (36) öffnen, der ansonsten durch die Seitenflächen des Läufers verdeckt ist. Die Aussparungen (17) sind so gewählt, dass sie den Einlass nur in der Position des Läufers von 1a bis 1b freigeben, also eine Achteldrehung des Läufers.
Es ist vorgesehen, einen zweiten Gehäuseblock mit der gleichen Ausstattung wie der bisher beschriebene auf der Welle anzuordnen, der den Ansprüchen 1-11 entspricht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Ausfräsung für die Pleuel-Platte (47) in der Welle um 90° verdreht angebracht ist. Dadurch arbeiten die Läu fer abwechselnd auf Höchstleistung. Selbstverständlich können noch weitere Gehäuseblöcke auf der Welle angebracht werden und wenn die Ausfräsung für ihre Pleuel-Platte ebenfalls um einige Grade verdreht angeordnet sind, wird der Lauf des Motors noch gleichmäßiger werden.