DE102011011819A1

DE102011011819A1 - Vorrichtung zur Vergrößerung der Sauerstoffmenge im Luftgemisch, zugeführt in Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011011819A1
Application number: DE102011011819A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-19
Filing date: 2011-02-19
Publication date: 2012-08-23
Also published as: DE202012012531U1; WO2012110626A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Autoverkehr und kann ihre Anwendung in den Kraftmotoren zur Verbesserung der Effektivität ihrer Arbeit, Reduzierung des Treibstoffes und Verringerung der Schadstoffemission in die Atmosphäre finden. Die Erfindung kann in beliebigen Brennkraftmaschine stattfinden. Vorrichtung zur Vergrößerung der Sauerstoffmenge im Luftgemisch, die in die Brennkraftmaschine eingereicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus drei luftdichten nacheinander verbundenen Kammern ausgefürt ist: Druckkammer 1, Ionisierungskammer 2 und Trennungskammer 3 und dem Spannungsgenerator mit hoher negativer Spannug und erlaubt Sauerstoff- und Stickstofftrennung der in den Motor eingesaugten (zugeführten) Luft mittels Einwirkung des elektrischen und magnetischen Feldes. Die Vorrichtung findet eine breite Anwendung in der Automobilindustrie. Deshalb hat eine Reduzierung des Treibstoffes und Verringerung der Schadstoffemissionen eine große wirtschaftliche Bedeutung und trägt zur ökologischen Verbesserung bei.

Description

Es gibt bekannte Methoden zur Steigerung des Leistung von Brennkraftmaschine mit Hilfe von Turbolader, d. h. unter Verwendung einer Gasturbine in den verschiedenen Konstruktionen.
Aus der DE 44 41 164 C2 ist bereits eine Vorrichtung zur Steuerung des Ladeluftstromes für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung der Verbindungsleitung in der Ladeluftleitung stromauf der Abzweigung der Umluftleitung angeordnet ist, wobei der Umluftsteller mit dem Motor-Steuergerät verbunden ist und wobei ein Umluftleitungsteil der Umluftleitung auf der Saugseite des Laders und ein von dessen Druckseite abzweigendes Umluftleitungsteil der Umluftleitung mit einem gemeinsamen Luftfiltergehäuse derart verbunden ist, daß ein umluftbetrieb der Brennkraftmaschine mindestens teilweise über das Luftfiltergehäuse ervolgt.
Aus der DE 195 26 327 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Verfahren zur Beschleinigung des Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenelement auf das Turbinenrad ausgerichtet und über einen Druckspeicher mit dem Brennraum mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine verbunden ist.
Aus der DE 44 31 054 A1 ist aufgeladene Brennkraftmaschine mit separatem Turbo-Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Planeten-Getriebestufenteil des Turbo-Getriebes in Luftansaugkrümmer des Turboladers integriert und dort mit seiner Ausgangswelle koaxial mit der Turbolader-Welle verbunden ist.
Hierbei geschieht die Steigerung der Leistung durch Erhöhung des Einlasses von Luft in den Brennkammer, d. h. in den Brennkammer gelangten mehr Luft, was zur Erhöhung seines Verbrauchs führt und die Menge der Schadstoffemission in die Atmosphäre nimmt ebenso zu.
Alle diese und denen ähnliche technische Lösungen haben einen gemeinsamen Nachteil, in dem sie die gewöhnliche Luft aus der Umgebung benutzen, in der nur 21% Sauerstoff enthalten ist.
In der vorgeschlagenen Vorrichtung ist ein ganz anderes Prinzip realisiert worden: räumliche Trennung von Stickstoff und Sauerstoff der zugeführten Luft. Dabei wird in den Brennkammer ein Gasgemisch eingereicht, in dem mehr Sauerstoff und weniger Stickstoff als in der Atmosphäre vorhanden ist. Sauerstoff ist in diesem Gemisch in der ionisierten Form und ist, wie bekannt, ein deutlich stärkeres Oxidationsmittel. Auf diese Weise geschieht die Verbrennung von Luft intensiver und insgesamt wird zum Erreichen einer und der selben Leistung weniger Treibstoff verbraucht und es geschieht eine vollständige Verbrennung und es findet weniger Schadstoffemission in die Atmosphäre statt.
Die Vorrichtung ist aus drei luftdichten aneinander folgenden gebundenen Kammern und einem Generator mit negativer Hochspannung ausgeführt. Die Vorrichtung wird in der Luftrohrleitung in dem Motor nach dem Luftfilter eingebaut. Sie kann auch vor dem Filter eingebaut werden, aber hierbei muss man öfter seine Elektroden von dem Staub reinigen.
Die erste Kammer ist die Druckkammer 1. Sie dient zur Erzeugung des erhöhten Drucks am Eingang der Luftrohrleitung des Motors. Die Kammer besteht als Gehäuse 4 aus einem elektrisch isolierendem Material (z. B. Kunststoff), in dem ein Ventilator 5 eingebaut ist. Der Eingangsöffnung der Kammer ist mit dem Ausgang des Luftfilters luftdicht verbunden und der Ausgangsöffnung mit dem Eingang der Ionisierungskammer 2.
Die zweite Kammer 2, die Ionisierungskammer, dient zur Ionisierung der Sauerstoffmoleküle des durch die Kammer durchgehenden Luftstroms. Die Kammer ist als Gehäuse 6 aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. Kunststoff) ausgeführt, deren Innerraum mit zwei Elektroden, mit einer negativen 7 (hier bedingt als Kathode bezeichnet) und einer Nullelektrode 8 (oder positiver) ausgestattet ist. Das elektrische Feld, welches durch den unterschiedlichen Potential zwischen Elektroden gebildet wird, sorgt für die Ionisierung der Sauerstoffmoleküle.
Die Höhe der Spannung des elektrischen Feldes wurde so gewählt, dass die Sauerstoffmoleküle ionisiert werden und die Stickstoffmoleküle neutral bleiben.
Die negative Elektrode 7 ist in Form eines Gitters mit spitzen Nadeln oder einer Platte mit spitzen Zacken ausgeführt. Das Gitter und die Platte werden aus einem hochleitenden Material (z. B. Kupfer) hergestellt und in die Kammer senkrecht zum Luftstrom eingebaut. Die Nullelektrode 8 (oder positive) ist in Form eines Gitters oder einer Platte aus einem hochleitenden Material ausgeführt und ist in einer geringen Entfernung von der Kathode senkrecht zum Luftstrom positioniert. Auf sie wird mit Nullpotential oder Spannung von +12 V des Autobetriebsnetztes angelegt. Auf diese Weise wird am Ausgang der Ionisierungskammer 2 ein Strom aus negativ geladenen Sauerstoffmolekülen(Ionen) und elektrisch neutralen Stickstoffmolekülen gebildet.
Dieser Strom fließt zum Eingang der Trennungskammer 3.
Die dritte Kammer 3, die Trennungskammer, dient zur räumlichen Trennung von Sauerstoff und Stickstoff. Diese Kammer hat ein Gehäuse 14 aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. Kunststoff), das innen mit zwei Elektroden – negativer 10 und positiver 9 ausgestattet ist. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes, das durch die Elektroden erzeugt wird, ändern die negativ geladene Sauerstofmoleküle ihre Laufbahn (entfernen sich von der negativen Elektrode 10 und nähern sich der positiven 9) und die neutralen (ungeladenen) Stickstoffmoleküle führen eine geradlinige Bewegung entlang der Trenungskammer 3 fort. Außerhalb der Kammer 3 sind Magnete 11 positioniert, die ein magnetisches Feld innerhalb der Kammer 3 erzeugen. Unter dem Einfluss des magnetischen Feldes, das übereinstimmend zur Wirkung des elektrischen Feldes wirkt, verkrümmt sich die Bewegungsbahn der negativ geladenen Sauerstoffmoleküle zusätzlich in dieselbe Richtung. Das magnetische Feld hat keine Wirkung auf die neutralen Stickstoffmoleküle. Am Ausgang der Trennungskammer 3 ist eine Trennwand 12 positioniert, die Gasströme auftrennt und sie in verschiedene Ausgangsdüsen richtet. Der Strom, der mit dem ionisiertem Sauerstoff bereichert, wird durch die Düse 13 eintlang eines Leitungsrohrs in den Brennkammer des Motor geleitet. Der andere Strom, der vorwiegend Stickstoff enthält, wird durch die zweite Düse in die Atmosphäre rausgestoßen.
Der Spannungsgenerator mit hoher negativer Spannung wird vom Bordnetzbetrieb +12 V versorgt und erzeugt Spannung bis zu einigen Zehnten Kilovolt und leitet sie über Isolierdraht auf die negativen Elektroden der Ionisierungs- 2 und Trennungskammer 3.
Die Vorrichtung funktioniert wie folgt. Die eingesaugte Luft aus der Atmosphäre wird mit Hilfe von Ventilator 5 der Druckkammer 1 unter einem Druck in die Ionisierungskammer 2 geleitet. Unter der Einwirkung des elektrischen Feldes, welches durch negtive 7 und positive Elektrode 8 erzeugt wird, wird der Sauerstoff ionisiert und der Stickstoff bleibt elektrisch neutral. Auf diese Weise wird am Ausgang der Ionisierungskammer 2 der Strom aus den negativ geladenen Sauerstoffmolekülen und elektrisch neutralen Stickstoffmolekülen erzeugt. Dieser Strom wird mit hoher Geschwindigkeit durch die Trennungskammer 3 durchgeblasen. Unter der Wirkung des elektrischen und magnetischen Feldes werden die negativ geladenen Sauerstoffmoleküle zu einer Wand der Kammer 3 abgelenkt und die neutral geladenen Stickstoffmoleküle führen weiter die geradlinige Bewegung entlang der Kammer 3 fort. Auf diese Weise kommen aus zwei Ausgangsdüsen der Kammer 3 Gasgemische mit unterschiedlicher Zusammensetzung an Sauerstoff raus. Das Gemisch mit höherem Anteil an Sauerstoff wird in den Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine geleitet und das Gemisch mit erhöhtem Anteil an Stickstoff wird in die Atmosphäre geleitet. Damit wird eine viel intensivere und volle Treib erreicht, was zu seinem geringeren Verbrauch bei der gleichbleibenden erforderlichen Leistung führt. Andererseits sinkt die Schadstoffemission in die Atmosphäre.
Beschreibung der Abbildungen
1 Gesamtansicht der Vorrichtung. Es sind hintereinander gebundene Druckkammer 1, Ionisierungskammer 2, Trennungskammer 3 mit außen angeordneten Magneten 11 und mit Ausgangsdüsen 13 abgebildet; A – Ausgang der Gase in die Atmosphäre, B – in den Motor.
2. Druckkammer, Frontalansicht: Gehäuse 4, Ventilator 5.
3. Ionisierungskammer: a) Frontalansicht, dargestellt: Gehäuse 5, Elektroden: negative 7 und positive 8; b) Verteilung der Elektroden.
4 Trennungskammer 3 mit außen angeordneten Magneten 11: a) Frontalansicht; dargestellt: Gehäuse 14; Elektroden: positive 9 und negative 10; Trennwand 12; b) Ansicht von hinten mit gezeigter Ausgangsdüse 13.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4441164 C2 [0002]
DE 19526327 A1 [0003]
DE 4431054 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Vergrößerung der Sauerstoffmenge im Luftgemisch, die in die Brennkraftmaschine eingereicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus drei luftdichten nacheinander verbundenen Kammern ausgefürt ist: Druckkammer 1, Ionisierungskammer 2 und Trennungskammer 3 und dem Spannungsgenerator mit hoher negativer Spannug.
Vorrichgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Druckkammer 1 besteht aus einem Ventilator 5 in einem elektrisch isolierendem Gehäuse und luftdicht am Eingang mit dem Ausgang des Luftfilters des Motors verbunden enthält, und am Ausgang mit dem Eingang der Ionisierungskammer 2 verbunden ist.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ionisierungskammer 2 beinhaltet aus Gehäuse 6, das aus einem elektrisch isolierendem Material (z. B. Kunststoff) ausgeführt, mit darin angeordneten Elektroden (einer negativen 7 und einer positiven 8), die ein elektrisches Feld solcher Spannung verursachen, bei der Sauerstoffmoleküle eine negative Ladung bekommen und Stickstoffmoleküle elektrisch neutral bleiben.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die negative Elektrode 7 der Ionisierungskammer 2 aus einem hochleitenden Material (z. B. Kupfer) in Form eines Gitters mit spitzen Nadeln oder einer Platte mit spitzen Zacken ausgeführt ist und senkrecht zum Luftstrom plaziert ist, der durch die Kammer 2 durchströmt.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die positive Elektrode 8 der Ionisierungskammer 2 aus einem hochleitenden Material (z. B. Kupfer) in Form eines Gitters oder einer Platte ausgeführt und senkrecht zum Luftstrom in so einer Entfernung von der negativen Elektrode plaziert ist, so dass das erzeugte elektrische Feld die Sauerstoffmoleküle elektrisiert und die Stickstoffmoleküle elektrisch neutral lässt.
Die Vorrichtung nach den Anspürchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennungskammer 3 luftdicht mit dem Ausgang der Ionisierungskammer 2 und dem Eingang in den Luftrohrleitung der Brennkraftmaschine verbunden ist, aus dem Gehäuse 14 aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und die innen mit einer positiven 9 und einer negativen 10 Elektrode besteht
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer positiven 10 und einer negativen 9 Elektrode innen an den gegenüberliegenden Wänden der Trennungskammer 3 ausgeführt ist und sie ein elektrische Feld erzeugen, unter dessen Einwirkung die Bewegungsbahn der negativ geladenen Sauerstoffmoleküle von der negativen Elektrode abgelenkt wird und zu der positiven 9 angenähert wird.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Trennungskammer 3 an den Wänden, die senkrecht zu den Wänden der Elektroden ausgeführt sind, Magnete 11 angeordnet sind, die innerhalb der Trennungskammer 3 ein magnetisches Feld erzeugen, das die Bewegungsbahn der Sauerstoffmoleküle in dieselbe Richtung wie das elektrische Feld der Trennungskammer 3 lenkt.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Trennungskammer eine Trennwand 12 angeordnet ist, die die Gasströme auftrennt: einen, der erhöhte Sauerstoffmenge enthält, und anderen, der hauptsächlich aus Stickstoff besteht.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Trennungskammer 3 zwei Düsen eingebaut sind, die erste 13 in das Leitungsrohr des Brennkammer der Brennkraftmaschine ein Gasgemisch leitet, das mit ionisiertem Sauerstoff angereichert ist, die zweite in die Atmosphäre ein Gasgemisch ausstößt, was hauptsächlich aus Stickstoff besteht.