DE102016205525A1

DE102016205525A1 - Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser, insbesondere für eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016205525A1
Application number: DE102016205525.9A
Authority: DE
Inventors: Lasse Langner; Julian Hagenloch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Abgas, bei denen keine direkte Kondensation von Wasserdampf aus dem Abgas erfolgt, sondern ein zweistufiges Verfahren, wobei Wasserdampf aus dem Abgas zuerst in einem Absorptionselement absorbiert wird, dann mittels Wärme aus dem Absorptionselement entfernt wird, und anschließend in einem Kondensator kondensiert wird.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser sowie eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von Wasser, insbesondere für eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine.
Zur Reduzierung einer Klopfneigung und zur Reduzierung von hohen Abgastemperaturen werden in jüngster Zeit verstärkt Vorschläge gemacht, bei Brennkraftmaschinen eine Wassereinspritzung durchzuführen. Das Wasser kann hierbei entweder direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine oder in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Um derartige Wassereinspritzsysteme in Serie in Fahrzeugen einbauen zu können, muss gewährleistet sein, dass ausreichend Wasser in einem Wassertank oder dgl. vorhanden ist. Hierbei wäre es wünschenswert, wenn ein Nutzer des Fahrzeugs möglichst nicht gezwungen ist, selbsttätig Wasser, z.B. über einen Nachfüllstutzen, in den Wassertank des Fahrzeugs einzufüllen. Aus der DE 102012207903 A1 ist eine Vorrichtung zur Wassergewinnung aus einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist ein Kondensator vorgesehen, um im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Wasserdampf zu kondensieren. Da das Wasser direkt aus dem Abgas gewonnen wird, sind in großem Umfang korrosive Bestandteile im gewonnenen Wasser enthalten, welche insbesondere Metallteile des Abgassystems und/oder eines Wassereinspritzsystems angreifen. Von daher ist es eigentlich zwingend notwendig, dass eine Reinigung des direkt aus dem Abgas gewonnenen Wasserkondensats durchgeführt wird. Nur hierdurch können Schäden an empfindlichen Bauteilen des Wassereinspritzsystems, insbesondere an Wasserinjektoren, vermieden werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser, insbesondere für eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, weist demgegenüber den Vorteil auf, dass Wasser aus Abgas gewonnen werden kann, wobei das gewonnene Wasserkondensat keine korrosiven Bestandteile aufweist. Die wasserführenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung und die Brennkraftmaschine selbst werden signifikant geringer belastet mit besonderem Blick auf eine Korrosionsbelastung. Dadurch ist es möglich, dass das Wasser direkt in einer Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine verwendet werden kann, ohne dass aufwendige Reinigungsarbeiten des kondensierten Wassers notwendig wären. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr einfach und robust aufgebaut und kann problemlos über mehrere Jahre hinweg in einem Fahrzeug mit einer Wassereinspritzvorrichtung verwendet werden. Dabei sind keinerlei Wartungsarbeiten oder dgl. zur Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wassergewinnung notwendig. Dies wird erfindungsgemäß durch eine selektive Absorption von Wasserdampf aus dem Abgas erreicht. Dabei umfasst die Vorrichtung eine erste Kammer, in welche ein erster Abgasstrom einer Brennkraftmaschine einströmbar ist. Ferner ist ein erstes Absorptionselement vorgesehen, welches in der ersten Kammer angeordnet ist und Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten ersten Abgasstrom absorbieren kann. Weiterhin ist ein erstes Absperrelement vorgesehen, welches an der ersten Kammer in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms durch die erste Kammer vor dem ersten Absorptionselement angeordnet ist. Das erste Absperrelement ist eingerichtet, die erste Kammer freizugeben und zu verschließen. Eine zweite Kammer, in welche ein zweiter Abgasstrom der Brennkraftmaschine einströmbar ist, ist ferner bei der Vorrichtung vorgesehen. Die zweite Kammer ist derart eingerichtet, dass Wärme des zweiten Abgasstromes auf das erste Absorptionselement übertragbar ist. Dabei kommt der zweite Abgasstrom in der zweiten Kammer nicht in direktem Kontakt mit dem ersten Absorptionselement, so dass der vom ersten Absorptionselement absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden kann. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung einen Kondensator, welcher an der ersten Kammer in Strömungsrichtung durch die erste Kammer nach dem ersten Absorptionselement angeordnet ist, um den freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren. Ferner ist ein zweites Absperrelement vorgesehen, welches an der ersten Kammer in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms durch die erste Kammer nach dem ersten Absorptionselement angeordnet ist. Das zweite Absperrelement ist derart eingerichtet, dass in einer ersten Stellung des zweiten Absperrelements die erste Kammer in Strömungskommunikation mit einem Abgasauslass steht, und in einer zweiten Stellung des zweiten Absperrelements die erste Kammer in Strömungskommunikation mit dem Kondensator steht. Zum Steuern des ersten und/oder des zweiten Absperrelements ist weiterhin eine Steuereinheit vorgesehen. Die Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Abgas nutzt die Abwärme und den Druck des Abgases und verbraucht somit keine weitere Energie. Somit erfolgt bei der Erfindung keine direkte Kondensation von Wasserdampf aus dem Abgas, sondern ein zweistufiges Verfahren, wobei Wasserdampf aus dem Abgas zuerst im ersten Absorptionselement absorbiert wird, dann mittels Wärme aus dem ersten Absorptionselement entfernt wird, und anschließend in einem Kondensator kondensiert wird.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein zweites Absorptionselement, welches in der zweiten Kammer angeordnet ist und Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten zweiten Abgasstrom absorbieren kann. Ferner ist ein drittes Absperrelement vorgesehen, welches an der zweiten Kammer in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstromes durch die zweite Kammer vor dem zweiten Absorptionselement angeordnet ist. Das dritte Absperrelement ist eingerichtet, die zweite Kammer freizugeben und zu verschließen. Ein viertes Absperrelement ist dabei derart eingerichtet, dass in einer ersten Stellung des vierten Absperrelements die zweite Kammer in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass steht, und in einer zweiten Stellung des vierten Absperrelements die zweite Kammer in Strömungskommunikation mit dem Kondensator steht. Dabei ist die erste Kammer derart eingerichtet, so dass Wärme des ersten Abgasstromes der ersten Kammer auf das zweite Absorptionselement übertragbar ist. Somit kann der vom zweiten Absorptionselement absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden. Der Kondensator ist bevorzugt an der zweiten Kammer in Strömungsrichtung durch die zweite Kammer nach dem zweiten Absorptionselement angeordnet, um den freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren. Durch das Vorsehen des zweiten Absorptionselements werden zwei Wassergewinnungswege zur Verfügung gestellt. Dadurch kann eine noch größere Gewinnung von Wasser aus dem ersten und dem zweiten Abgasstromes ermöglicht werden. Ferner kann im Falle eines Ausfalls oder einer Wartung eines der Komponenten in einem der beiden Wassergewinnungswege der andere Wassergewinnungsweg benutzt werden, um Wasser aus dem Abgas zu gewinnen. Somit kann zu jedem Zeitpunkt Wasser zur Verfügung gestellt werden, was insbesondere bei einer hohen erforderten Wassermenge für eine Wassereinspritzvorrichtung von Vorteil ist.
Die Steuereinheit ist bevorzugt eingerichtet, das zweite und/oder das vierte Absperrelement derart anzusteuern, dass in der ersten Stellung des zweiten Absperrelements und/oder der ersten Stellung des vierten Absperrelements die erste Kammer und/oder die zweite Kammer in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Abgasauslass stehen. Die Steuereinheit ist ferner bevorzugt eingerichtet, das zweite und/oder das vierte Absperrelement derart anzusteuern, dass in der zweiten Stellung des zweiten Absperrelements und/oder in der zweiten Stellung des vierten Absperrelements die erste Kammer und/oder die zweite Kammer in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Kondensator stehen. Somit wird in der ersten Stellung des zweiten und/oder vierten Absperrelements die ganze Menge des ersten und/oder des zweiten Abgasstromes, welches in die erste und/oder die zweite Kammer einströmt und aus welchem Wasserdampf entnommen worden ist, dem Abgasauslauf zugeführt. Entsprechend wird in der zweiten Stellung des zweiten und/oder vierten Absperrelements nur der freigesetzte Wasserdampf der ersten und/oder der zweiten Kammer dem Kondensator zugeführt. Dies führt zu einem gesteigerten Reinigungsgrad des gewonnenen Wassers.
Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, das erste und dritte Absperrelement derart anzusteuern, dass ausschließlich jeweils nur eines der beiden Absperrelemente geöffnet ist und das andere der beiden Absperrelemente geschlossen ist. Somit wird sichergestellt, dass jeweils lediglich nur eines der beiden Absperrelemente geöffnet ist. Dadurch kann Wasserdampf und/oder Wasser lediglich aus einem der beiden Abgasstrome mittels des zugehörigen Absorptionselements aufgenommen werden, wobei die Wärme des anderen Abgasstroms zur Freisetzung des aufgenommen Wasserdampfs und/oder Wassers benutzt wird. Dies führt zu einer einfacheren Steuerung der Absperrelemente.
Die Steuereinheit ist vorteilhafterweise eingerichtet, das erste und zweite Absperrelement derart anzusteuern, dass das erste Absperrelement geöffnet ist, wenn das zweite Absperrelement in der ersten Stellung ist, und geschlossen ist, wenn das zweite Absperrelement in der zweiten Stellung ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit ferner bevorzugt eingerichtet, das dritte und vierte Absperrelement derart anzusteuern, dass das dritte Absperrelement geöffnet ist, wenn das vierte Absperrelement in der seiner ersten Stellung ist, und geschlossen ist, wenn das vierte Absperrelement in seiner zweiten Stellung ist. Somit kann z.B. der in die erste Kammer einströmende erste Abgasstrom zum Abgasauslass geführt werden, nachdem der Wasserdampf und/oder das Wasser aus dem ersten Abgasstrom vom ersten Absorptionselement aufgenommen ist. Das hat zur Folge, dass sich die erste Kammer nach der Absorption des Wasserdampfes und/oder des Wassers in einem relativen drucklosen Zustand befindet, insbesondere wenn das erste Absperrelement geschlossen wird. Dadurch wird die Freisetzung des aufgenommenen Wasserdampfes und/oder Wassers in der ersten Kammer erleichtert. Dasselbe gilt auch in Bezug auf das zweite Absorptionselement.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Absperrelement und das dritte Absperrelement als eine erste Absperreinheit, und/oder das zweite Absperrelement und das vierte Absperrelement als eine zweite Absperreinheit ausgebildet. Dadurch sind das erste Absperrelement und das dritte Absperrelement integriert in einem ersten einzelnen Bauteil ausgebildet, und/oder das zweite Absperrelement und das vierte Absperrelement integriert in einem zweiten einzelnen Bauteil ausgebildet. Dies führt zu einem kompakteren Aufbau der Vorrichtung.
In einer ersten Stellung der ersten Absperreinheit ist vorzugsweise gleichzeitig die erste Kammer freigegeben und die zweite Kammer verschlossen. Dabei ist der erste Abgasstrom in die erste Kammer einströmbar, wobei der zweite Abgasstrom in die zweite Kammer nicht gelangen kann. In einer zweiten Stellung der ersten Absperreinheit ist die Situation umgekehrt, d.h. die erste Kammer ist verschlossen und die zweite Kammer freigegeben.
In einer ersten Stellung der zweiten Absperreinheit befindet sich die erste Kammer in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass und die zweite Kammer in Strömungskommunikation mit dem Kondensator. Entsprechend steht in einer zweiten Stellung der zweiten Absperreinheit die erste Kammer in Strömungskommunikation mit dem Kondensator und die zweite Kammer in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass.
Insbesondere ist die erste Absperreinheit als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet, das an der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist. Dabei entspricht vorzugsweise der erste Weg des 3/2-Wegeventils der offenen Stellung des ersten Absperrelements und der geschlossen Stellung des dritten Absperrelements. Der zweite Weg des 3/2-Wegeventils entspricht bevorzugt der geschlossen Stellung des ersten Absperrelements und der offenen Stellung des dritten Absperrelements.
Der erste Weg des 3/2-Wegeventil entspricht der ersten Stellung der ersten Absperreinheit. Der zweite Weg des 3/2-Wegeventil entspricht der zweiten Stellung der ersten Absperreinheit.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt die zweite Absperreinheit als ein 4/2-Wegeventil ausgebildet, das an der ersten Kammer und der zweiten Kammer angeordnet ist. Der erste Weg des 4/2-Wegeventils entspricht vorzugsweise der ersten Stellung des zweiten Absperrelements und der zweiten Stellung des vierten Absperrelements. Weiter bevorzugt entspricht der zweite Weg des 4/2-Wegeventils der zweiten Stellung des zweiten Absperrelements und der ersten Stellung des vierten Absperrelements. Somit wird sowohl die Baugröße der Vorrichtung reduziert als auch die Steuerung der ersten Absperreinheit und der zweiten Absperreinheit vereinfacht.
Der erste Weg des 4/2-Wegeventil entspricht der ersten Stellung der zweiten Absperreinheit. Der zweite Weg des 4/2-Wegeventil entspricht der zweiten Stellung der zweiten Absperreinheit.
Vorzugsweise ist die zweite Kammer an der ersten Kammer unmittelbar angeordnet und/oder verläuft parallel zur ersten Kammer. Durch die unmittelbare Anordnung der zwei Kammern aneinander wird eine sehr effiziente Wärmeübertragung von der ersten Kammer auf das zweite Absorptionselement und/oder von der zweiten Kammer auf das erste Absorptionselement erzielt. Somit wird weniger Wärme des ersten und/oder des zweiten Abgasstromes als Verlustwärme verloren. Das parallele Verlaufen der zwei Kammern zueinander dient ebenso zu einer sehr effizienten Wärmeübertragung auf die Absorptionselemente. Der Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine wird insofern durch die optimale Ausnutzung der Abgaswärme gesteigert.
Ferner bevorzugt erstrecken sich das erste Absorptionselement in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms durch die erste Kammer und/oder das zweite Absorptionselement in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstroms durch die zweite Kammer. Somit wird eine große Aufnahmefläche, die in Kontakt mit dem strömenden ersten und/oder zweiten Abgasstrom kommt, beim ersten und/oder zweiten Absorptionselement bereitgestellt. Dies führt zur Aufnahme einer größeren Menge von Wasserdampf und/oder Wasser.
Weiterhin bevorzugt ist das erste Absorptionselement unmittelbar benachbart zum zweiten Absorptionselement angeordnet, wobei das erste Absorptionselement vom zweiten Absorptionselement durch eine Trennwand voneinander fluiddicht getrennt ist. Dadurch ist eine kurze Wärmestrecke bei der Übertragung der Wärme des ersten und/oder zweiten Abgasstromes vorgesehen, was zur noch effizienteren Wärmeübertragung auf das erste und/oder zweite Absorptionselement beiträgt.
Vorzugsweise umfassen das erste Absorptionselement und/oder das zweite Absorptionselement ein keramisches anorganisches Absorptionsmaterial, insbesondere ein Zeolithmaterial. Hierdurch kann die Vorrichtung auch in einem Temperaturbereich deutlich über dem Siedepunkt von Wasser betrieben werden. Ferner können bei der Verwendung von Zeolithmaterial aufgrund seiner hohen Wasserselektivität große Mengen an Wasserdampf und/oder Wasser aus dem über die erste Kammer und/oder die zweite Kammer zugeführten ersten und/oder zweiten Abgasstrom durch das erste und/oder zweite Absorptionselement aufgenommen werden.
Die Abtrennung von Wasserdampf aus dem ersten und/oder dem zweiten Abgasstrom erfolgt insbesondere auf einem Temperaturniveau, welches über dem Taupunkt von Wasser liegt. Dieser Taupunkt ist die Temperatur, die bei einer direkten Kondensation von Wasserdampf aus dem Abgas, unterschritten werden muss. Besonders bevorzugt erfolgt die Abtrennung von Wasserdampf bei einer Temperatur größer als 50°C. Somit kann die Vorrichtung zur Wassergewinnung aus Abgas in Temperaturbereichen betrieben werden, in denen z.B. passiv gekühlte Kondensatoren, die eine direkte Kondensation von Wasserdampf aus dem Abgas bewirken, an ihre Grenzen stoßen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, welche eine zuvor beschriebene Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser umfasst.
Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Brennkraftmaschine, die eine derartige Wassereinspritzvorrichtung umfasst.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Abgas, insbesondere für eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst dabei den Schritt des Zuführens von einem ersten Abgasstrom in eine erste Kammer, in welcher ein erstes Absorptionselement angeordnet ist, wobei das erste Absorptionselement Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten ersten Abgasstrom aufnimmt. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Zuführens von einem zweiten Abgasstrom in eine zweite Kammer, und des Zuführens von Wärme aus dem zweiten Abgasstrom der zweiten Kammer zum ersten Absorptionselement, wobei im ersten Absorptionselement aufgenommener Wasserdampf freigesetzt wird. Im letzten Schritt wird der freigesetzte Wasserdampf kondensiert, um Wasser zu gewinnen.
Durch das Verfahren zur Gewinnung von Wasser wird Wasser in sehr hoher Reinheit aus dem ersten Abgasstrom gewonnen.
Für eine höhere gewonnene Wassermenge wird vorzugsweise Wärme aus dem ersten Abgasstrom der ersten Kammer zu einem zweiten Absorptionselement zugeführt, welches in der zweiten Kammer angeordnet ist, und Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten zweiten Abgasstrom aufnimmt. Durch das Zuführen der Wärme im zweiten Absorptionselement wird der aufgenommene Wasserdampf freigesetzt, und nachfolgend kondensiert, um Wasser zu gewinnen.
Die erste Kammer ist während der Übertragung von Wärme auf das erste Absorptionselement und/oder die zweite Kammer ist während der Übertragung von Wärme auf das zweite Absorptionselement vorzugsweise abgesperrt, so dass kein neuer erster Abgasstrom zum ersten Absorptionselement und/oder kein neuer zweiter Abgasstrom zum zweiten Absorptionselement zugeführt wird.
Vorteilhafterweise wird die erste Kammer geöffnet, nachdem im ersten Absorptionselement aufgenommener Wasserdampf freigesetzt worden ist. Ferner bevorzugt wird die zweite Kammer geöffnet, nachdem im zweiten Absorptionselement aufgenommener Wasserdampf freigesetzt worden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung der 1 in einer ersten Phase des Verfahrens zur Gewinnung von Wasser,
3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung der 1 in einer zweiten Phase des Verfahrens zur Gewinnung von Wasser,
4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser in einer ersten Phase des Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
5 eine schematische Ansicht der Vorrichtung von 4 in einer zweiten Phase des Verfahrens zur Gewinnung von Wasser.
Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Wasser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Wasser aus Abgas eine erste Kammer 2, in welche ein erster Abgasstrom 20 einer Brennkraftmaschine einströmbar ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 ein erstes Absorptionselement 3, welches in der ersten Kammer 2 angeordnet ist und Wasserdampf aus dem zugeführten ersten Abgasstrom 20 absorbieren kann.
Weiterhin ist ein erstes Absperrelement 4 vorgesehen, welches an der ersten Kammer 2 in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms 20 durch die erste Kammer 2 vor dem ersten Absorptionselement 3 angeordnet ist. Das erste Absorptionselement 3 ist eingerichtet, die erste Kammer 2 freizugeben und zu verschließen. Dies bedeutet, dass bei einer freigegebenen Kammer 2 der erste Abgasstrom 20 in die erste Kammer 2 einströmen kann, wobei bei einer geschlossenen Kammer 2 der Zugang für den ersten Abgasstrom 20 geschlossen ist.
Bei der Vorrichtung 1 ist weiterhin eine zweite Kammer 5 vorgesehen, in welche ein zweiter Abgasstrom 50 der Brennkraftmaschine einströmbar ist. Die zweite Kammer 5 ist derart eingerichtet, dass Wärme des zweiten Abgasstromes 50 auf das erste Absorptionselement 3 übertragbar ist, ohne dass der zweite Abgasstrom in der zweiten Kammer 5 in direktem Kontakt mit dem ersten Absorptionselement 3 kommt. Somit kann der vom ersten Absorptionselement 3 absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden. Dies wird mithilfe von 2 erläutert.
Wie ferner aus der 1 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 1 einen Kondensator 6, welcher an der ersten Kammer 2 in Strömungsrichtung durch die erste Kammer 2 nach dem ersten Absorptionselement 3 angeordnet ist, um den freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren.
Ein zweites Absperrelement 7 ist an der ersten Kammer 2 in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms 20 durch die erste Kammer 2 nach dem ersten Absorptionselement 3 angeordnet. Das zweite Absperrelement 7 ist derart eingerichtet, dass in einer ersten Stellung A1 des zweiten Absperrelements 7 die erste Kammer 2 in Strömungskommunikation mit einem Abgasauslass 12 steht, und dass in einer zweiten Stellung A2 des zweiten Absperrelements 7 die erste Kammer 2 in Strömungskommunikation mit dem Kondensator 6 steht. Die 1 zeigt das zweite Absperrelement 7 in seiner ersten Stellung A1.
Zum Steuern des ersten Absperrelements 4 und/oder des zweiten Absperrelements 7 ist eine Steuereinheit 11 vorgesehen.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 ein zweites Absorptionselement 8, welches in der zweiten Kammer 5 angeordnet ist und Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten zweiten Abgasstrom 50 absorbieren kann.
An der zweiten Kammer 5 ist ein drittes Absperrelement 9 in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstromes 50 durch die zweite Kammer 5 vor dem zweiten Absorptionselement 8 angeordnet. Das dritte Absperrelement 9 ist eingerichtet, die zweite Kammer 5 freizugeben und zu verschließen. Wenn die zweite Kammer 5 freigegeben ist, kann der zweite Abgasstrom 50 in die zweite Kammer 5 einströmen. Auf der anderen Seite ist eine Einströmung des zweiten Abgasstromes 50 in die zweite Kammer 5 bei einer durch das dritte Absperrelement 9 verschlossene zweite Kammer 5 verboten.
Die Vorrichtung 1 weist weiterhin ein viertes Absperrelement 10 auf, welches derart eingerichtet ist, dass in einer ersten Stellung B1 des vierten Absperrelements 10 die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass 12 steht, und dass in einer zweiten Stellung B2 des vierten Absperrelements 10 die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation mit dem Kondensator 6 steht. Die 1 zeigt das vierte Absperrelement 10 in seiner ersten Stellung B1.
Ferner ist die erste Kammer 2 derart eingerichtet, so dass Wärme des ersten Abgasstromes 20 der ersten Kammer 2 auf das zweite Absorptionselement 8 übertragbar ist. Somit kann der vom zweiten Absorptionselement 8 absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden. Dies wird in Bezug auf die 3 erläutert.
Vorzugsweise umfassen das erste Absorptionselement 3 und/oder das zweite Absorptionselement 8 ein Zeolithmaterial. Hierdurch können große Mengen an Wasserdampf und/oder Wasser aus dem über die erste Kammer 2 und/oder die zweite Kammer 5 zugeführten ersten und/oder zweiten Abgasstrom 20, 50 durch das erste und/oder zweite Absorptionselement 3, 8 aufgenommen werden.
Der Kondensator 6 ist ferner an der zweiten Kammer 5 in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstromes 50 durch zweite Kammer 5 nach dem zweiten Absorptionselement 8 angeordnet, um den in der zweiten Kammer 5 freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein gemeinsamer Kondensator 6 vorgesehen. Allerdings können zwei unterschiedliche Kondensatoren vorgesehen sein, wobei einer der beiden Kondensatoren an der ersten Kammer 2 und der andere der beiden Kondensatoren an der zweiten Kammer 5 angeordnet sind.
Die Steuereinheit 11 ist ferner bevorzugt eingerichtet, das zweite Absperrelement 7 und/oder das vierte Absperrelement 10 derart anzusteuern, dass in der ersten Stellung A1 des zweiten Absperrelements 7 und/oder der ersten Stellung B1 des vierten Absperrelements 10 die erste Kammer 2 und/oder die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Abgasauslass 12 stehen.
Außerdem ist bevorzugt die Steuereinheit 11 eingerichtet, das zweite Absperrelement 7 und/oder das vierte Absperrelement 10 derart anzusteuern, dass in der zweiten Stellung A2 des zweiten Absperrelements 7 und/oder in der zweiten Stellung B2 des vierten Absperrelements 10 die erste Kammer 2 und/oder die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Kondensator 6 stehen.
Insbesondere können das erste Absperrelement 4 und das dritte Absperrelement 9 derart angesteuert werden, dass ausschließlich jeweils nur eines der beiden Absperrelemente 4, 9 geöffnet ist und das andere der beiden Absperrelemente 9, 4 geschlossen ist.
Ferner bevorzugt ist die Steuereinheit 11 eingerichtet, das erste Absperrelement 4 und das zweite Absperrelement 7 derart anzusteuern, dass das erste 4 Absperrelement geöffnet ist, wenn das zweite Absperrelement 7 in der ersten Stellung A1 ist. Entsprechend wird bevorzugt das erste Absperrelement 4 angesteuert, geschlossen zu sein, wenn das zweite Absperrelement 7 in der zweiten Stellung A2 ist.
Das dritte Absperrelement 9 und das vierte Absperrelement 10 werden durch die Steuereinheit 11 derart angesteuert, dass das dritte Absperrelement 9 geöffnet ist, wenn das vierte Absperrelement 10 in seiner ersten Stellung B1 ist, und geschlossen ist, wenn das vierte Absperrelement 10 in seiner zweiten Stellung B2 ist.
Vorteilhafterweise ist die zweite Kammer 5 an der ersten Kammer 2 unmittelbar angeordnet ist und verläuft parallel zur ersten Kammer 2. Somit wird die Wärmeübertragung auf das erste Absorptionselement 3 und das zweite Absorptionselement 8 erhöht.
Um die Wärmeübertragung noch effizienter zu realisieren, erstrecken sich vorzugsweise das erste Absorptionselement 3 in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms 20 durch die erste Kammer 2 und das zweite Absorptionselement 8 in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstroms 50 durch die zweite Kammer 5.
Eine weitere Maßnahme zur Steigerung der Wärmeübertragung besteht darin, dass vorteilhafterweise das erste Absorptionselement 3 unmittelbar benachbart zum zweiten Absorptionselement 8 angeordnet ist. Das erste Absorptionselement 3 ist bevorzugt vom zweiten Absorptionselement 8 durch eine Trennwand 13 voneinander fluiddicht getrennt. Dies erlaubt keinen Stoffaustausch zwischen dem ersten Absorptionselement 3 und dem zweiten Absorptionselement 8.
Der Kondensator 6 kommuniziert vorzugsweise mit einem Wassertank 14. Der Wassertank 14 ist bevorzugt direkt oder mittels einer Leitung mit einem Förderelement 15 verbunden. Das Förderelement 15 ist eingerichtet, Wasser aus dem Wassertank 14 zu einem Wasserinjektor 16 einer Wassereinspritzvorrichtung 17 einer Brennkraftmaschine 18.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Wasser, insbesondere im normalen Betrieb, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist dabei wie folgt (2 und 3).
Wie aus der 2 ersichtlich ist, wird zuerst mittels der Steuereinheit 11 das erste Absperrelement 4 geöffnet und das dritte Absperrelement 9 geschlossen. Dadurch kann der erste Abgasstrom 20, insbesondere unter hohem Druck, in die erste Kammer 2 einströmen (Pfeil 21). Wasserdampf 19‘, welcher im ersten Abgasstrom 20 enthalten ist, kann durch das erste Absorptionselement 3 aufgenommen werden (Pfeile 22). Somit wird Wasserdampf und/oder Wasser im ersten Absorptionselement 3 aufgenommen. Auf der anderen Seite kann aufgrund des geschlossenen dritten Absperrelements 9 kein Abgas in die zweite Kammer 5 einströmen. Zum besseren Verständnis des Verfahrens wird hier angenommen, dass im Betrieb der Vorrichtung 1 das zweite Absorptionselement 8 schon Wasserdampf aufgenommen hat.
Ferner werden mittels der Steuereinheit 11 das zweite Absperrelement 7 in die erste Stellung A1 des zweiten Absperrelements 7 und das vierte Absperrelement 10 in die zweite Stellung B2 des vierten Absperrelements 10 gebracht (2). Dadurch steht die erste Kammer 2 in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass 12. Somit kann der erste Abgasstrom 20, aus dem Wasserdampf entnommen worden ist, in den Abgasauslass 12 gelangen. Dabei steht die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation mit dem Kondensator 6.
Somit sind vorteilhafterweise gleichzeitig das erste Absperrelement 4 offen, das zweite Absperrelement 7 in der ersten Stellung A1 des zweiten Absperrelements 7, das dritte Absperrelement 9 geschlossen, und das vierte Absperrelement 10 in der zweiten Stellung B2 des vierten Absperrelements 10.
Während der Beladephase des ersten Absorptionselements 3 sinkt die Temperatur im ersten Absorptionselement 3, so dass in der ersten Kammer 2 und am ersten Absorptionselement 3 eine geringere Temperatur als in der zweiten Kammer 5 herrscht. Die Absorptionsenthalpie, die durch die Absorption des Wasserdampfs 19‘ beim ersten Absorptionselement 3 freigesetzt wird, und die Abgaswärme des ersten Abgasstromes 20 werden in die zweite Kammer 5, insbesondere auf das zweite Absorptionselement 8, übertragen. Die Absorptionsenthalpie und Abgaswärme werden im Folgenden als Wärme Q1 bezeichnet.
Es sei daran erinnert, dass ein Stoffaustausch zwischen den ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 5 nicht möglich ist. Dabei ist die Wärmeübertragung zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 5 von einem Stoffaustausch entkoppelt.
Durch die erhöhte Temperatur aufgrund der Aufnahme der Wärme Q1 und dem niedrigen Druck aufgrund des geschlossenen dritten Absperrelements 9 in der zweiten Kammer 5, wird der von vorher, im zweiten Absorptionselement 8 aufgenommene Wasserdampf 19 freigesetzt (Pfeile 54).
Der Wasserdampf 19 gelangt in den Kondensator 6 (Pfeil 55), in dem sich der Wasserdampf 19 verflüssigt. Das erzeugte Wasser weist eine hohe Reinheit auf, da es keine korrosiven Bestandteile des Abgases enthält. Somit werden die nachfolgenden wasserführenden Komponenten vor Korrosion geschützt.
Vom Kondensator 6 wird das Wasser dem Wassertank 14 zugeführt (Pfeil 60). Wenn eine Wassereinspritzung angefordert wird, wird Wasser aus dem Wassertank 14 mittels des Förderelements 15 in den Wasserinjektor 16 der Wassereinspritzvorrichtung 17 gefördert (Pfeil 61). Anschließend wird das Wasser durch den Wasserinjektor 16 z.B. in einen Brennraum der Brennkraftmaschine 18 eingespritzt.
Die 3 zeigt die umgekehrte Situation im Vergleich zur 2.
Hierbei wird das erste Absperrelement 4 geschlossen und das dritte Absperrelement 9 geöffnet. Dadurch kann der zweite Abgasstrom 50, insbesondere unter hohem Druck, in die zweite Kammer 5 einströmen (Pfeil 51). Wasserdampf 19“, welcher im zweiten Abgasstrom 50 enthalten ist, kann durch das zweite Absorptionselement 8 absorbiert werden (Pfeile 52). Somit wird Wasserdampf und/oder Wasser im zweiten Absorptionselement 8 aufgenommen. Wegen des geschlossenen ersten Absperrelements 4 kann kein Abgas in die erste Kammer 2 einströmen.
Ferner werden mittels der Steuereinheit 11 das zweite Absperrelement 7 in die zweite Stellung A2 des zweiten Absperrelements 7 und das vierte Absperrelement 10 in die erste Stellung B1 des vierten Absperrelements 10 gebracht. Dadurch steht die erste Kammer 2 in Strömungskommunikation mit dem Kondensator 6. Dabei steht ferner die zweite Kammer 5 in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass 12. Der zweite Abgasstrom 50, aus dem der Wasserdampf 19“ entnommen worden ist, kann somit in den Abgasauslass 12 gelangen (Pfeil 53).
Hierbei sind vorteilhafterweise gleichzeitig das erste Absperrelement 4 geschlossen, das zweite Absperrelement 7 in seiner zweiten Stellung A2, das dritte Absperrelement 9 offen, und das vierte Absperrelement 10 in seiner ersten Stellung B1.
Genau wie beim ersten Absorptionselement 3, sinkt während der Beladephase des zweiten Absorptionselements 8 die Temperatur im zweiten Absorptionselement 8. So herrscht in der zweiten Kammer 5 und am zweiten Absorptionselement 8 eine geringere Temperatur als in der ersten Kammer 2. Wärme Q2 vom zweiten Abgasstrom 50 wird in die erste Kammer 2, insbesondere auf das erste Absorptionselement 3, übertragen.
Die erhöhte Temperatur wegen der Wärmeübertragung in Kombination mit dem niedrigen Druck aufgrund des geschlossenen ersten Absperrelements 4 in der ersten Kammer 2 führt zu einer Freisetzung des im ersten Absorptionselement 3 aufgenommenen Wasserdampfs 19‘ (Pfeile 24).
Der Wasserdampf 19‘ gelangt dann in den Kondensator 6 (Pfeil 25), in dem der Wasserdampf 19‘ in die flüssige Phase übergeht. Das erzeugte Wasser ist gereinigt, da es keine korrosiven Bestandteile des Abgases enthält. Somit werden die nachfolgenden wasserführenden Komponenten in Bezug auf Korrosion nicht belastet.
Das oben beschriebene Verfahren kann mehrmals wiederholt werden, so dass eine kontinuierliche und effiziente Gewinnung von Wasser sichergestellt wird. Bei der Vorrichtung 1 und durch das Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Abgas wird eine vorgeschaltete Abtrennung von Wasser aus dem Abgas, was zur Gewinnung von sehr reinem Wasser führt.
Es sei allerdings angemerkt, dass auch andere Konfigurationen beispielsweise in Bezug auf die Steuerung der Absperrelemente möglich sind. Es ist ferner zu bemerken, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einer Phase angewandt werden kann, in der noch kein Wasserdampf durch eines der beiden Absorptionselemente 3, 8 aufgenommen ist.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 eine Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Wasser gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. In der 4 ist die Vorrichtung 1 in einer Phase gezeigt, bei der Abgas ausschließlich in die erste Kammer 2 einströmbar ist. Die 5 stellt die Vorrichtung 1 in der umgekehrten Phase dar, bei der Abgas ausschließlich in die zweite Kammer 5 einströmbar ist.
Der grundsätzliche Unterschied der Vorrichtung 1 der Figur im Vergleich zu der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass das erste Absperrelement 4 und das dritte Absperrelement 9 als eine erste Absperreinheit 40 ausgebildet sind, und das zweite Absperrelement 7 und das vierte Absperrelement 10 als eine zweite Absperreinheit 70 ausgebildet sind. Somit ist ein kompakterer Aufbau der Vorrichtung 1 sowie eine einfachere Steuerung der ersten Absperreinheit 40 und der zweiten Absperreinheit 70 möglich.
Insbesondere ist die erste Absperreinheit 40 als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet, das an der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 5 angeordnet ist. Der erste Weg C1 des 3/2-Wegeventils entspricht dabei der offenen Stellung des ersten Absperrelements 4 und der geschlossen Stellung des dritten Absperrelements 9. Ferner entspricht der zweite Weg C2 des 3/2-Wegeventils der geschlossen Stellung des ersten Absperrelements 4 und der offenen Stellung des dritten Absperrelements 9.
Weiterhin ist die zweite Absperreinheit 70 als ein 4/2-Wegeventil ausgebildet, das an der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 5 angeordnet ist. Dabei entspricht der erste Weg D1 des 4/2-Wegeventils der ersten Stellung A1 des zweiten Absperrelements 7 und der zweiten Stellung B2 des vierten Absperrelements 10. Der zweite Weg D2 des 4/2-Wegeventils entspricht der zweiten Stellung A2 des zweiten Absperrelements 7 und der ersten Stellung B1 des vierten Absperrelements 10.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 von 4 ist dieselbe wie bei der Vorrichtung 1 von 2. Ebenso kann für die Betriebsweise der Vorrichtung 1 von 5 auf die der Vorrichtung 1 von 3 verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012207903 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Abgas, umfassend: – eine erste Kammer (2), in welche ein erster Abgasstrom (20) einer Brennkraftmaschine einströmbar ist, – ein erstes Absorptionselement (3), welches in der ersten Kammer (2) angeordnet ist und Wasserdampf aus dem zugeführten ersten Abgasstrom (20) absorbieren kann, – ein erstes Absperrelement (4), welches an der ersten Kammer (2) in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms (20) durch die erste Kammer (2) vor dem ersten Absorptionselement (4) angeordnet und eingerichtet ist, die erste Kammer (2) freizugeben und zu verschließen, – eine zweite Kammer (5), in welche ein zweiter Abgasstrom (50) der Brennkraftmaschine einströmbar ist und derart eingerichtet ist, dass Wärme (Q2) des zweiten Abgasstromes (50) auf das erste Absorptionselement (3) übertragbar ist, ohne dass der zweite Abgasstrom (50) in der zweiten Kammer (2) in direktem Kontakt mit dem ersten Absorptionselement (3) kommt, so dass der vom ersten Absorptionselement (3) absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden kann, – einen Kondensator (6), welcher an der ersten Kammer (2) in Strömungsrichtung durch die erste Kammer (2) nach dem ersten Absorptionselement (3) angeordnet ist, um den freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren, – ein zweites Absperrelement (7), welches an der ersten Kammer (2) in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms (20) durch die erste Kammer (2) nach dem ersten Absorptionselement (3) angeordnet und derart eingerichtet ist, dass in einer ersten Stellung (A1) des zweiten Absperrelements (7) die erste Kammer (2) in Strömungskommunikation mit einem Abgasauslass (12) steht, und in einer zweiten Stellung (A2) des zweiten Absperrelements (7) die erste Kammer (2) in Strömungskommunikation mit dem Kondensator (6) steht, und – eine Steuereinheit (11) zum Steuern des ersten Absperrelements (4) und/oder des zweiten Absperrelements (7).
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: – ein zweites Absorptionselement (8), welches in der zweiten Kammer (5) angeordnet ist und Wasserdampf aus dem zugeführten zweiten Abgasstrom (50) absorbieren kann, – ein drittes Absperrelement (9), welches an der zweiten Kammer (5) in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstromes (50) durch die zweite Kammer (5) vor dem zweiten Absorptionselement (8) angeordnet und eingerichtet ist, die zweite Kammer (5) freizugeben und zu verschließen, und – ein viertes Absperrelement (10), welches derart eingerichtet ist, dass in einer ersten Stellung (B1) des vierten Absperrelements (10) die zweite Kammer (5) in Strömungskommunikation mit dem Abgasauslass (12) steht, und in einer zweiten Stellung (B2) des vierten Absperrelements (10) die zweite Kammer (5) in Strömungskommunikation mit dem Kondensator (6) steht, – wobei die erste Kammer (2) derart eingerichtet ist, so dass Wärme (Q1) des ersten Abgasstromes (20) der ersten Kammer (2) auf das zweite Absorptionselement (8) übertragbar ist, so dass der vom zweiten Absorptionselement (8) absorbierte Wasserdampf freigesetzt werden kann, und – wobei der Kondensator (6) an der zweiten Kammer (5) in Strömungsrichtung durch die zweite Kammer (5) nach dem zweiten Absorptionselement (8) angeordnet ist, um den freigesetzten Wasserdampf zu kondensieren.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (11) eingerichtet ist, das zweite und/oder das vierte Absperrelement (7), (10) derart anzusteuern, dass in der ersten Stellung (A1) des zweiten Absperrelements (7) und/oder der ersten Stellung (B1) des vierten Absperrelements (10) die erste Kammer (2) und/oder die zweite Kammer (5) in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Abgasauslass (12) stehen, und in der zweiten Stellung (A2) des zweiten Absperrelements (7) und/oder in der zweiten Stellung (B2) des vierten Absperrelements (10) die erste Kammer (2) und/oder die zweite Kammer (2) in Strömungskommunikation ausschließlich nur mit dem Kondensator (6) stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, das erste Absperrelement (4) und das dritte Absperrelement (9) derart anzusteuern, dass ausschließlich jeweils nur eines der beiden Absperrelemente (4, 9) geöffnet ist und das andere der beiden Absperrelemente (9, 4) geschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuereinheit (11) eingerichtet ist, das erste Absperrelement (4) und das zweite Absperrelement (7) derart anzusteuern, dass das erste Absperrelement (4) geöffnet ist, wenn das zweite Absperrelement (7) in seiner ersten Stellung (A1) ist, und geschlossen ist, wenn das zweite Absperrelement (7) in seiner zweiten Stellung (A2) ist, und/oder das dritte Absperrelement (9) und das vierte Absperrelement (10) derart anzusteuern, dass das dritte Absperrelement (9) geöffnet ist, wenn das vierte Absperrelement (10) in seiner ersten Stellung (B1) ist, und geschlossen ist, wenn das vierte Absperrelement (10) in seiner zweiten Stellung (B2) ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Absperrelement (4) und das dritte Absperrelement (9) als eine erste Absperreinheit (40) ausgebildet sind, und/oder das zweite Absperrelement (7) und das vierte Absperrelement (10) als eine zweite Absperreinheit (70) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Absperreinheit (40) als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, das an der ersten Kammer (2) und der zweiten Kammer (5) angeordnet ist, wobei der erste Weg (C1) des 3/2-Wegeventils der offenen Stellung des ersten Absperrelements (4) und der geschlossen Stellung des dritten Absperrelements (9) entspricht, und der zweite Weg (C2) des 3/2-Wegeventils der geschlossen Stellung des ersten Absperrelements (4) und der offenen Stellung des dritten Absperrelements (9) entspricht, und/oder die zweite Absperreinheit (70) als ein 4/2-Wegeventil ausgebildet ist, das an der ersten Kammer (2) und der zweiten Kammer (5) angeordnet ist, wobei der erste Weg (D1) des 4/2-Wegeventils der ersten Stellung (A1) des zweiten Absperrelements (7) und der zweiten Stellung (B2) des vierten Absperrelements (10) entspricht, und der zweite Weg (D2) des 4/2-Wegeventils der zweiten Stellung (A2) des zweiten Absperrelements (7) und der ersten Stellung (B1) des vierten Absperrelements (10) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Kammer (5) an der ersten Kammer (2) unmittelbar angeordnet ist und/oder parallel zur ersten Kammer (2) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich das erste Absorptionselement (3) in Strömungsrichtung des ersten Abgasstroms (20) durch die erste Kammer (2) und/oder das zweite Absorptionselement (8) in Strömungsrichtung des zweiten Abgasstroms (50) durch die zweite Kammer (5) erstrecken.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Absorptionselement (3) unmittelbar benachbart zum zweiten Absorptionselement (8) angeordnet ist, wobei das erste Absorptionselement (3) vom zweiten Absorptionselement (8) durch eine Trennwand (13) voneinander fluiddicht getrennt ist.
Wassereinspritzvorrichtung (17) einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Vorrichtung (1) zur Gewinnung von Wasser nach einem der vorherigen Ansprüche.
Brennkraftmaschine (18), umfassend eine Wassereinspritzvorrichtung (17) nach Anspruch 11.
Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Abgas, insbesondere für eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, umfassend die Schritte: – Zuführen von einem ersten Abgasstrom (20) in eine erste Kammer (2), in welcher ein erstes Absorptionselement (3) angeordnet ist, wobei das erste Absorptionselement (3) Wasserdampf und/oder Wasser aus dem zugeführten ersten Abgasstrom (20) aufnimmt, – Zuführen von einem zweiten Abgasstrom (50) in eine zweite Kammer (5), – Zuführen von Wärme (Q2) aus dem zweiten Abgasstrom (50) der zweiten Kammer (5) zum ersten Absorptionselement (3), wobei im ersten Absorptionselement (3) aufgenommener Wasserdampf freigesetzt wird, und – Kondensieren des freigesetzten Wasserdampfes, um Wasser zu gewinnen.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend die Schritte: – Zuführen von Wärme (Q1) aus dem ersten Abgasstrom (20) der ersten Kammer (2) zu einem zweiten Absorptionselement (8), das in der zweiten Kammer (2) angeordnet ist, und Wasserdampf aus dem zugeführten zweiten Abgasstrom (50) aufnimmt, wobei durch das Zuführen der Wärme (Q1) im zweiten Absorptionselement (8) aufgenommener Wasserdampf freigesetzt wird, und – Kondensieren des freigesetzten Wasserdampfes, um Wasser zu gewinnen.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (2) während der Übertragung von Wärme (Q2) auf das erste Absorptionselement (3), und/oder die zweite Kammer (5) während der Übertragung von Wärme (Q1) auf das zweite Absorptionselement (8) abgesperrt sind, so dass kein neuer erster Abgasstrom (20) zum ersten Absorptionselement (3) und/oder kein neuer zweiter Abgasstrom (50) zum zweiten Absorptionselement (8) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (2) geöffnet wird, nachdem im ersten Absorptionselement (3) aufgenommener Wasserdampf freigesetzt worden ist, und/oder die zweite Kammer (5) geöffnet wird, nachdem im zweiten Absorptionselement (8) aufgenommener Wasserdampf freigesetzt worden ist.