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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
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Um die Temperatur bei einem Verbrennungsvorgang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu senken und um somit einen Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine zu reduzieren und ein Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern, kann Wasser in ein Saugrohr oder eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Bei derartigen Wassereinspritzsystemen ist normalerweise ein Wassertank vorgesehen, so dass jederzeit Wasser zur Einspritzung in das Saugrohr oder die Brennkammer der Brennkraftmaschine verfügbar ist. Zusätzlich kann bei derartigen Wassereinspritzsystemen Wasser mit Hilfe einer Wassergewinnungsanlage beispielsweise aus dem Abgassystem der Brennkraftmaschine in dem Kraftfahrzeug oder aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs gewonnen werden und beispielsweise auch dem Wassertank zugeführt werden.
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Eine Besonderheit bei Wassereinspritzvorrichtungen ist, dass Biokontamination durch Schadorganismen in der Wassereinspritzvorrichtung bzw. aus der Umgebung auftreten kann. Eine derartige Biokontamination kann zur Beeinträchtigung der Funktion der Wassereinspritzvorrichtung führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Wassereinspritzvorrichtung umfasst wenigstens einen Wasserinjektor zum Einspritzen von Wasser in eine Brennkraftmaschine, wenigstens einen Wassertank und wenigstens eine erste Zuführleitung, die eingerichtet ist, den Wassertank mit dem Wasserinjektor zu verbinden. Erfindungsgemäß ist in der Wassereinspritzvorrichtung wenigstens ein Biozid zur Bekämpfung von Schadorganismen in der Wassereinspritzvorrichtung vorgesehen.
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Vorteile der Erfindung
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Gegenüber dem Stand der Technik weist die Wassereinspritzvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 den Vorteil auf, dass durch das in der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung vorgesehene Biozid eine Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung vorteilhaft verhindert oder minimiert werden kann. Biokontamination kann beispielsweise durch Verunreinigungen von Wasser oder Bauteilen der Wassereinspritzvorrichtung beispielsweise durch Nachfüllwasser und/oder durch beispielsweise durch eine Wassergewinnungsvorrichtung gewonnenes Wasser in der Wassereinspritzvorrichtung entstehen. Durch die Verunreinigungen können beispielsweise Algen, Pilze oder Bakterien, wie beispielsweise Cyanobakterien oder Acetobacter oder andere Schadorganismen in die Wassereinspritzvorrichtung gelangen und/oder sich in dieser festsetzen und/oder vermehren. Derartige Biokontaminationen entstehen vorzugsweise in Bereichen der Wassereinspritzvorrichtung, in denen Wasser über einen längeren Zeitraum steht, wie zum Beispiel im Wassertank, oder in Bereichen mit einer geringen Durchflussgeschwindigkeit (Toträume). Durch die Biokontamination und durch aus ihr resultierende chemische Produkte (z.B. Biofilme an Grenzflächen) kann die Funktion der Wassereinspritzvorrichtung beeinträchtigt sein oder gar, beispielsweise durch verstopfte Filter, auch ausfallen. Derartigen Problemen wird mit der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung vorteilhaft vorgebeugt. Durch das Biozid, das für die Wassereinspritzvorrichtung vorgesehen ist, werden Algen, Pilze, Bakterien oder andere Schadorganismen beispielsweise vorteilhaft abgetötet und/oder am Wachstum gehindert, so dass in der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung keine oder nur eine sehr geringe und die Funktion der Wassereinspritzvorrichtung nicht beeinträchtigende Biokontamination auftritt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft ist das Biozid in dem Wassertank vorgesehen. Ist das Biozid in dem Wassertank angeordnet, so ergibt sich der Vorteil, dass der Biokontamination des Wassers durch das Biozid in einem Bereich der Wassereinspritzvorrichtung entgegengewirkt, der durch das in dem Wassertank stehende Wasser einen der für Biokontamination anfälligsten Bereiche der Wassereinspritzvorrichtung darstellt. Zudem befindet sich das Wasser in der Regel über einen vergleichsweise längeren Zeitraum im Tank und somit kann das Biozid längere Zeit auf das Wasser einwirken. Somit kann durch Biozid in dem Wassertank die Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung besonders vorteilhaft gut und effizient bekämpft werden.
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In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Biozid als Beschichtung an wenigstens einer Innenwand der Wassereinspritzvorrichtung ausgebildet. Somit kann besonders vorteilhaft die Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung an Innenwänden der Wassereinspritzvorrichtung bekämpft werden und die beschichteten Innenwände können vorteilhaft von Biokontamination freigehalten sein.
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Besonders vorteilhaft ist die Beschichtung an einer Tankoberfläche angeordnet, wobei die Tankoberfläche in einem Innenraum des Wassertanks angeordnet ist. Somit kann der Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung in dem Tank, der durch darin stehendes Wasser besonders anfällig für Biokontamination ist, vorgebeugt werden und die Tankoberfläche in dem Innenraum des Wassertanks vorteilhaft beispielsweise von durch Biokontamination entstehenden Belägen freigehalten werden.
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In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Wassereinspritzvorrichtung wenigstens eine Dosiereinrichtung, wobei die Dosiereinrichtung eingerichtet ist, Biozid in der Wassereinspritzvorrichtung freizugeben. Durch eine derart ausgebildete Dosiereinrichtung kann das Biozid gezielt, in gezielten Mengen und/oder an gewünschten Stellen in der Wassereinspritzvorrichtung abgegeben und beispielsweise auch dem Wasser in der Wassereinspritzvorrichtung zugeführt werden.
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Vorteilhaft kann die Dosiereinrichtung in oder am dem Wassertank angeordnet sein. Durch das durch Dosiereinrichtung in den Wassertank abgegebene Biozid kann die Biokontamination vorteilhaft in dem Wassertank, der aufgrund des in dem Wassertank stehenden Wassers besonders anfällig für Ausbildung von Biokontamination ist, bekämpft werden, so dass die Biokontamination effektiv bekämpft wird.
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Vorteilhaft kann die Wassereinspritzvorrichtung weiterhin eine Wassergewinnungsvorrichtung und eine zweite Zuführleitung, die eingerichtet ist, die Wassergewinnungsvorrichtung mit dem Wassertank zu verbinden, umfassen, wobei die Dosiereinrichtung in der Wassergewinnungsvorrichtung und/oder der zweiten Zuführleitung angeordnet ist. Eine in der Wassergewinnungsvorrichtung und/oder der zweiten Zuführleitung angeordnete Dosiereinrichtung kann das Biozid direkt in die Wassergewinnungsvorrichtung und/oder die zweite Zuführleitung der Wassereinspritzvorrichtung abgeben, so dass die Biokontamination vorteilhaft direkt in dem Bereich, in dem Schadorganismen beispielsweise durch die Wassergewinnungsvorrichtung in die Wassereinspritzvorrichtung gelangen können, bekämpft wird und die Schadorganismen beispielsweise vorteilhaft schon bevor sie beispielsweise in den Wassertank gelangen abgetötet werden.
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Weiterhin kann der Wassertank eine Einfüllleitung zum Einfüllen von Wasser in den Wassertank aufweisen und die Dosiereinrichtung in der Einfüllleitung angeordnet sein. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass Schadorganismen, die zur Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung führen können, bereits in einem Bereich, in dem sie in die Wassereinspritzvorrichtung gelangen können, hier beispielsweise in der Einfüllleitung, abgetötet werden und somit Biokontamination der Wassereinspritzvorrichtung vorteilhaft vorgebeugt werden kann.
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Weiterhin kann in der Wassereinspritzvorrichtung eine Rücklaufleitung von der ersten Zuführleitung zu dem Wassertank vorgesehen sein und die Dosiereinrichtung vorteilhaft in der Rücklaufleitung angeordnet sein. Somit kann vorteilhaft Biozid an von der ersten Zuführleitung durch die Rücklaufleitung in den Wassertank zurücklaufendes Wasser abgegeben werden.
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Besonders vorteilhaft ist das Biozid zumindest teilweise in in der Wassereinspritzvorrichtung angeordneten Wasser gelöst. In Wasser gelöstes Biozid kann durch das Wasser, in dem es gelöst ist, vorteilhaft in alle auch für Wasser zugänglichen Bereiche der Wassereinspritzvorrichtung gelangen und dort wirksam die Biokontamination in der Wassereinspritzvorrichtung verhindern oder minimieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung,
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1. Die Wassereinspritzvorrichtung 1 ist zur Einspritzung von Wasser in eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Wasser 20 kann dabei beispielsweise in ein Saugrohr oder eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt werden um beispielsweise eine Temperatur bei einem Brennvorgang der Brennkraftmaschine zu senken und um somit einen Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine zu reduzieren und ein Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern.
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Die in 1 dargestellte Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst einen Wasserinjektor 12, der zum Einspritzen von Wasser 20 in die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der Wasserinjektor 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als für Wasser 20 geeignetes Einspritzventil ausgebildet.
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Weiterhin umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 einen Wassertank 10 der zur Aufnahme und Speicherung von Wasser 20 vorgesehen ist, das in durch den Wasserinjektor 12 in die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges eingespritzt werden kann.
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Die Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine erste Zuführleitung 11, die den Wassertank 10 mit dem Wasserinjektor 12 verbindet. Somit wird Wasser 20 von dem Wassertank 10 durch die erste Zuführleitung 11 zu dem Wasserinjektor 12 befördert. Zu diesem Zweck kann in der ersten Zuführleitung 11 ein Förderelement 21, beispielsweise eine Pumpe, vorgesehen sein, das das Wasser von den Wassertank 10 durch die erste Zuführleitung 11 zu dem Wasserinjektor 12 befördert. In der ersten Zuführleitung 11 kann beispielsweise auch ein Filter 23 zur Filterung des Wassers 20 angeordnet sein.
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Die Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel weiterhin eine Rücklaufleitung 19 von der ersten Zuführleitung 11 zu dem Wassertank 10. Die Rücklaufleitung 19 verbindet in diesem Ausführungsbeispiel einen Bereich der ersten Zuführleitung 11, der stromaufwärts des Förderelement 21 angeordnet ist, mit dem Wassertank 10. So kann durch die Rücklaufleitung 19 Wasser 20 aus dem Bereich der ersten Zuführleitung 11, der stromaufwärts des Förderelements 21 angeordnet ist, in den Wassertank 10 zurückfließen.
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Weiterhin umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1, wie in 1 dargestellt, in diesem Ausführungsbeispiel eine Einfüllleitung 18, durch die Wasser in den Wassertank 10 eingefüllt und/oder nachgefüllt werden kann. Das Einfüllen und/oder Nachfüllen von Wasser 20 in den Wassertank 10 durch die Einfüllleitung 18 kann beispielsweise durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs erfolgen. Die Einfüllleitung 18 verbindet dabei beispielsweise einen Außenraum des Kraftfahrzeugs mit dem Wassertank 10. An der Einfüllleitung 18 ist eine Einfüllöffnung 22, durch die Wasser 20 in die Einfüllleitung 18 einfüllbar ist, ausgebildet. Die Einfüllleitung 18 verbindet die Einfüllöffnung 22 mit dem Wassertank 10.
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Zur Vermeidung und Bekämpfung von Biokontamination durch Schadorganismen ist in der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1 ein Biozid 30 vorgesehen. Unter Biozid 30 wird im Kontext der vorliegenden Anmeldung ein Stoff oder ein Stoffgemisch, beispielsweise in fester oder flüssiger Form, verstanden, der oder das dazu bestimmt ist, auf andere Art als durch bloße physikalische oder mechanische Einwirkung Schadorganismen zu bekämpfen, Schadorganismen also zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen. Schadorganismen können beispielsweise Algen, Pilze, Bakterien oder andere Mikroorganismen sein, die in die Wassereinspritzvorrichtung 1 gelangen können und/oder die sich in der Wassereinspritzvorrichtung 1, insbesondere im Wasser 20 in der Wassereinspritzvorrichtung 1, bilden und/oder vermehren können. Für die vorliegende Erfindung sind beispielsweise Mengen an Biozid 30 in der Wassereinspritzvorrichtung 1 vorgesehen, die Beschädigungen an der Wassereinspritzvorrichtung 1 und/oder Beeinträchtigungen der Funktion des Wassereinspritzvorrichtung 1 durch Schadorganismen wirksam vorbeugen können. Soche Beschädigungen oder Beeinträchtigungen können beispielsweise Belagbildungen oder Verstopfungen, beispielsweise von Filtern, sein, oder auch die Schädigung der Materialien (Metalle und/oder Kunststoffe) durch Mikroorganismen oder deren Abbauprodukte (Biokorrosion).
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Je nach Bedarf bzw. Art der Mirkoorganismen können verschieden wirkende Biozide, wie beispielsweise elektrophile, lytische, oxidierende Wirkstoffe oder auch eine Kombination aus verschieden wirkenden Bioziden eingesetzt werden.
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Das Biozid 30 der Wassereinspritzvorrichtung 1 kann für und in unterschiedlichen Bereichen der Wassereinspritzvorrichtung 1 vorgesehen sein.
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Wie in 1 dargestellt kann das Biozid 30 beispielsweise als Beschichtung 31 an wenigstens einer Innenwand 13 der Wassereinspritzvorrichtung 1 ausgebildet sein. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Beschichtung 31 an Tankoberflächen 14 angeordnet, wobei die Tankoberflächen 14 in einem Innenraum 15 des Wassertanks 10 angeordnet sind. Ist der Innenraum 15 des Wassertanks 10 beispielsweise zumindest teilweise mit Wasser 20 gefüllt, so sind die Tankoberflächen 14 in Kontakt mit dem Wasser 20 im Innenraum 15 des Wassertanks 10. Eine Tankoberfläche 14 kann beispielsweise eine den Wassertank 10 nach außen hin begrenzende Innenwand des Wassertanks 10 sein oder auch Wände oder Oberflächen, die an in dem Innenraum 15 des Wassertanks 10 angeordneten Bauelementen der Wassereinspritzvorrichtung 1 ausgebildet sind. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind beispielsweise Oberflächen der ersten Zuführleitung 11, die in dem Innenraum 15 des Wassertanks 10 angeordnet sind und die somit Tankoberflächen 14 bilden, mit einer Beschichtung 31 aus Biozid 30 versehen.
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Eine Beschichtung 31 aus Biozid 30 kann aber beispielsweise auch an anderen Innenwänden 13 der Wassereinspritzvorrichtung 1 vorgesehen sein. Unter einer Innenwand 13 der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist im Kontext der vorliegenden Anmeldung eine Oberfläche zu verstehen, die in der Wassereinspritzvorrichtung 1 mit dem einzuspritzenden Wasser 20 in Kontakt steht oder kommen kann. Bei einer Innenwand 13 der Wassereinspritzvorrichtung 1 kann es sich beispielsweise auch um eine Innenwand 13 der ersten Zuführleitung 11, um eine Innenwand 13 der Einfüllleitung 18 und/oder um eine Innenwand 13 der Rücklaufleitung 19 handeln.
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Die Beschichtung 31 kann vollständig oder teilweise aus Biozid 30 oder aus einem ein Biozid 30 abgebenden und/oder erzeugenden Material gefertigt sein. Die Beschichtung 31 steht in diesem Ausführungsbeispiel zumindest zeitweise in direktem Kontakt mit dem Wasser 20 der Wassereinspritzvorrichtung 1, das zur Einspritzung vorgesehen ist. Die Beschichtung 31 kann dadurch beispielsweise die Biokontamination des Wassers 20 verhindern und/oder minimieren. Die Beschichtung 31 kann dadurch beispielsweise in diesem Ausführungsbeispiel auch verhindern, dass sich Schadorganismen an den Innenwänden 13 der Wassereinspritzvorrichtung 1, die mit der Beschichtung 31 aus Biozid 30 versehen sind, absetzen und/oder vermehren kann und dort beispielsweise einen Belag bilden.
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Das Biozid 30 kann auch ganz oder teilweise in in der Wassereinspritzvorrichtung 1 angeordneten Wasser 20 gelöst sein. Das Biozid 30 kann dabei als Flüssigkeit ausgebildet sein, die mit dem Wasser 20 vermischt ist oder auch als ein in dem Wasser 20 gelöster Feststoff vorgesehen sein. Auch kann das Biozid 30 beispielsweise aus der Beschichtung 31 an das Wasser 20 der Wassereinspritzvorrichtung 1 abgegeben werden und in dem Wasser 20 zumindest teilweise gelöst werden.
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Das Biozid 30 kann aber wie in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise auch über eine oder mehrere Dosiereinrichtungen 32 in das Wasser 20 der Wassereinspritzvorrichtung 1 abgegeben werden. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 mehrere Dosiereinrichtungen 32, wobei die Dosiereinrichtungen 32 eingerichtet sind, Biozid 30 in der Wassereinspritzvorrichtung 1 freizugeben.
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Die Dosiereinrichtung kann beispielsweise einen Vorrat an Biozid in konzentrierter fester oder flüssiger Form enthalten und kann diesen über einen längeren Zeitraum an das Wasser abgeben. Die Bevorratung des Biozides kann entweder so gewählt werden, dass die in der Dosiereinrichtung enthaltene Menge entweder über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeug ausreicht. Die Dosiereinrichtung kann aber beispielsweise auch austauschbar oder wiederauffüllbar ausgebildet sein. So kann die Dosierungseinrichtung beispielsweise im Rahmen der Wartungs- und Servicearbeiten wieder aufgefüllt werden oder auch ausgetauscht werden.
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Die Dosiereinrichtung 32 kann in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise in dem Wassertank 10, beispielsweise in dem Innenraum 15 des Wassertanks 10 angeordnet sein. Von dort aus kann durch die Dosiereinrichtung 32 Biozid 30 beispielsweise direkt in das in dem Innenraum 15 des Wassertanks 10 angeordnete Wasser 20 abgegeben werden.
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Die Dosiereinrichtung 32 kann in diesem Ausführungsbeispiel auch in der Einfüllleitung 18, die zum Einfüllen von Wasser 20 in den Wassertank 10 vorgesehen ist, angeordnet sein. So kann Biozid 30 beispielsweise direkt an in die Einfüllleitung 18 einfließendes Wasser 20 abgegeben werden.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel in der 1 gezeigt, kann die Dosiereinrichtung 32 beispielsweise auch in der Rücklaufleitung 19 angeordnet sein. Eine in der Rücklaufleitung 19 der Wassereinspritzvorrichtung 1 angeordnete Dosiereinrichtung 32 kann Biozid 30 beispielsweise an Wasser 20, dass durch die Rücklaufleitung 19 in den Wassertank 10 zurückläuft, abgeben.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Im Unterschied zum in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Wassergewinnungsvorrichtung 16 und eine zweite Zuführleitung 17, die eingerichtet ist, die Wassergewinnungsvorrichtung 16 mit dem Wassertank 10 zu verbinden. Mithilfe der Wassergewinnungsvorrichtung 16 kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel Wasser 20 beispielsweise aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch eine Regenwasserauffanganlage, und/oder aus dem Abgasstrom das Kraftfahrzeugs und/oder aus der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs gewonnen werden und über die zweite Zuführleitung 17 dem Wassertank 10 zugeführt werden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Dosiereinrichtung 32 beispielsweise auch in der zweiten Zuführleitung 17 und/oder auch in der Wassergewinnungsvorrichtung 16 angeordnet sein und dort Biozid 30 an das Wasser 20 abgeben. Weiterhin kann beispielsweise auch die zweite Zuführleitung 17 Innenwände 13 und/oder eine Tankoberfläche 14 der Wassereinspritzvorrichtung 1 aufweisen, an denen beispielsweise auch eine oder mehrere Beschichtungen 31, die beispielsweise zumindest teilweise aus Biozid 30 ausgebildet sind, angeordnet sein können. In der zweiten Zuführleitung 17 kann beispielsweise auch ein Filter 23 angeordnet sein.
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In dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung und in dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung sind jeweils mehrere Möglichkeiten dargestellt, Biozid in der Wassereinspritzvorrichtung vorzusehen. Selbstverständlich sind auch Wassereinspritzvorrichtungen mit einzelnen der Möglichkeiten oder mit beliebigen Kombinationen der einzelnen Möglichkeiten denkbar.
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Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.
