DE19903215A1

DE19903215A1 - Triebwerk mit Reaktionsreiniger

Info

Publication number: DE19903215A1
Application number: DE19903215A
Authority: DE
Inventors: Ken Naito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 1999-12-09
Also published as: JP3817912B2; US6218173B1; JPH11276850A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reaktionsreiniger 100, welcher Mikroorganismen verwendet, die sich von schädlichen Komponenten in Verbrennungsabgasen ernähren und ist in einem Verbrennungsabgasabschnitt 18, 21, 22, 23, 24 eines Triebwerkes 1 vorgesehen. Die Mikroorganismen sind mit einer Kulturflüssigkeit vermischt, wobei die Kulturflüssigkeit durch Rohre 111 zirkuliert, in denen Mikrobohrungen 111A vorgesehen sind. Der Durchmesser dieser Bohrungen ist so bemessen, daß die Kulturflüssigkeit nicht hindurchpassieren kann, daß jedoch Verbrennungsabgase hindurchtreten können. Die Rohre 111 befinden sich in einem Gehäuse 112, und schädliche Bestandteile werden entfernt, indem das Verbrennungsabgas in das Gehäuse 112 geleitet wird, um es dabei in Kontakt mit den Mikroorganismen in der Kulturflüssigkeit zu bringen. Durch Verwendung des Reaktionsreinigers 100 in Verbindung mit Katalysatoren 20A, 20B kann eine deutlich bessere Reinigungswirkung der Verbrennungsabgase gewährleistet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Reinigung von Verbren nungsabgasen von Triebwerken unter Verwendung von Mikroorga nismen.

Bekannt ist ein Verfahren zur Reinigung schädlicher Substan zen wie Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO), Schwe fel (S) und Stickoxiden (NO_x), die im Verbrennungsabgas ent halten sind, das von einem mit einem Metallkatalysator ausge statteten Fahrzeugtriebwerk ausgestoßen wird. Bei derartigen Reinigungsverfahren ist jedoch generell die Wirkung gering, solange der Katalysator noch nicht voll aktiviert ist, was unmittelbar nach dem Starten des Triebwerks der Fall ist.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Reduzierung des Ausstoßes von Stickoxiden (NO_x) in einem Triebwerk bekannt, bei dem ein Teil der Verbrennungsabgase in die Ansaugluft für das Trieb werk zurückgeführt wird. Um eine deutliche Reduzierung von Stickoxiden (NO_x) zu erreichen, muß die Menge an zurückge führtem Abgas sehr groß sein, damit auch die schädlichen Sub stanzen im Verbrennungsabgas eines Triebwerkes gereinigt wer den.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Effizienz der Reinigung von in den Verbrennungsabgasen eines Triebwerkes enthaltenen schädlichen Substanzen zu steigern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Triebwerk vor, das eine Brennkammer beziehungsweise einen Brennraum zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraftstoff und Luft sowie einen mit diesem Brennraum verbundenen Abgastrakt beziehungsweise einen Verbrennungsabgaskanal aufweist. In dem Abgastrakt ist eine Vorrichtung zur Reaktionsreinigung vorge sehen, in der ein Mikroorganismus in Kontakt mit dem Verbren nungsabgas gebracht wird, welcher dabei einen Bestandteil aus dem Abgas entfernt.

Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein Triebwerk mit einer Brennkammer zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraft stoff und Luft, einen Ansaugtrakt zur Versorgung der Brenn kammer mit Luft und eine Abgasrückführeinrichtung zur Einfüh rung eines Teils des Abgases der Brennkammer in den Ansaug trakt. Das Triebwerk weist zudem einen im Ansaugtrakt ange brachten Reaktionsreiniger auf, in dem ein Mikroorganismus in Kontakt mit der, das Verbrennungsabgas enthaltenden, Ansaug luft gebracht wird, welcher einen Bestandteil aus dem Abgas entfernt.

Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin ein Triebwerk mit einer Brennkammer zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraft stoff und Luft vor, das mit einem Ansaugtrakt zur Förderung von Luft in die Brennkammer sowie mit einem Reaktionsreiniger versehen ist, in dem ein Mikroorganismus in Kontakt mit der Luft in diesem Ansaugtrakt gebracht wird, der sich von Stick stoff ernährt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Figurenbeschreibung von bevorzug ten Ausführungsformen entsprechend der zugehörigen Zeichnung verdeutlicht.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Hervorhebung und eine Teilschnittansicht eines Triebwerkes in V-Anordnung, mit einer Reaktionsvor richtung entsprechend vorliegender Erfindung;

Fig. 2 ein Schemadiagramm der Reaktionsvorrichtung ent sprechend Fig. 1;
Wig 3 ein Schemadiagramm ähnlich Fig. 2, jedoch gemäß ei ner zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Reakti onsvorrichtung entsprechend der zweiten Ausfüh rungsform verdeutlicht;

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine siebte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die jedoch eine achte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 11 einen schematischen Querschnitt eines Vorratstanks mit einem Zentrifugenabscheider entsprechend einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 12 eine schematische Längsschnittansicht des Vorrats tanks; und

Fig. 13 eine schematische Längsschnittansicht eines Vor ratstanks entsprechend einer zehnten erfindungs gemäßen Ausführungsform.

Hiermit wird auch die am 27. Januar 1998 in Japan eingereich te Anmeldung TOKUGAN HEI 10-13960 sowie die am 29. Juni 1998 in Japan eingereichte Anmeldung TOKUGAN HEI 10-182317 jeweils mit ihrem vollen Offenbarungsgehalt zum Inhalt der vorliegen den Anmeldung gemacht.

Wie in Fig. 1 der Zeichnung erkennbar, umfaßt ein in einem Fahrzeug eingebauter Benzinmotor beziehungsweise ein benzin betriebenes Triebwerk 1 in V-Anordnung zwei Zylinderreihen, von denen jede mehrere Brennkammern 12 aufweist. Jeder der Brennräume beziehungsweise der Brennkammern 12 ist mit einem Einlaßventil 14, einem Einlaßkanal 15, einem Auslaßkanal 17 und mit einem Auslaßventil 14 versehen. Die Einlaßkanäle 15 sind über einen Einlaßkrümmer 16 mit einem Ansaugrohr bezie hungsweise einem Einlaßrohr verbunden. Die Auslaßkanäle 17 jeder Zylinderreihe sind über einen Auslaßkrümmer 18 mit ei nem Auslaßrohr beziehungsweise einer Abgasleitung 21 verbun den.

In der Brennkammer 12 des Triebwerks 1 wird eine Mischung aus, von einer Kraftstoffeinspritzdüse 19 eingespritztem, Kraftstoff und, von dem Einlaßkrümmer 18 angesaugter, Luft vom Kolben 13 komprimiert, mittels einer Zündkerze 25 gezün det und verbrannt. Die Verbrennungsenergie bewirkt eine Vor- und Zurückbewegung des Kolbens 13, die eine mechanische Kraft erzeugt.

Das bei der Verbrennung erzeugte Verbrennungsabgas wird über den Auslaßkanal 17 und den Auslaßkrümmer 18 ausgestoßen. Ein katalytischer Konverter beziehungsweise Katalysator 20A ist innerhalb eines Sammelabschnittes eines jeden Auslaßkrümmers 18 angeordnet.

Zwei Auslaßrohre 21 sind jeweils mit einem gemeinsamen Kata lysator 20B gekoppelt.

Diese Katalysatoren 20A, 20B beinhalten einen Drei-Wege- Katalysator, der in der Lage ist, Kohlenmonoxid (CO), Kohlen wasserstoffe (HC) und Stickoxide (NO_x) umzuwandeln bezie hungsweise zu verringern. Um eine noch weitergehende Reini gung der durch die Katalysatoren 20A, 20B passierenden Ver brennungsabgase zur erreichen, ist über ein stromabwärts des Katalysators 20B vorgesehenes Auslaßrohr 22 ein Reaktionsrei niger 100 vorgesehen, dessen Mikroorganismen spezifische An teile im Verbrennungsabgas konsumieren. Die vom Reaktionsrei niger 100 erzeugten Abgase werden über eine Auslaßleitung 23 in die Atmosphäre ausgestoßen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 2 die Funktionsweise des Reaktionsreinigers 100 erklärt. Der Reaktionsreiniger 100 be steht aus einem Reaktor 110, in dem Mikroorganismen in einer Kulturflüssigkeit in Kontakt mit Verbrennungsabgasen gebracht werden, einer Leitung 120, welche Kulturflüssigkeit an den Reaktor 110 liefert, einer Schraubenpumpe 130, welche die Kulturflüssigkeit unter einem festen Druck umwälzt, und aus einem Vorratstank 140, der den Druck der Kulturflüssigkeit reguliert und Mikroorganismen von dieser trennt, sobald dies notwendig ist.

Verschiedene Arten von Mikroorganismen, die jeweils schädli che Komponenten im Abgas des Triebwerks 1 konsumieren können, können zur Verwendung in dem Rekationsreiniger 100 gewählt werden. So speisen sich beispielsweise die 1996 entdeckten Bakterien HD-1 aus Kohlendioxid (CO₂), Wasserstoff (H₂) und Kohlenwasserstoffen (HC) ohne Photosynthese und produzieren Benzin (Nachw.: Molecular Biology of Pseudomonas; Verf.: T. Imanaka und M. Moriwaka; AMS Press, Washington 1996, S. 289-297).

Diese Eigenschaften der Konsumierung von spezifischen Kompo nenten von Verbrennungsabgasen ohne eine Photosynthese sind eine gut verwendbare Charakteristik für eine Anwendung im Re aktionsreiniger 100. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Lichtdurchlässigkeit von Chlorophyll, welche für eine Photo synthese unverzichtbar ist, nicht sehr hoch ist. Zudem ist es schwierig, alle Mikroorganismen mit ausreichendem Licht zu durchstrahlen, so daß eine Photosynthese durch das Chloro phyll durchgeführt werden kann. Hinzu kommen diverse prakti sche Schwierigkeiten, die mit der Durchstrahlung des im Fahr zeug angebrachten Reaktionsreinigers 100 mit Licht zusammen hängen.

Als bevorzugte Mikroorganismen zur Verwendung in dem Reakti onsreiniger 100 kommen beispielsweise theromophile Bakterien wie "Thermococcus", "Archaea" und "Sulfolobus" in Frage. Ebenso verwendbar sind "Desulfurolobus Ambivalens" (JCM9191), "Acidianus Infernus" (JCM8955) und "Acidianus Brierleyi" (JCM8954). Diese Mikroorganismen ernähren sich von CO₂, H₂, S und HC im Verbrennungsabgas ohne Photosynthese und regenerie ren beziehungsweise erzeugen dabei den Kraftstoff.

Die JCM-Nummern entsprechend der oben genannten Mikroorganis men wurden als Bezeichnungen für am Institut für physikali sche und chemische Forschung (Institute of Physical and Che mical Research) in Japan hinterlegte Mikroorganismen vergeben und basieren auf dem Budapester Übereinkommen.

Die oben genannten Mikroorganismen sind protokaryotische Mi kroorganismen, für welche die angenehmsten Umgebungsbedingun gen bei Temperaturen zwischen 70°C und 120°C herrschen. Im allgemeinen ist die Temperatur des Verbrennungsabgases des Triebwerks 1 relativ hoch, wodurch die Temperatur der Kultur flüssigkeit ebenfalls ansteigt. Aus diesem Grund ist die Ver wendung von thermophilen Bakterien notwendig. Der Gedanke liegt nahe, daß bei den herrschenden hohen Temperaturen das Wasser in der Kulturflüssigkeit zu sieden beginnen würde. Al lerdings enthalten Verbrennungsabgase eine große Menge an ge sättigtem Wasserdampf, so daß nicht viel Wasser aus der Kul turflüssigkeit in das Abgas verdampft und dementsprechend nicht viel davon verschwindet.

Als Beispiel für Mikroorganismen, die sich von Schwefel oder schwefelhaltigen Bestandteilen im Verbrennungsabgas ernähren, können die oben genannten thermophilen Bakterien, Schwefel bakterien oder Crimson-Bazillen (crimson bacillus) verwendet werden. Diese Arten von Bakterien konsumieren CO₂ und Schwe fel als Nahrungsmittelquelle. Die Kulturflüssigkeit ist un terschiedlich, je nach den verwendeten Mikroorganismen. Wenn sie jedoch Mineralien wie Magnesiumphosphat, Natriumchlorid und eine wässrige Lösung aus nahrhaften Substanzen wie bei spielsweise Aminosäuren oder Vitaminen enthält, werden HC, O₂, CO₂, NO_x oder Schwefel von den Mikroorganismen generell als Nahrungsmitteln angesehen.

Es ist weiterhin bevorzugt, passende Nahrungsmittel zu ergän zen, je nach der Art der verwendeten Mikroorganismen und der Zusammensetzung des Verbrennungsabgases. Rohöl vor der Raffi nation, Abfälle aus einer Brauerei oder Abfall aus einer Pa pierfertigung beziehungsweise Papierabfallverarbeitung, die wirtschaftlicher sind als Kraftstoff, sind mögliche Beispiele solcher zusätzlicher Nahrungsmittel.

Die Kulturflüssigkeit wird zudem so überwacht, daß sie auf einen geeigneten pH-Wert eingestellt wird, je nach Abhängig keit der verwendeten Mikroorganismen, beispielsweise durch Zusetzung von Schwefelsäure (H₂SO₄).

Sobald der Mikroorganismus Stoffe produziert, die als Kraft stoff verwendet werden können, wie dies bei den vorerwähnten HD-1 und bei thermophilen Bakterien der Fall ist, können die erzeugten Stoffe als Kraftstoff wiederverwendet werden, indem Mittel bereitgestellt werden, um diese Stoffe wiederaufzube reiten. Beispielsweise können die erzeugten Stoffe durch eine Trennung in einer Zentrifuge wiederaufbereitet werden, indem das Antriebsmoment des Triebwerks 1 im Vorratstank 140 ge nutzt wird.

Wasser und aktivierter Schlamm können ebenso als Kulturflüs sigkeit verwendet werden. In diesem Fall ist der Schlamm eine Energiequelle für die Aktivität der Mikroorganismen, was sehr kostengünstig ist. Alternativ dazu kann Wasser und Hefeex trakt als Kulturflüssigkeit Verwendung finden. In diesem Fall ist der Hefeextrakt die Energiequelle für die Mikroorganis men, wobei die Absorptionsrate für CO₂ hierbei größer ist als bei der Verwendung von Schlamm als Kulturflüssigkeit. Werden zur Kulturflüssigkeit zusätzlich Ammoniumsulfat und schwefe lige Säure hinzugefügt, steigt die Absorptionsrate für CO₂ noch weiter.

Enthält die Kulturflüssigkeit zudem noch Schwefel, stellt dieser eine weitere Energiequelle für Mikroorganismen dar, wodurch die Absorptionsrate für CO₂ noch höher ausfällt.

Die Absorptionsrate und die Haltbarkeit steigt noch weiter an, wenn kleine Mengen von Komponenten wie Kaliumdihydrogen phosphat, Magnesiumsulfat, Kalziumchlorid, Eisenchlorid, Man ganchlorid und Natriumtetraborat hinzugesetzt werden.

Eine weitere Steigerung der Absorptionsrate für CO₂ beim Starten des Triebwerks kann gewährleistet werden, wenn Kalzi umkarbonat hinzugesetzt wird.

Es ist bevorzugt, den pH-Wert dieser Kulturflüssigkeiten auf einen Wert von maximal 4,0 einzustellen und zu halten.

Werden als Mikroorganismen Alkaligene (JMC1474, 5485, 5490, 9657, 9658, 9656, 9659, 9660) verwendet, können Stickoxide (NO_x) aus dem Verbrennungsabgas entfernt beziehungsweise um gewandelt werden. Als Kulturflüssigkeit kann beispielsweise eine aus Wasser und aktiviertem Schlamm bestehende Kultur flüssigkeit, eine aus Wasser, Peptone, Fleischextrakt und Na triumchlorid bestehende Kulturflüssigkeit oder eine aus Blutagar und Kaninchenblut bestehende Kulturflüssigkeit ver wendet werden.

Eine Kulturflüssigkeit, die Stickoxide (NO_x) konsumiert, ist dann am effektivsten, wenn ihre Temperatur auf einem Wert zwischen 20°C und 40°C gehalten wird. Weiterhin ist bevor zugt, ihren pH-Wert auf einen Wert zwischen 5,0 und 8,0 ein zustellen.

Ersatzstoffe, die Enzyme enthalten und in lebenden Organismen gefunden werden, und die Verbrennungsabgase absorbieren, kön nen ebenso verwendet werden. Beispielsweise können als Er satzstoffe enzymisches Zytochrom oder Hämoglobin, Stoffe, die über Kreuzverbindungen dieser Substanzen gebildet werden, oder Substanzen, die über eine Polymerisierung dieser Stoffe gebildet werden, verwendet werden.

Diese Ersatzstoffe werden anstatt von Blut verwendet, und Hä moglobin beispielsweise kann Gasmoleküle wie Sauerstoff und CO₂ oder NO aufnehmen beziehungsweise transportieren. Mit an deren Worten kann durch eine Kontaktierung von Verbrennungs abgasen mit diesen Substanzen CO₂ und NO aus den Abgasen ent fernt werden, wodurch die gleichen Funktionen erzielt werden können wie mit den oben beschriebenen Mikroorganismen.

Der Reaktor 110 weist eine große Anzahl von jeweils parallel zueinander und gering voneinander beabstandet angeordneten Kapillarrohren 111 auf, die innerhalb eines Gehäuses 112 vor gesehen sind. All diese Kapillarrohre 111 sind mit der Lei tung 120 verbunden. Die Mikroorganismen zirkulieren innerhalb des Reaktionsreinigers 100, indem sie, zusammen mit der Kul turflüssigkeit, durch die Kapillarrohre 111 hindurchpassieren beziehungsweise -strömen. Die Bohrungen beziehungsweise die Innendurchmesser der Kapillarrohre 111 liegen in einer Grö ßenordnung von 10 µm bis 500 µm. Eine Vielzahl von Mikroboh rungen 111A, die jeweils einen Durchmesser von zwischen meh reren zehn µm und mehreren hundert µm aufweisen, und welche die Innenseiten der Leitungen mit deren Außenseiten verbin den, sind in die Wände der Kapillarrohre 111 eingeformt. Die Oberflächenspannung der Kulturflüssigkeit in den Kapillarroh ren 111 ist größer als die Druckdifferenz zwischen der Innen seite und der Außenseite der Leitungen, so daß die Mikroboh rungen keine Kulturflüssigkeit oder Mikroorganismen zur Au ßenseite hindurchlassen.

Die Durchmesser der Mikrobohrungen 111A sind so bemessen, daß das Verbrennungsabgas hindurchpassieren kann, wodurch die oben genannten Bedingungen zufriedenstellend erfüllt werden können. Dementsprechend fungieren die Wände der Kapillarrohre als eine selektive Membran, welche nur gasförmige Anteile be ziehungsweise Bestandteile des Verbrennungsabgases hindurch passieren läßt, nicht jedoch die Kulturflüssigkeit.

Die Kapillarrohre 111 können beispielsweise als Gasaustausch röhrchen (gas exchange fibers) oder als künstliche Lungen ausgeführt sein. Die Werte für die Bohrungen der Kapillarroh re 111 und die Durchmesser der Mikrobohrungen 111A sind zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Kulturflüssigkeit, den verwendeten Arten der Mikroorganismen und den Bestandtei len des Verbrennungsabgases gewählt. Als Kapillarrohre können ebenfalls Röhren beziehungsweise Leitungen mit Öffnungen in molekularer Größe, welche einen Durchtritt von Sauerstoff (O₂), Kohlendioxid (CO₂) und Stickoxiden (NO_x) erlauben, wie sie beispielsweise als Dialysemenbranen bei künstlichen Dia lysevorrichtungen eingesetzt werden, Verwendung finden.

Mit einer Seite der Ummantelung beziehungsweise des Gehäuses 112 ist eine Gaseinlaß- beziehungsweise Gaszuführleitung 113 zur Einleitung von Verbrennungsabgas in das Gehäuse 112 ver bunden. Ein Abgasrohr beziehungsweise eine Gasauslaßleitung 114 zur Abfuhr des Verbrennungsabgases aus dem Gehäuse 112 ist mit der anderen Seite des Gehäuses 112, gegenüber der Gaseinlaßleitung 113, verbunden.

Zur Verhinderung des Eintrittes von Schmutz größeren Durch messers in das Gehäuse 112 ist in die Gaseinlaßleitung 113 ein Filter 113A installiert. Ein identischer Filter 114A ist zudem in der Abgas- beziehungsweise in der Gasauslaßleitung 114 vorgesehen.

Wie in Fig. 1 erkennbar, ist die Gaseinlaßleitung 113 mit ei nem Abgas- beziehungsweise einem Auslaßrohr 22 verbunden, welches zu dem Katalysator 20B führt. Auf diese Weise wird das vom Katalysator 20B ausgestoßene Gas zum Reaktor 110 ge leitet.

Die Gasauslaßleitung 114 ist mit einem Auslaßrohr 23 verbun den, so daß durch den Reaktionsreiniger 100 hindurchgeström tes Verbrennungsgas von der Gasauslaßleitung 114 über das Auslaßrohr 23 in die Atmosphäre ausgestoßen wird.

Sobald die Pumpe 130 betrieben wird, zirkuliert die Kultur flüssigkeit, welche die Kapillarrohre 111 und Leitung 120 füllt, zusammen mit den Mikroorganismen durch den Reaktions reiniger 100, wie dies durch den Pfeil in Fig. 2 verdeutlicht wird. Der Druck der zirkulierenden Flüssigkeit wird dabei so eingestellt, daß er mittels der Pumpe 130 und des Vorrats tanks weitgehend konstant gehalten wird. Die Mikrobohrungen 111A der Kapillarrohre 111 erlauben der Kulturflüssigkeit nicht, durch sie hindurch zu passieren, wie bereits weiter oben erwähnt. Daher fließt die Kulturflüssigkeit nur in einer Richtung durch die Kapillarrohre 111, wobei nahezu keine Ver luste auftreten. Eine sehr geringe Menge an Kulturflüssig keit, welche sich im Gehäuse 112 aufgrund einer geringfügigen Leckage aus den Kapillarrohren 111 sammelt, kann über eine Leitung 190 in den Vorratstank 140 zurücklaufen.

Das während der Verbrennung im Triebwerk 1 erzeugte Abgas wird beim Passieren durch den Katalysator 20A über den Aus laßkrümmer 18 und danach durch den Katalysator 20B gereinigt. Das vom Katalysator 20B ausgestoßene Verbrennungsabgas strömt in das Gehäuse 112 des Reaktors 110 und durch die Zwischen räume zwischen der Vielzahl von Kapillarrohren 111. Die Mi krobohrungen 111A in den Kapillarrohren 111 sind vom Durch messer so bemessen, daß sie ein Passieren von Verbrennungsab gas erlauben. Dadurch kann das Verbrennungsabgas über die Mi krobohrungen 111A in Kontakt mit den Mikroorganismen kommen, während es in die Zwischenräume zwischen den Kapillarrohren strömt, während gleichzeitig die Mikroorganismen spezifische Bestandteile im Verbrennungsabgas konsumieren beziehungsweise aufnehmen können. Die von den Mikroorganismen aufgenommenen Komponenten werden von den Mikroorganismen assimiliert oder in die Kulturflüssigkeit eingezogen beziehungsweise aufgenom men, wodurch das Verbrennungsabgas von einer entsprechenden Menge gereinigt wird. Das auf diese Weise durch den Reaktor 110 geströmte Verbrennungsabgas wird über das Auslaßrohr 23 an die Atmosphäre abgegeben.

Die Reinigungsrate des Verbrennungsabgases steigt zusammen mit der Häufigkeit des Kontakts zwischen dem Abgas und den Mikroorganismen an. Demzufolge steigt die Reinigungsrate an, wenn die Umströmmenge der Kulturflüssigkeit ansteigt. Dies ist dann der Fall, wenn die Ausstoßmenge der Pumpe 130 ge steigert wird, wobei gleichzeitig der Anteil der Mikroorga nismen, die durch den Antrieb der Pumpe 130 vernichtet wer den, ansteigt.

Gleichzeitig wird die durch den Reaktionsreiniger 100 zirku lierende Kulturflüssigkeit mittels des durch den Reaktor 110 zirkulierenden Verbrennungsabgases erhitzt und gibt dabei die Hitze an andere Teile ab. Wenn die Zirkulationsrate zu gering ist, steigt die Temperatur der Kulturflüssigkeit, während diese den Reaktor 110 durchströmt, zu stark an.

Daher ist es wünschenswert, die Zirkulationsrate der Kultur flüssigkeit entsprechend dem Antrieb der Pumpe 130 und dem Temperaturanstieg in der Reaktionseinheit 110 festzulegen und einzustellen.

Die Aktivität der Mikroorganismen wird im Reaktor 110 benö tigt. Der Typ der Pumpe 130 kann aus diesem Grund so gewählt sein, daß ihre Umdrehungsgeschwindigkeit variiert werden dann. Ihre Rotationsgeschwindigkeit kann so eingestellt und die Zirkulationsrate damit so variiert werden, daß die Tempe ratur der Kulturflüssigkeit im Reaktor 110 einen optimalen Wert erreicht. Für diesen Fall ist im Reaktor 110 ein Tempe raturfühler beziehungsweise -sensor 115 vorgesehen, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Pumpe 130 entsprechend der vom Temperatursensor 115 gemessenen Temperatur direkt ju stiert und eingestellt werden kann. Die Temperatur der Kul turflüssigkeit muß je nach Typ der verwendeten Mikroorganis men auf einen passenden Wert einjustiert werden. Zu diesem Zweck kommen verschiedene Methoden zur Regelung der Tempera tur in Frage, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Da bei stehendem Triebwerk 1 eine Temperaturregelung der Kul turflüssigkeit nicht erfolgen kann, fällt die Temperatur der Kulturflüssigkeit entsprechend der Umgebungstemperatur, so bald das Triebwerk 1 für längere Zeit ausgeschaltet ist. Al lerdings erreichen die Mikroorganismen dann einen Status ei ner gedrosselten Aktivität ("suspended animation"), wenn die Temperatur der Kulturflüssigkeit sinkt. Sobald dann das Triebwerk 1 gestartet wird und dadurch die Temperatur der Kulturflüssigkeit auf einen bestimmten Wert ansteigt, begin nen die Mikroorganismen mit ihrer Aktivität.

So werden die Mikroorganismen beispielsweise auch dann mit wieder ansteigender Temperatur der Kulturflüssigkeit reakti viert, wenn das Triebwerk 1 für mehrere Monate in einem nie deren Temperaturbereich zwischen 0°C und 20°C verbleibt.

Als nächstes wird anhand Fig. 3 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform wird die zirkulierende Kulturflüs sigkeit über eine Heizvorrichtung beziehungsweise einen Er hitzer 160 stromaufwärts des Reaktors 110 aufgeheizt, um auf diese Weise eine optimierte Umgebung für die Mikroorganismen zu schaffen. Stromabwärts der Pumpe 130 wird die Flüssigkeit wieder mittels einer Kühlvorrichtung beziehungsweise eines Kühlers 150 gekühlt. Der Kühler 150 ist mittig innerhalb der Pumpe 130 und Erhitzer 160 verbindenden Leitung 120 angeord net. Zusätzlich ist der Temperaturfühler 115 eingebaut, der die Temperatur im Gehäuse 112 oder die Temperatur der Kultur flüssigkeit in dem Reaktor 110 erfaßt.

Wie in Fig. 4 erkennbar, ist in dieser Ausführungsform wei terhin eine Steuer- bzw. Regeleinheit 170 vorgesehen, die zur Überwachung und Regelung von Kühler 150 und Erhitzer 160 in Abhängigkeit eines Ausgangssignals vom Temperatursensor 115 vorgesehen ist. Die Regeleinheit 170 umfaßt einen Mikrocompu ter mit einer zentralen Recheneinheit (Central Processing Unit, CPU), einem Lesespeicher (Read-only Memory, ROM), einem Schreib- und Lesespeicher (Random-access Memory, RAM) sowie einer Schnittstelle für die Ein- und Ausgabe (Input-output Interface, I/O interface).

Es ist weiterhin bevorzugt, die Temperatur der Kulturflüssig keit in einem vorbestimmten Temperaturbereich entsprechend den verwendeten Mikroorganismen zu halten, und diese Ausfüh rungsform verwirklicht eine derartige Temperaturregelung. Die Wände des Vorratstanks 140 sind vorzugsweise adiabatische Wände für eine präzise Einstellung und Beibehaltung der Tem peratur.

Als nächstes wird anhand Fig. 5 eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist der Katalysator 20B mit einem, aus Abzweigrohren 24A, 24B bestehenden, gegabelten Auslaßrohr 24 verbunden. Der Reaktionsreiniger 100 ist im Abzweigrohr 24B angeordnet und das Abzweigrohr 24A mündet in die Atmo sphäre.

In den Abzweigrohren 24A und 24B sind Ventile 30A, 30B zur Umschaltung zwischen den Abgasausströmwegen vorgesehen.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann das Verbrennungsab gas lediglich dann über den Reaktionsreiniger 100 ausgestoßen werden, wenn dies notwendig ist. So ist es beispielsweise möglich, das Verbrennungsabgas vor der Durchleitung durch den Reaktionsreiniger 100 dann zu bewahren, wenn die Abgastempe ratur weit von der für die Mikroorganismen erwünschten Tempe ratur entfernt ist, bis die Temperatur der Kulturflüssigkeit innerhalb eines bestimmten brauchbaren Wertebereichs eingere gelt ist. Zudem kann die Öffnung und Schließung der Umschalt ventile 30A, 30B so geregelt werden, daß damit die Temperatur der Kulturflüssigkeit, unter effektiver Nutzung der Abgastem peratur, innerhalb des gewünschten Wertebereichs gehalten werden kann.

Unmittelbar nach dem Starten des Triebwerks, während die Ka talysatoren 20A und 20B noch kalt sind, ist die Abgasreini gungswirkung der Katalysatoren noch gering. In diesem Fall wird das Verbrennungsabgas für ein festes Zeitintervall nach dem Triebwerksstart über den Reaktionsreiniger 100 geleitet.

Anders ausgedrückt, werden die Mikroorganismen dann zur Rei nigung der Verbrennungsabgase genutzt, wenn die Reinigung der Verbrennungsabgase mittels eines Katalysators schwierig ist.

Als nächstes wird anhand Fig. 6 eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist mit dem Auslaßrohr 22 ein Ein laßrohr 31 zur Einführung von Sekundärluft verbunden, welches aus dem Katalysator 20B austretendes Gas in den Reaktionsrei niger 100 einleitet. Die über die Einlaßleitung 31 eingelei tete Sekundärluft kühlt das durch den Katalysator 20B hin durchgeströmte Verbrennungsabgas, indem es mit diesem ver mischt wird. Dadurch sinkt die Temperatur des in den Reakti onsreiniger 100 einströmenden Abgases.

In der Einlaßleitung 31 ist ein Ventil 32 vorgesehen, mit dem die Menge an eingeleiteter Sekundärluft eingestellt werden kann. Bevorzugt ist zudem eine Einspeisung von verdichteter Luft von einem separat eingebauten Verdichter in die Einlaß leitung 31. Auch bei dieser Ausführungsform ist es leicht, die Temperatur der Kulturflüssigkeit im Reaktionsreiniger 100 auf einem für die Aktivität der Mikroorganismen optimalen Wert beizubehalten.

Als nächstes wird anhand Fig. 7 eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform sind die Positionen des Reaktions reinigers 100 sowie der Katalysatoren 20A, 20B vertauscht.

Insbesondere ist der Reaktionsreiniger 100 mittig in einem Auslaßkanal beziehungsweise einem Auslaßkrümmer 18A einer je den Zylinderreihe des Triebwerks 1 angeordnet.

Nachdem das Verbrennungsabgas den Reaktionsreiniger 100 durchströmt hat, wird es in den Katalysator 20A geleitet. Das Verbrennungsabgas, welches den Katalysator 20A durchströmt hat, wird über die Auslaßleitung 21 in den Katalysator 20B geleitet. Das Abgas, welches im Katalysator 20B behandelt wurde, wird über das Auslaßrohr 22 an die Atmosphäre abgege ben.

Die mit dem Ventil 32 zur Einleitung von Sekundärluft verse hene Einlaßleitung 31 ist an den Auslaßkrümmer 18A ange schlossen. Es ist bevorzugt, die Sekundärluft unter Ausnut zung einer Auslaßdruckpulsation in die Einlaßleitung 31 ein zuspeisen. In diesem Fall ist in der Einlaßleitung 31 ein Prüfventil vorgesehen.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es leicht, die Temperatur der Kulturflüssigkeit auf einem für die Aktivität der Mikro organismen am besten geeigneten Wert zu halten.

Entsprechend dieser Ausführungsform wird Verbrennungsabgas in den Reaktionsreiniger 100 geleitet, bevor es durch die Kata lysatoren 20A, 20B strömt, wodurch das in den Reaktionsreini ger 100 geleitete Abgas relativ reich an gasförmigen Bestand teilen ist, welche eine Nahrungsquelle für die Mikroorganis men darstellen. Diese Ausführungsform ist demzufolge speziell bevorzugt zur Aktivierung von Mikroorganismen, wenn die im Reaktionsreiniger 100 verwendeten Mikroorganismen sich von diesen gasförmigen Bestandteilen ernähren.

Als nächstes wird anhand Fig. 8 eine sechste erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die Erfindung an einem Trieb werk in V-Anordnung angebracht, welches eine Abgasrückführ einrichtung (EGR) aufweist, die einen Teil der Verbrennungs abgase in eine Ansaugleitung 40 des Triebwerks 1 zurückführt.

Zu diesem Zweck ist ein Ende einer Abgasrückführleitung 41 an die Ansaugleitung 40 angeschlossen. Das andere Ende der Ab gasrückführleitung 41 ist an einen mittleren Abschnitt des Auslaßkrümmers 18 jeder Zylinderreihe angeschlossen, wobei ein Teil des über den Auslaßkrümmer 18 ausgestoßenen Verbren nungsabgases in die Ansaugleitung 40 zurückgeleitet wird. Ein EGR-Ventil 41A zur Regelung der Menge an rückgeführtem Abgas ist in einem mittleren Abschnitt der Abgasrückführleitung 41 vorgesehen.

Der Reaktionsreiniger 100 ist mittig von der Verbindung zwi schen dem Ansaugrohr 40 und der Abgasrückführleitung 41 ange ordnet und mit einem Ansaugkrümmer 16 verbunden. Zu diesem Zweck strömt eine Mischung aus Frischluft 43 und Verbren nungsabgas 44 in den Reaktor 110 des Reaktionsreinigers 100. Die durch den Reaktor 110 hindurchgeströmte Gasmischung wird in die Brennkammer 12 eingespeist.

Der Reaktionsreiniger 100 ist mit einem Erhitzer und einem Kühler in dem Rückführungskanal ausgestattet, wie dies bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform der Fall ist. Ein Temperatursensor 115 ist, ebenso wie in der zweiten Aus führungsform, in dem Reaktor 110 vorgesehen.

Die von dem Temperatursensor 115 erfaßte Temperatur wird als Eingangssignal für den Regler 170 verwendet, der einen iden tischen Aufbau aufweist wie dies bei der zweiten Ausführungs form der Fall ist. Auf Basis dieser erfaßten Temperatur re gelt der Regler 170 die Arbeitsweise des Kühlers und des Er hitzers.

Die Regeleinheit 170 steuert zudem die Öffnung des EGR- Ventils 41A auf Basis der sensierten Temperatur, um damit die Menge an zurückgeführtem Abgas derart zu regeln, daß eine für die Aktivität der Mikroorganismen geeignete beziehungsweise günstige Temperatur im Reaktor 110 eingestellt wird.

Ist eine Steigerung der Temperatur der Kulturflüssigkeit ge wünscht, wird der Öffnungswinkel des EGR-Ventils 41A vergrö ßert. Wird eine Senkung der Temperatur der Kulturflüssigkeit verlangt, wird der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 41A verklei nert.

In diesem Fall ist es bevorzugt, das EGR-Ventil 41A nicht nur auf Basis der von dem Temperaturfühler 115 gemessenen Tempe raturen zur Steuerung der Menge an zurückgeführtem Abgas zu regeln, sondern zudem die originären Vorteile des ursprüngli chen Zwecks des EGR-Systems auszunutzen, das heißt, die Stickoxide (NO_x) zu verringern sowie die Energie- und Kosten ausnutzung des Kraftstoffes zu verbessern.

Um dies zu erreichen, ist es bevorzugt, experimentell oder durch Berechnung einen numerischen Wert für die Schadanteile im dem Verbrennungsabgas zu messen, das schließlich in die Atmosphäre ausgestoßen wird, und damit das EGR-Ventil 41A zu regeln, um diesen Wert zu minimieren. Der numerische Wert kann ebenso dadurch bestimmt werden, indem die Kosteneffizi enz des Kraftstoffes ermittelt wird.

Durch einen Einbau des Reaktors 110 in die Ansaugleitung 40, wie in dieser Ausführungsform vorgesehen, würden Mikroorga nismen auch dann in dem Brennraum 12 verbrannt werden, wenn sie aus dem Reaktor 110 austreten würden, und dementsprechend könnten sie nicht in die Atmosphäre entweichen.

Vorzugsweise sind die in dieser Ausführungsform verwendeten Mikroorganismen solche Mikroorganismen, die sich von NO_x oder CO₂ ernähren, wobei allerdings ebenso Mikroorganismen verwen det werden können, die sich von stickstoffhaltigen Gasen oder derartigem ernähren. In diesem Fall fällt der Partialdruck von Stickstoff in der Ansaugluft des Triebwerks 1 ab, die Menge an in die Brennkammer 12 eingeleitetem Sauerstoff steigt an, und im Triebwerk 1 wird ein Kompressor- bezie hungsweise Verdichtereffekt erzielt.

Als nächstes wird anhand Fig. 9 eine siebte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist der Reaktionsreiniger 100 wie bei der zuvor beschriebenen sechsten Ausführungsform angeord net. Von den Mikroorganismen im Reaktionsreiniger 100 aus Verbrennungsabgasen produzierter Kraftstoff wird über eine Rückführleitung 53 und eine Pumpe 54 in den Kraftstofftank 52 zurückgeleitet. Durch Verwendung von Mikroorganismen, die sich von CO₂ ernähren, zur Regenerierung von Kraftstoff in dem Reaktionsreiniger 100 kann der regenerierte Kraftstoff wiederverwendet werden. Dieser Kraftstoff wird über eine Ver sorgungsleitung 51 und eine Kraftstoffpumpe 50, zusammen mit dem im Kraftstofftank 52 befindlichen Kraftstoff, zum Trieb werk 1 gefördert. Mittels dieser Verwendung von regeneriertem Kraftstoff kann der Kraftstoffverbrauch des Triebwerks ge senkt werden.

Als nächstes wird anhand Fig. 10 eine achte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist der Reaktionsreiniger 100 in der Ansaugleitung 40 vorgesehen, wie dies bei der zuvor be schriebenen siebten Ausführungsform der Fall ist. Im Unter schied zur siebten Ausführungsform ist hier jedoch keine Ab gasrückführung im Triebwerk 1 vorgesehen. Im Reaktionsreini ger 100 werden solche Mikroorganismen verwendet, die sich von stickstoffhaltigen Gasen ernähren. Ebenso wie bei der siebten Ausführungsform ist im Reaktor 110 ein mit dem Regler 170 verbundener Temperatursensor 115 vorgesehen, wobei der Regler 170 einen Kühler und einen Erhitzer steuert, die hier jedoch nicht dargestellt sind.

Bei dieser Ausführungsform regelt und steigert der Regler 170 zudem die mittels einer Kraftstoffeinspritzdüse 19 einge spritzte Menge an Kraftstoff. Dies hängt mit der Tatsache zu sammen, daß die Sauerstoffkonzentration der Ansaugluft des Triebwerks 1 mit der Verwendung von Mikroorganismen, die sich von stickstoffhaltigen Gasen ernähren, ansteigt, was eine Steigerung der Triebwerksleistung ermöglicht.

Als nächstes wird anhand Fig. 11 und Fig. 12 eine neunte er findungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Diese Ausführungsform betrifft den Aufbau des Vorratstanks 140. Bei dieser Ausführungsform ist innerhalb des Vorrats tanks 140 ein Zentrifugenabscheider 210 zur Trennung der Mi kroorganismen vorgesehen. Der Zentrifugenabscheider 210 ist mit einem Ring 211 sowie mit einem Motor 212, der den Ring 211 um eine Achse 213 rotieren läßt, ausgestattet. Mikroorga nismen 215 im Vorratstank 140 haften aufgrund der Rotations kraft am inneren Umfang des rotierenden Rings 211. Eine im Vorratstank 140 eingeformte Austrittsöffnung 214 ermöglicht über ein hier nicht dargestelltes Ventil den Austritt von Kulturflüssigkeit.

Wenn das Triebwerk für längere Zeit steht, wird die Kultur flüssigkeit abgelassen. Die Mikroorganismen, die vom Zentri fugenabscheider 210 abgeschieden wurden, sind getrocknet, wo durch sie einen Zustand von gedrosselter Aktivität einnehmen. Die Mikroorganismen können auf diese Weise über einen langen Zeitraum aufgehoben beziehungsweise konserviert werden. Der Zentrifugenabscheider 210 kann ebenso dazu verwendet werden, die Mikroorganismen nur zeitweise zu trennen, nachdem die Kulturflüssigkeit ausgetauscht wurde, oder einige der Mikro organismen zu entfernen, wenn sie den Reaktionsreiniger 100 überschwemmen.

Diese Ausführungsform kann beliebig mit einer der ersten bis achten Ausführungsformen kombiniert werden.

Schließlich wird anhand Fig. 13 eine zehnte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist anstatt des zuvor beschriebe nen Zentrifugenabscheiders ein Vakuumtrockner 220 im Vorrats tank 140 vorgesehen. Der Vakuumtrockner 220 umfaßt eine au ßerhalb des Vorratstanks 140 angebaute Vakuumpumpe 221 und an einem Tankeinlaß 222 beziehungsweise einem Tankauslaß 223 vorgesehene Ventile 224.

Sollte eine Trennung von Mikroorganismen in der Kulturflüs sigkeit aus den bei der zuvor beschriebenen neunten Ausfüh rungsform genannten Gründen erforderlich werden, wird das Ventil 224 und die Auslaßöffnung 214 geschlossen, und die Va kuumpumpe 221 wird in Betrieb genommen. Dadurch fällt der Druck im Vorratstank 140 und flüssige Anteile verdampfen, so daß die Mikroorganismen als trockenes Pulver zurückbleiben. Mikroorganismen im Zustand eines trockenen Pulvers können über einen sehr langen Zeitraum im Zustand einer gedrosselten Aktivität (suspended animation) aufgehoben werden.

Obwohl die Erfindung zuvor anhand realer erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese obenen beschriebenen Ausführungsbeispiele be schränkt. Möglich und denkbar sind weitere Modifikationen und Variationen der Ausführungsbeispiele im Lichte der zuvor ge nannten Lehren. So wurden beispielsweise die oben genannten Ausführungsbeispiele anhand ihrer möglichen Anwendungen an einem benzinbetriebenen Motor beschrieben. Allerdings kann diese Erfindung ebenso an einem dieselbetriebenen Motor Ver wendung finden. Da die Abgastemperaturen bei benzin- und bei dieselbetriebenen Motoren unterschiedlich hoch sind, muß die Art der im Reaktionsreiniger 100 verwendeten Mikroorganismen je nach den Abgastemperaturen des Triebwerks entsprechend va riiert und angepaßt werden.

Wird eine Mischung aus Benzin und Luft mit einem Verdich tungsverhältnis von dreizehn oder größer komprimiert, steigt die Abgastemperatur für die Aktivität der Mikroorganismen zu stark an, so daß es bevorzugt ist, das Verdichtungsverhältnis nicht über den Wert von dreizehn steigen zu lassen. Dies hat zudem den Vorteil, daß nicht so leicht ein Motorklopfen auf tritt. Wird in gleicher Weise bei einem Dieseltriebwerk die Mischung aus Dieselöl und Luft mit einem Verdichtungsverhält nis von zwanzig oder mehr komprimiert, steigt die Abgastempe ratur für die Aktivitäten der Mikroorganismen zu stark an, so daß es bevorzugt ist, das Verdichtungsverhältnis nicht über den Wert von zwanzig steigen zu lassen. Dies hat zudem den Vorteil, daß Energieverluste aufgrund von Motorerwärmung ver ringert werden.

In einem Benzintriebwerk, bei dem Kraftstoff und Luft mit ei nem mageren Mischungsverhältnis kleiner als das stöchiometri sche Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine Brennkammer gefördert werden, verläuft die Oxidation von Kohlenmonoxiden (CO) mit tels des Dreiwegekatalysators effizient, wogegen die Oxidati on von Stickoxiden (NO_x) aufgrund des Sauerstoffüberschusses schwierig ist. Wird diese Erfindung in solch einem Fall ange wandt, können die Stickoxide (NO_x) sehr weitgehend mit Hilfe der Mikroorganismen entfernt werden. Der Reaktionsreiniger 100 ist ebenso für ein Triebwerk geeignet, welches anstatt eines Dreiwegekatalysators einen Oxidationskatalysator im ka talytischen Konverter aufweist.

Die vorliegende Erfindung kann ebenso bei einem Triebwerk Verwendung finden, das Wasserstoffgas als Kraftstoff ver brennt. Für diesen Fall sollten Mikroorganismen eingesetzt werden, die sich von Stickoxiden (NO_x) oder von Wasserstoff im Verbrennungsabgas ernähren.

Die vorliegende Erfindung kann weiterhin bei einem Gasturbi nentriebwerk Anwendung finden. Ein Gasturbinentriebwerk ist insofern vielseitig, daß jede Art von Kraftstoff verwendet werden kann. Wird diese Erfindung bei einem Gasturbinentrieb werk eingesetzt, können die von den Mikroorganismen erzeugten Produkte sehr leicht als Kraftstoff verwendet werden.

Zusammenfassend läßt sich die Erfindung wie folgt beschrei ben: Ein Reaktionsreiniger 100, welcher Mikroorganismen ver wendet, die sich von schädlichen Komponenten in Verbrennungs abgasen ernähren, ist in einem Verbrennungsabgasabschnitt 18, 21, 22, 23, 24 eines Triebwerkes 1 vorgesehen. Die Mikroorga nismen sind mit einer Kulturflüssigkeit vermischt, wobei die Kulturflüssigkeit durch Rohre 111 zirkuliert, in denen Mikro bohrungen 111A vorgesehen sind. Der Durchmesser dieser Boh rungen ist so bemessen, daß die Kulturflüssigkeit nicht hin durchpassieren kann, daß jedoch Verbrennungsabgase hindurch treten können. Die Rohre 111 befinden sich in einem Gehäuse 112, und schädliche Bestandteile werden entfernt, indem das Verbrennungsabgas in das Gehäuse 112 geleitet wird, um es da bei in Kontakt mit den Mikroorganismen in der Kulturflüssig keit zu bringen. Durch Verwendung des Reaktionsreinigers 100 in Verbindung mit Katalysatoren 20A, 20B kann eine deutlich bessere Reinigungswirkung der Verbrennungsabgase gewährlei stet werden.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die einen exklusiven Schutz oder Besitzstand beanspruchen sollen, sind wie folgt definiert:

Claims

1. Triebwerk (1),

- mit einer Brennkammer (12) zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraftstoff und Luft,
- mit einem Verbrennungsabgasabschnitt (18, 21, 22, 23, 24), der mit der Brennkammer (12) verbunden ist, und
- mit einem Reaktionsreiniger (100), der in dem Abschnitt (18, 21, 22, 23, 24) vorgesehen ist, wobei der Reaktionsreiniger (100) einen Mikroorganismus enthält,

der eine Komponente des Verbrennungsabgases bei einem Kontakt mit diesem Verbrennungsabgas entfernt.

2. Triebwerk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroorganismus ist, der sich ohne Photosynthese von den genannten Komponenten ernährt.

3. Triebwerk (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüssigkeit ver mischt ist, wobei der Reaktionsreiniger (100) ein Rohr (111) umfaßt, in dem eine Mikrobohrung (111A) vorgesehen ist, die ein Passieren der Kulturflüssigkeit verhindert, die aber ei nen Durchtritt des Verbrennungsabgases erlaubt, wobei er wei terhin einen Zirkulationsmechanismus (120, 130, 140) zur Zir kulation der Kulturflüssigkeit durch das Rohr (111) umfaßt, und wobei er ein mit dem Abschnitt (18, 21, 22, 23, 24) ver bundenes Gehäuse (112) umfaßt, welches das Rohr (111) umman telt, damit das Verbrennungsabgas in den das Rohr (111) umge benden Raum geleitet wird.

4. Triebwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, wobei der Reaktionsreiniger (100) ei nen Vorratstank (140) zur Sammlung der Kulturflüssigkeit um faßt, und wobei der Vorratstank (140) mit einem Zentrifugen abscheider (210) zur Abscheidung des Mikroorganismus von der Kulturflüssigkeit versehen ist.

5. Triebwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, wobei der Reaktionsreiniger (100) ei nen Vorratstank (140) zur Sammlung der Kulturflüssigkeit um faßt, und wobei der Vorratstank (140) einen Vakuumtrockner (220) zur Vakuumtrocknung des Mikroorganismus enthält.

6. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Reaktionsreiniger (100) eine Temperaturjustierungsvorrichtung (115, 150, 160, 170) zur Einstellung der Temperatur der Kulturflüssigkeit umfaßt.

7. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Reaktionsreiniger (100) einen Vorratstank (140) mit adiabatischen Wänden zur Sammlung der Kulturflüssigkeit umfaßt.

8. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) weiterhin einen Mechanismus (31, 32) zur Einspeisung atmosphärischer Luft in das Verbrennungsabgas, das mit dem Mikroorganismus in Kontakt gebracht werden soll, umfaßt.

9. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroorga nismus ist, der sich von Kohlendioxid im Verbrennungsabgas ernährt.

10. Triebwerk (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroorganismus ist, der sich von Kohlendioxid ernährt und zur Regenerierung des Kraftstoffes dient.

11. Triebwerk (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroorganismus des Typs HD-1 ist.

12. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroor ganismus ist, der sich von Stickstoffoxiden im Verbrennungs abgas ernährt.

13. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroor ganismus ist, der sich von Kohlenwasserstoffen im Verbren nungsabgas ernährt.

14. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus Archaea um faßt.

15. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus entweder Desulfurolobus oder Acidianus umfaßt.

16. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüssigkeit vermischt ist, die Wasser und aktivierten Schlamm enthält.

17. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüssigkeit vermischt ist, die Wasser und Hefeextrakt enthält.

18. Triebwerk (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulturflüssigkeit weiterhin Ammoniumsulfat und Schwe felsäure enthält.

19. Triebwerk (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulturflüssigkeit weiterhin entweder Kaliumdihydro genphosphat, Magnesiumsulfat, Kalziumchlorid, Eisenchlorid, Manganchlorid, Natriumtetraborat, Schwefel und Kalziumcarbo nat, umfaßt.

20. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroor ganismus ist, der innerhalb eines Temperaturbereiches von 70°C bis 120°C aktiviert ist.

21. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus mit einer Kulturflüssigkeit vermischt ist, die einen pH-Wert von maxi mal 4,0 aufweist.

22. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus einen Mikro organismus aus Alkaligenen aufweist.

23. Triebwerk (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus aus Alkaligenen mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, die Wasser und aktivierten Schlamm enthält.

24. Triebwerk (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus aus Alkaligenen mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, die Wasser, Peptone, Fleischextrakt und Natriumchlorid enthält.

25. Triebwerk (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus aus Alkaligenen mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, die Wasser, Blutagar und Kaninchenblut enthält.

26. Triebwerk (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus aus Alkaligenen mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, die in einem Temperaturbereich von 20°C bis 40°C gehalten wird.

27. Triebwerk (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus aus Alkaligenen mit einer Kulturflüs sigkeit vermischt ist, die einen pH-Wert im Bereich zwischen 5,0 und 8,0 aufweist.

28. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus einen thermo philen Mikroorganismus umfaßt.

29. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus sich entweder von Schwefelgas oder von einer gasförmigen Schwefelkomponente in dem Verbrennungsabgas ernährt.

30. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsgasabschnitt (18, 21, 22, 23, 24) ein verzweigtes Auslaßrohr (24B) zur Führung des Verbrennungsabgases in den Reaktionsreiniger (100), ein verzweigtes Auslaßrohr (24A) als Bypassleitung um den Reakti onsreiniger (100) zur Führung des Verbrennungsabgases in die Atmosphäre sowie Ventile (30A, 30B) zur selektiven Führung des Verbrennungsabgases in die beiden Abzweigrohre (24A, 24B) umfaßt.

31. Triebwerk (1) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) einen Katalysator (20A, 20B) mit einem Edelmetallkatalysator zur Reinigung der Verbrennungsabgase umfaßt, der in dem Verbrennungsgasabschnitt (18, 21, 22, 23, 24) installiert ist.

32. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, das Benzin als Kraftstoff verwendet.

33. Triebwerk (1) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, welches Benzin und Luft mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrennt, das ma gerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff- Verhältnis.

34. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) weiterhin einen Katalysator (20A, 20B) mit einem Edelmetallkatalysator zur Reinigung der Verbrennungsabgase umfaßt, der in dem Verbren nungsgasabschnitt (18, 21, 22, 23, 24) installiert ist, wobei der Reaktionsreiniger (100) stromabwärts des Katalysators (20A, 20B) in dem Abschnitt (18, 21, 22, 23, 24) angeordnet ist.

35. Triebwerk (1) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, das komprimiertes Benzin und Luft in einem Bereich verbrennt, der sich nicht über ein Kompressionsverhältnis von Dreizehn erstreckt.

36. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, das Dieselöl als Kraftstoff verwendet.

37. Triebwerk (1) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, das komprimiertes Dieselöl und Luft in einem Bereich verbrennt, der sich nicht über ein Kompressionsverhältnis von Zwanzig erstreckt.

38. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) ein Triebwerk ist, das Wasserstoffgas als Kraftstoff verbrennt, wobei der Mikroorganismus dem Verbrennungsabgas entweder Stickstoffoxi de oder Wasserstoff zuführt.

39. Triebwerk (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturjustierungsvorrichtung (115, 150, 160, 170) einen Temperatursensor (115) zur Erfassung einer Temperatur in dem Gehäuse (112), einen Kühler (150) zur Kühlung der Kul turflüssigkeit, einen Erhitzer (160) zur Erhitzung der Kul turflüssigkeit sowie einen zur Regelung des Kühlers (150) und des Erhitzers (160) auf Basis der im Gehäuse (112) herrschen den Temperaturen programmierten Mikroprozessor (170) umfaßt.

40. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Enzym in einem lebenden Organismus umfaßt.

41. Triebwerk (1) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym in einem lebenden Organismus ein Enzym ist, welches Kohlendioxid aus dem Verbrennungsabgas entfernt.

42. Triebwerk (1) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym in einem lebenden Organismus ein Enzym ist, welches Kohlenmonoxid aus dem Verbrennungsabgas entfernt.

43. Triebwerk (1) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym in einem lebenden Organismus Hemoglubin ent hält.

44. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym in einem lebenden Orga nismus Zytochromenzyme enthält.

45. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) eine Gasturbine umfaßt.

46. Triebwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) weiterhin einen Katalysator (20A, 20B) mit einem Edelmetallkatalysator zur Reinigung der Verbrennungsabgase umfaßt, der in dem Abschnitt (18, 21, 22, 23, 24) installiert ist, und wobei der Reakti onsreiniger (100) in einem Abschnitt (18) angeordnet ist, der von der Brennkammer (12) zu dem Katalysator (20A, 20B) führt.

47. Triebwerk (1),

- mit einer Brennkammer (12) zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraftstoff und Luft,
- mit einem Ansaugbereich (40) zur Luftförderung zur Brenn kammer (12),
- mit einem Abgasrückführungsabschnitt (41) zur Einspeisung eines Teils des Verbrennungsabgases in der Brennkammer (12) in den Ansaugbereich (40), und
- mit einem in dem Ansaugbereich (40) installierten Reakti onsreiniger (100), wobei der Reaktionsreiniger (100) einen Mikroorganismus enthält, der eine Komponente des Verbren nungsabgases bei einem Kontakt mit der das Verbrennungsabgas enthaltenden Ansaugluft aus diesem entfernt.

48. Triebwerk (1) nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (1) weiterhin ein Ventil (41A) zur Steue rung einer Menge von Verbrennungsabgas, welches von dem Ab gasrückführungsabschnitt (41) in den Ansaugbereich (40) strömt, einen Sensor (115) zur Erfassung der Temperatur des Reaktionsreinigers (100) sowie einen Mikroprozessor (170) um faßt, der so programmiert ist, daß er die Öffnung des Ventils (41A) auf Basis der Temperatur im Reaktionsreiniger (100) re gelt.

49. Triebwerk (1) nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Mikroorganismus ist, der dem Ver brennungsabgas Kohlendioxid zu führt, um auf diese Weise den Kraftstoff zu regenerieren, und wobei das Triebwerk (1) wei terhin einen Mechanismus (50, 51, 52, 53, 54) zur Versorgung des mittels des Mikroorganismus regenerierten Kraftstoffes an die Brennkammer (12) umfaßt.

50. Triebwerk (1),

- mit einer Brennkammer (12) zur Verbrennung eines Gemisches aus Kraftstoff und Luft,
- mit einem Ansaugbereich (40) zur Lieferung von Luft an die Brennkammer (12), und
- mit einem Reaktionsreiniger (100) zur Einbringung eines Mi kroorganismus, der sich bei einem Kontakt mit der Luft in dem Ansaugbereich (40) von Stickstoff ernährt.