DE2360681A1

DE2360681A1 - Vorrichtung zur erzeugung von treibstoff-wasser-emulsionen

Info

Publication number: DE2360681A1
Application number: DE2360681A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr Ing Rzymkowski
Original assignee: BUSS GEB RZYMKOWSKI; RZYMKOWSKI GEB DEMUTH ALICE
Current assignee: BUSS GEB RZYMKOWSKI; RZYMKOWSKI GEB DEMUTH ALICE
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1975-06-19

Description

PATENTANWÄLTE

■ <PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER ■ 2360681 DR.-ING. WOLFRAM BUNTE DR. KARL GEORG LÖSCH

D-SOOO MÖNCHEN 43, BAUERSTRASSE 22, POSTFACH 78O -FERNRUF (OSU) 37 6B 83

Alice Rzyrakowski, geb.Demuth
und Karla Buss, geb. Rzymkowski

München 5. Dezember 1973 R/3203

Vorrichtung zur Erzeugung von Treibstoff-Wasser-Emulsionen

Die Erfindung hetrtfft eine.Vorrichtung zur Erzeugung von Treibstoff-Wasser-Emulsionen für Verbrennungsmotor, die mobile Fahrzeuge betreiben und in Bewegung setzen. Dabei ist im Fahrzeug außer dem bisher üblichen Kraftstoff-Behälter oder Tank für den Treibstoff ein zweiter kleinerer für Wasser vorgesehen. Vom Motor direkt oder indirekt wird erfindungsgemäß eine Homogenisierungsmaschine entsprechend den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs angetrieben, die aus den beiden Phasen: Treibstoff und Wasser, eine aufs feinste homogenisierte Treibstoff-Wasser-Emulsion erzeugt. Diese wird einem üblichen Vergaser oder Einspritzpumpe zugeleitet, wobei der Schwimmer des Vergasers der Dichte der Emulsion oder bei der Einspritzpumpe die Öffnungsdauer des Einspritzventils dem Gehalt der Emulsion an Treibstoff angepaßt ist. :

Benzin-Wasser-Emulsionen zum Betrieb von Verbrennungsmotoren sind bereits vorgeschlagen worden. Auch zur Haltbarmachung derartiger Emulsionen nötige; Emulgatoren sind bereits bekannt (vgl. Johannes Rzymkowski, J.Reitstötter, Willi Lohmann, FS-PS 968 913; Chemisches Zentralblatt 1954, 8954; auch, Reitstötter und Rzymkowski, Archiv für Metallkunde 1 (1948).9 ff.).

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Man erzeugte solche Emulsionen mit stationären, sogenannten Kolloidmlihlen von einer hohen Stundenleistung von etwa 2000 1/Std. Die in einem Arbeitsgang erstellte Emulsion mußte in speziellen Tanks aufbewahrt werden, aus denen das Fahrzeug jeweils aufgetankt wurde.

Eine solche Emulsion mußte zudem über längere Zeiträume lagerfähig sein, sie durfte also nicht "brechen", d.h. wieder in die einzelnen Phasen mehr oder minder zerfallen. Um dies zu vermeiden, mußten ihr verhältnismäßig viel an Emulgatoren wie z.B. sulfonierte Ricinolsäurebutylester, sulfonierte ölsäuren, sulfonierte Fettalkohole und ähnliche beigemischt werden.

Hier setzt nun die neue Erfindung ein:

Sie benutzt zur Erzeugung der Emulsion nicht einen stationären Homogenisator von hoher Stundenleistung, sondern verlegt die Herstellung der Emulsion in das Fahrzeug selbst. Dabei bevorzugt man einen Homogenisator von geringer Stundenleistung z.B. 20 1/Std. Er wird vom Motor des Fahrzeugs mittelbar oder unmittelbar angetrieben, so daß die Herstellung der Emulsion erfindungsgemäß nach Maßgabe des Verbrauchers erfolgt. Hierdurch entsteht die Emulsion erst unmittelbar vor ihrem Gebrauch ehe sie im Vergaser mit Luft zu einem brennbaren Gemisch aufbereitet wird. Da Erzeugung und Verbrauch unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgen, läuft die Emulsion nicht in Gefahr, zu "brechen", zumal wenn man die Zuleitungen vom Homogenisator zum Vergaser oder der Einspritzpumpe kurz hält. Dadurch kann der Anteil an Emulgator geringer als sonst gehalten werden, ja ihn in manchen Fällen ist er sogar entbehrlich.

Die neue Erfindung vermeidet es, daß an Tankstellen zusätzliche stationäre Tanks für Treibstoff-Wasser-Emulsionen eingerichtet werden müssen. Destilliertes Wasser führen sie ohnehin, sei es zum Nachfüllen von Akkus, sei es für die

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Scheiben-Waschanlage des Autos. Es macht also keinerlei Schwierigkeit, Wasser und Treibstoff für die neue Betriebsart der Fahrzeuge an einer Tankstelle zu tanken. Der wesentliche Vorteil der neuen Erfindung besteht aber darin, daß durch die innige Vermischung des Treibstoffs mit Wasser, die Teilchengröße des Treibstoffs in der Dispersion so stark verringert ist, daß er im Verbrennungsraum des Motors völlig verbrennt. Obwohl der Treibstoff quasi mit Wasser "verdünnt" wurde, tritt kein Leistungsabfall ein, was zu einer Einsparung von Treibstoff führt. Dank der völligen Verbrennung der Emulsion ist auch die Entstehung schädlicher Abgase herabgesetzt, was den modernen Bestrebungen zur Verhinderung der Umweltverschmutzung nur entgegenkommt.

Folgendes Schema zeigt eine der Ausführungsformen der neuen Erfindung auf:

Die Treibstofförderpumpe 2 entnimmt den normalen, d.h. ungemischten Treibstoff dem Behälter 4 durch die'beitung I und führt ihn durch II dem Homogenisator 1 zu. In ihm wird der Treibstoff mit dem aus Behälter 5 durch III kommenden Wasser auf das innigste zu einer Emulsion vermischt. Der hierfür benötigte Emulgator fließt aus Behälter 6 durch IV dem Treibstoff bzw. dem Homogenisator zu. Die fertige Emulsion wird durch die Förderwirkung des Homogenisators dem Vergaser oder der Einspritzpumpe 3 zugeführt. Dieser oder diese saugen den zur Verbrennung der Emulsion im Motor 8 nötige Luft durch VIII an. Im Schema nicht eingezeichnet sind die in Leitungen für Treibstoff gebräuchlichen Filter, Druckregler, Überlaufeinrichtungen sowie Be- und Entlüftungseinrichtungeh etc. Mitunter ist es zweckmäßig, zwischen 1 und 3 einen Ausgleichbehälter 7 anzubringen. Kraftstofförderpumpe und Homogenisator werden von 8 angetrieben z.B. durch Keilriemen, Nockenwellen oder elektrisch. Dadurch ist es möglich, die Herstellung

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der Emulsion nach Maßgabe des Verbrauchs, also den verschiedenen Betriebsbedingungen wie Leerlauf, Beschleunigung, Teil- und Vollast etc. anzupassen.

Erfindungsgemäß kann man auch die Förderpumpe und den Homogenisator zu einem Aggregat vereinigen, ebenso den Ausgleichsbehälter mit der Schwimmerkammer des Vergasers. Wesentlich ist es in jedem Fall, daß der Schwimmer des Vergasers entsprechend dem spezifischen Gewicht der Treibstoff-Wasser-Emulsion beschwert wird, das höher liegt, als die Dichte des reinen Treibstoffs. Ebenso wird bei einer Einspritzpumpe die Offnungsdauer des Einspritzventils dem Gehalt der Emulsion an Treibstoff angepaßt.

Um ein versehentliches Leerlaufen der Behälter für Treibstoff und Wasser zu vermeiden, werden in jedem der Tanks 4 und 5 und eventuell 6 Vorrichtungen zum Messen der Vorratsmengen angebracht, deren Anzeigegeräte möglichst unmittelbar nebeneinander am Spritzbrett des Fahrzeugs Platz finden.

Behälter 6 und Zuleitung IV können entfallen, wenn man den Emulgator schon in der Raffinerie dem Treibstoff als Additiv beigibt, wie man auch eines der bekannten oberflächenaktiven Mittel als Rostschutzmittel beifügt. Am Homogenisator befindet sich eine Vorrichtung, die es durch Steuerung gestattet, das Verhältnis Treibstoff zu Wasser einzustellen bzw. zu variieren,

Wünscht man z.B. ein Verhältnis Treibstoff zu Wasser = 10:1, so erstellt man eine Emulsion aus folgenden Teilen:

900 Teile handelsüblichen Treibstoff 99 Teile Wasser u.nd

1 Teil Emulgator, wie die Ammoniumverbindung einer schwach sulfonierten Fettsäure. ■

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Ein solcher Emulgator ist flüssig und in Benzinen leicht löslich.

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Claims

Patentanspruch

Vorrichtung zur Erzeugung von Treibstoff-Wasser-Emulsionen für Verbrennungsmotore in mobilen Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug neben einem Behälter für üblichen Treibstoff mit einem solchen für Wasser ausgestattet ist und Einreichtungen vorgesehen sind die es erlauben, daß der Treibstoff und das Wasser entsprechend den Fahrbedingungen in einem vom Antriebsmotor direkt oder indirekt angetriebenen Homogenisator zu einer Emulsion zerteilbar und diese Wasser-in-öl-Dispersion entweder einem Vergaser zugeleitet, dessen Schwimmer auf die Dichte der Dispersion eingestellt ist oder einer Einspritzpumpe, bei der die Öffnungsdauer des Einspritzventils dem Gehalt der Dispersion an Treibstoff entsprechend reguliert sind, beigefügt wird.

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