DE3025500A1

DE3025500A1 - Verfahren und vorrichtung zur intensivierung von verbrennungsvorgaengen in verbrennungsmaschinen und verbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE3025500A1
Application number: DE19803025500
Authority: DE
Inventors: Günter 2211 Wrist Pruss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-02-04
Also published as: JPS5779222A

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR INTENSIVIERUNG VON VERBREN-
NUNGSVORGÄNGEN IN VERBRENNUNGSMASCHINEN UND VERBRENNUNGSANLAGEN Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Intensivierung von Verbrennungsvorgängen in Verbrennungsmaschinen und -anlagen, wobei die Verbrennungsluft mit Ozon angereichert wird. Die Ozonerzeugung erfolgt in an sich bekannter Weise.
Infolge des ständig steigenden Ölverbrauches und einer besorgniserregenden Verknappung des Öles wird die Forderung nach energiesparenden Maßnahmen immer drängender. Voraussetzung für solche Maßnahmen ist die kostengünstige technische Durchführbarkeit in Verbindung mit einer möglichst eleganten Verfahrenstechnik und konstruktiver Anpassung, um so den Stand der Technik wesentlich zu verbessern.
Bekannt ist die aktuellste konstruktive Maßnahme, Brennstoff einzusparen. Sie basiert auf dem Gedanken, den Brennstoff höher als bislang zu verdichten, um so den thermischen Wirkungsgrad anzuheben. Allerdings muß hierbei ein besserer Wirkungsgrad mit robusten Maschinenkonstruktionen erkauft werden, d.h. mehr teueres Material und dadurch bedeutend mehr Gewicht. Eine solche Notlösung könnte nur durch einen weiteren extremen Preisanstieg auf dem Ölmarkt vertretbar werden. Sie steht aber auch im Widerspruch zu dem Wunsch, Rohstoffe einzusparen und leichte Maschinen zu bauen.
Die oft propagierte Energieeinsparung mittels eines perfekt funktionierenden elektronischen Zündsystems, wie es inzwischen angeboten wird, wirkt sich kaum auf die Zündwilligkeit des Gas-Luft Gemisches aus. Wenn auch die Zündfolge genauer wird, von dem für die Leistung notwendigen Kraftstoff wird kaum etwas eingespart. Auch andere bekannte Verfahren, wie beispielsweise das Einspritzen von Wasserdampf in den Verbrennungsraum, konnten die in sie gesetzten Hoffnungen nicht erfüllen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die angezeigten Nachteile mit einfacheren und weniger komplizierten konstruktiven Mitteln zu beheben und den Wirkungsgrad der Energieumwandlung bei Verbrennungsvorgängen in Kraftstoffen zu verbessern sowie damit die noch vorhandenen Ölreserven maximal zu nutzen.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der zur Verbrennung eingesetzte Luftsauerstoff vor Einspeisung in den Verbrennungsraum oder im Verbrennungsraun mit Ozon angereichert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Ozongenerator vor, in oder an der Luftzuführung, vorzugsweise am Luftfilter einer Verbrennungsmaschine oder am Lufteintritt einer Verbrennungsanlage, angeordnet ist, so daß mit Ozon angereicherter Luftsauerstoff in den Verbrennungsraum gelangt. Da der Ozongenerator in die Energieversorgung einer Verbrennungsmaschine oder -anlage integrierbar ist, erübrigt sich eine zusätzliche externe Versorgung mit Betriebsenergie.
Die Ozonanreicherung erfolgt in an sich bekannter Weise, etwa mittels einer UV-Röhre, die aufgrund ihrer Spezialummantelung aus synthetischem Quarzglas für Wellenlängen durchlässig ist, die für eine starke Ozonbildung sorgen.
So ist beispielsweise das Gerät E 300 der Firma BLV-Licht-und Vakuumtechnik, Steinhöring bei München, mit einer Leistung von 12 Watt geeignet.
Besonders geeignet sind Röhren mit stiller Entladung (Funkenstrecke), die mit großer Ozonausbeute in wirtschaftlicher Weise betrieben werden können. Der hochfrequente Wechselstrom für ihren Betrieb kann von der elektrischen Versorgung eines Kraftfahrzeuges wie auch vom Hochspannungsgenerator einer Ölheizung geliefert werden. Geeignet ist beispielsweise die Röhre 3020-GL 44 der Firma Argentox, Hamburg, die 22 g Ozon/m3 Luft liefert.
Erforderlichenfalls können zusätzlich an sich bekannte Trocknungseinheiten zur Trocknung des mit Ozon anzureichernden Gases vorgesehen sein, etwa auf elektrischem oder chemischem Wege oder durch atmosphärische Trocknung, da die Leistung des Ozongenerators mit Funkenstrecke bei anwesender Feuchtigkeit abfällt. Solche Trocknungseinheiten, und zwar mittels Pressluft, sind bei Dieselmotoren bereits vorhanden. Bei Ottomotoren kann die vom Krümmer erwärmte Luft getrocknet werden. Besonders vorteilhaft kann ein vom Keilriemen mitangetriebener und ggf. von einem Regler gesteuerter Drucklufttrockner die Trocknung besorgen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den angesaugten Luftsauerstoff zu wirbeln. Das kann mittels Wirbelblechen oder Wirbelkammern im Filter oder Ansaugbereich erreicht werden, so daß das Anreichern des Ozons im Luftstrom erleichtert und verbessert wird. Durch die Anreicherung des Ozons im Luftsauerstoff erhöht sich die Zündwilligkeit des Verbrennungsgemisches, und der Verbrennungsvorgang wird intensiviert. Eine bessere Verbrennung mindert aber den Verbrauch. Die entstehenden Sauerstoffradikale erzwingen dabei noch zusätzlich einen Nachbrenn-Effekt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zur Verstärkung der Ozonerzeugung die ozonbildenden Röhren gebündelt angeordnet sind, und zwar so gegeneinander versetzt, daß die Strahlung des Röhrenbündels kontinuierlich erfolgt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß dem Ansaugstutzen am Luftfilter ein zweiter Ansaugstutzen parallel zugeordnet ist, wobei die Lufteintrittsöffnung des zweiten Stutzens jedoch wesentlich kleiner und am Ende verschlossen ist. In dieser Anordnung ist der Ozongenerator im zweiten Ansaugstutzen untergebracht. Beide Stutzen sind jedoch mittels einer Düse seitlich miteinander verbunden. Der beabsichtigte Effekt besteht darin, daß der Luftstrom des Stutzens mit größerem Eintrittsquerschnitt den mit Ozon angereicherten Luftsauerstoff des Stutzens mit geringerem Eintrittsquerschnitt mitreißt. Bei dieser Anordnung wird erreicht, daß die Ozonbildung mit einer gewissen Zeitverzögerung in einem kleineren Luftvolumen mit ruhigerer Strömung gründlicher erfolgt.
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Anordnung Luftfilter und Ansaugstutzen mit Ozonerzeuger, Fig. 2 eine Draufsicht auf die parallel angeordneten Ansaugstutzen mit Ozonerzeuger.
Gemäß Fig 1 ist ortsfest im Ansaugstutzen 1 eines Luftfilters 2 ein Ozongenerator 3(gezeigt mit seinen elektrischen Anschlüssen 4) angebracht, der von einem spiralförmigen Wirbelblech 5 umgeben ist.
Gemäß Fig. 2 ist dem Ansaugstutzen 1 cinStutzen 6 zugeordnet, der als Ozongenerator 3 einen solchen mit stiller Entladung enthält und mit dem Luftfilter 2 über eine verbindende Düse 7 zum Ansaugstutzen 1 verbunden ist. Hierbei schützt der Stutzen vor Feuchtiykeit und bietet gute Isolationsmöglichkeit. Beim Lufteintritt kann eine Vorrichtung zur Trocknung der einströmenden Luft vorgesehen sein.
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Claims

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR INTENSIVIERUNG VON VERBRENNUNGSVORGÄNGEN IN VERBRENNUNGSMASCHINEN UND VERBRENNUNGSANLAGEN Patentansprüche 7N\ 9 Verfahren zur Intensivierung von Verbrennungsvorgängen in Verbrennungsmaschinen und -anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Verbrennung eingesetzte Luftsauerstoff vor Einspeisung in den Verbrennungsraum oder im Verbrennungsraum mit Ozon angereichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansaugluftstrom einer Verbrennungsmaschine oder -anlage mit Ozon angereichert wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Ozongenerator (3) vor, in oder an der Luftzuführung (1) der Verbrennungsmaschine oder -anlage angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ozongenerator (3) vor, im oder am Luftfilter (2) einer Verbrennungsnaschine angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ozongenerator (3) mit der Brennkammer eine konstruktive Einheit bildet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ozongenerator (3) axial an einem spiralförmigen Wirbelblech (5) im Ansaugrohr (1) eines Luftfilters (2) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ozongenerator in einem dem Ansaugstutzen (1) zugeordneten zweiten Ansaugstutzen (6) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansaugstutzen (6) mittels einer Düsenöffnung (7) mit dem Ansaugstutzen (1) oder dem Luftfilter (2) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß als Ozongenerator eine Röhre mit stiller Entladung eingesetzt wird, der ggf. eine Trockenvorrichtung vorgeschaltet ist.