DE3625451A1

DE3625451A1 - Sauerstoff-versorgung fuer treibstoffmotore

Info

Publication number: DE3625451A1
Application number: DE19863625451
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-02-18

Description

Die Erfindung zeigt die Versorgung mit Sauerstoff für Treibstoff motore.

Treibstoffmotore sind beteiligt an der Erzeugung von Abgasen und Lärm und somit an der allgemeinen Umweltverschmutzung.

Es lag daher nahe, die Ursachen für die negative Seite der an sonsten lebensnotwendigen Maschinen zu beheben, die mangelnde Sauerstoff-Versorgung. Die Lösung dieser Aufgabe gelang mit dem Anspruch 1 und 2. Dafür wird Luft auf -184°C abgekühlt. Dadurch kann der Sauerstoff kondensieren mit dem CO₂ und den Edelgasen, jedoch ohne N₂. So kann N₂ abgetrennt werden.

In dieser fast reinen Sauerstoff-Atmosphäre verbrennt jeder Brennstoff explosiv, wie das Lehrbuch für anorganische Chemie von Hollemann-Wiberg berichtet. Dies bewirkt eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes, somit dürfte sich der Treibstoff verbrauch halbieren. Eine Verdichtung der Luft erübrigt sich. Turboaggregate werden damit hinfällig. Da die Sauerstoff-Atmosphä re den Treibstoff vollständig verbrennt, unterbleibt die Bil dung von CO Kohlenmonoxid und der Kohlenwasserstoffe, ebenso verhindert sie die Rußbildung. Der Katalysator wird damit über flüssig, denn auch die NO₂-Abgase können nicht entstehen man gels zugeführtem, vorher abgeschiedenen N₂, dem Stickstoff. Da die Verbrennung schon bei -184°C schon explosiv verläuft, ver mag der Motor schon bei sibirischer Kälte ohne Warmlaufen sofort seine volle Leistung zu erbringen. Die Kühlung soll nicht von außen wie bisher erfolgen, sondern von innen. Dafür wird im Wechsel mit der Brennstoff-Zufuhr und nachfolgender Verbrennung sowie der Entfernung der Abgase nur flüssige Restluft ohne den abgeschiedenen N₂ eingesprüht, so daß diese Restluft die Wärme von der Zylinderwandung abnimmt und vom Kolben und intensiv ver dampfen muß und damit den Kolben hochdrückt zwecks Antrieb. Nach Entfernung dieser heißen Sauerstoff-Restluft soll erneut diese Restluft mit -184°C eingesprüht werden, falls die Wärme ausreicht für eine Wiederholung dieser Antriebsart mit flüssi ger Luft, sonst schließt sich der nächste Brennstoff-Zyklus an. Für die Verflüssigung der Luft zur Abscheidung des N₂ und Gewin nung von O₂-Sauerstoff soll Luft von einem Trichterrohr ange saugt werden, des Drehung die hindurchströmende Luft komprimie ren. Eine Scheibe auf dem Trichter mit Windschaufeln und den not wendigen Öffnungen ähnlich gestaltet wie eine runde Rohkostraf fel, nur größer dimensioniert wegen der geringeren spezifischen Dichte der Luft, schaufelt die Luft ins Trichterrohr, das innen glatte Wandung hat ohne irgendwelche Zusätze, ohne Gewinde. Auf der Außenseite verläuft um das Rohr des Trichterrohres ein Außengewinde, durch welches zur Gegenstromkühlung im vorderen Abschnitt frische Luft strömt, um einen Teil der Komprimations wärme abzunehmen, und im nachfolgenden Abschnitt der fast flüs sige Stickstoff strömt. Durch diese intensive Kühlung muß sich beim Entspannen die Luft bis zur Verflüssigung abkühlen. Dieser Prozeß soll aber durch entsprechende Steuerung der Stickstoff- Kühlung nur bis -184°C erfolgen, um zwar den Sauerstoff zur Kondensierung zu zwingen, jedoch den Stickstoff in der Gasphase zu belassen.

Der Motor mit allen Zylindern sollte gut wärmeisoliert und da gut schallisoliert sein, damit die bei der Verbrennung entstehen de Wärme als Antrieb genutzt werden kann durch Innenkühlung mit flüssiger Luft.

Falls es sinnvoll erscheint, könnte CO₂ Kohlendioxid aus dem Ab gas mit einem extra-Trichterrohr verflüssigt und als Kühlmittel im Zylinder eingesetzt werden statt Sauerstoff-reicher Restluft. Durch seitliches Auslassen statt direktes Auslassen nach hinten sollen der Abgas-Lärm gedämpft werden mittels weicher dämpfender Filter und dämpfendem Materials um das Abgasrohr.

Es ergibt sich eine drastische Energieeinsparung mit drastischer Reduzierung dadurch der Abgase, ferner zur fast totalen Beseiti gung von NO₂, von CO Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen.

Das alles ohne teuren Katalysator durch drastische Energieeinspa rung, was den Umweltschutz nicht nur zum Nulltarif ermöglicht, sondern mit hohem Gewinn für den Autobesitzer und die Industrie, welche damit neue Autos spielend in aller Welt verkaufen könnte, auch teure LKW und Omnibusse.

Claims

1. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore, dadurch gekenn zeichnet, daß

1-a) Luft verdichtet wird in der Strudelart, wie die Natur nach innen einrollend dies tut,
1-b) dieses strudelartige Einrollen der Luft im permanenten Durchfluß erfolgt,
1-c) dieser Durchfluß verdichtend erfolgt,
1-d) diese Durchfluß-Verdichtung der Luft begleitet wird von gleichzeitiger außen umlaufender Gegenstrom-Kühlung,
1-e) diese Gegenstrom-Kühlung zuerst erfolgt mit frischer Luft,
1-f) die Gegenstrom-Kühlung außen weiter fortgesetzt wird mit jener Luft, welcher sich nach dem Durchfluß-Verdichten und der Kühlung von außen beim Entspannen nochmals abkühlen muß,
1-g) dieses Verfahren des Durchfluß-Verdichtens von Luft und außen umlaufender Kühlung mit der sich zuvor beim Entspan nen optimal weiter abkühlenden Luft so lange fortge setzt wird, bis die Luft sich bis auf 1-184°C beim Entspannen abkühlt,
1-h) der hierbei sich kondensierende, verflüssigende Anteil der Luft vom gasförmigen Stickstoff abgeschieden wird,
1-j) der gasförmige Stickstoff weiterhin zur Kühlung eingesetzt wird,
1-k) die an Sauerstoff reiche Restluft mit Brennstoff, bleifrei, gemischt wird,
1-l) die Mischung so dosiert wird, daß die nachfolgende explosi ve Verbrennung keine Anlage zerstören kann,
1-m) die Abgase, welche frei sind von CO, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden im Gegenstrom von Frischluft gekühlt werden,
1-n) die auskondensierenden Sox-Moleküle mit Kalk o. a. neutrali siert werden,
1-o) die Verbrennung einmal oder mehrmals abgelöst wird durch das Kühlen mit Restluft oder mit dem kühlen Stickstoff,
1-p) dafür die flüssige kalte Restluft ohne Brennstoff-Beigabe eingsetzt wird, zur Abnahme der von der explosiven Ver brennung erzeugten Abwärme,
1-qu) diese Kühlung mit flüssiger Restluft derartig dosiert er folgt, daß sich die bei der Abnahme der Abwärme erhitzende Restluft ebenso intensiv ausdehnen muß wie der Brennstoff bzw. dessen Abgase bei der explosiven Verbrennung zusammen mit der nicht verbrauchten Restluft sich ausdehnen, und dieser Prozeß der Wärmeabnahme durch die flüssige Rest luft denselben Gasdruck erzeugt zur Erzeugung der gleichen Antriebskräfte und Nutzkräfte wie die Verbrennung des Treib stoffes erzeugt,
1-r) diese von der sich bei der Wärmeabnahme mittels der flüs sigen Restluft ergebenden Antriebskräfte bzw. freiwerdenden Antriebskräfte ebenso als Antrieb genutzt werden für Fahr zeuge wie durch die Verbrennung erzeugte Antriebskräfte.

2. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

2-a) bisheriger Brennstoff (bleifrei) in bisherige Zylinder der Kraftfahrzeug-Motore und flüssiger Sauerstoff bzw. flüssi ge sauerstoffreiche und an Stickstoff arme Restluft mit der Temperatur von -184°C eingesprüht wird,
2-b) dieses Gemisch wie bisheriger Brennstoff gezündet und ver brannt wird,
2-c) das Verhältnis des flüssigen Sauerstoffes zum flüssigen oder gasförmigen oder staubigen Brennstoff derartig zu Gunsten des flüssigen Sauerstoffes bzw. des an Stickstoff armen flüs sigen Restluf gestaltet wird, daß durch die explosive Ver brennung des Brennstoffes der Motor keinen Schaden erleidet,
2-d) die explosive Verbrennung des Brennstoffes mit flüssigen an Stickstoff sehr armen oder freien Restluft den Kolben wie bisher bewegt, bewegen muß mittels erzeugtem Gasdruck,
2-e) die entstehenden Abgase wie bisher aus dem Zylinder entfernt werden,
2-f) die von der Zylinderwandung aufgenommene Abwärme der explosi ven Verbrennung durch flüssigen Sauerstoff bzw. der flüssi gen Restluft oder dem fast flüssigen Stickstoff (falls nicht hinterher mit O₂ reagierend) abgenommen wird, jedoch diesmal ohne Beigabe von Brennstoff irgendeiner Art,
2-g) die Menge des in die Zylinder eingesprühten flüssigen Sauer stoffen ohne Brennstoff derartig dosiert wird, daß dadurch der flüssige Sauerstoff bzw. die flüssige Restluft verdamp fen muß und solchen Gasdruck erzeugt, muß, daß der Kolben exakt gleich sich heben muß wie bei der explosiven Verbren nung bisherigen Brennstoffes,
2-h) diese Kühlung mit flüssigem Sauerstoff ohne Brennstoff so oft erfolgt als diese Kühlung notwendig macht und gleichzei tig ausreichend Gasdruck erzeugt für die Hebung des Kolbens im Zylinder im für den bisherigen Antrieb notwendigen Maß,
2-j) falls diese Kühlung im Zylinder mit einem Teil des anfal lenden, fast flüssigen Stickstoffes möglich ist ohne späte re Oxidation des heißen Stickstoffes im Freien kann mit N₂ gekühlt werden, wenn sich das antriebsmäßig günstig erweist,
2-k) erst nach dieser Innenkühlung mit O₂ bzw. der flüssigen Rest luft oder N₂ im Zylinder mit der gleichen Hebung des Kolbens wie bei der explosiven Verbrennung des Brennstoffes soll die nächste Verbrennung vollzogen werden,
2-l) der Abgasstrom jeweils gekühlt wird, von einem Teil des fast flüssigen kalten Stickstoffes, indem letzterer außen um das Ableitungsrohr des Motors für die Abgase nach außen abfließt und so durch seine extreme Kälte kühlt,
2-m) in dem Ableitungsrohr eine von hinten auswechselbare paßge naue Hülse mit Kalkbelag oder anderem neutralisierendem Ma terial an der Innenwandung eingeschoben ist, durch welche die Abgase fließen und sich darin abkühlen müssen bis zum Aus kondensieren des Wasser + SOx zwecks Bindung durch den Kalk,
2-n) zur Sauerstoffgewinnung Luft bis zum Überdruck in einen sich drehenden Trichter hineingeschaufelt wird, der innen eine glatte Wandung hat ohne Gewinde oder andere Zusätze,
2-o) dafür der schnell gedrehte Trichter auf seiner großen Öff nung mit einer Scheibe versehen ist,
2-qu) diese Scheibe wie eine Rohkostraffel Öffnungen und Luft schaufeln (Raffelmesser) in ähnlicher oder gleicher Art hat wie eine runde Wurzelgemüse-Raffel mit den Luftschaufeln (den aufgewölbten Raffelmessern) in Drehrichtung des Trich ters geöffnt und diese Raffelmesser, für die Luft einzu schaufeln, der viel geringeren Dichte der Luft angepaßt sind, also viel größer ausgewölbt, insgesamt größer dimen sioniert sind mit dem Trichter,
2-r) außen umlaufend um das lang ausgezogene schmale im Quer schnitt gleichbleibende Rohr des Trichters, das sich an die eigentliche Trichterform anschließt, ein Außengewinde hat, welches gegenströmig geformt ist zur innen fließenden Luft und damit durch die Drehung des Trichters Kühlmittel in meh reren Windungen um das Rohr herumführt gegenströmig zum in nen fließenden Luftstrom,
2-s) dieses Außengewinde in zwei Abschnitte unterteilt ist, wo von der erste Abschnitteimer nur Frischluft zur Wärmeab nahme ansaugt, der zweite Abschnitt des Außengewindes vom Trichterende her einen Teil des kalten Stickstoffes für die restliche Kühlung,
2-t) der schnell gedrehte Trichter mit der für die Drehung not wendigen Lagerung, Antrieb, Ventilen und anderem notwendigem technisch bekanntem versehen ist, ebenso mit der Hülle um das Außengewinde, dem für die Abscheidung des fast flüssigen Stickstoffes von der verflüssigten Restluft notwendigen und außen wärmeisolierten Behälters, den Pumpen, der Elektronik.

3. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselventil am Trichterrohr ende die durchströmende Luft kurzzeitig aufstaut.

4. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zylinder so viel des abgeschiedenen noch gasförmi gen Stickstoffes von der Sauerstoffgewinnung für die Ver brennung ebenfalls eingesprüht wird als notwendig ist, um die Explosionen in den Zylindern das beherrschbare sichere Maß nicht überschreiten zu lassen.

5. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß so viel Wasser statt Stick stoff in den Zylinder eingesprüht wird als für die Beherr schung der explosiven Verbrennung mit fast reinem Sauerstoff sich als notwendig erweist.

6. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr schnell ge reht wird und die restlichen Abgase seitlich durch Filter ausläßt, die am Ende an der Längsseite des sich schnell drehenden Rohres angebracht sind und innen Windschaufeln haben, welche durch die Drehung des Rohres die Gase durch das außen rundherum angebrachte Filter hindurchdrücken, die Windschaufeln innen im Rohr aus Gummi oder ähnlich weichem Material sind und das Rohr außen schallisoliert.

7. Sauerstoff-Versorgung für Treibstoffmotore nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines weiteren sich drehenden Trichterrohres wie unter Anspruch 2 ein Teil des CO₂ Kohlendioxides aus dem Abgasstrom kondensiert, also verflüssigt wird wie der Sau erstoff und zur Kühlung im Zylinder statt des flüssigen O₂ eingesetzt wird.