DE102013003726A1 - Method for producing an additive and method for operating an internal combustion engine, a turbine and a jet engine - Google Patents

Method for producing an additive and method for operating an internal combustion engine, a turbine and a jet engine Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Additivs für die Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerks beschrieben. Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerks erläutert, wobei der Verbrennungsluft des Motors ein Additiv zugesetzt wird. Mit dem Additiv, bei dem es sich um auf spezielle Weise behandeltes Wasser handelt, wird eine Kraftstoffersparnis sowie eine Verringerung der Abgasemissionen erzielt.A method for producing an additive for the combustion air of an internal combustion engine, a turbine and a jet engine is described. Furthermore, a method for operating an internal combustion engine, a turbine and a jet engine is explained, wherein an additive is added to the combustion air of the engine. The additive, which is specially treated water, saves fuel and reduces exhaust emissions.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Additivs für die Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerks.The present invention relates to a method for producing an additive for the combustion air of an internal combustion engine, a turbine and a jet engine.

Es ist bekannt, dass durch die Zugabe von Additiven die Effizienz von Verbrennungsmotoren gesteigert werden kann. Beispielsweise lässt sich auf diese Weise der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors reduzieren. Ferner können auf diese Weise die Abgasemissionen verringert werden.It is known that the addition of additives can increase the efficiency of internal combustion engines. For example, it is possible in this way to reduce the fuel consumption of the internal combustion engine. Furthermore, the exhaust emissions can be reduced in this way.

Bereits heute sind am Markt Treibstoffadditive erhältlich, mit denen beträchtliche Treibstoffeinsparungen erzielt werden können. Andere Treibstoffadditive zeigen weniger Wirkung, oder die Wirkung ist umstritten. Mit solchen Additiven lässt sich eine verbesserte Verbrennung erzielen, so dass auch die Abgase reduziert werden.Fuel additives are already available on the market today, with which considerable fuel savings can be achieved. Other fuel additives show less effect, or the effect is controversial. With such additives, improved combustion can be achieved, so that the exhaust gases are reduced.

Beispielsweise ist es bekannt, Ceriumoxid als Treibstoffadditiv zu verwenden und mit Dieselkraftstoff zu vermischen.For example, it is known to use cerium oxide as a fuel additive and to mix it with diesel fuel.

Derartige Additive werden insbesondere dem Kraftstoff des Verbrennungsmotors selbst zugesetzt. Die vorliegende Erfindung geht hingegen von einem anderen Ansatz aus.Such additives are added in particular to the fuel of the internal combustion engine itself. The present invention, however, starts from a different approach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Additivs für die Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerkes zu schaffen, mit dem sich ein in Bezug auf eine Senkung des Kraftstoffverbrauches und der Abgasemissionen besonders effizientes Additiv herstellen lässt.The invention has for its object to provide a method for producing an additive for the combustion air of an internal combustion engine, a turbine and a jet engine, with which a particularly efficient additive can be produced with respect to a reduction in fuel consumption and exhaust emissions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art dadurch gelöst, dass Wasser einer Vielzahl von Behandlungszyklen unterzogen wird, die jeweils eine Gleichspannungsaufladephase des Wassers und eine spannungsfreie Ruhephase des Wassers umfassen.This object is achieved in a method of the type specified in that water is subjected to a variety of treatment cycles, each comprising a DC charging phase of the water and a tension-free resting phase of the water.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Additiv hergestellt, das der Verbrennungsluft des Verbrennungsmotors und nicht dem Kraftstoff desselben zugesetzt wird. Das Additiv kann genauso der Verbrennungsluft von Turbinen und Strahltriebwerken zugesetzt werden. Als Ausgangsstoff für das erfindungsgemäße Verfahren findet Wasser Verwendung (Süßwasser und/oder Salzwasser), das auf spezielle Weise behandelt wird. Das Wasser wird einer Vielzahl von Behandlungszyklen unterzogen, die jeweils eine Aufladephase des Wassers mit einer Gleichspannung und eine Ruhephase des Wassers (ohne Anlegen einer Spannung) umfassen. Die entsprechenden Phasen finden abwechselnd statt. Es werden dabei vorzugsweise mehr als 100 Behandlungszyklen durchgeführt, bevor das Wasser als Additiv geeignet ist. Besonders gute Ergebnisse wurden mit einer Anzahl von Behandlungszyklen um 200 erreicht.With the method according to the invention, an additive is produced which is added to the combustion air of the internal combustion engine and not the fuel thereof. The additive can also be added to the combustion air of turbines and jet engines. As a starting material for the process according to the invention water is used (fresh water and / or salt water), which is treated in a special way. The water is subjected to a plurality of treatment cycles, each comprising a charging phase of the water with a DC voltage and a resting phase of the water (without applying a voltage). The corresponding phases take place alternately. In this case, preferably more than 100 treatment cycles are carried out before the water is suitable as an additive. Particularly good results were achieved with a number of treatment cycles around 200.

Erfindungsgemäß wird zum Aufladen eine Gleichspannung angelegt, wobei eine niedrige Gleichspannung unter 100 V Anwendung findet. Gute Ergebnisse wurden mit einer Gleichspannung von 1–10 V, insbesondere 2–3 V, erzielt.According to the invention, a DC voltage is applied for charging, wherein a low DC voltage below 100 V is used. Good results were achieved with a DC voltage of 1-10 V, especially 2-3V.

Die erfindungsgemäße Behandlung wird über einen relativ langen Zeitraum durchgeführt. So wird ein Gesamtbehandlungszeitraum bevorzugt, der sich über mehrere Tage erstreckt, insbesondere 5 bis 15 Tage, bevorzugt etwa 10 Tage. Geht man von einer bevorzugten Länge der Behandlung von etwa 10 Tagen (240 h) aus, beträgt die bevorzugte Länge eines Behandlungszyklus bei einer Annahme von 200 Zyklen 1 h 12 min. Was den einzelnen Behandlungszyklus betrifft, so können bevorzugt die Aufladephase und die Ruhephase jeweils den halben Zeitraum ausmachen.The treatment according to the invention is carried out over a relatively long period of time. Thus, a total treatment period is preferred which extends over several days, in particular 5 to 15 days, preferably about 10 days. Assuming a preferred length of treatment of about 10 days (240 hours), the preferred length of a treatment cycle assuming 200 cycles is 1 hour 12 minutes. As far as the individual treatment cycle is concerned, the charging phase and the resting phase may each account for half the period.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden daher abwechselnd Aufladephasen und Ruhephasen durchgeführt. Nach einer Vielzahl von derartigen Behandlungszyklen wird ein Additiv erhalten, das bei Zusatz zur Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors zu Kraftstoffeinsparungen im Bereich von ca. 10% bis 20% führt, wobei dies sowohl für Benzin als auch Dieselkraftstoff zutrifft. Durch Messungen an Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen wurden diese Ergebnisse bestätigt.In the method according to the invention, therefore, charging phases and resting phases are alternately carried out. After a plurality of such treatment cycles, an additive is obtained which, when added to the combustion air of an internal combustion engine, results in fuel savings in the range of about 10% to 20%, which applies to both gasoline and diesel fuel. By measurements on internal combustion engines of motor vehicles these results were confirmed.

Des Weiteren wird durch Zusatz des erfindungsgemäß hergestellten Additivs zur Verbrennungsluft von Verbrennungsmotoren eine Reduktion der Abgasemissionen des Motors erzielt, insbesondere von CO und von NOx. Auch dies wurde durch Messungen an Kraftfahrzeugmotoren bestätigt.Furthermore, by adding the additive according to the invention to the combustion air of internal combustion engines, a reduction of the exhaust emissions of the engine is achieved, in particular of CO and of NOx. This has also been confirmed by measurements on motor vehicle engines.

Speziell wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Wasser in der Gleichspannungsaufladephase in einem mit einer Kathode und einer Anode versehenen Gefäß angeordnet, und es wird eine Gleichspannungsquelle an die Anode und Kathode angeschlossen. Vorzugsweise wird die Gleichspannungsaufladephase mit einer metallischen Anode und/oder Kathode durchgeführt.Specifically, in the method of the present invention, water is placed in the DC charging phase in a vessel provided with a cathode and an anode, and a DC power source is connected to the anode and cathode. Preferably, the DC charging phase is performed with a metallic anode and / or cathode.

Um sicherzustellen, dass während der Ruhephase des Wassers kein elektrischer Strom fließt, wird das Wasser während der Ruhephase vorzugsweise in einem elektrisch isolierten Gefäß angeordnet. Das bedeutet, dass Aufladephase und Ruhephase im gleichen Gefäß durchgeführt werden können, wobei in der Ruhephase keine Spannung angelegt wird, oder in verschiedenen Gefäßen ausgeführt werden können.To ensure that no electrical current flows during the resting phase of the water, the water is preferably placed in an electrically insulated vessel during the rest phase. This means that charging phase and resting phase can be carried out in the same vessel, wherein in the resting phase, no voltage is applied, or can be performed in different vessels.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird das behandelte Wasser vorzugsweise gefiltert. Dies kann in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden.In a further method step, the treated water is preferably filtered. This can be done at regular intervals.

Mit der verwendeten Gleichspannungsquelle wird das Wasser vorzugsweise mit einem Strom < 10 A beaufschlagt.With the DC voltage source used, the water is preferably supplied with a current <10 A.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Additiv, das gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Wie erwähnt, lässt sich mit einem derartigen Additiv bei Zusatz zur Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors, einer Turbine oder eines Strahltriebwerks eine beträchtliche Kraftstoffeinsparung mit Reduzierung der Abgasemissionen erzielen.The present invention further relates to an additive prepared according to the method described above. As mentioned, with such an additive, when added to the combustion air of an internal combustion engine, turbine, or jet engine, significant fuel economy can be achieved by reducing exhaust emissions.

Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerks, denen Kraftstoff und Verbrennungsluft zur Ausbildung eines zündfähigen Gemisches zugeführt werden. Erfindungsgemäß wird hierbei der Verbrennungsluft ein Additiv zugemischt, das und dessen Herstellung vorstehend beschrieben wurde.The present invention also relates to a method for operating an internal combustion engine, a turbine and a jet engine, to which fuel and combustion air are supplied to form an ignitable mixture. According to the invention, an additive is added to the combustion air, which has been described above and its preparation.

Das Additiv, bei dem es sich um speziell behandeltes Wasser handelt, wird vorzugsweise in die Verbrennungsluft eingedüst oder eingespritzt. Die Zumischung des Additivs kann dabei über verschiedenartige Dosiereinrichtungen erfolgen. Vorzugsweise wird die Dosierung dabei in Abhängigkeit von diversen Parametern des Verbrennungsmotors, der Turbine oder des Strahltriebwerks von einer Steueranlage gesteuert bzw. geregelt, wie dies bei Kraftstoff- oder Treibstoffeinspritzsystemen der Fall ist.The additive, which is specially treated water, is preferably injected or injected into the combustion air. The admixing of the additive can take place via various metering devices. Preferably, the dosage is controlled or regulated in dependence on various parameters of the internal combustion engine, the turbine or the jet engine of a control system, as is the case with fuel or fuel injection systems.

Das fertige Additiv kann dabei in einen Vorratstank eingeführt und von diesem der Verbrennungsluft zugemischt werden. Ähnlich wie bei der Kraftstoff- oder Treibstoffzufuhr kann hierbei eine Betankung mit dem Additiv stattfinden. Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Additiv direkt von dem Gefäß, in dem es hergestellt wird, der Verbrennungsluft zugemischt. Beispielsweise bei Schiffen kann daher das Additiv auf dem Schiff selbst hergestellt und der Verbrennungsluft, bei Bedarf, zugemischt werden.The finished additive can be introduced into a storage tank and admixed by this combustion air. Similar to the fuel or fuel supply in this case a refueling with the additive take place. In another embodiment of the method according to the invention, the additive is mixed directly from the vessel in which it is produced, the combustion air. For example, in ships, therefore, the additive can be produced on the ship itself and the combustion air, if necessary, mixed.

Beim Betreiben des Verbrennungsmotors, der Turbine oder des Strahltriebwerks wird das Additiv bei einer Ausführungsform der Erfindung in einen zum Verbrennungsmotor führenden Luftkanal eingeführt. Bei einer anderen Ausführungsform wird das Additiv direkt in die Brennkammer des Verbrennungsmotors, der Turbine oder des Strahltriebwerks eingeführt und dort mit der Verbrennungsluft vermischt.When operating the internal combustion engine, the turbine or the jet engine, the additive is introduced in one embodiment of the invention in an air duct leading to the internal combustion engine. In another embodiment, the additive is introduced directly into the combustion chamber of the internal combustion engine, the turbine or the jet engine and mixed there with the combustion air.

Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Additiv wurden diverse Versuche durchgeführt, um die Kraftstoffersparnis sowie Abgasemissionsreduktion zu bestätigen. Die Versuche wurden an einem Fahrzeug mit Benzinmotor (BMW Mini Cooper) und an einem Fahrzeug mit Dieselmotor (Mercedes B-Klasse) in einem Geschwindigkeitsbereich von 80 km/h bis 180 km/h durchgeführt. Dabei ergaben sich Kraftstoffverbrauchsreduzierungen bis 20%.With the additive according to the invention, various experiments were carried out to confirm the fuel economy and exhaust gas emission reduction. The tests were carried out on a vehicle with a gasoline engine (BMW Mini Cooper) and on a vehicle with a diesel engine (Mercedes B-Class) in a speed range of 80 km / h to 180 km / h. This resulted in fuel consumption reductions of up to 20%.

Bei weiteren Versuchen mit Fahrzeugen mit Diesel- und Benzinmotoren (Smart Forfour, Opel Zafira) wurden die Abgasemissionen gemessen. Dabei wurde eine Verringerung des CO- und NOx-Anteiles im Abgas festgestellt.In further experiments with vehicles with diesel and gasoline engines (Smart Forfour, Opel Zafira), the exhaust emissions were measured. In this case, a reduction of the CO and NOx content was found in the exhaust gas.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Additiv sowohl für stationär angeordnete Verbrennungsmotoren, Turbinen und Strahltriebwerke als auch für mobile Verbrennungsmotoren, Turbinen und Strahltriebwerke geeignet ist.It is understood that the additive according to the invention is suitable both for stationary combustion engines, turbines and jet engines as well as for mobile combustion engines, turbines and jet engines.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung eines Additivs für die Verbrennungsluft eines Verbrennungsmotors, einer Turbine oder eines Strahltriebwerks, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser einer Vielzahl von Behandlungszyklen unterzogen wird, die jeweils eine Gleichspannungsaufladephase des Wassers und eine spannungsfreie Ruhephase des Wassers umfassen.A method for producing an additive for the combustion air of an internal combustion engine, a turbine or a jet engine, characterized in that water is subjected to a plurality of treatment cycles, each comprising a DC charging phase of the water and a tension-free resting phase of the water. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser in der Gleichspannungsaufladephase in einem mit einer Kathode und einer Anode versehenen Gefäß angeordnet und eine Gleichspannungsquelle an Anode und Kathode angeschlossen wird.A method according to claim 1, characterized in that water is arranged in the DC charging phase in a vessel provided with a cathode and an anode and a DC voltage source is connected to the anode and cathode. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsaufladephase mit einer metallischen Anode und/oder Kathode durchgeführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the DC charging phase is carried out with a metallic anode and / or cathode. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser während der Ruhephase in einem elektrisch isolierten Gefäß angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the water is placed during the resting phase in an electrically insulated vessel. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das behandelte Wasser gefiltert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the treated water is filtered. Nach einem Verfahren der vorangehenden Ansprüche hergestelltes Additiv.An additive prepared by a process of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, einer Turbine und eines Strahltriebwerks, denen Kraftstoff und Verbrennungsluft zur Ausbildung eines zündfähigen Gemisches zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluft ein Additiv nach einem der vorangehenden Ansprüche zugemischt wird.Method for operating an internal combustion engine, a turbine and a jet engine, which fuel and combustion air for training an ignitable mixture are fed, characterized in that the combustion air, an additive according to any one of the preceding claims is mixed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in die Verbrennungsluft eingedüst oder eingespritzt wird.A method according to claim 7, characterized in that the additive is injected or injected into the combustion air. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das fertige Additiv in einen Vorratstank eingeführt und von diesem der Verbrennungsluft zugemischt wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the finished additive is introduced into a storage tank and admixed by the combustion air. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv direkt von dem Gefäß, in dem es hergestellt wird, der Verbrennungsluft zugemischt wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the additive is mixed directly from the vessel in which it is produced, the combustion air. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einen zum Verbrennungsmotor, zu einer Turbine oder zu einem Strahltriebwerk führenden Luftkanal eingeführt wird.Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the additive is introduced into a leading to the internal combustion engine, to a turbine or to a jet engine air duct. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv direkt in die Brennkammer des Verbrennungsmotors, der Turbine oder des Strahltriebwerks eingeführt wird.Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the additive is introduced directly into the combustion chamber of the internal combustion engine, the turbine or the jet engine.
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