DE202020105633U1 - Electrolysis device for the electrolytic generation of a gas mixture for internal combustion engines and heating systems - Google Patents

Electrolysis device for the electrolytic generation of a gas mixture for internal combustion engines and heating systems Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Elektrolyse, umfassend- Elektrolyseplatten, welche parallel oder umeinander verdrillt angeordnet sind, und- Trennisolierstreifen zwischen den Elektrolyseplatten aufweisen.A device for electrolysis, comprising electrolysis plates which are arranged in parallel or twisted around one another, and isolation strips between the electrolysis plates.

Description

Die Erfindung betrifft die Elektrolyse von Wasser, insbesondere von Wassernebel, und die Nutzung des erhaltenen Gasgemisches als Zusatz in Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen mit einem integrierten Brenner.The invention relates to the electrolysis of water, in particular water mist, and the use of the gas mixture obtained as an additive in internal combustion engines and heating systems with an integrated burner.

Die Elektrolyse von Wasser zu H2 und O2 unter Energieverbrauch ist bekannt. Nachteilig ist bekanntermaßen die starke Explosivität des Knallgases, so dass beide Gase in der Regel getrennt gesammelt werden sollten. Es existiert auch die Möglichkeit, H2 und O2 in Form von Brownsgas (auch HHO-Gas genannt) gemeinsam mit einem Transportgas, welches Luft und/ oder auch ein brennbares Gas sein können, zu verdünnen. Für beide Varianten sind Elektrolyseure (Elektrolysevorrichtungen) bekannt.The electrolysis of water to H 2 and O 2 with energy consumption is known. It is known that the high explosiveness of the oxyhydrogen gas is disadvantageous, so that both gases should generally be collected separately. There is also the possibility of diluting H 2 and O 2 in the form of brown gas (also called HHO gas) together with a transport gas, which can be air and / or a combustible gas. Electrolysers (electrolysis devices) are known for both variants.

Bei Verbrennungsmotoren, Heizungsanlagen oder auch Blockheizkraftwerke wird seit Langem versucht, die Kraftstoffverbrennung dadurch zu verbessern, dass man eine bestimmte Menge Wasserstoff oder Brownsgas zusätzlich mit in den Brennraum einleitet.In combustion engines, heating systems or even block-type thermal power stations, attempts have long been made to improve fuel combustion by additionally introducing a certain amount of hydrogen or brown gas into the combustion chamber.

Auch die Verwendung von Wasserstoff oder Brownsgas im Verbrennungsraum von Motoren, beispielsweise PKWs, ist bekannt und verbessert die Verbrennung des Kraftstoffs. Der zusätzliche Wasserstoff oder das Brownsgas führen zu einer besseren Verbrennung des Kraftstoffs und dazu, dass weniger Kraftstoff unverbrannt in Gasform den Motorraum wieder verlässt. Als Folge werden Verbrauch und auch Emission gesenkt. Die für die Elektrolyse von Wasser zu HHO-Gas (Brownsgas) oder separiert zu Wasserstoff und Sauerstoff nötige Energie ist dabei bei richtiger Dosierung der Gase geringer als die Energieersparnis, die dadurch resultiert, dass weniger unverbrannter Kraftstoff verloren geht. Ungeachtet der insgesamt deutlichen Abgasreduzierung stellt aber die durch Wasserstoff im Verbrennungsraum entstehende höhere Brennraumtemperatur einen kleinen Nachteil für den NOx-Anteil dar, der unter normalen Umständen nicht kleiner, sondern leicht größer wird.The use of hydrogen or brown gas in the combustion chamber of engines, for example cars, is also known and improves the combustion of the fuel. The additional hydrogen or brown gas lead to better combustion of the fuel and to the fact that less fuel leaves the engine compartment unburned in gaseous form. As a result, consumption and emissions are reduced. The energy required for the electrolysis of water to HHO gas (Browns gas) or separated into hydrogen and oxygen is lower than the energy savings that result from the fact that less unburned fuel is lost if the gases are correctly metered. Regardless of the overall significant reduction in exhaust gas, however, the higher combustion chamber temperature resulting from hydrogen in the combustion chamber represents a small disadvantage for the NOx fraction, which under normal circumstances does not become smaller, but slightly larger.

HHO-Zellen können als Nasszellen (Elektroden von flüssigem Elektrolyt umspült) oder als Trockenzellen (Elektroden bilden das Gefäß, so dass die Elektrolyse-Zelle nach außen trocken bleibt) ausgestaltet sein. Trockenzellen benötigen eine Gasabführung sowie ein Nachfüllen des verbrauchten Wassers.HHO cells can be designed as wet cells (electrodes surrounded by liquid electrolyte) or as dry cells (electrodes form the vessel so that the electrolysis cell remains dry on the outside). Dry cells require gas discharge and refilling of the used water.

Was die Elektrolyse angeht, gibt es drei bekannte Verfahren: Die PEM (Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse), die Hochtemperaturelektrolyse und schließlich die alkalische Elektrolyse. Allen drei Verfahren liegt die Aufspaltung von Wasser in seine beiden Bestanteile Sauerstoff und Wasserstoff mit Hilfe eines Stromflusses zu Grunde. Während bei der PEM-Elektrolyse deionisiertes Wasser als Ausgangstoff verwendet wird, ist es bei der Hochtemperaturelektrolyse Wasserdampf und bei der alkalischen Elektrolyse z.B. eine Kaliumhydroxid-Lösung.As far as electrolysis is concerned, there are three known processes: PEM (Proton Exchange Membrane Electrolysis), high temperature electrolysis and finally alkaline electrolysis. All three processes are based on the splitting of water into its two components, oxygen and hydrogen, with the help of a current flow. While deionized water is used as the starting material in PEM electrolysis, it is water vapor in high-temperature electrolysis and a potassium hydroxide solution, for example, in alkaline electrolysis.

Die Hochtemperatur-Elektrolyse findet bekanntermaßen bei Temperaturen deutlich über 100°C statt, wobei der Elektrolyt Wasser naturgemäß verdampft als Wasserdampf vorliegt. Bei der Niedertemperatur-Elektrolyse dagegen liegt die Temperatur bei unter 70°C.As is known, high-temperature electrolysis takes place at temperatures well above 100 ° C., the electrolyte water being naturally evaporated as water vapor. In the case of low-temperature electrolysis, on the other hand, the temperature is below 70 ° C.

Auch die Stabilität und Lagerfähigkeit der hergestellten Einzelgase spielt eine wichtige Rolle.The stability and shelf life of the individual gases produced also play an important role.

WO2015/131880A1 offenbart eine Anordnung und ein Verfahren zum elektrochemischen Verbinden von H2 und O2 (Elektrolysegas) mit an sich bekannten Brenngasen (als Transportgas) zu einem stabilen und lagerfähigen Verbundgas im Sinne eines HHO-Gases, so dass H2 und O2 nicht mehr getrennt gelagert werden müssen. Bei der dabei stattfindenden Elektrolyse von Wasser wird als Elektrolytlösung Lauge verwendet. Beim Mischen der Gase (Elektrolysegas und Brenngas) in polarisiertem Zustand (oberhalb der Elektrolytlösung) ist die Explosionsgefahr verringert. Das Verfahren arbeitet bei geringem Druck zwischen Atmosphärendruck und 0,8 bar sowie milden Temperaturen von 0-50°C. WO2015 / 131880A1 discloses an arrangement and a method for the electrochemical connection of H 2 and O 2 (electrolysis gas) with fuel gases known per se (as transport gas) to form a stable and storable composite gas in the sense of an HHO gas, so that H 2 and O 2 are no longer separated must be stored. In the electrolysis of water that takes place, lye is used as the electrolyte solution. When the gases (electrolysis gas and fuel gas) are mixed in a polarized state (above the electrolyte solution), the risk of explosion is reduced. The process works at low pressure between atmospheric pressure and 0.8 bar and mild temperatures of 0-50 ° C.

EP2465915A1 offenbart günstige Mischungsverhältnisse zwischen Elektrolysegas (H2 und O2) sowie Brenngas, wobei dort zusätzlich Luft beigemischt wird. EP2465915A1 discloses favorable mixing ratios between electrolysis gas (H 2 and O 2 ) and fuel gas, with additional air being added there.

Elektrolysevorrichtungen haben parallel angeordnete, gerade Platten. Auch runde Platten, die parallel angeordnet sind, sind bekannt.Electrolysis devices have straight plates arranged in parallel. Round plates that are arranged in parallel are also known.

Was die Schaltung von Elektrolyseplatten angeht ist es verbreitet, mehrere Elektrolyseurplattenpaare in Reihe zu schalten. So können eine oder mehrere Gruppen von 6 bzw. 12 Platten an eine Betriebsspannung von 12 bzw. 24V angeschlossen werden.As far as the connection of electrolysis plates is concerned, it is common to connect several pairs of electrolyzer plates in series. One or more groups of 6 or 12 plates can be connected to an operating voltage of 12 or 24V.

Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines effektiven Elektrolyseverfahrens und einer dafür geeigneten Vorrichtung. Beide sollen einfach funktionieren. Es soll ein Elektrolyse-Gasgemisches mit sehr vorteilhaften Eigenschaften elektrolytisch erzeugt werden, welches für eine hocheffiziente und abgasarme Verbrennung an Motoren und Heizungsanlagen geeignet ist. Die Vorrichtung soll des Weiteren auch platzsparend sein. Bevorzugt soll Verfahren und Vorrichtung einsetzbar sein bei Verbrennungsmotoren oder Heizungsanlagen. Dort soll die Effizienz bei der Kraftstoffverbrennung erhöht werden. Es soll auch die Elektrolyse von Wassernebel (d.h. eines Aerosols aus Wasser in einem Gas) ermöglichen.The object of this invention is to provide an effective electrolysis process and an apparatus suitable therefor. Both should just work. An electrolysis gas mixture with very advantageous properties is to be generated electrolytically, which is suitable for highly efficient and low-emission combustion in engines and heating systems. The device should also be space-saving. The method and device should preferably be usable in internal combustion engines or heating systems. There the efficiency in fuel combustion is to be increased. It is also said to enable the electrolysis of water mist (i.e. an aerosol of water in a gas).

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen sind als abhängige Patentansprüche erfasst.The object is achieved by the features of the independent patent claims. Preferred configurations are covered as dependent claims.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Elektrolyse, umfassend

  • - Elektrolyseplatten, welche parallel oder umeinander verdrillt angeordnet sind, und
  • - Trennisolierstreifen zwischen den Elektrolyseplatten aufweisen.
The invention relates to a device for electrolysis, comprising
  • - Electrolysis plates, which are arranged parallel or twisted around one another, and
  • - Have isolation strips between the electrolysis plates.

Verdrillt bedeutet im Sinne der Erfindung eine gerollte Anordnung paralleler Elektrolyseplatten, so dass die Elektrolyseplatten sich annähernd zylindrisch aufspannen.
Die Elektrolyseplatten sind die Elektroden der Elektrolysevorrichtung.
Trennisolierstreifen im Sinne der Erfindung sind Streifen aus einem nichtleitenden Material, die einen konstanten Abstand der Platten untereinander gewährleisten. Die zumeist rechteckigen Elektrolyseplatten sind erfindungsgemäß untereinander mit Trennisolierstreifen bestückt.In the context of the invention, twisted means a rolled arrangement of parallel electrolysis plates so that the electrolysis plates are spanned approximately cylindrically.
The electrolysis plates are the electrodes of the electrolysis device.
Isolation strips within the meaning of the invention are strips made of a non-conductive material which ensure a constant distance between the panels. According to the invention, the mostly rectangular electrolysis plates are equipped with isolating strips one below the other.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung eines Gasgemisches für Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit dem Schritt:

  • - Elektrolyse von Wasser.
The invention also relates to a method for the electrolytic generation of a gas mixture for internal combustion engines and heating systems with the device according to the invention, with the step:
  • - electrolysis of water.

Es ist damit auch umfasst, dass das Wasser noch weitere Inhaltsstoffe enthält, wie beispielsweise auch Wasserstoffperoxid, welches selbst der Hydrolyse unterliegen kann.This also includes the fact that the water also contains other ingredients, such as hydrogen peroxide, which itself can be subject to hydrolysis.

Bekanntermaßen wird bei einer Elektrolyse ein Elektrolyt an die Elektrolyseplatten herangeführt bzw. werden diese in den Elektrolyten getaucht bzw. damit umspült. Bei dem Elektrolyseverfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird H2O schrittweise zu einem Teil aufgespalten und zum anderen Teil nur polarisiert. Im letzteren Fall sind die kovalenten Bindungen zwischen Sauerstoff und Wasserstoff nur angebrochen.It is known that during electrolysis, an electrolyte is brought to the electrolysis plates or they are immersed in the electrolyte or washed around with it. In the electrolysis process with the device according to the invention, H 2 O is gradually split up to one part and the other part is only polarized. In the latter case, the covalent bonds between oxygen and hydrogen are only broken.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Elektrolyse von Wasser, insbesondere die Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren.The invention also relates to the use of the device according to the invention for the electrolysis of water, in particular the use in the method according to the invention.

Es ist auch Gegenstand der Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung eines Luft-Gasgemisches vor dessen Eintritt in Verbrennungsmotoren.The invention also relates to the use of the device according to the invention for cooling an air-gas mixture before it enters internal combustion engines.

Vorteilhaft verbessern die Trennisolierstreifen die Verwirbelung von den am Elektrolyseur-Output austretenden Gasen. Es entstehen so Kanäle mit einer Fließrichtung, an den Platten vorbei. Am Ausgang entsteht ein Gasgemisch, welches das hierbei entstehende Elektrolyseprodukt sowie auch das Transportgas enthält, auf das weiter unten noch eingegangen wird.The insulating strips advantageously improve the turbulence of the gases emerging from the electrolyzer output. This creates channels with one direction of flow, past the plates. At the exit, a gas mixture is produced which contains the electrolysis product and also the transport gas, which will be discussed further below.

Aufgrund des langen Weges ist zusätzlich die Wahrscheinlichkeit einer guten Verwirbelung wesentlich höher. Außerdem entsteht im Falle eines gasförmigen Elektrolyten, beispielsweise in der Form eines mit Wassemebel vermischten Trägergases, ein zusätzlicher Saugwirbel am Ausgang nach den Elektrolyseplatten, so dass die Gasmischung am Ausgang zusätzlich abgekühlt wird. Das ist vorteilhaft beispielsweise beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammenspiel mit Verbrennungsmotoren.Due to the long distance, the probability of a good turbulence is also much higher. In addition, in the case of a gaseous electrolyte, for example in the form of a carrier gas mixed with water mist, an additional suction vortex arises at the exit after the electrolysis plates, so that the gas mixture is additionally cooled at the exit. This is advantageous, for example, when the device according to the invention is used in conjunction with internal combustion engines.

Durch die insgesamt bessere Verwirbelung und somit bessere Vermischung durchgeführter Gase mit den bei der Elektrolyse entstehenden Gasen wird die Homogenität der Gasmischung insbesondere schneller hergestellt. Die Explosionsgefahr innerhalb der Vorrichtung wird damit vermieden, so dass kein Bubbler (im Sinne eines Bläschenzählers) oder Rückschlagventil mehr notwendig sind.As a result of the overall better turbulence and thus better mixing of the gases carried out with the gases produced during the electrolysis, the homogeneity of the gas mixture is in particular produced more quickly. The risk of explosion within the device is thus avoided, so that no bubbler (in the sense of a bubble counter) or check valve are necessary.

Vorteil ist ebenfalls, dass mit der Erfindung keine aggressiven Elektrolyte wie beispielsweise konzentrierte KOH-Lösung eingesetzt werden müssen, sondern dass beispielsweise auch Wassernebel als Elektrolyt anwendbar ist.
Die Erfindung erlaubt es somit, dass die Elektrolyseplatten nicht vollständig in einen flüssigen Elektrolyten tauchen müssen, sondern dass der Elektrolyt auch als Nebel bzw. Aerosol an den Elektrolyseplatten lediglich vorbeigeleitet wird. Dies ermöglicht schließlich auch die niedrigen Temperaturen von <70°C (Niedertemperatur-Elektrolyse)Another advantage is that with the invention no aggressive electrolytes such as concentrated KOH solution have to be used, but that water mist can also be used as the electrolyte, for example.
The invention thus makes it possible that the electrolysis plates do not have to be completely immersed in a liquid electrolyte, but rather that the electrolyte is also merely conducted past the electrolysis plates as a mist or aerosol. This finally also enables the low temperatures of <70 ° C (low temperature electrolysis)

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Elektrolyse mit der besseren Verwirbelung zur schnelleren Herstellung der Homogenität der Mischung aus Elektrolyt und gebildeten Gasen dennoch einfach bleibt und nicht durch kompliziertere Aufbauten störanfällig wird. Die Elektrolyse mit der Erfindung funktioniert effektiv.The advantage of the invention is that the electrolysis with the better turbulence for faster production of the homogeneity of the mixture of electrolyte and gases formed nevertheless remains simple and is not prone to failure due to more complicated structures. Electrolysis with the invention works effectively.

Es wird durch die bessere Homogenität der durch die Vorrichtung geführten Gase und der gebildeten Gase eine gleichmäßigere Verbrennung im nachgeschalteten Verbrennungsvorgang erreicht. Dadurch läuft der Motor ruhiger, auch leiser mit geringeren Motorgeräuschen, ist sauberer (bessere Abgasqualitäten) und weniger rußanfällig, und durch die konstantere Verbrennung ist diese schließlich effizienter (bezogen auf gleiche Leistung).
In der Regel wird neben der Kraftstoffeinsparung auch eine geringe Mehrleistung erreicht.Due to the better homogeneity of the gases passed through the device and the gases formed, a more uniform combustion is achieved in the subsequent combustion process. As a result, the engine runs more smoothly, also more quietly with lower engine noise, is cleaner (better exhaust gas quality) and less susceptible to soot, and the more constant combustion makes it more efficient (based on the same output).
As a rule, in addition to saving fuel, a slight increase in performance is also achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektrolyseplatten umeinander verdrillt angeordnet. Vorteilhaft ist die verdrillte Anordnung der Elektrolyseplatten sehr platzsparend, was insbesondere in PKWs und LKWs von großer Bedeutung ist.In a preferred embodiment of the invention, the electrolysis plates are arranged twisted around one another. The twisted arrangement of the electrolysis plates is advantageous, very space-saving, which is particularly important in cars and trucks.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind die Trennisolierstreifen (weitestgehend) diagonal an den Elektrolyseplatten angeordnet. Vorteilhaft verbessern diagonale Trennisolierstreifen die Verwirbelung von den am Elektrolyseur-Output austretenden Gasen noch stärker. Durch die diagonale Anordnung der Trennisolierstreifen sind die Wege länger und die Verwirbelung ist ebenfalls maximiert. Auch der o.a. entstehende Saugwirbel wird verstärkt. In a likewise preferred embodiment, the isolation strips are (largely) arranged diagonally on the electrolysis plates. Advantageously, diagonal isolation strips improve the turbulence of the gases emerging at the electrolyzer output even more. Due to the diagonal arrangement of the isolation strips, the paths are longer and the turbulence is also maximized. The suction vortex created above is also reinforced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennisolierstreifen der Elektrolyseplatten in einem Abstand untereinander von 0,5 bis 1,5 cm, besonders bevorzugt 1cm angeordnet. Bei parallelen (nicht verdrillten Platten) haben die Trennisolierstreifen bevorzugt einen Abstand von 5-7cm besonders bevorzugt 6cm.In a preferred embodiment of the invention, the isolation strips of the electrolysis plates are arranged at a distance from one another of 0.5 to 1.5 cm, particularly preferably 1 cm. In the case of parallel (non-twisted plates) the isolation strips are preferably at a distance of 5-7 cm, particularly preferably 6 cm.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an einem Einlass der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Wassernebelerzeuger vorgesehen. Dieser erzeugt einen Wassernebel (= fein verteiltes Wasser in Luft; nicht zu verwechseln mit Wasserdampf). Dieser Wassernebel wird in dieser bevorzugten Ausführungsform als Elektrolyt verwendet und mittels eines Transportgases (auch Trägergas genannt) zu den Elektrolyseplatten und somit durch die Elektrolysevorrichtung transportiert. Bevorzugte Transportgase sind weiter unten spezifiziert. Dabei wird ein Teil des Wassernebels elektrolytisch gespalten, und der andere Teil verlässt nach dem Passieren des elektrischen Feldes polarisiert und ionisiert die Elektrolysevorrichtung. In dieser Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Schritt somit die Elektrolyse von Wassernebel bzw. die Verwendung der Vorrichtung ist eine für die Elektrolyse von Wassernebel.
Vorteilhaft ist, dass die Explosionsgefahr von HHO-Gas (Browns-Gas) durch die starke Anreicherung des Transportgases mit Wassernebel beseitigt wird. Es entsteht somit ein Wassernebel-Gasgemisch.In an advantageous embodiment of the invention, a water mist generator is provided at an inlet of the device according to the invention. This creates a water mist (= finely divided water in air; not to be confused with water vapor). In this preferred embodiment, this water mist is used as an electrolyte and is transported to the electrolysis plates and thus through the electrolysis device by means of a transport gas (also called carrier gas). Preferred transport gases are specified below. A part of the water mist is split electrolytically, and the other part leaves the electrolysis device after passing through the electric field, polarized and ionized. In this embodiment, the step according to the invention is thus the electrolysis of water mist or the use of the device is one for the electrolysis of water mist.
It is advantageous that the risk of explosion from HHO gas (Browns gas) is eliminated by the strong enrichment of the transport gas with water mist. This creates a water mist / gas mixture.

Bei der Verwendung der Erfindung für Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen ist vorteilhaft an der Nutzung von Wassernebel als Elektrolyt, dass ein Teil des Wassers (der „unverbraucht“ aus der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung heraustritt) mit in den Verbrennungsraum eintritt bzw. eingespritzt wird. Bekanntermaßen verbessert sich durch Wassereinspritzung in Verbrennungsmotoren die Verbrennung und führt zu weniger Rußbildung und weniger Stickoxid-Bildung.When using the invention for internal combustion engines and heating systems, the advantage of using water mist as an electrolyte is that part of the water (which emerges “unused” from the electrolysis device according to the invention) also enters or is injected into the combustion chamber. It is known that water injection in internal combustion engines improves combustion and leads to less soot formation and less nitrogen oxide formation.

Die Kombination der Wassereinspritzung mit der Erfindung bringt also den Vorteil, dass das in den Motor eingespritzte Wasser zusätzlich polarisiert + ionisiert ist und damit die Verbrennung unterstützt. Jedenfalls wird in dieser Ausführungsform der Wassernebel als Elektrolyt verwendet.The combination of water injection with the invention therefore has the advantage that the water injected into the engine is additionally polarized + ionized and thus supports the combustion. In any case, the water mist is used as the electrolyte in this embodiment.

Vorteilhaft ist es in dieser Ausführungsform möglich, brennbare Gasgemische (bevor sie beispielsweise einem Verbrennungsmotor zugeführt werden) zu kühlen, u.a. durch die Verwirbelung am Ausgang des Elektrolyseurs und den danach im brennbaren Gasgemisch vorhandenen Wassernebel. Diese Kühlung erhöht zusätzlich den Wirkungsgrad und trägt nebenbei zur Motorkühlung bei.In this embodiment it is advantageously possible to cool flammable gas mixtures (before they are fed to an internal combustion engine, for example), among other things by the turbulence at the outlet of the electrolyzer and the water mist then present in the flammable gas mixture. This cooling also increases the efficiency and also contributes to the engine cooling.

In dieser Ausführungsform kann der Wassernebel vorteilhaft als alleiniger Elektrolyt eingesetzt werden. Die Elektrolysespannung, die zwischen den Elektrolyseplatten angelegt wird, ist dabei ein Vielfaches der sonst üblichen Elektrolysespannung von 2V (pro Elektrolyseplattenpaar). Sie liegt bei der Erfindung zwischen den jeweiligen Plattenpaaren bevorzugt bei 10 bis 40V, insbesondere bei 12-36V, besonders bevorzugt bei 12V-14,5V. Die Elektrolyseplatten sind in dieser Ausführungsform bevorzugt parallel geschalten.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem Fall eine Stromzuleitung zu verwenden, die geeignet ist für diesen Spannungsbereich und eine Stromstärke zwischen 1-10A, insbesondere 3,5A.In this embodiment, the water mist can advantageously be used as the sole electrolyte. The electrolysis voltage that is applied between the electrolysis plates is a multiple of that otherwise usual electrolysis voltage of 2V (per pair of electrolysis plates). In the invention, it is preferably 10 to 40V, in particular 12-36V, particularly preferably 12V-14.5V, between the respective plate pairs. In this embodiment, the electrolysis plates are preferably connected in parallel.
For the device according to the invention, a power supply line is to be used that is suitable for this voltage range and a current strength between 1-10A, especially 3.5A.

In einer bevorzugten Variante der Ausführungsform der Erfindung mit Wassernebelerzeuger ist dieser Wassernebelerzeuger bestrombar ausgestaltet, d.h. der Wassernebel wird in ein elektrisches Feld eingebracht, bevor er zu den Elektrolyseplatten transportiert wird. D.h. bestrombar bedeutet, dass am Wassernebelerzeuger durch Anlegen einer Spannung ein elektrisches Feld aufgebaut wird, welches den Wassernebel schon polarisiert, bevor er zu den Elektrolyseplatten gelangt. Vorzugsweise ist das elektrische Feld über die ganze Elektrolysevorrichtung ausgedehnt, so dass das Wasser seine Polarisierung direkt bis zur Berührung der Elektrolyseplatten behält und sogar der nicht elektrolysierte Teil noch am Ausgang der Elektrolysevorrichtung kurz vor einer möglichen Einspritzung in einen Verbrennungsraum von Motor/Heizung polarisiert ist.
Besonders einfach und bevorzugt ist eine bestromte Düse als Wassernebelerzeuger.In a preferred variant of the embodiment of the invention with a water mist generator, this water mist generator is designed to be energized, ie the water mist is introduced into an electrical field before it is transported to the electrolysis plates. In other words, that can be energized means that an electric field is built up on the water mist generator by applying a voltage, which polarizes the water mist before it reaches the electrolysis plates. The electric field is preferably extended over the entire electrolysis device, so that the water retains its polarization right up to the touch of the electrolysis plates and even the non-electrolysed part is polarized at the exit of the electrolysis device shortly before a possible injection into a combustion chamber of the motor / heater.
An energized nozzle as a water mist generator is particularly simple and preferred.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Elektrolyse mit gepulster Spannung durchgeführt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the electrolysis is carried out with pulsed voltage.

Die Temperatur bei der erfindungsgemäßen Elektrolyse (also die Temperatur, die im Raum zwischen den Elektrolyseplatten vorherrscht) liegt bevorzugt bei <70°C, besonders bevorzugt <60°, insbesondere zwischen 45 und 50°C.The temperature in the electrolysis according to the invention (that is, the temperature that prevails in the space between the electrolysis plates) is preferably <70 ° C, particularly preferably <60 °, in particular between 45 and 50 ° C.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wassernebelerzeuger eine Ultraschallvorrichtung, eine Düse oder eine Abgaswärme-abgebende Vorrichtung, so dass dann der Wassernebel bei der Erfindung durch Ultraschall, durch die Düse mittels Versprühung oder durch Abgaswärme (der Abgaswärmeabgebenden Vorrichtung mittels Verdampfung) erzeugt wird. Besonders bevorzugt ist es eine Ultraschallvorrichtung oder eine Düse.In a preferred embodiment of the invention, the water mist generator is an ultrasonic device, a nozzle or an exhaust heat-emitting device, so that the water mist in the invention is then generated by ultrasound, through the nozzle by means of spraying or by exhaust gas heat (the exhaust gas heat-emitting device by means of evaporation). It is particularly preferably an ultrasonic device or a nozzle.

Die Ultraschallvorrichtung ist besonders bevorzugt ein 5-Kopf-Ultraschallnebler, der beispielsweise in einem passend runden tiefen Behälter mit einem gewissen Elektrolytvorrat platziert wird und im Austrittsbereich an den beiden Seiten jeweils eine Öffnung hat, um die Durchleitung eines Trägergases zu ermöglichen. Die Größe oder die Anzahl der Köpfe des Ultraschallneblers richtet sich nach der gewünschten oder erforderlichen, für den Motor zu produzierenden Wassernebelmenge.The ultrasonic device is particularly preferably a 5-head ultrasonic nebulizer, which is placed, for example, in a suitably round, deep container with a certain amount of electrolyte and has an opening on both sides in the exit area to enable a carrier gas to pass through. The size or the number of heads of the ultrasonic mist generator depends on the desired or required amount of water mist to be produced for the motor.

Die Düse ist bevorzugt in einer Vorkammer der Elektrolysevorrichtung vor dem Elektrolyseplatten-Bereich oder unmittelbar in der Zuleitung kurz vor den Elektrolyseplatten platziert.The nozzle is preferably placed in an antechamber of the electrolysis device in front of the electrolysis plate area or directly in the supply line just before the electrolysis plates.

In einer ebenfalls bevorzugten Variante der o.a. Ausführungsform der Erfindung mit Wassernebelerzeuger ist an diesem am Einlass der Vorrichtung eine Transportgaszuführung vorgesehen. Der Wassernebel wird dabei mit Hilfe eines Transportgases (auch Trägergas genannt) an den Elektrolyseplatten vorbei geleitet. Transportgase sind bevorzugt ausgewählt aus Luft und brennbaren Gasen wie beispielsweise Propan oder Butan oder Mischungen dieser mit Luft.In a likewise preferred variant of the above-mentioned embodiment of the invention with a water mist generator, a transport gas feed is provided on this at the inlet of the device. The water mist is guided past the electrolysis plates with the help of a transport gas (also called carrier gas). Transport gases are preferably selected from air and combustible gases such as propane or butane or mixtures of these with air.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektrolyseplatten 0,1 bis 3mm dick, besonders bevorzugt ist es eine Metallfolie von <1mm Dicke. Ebenfalls bevorzugt ist ein Plattenabstand von 0,2 bis 1mm. Vorteil dieser Dicken und Abstandsbereiche ist, dass die ganze Vorrichtung einen geringen Platzbedarf hat. Das erhöht die Eignung für PKW.In a preferred embodiment of the invention, the electrolysis plates are 0.1 to 3 mm thick; a metal foil of <1 mm thickness is particularly preferred. A plate spacing of 0.2 to 1 mm is also preferred. The advantage of these thicknesses and spacing areas is that the entire device takes up little space. This increases the suitability for cars.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung eine ungerade Anzahl von mindestens drei Elektrolyseplatten, besonders bevorzugt 3 Elektrolyseplatten. Vorteil ist dabei, dass an den beiden Außenplatten die Potentiale mit gleichen Vorzeichen angeschlossen werden können.In a likewise preferred embodiment of the invention, the device has an uneven number of at least three electrolysis plates, particularly preferably 3 electrolysis plates. The advantage here is that the potentials with the same sign can be connected to the two outer plates.

In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform der Erfindung sind die beiden äußeren Elektrolyseplatten als ein (gleichnamiger) Pol und die jeweils benachbart angeordneten Elektrolyseplatte als gegenteiliger Pol geschaltet und alle Elektrolyseplatten weisen eine alternierende Abfolge der Polaritäten auf. Bevorzugt wird an den beiden äußeren Platten der Minuspol der Batterie bzw. beispielsweise die Fahrzeugmasse angeschlossen.In a preferred variant of this embodiment of the invention, the two outer electrolysis plates are connected as a pole (of the same name) and the respectively adjacent electrolysis plate as the opposite pole and all electrolysis plates have an alternating sequence of polarities. The negative pole of the battery or, for example, the vehicle ground is preferably connected to the two outer plates.

Besonders bevorzugt wird in der o.a. Variante der Ausführungsform der Erfindung das äußere Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die beiden äußeren Elektrolyseplatten gebildet.In the above variant of the embodiment of the invention, the outer housing of the device according to the invention is particularly preferably formed by the two outer electrolysis plates.

Bevorzugt ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektrolytischen Erzeugung eines Wassernebel-Gasgemisches für Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen. Vorteilhaft ist bei der Verwendung für Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen eine Reduzierung des Brennstoffverbrauchs sowie die Verbesserung der Abgasqualität.The use of the device according to the invention for the electrolytic generation of a water mist / gas mixture for internal combustion engines and heating systems is preferred. When used for internal combustion engines and heating systems, a reduction in fuel consumption and an improvement in exhaust gas quality are advantageous.

Dieses erzeugte Gasgemisch weist bevorzugt Wasserstoff, Sauerstoff, Luft mit oder ohne Brenngas und Wassernebel, oder aber HHO-Gas, Luft mit oder ohne Brenngas und Wassernebel auf.This generated gas mixture preferably comprises hydrogen, oxygen, air with or without fuel gas and water mist, or else HHO gas, air with or without fuel gas and water mist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in Kraftfahrzeugen verwendet, insbesondere als Ladeluftkühler bzw. auch als zusätzlicher Ladeluftkühler.
Dabei kann das Wasser oder der Wassernebel auch mit Alkohol wie beispielsweise Methanol angereichert werden, um sowohl Frostsicherheit im Winter zu erreichen als auch eine beobachtete minimale Verbesserung der Effizienz.

  • 1 zeigt eine gerade Elektrolyseplatte mit diagonal aufgebrachten Trennisolierstreifen.
  • 2 zeigt drei gerade Elektrolyseplatten mit dazwischen diagonal angeordneten Trennisolierstreifen.
  • 3 zeigt drei gerade Elektrolyseplatten, die nicht diagonal angeordnete Trennisolierstreifen aufweisen.
  • 4 zeigt umeinander verdrillte Elektrolyseplatten mit dazwischen diagonal angeordneten Trennisolierstreifen.
In a preferred embodiment of the invention, the device according to the invention is used in motor vehicles, in particular as a charge air cooler or also as an additional charge air cooler.
The water or the water mist can also be enriched with alcohol such as methanol in order to achieve both frost protection in winter and an observed minimal improvement in efficiency.
  • 1 shows a straight electrolysis plate with diagonally applied isolating strips.
  • 2 shows three straight electrolysis plates with isolating strips arranged diagonally in between.
  • 3 shows three straight electrolysis plates that do not have diagonally arranged insulating strips.
  • 4th shows electrolysis plates twisted around one another with isolating strips arranged diagonally in between.

Alle genannten Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.All the exemplary embodiments mentioned can be combined with one another in any way.

Die Erfindung wird durch die nachführenden Ausführungsbeispiele verdeutlicht.The invention is illustrated by the following exemplary embodiments.

AusführungsbeispieleEmbodiments

Vergleichswerte allgemein:Comparative values in general:

Die bisher besten bekannten Verbrennungsmotoren nutzen lediglich 47% des Brennstoffs, normale Automotoren ca. 40-45%, wobei der restliche Treibstoff unverbrannt in Gasform den Motorraum verlässt. Von diesem verbrannten Anteil geht wiederum ein größerer Anteil als Wärme verloren, so dass die resultierenden Wirkungsgrade zwischen 10-37% liegen. Bei einem 100km/h-fahrenden PKW arbeitet der Otto-Motor nur unter Teillast; der Wirkungsgrad liegt dann bei ca. 10%The best known internal combustion engines to date use only 47% of the fuel, normal car engines around 40-45%, with the remaining fuel leaving the engine compartment unburned in gaseous form. A larger proportion of this burned proportion is lost as heat, so that the resulting efficiencies are between 10-37%. In a 100 km / h car, the Otto engine only works under partial load; the efficiency is then approx. 10%

Elektrolysestrom:Electrolysis current:

Bekannte HHO-Generatoren für Verbrennungsmotoren benötigen ca. 6-25 A zur Elektrolyse von Wasser zu Browns-Gas (HHO-Gas).Known HHO generators for internal combustion engines require approx. 6-25 A for the electrolysis of water to Browns gas (HHO gas).

Effizienzsteigerung:Increased efficiency:

Mittels bekannter Methoden, bei denen HHO-Gas resultiert, welches in den Verbrennungsmotor eines PKW eingespeist wird, werden It. https://hhogas.at/ folgende Reduktionen der nötigen Treibstoffmenge erreicht:

  • Diesel und Erdgas (CNG) Motor-ca. 15-25%
  • Benziner/LPG/E10 und E85 - ca. 20-35%
  • Diesel LKW-ca. 15-23%
  • BHKW's (Block-Heizkraftwerk) zur Stromerzeugung - bis 50%.
Using known methods, which result in HHO gas, which is fed into the internal combustion engine of a car, it. Https://hhogas.at/ the following reductions in the amount of fuel required are achieved:
  • Diesel and natural gas (CNG) engine-approx. 15-25%
  • Petrol / LPG / E10 and E85 - approx. 20-35%
  • Diesel truck approx. 15-23%
  • CHP's (block-type thermal power station) to generate electricity - up to 50%.

Ausführungsbeispiele - mit Elektrolyseur / KOH ohne Wassernebel / nicht verdrillt Platten H2-Elektrolyseur:Embodiments - with electrolyser / KOH without water mist / not twisted plates H2 electrolyser:

Bei dem jeweiligen, in der folgenden Tabelle aufgeführten Motor wurde an einer, dem Verbrennungsmotor vorgeschalteten Wasser-Elektrolysevorrichtung mit 6-7 Elektrolyseplattenpaaren der jeweilige Strom-Input eingestellt, was einen Strom an H2-Gas erzeugte, der zusammen mit dem Transportgas Luft in den Verbrennungsraum des jeweiligen Motors geleitet wurde. Elektrolyt war eine KOH-Lösung. Die rechte Spalte zeigt die Kraftstoffeinsparung, die durch die vorgeschaltete Elektrolyse und das Einleiten von HHO-Gas in den Verbrennungsmotor erreicht wurde. Die für die Elektrolyse nötige Energie wurde hierbei durch die am KFZ bereitstehende bzw. durch Generator erzeugte Bordspannung erbracht und ist somit in diesen Werten bereits inbegriffen. Experiment Nr. Motor Strom-Input am Elektrolyseur Erzielter H2-Gasstrom Kraftstoffei n-sparung durch Elektrolyse 1 2L-Dieselmotor eines PKW Citroen C5 (140 PS) 10A 0,6 L/min 16% 2 2L-Dieselmotor eines PKW VW Amarok (163 PS) 10A 0,6 L/min 14% 3 1,1 L-Benzinmotor eines PKW Hyundai (67 PS) max. 6 A 0,35 L/min 13% For each motor listed in the table below, the respective current input was set on a water electrolysis device with 6-7 pairs of electrolysis plates connected upstream of the combustion engine, which generated a current of H2 gas which, together with the transport gas, air into the Combustion chamber of the respective engine was passed. The electrolyte was a KOH solution. The right column shows the fuel savings that were achieved through the upstream electrolysis and the introduction of HHO gas into the internal combustion engine. The energy required for electrolysis was provided by the on-board voltage available on the vehicle or generated by the generator and is therefore already included in these values. Experiment no. engine Electricity input at the electrolyser H2 gas flow achieved Fuel saving through electrolysis 1 2L diesel engine of a car Citroen C5 (140 PS) 10A 0.6 L / min 16% 2 2L diesel engine of a VW Amarok car (163 PS) 10A 0.6 L / min 14% 3 1.1 L petrol engine of a Hyundai car (67 HP) max. 6 A 0.35 L / min 13%

In der Tabelle ist ersichtlich, dass bei Benzin- oder Dieselmotoren mit einem vorgeschalteten Elektrolyseur 12-16% Effizienzsteigerung in Form von Kraftstoffeinsparung erreicht werden konnten.The table shows that with gasoline or diesel engines with an upstream electrolyzer, a 12-16% increase in efficiency could be achieved in the form of fuel savings.

Die Plattenpaare sind in Reihe geschalten. Die Spannung betrug insgesamt 12-14,5V, d.h. jeweils ca. 2 bis 2,5 V pro Plattenpaar, was der für die KOH-Elektrolyse optimalen Spannung entspricht.The plate pairs are connected in series. The voltage totaled 12-14.5V, i.e. approx. 2 to 2.5 V per pair of plates, which corresponds to the optimal voltage for KOH electrolysis.

H2-Elektrolyseur:

  • An einem 100kW-Biogas-Heizkraftwerk wurde die Menge an gezielt in den Verbrennungsraum dosierten Wasserstoffs so optimiert, dass eine maximale Kraftstoffeinsparung bei gleichzeitig verhältnismäßigem H2-Verbrauch zu erreichen ist.
Experiment Nr. Motor Optimale Menge zu-dosierter H2 Kraftstoffei n-sparung 4 6L Biogaszündstrahl-Motor 12 L/min 10% H2 electrolyser:
  • At a 100kW biogas cogeneration plant, the amount of hydrogen metered into the combustion chamber was optimized in such a way that maximum fuel savings can be achieved with a relatively high level of H 2 consumption.
Experiment no. engine Optimal amount of added H 2 Fuel economy 4th 6L biogas pilot injection engine 12 L / min 10%

Als optimale, energetisch ausgewogene H2-Zudosierung erwiesen sich 12 L/min mit einer Kraftstoffeinsparung von 10%.The optimal, energetically balanced H 2 metering proved to be 12 L / min with a fuel saving of 10%.

Die folgende Tabelle zeigt die auf dem Weg der Optimierung erzielten weiteren Messwerte: H2 [L/min] Kraftstoff - einsparung H2 [L/min] Kraftstoff - einsparung H2 [L/min] Kraftstoff - einsparung 0 0% 10 8,33% 20 12,5% 2 2,5% 12 10% 22 13% 4 5% 14 10,5% 24 13,33% 6 6,6% 16 11% 26 14,33% 8 6,85% 18 11,33% 28 15% The following table shows the other measured values achieved on the optimization path: H 2 [L / min] Fuel saving H 2 [L / min] Fuel saving H 2 [L / min] Fuel saving 0 0% 10 8.33% 20th 12.5% 2 2.5% 12 10% 22nd 13% 4th 5% 14th 10.5% 24 13.33% 6th 6.6% 16 11% 26th 14.33% 8th 6.85% 18th 11.33% 28 15%

Vergleichsbeispiele für die reine Wassereinspritzung direkt in den MotorComparative examples for pure water injection directly into the engine

Im Folgenden Vergleichsbeispiel zeigte sich, dass ohne einen dem Motor vorgeschalteten Elektrolyseur, aber mit der bekannten Einspritzung von Wasser direkt in einen Verbrennungsmotor eine Kraftstoffeinsparung von 9%-12% erreicht wird (im Vergleich zur Verbrennung ohne Wassereinspritzung). Experiment Nr. Motor Strom-Input am Elektrolyseur Erzielter HHO-Gasstrom Kraftstoffei n-sparung durch Elektrolyse 5 2L-Dieselmotor eines PKW Citroen C5 (140 PS) -- -- 9%-12% (keine Elektrolyse) (lediglich Wasser in den Motor eingespritzt The following comparative example showed that without an electrolyser upstream of the engine, but with the known injection of water directly into an internal combustion engine, fuel savings of 9% -12% are achieved (compared to combustion without water injection). Experiment no. engine Electricity input at the electrolyser Achieved HHO gas flow Fuel saving through electrolysis 5 2L diesel engine of a car Citroen C5 (140 PS) - - 9% -12% (no electrolysis) (just injected water into the engine

Werte anderer Automobilunternehmen lagen bei 13%.Values from other automotive companies were 13%.

Ausführungsbeispiel - Wassernebel am HHO-Elektrolyseur (verdrillte Ausführung, mit bestromter Düse)Exemplary embodiment - water mist on the HHO electrolyser (twisted version, with powered nozzle)

Im folgenden Ausführungsbeispiel wurde anstelle flüssigen Wassers als Elektrolyt bzw. anstelle einer KOH-Lösung ein Wassernebel (also ein Gemisch von Wassernebel und Luft) am Einlass der Elektrolysevorrichtung zugeführt, indem der Turboluftstrom eines 2L-Dieselmotors als Trägergas verwendet bzw. durch die Elektrolysevorrichtung geleitet wurde. Der Nebel wurde mittels einer Düse erzeugt. Das gebildete Gasgemisch wird einem Verbrennungsmotor zugeführt. Der Elektrolyseur besitzt drei Elektrolyseplatten aus Edelstahlblechfolie (<1mm dick), die verdrillt angeordnet sind. Das heißt, sie sind zu einer annähernd zylindrischen Form aufgewickelt und in eine passende Edelstahl-Metallhülse eingeschoben worden. Zwischen ihnen sind diagonal verlaufende Trennisolierstreifen aus bekannten Materialien am mittleren Blech beidseitig angebracht.In the following exemplary embodiment, instead of liquid water as the electrolyte or instead of a KOH solution, a water mist (i.e. a mixture of water mist and air) was supplied to the inlet of the electrolysis device by using the turbo air flow of a 2L diesel engine as the carrier gas or passing it through the electrolysis device . The mist was generated by means of a nozzle. The gas mixture formed is fed to an internal combustion engine. The electrolyser has three electrolysis plates made of stainless steel foil (<1mm thick), which are arranged twisted. This means that they have been rolled up to an approximately cylindrical shape and inserted into a suitable stainless steel metal sleeve. Between them, diagonally running isolation strips made of known materials are attached to the middle sheet on both sides.

Die Elektrolyseplatten sind parallel geschalten. Der Elektrolyseur hat 3 Elektrolyseplatten.The electrolysis plates are connected in parallel. The electrolyser has 3 electrolysis plates.

Die für die Polarisation des Wassernebels nötige Elektrolysespannung liegt im Ausführungsbeispiel mit 12-14,5V im Bereich der Bordnetzspannung bei PKWs und liegt damit wesentlich höher als gängige Elektrolysespannung (ca. 2V wie im Vergleichsbeispiel 2.). Die Stromstärke lag bei dem 2L-Diesesmotor (steuerungsreguliert) bei max. 3,5A. Die gleichen Spannungs-Werte lagen auch an der Düse zur Wassemebelerzeugung an. Im Ausführungsbeispiel wurde ein Vollstrom-Elektrolyseur verwendet, d.h. der gesamte Trägergasstrom (hier der Turbostrom des Dieselmotors) wird durch den Elektrolyseur geleitet.The electrolysis voltage necessary for the polarization of the water mist is in the exemplary embodiment with 12-14.5V in the range of the vehicle electrical system voltage in cars and is thus much higher than the usual electrolysis voltage (approx. 2V as in comparative example 2). The current strength of the 2L diesel motor (control regulated) was max.3.5A. The same voltage values were also applied to the nozzle for generating the water mist. In the exemplary embodiment, a full-flow electrolyzer was used, i.e. the entire carrier gas flow (here the turbo flow of the diesel engine) is passed through the electrolyzer.

Die Elektrolysetemperatur lag bei 45 bis 50°C.The electrolysis temperature was 45 to 50 ° C.

Wie die folgende Tabelle zeigt, konnte die Reichweite des angegebenen Motors nach einer vollständigen Betankung dadurch um 680km gesteigert werden (Normale Reichweite ab Tankung 1400km, Reichweite bei Zuführung des HHO-Gases der Elektrolyse und zusätzlicher Zuführung von Wassernebel am Einlass des Elektrolyseurs 2080km). Dies entspricht einer Kraftstoffeinsparung von 49%. Der Strom für den dabei eingesetzten Wassernebel-Elektrolyseurs wurde mit diesem Kraftstoffverbrauch bereits aufgebracht/erzielt. Experiment Nr. Motor Elektrolyseur Strom-Input am Elektrolyseur Reichweitenverlängerung Kraftstoffei n-sparung Ausführungs-Bsp. 6 2L-Dieselmotor eines PKW Citroen C5 (140 PS) HHO-Elektrolyseur max. 3,5 A / 12 V 680km 49% Ausführungs-Bsp. 7 s.o. H2-Elektrolyseur s.o. 380km 27% Ausführungs-Bsp. 8 s.o. HHO-Elektrolyseur s.o. 420km 30% As the following table shows, the range of the specified motor could be increased by 680km after a complete refueling (normal range from refueling 1400km, range with supply of the HHO gas of the electrolysis and additional supply of water mist at the inlet of the electrolyser 2080km). This corresponds to a fuel saving of 49%. The electricity for the water mist electrolyzer used was already generated / achieved with this fuel consumption. Experiment no. engine Electrolyzer Electricity input at the electrolyser Range extension Fuel economy Execution ex. 6th 2L diesel engine of a car Citroen C5 (140 PS) HHO electrolyzer max. 3.5 A / 12 V 680km 49% Execution ex. 7th so H 2 electrolyser so 380km 27% Execution ex. 8th so HHO electrolyzer so 420km 30%

Ausführungsbeispiel verdrillte vs parallele AusführungEmbodiment twisted vs. parallel execution

An einem 1,1L-Benzinmotor wurde mittels Leistungsmessung des PKWs beim Befahren des gleichen Berges der Effekt der verdrillten Anordnung der Elektrolyseplatten untersucht. Experiment Nr. Plattenanzahl Anordnung der Platten erreichte Maximalgeschwindigkeit Erreichte Geschwindigkeitssteigerung Ausführungs-Bsp. 9 - parallel 95 km/h Ausführungs-Bsp. 10 3 parallel 110km/h +15% Ausführungs-Bsp. 11 5 parallel 120km/h +26% The effect of the twisted arrangement of the electrolysis plates was examined on a 1.1L petrol engine by measuring the power of the car when driving on the same mountain. Experiment no. Number of plates Arrangement of the plates maximum speed reached Speed increase achieved Execution ex. 9 - parallel 95 km / h Execution ex. 10 3 parallel 110km / h + 15% Execution ex. 11 5 parallel 120km / h + 26%

Die folgende Tabelle vergleicht den Kraftstoffverbrauch des PKW ohne Elektrolyseur mit dem eines PKW mit vorgeschaltetem erfindungsgemäßen Elektrolyseur mit verdrillten Elektrolyseplatten: Experiment Nr. Plattenanzahl Anordnung der Platten Kraftstoffverbrauch Erreichte Kraftstoffeinsparung Vergleichs-Bsp. 12 - ohne Elektrolyseur 9,4 - 9,6 L/100km Ausführungs-Bsp. 13 5 verdrillt 4,9 - 5,1 L/100km 46% The following table compares the fuel consumption of a car without an electrolyser with that of a car with an upstream electrolyser according to the invention with twisted electrolysis plates: Experiment no. Number of plates Arrangement of the plates Fuel consumption Achieved fuel savings Comparison ex. 12 - without electrolyser 9.4 - 9.6 L / 100km Execution ex. 13 5 twisted 4.9 - 5.1 L / 100km 46%

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
ElektrolyseplatteElectrolysis plate
22
TrennisolierstreifenIsolation strips
33
Gehäusecasing
44th
Elektrische Anschlussleitung, erster PolElectrical connection cable, first pole
55
Elektrische Anschlussleitung, zweiter PolElectrical connection cable, second pole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2015/131880 A1 [0009]WO 2015/131880 A1 [0009]
  • EP 2465915 A1 [0010]EP 2465915 A1 [0010]

Claims (14)

Vorrichtung zur Elektrolyse, umfassend - Elektrolyseplatten, welche parallel oder umeinander verdrillt angeordnet sind, und - Trennisolierstreifen zwischen den Elektrolyseplatten aufweisen.An apparatus for electrolysis, comprising - Electrolysis plates, which are arranged parallel or twisted around one another, and - Have isolation strips between the electrolysis plates. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrolyseplatten umeinander verdrillt angeordnet sind.Device according to Claim 1 , wherein the electrolysis plates are arranged twisted around one another. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Trennisolierstreifen diagonal an den Elektrolyseplatten angeordnet sind.Device according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the isolation strips are arranged diagonally on the electrolysis plates. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an einem Einlass der Vorrichtung ein Wassernebelerzeuger vorgesehen ist.Device according to one of the Claims 1 to 3 , wherein a water mist generator is provided at an inlet of the device. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Wassernebelerzeuger bestrombar ausgestaltet ist.Device according to Claim 4 , wherein the water mist generator is designed to be energized. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Wassernebelerzeuger eine Ultraschallvorrichtung, eine Düse oder eine Abgaswärme-abgebende Vorrichtung ist.Device according to one of the Claims 4 or 5 wherein the water mist generator is an ultrasonic device, a nozzle, or an exhaust heat emitting device. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei am Wassernebelerzeuger am Einlass der Vorrichtung eine Transportgaszuführung vorgesehen ist.Device according to one of the Claims 4 to 6th , a transport gas feed being provided on the water mist generator at the inlet of the device. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer ungeraden Anzahl von mindestens drei Elektrolyseplatten,Device according to one of the Claims 1 to 7th with an odd number of at least three electrolysis plates, Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die beiden äußeren Elektrolyseplatten als ein Pol und die jeweils benachbart angeordneten Elektrolyseplatte als gegenteiliger Pol geschaltet sind, und wobei alle Elektrolyseplatten eine alternierende Abfolge der Polaritäten aufweisen.Device according to Claim 8 , wherein the two outer electrolysis plates are connected as one pole and the respectively adjacent electrolysis plate as the opposite pole, and wherein all electrolysis plates have an alternating sequence of polarities. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das äußere Gehäuse der Vorrichtung durch die beiden äußeren Elektrolyseplatten gebildet wird.Device according to one of the Claims 8 or 9 , the outer housing of the device being formed by the two outer electrolysis plates. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Elektrolyse von Wasser.Use of the device according to one of the Claims 1 to 10 for the electrolysis of water. Verwendung gemäß Anspruch 11 zur elektrolytischen Erzeugung eines Wassernebel-Gasgemisches für Verbrennungsmotoren und Heizungsanlagen.Use according to Claim 11 for the electrolytic generation of a water mist gas mixture for internal combustion engines and heating systems. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Kühlung eines Luft-Gasgemisches vor dessen Eintritt in Verbrennungsmotoren.Use of the device according to one of the Claims 1 to 10 for cooling an air-gas mixture before it enters internal combustion engines. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 in Kraftfahrzeugen.Use according to one of the Claims 11 to 13 in motor vehicles.
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