DE2319544A1

DE2319544A1 - Verfahren und geraet zur behandlung von vergasten mischungen

Info

Publication number: DE2319544A1
Application number: DE2319544A
Authority: DE
Inventors: Arthur Shelley King
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1973-11-08
Also published as: ES414157A1; GB1402785A; AU5371273A; BR7302954D0; IT982989B; US3761062A; CA969049A; JPS522046B2; FR2181852B1; JPS4921521A; FR2181852A1

Description

PATENTANWALT
DL¹L-Γ. 49.

6 FiCi.xI:T"i c;«i w.c;.i 70

hiCisit. 27-im. 017079 2 3 1 9 5 Λ Δ

11. April 1973 Gzs/mü

Arthur Shelley King, 8021 Cherokee Lane, Leawood, Kansas,

USA

Verfahren und Gerät zur Behandlung von vergasten Mischungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Behandlung von vergasten Mischungen. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Verschmutzungssteuerung der Umgebung und hat als wichtige Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens und eines Gerätes zur Behandlung einer Mischung von Luft, Wasserdampf und Tröpfchen von verdampfbarem Brennstoff zum Ziel, unmittelbar bevor die Mischung/die Einsaugverzweigung einer Verbrennungskraftmaschine eintritt, in einer Weise, dass sichergestellt wird, dass eine vollständigere Brennstoffverbrennung erreicht wird, wodurch schädliche Abfallstoffe in den Auspuffgasen der Maschine beseitigt oder wesentlich vermindert werden.

Insbesondere ist es ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Behandlungsgerät zu schaffen, bei dem die aus dem Vergaser austretende Mischung einem elektrostatischen Feld ausgesetzt wird, das die Treibstofftröpfchen induziert und ihre Oberflächenspannung löst und dabei die Tröpfchen

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vollständig verdampft, bevor sie die Verbrennungskammer der Maschine betreten.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung von gleicher Wichtigkeit gegenüber dem Ziel der vollständigen Verdampfung der Kraftstofftröpfchen liegt darin, Wasserdampf zu kondensieren und von der Mischung abzutrennen, wobei dieser Wasserdampf ansonsten die Verbrennung behindert und dabei die Schadstoffemission vergrößern würde,,

Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Behandlungsgerätes, bei dem die felderzeugenden Elektroden so angeordnet und so konfiguriert sind, dass eine Trennung des Wasserkondensats vom Kraftstoffdampf und von Luft erleichtert wird, indem der Auslass für den Kraftstoff dampf und für die Luft von dem Wasserkondensat abgeschirmt wird.

Ein anderes wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung liegt nicht nur darin, die Schadstoffabgabe zu vermindern durch die Anwendung des obigen Behandlungsgerätes, sondern es soll auch der Wirkungsgrad der Maschine erhöht werden, zu dem Zweck, den Treibstoff ökonomischer auszunutzen, ohne dass ein entsprechender Verlust an Ausgangsleistung auftritt.

Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Einrichtungen zur Erzeugung eines verminderten Druckes in dem Behandlungsgerät, während die

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Mischung durch dieses Behandlungsgerät hindurchgezogen wird, wodurch die Oberflächenspannung auf den Kraftstofftröpfchen weiter vermindert wird, und wodurch deren Verdampfung weiter gefördert wird.

Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines helikalen Wärmeaustauscherflügels innerhalb des elektrostatischen Feldes des Behandlungsgegerätes, das für einen physikalischen Kontakt mit der Mischung angeordnet ist, um das Kondensieren von Wasserdampf aus der Mischung zu unterstützen und um eine Wirbelwirkung der Mischung aufzudrücken, wodurch die Zeit erhöht wird, während der die Mischung dem Feld ausgesetzt wird, und wodurch das Verhältnismäßig schwere Wasser an die Aussenseite der wirbelnden Mischung geschleudert wird.

Ein noch anderes wichtiges Ziel der Erfind&ng ist die Schaffung eines Behandlungsgerätes, das eine Serie von übereinander angeordneten plattenartigen Elektroden aufweist, die angeordnet sind, um die Brennstofftropfehe η auf Spaltung zu unterstützen, indem die zu behandelnde Mischung gezwungen wird, einem gewundenen Bewegungsweg während seines Laufs durch das elektrostatische Feld zu folgen.

Im folgenden wird daher ein Verfahren und ein Gerät zur Behandlung von vergasten Mischungen beschrieben, bei denen eine Mischung von Luft, Wasserdampf und Kraftstoff tröpfchen, wie z.B. von Kohlenwasserstoffen, so behandelt wird, dass eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs hergestellt wird, um damit die Schadstoffabgabe möglichst klein zu machen, indem die Mischung durch ein elektrostatisches Feld in einer Wärmeaustauscherkammer geführt wird, die unter vermindertem Druck steht. Die Behandlung mit dem Feld ver-

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mindert die Oberflächenspannung der Kraftstofftröpfchen und erhöht deren Verdampfung, und physikalischer Kontakt der Mischung mit der Wärmeaustauscherstruktur während der Kraftstoffverdampfung veranlasst den Wasserdampf der Mischung, zu kondensieren und sich von der Luft und dem Treibstoff-dampf zu trennen. Eine Ausführungsfara besitzt konzentrische röhrenförmige Elektroden, die den Auslass für den Kraftstoffdampf und für die Luft beherbergen, um ein erneutes Vermischen des Wasserkondensats damit zu unterdrücken, und bei einer zweiten Ausführungsform sind plattenartige Elektroden übereinander angeordnet, die den Kraftstoffdampf und Luftauslass von der Wasserkondensation abschirmen und dazu dienen, die Tröpfchen auseinanderzureißeri und diese zwingen, einem gewundenen verwinkelten Weg durdi das Feld zu folgen, ^x

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig; 1 eine vertikale Querschnittsteilansicht eines erfindungsgemäßen Behandlungsgerätes, das mit seiiem Einlass mit einem Vergaser und mit seinem Auslass mit der Motoreinlassverzweigung verbunden ist;

Fig· 2 eine horizontale Querschnittsteilansicht des in Figo 1 gezeigten Behandlungsgerätes entlang der Linie 2-2;

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Fig. 3 eine vertikale Querschnittsteilansicht ähnlich zu Fig. 1 von einem zweiten Behandlungsgerät, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfasst; und

Fig. 4 eine horizontale Querschnittsteilansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 3«.

Das Behandlungsgerät 10 der Fig. 1 und 2 besitzt ein Einlassrohr 12, das mit einer Leitung 14 verbunden ist, um eine verbrennbare Mischung aus dem Vergaser 16 aufzunehmen, und eine Auslassröhre 18, die mit der Einsaugverzweigung 20 einer Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden ist. Eine isolierte Einlage oder Scheibe 22 (Fig. 2), die zwischen der Einlassröhre 12 und der Leitung 14 festgeklammert ist, besitzt eine Öffnung 24 von einem kleineren Durchmesser, als eine entsprechende Öffnung 26 in einer isolierenden Dichtung 28 (Fig. 1), die zwischen der Auslassröhre 18 und der Ansaugverzweigung 20 eingeklemmt ist, um einen verminderten Druck innerhalb des Behandlungsgerätes 10 und der Verzweigung 20 während des Betriebes zu erzeugen, wie im folgenden noch in Einzelheiten beschrieben werden wird.

Die Behandlungskammer des Behandlungsgerätes 10 wird hauptsächlich durch eine ununterbrochene Elektrodenwand 30 gebildet, die tangential mit der Einlassröhre 12 verbunden ist, wie in Fig. 2 gezeigt«, Eine halbkugelförmige Kappe 32 ist an der Wand 30 in einer luftdichten Weise unter Anwendung einer Dichtung 34 angeklammert, während ein halbkugelförmiges Bassin 36 das gegenüberliegende Ende der Wand 30 in einer ähnlichen Weise unter Anwendung einer Dichtung 38 schließt. Vorzugsweise bestehen Wand 30, Kappe 32 und Bassin 36 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall mit hohen Wärmeaustauscheigenschaften.

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Eine Masse 40 aus Epoxyd oder' dergleichen ist mit der inneren Oberfläche der Kappe 32 verbunden und trägt einen isolierenden und stützenden Zylinder 42, der darin eingebettet ist, wobei der Zylinder 42 wiederum eine röhrenförmige Metallelektrode 44 konzentrisch innerhalb der Wand 30 in Abstandsbeziehung zu der letzteren hält, um einen ringförmigen Bereich 45 zwischen sich zu bilden. Eine Metallröhre 46 von kleinerem Durchmesser, als die Röhre 44, wird koaxial innerhalb letzterer und in einem Abstand zu dieser mittels eines zweiten isolierenden und stützenden Zylinders 48 gehalten, und der Zylinder 48 wiederum ist auf der Auslassröhre 18 befestigt, die sich durch den Boden 36a des Bassins 36 nach oben erstreckt. Die Elektrode 44 umgibt somit wirksam die Röhre 46 und arbeitet mit dieser zusammen, um eine ringförmige Durchflusspassage 49 zu bilden, die mit dem Bereich durch den Eingang 44a am unteren Ende der Elektrode 44 'und mit der Auslassröhre 18 durch das obere offene Ende 46a der Röhre 46 in Verbindung steht. Der Eingag 44a ist im Abstand oberhalb des Bodens 36a in Längsrichtung von der Röhre 46 angeordnet, wie gezeigt ist.

Ein ununterbrochener helixförmiger Wärmeaustauscherflügel ist an der inneren Oberfläche der Wand 30 befestigt und umringt die Elektrode 44 im Abstand dazu innerhalb des Bereiches 45 und führt allgemein von der Einlassröhre 12 zum Bassin 36 hin in Gegenuhrzeigerrichtung, v/enn man Fig. 2 betrachtet. Die Elektrode 44 und die Wand 30 dienen als innere bzw. äussere Elektroden zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes innerhalb des Bereiches 45, und sie können

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mittels Leitungen 52 und 54 an ein elektrisches Potential angelegt werden. Vorzugsweise wird der Wand 30 eine positive Ladung zugeführt, während an die Elektrode 44 eine negative Ladung angelegt wird, obwohl eine derartige Anordnung der Polaritäten keine Notwendigkeit ist, damit das Behandlungsgerät 10 richtig funktioniert. Eine Leitung 56, die mit der Röhre 46 verbunden ist, dient dazu, eine Ladung auf der Röhre 46 zu erzeugen, deren Polarität entgegengesetzt ist zu der auf der Elektrode 44, um ein zweites elektrostatisches Behandlungsfeld zu erzeugen, das innerhalb der Durchführung 49 angeordnet ist«,

Im Betrieb liefert der Vergaser 16 eine explosive Lufttreibstoff mischung für die Ansaugverzweigung 20, indem flüssiger Treibstoff, wie z.B. Kohlenwasserstoff, in einen Luftstrom von Umgebungsluft eingespritzt wird, der in den Vergaser 16 durch den Betrieb der Maschine eingesogen wird. In den ' meisten Fällen wird der Treibstoff bei Berührung mit der einströmenden Luft nicht vollständig verdampft, sondern bildet stattdessen Tröpfchen, die in der Luft mitgerissen werden und mit der Luft zum Behandlungsgerät 10 getragen werden, ohne dass sie vollständig für Verbrennungs'zwecke verdampft werden. Abhängig von den Umgebungsbedingungen wird weiterhin Feuchtigkeit in den Vergaser 16 in der Form von Wasserdampf zusammen mit der Umgebungsluft eingesogen, so dass die Mischung, die das Behandlungsgerät 10 durch die Einlassröhre 12 betritt, tatsächlich aus Luft, Wasserdampf und Treibstofftröpfchen besteht.

Während die Mischung die Behandlungskammer betritt, wird es in Gegenuhrzeigerrichtung durch die Flügel 50 durch das elektrostatische Feld im Bereich 45 gewirbelt. Die Flügel

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führen die Mischung fortschreitend zum unteren Ende des Behandlungsgerätes 10 und durch das elektrostatische Feld, wobei während dieser Zeit die Mischung in verschiedener Hinsicht behandelt wird. Zuerst wird angenommen, dass die Behandlung mit einem elektrostatischen Feld im Bereich 45 die Oberflächenspannung der Treibstofftröpfchen vermindert und dadurch die Tröpfchen veranlasst, vollständig zu verdampfen und sich durch und durch mit der Luft zu vermischen, um ein hochexplosives Produkt zu ergeben. Solche/Terringerung der Oberflächenspannung könnte aufgrund einer Kombination von verschiedenen Phänomenen auftreten, einschließlich der Ausrichtung der Wasserdipole zu den Elektroden 30 und 44, wobei die Wasserdipole sich um die Kohlenwasserstoffmoleküle innerhalb eines Jeden Tröpfchens gruppenförmig anordnen, und auch einschließlich der Erzeugung eines induzierten Dipolzustandes innerhalb eines jeden Kohlenstoffatoms. Indem die Wasserdipole entgegengesetzten Ladungen ausgesetzt werden, verlieren sie ihre Affinität für Kohlenwasserstoffmoleküle, und infolgedessen wird die Oberflächenspannung der Treibstoff tröpfchen verringert.

Im Gegensatz zur Verdampfung der Treibstofftröpfchen wird gleichzeitig das Wasser aus der Mischung während des Laufs durch den Bereich 45 kondensiert und nachfolgend von dem Treibstoffdampf und der Luft getrennt. Dies wird möglich, weil das Wasser eine größere Oberflächenspannung aufweist, als die Kohlenwasserstofftröpfchen· Demzufolge kann ein elektrostatisches Feld geliefert werden, dessen Intensität hoch genug ist, um die Treibstofftröpfchen auseinanderzureißen, das. jedoch die Wassertröpfchenbildung nicht verhindert. Wegen der von den Treibstofftröpfchen

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während des Verdampfens absorbierten Wärme werden die Flügel 50 und die Wandelektrode 30 gekühlt, die demzufolge beim Kontakt mit dem Wasserdampf in der Mischung den Wasserdampf veranlassen, zu kondensieren und zur äusseren Extremität der Mischung getrieben zu werden, während diese von dem Flügel 50 durch den Bereich 45 gewirbelt wird. Das Kondensat wird auch während des Wirbeins nach aussen gezogen, und zwar durch die Anziehung der Wasserdipole durch die positiv geladene Wandelektrode 30, und dieses Nachaussenwandern löst eine Trennung des Kondensats von der Luft und dem Treibstoffdampf aus.

Nachdem Durchlauf durch den Bereich 45 dringen Kondensat und Luft plus Treibstoffdampf in das Gebiet des Bassins 36 ein, wo daraufhin das schwere Kondensat gesammelt und gegen eine weitere Bewegung mit der Luft und dem Treibstoffdampf zurückgehalten wird. Dagegen werden Luft und Treibstoffdampf durch den Betrieb der Maschine weiter eingesogen und dringen in den Eingang 44a für einen Durchfluss durch die Passage 49 ein, während zur gleichen Zeit Luft und Treibstoffdampf den Wirkungen des zweiten elektrostatischen Feldes ausgesetzt werden. Dieses zweite Feld dient dazu, eine weitere Verdampfung v^on irgendwelchen Treibstofftröpfchen zu fördern, die vorher auf ihre kleinste Größe während des Durchtritts durch das Eingangsfeld im Bereich 45 gebracht wurden. Nach Beendigung des Durchlaufes durch das zweite Feld werden Luft und Treibstoffdampf in das offene Ende 46a der Röhre 46 eingesogen,und von dort aus dem Behandlungsgerät 10 heraus durch die Auslassröhre 18 in die Verzweigung 20.

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Es ist wichtig zu bemerken, dass wegen der begrenzten Größe der Öffnung 24 in der Scheibe 22 verglichen mit der Öffnung 26 in der Dichtung 28, der Druck im Inneren des Behandlungsgerätes 10 und in der Verzweigung 20 unter den Druck vermindert wird, der in der Leitung 14 vorhanden ist. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass der externe/)ruck vermindert wird, der auf jedes einzelne Treibstofftröpfchen ausgeübt

so

wird, das das Behandlungsgerät 10 betritt, /daas dessen Ausdehnung gefördert wird, um die Verdampfungsrate des Tröpfchens zu erhöhen. Dies zusammen mit der Wirkung der Verminderung der Oberflächenspannung durch das elektrostatische Feld im Behandlungsgerät 10 stellt sicher, dass ein extrem hoher Prozentsatz der Treibstofftröpfchen vollständig verdampft werden, wodurch infolgedessen eine vollständige Verbrennung erreicht wird, wenn die Luft und der Treibstoffdampf die Verbrennungskammer des Motors erreichen. Teste haben bewiesen, dass durch die Anwendung des Behandlungsgerätes 10 die Ausstoßung von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickstoffoxiden drastisch vermindert werden können, und zwar unter die ^gel, die ohne Anwendung des Behandlungsgerätes 10 vorhanden wären.

Es ist auch wichtig, dass die den Elektroden 30 und 44 und der Röhre 46 aufgedrückten Ladungen mit der Art des zu behandelnden Treibstoffes in Übereinstimmung steht. Zum Beispiel wurde bei der Behandlung von Benzin gefunden, dass ein geeignetes Feld erzeugt werden kann, ohne dass diese Potentialhöhe eine Coronaentladung zwischen den nichtisolierten Elektroden Komponenten erzeugen würde. Wenn jedoch schwerere

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Öle behandelt werden sollen, kann es notwendig sein, das Potential in einem solchen Ausmaß zu erhöhen, dass eine Coronaentladung normalerweise erzeugt wird. In diesen Fällen können die Elektroden 44 und die Röhre 46 z.B. mit einem geeigneten Isolationsmaterial beschichtet werden, ohne dass ihre Wirksamkeit für das Behandlungsgerät vermindert wird.

Eine Entwässerungsleitung 58, die mit dem Bassin 36 verbunden ist, dient dazu, das Bassin von angesammeltem Kondensat zu befreien, und ein Reservoir 60 kann am gegenüberliegenden Ende der Leitung 58 für das abgesogene Kondensat vorgsehen sein. Ein herkömmliches (nicht gezeigtes) Filter kann mit dem Reservoir 60 verbunden werden, um Wasserkondensat von irgendwelchem Treibstoff zu trennen, das ebenfalls kondensiert haben mag, woraufhin der abgetrennte Treibstoff dem Vergaser 16 zur Vermischung mit der einströmenden Luft zurückgegeben werden kann.

Fig. 3 und 4 beziehen sich auf eine zweite Ausführungsform eines Behandlungsgerätes 70, bei dem aber viele Grundprinzipien der Arbeitsweise des Behandlungsgerätes 10 die gleichen sind. Das Behandlungsgerät 70 besitzt eine obere Platte 72, die mit einer normalerweise sich vertikal erstreckenden Einlassröhre 74 einstückig ist, die mit dem Vergaser 16 verbunden Ist, um verbrennbare Mischungen von diesem zu empfangen. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist ein scheibenartiger isolierter Einsatz 76 mit einer zentralen öffnung 78 zwischen dem Vergaser 16 und der Einlassröhre 74 eingeklemmt.

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Die Behandlungskammer des Behandlungsgerätes 70 wird hauptsächlich durch drei übereinandergelagerte Kunststoff oder isolierte Metallringe 80 gebildet, die zwischen einer Oberplatte 72 und einem Bassin 82 eingeklemmt sind, das den unteren Abschnitt des Behandlungsgerätes 70 bildet. Drei normalerweise horizontal sich erstreckende, im vertikalen Abstand zueinander angeordnete Elektrodenplatten 84 sind sandwichartig zwischen Ringe 80 angeordnet., wobei jede Platte 84 mit einer zentralen Öffnung 86 versehen ist. Drei zusätzliche vertikal im Abstand angeordnete horizontal sich erstreckende Elektrodenplatten 88 sind alternierend zwischen den drei Elektroden 84 angeordnet und werden durch umfangsmäßig im Abstand angeordnete isolierende Montierblöcke gehalten, wobei jede Elektrode 88 eine äusserste periphere Kante 92 aufweist, die von den Ringen 80 einen Abstand aufweist, um eine ringförmigen Durchgang zu der nächsten angrenzenden Platte 84 zu bilden.

Ein herausstehendes Auslassrohr oder Röhre 94 erstreckt sich durch den Boden 82a des Bassins 82 und besitzt ein oberstes Ende 96, das einen wesentlichen Abstand über dem Boden 82a aufweist. Ein Prallblech 95 wird von drei zusätzlichen Montierblöcken 97 in darüberliegender stützender Beziehung zum Röhrenende 96 gehalten, und die Röhre 94 ist an der Ansaugverzweigung 20 mit einer Dichtung 98 dazwischen verklammert, die eine Öffnung 100 besitzt, die größer ist, als die Öffnung 78 in der Scheibe 76. Eine Entleerungsleitung und ein Reservoir 104 sind mit dem Bassin 82 verbunden und arbeiten in der gleichen Weise, wie die Leitung 58 und das Reservoir 70 des Behandlungsgerätes 10.

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Die Elektrodensätze 84 und 88 können über Leitungen 106 bzw. 108 an ein elektrisches Potential angelegt werden, um Ladungen von entgegengesetzter Polarität auf aneinanderliegenden Elektroden 84 und 88 aufzubringen. Vorzugsweise werden die Elektroden 84 negativ geladen, während die Elektroden 88 positiv geladen werden, obwohl selbstverständlich die Polarität auch uagekehrt werden kann, ohne dass die Wirkung des Behandlungsgerätes 70 negativ beeinflusst wird. Weiterhin können das oberste Elektrodenpaar 88 und 86 z.B. positiv bzw. negativ geladen werden, während das nächste Paar umgekehrt negativ und positiv geladen werden kann, während das verbleibende Paar dann umgekehrt positiv und negativ geladen wird. Indem entgegengesetzte Ladungen an angrenzende Elektroden 84 und 88 angelegt werden, wird ein elektrostatisches Feld im dazwischenliegenden Bereich erzeugt, das in einer Weise arbeitet, die identisch ist zu der des Feldes, das innerhalb des Behandlungsgerätes 10 erzeugt wird. Wie schon mit Bezug zum Behandlungsgerät erwähnt, kann eine Elektrode eines jeden angrenzenden Paares mit einer isolierenden Beschichtung versehen sein, wenn dies erforderlich ist wegen der Art des zu behandelnden Kraftstoffes.

Während eine Mischung aus Luft, Wasserdampf und Kraftstofftröpfchen (die Kohlenwasserstofftreibstoff sein können) in das Behandlungsgerät 70 aus dem Vergaser 16 eingesogen werden, wird die Mischung gezwungen, einem gewundenen Weg nacheinander um die Kanten 92 der Elektroden 88 und durch öffnungen 86 in der Elektrode 84 zu folgen, um den Effekten der aufeinanderfolgenden elektrostatischen Felder ausgesetzt zu werden«

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Diese Felder brechen die Kohlenwassertröpfchen auf, indem deren Oberflächenspannung vermindert wird, und ausserdem wird das Aufbrechen gefördert durch die Schockwelle, die durch die gewundene Bewegung der Tröpfchen erzeugt wird. Während auf diese Weise eine Verdampfung der Tröpfchen auftritt, werden die Elektroden 84 und 88 gekühlt, woraufhin der Wasserdampf in der Mischung kondensiert wird und auf das Bassin 82 herabfließt, um darin gesammelt zu werden. Wegen der strategisch günstigen Anordnung des Prallblechs 95 relativ zum oberen Ende 96 der Auslassröhre 94 wird Wasserkondensat, das über die Kante des Prallblechs 88 herabfließt, vom offenen Ende 96 weg in das Bassin 82 abgelenkt. Jedoch werden Luft und Treibstoffdampf nicht daran gehindert, in die Röhre 94 einzudringen, um weiter in die Ansaugverzweigung 20 zu fließen, um nachfolgend innerhalb des Motors verbrannt zu werden. Es sei darauf hingewiesen, dass während des gesamten Behandlungsverfahrens ein verminderter Druck innerhalb des Behandlungsgerätes 70 aufgrund der kleinen Größe der Scheibenöffnung 78 verglichen mit der Scheibenöffnung 100 und durch die Saugwirkung der arbitenden Maschine erreicht wird. Dies fördert die Verdampfung der Kohlenwasserstofftröpfchen, wie mit Bezug zu dem Behandlungsgerät 10 schon beschrieben wurde·

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Claims

- 15 Patentansprüche

γΐ.] Behandlungsgerät für eine Mischung von Luft, Wasserdampf und Tröpfchen eines verdampfbaren Treibstoffes, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bildung einer Wärmeaustauscherkammer; Einrichtungen zum Bilden eines elektrostatischen Feldes innerhalb der Kammer; Einlasseinrichtungen, die mit der Kammer in Verbindung stehen, um die Mischung in das Feld zu führen, um die Oberflächenspannung der Treibstofftröpfchen zu vermindern und um die Tröpfchen während ihres Aufenthaltes in der Kammer zu verdampen; Auslasseinrichtungen, die mit der Kammer in Verbindung stehen, um die Luft und den verdämpften Treibstoff aus der Kammer herauszuführen; und Einrichtungen zur Verhinderung der Kondensation von Wasser während des Verdampfens der Treibstofftröpfchen, und Einrichtungen, um Wasserkondensat, das sich während der Verdampfung der Treibstoff tröpfchen gebildet hat, daran zu hindern, die Kammer mit der Luft und dem verdampften Treibstoff durch die Auslasseinrichtungen zu verlassen.
2. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bassin für das Kondensat vorgesehen ist, wobei die Auslasseinrichtung eine Öffnung besitzt, die oberhalb des Bodens des Bassins für Luft und Treibstoffdampf angeordnet ist.

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3. Behandlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasseinrichtungen eine Röhre umfassen, die sich in die Kammer durch den Boden des Bassins erstreckt, und die ein offenes Ende besitzt, das diese Öffnung darstellt.
4. Behandlungsgerät nach Anspruch 3-, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Ablenkung des Kondensats weg von dem Röhrenende vorgesehen sind.
5. Behandlungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtungen ein Gehäuse für die Röhre umfassen, das einen Luft-und Treibstoffdampfeingang aufweist, daSs zwischen dem Bassinboden And dem Ende in Burchflussverbindung mit diesem Ende angeordnet ist.
6. Behandlungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse elektrisch leitend ist, und dass in dem Gehäuse eine elektrisch leitende Wand das Gehäuse in Abstandsbeziehung dazu umgibt, wobei das Gehäuse und die Wand an eine Quelle für elektrisches Potential angeschlossen werden können, um zwischen sich ein elektrostatisches Feld zu bilden.
7. Behandlungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeaustauscherflügel in der Kammer vorgesehen ist, der sich helixförmig um das Gehäuse zwischen diesem Gehäuse und der Wand erstreckt, um das Kondensieren des Wasserdampfes während der Verdampfung der Tröpfchen zu unterstützen.

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8. Behandlungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das das Gehäuse, der Flügel und die Wand in konzentrischer Beziehung zueinander stehen.
9. Behandlungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre im Abstand zu angrenzenden Teilen des Gehäuses angeordnet ist, um eine Passage für Treibstoffdampf und Luft von dem Eingang zu dem Ende zu bilden, wobei die Röhre elektrisch leitend ist» um ein zweites elektrostatisches Behandlungsfeld innerhalb der Passage zu bilden.
10. Behandlungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und die Röhre in konzentrischer Beziehung zueinander stehen.
11. Behandlungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtungen ein Prallblech umfassen, das über dem Ende im Abstand dazu angeordnet ist.
12. Behandlungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Elektroden zwischen der Einlasseinrichtung und dem Prallblech angeordnet sind, wobei jedes angrenzende Paar von Elektroden mit einer Quelle für elektrisches Potential verbunden werden kann, um ein Feld zwischen den Elektroden zu erzeugen,
13. Behandlungsgerät nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet, dass die Elektroden plattenartig sind.

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14. Behandlungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden die Mischung auf einen schlangenförmigen Bewegungsweg eingrenzen kann, während die Mischung zwischen aufeinanderfolgenden Paaren dieser Elektroden fließt, um dabei die Tröpfchen auseinanderzureißen.
15. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode in der Kammer angeordnet ist, um die Auslasseinrichtung vom Kondensat abzuschirmen.
16. Behandlungsgerät nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode röhrenförmig ist und die Auslasseinrichtung enthält.
17. Behandlungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasseinrichtungen eine Röhre umfassen, die innerhalb der Elektrode in einem Abstand zu dieser Elektrode angeordnet ist, um eine ringförmige Passage zu Luft und Treibstoffdampf zu bilden.
18. Behandlungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite röhrenförmige Elektrode vorgesehen ist, die die erstgenannte Elektrode im Abstand dazu aufnimmt.
19. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein *¥ärmeaustauscherflügel in der Kammer angeordnet ist, um die Bildung von Wasserkondensat während der Verdampfung der Treibstofftröpfchen zu unterstützen.

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20. Behandlungsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel sich helixförmig in der Kammer erstreckt, um die Mischung durch das Feld zu wirbeln.
21. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prallblech vorgesehen ist, das die Auslasseinrichtung gegen den Eintritt von Kondensat abschirmt.
22. Behandlungsgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von übereinander angeordneten, im Abstand liegenden Elektroden zwischen der Einlasseinrichtung und dem Prallblech angeordnet sind, um ein oder mehrere elektrostatische Felder zu bilden.
23. Behandlungsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden für einen Wärmeaustauschkontakt mit der Mischung angeordnet sind, um die Kondensierung des Wasserdampfes der Mischung während der Verdampfung der Treibstofftröpfchen zu unterstützen.
24. Behandlungsgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasseinrichtungen eine Röhre umfassen, die unterhalb des Prallblechs liegt.
25. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasseinrichtungen relativ zu den Auslasseinrichtungen von begrenzter Größe sind, um einen verminderten Druck in der Kammer zu erzeugen, um die Treibstofftröpfchen zu expandieren und zu verdampfen.
26. Verfahren zur Behandlung einer Vergasermischung aus Luft, Wasserdampf und Tröpfchen eines feinverteilten flüchtigen Treibstoffes, gekennzeichnet durch Hindurchleiten der

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Mischung durch ein elektrostatisches Behandlungsfeld, um die Oberflächenspannung der Tröpfchen zu vermindern und deren Verdampfung zu bewirken; Kondensieren von Wasserdampf aus der Mischung durch In-kontaktbringen der Mischung mit Wärmeaustauscherstrukturen während der Verdampfung der Tröpfchen; und Trennen des Waserkondensats von der Luft und von dem verdampften Treibstoff zur Erzeugung eines hochbrennbaren, im wesentlichen wasserfreien Endprodukts.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,

dass ausserdem die Tröpfchen während der Behandlung durch das Feld einem verminderten Druck ausgesetzt werden, um die Verdampfung der Tröpfchen zu vergrößern.
28. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch

Verwirbeln der Mischung während der Behandlung in dem Feld.
29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft und der Treibstoffdampf durch ein zweites elektrostatisches Feld nach der Trennung von dem Wasserkondensat geführt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung entlang einem gewundenen Bewegungsweg durch das Feld geführt wird, . um die Tröpfchen auseinander zureißen .

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31. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserkondensat gesammelt wird, während Luft und Wasserdampf weiterfließen können.

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