NL2017311B1 - Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor - Google Patents

Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor Download PDF

Info

Publication number
NL2017311B1
NL2017311B1 NL2017311A NL2017311A NL2017311B1 NL 2017311 B1 NL2017311 B1 NL 2017311B1 NL 2017311 A NL2017311 A NL 2017311A NL 2017311 A NL2017311 A NL 2017311A NL 2017311 B1 NL2017311 B1 NL 2017311B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fuel
dosing
power source
mixture
fluid
Prior art date
Application number
NL2017311A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Anna Maria Schoormans Wilhelmus
Original Assignee
Fuel Mix B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuel Mix B V filed Critical Fuel Mix B V
Priority to NL2017311A priority Critical patent/NL2017311B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2017311B1 publication Critical patent/NL2017311B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0228Adding fuel and water emulsion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0652Biofuels, e.g. plant oils
    • F02D19/0655Biofuels, e.g. plant oils at least one fuel being an alcohol, e.g. ethanol
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/192Macromolecular compounds
    • C10L1/198Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid
    • C10L1/1985Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid polyethers, e.g. di- polygylcols and derivatives; ethers - esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/22Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/234Macromolecular compounds
    • C10L1/238Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2250/00Structural features of fuel components or fuel compositions, either in solid, liquid or gaseous state
    • C10L2250/08Emulsion details
    • C10L2250/084Water in oil (w/o) emulsion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/12Liquefied petroleum gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Een krachtbron voor een aandrijving, omvat een verbrandingsmotor (CE) met een verbrandingskamer die aan een brandstofreservoir (FT3) voor een vloeibare brandstof is gekoppeld. Een doseer-mengsysteem daarvoor omvat een mengkamer (MC) tussen het brandstofreservoir (FT3) en de verbrandingskamer om daarin brandstof te ontvangen vooraleer deze in de verbrandingskamer te leiden. De mengkamer (MC) is gekoppeld aan ten minste één verder reservoir (FT2) voor een onbrandbare vloeistof en ten minste één verder reservoir (FT1) voor een additief dat in staat en bestemd is om een ontmenging van de brandstof en het onbrandbare fluïdum tegen te gaan. Doseermiddelen zijn voorzien om de brandstof, het onbrandbare fluïdum en het additief in een voorafbepaalde onderlinge verhouding als mengsel in de mengkamer (MC) te introduceren. Daarbij is de mengkamer voorzien van evacuatiemiddelen (P7) om het genoemde mengsel onder druk naar de verbrandingskamer te leiden.A power source for a drive comprises a combustion engine (CE) with a combustion chamber coupled to a fuel reservoir (FT3) for a liquid fuel. A dosing-mixing system therefor comprises a mixing chamber (MC) between the fuel reservoir (FT3) and the combustion chamber to receive fuel therein before it is introduced into the combustion chamber. The mixing chamber (MC) is coupled to at least one further reservoir (FT2) for a non-flammable liquid and at least one further reservoir (FT1) for an additive capable and intended to prevent separation of the fuel and the non-combustible fluid. to go. Dosing means are provided for introducing the fuel, the non-flammable fluid and the additive into the mixing chamber (MC) in a predetermined mutual ratio as a mixture. The mixing chamber is thereby provided with evacuation means (P7) to guide said mixture to the combustion chamber under pressure.

Description

Krachtbron, doseer-mengsysteem en brandstofinengsel daarvoorPower source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een krachtbron voor een aandrijving, omvattende een verbrandingsmotor met ten minste één verbrandingskamer die aan een brandstofreservoir voor een ontbrandbaar fluïdum (brandstof) is gekoppeld, en omvattende een mengkamer tussen het brandstofreservoir en de ten minste ene verbrandingskamer om daarin brandstof te ontvangen vooraleer deze in de ten minste ene verbrandingskamer te leiden.The present invention relates to a power source for a drive, comprising a combustion engine with at least one combustion chamber which is coupled to a fuel reservoir for a flammable fluid (fuel), and comprising a mixing chamber between the fuel reservoir and the at least one combustion chamber for fuel therein. before receiving it into the at least one combustion chamber.

Een dergelijke krachtbron vindt op grote schaal toepassing bijvoorbeeld voor de aandrijving van allerhande vormen van aggregaten en voertuigen, zoals personenwagens en vrachtwagens, en in de scheepvaart. De daarin toegepaste brandstof omvat gewoonlijk diesel of vloeibaar gas (LNG, LPG) dan wel benzine, waarbij daarvoor uiteenlopende octaangehaltes en variëteiten worden aangeboden. Een bezwaar aan de verbranding van dergelijke en ander fossiele brandstoffen is dat deze onvermijdelijk gepaard gaat met de uitstoot van fïjnstof (roet) en gassen die schadelijk zijn voor het milieu, zoals met name broeikasgassen zoals kooldioxide en zure gassen zoals stikstofoxiden (NOX). Daarom is er een voortdurende zucht naar een verdere optimalisatie van het verbrandingsproces van een dergelijke krachtbron teneinde dergelijke schadelijke uitstoot te beperken.Such a power source finds application on a large scale, for example for driving all types of aggregates and vehicles, such as passenger cars and trucks, and in shipping. The fuel used therein usually comprises diesel or liquefied gas (LNG, LPG) or gasoline, with various octane levels and varieties being offered for this. A drawback to the burning of such and other fossil fuels is that they are inevitably accompanied by the emission of particulate matter (soot) and gases that are harmful to the environment, such as in particular greenhouse gases such as carbon dioxide and acid gases such as nitrogen oxides (NOX). Therefore, there is a constant desire for further optimization of the combustion process of such a power source in order to limit such harmful emissions.

Met de onderhavige uitvinding wordt dan ook onder meer beoogd te voorzien in een krachtbron waarmee met name een uitstoot aan fïjnstof en schadelijke verbrandingsgassen althans in belangrijke mate kan worden terug gedrongen.The present invention therefore has for its object, inter alia, to provide a power source with which, in particular, an emission of dust and harmful combustion gases can be reduced at least to a considerable extent.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een krachtbron van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat de mengkamer is gekoppeld aan ten minste één verder reservoir voor een onbrandbaar fluïdum en ten minste één verder reservoir voor een additioneel fluïdum (additief) dat in staat en bestemd is om een ontmenging van de brandstof en het onbrandbare fluïdum tegen te gaan, dat de mengkamer is voorzien van doseermiddelen om daarin de brandstof, het onbrandbare fluïdum en het additief in een voorafbepaalde onderlinge verhouding als mengsel te introduceren, en dat de mengkamer is voorzien van evacuatiemiddelen om het genoemde mengsel onder druk naar de ten minste ene verbrandingskamer te leiden. De uitvinding berust daarbij op het basisprincipe van het mengen van drie vloeistoffen die samen een nieuwe brandstof volgens de uitvinding vormen, te weten een oorspronkelijk ontbrandbaar fluïdum (brandstof) in combinatie met een op zichzelf onbrandbaar fluïdum en een additief, dat in staat en bestemd is om een ontmenging van het ontbrandbare fluïdum en het onbrandbare fluïdum tegen te gaan. De uitvinding heeft dan ook tevens betrekking op dit brandstofinengsel als nieuwe brandstof, welke bruikbaar is met zowel bestaande verbrandingsmotoren als nieuwe.In order to achieve the intended object, a power source of the type described in the preamble according to the invention is characterized in that the mixing chamber is coupled to at least one further reservoir for an inflammable fluid and at least one further reservoir for an additional fluid (additive) which is capable and intended to prevent a separation of the fuel and the non-combustible fluid, the mixing chamber being provided with dosing means for introducing the fuel, the non-combustible fluid and the additive therein as a mixture in a predetermined mutual ratio, and that the mixing chamber is provided with evacuation means for guiding said mixture under pressure to the at least one combustion chamber. The invention is thereby based on the basic principle of mixing three liquids that together form a new fuel according to the invention, namely an originally flammable fluid (fuel) in combination with a per se non-flammable fluid and an additive capable and intended to prevent separation of the flammable fluid and the non-flammable fluid. The invention therefore also relates to this fuel mixture as a new fuel, which can be used with both existing combustion engines and new ones.

De toevoeging van het onbrandbare fluïdum beoogt het verbrandingsproces efficiënter en schoner te laten verlopen. Wanneer het mengsel in de verbrandingskamer tot ontbranding wordt gebracht, komt er een grote hoeveelheid warmte vrij. Deze warmte verhit het onbrandbare fluïdum waardoor deze vrijwel instantaan in de gasfase zal overgaan. De daarmee gepaard gaande uitzetting draagt bij aan een arbeidsslag van de motor hetgeen in de praktijk meer dan blijkt te compenseren voor het naar verhouding lagere gehalte aan brandbare brandstof in het mengsel vergeleken met normale, commercieel verkrijgbare brandstof.The addition of the non-flammable fluid aims at making the combustion process more efficient and cleaner. When the mixture is ignited in the combustion chamber, a large amount of heat is released. This heat heats the non-flammable fluid, so that it will almost instantaneously pass into the gas phase. The associated expansion contributes to an engine operating stroke, which in practice appears to more than compensate for the relatively lower combustible fuel content in the mixture compared to normal, commercially available fuel.

De toevoeging van het additief heeft als doel de moleculen van beide andere componenten tot een homogeen brandstofinengsel te vormen. Het brandstofinengsel wordt in een dergelijke homogene toestand in de mengkamer aangemaakt en van daaruit in de verbrandingskamer(s) van de verbrandingsmotor ingebracht. Indien het mengsel reeds in een grotere hoeveelheid zou zijn voorgemaakt en gedurende langere tijd stil zou staan, zou ontmenging kunnen optreden. Om dit te vermijden omvat de krachtbron volgens de uitvinding een mengkamer waarin, tijdens bedrijf van de motor, naar verhouding steeds slechts een geringe hoeveelheid aan mengsel wordt aangemaakt, welke hoeveelheid vervolgens door de verbrandingskamer kan worden afgenomen na verbruik van een voorgaande hoeveelheid. De doseermiddelen zorgen daarbij voor een juiste onderlinge verhouding van de verschillende componenten van het mengsel die vanuit hun respectieve reservoirs in de mengkamer worden ingelaten.The addition of the additive has the purpose of forming the molecules of both other components into a homogeneous fuel mixture. The fuel mixture is prepared in the mixing chamber in such a homogeneous state and from there is introduced into the combustion chamber (s) of the combustion engine. If the mixture were already prepared in a larger amount and stood still for a longer period of time, demixing could occur. To avoid this, the power source according to the invention comprises a mixing chamber in which, during operation of the engine, only a small amount of mixture is always produced, which quantity can subsequently be taken away by the combustion chamber after consumption of a previous quantity. The dosing means thereby ensure a correct mutual ratio of the different components of the mixture that are introduced into the mixing chamber from their respective reservoirs.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een doseer-mengsysteem omvattende de doseermiddelen, de mengkamer en de evacuatiemiddelen zoals toegepast in de krachtbron volgens de uitvinding. Door dit doseer- en mengsysteem aan een bestaande verbrandingsmotor toe te voegen, kan een bestaande verbrandingsmotor voor gebruik conform de uitvinding worden gemodificeerd. In de praktijk is aldus bij een bestaande dieselmotor zelfs een geringe vermogenstoename realiseerbaar bij een gelijkblijvende brandstof(mengsel)-consumptie. Het aandeel van het onbrandbare fluïdum daarin leidt evenwel rechtstreeks tot een evenredige brandstofbesparing en bovendien tot een reductie aan uitstoot van verbrandingsgassen, zoals kooldioxide en stikstofoxide (Nox). De uitstoot van fijnstof bleek daarbij van de orde van meer dan 60% lager dan die van dezelfde motor voorafgaand aan deze modificatie. Naast de vloeistofreservoirs voor de verschillende vloeistoffen, vereist het doseer- en mengsysteem volgens de uitvinding niet meer dan de orde van 20x20x30 centimeter aan plaatsruimte voor een verbrandingsmotor met een uitgaand vermogen van de orde van 300 kW.The invention also relates to a dosing-mixing system comprising the dosing means, the mixing chamber and the evacuation means as used in the power source according to the invention. By adding this dosing and mixing system to an existing combustion engine, an existing combustion engine can be modified for use in accordance with the invention. In practice, even with an existing diesel engine, even a small increase in power can be achieved with a constant fuel (mixture) consumption. However, the proportion of non-combustible fluid therein leads directly to a proportional fuel saving and, moreover, to a reduction in emissions of combustion gases, such as carbon dioxide and nitrogen oxide (Nox). The emissions of particulate matter were found to be of the order of more than 60% lower than those of the same engine prior to this modification. In addition to the liquid reservoirs for the various liquids, the dosing and mixing system according to the invention requires no more than the order of 20 x 20 x 30 centimeters of space for a combustion engine with an output power of the order of 300 kW.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de krachtbron en een brandstofmengsel volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de brandstof is gekozen uit een groep omvattende benzine, vloeibaar gas en diesel en dat het onbrandbare fluïdum water omvat. Water is in vrijwel onuitputtelijke hoeveelheid tegen lage kostprijs wereldwijd voorhanden en blijkt in de praktijk een bijzonder goede kandidaat als onbrandbare component in combinatie met diesel, benzine of gas als brandstof en een geschikt additief om dit mengsel in een homogene vorm te brengen.In a preferred embodiment, the power source and a fuel mixture according to the invention are characterized in that the fuel is selected from a group comprising gasoline, liquid gas and diesel and that the non-combustible fluid comprises water. Water is available worldwide in virtually inexhaustible quantity at a low cost and in practice it appears to be a particularly good candidate as a non-combustible component in combination with diesel, gasoline or gas as a fuel and a suitable additive to bring this mixture into a homogeneous form.

De toevoeging van het additief heeft als doel de moleculen van de andere componenten van het mengsel, te weten het onbrandbare fluïdum en de brandbare brandstof, te binden en tot een homogeen brandstofmengsel te verenigen. In dat opzicht zijn goede ervaringen opgedaan met een bijzondere uitvoeringsvorm van de krachtbron en het brandstofmengsel volgens de uitvinding welke zijn gekenmerkt doordat het additief een mengsel van geëthoxyleerd C9-C11 alcohol en quarternair Cl2-04 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride of een chemisch equivalent van elk daarvan omvat, en meer in het bijzonder doordat het additief 5-15% C9-C11 alcohol omvat en minder dan 5% C12-C14 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride.The addition of the additive has the purpose of binding the molecules of the other components of the mixture, namely the non-combustible fluid and the combustible fuel, and combining them into a homogeneous fuel mixture. In that regard, good experiences have been gained with a particular embodiment of the power source and fuel mixture according to the invention which are characterized in that the additive is a mixture of ethoxylated C9 -C11 alcohol and quaternary C12-04 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride or a chemical equivalent of each of them and more particularly in that the additive comprises 5-15% C 9 -C 11 alcohol and less than 5% C 12 -C 14 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride.

De doseermiddelen, waarmee de componenten van het brandstofmengsel vanuit hun respectieve reservoirs in een correcte onderlinge verhouding in het brandstofmengsel worden gebracht, kunnen op uiteenlopende wijze gestalte worden gegeven en daarbij eventueel tevens per vloeistof andersoortig zijn. In een eerste verdere bijzondere uitvoeringsvorm heeft de krachtbron volgens de uitvinding in dat opzicht als kenmerk dat de doseermiddelen voor ten minste één van de reservoirs een volumetrische pomp omvatten. Volumetrische pompen zijn commercieel verkrijgbaar in diverse maten en uitvoeringen en worden elektronisch aangestuurd ten behoeve van een zeer nauwkeurige volumetrische afgifte van een daardoor gevoede vloeistof. Dit maakt een dergelijke pomp bijzonder geschikt, met name voor de dosering van het additief die slechts in een naar verhouding kleine mate in het mengsel volgens de uitvinding aanwezig is.The dosing means, with which the components of the fuel mixture are brought into the fuel mixture from their respective reservoirs in a correct mutual ratio, can be given shape in various ways and may also be different per liquid. In a first further special embodiment, the power source according to the invention has the feature in that respect that the dosing means for at least one of the reservoirs comprise a volumetric pump. Volumetric pumps are commercially available in various sizes and designs and are electronically controlled for the purpose of highly accurate volumetric delivery of a liquid fed thereby. This makes such a pump particularly suitable, in particular for the dosage of the additive which is only present in the mixture according to the invention to a relatively small extent.

Binnen het kader van de uitvinding heeft een tweede verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de krachtbron als kenmerk dat de doseermiddelen voor ten minste één van de reservoirs een actuator omvatten met een doseerkamer om daarin een vloeistof vanuit ten minste één van de reservoirs te ontvangen, waarbij in de doseerkamer een verdrijvingslichaam gangbaar is dat met de actuator is gekoppeld om daarvan een gecontroleerde slag te ontvangen teneinde een gecontroleerd volume aan vloeistof uit de doseerkamer te verdrijven. Ook een dergelijke actuator laat zich elektronisch aansturen om een nauwkeurig bepaalde slag aan het verdrijvingslichaam op te leggen. Vermenigvuldigd met een doorsnede-oppervlak van de doseerkamer geeft dit een nauwkeurig bepaald volume aan verdreven vloeistof die zich als zodanig nauwkeurig laat doseren.Within the scope of the invention, a second further special embodiment of the power source has the feature that the dosing means for at least one of the reservoirs comprise an actuator with a dosing chamber for receiving therein a liquid from at least one of the reservoirs, wherein in the dosing chamber a expulsion body is common which is coupled to the actuator to receive a controlled stroke thereof in order to expel a controlled volume of liquid from the dosing chamber. Such an actuator can also be electronically controlled to impose a precisely determined stroke on the expulsion body. Multiplied by a cross-sectional area of the dosing chamber, this gives a precisely determined volume of expelled liquid that can be dosed accurately as such.

In een verdere bijzonder uitvoeringsvorm is de krachtbron volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de doseermiddelen voor elk van de reservoirs een volumetrische pomp omvatten. De volumetrische pompen kunnen aldus ieder voor zich afzonderlijk worden aangestuurd, bij voorbeeld vanuit een programmeerbare logische aansturing (PLC), om op ieder moment een juiste dosering van de betreffende component te geven. Als alternatief is dit ook mogelijk met een alternatieve uitvoeringsvorm van de krachtbron volgens de uitvinding, waarbij de doseermiddelen voor elk van de reservoirs een actuator met een doseerkamer omvatten.In a further particular embodiment, the power source according to the invention is characterized in that the dosing means comprise a volumetric pump for each of the reservoirs. The volumetric pumps can thus each be controlled individually, for example from a programmable logic control (PLC), in order to give a correct dosage of the relevant component at any time. Alternatively, this is also possible with an alternative embodiment of the power source according to the invention, wherein the dosing means for each of the reservoirs comprise an actuator with a dosing chamber.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de krachtbron heeft daarentegen volgens de uitvinding als kenmerk dat de doseermiddelen voor de reservoirs een actuator met een gemeenschappelijke doseerkamer omvatten om daarin een vloeistof vanuit elk van de reservoirs in hun onderlinge verhouding te ontvangen. Aldus wordt de doseerkamer van de actuator vanuit verschillende reservoirs gevoed gedurende opeenvolgende slagen van het verdrijvingslichaam. De verschillende componenten mengen zich aldus reeds in de doseerkamer in hun correcte onderlinge verhouding. De doseerkamer doet aldus tevens dienst als mengkamer voor een voor-menging van de componenten of eventueel als de uiteindelijke mengkamer van waaruit het mengsel naar de motor wordt gedreven.According to the invention, a further preferred embodiment of the power source, on the other hand, has the feature that the dosing means for the reservoirs comprise an actuator with a common dosing chamber for receiving a liquid therein from each of the reservoirs in their mutual relationship. The dosing chamber of the actuator is thus fed from different reservoirs during successive strokes of the expulsion body. The various components thus already mix in the dosing chamber in their correct mutual relationship. The dosing chamber thus also serves as a mixing chamber for pre-mixing of the components or possibly as the final mixing chamber from which the mixture is driven to the motor.

Om een ontmenging in het mengsel tegen te gaan, blijkt in de praktijk slechts een kleine hoeveelheid additief te volstaan. Een bijzondere uitvoeringsvorm van het brandstofmengsel volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat het mengsel tot 40 vol.% aan onbrandbare fluïdum omvat, in het bijzonder zuiver water, in combinatie met tot 2 vol.% aan additief. Goede ervaringen zijn in dit verband opgedaan met een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van het brandstofmengsel volgens de uitvinding welke is gekenmerkt doordat het mengsel tussen 15 en 25 vol.% aan onbrandbaar fluïdum omvat, in het bijzonder circa 18-22 vol.% water en meer in het bijzonder circa 20 Vol.% water, en dat daarin circa 1 vol.% aan additief is toegepast.In practice, only a small amount of additive suffices to prevent separation in the mixture. A special embodiment of the fuel mixture according to the invention is characterized in that the mixture comprises up to 40% by volume of non-flammable fluid, in particular pure water, in combination with up to 2% by volume of additive. Good experiences have been gained in this regard with a further special embodiment of the fuel mixture according to the invention, which is characterized in that the mixture comprises between 15 and 25% by volume of non-flammable fluid, in particular approximately 18-22% by volume of water and more in in particular approximately 20% by volume of water, and that approximately 1% by volume of additive is used therein.

Uit praktijkproeven is dit mengsel als bijzonder geschikte kandidaat naar voren gekomen waarbij een significante fijnstof reductie van meer dat 60% werd gerealiseerd bij een licht toegenomen motorvermogen (1-3%), terwijl tevens de uitstoot van kooldioxide en stikstofoxiden belangrijk werd beperkt in vergelijking met conventionele verbrandingsmotoren waarin uitsluiten de brandbare component van het mengsel werd toegepast.From practical tests this mixture has emerged as a particularly suitable candidate in which a significant fine dust reduction of more than 60% was achieved with a slightly increased engine power (1-3%), while also the emission of carbon dioxide and nitrogen oxides was significantly reduced compared to conventional combustion engines in which exclusively the combustible component of the mixture was used.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden en een bijbehorende tekening. In de tekening toont: figuur 1 schematisch een opzet van een eerste uitvoeringsvorm van een krachtbron volgens de uitvinding; figuur 2 schematisch een opzet van een tweede uitvoeringsvorm van een krachtbron volgens de uitvinding; en figuur 3 schematisch een opzet van een derde uitvoeringsvorm van een krachtbron volgens de uitvinding.The invention will now be further elucidated with reference to a number of exemplary embodiments and an associated drawing. In the drawing: figure 1 shows schematically an arrangement of a first embodiment of a power source according to the invention; Fig. 2 schematically shows an arrangement of a second embodiment of a power source according to the invention; and figure 3 shows diagrammatically an arrangement of a third embodiment of a power source according to the invention.

De figuren zijn zuiver schematische en niet op schaal getekend. Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of minder mate overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.The figures are purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions may be exaggerated to a greater or lesser extent. Corresponding parts are designated in the figures with the same reference numeral.

Figuur 1 geeft een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een krachtbron volgens de uitvinding. Hierin worden met behulp van volumetrische pompen, voor elk van de componenten van het uiteindelijke brandstofmengsel één, water, diesel en een additief in een correcte en software-matig stuurbare onderlinge verhouding tot een verrassend nieuw brandstofmengsel gemengd. Figuur 1 geeft een overzicht van het mechanische deel van het doseer-mengsysteem FMS dat daarbij is toegepast. Alle pompen en kleppen worden aangestuurd door een programmeerbare logische eenheid (PLC) en tevens wordt een aantal druksensoren door dezelfde PLC uitgelezen. Eventueel kan de PLC desgewenst vervangen worden door een printplaat met daarop de benodigde onderdelen om de aansturing van het mengsysteem te verzorgen.Figure 1 shows a first exemplary embodiment of a power source according to the invention. With the aid of volumetric pumps, for each of the components of the final fuel mixture one, water, diesel and an additive are mixed in a correct and software-controlled controllable mutual ratio to a surprisingly new fuel mixture. Figure 1 gives an overview of the mechanical part of the dosing-mixing system FMS that has been used. All pumps and valves are controlled by a programmable logic unit (PLC) and a number of pressure sensors are also read out by the same PLC. Optionally, the PLC can be replaced if desired by a printed circuit board with the necessary parts on top to take care of the control of the mixing system.

Ter rechterzijde toont figuur 1 het oorspronkelijke motorsysteem van bijvoorbeeld een aandrijfmotor van een motorvoertuig, zoals een personenwagen, locomotief of vrachtwagen, of van een luchtvaartuig of een schip of de krachtbron van een aggregaat. In dit voorbeeld gaat het om een diesel motor CE met een vermogen van de orde van 300kW (400Pk) die wordt gevoed vanuit een oorspronkelijke dieseltank FT3. Om een bestaande installatie voor gebruik met de uitvinding te modificeren, worden in het bestaande brandstofleidingsysteem twee driewegkleppen VI,V2 respectievelijk in de aanvoer en retour van de motor CE geplaatst. Deze worden vanuit de PLC aangestuurd. Door tussenkomst van deze driewegkleppen VI,V2 kan vervolgens het doseer-mengsysteem volgens de uitvinding als zelfstandige en additionele module aan het oorspronkelijke motorsysteem CE van het voortuig worden gekoppeld. In de praktijk zijn alle componenten van het getoonde doseer-mengsysteem FMS tezamen met de aansturingselektronica (PLC, printplaat en voeding) ondergebracht in een box van 20x20x30 centimeter en daardoor goed integreerbaar en plaatsbaar in of bij een motorruim. Dit doseer-mengsysteem FMS is in staat om de verbrandingsmotor voortdurend met het brandstofmengsel te voeden. Al naar gelang het specifieke vermogen en daarmee het brandstof-verbruik van de toegepaste verbrandingsmotor CE zal het systeem in de praktijk groter of kleiner kunnen zijn uitgevoerd.To the right, figure 1 shows the original engine system of, for example, a drive engine of a motor vehicle, such as a passenger car, locomotive or truck, or of an aircraft or a ship or the power source of an aggregate. This example is a diesel engine CE with a power of the order of 300kW (400Hp) that is fed from an original diesel tank FT3. To modify an existing installation for use with the invention, two three-way valves VI, V2 are placed in the existing fuel line system in the supply and return of the engine CE. These are controlled from the PLC. Through the intervention of these three-way valves VI, V2, the dosing-mixing system according to the invention can then be coupled as an independent and additional module to the original engine system CE of the vehicle. In practice, all components of the dosing-mixing system FMS shown together with the control electronics (PLC, printed circuit board and power supply) are housed in a box of 20x20x30 centimeters and can therefore be easily integrated and placed in or near an engine room. This dosing-mixing system FMS is capable of continuously feeding the combustion engine with the fuel mixture. Depending on the specific power and thus the fuel consumption of the combustion engine CE used, the system may in practice be made larger or smaller.

Naast de dieseltank FT3 omvat de krachtbron een reservoir FT2 voor een onbrandbare vloeistof, waarvoor in dit voorbeeld is uitgegaan van zuiver water, alsmede een reservoir FT1 voor een additief. Het additief omvat in dit voorbeeld een mengsel van geëthoxyleerd C9-C11 alcohol en quarternair C12-C14 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride. Daarbij omvat het additief 5-15% C9-C11 alcohol en minder dan 5% C12-04 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride. Deze component wordt slechts in een zeer geringe mate in het brandstofmengsel gemengd zodat daarvoor een relatief bescheiden voorraad reservoir FT1 volstaat. Uit oogpunt van gebruiksgemak kan daarbij met voordeel worden gekozen voor een cartridge-systeem opdat de gebruiker niet met deze vloeistof in contact behoeft te komen. De cartridge vormt in dat geval het betreffende reservoir FT2 en wordt in een daartoe bestemde invoerholte gestoken.In addition to the diesel tank FT3, the power source comprises a reservoir FT2 for a non-combustible liquid, for which pure water is assumed in this example, as well as a reservoir FT1 for an additive. In this example, the additive comprises a mixture of ethoxylated C9 -C11 alcohol and quaternary C12 -C14 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride. In addition, the additive comprises 5-15% C9 -C11 alcohol and less than 5% C12-04 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride. This component is only mixed to a very small extent in the fuel mixture, so that a relatively modest supply of reservoir FT1 is sufficient for this. From the point of view of ease of use, it is advantageous to opt for a cartridge system so that the user does not have to come into contact with this liquid. In that case, the cartridge forms the relevant reservoir FT2 and is inserted into an input cavity intended for this purpose.

Voor elk van de componenten van het uiteindelijke mengsel omvat het systeem een buffervat BT1, BT2,BT3, waarbij het buffervat BT3 voor diesel vanuit de oorspronkelijke dieseltank FT3 wordt gevoed. Een stel pompen P1,P2,P3 zorgt voor het steeds aanvullen van de bijbehorende buffervat. De pompen zijn ingesteld om de buffervaten bij te vullen tot een bepaald vloeistofniveau. Zodra het niveau in het betreffende buffervat onder een zekere waarde zakt, zal de betreffende pomp inschakelen om het niveau weer op het gewenste uitgangsniveau terug te brengen. Een stel druksensoren PS1,PS2,PS3 bewaakt de vloeistofstand in de kolommen. Eventueel kunnen deze druksensoren PS1 ..PS3 en buffervaten BT1 ..BT3 worden vervangen door vloeistoftanks met daarin geïntegreerde vlotters die de vloeistofstand bepalen.For each of the components of the final mixture, the system comprises a buffer tank BT1, BT2, BT3, wherein the buffer tank BT3 for diesel is fed from the original diesel tank FT3. A set of pumps P1, P2, P3 ensures that the associated buffer tank is always replenished. The pumps are set to top up the buffer vessels to a certain liquid level. As soon as the level in the relevant buffer tank falls below a certain value, the relevant pump will switch on to bring the level back to the desired output level. A set of pressure sensors PS1, PS2, PS3 monitors the liquid level in the columns. These pressure sensors PS1 .. PS3 and buffer tanks BT1 .. BT3 can optionally be replaced by liquid tanks with integrated floats which determine the liquid level.

Vlotters FI, F2 en F3 zorgen voor een constante druk op de ingangen van een stel volumetrische pompen P4,P5,P6. Deze pompen P4..P6 zorgen voor een uiterst nauwkeurige dosering van de bijbehorende vloeistof in een mengkamer MC. De mengkamer heeft een relatief geringe inhoud van de orde van hooguit enkele honderden milliliter tot enkele liter, afhankelijk van het vermogen van de motor CE, om een standtijd en daarmee een kans op ontmenging van het mengsel daarin te beperken. In dit voorbeeld worden de volumetrische pompen zodanig aangestuurd dat circa 20% water en van de orde van 1 % van het additief met de brandstof bij elkaar in de mengkamer worden geïnjecteerd en tot een homogeen mengsel wordt gemengd. In de praktijk betekent dit dat additief met een debiet van de orde van enkele microliter per minuut zal worden gedoseerd. Afhankelijk van het geleverde motorvermogen en brandstofverbruik kan dit enkele ordes verschillen.Floats FI, F2 and F3 provide a constant pressure on the inputs of a set of volumetric pumps P4, P5, P6. These pumps P4..P6 ensure extremely accurate dosing of the corresponding liquid in a mixing chamber MC. The mixing chamber has a relatively small capacity on the order of at most a few hundred milliliters to a few liters, depending on the power of the motor CE, in order to limit a service life and hence a chance of the mixture being separated therein. In this example, the volumetric pumps are controlled such that approximately 20% water and of the order of 1% of the additive with the fuel are injected together in the mixing chamber and mixed into a homogeneous mixture. In practice, this means that an additive with a flow of the order of a few microliters per minute will be dosed. Depending on the engine power and fuel consumption supplied, this may vary by a few orders.

Wanneer de druk gemeten door een druksensor PS4 aan een uitgang van de mengkamer MC onder een vooraf bepaalde en als zodanig ingestelde drempelwaarde komt, wordt één van de vloeistoffen met een korte puls in de mengkamer ingespoten. Welke vloeistof wordt ingespoten is afhankelijk van de ingestelde verhoudingen van het mengsel en welke vloeistof bij gevoegd moet worden om daarin de correcte verhoudingen te behouden. Aldus biedt de uitvinding een on-demand mengsysteem dat het gewenste brandstofmengsel in een geringe hoeveelheid juist voor inspuiting in de motor CE aanmaakt.When the pressure measured by a pressure sensor PS4 at an output of the mixing chamber MC falls below a predetermined threshold value set as such, one of the liquids is injected into the mixing chamber with a short pulse. Which liquid is injected depends on the proportions set for the mixture and which liquid must be added to maintain the correct proportions. The invention thus provides an on-demand mixing system that produces the desired fuel mixture in a small amount just before injection into the engine CE.

Vanuit de mengkamer MC wordt het brandstofmengsel rechtstreeks naar de motor CE geleid om daarin tot ontbranding te worden gebracht. Omdat het mengsel juist daarvoor in een relatief geringe hoeveelheid werd aangemaakt is de kans op ontmenging gering, mede door de werking van het additief dat een ontmenging van de beide andere componenten tegen gaat. Een hoge-drukpomp P7 brengt het mengsel op een geschikte werkdruk en verzorgt een circulatie van het mengsel door de motor CE en weer terug naar de mengkamer MC. Deze pomp P7 kan worden uitgevoerd met een debiet van tot de orde van 300 liter per uur wat zelfs voor grote aggregaten en scheepsmotoren meer dan toereikend is.From the mixing chamber MC, the fuel mixture is fed directly to the engine CE to be ignited therein. Because the mixture was prepared in a relatively small amount just before that, the chance of demixing is small, partly due to the action of the additive that prevents a demixing of the other two components. A high pressure pump P7 brings the mixture to a suitable operating pressure and ensures circulation of the mixture through the motor CE and back to the mixing chamber MC. This pump P7 can be equipped with a flow rate of up to 300 liters per hour, which is more than adequate even for large aggregates and marine engines.

Hoofdkleppen VI,V2 worden geschakeld om te selecteren waar vandaan de brandstof voor de verbrandingsmotor CE zal worden betrokken. Standaard zal deze klep V1 zo staan dat de brandstof vanuit de mengkamer MC wordt gebruikt door de verbrandingsmotor CE. Wanneer zich een noodsituatie of storing voordoet waarbij het doseer-mengsysteem FMS niet meer volledig operationeel is, zullen deze kleppen VI, V2 worden gestuurd om een rechtstreekse circulatie van onvermengde brandstof uit de brandstof tank over de motor te leiden. Hoofdklep V2 heeft eenzelfde taak als klep V1 alleen is deze nu voor de retour van het overschot aan brandstof dat de verbrandingsmotor niet heeft benut. Standaard zal deze klep V2 zo geschakeld zijn dat de retour vanuit de motor weer terug naar de mengkamer MC loopt. Bij een noodtoestand of storing van het doseer-mengsysteem, zal deze klep V2 zodanig schakelen dat een overschot aan brandstof retour wordt geleid naar de brandstof tank.Main valves VI, V2 are switched to select where the fuel for the combustion engine CE will be taken from. By default, this valve V1 will be positioned so that the fuel from the mixing chamber MC is used by the combustion engine CE. When an emergency situation or malfunction occurs where the dosing-mixing system FMS is no longer fully operational, these valves VI, V2 will be controlled to direct a direct circulation of unmixed fuel from the fuel tank over the engine. Main valve V2 has the same task as valve V1 except that it is now for the return of the surplus fuel that the combustion engine has not used. By default, this valve V2 will be connected in such a way that the return from the motor returns to the mixing chamber MC. In the event of an emergency or malfunction of the dosing-mixing system, this valve V2 will switch in such a way that a surplus of fuel is returned to the fuel tank.

Al met al is het doseer-mengsysteem volgens de uitvinding daarmee zodanig aan het bestaande motor -managementsysteem gekoppeld dat onder alle omstandigheden een onverminderde werking van het motorsysteem is gewaarborgd. Wanneer er door de aansturing (PLC) een probleem of storing wordt geconstateerd met de toevoer van water of het additief schakelt het systeem over op alleen de ongemengde brandstof (diesel, benzine of vloeibaar gas) uit de brandstoftank FT3. Een probleem met de primaire toevoer van brandstof, water of additief wordt ogenblikkelijk geconstateerd doordat één van de druksensoren PS1 ..PS3 in dat geval door het wegvallen van de betreffende vloeistofdruk zal meten dat er geen vloeistof meer in het betreffende buffervat BT1 ..BT3 aanwezig is en deze niet meer kon worden aangevuld. Ook wanneer ten minste één van de toeslag-vloeistoffen (water en additief) niet meer in de mengkamer MC kan worden ingebracht, wordt dit als storing gesignaleerd en schakelt het doseer-mengsysteem FMS over op het doseren van uitsluitend onvermengde brandstof. Dit wordt bijvoorbeeld geconstateerd door één van de vlotters FI ..F3 die daartoe aan een inlaat van de volumetrische pompen PI ..P3 zijn voorzien.All in all, the dosing-mixing system according to the invention is thus coupled to the existing engine management system in such a way that an undiminished operation of the engine system is guaranteed under all circumstances. If a problem or malfunction is detected by the controller (PLC) with the supply of water or the additive, the system switches to only the unmixed fuel (diesel, gasoline or liquefied gas) from the FT3 fuel tank. A problem with the primary supply of fuel, water or additive is immediately found in that one of the pressure sensors PS1 .. PS3 will in that case, due to the loss of the relevant liquid pressure, measure that there is no longer any liquid present in the relevant buffer tank BT1 .. BT3. and could not be supplemented. Even if at least one of the additive liquids (water and additive) can no longer be introduced into the mixing chamber MC, this is signaled as a malfunction and the dosing-mixing system FMS switches over to dosing of pure fuel alone. This is established, for example, by one of the floats FI .. F3 which are provided for this purpose at an inlet of the volumetric pumps P1 .. P3.

Een tweede uitvoeringsvorm van een krachtbron met een doseer-mengsysteem FMS volgens de uitvinding is in figuur 2 weergegeven. Deze uitvoeringsvorm is op hoofdlijnen gelijk aan het eerste uitvoeringsvoorbeeld, zij het dat in dit geval in plaats van de volumetrische pompen P4..P6, gebruik is gemaakt van een stelsel van cilinders met daarin een verdrijvingslichaam (zuiger) die door een lineaire actuator een nauwkeurige slag kan worden opgelegd. Deze cilinders LA1..LA3 vervangen de pompen P4..P6 in het eerste systeem. Elke cilinder LA1..LA3 heeft aan beide uiteinden zowel een ingang als uitgang voor vloeistoffen. Deze uitgangen zijn met kleppen V3..V14 af te sluiten, waarbij de kleppen vanuit de PLC elektronisch worden aangestuurd.A second embodiment of a power source with a dosing-mixing system FMS according to the invention is shown in Figure 2. This embodiment is basically the same as the first exemplary embodiment, although in this case instead of the volumetric pumps P4..P6, use is made of a system of cylinders with therein a displacement body (piston) which is accurately measured by a linear actuator. can be imposed. These LA1..LA3 cylinders replace the P4..P6 pumps in the first system. Each cylinder LA1..LA3 has both an inlet and outlet for liquids on both ends. These outputs can be closed with valves V3..V14, whereby the valves are controlled electronically from the PLC.

De zuiger in een cilinder wordt door de actuator heen en weer bewogen. Wanneer de zuiger naar de linkerzijde wordt bewogen, wordt het volume in de cilinder aan de rechterzijde groter. Tegelijk wordt ter rechter zijde de desbetreffende inlaatklep V4,V8,V12 open gezet terwijl de overeenkomstige uitlaatklep V6,V10,VT4 gesloten blijft. Hierdoor wordt de desbetreffende vloeistof in de rechter kamer van de cilinder aangezogen uit de vlotter F1..F3 waarmee deze nu in een open verbinding verkeert. Met dezelfde beweging wordt het volume aan de linkerzijde van de cilinder kleiner. Hier blijft de inlaatklep V3,V7,V11 gesloten en wordt de uitlaatklep V5,V9,V13 geopend. Via de uitlaatklep V5,V9,V13 wordt aldus de vloeistof aan de linkerzijde van de zuiger uit de cilinder verdreven om naar de mengkamer MC te stromen.The piston in a cylinder is moved back and forth by the actuator. When the piston is moved to the left, the volume in the cylinder on the right becomes larger. At the same time on the right side the relevant inlet valve V4, V8, V12 is opened while the corresponding outlet valve V6, V10, VT4 remains closed. As a result, the relevant liquid is sucked into the right-hand chamber of the cylinder from the float F1..F3 with which it is now in an open connection. With the same movement, the volume on the left side of the cylinder becomes smaller. Here, the inlet valve V3, V7, V11 remains closed and the outlet valve V5, V9, V13 is opened. The liquid on the left side of the piston is thus driven out of the cylinder via the outlet valve V5, V9, V13 to flow to the mixing chamber MC.

Wanneer de zuiger zijn slag naar de linkerzijde heeft gemaakt, wordt deze naar de rechterzijde bewogen. Tegelijk worden inlaatklep V4,V8,V12 en uitlaatklep V5,V9,V13 gesloten en inlaatklep V3,V7,V11 en uitlaatklep V6,V10,V14 geopend. Hierdoor wordt de linkerzijde van de cilinder LA1..LA3 gevuld met vloeistof en de vloeistof uit de rechterzijde verdreven en naar de mengkamer geleid. Door afwisselend de hiervoor beschreven slagen op te leggen, kan met een uiterst hoge precisie een bepaald volume intermitterend naar de mengkamer worden gebracht. De dimensies van de cilinders LA1..LA3 kunnen daarbij verschillend worden uitgevoerd, afgestemd op het benodigde vloeistofdebiet van de betreffende vloeistof tijdens bedrijf.When the piston has made its move to the left, it is moved to the right. At the same time, inlet valve V4, V8, V12 and outlet valve V5, V9, V13 are closed and inlet valve V3, V7, V11 and outlet valve V6, V10, V14 are opened. As a result, the left-hand side of the cylinder LA1..LA3 is filled with liquid and the liquid expelled from the right-hand side and led to the mixing chamber. By alternately applying the strokes described above, a certain volume can be intermittently brought to the mixing chamber with extremely high precision. The dimensions of the cylinders LA1..LA3 can be designed differently, tailored to the required liquid flow rate of the respective liquid during operation.

Het systeem van figuur 2 kan ook met een enkele cilinder, voorzien van een lineaire actuator, LA worden uitgevoerd. Figuur 3 toont schematisch het mechanische overzicht van een derde uitvoeringsvorm van het systeem waarin slechts één cilinder is toegepast voor de inlaat en dosering van de drie vloeistoffen. Bij deze variant van het systeem worden de afzonderlijke componenten FT1 ..FT3 reeds in de cilinder LA tot het bedoelde brandstofmengsel gemengd. Het gedrag van de cilinder met zuiger LA is hetzelfde als bij het systeem van figuur 2 met meer cilinders. Beide ingangen van de cilinder zijn elk van een meervoudige klep V15,V16 voorzien met een ingang voor elke vloeistof die aangesloten is op de vlotter F1..F3 van de vloeistof. Wanneer de cilinder een slag naar de linkerzijde maakt wordt uitlaatklep VI7 geopend om vloeistof uit de linkerzijde van de cilinder te laten en naar de mengkamer MC te brengen.The system of figure 2 can also be designed with a single cylinder, provided with a linear actuator, LA. Figure 3 schematically shows the mechanical overview of a third embodiment of the system in which only one cylinder is used for the inlet and dosing of the three liquids. In this variant of the system, the individual components FT1 ..FT3 are already mixed in the cylinder LA to the intended fuel mixture. The behavior of the cylinder with piston LA is the same as with the system of figure 2 with more cylinders. Both inputs of the cylinder are each provided with a multiple valve V15, V16 with an input for each fluid connected to the float F1..F3 of the fluid. When the cylinder makes a turn to the left side, outlet valve VI7 is opened to drain liquid from the left side of the cylinder and bring it to the mixing chamber MC.

Aan de rechterzijde gaan de ingangen van de meervoudige klep VI6 om de beurt open, terwijl de meervoudige klep V15 aan de linkerzijde nu volledig gesloten blijft. De ingang voor additief blijft het ingestelde percentage van de slag, die de zuiger voor een volledige slag moet afleggen, open. Wanneer dit percentage bereikt is sluit deze ingang van de klep VI6 en gaat de ingang van klep voor het water open voor het ingestelde percentage van de slag. Wanneer deze afstand is bereikt, sluit ook de klep voor het water en gaat de klep VI6 voor de brandstof open voor het restant van de slag van de zuiger. Wanneer de zuiger de uiterste stand heeft bereikt, bevindt zich ter rechterzijde van de zuiger aldus het brandstofmengsel met de juiste verhouding van elke vloeistof. Hierna worden inlaatklep VI6 en uitlaatklep VI7 volledig gesloten en maakt de zuiger een slag naar de rechterzijde, waarbij de inlaat-driewegklep VI5 op dezelfde wijze stapsgewijs opeenvolgend opent en de uitlaatklep VI8 in een openstand verkeert om het zojuist ter rechterzijde ingelaten mengsel naar de mengkamer MC te verdrijven. Omdat het mengsel reeds in de bedoelde onderlinge verhouding is gemengd, kan onder omstandigheden de afzonderlijke mengkamer MC ook achterwege worden gelaten, waarbij het mengsel rechtstreeks vanuit de cilinder LA naar de opvoerpomp P7 wordt geleid.On the right side, the inputs of the multiple valve VI6 open in turn, while the multiple valve V15 on the left side now remains completely closed. The additive input remains open the set percentage of the stroke that the piston must complete for a full stroke. When this percentage is reached, this input of the valve VI6 closes and the input of the water valve opens for the set percentage of the stroke. When this distance is reached, the water valve also closes and the fuel valve VI6 opens for the remainder of the piston stroke. When the piston has reached the extreme position, the fuel mixture with the correct ratio of each liquid is thus located on the right-hand side of the piston. After this, inlet valve VI6 and outlet valve VI7 are completely closed and the piston makes a stroke to the right-hand side, the inlet three-way valve VI5 opening step-by-step in the same way and the outlet valve VI8 being in an open position for the mixture just left on the right-hand side to the mixing chamber MC to expel. Because the mixture has already been mixed in the intended mutual ratio, the individual mixing chamber MC can also be omitted under certain circumstances, the mixture being led directly from the cylinder LA to the feed pump P7.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter enkele uitvoeringsvoorbeelden nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.Although the invention has been further elucidated above with reference to only a few exemplary embodiments, it will be apparent that the invention is by no means limited thereto. On the contrary, many variations and manifestations are still possible for the average person skilled in the art within the scope of the invention.

Zo kan het doseer-mengsysteem van de krachtbron ook anders zijn opgebouwd en samengesteld, bijvoorbeeld door het gebruik van flow-meters, kleppen en normale pompen in plaats van volumetrische pompen. Verder kunnen in plaats van lineaire actuators ook andere doseermiddelen, in het bijzonder niet-lineaire actuators worden ingezet. Ook zijn binnen het kader van de uitvinding andere additieven en onderlinge verhoudingen in het brandstofmengsel toepasbaar om een homogeen mengsel tussen de onbrandbare vloeistof en de brandstof te bevorderen dat tot een verlaging van de uitstoot aan fijnstof en schadelijke afgassen leidt. Voor een mengsel van water en diesel heeft het beschreven additief met de opgegeven verhoudingen zich evenwel bij uitstek bewezen. Het beschreven voorbeeld ging uit van een normale dieselmotor in de krachtbron, doch de uitvinding is ook toepasbaar bij zogenaamde common-rail dieselmotoren.For example, the dosing-mixing system of the power source can also be constructed and assembled differently, for example through the use of flow meters, valves and normal pumps instead of volumetric pumps. In addition, other dosing means, in particular non-linear actuators, can be used instead of linear actuators. Also within the scope of the invention other additives and mutual ratios are applicable in the fuel mixture to promote a homogeneous mixture between the non-flammable liquid and the fuel which leads to a reduction in the emission of particulate matter and harmful waste gases. However, for a mixture of water and diesel, the described additive with the specified ratios has proved itself to be outstanding. The described example started from a normal diesel engine in the power source, but the invention is also applicable to so-called common-rail diesel engines.

Claims (16)

1. Krachtbron voor een aandrijving, omvattende een verbrandingsmotor met ten minste één verbrandingskamer die aan een brandstofreservoir voor een ontbrandbaar fluïdum (brandstof) is gekoppeld, en omvattende een mengkamer tussen het brandstofreservoir en de ten minste ene verbrandingskamer om daarin brandstof te ontvangen vooraleer deze in de ten minste ene verbrandingskamer te leiden, met het kenmerk dat de mengkamer is gekoppeld aan ten minste één verder reservoir voor een onbrandbaar fluïdum en ten minste één verder reservoir voor een additioneel fluïdum (additief) dat in staat en bestemd is om een ontmenging van de brandstof en het onbrandbare fluïdum tegen te gaan, dat de mengkamer is voorzien van doseermiddelen om daarin de brandstof, het onbrandbare fluïdum en het additief in een voorafbepaalde onderlinge verhouding als mengsel te introduceren, en dat de mengkamer is voorzien van evacuatiemiddelen om het genoemde mengsel onder druk naar de ten minste ene verbrandingskamer te leiden.A power source for a drive, comprising a combustion engine with at least one combustion chamber coupled to a fuel reservoir for a flammable fluid (fuel), and comprising a mixing chamber between the fuel reservoir and the at least one combustion chamber to receive fuel therein before it enters into to guide the at least one combustion chamber, characterized in that the mixing chamber is coupled to at least one further reservoir for a non-combustible fluid and at least one further reservoir for an additional fluid (additive) capable and intended for a separation of the fuel and the non-flammable fluid, that the mixing chamber is provided with dosing means for introducing the fuel, the non-flammable fluid and the additive therein as a mixture in a predetermined mutual relationship, and that the mixing chamber is provided with evacuation means for the said mixture under pressure to the at least one combustion chamber lead. 2. Krachtbron volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de brandstof is gekozen uit een groep omvattende benzine, vloeibaar gas en diesel en dat het onbrandbare fluïdum water omvat.Power source according to claim 1, characterized in that the fuel is selected from a group comprising gasoline, liquefied gas and diesel and that the non-combustible fluid comprises water. 3. Krachtbron volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat het additief een mengsel van geëthoxyleerd C9-C11 alcohol en quartemair C12-C14 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride of een chemisch equivalent van elk daarvan omvat.A power source according to claim 1 or 2, characterized in that the additive comprises a mixture of ethoxylated C 9 -C 11 alcohol and quaternary C 12 -C 14 alkyl methylamine ethoxylate methyl chloride or a chemical equivalent of any of them. 4. Krachtbron volgens conclusie 3 met het kenmerk dat het additief 5-15% C9-C11 alcohol omvat en minder dan 5% C12-04 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride.Power source according to claim 3, characterized in that the additive comprises 5-15% C9 -C11 alcohol and less than 5% C12-04 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride. 5. Krachtbron volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de doseermiddelen voor ten minste één van de reservoirs een volumetrische pomp omvatten.5. Power source according to one or more of the preceding claims, characterized in that the dosing means for at least one of the reservoirs comprise a volumetric pump. 6. Krachtbron volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de doseermiddelen voor ten minste één van de reservoirs een actuator omvatten met een doseerkamer om daarin een vloeistof vanuit ten minste één van de reservoirs te ontvangen, waarbij in de doseerkamer een verdrijvingslichaam gangbaar is dat met de actuator is gekoppeld om daarvan een gecontroleerde slag te ontvangen teneinde een gecontroleerd volume aan vloeistof uit de doseerkamer te verdrijven.6. Power source as claimed in one or more of the foregoing claims, characterized in that the dosing means for at least one of the reservoirs comprise an actuator with a dosing chamber for receiving therein a liquid from at least one of the reservoirs, wherein a displacement body is customary in the dosing chamber is that coupled to the actuator to receive a controlled stroke thereof to expel a controlled volume of liquid from the metering chamber. 7. Krachtbron volgens conclusie 5 met het kenmerk dat de doseermiddelen voor elk van de reservoirs een volumetrische pomp omvatten.Power source according to claim 5, characterized in that the dosing means comprise a volumetric pump for each of the reservoirs. 8. Krachtbron volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de doseermiddelen voor elk van de reservoirs een lineaire actuator met een doseerkamer omvatten.A power source according to claim 6, characterized in that the dosing means for each of the reservoirs comprise a linear actuator with a dosing chamber. 9. Krachtbron volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de doseermiddelen voor de reservoirs een actuator met een gemeenschappelijke doseerkamer omvatten om daarin een vloeistof vanuit elk van de reservoirs in hun onderlinge verhouding te ontvangen.Power source according to claim 6, characterized in that the dosing means for the reservoirs comprise an actuator with a common dosing chamber for receiving therein a liquid from each of the reservoirs in their mutual relationship. 10. Brandstofmengsel voor een verbrandingsmotor omvattende een ontbrandbaar fluïdum (brandstof), een onbrandbaar fluïdum en een additief dat in staat en bestemd is om een ontmenging van het ontbrandbare fluïdum en het onbrandbare fluïdum tegen te gaan.A fuel mixture for an internal combustion engine comprising an inflammable fluid (fuel), an inflammable fluid and an additive capable of preventing a separation of the inflammable fluid and the inflammable fluid. 11. Brandstofmengsel volgens conclusie 10 met het kenmerk dat het ontbrandbare fluïdum is gekozen uit een groep omvattende benzine, diesel en gas, en dat het onbrandbare fluïdum water omvat.A fuel mixture according to claim 10, characterized in that the flammable fluid is selected from a group comprising gasoline, diesel and gas, and that the non-flammable fluid comprises water. 12. Brandstofmengsel volgens conclusie 11 met het kenmerk dat het additief een mengsel van geëthoxyleerd C9-C11 alcohol en quartemair C12-C14 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride of een chemisch equivalent van elk daarvan omvat.A fuel mixture according to claim 11, characterized in that the additive comprises a mixture of ethoxylated C 9 -C 11 alcohol and quaternary C 12 -C 14 alkyl methylamine ethoxylate methyl chloride or a chemical equivalent of any of them. 13. Brandstofmengsel volgens conclusie 12 met het kenmerk dat het additief 5-15 vol.% C9-C11 alcohol omvat en minder dan 5 vol.% Cl2-04 alkylmethylamine ethoxylaat methyl chloride.A fuel mixture according to claim 12, characterized in that the additive comprises 5-15% by volume of C 9 -C 11 alcohol and less than 5% by volume of C 12-04 alkylmethylamine ethoxylate methyl chloride. 14. Brandstofmengsel volgens één of meer der conclusies 10 tot en met 13 met het kenmerk dat het mengsel tot 40 vol.% aan onbrandbare fluïdum omvat, in het bijzonder zuiver water, in combinatie met tot 2 vol.% aan additief.A fuel mixture as claimed in one or more of claims 10 to 13, characterized in that the mixture comprises up to 40% by volume of non-combustible fluid, in particular pure water, in combination with up to 2% by volume of additive. 15. Brandstofmengsel volgens conclusie 14 met het kenmerk dat het mengsel tussen 15 en 25 vol.% aan onbrandbaar fluïdum omvat, in het bijzonder circa 18-22 vol.% water en meer in het bijzonder circa 20 Vol.% water, en dat daarin circa 1 vol.% aan additief is toegepast.A fuel mixture according to claim 14, characterized in that the mixture comprises between 15 and 25% by volume of non-combustible fluid, in particular approximately 18-22% by volume of water and more in particular approximately 20% by volume of water, and that therein approximately 1% by volume of additive has been used. 16. Doseer-mengsysteem omvattende de doseermiddelen, de mengkamer en de evacuatiemiddelen zoals toegepast in de krachtbron volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 9.A dosing-mixing system comprising the dosing means, the mixing chamber and the evacuation means as used in the power source according to one or more of claims 1 to 9.
NL2017311A 2016-08-12 2016-08-12 Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor NL2017311B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017311A NL2017311B1 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017311A NL2017311B1 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2017311B1 true NL2017311B1 (en) 2018-02-16

Family

ID=57184755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2017311A NL2017311B1 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2017311B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263062A (en) * 1999-01-12 2000-09-26 Shigemi Sawada Apparatus and method for producing modified water and apparatus and method for producing emulsion fuel
WO2001051593A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-19 Cam Tecnologie S.P.A. Fuel comprising an emulsion between water and a liquid hydrocarbon
US20070056534A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Adrian Verstallen Apparatus for producing a diesel-oil/water microemulsion and for injecting the emulsion into a diesel engine
WO2010064302A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
US20100263623A1 (en) * 2001-12-19 2010-10-21 Shinichiro Sakurai Diesel engine exhaust purifier
EP2532862A1 (en) * 2010-02-03 2012-12-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Fuel supply device with fuel switchover function

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263062A (en) * 1999-01-12 2000-09-26 Shigemi Sawada Apparatus and method for producing modified water and apparatus and method for producing emulsion fuel
WO2001051593A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-19 Cam Tecnologie S.P.A. Fuel comprising an emulsion between water and a liquid hydrocarbon
US20100263623A1 (en) * 2001-12-19 2010-10-21 Shinichiro Sakurai Diesel engine exhaust purifier
US20070056534A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Adrian Verstallen Apparatus for producing a diesel-oil/water microemulsion and for injecting the emulsion into a diesel engine
WO2010064302A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
EP2532862A1 (en) * 2010-02-03 2012-12-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Fuel supply device with fuel switchover function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101120163B (en) Engine-on pulsed fuel additive concentrate dosing system and controller
JP5023152B2 (en) 2-type fuel system
CN102630270B (en) Homogenize fuel enhancement system
CN101387243B (en) Gas engine
CN101415923B (en) Method and apparatus for operating a dual fuel internal combustion engine
EP3004602B1 (en) A bi-fuel system and a method for operating such a system
KR101837539B1 (en) Emulsion fuel enabling system and method
EP2543869A1 (en) Engine system with reuse device for water emulsion fuel drain
CN105697160A (en) System and method for increasing gaseous fuel substitution
US9145859B2 (en) Fuel system for injection of a fuel mixture in a combustion engine
KR102001258B1 (en) Fuel supply system and method for operating the same
KR830008016A (en) Marine combustion engine operation method and device
DE19933478A1 (en) Motor vehicle refueling system
CN103180585A (en) Controlling multifuel common rail engines
NL2017311B1 (en) Power source, dosing-mixing system and fuel mixture therefor
US20140318497A1 (en) Vehicle fuel tank arrangement and method for managing the supply of fuel to a vehicle
KR20140080426A (en) Fuel supply system and method for operating the same
CN107792387A (en) A kind of double atomizer water filling devices of piston type and application method
CN110402329B (en) Fuel system for internal combustion engine
AU718502B2 (en) Injector system for the oil renewal of a combustion engine
US11156188B2 (en) System for adapting an internal combustion engine to be powered by gaseous fuel in gas phase and by gaseous fuel in liquid phase
EP3249206B1 (en) System for adapting an internal combustion engine to be powered by gaseous fuel in gas phase and by gaseous fuel in liquid phase
JP2004277016A (en) Fuel oil additive adding device and method
RU2698584C1 (en) Dual-fuel system of a vehicle with controlled heating of vegetable oil
CN205025667U (en) Multipurpose components of a whole that can function independently oil tank

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20220901