DE102006038404A1

DE102006038404A1 - Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung

Info

Publication number: DE102006038404A1
Application number: DE102006038404A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bachmann
Original assignee: Bachmann Matthias Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Bachmann Matthias Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung. Diese zeichnen sich insbesondere durch einen verbesserten Ausbrand und damit erhöhten Wirkungsgrad bei der Verbrennung aus. Dazu sind in einem nicht vollständig mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter eine blasenbildende Vorrichtung und eine Elektrode angeordnet. Die blasenbildende Vorrichtung besteht aus mehreren Öffnungen aufweisenden, sternförmig angeordneten und im mittleren Bereich des Sterns miteinander verbundenen Rohren und wenigstens einer darüber angeordneten und mit Löchern versehenen Platte, wobei die Zuluftzufuhr im mittleren Bereich über eine Zuluftleitung mit einer Luft liefernden Einrichtung erfolgt. Der freie Raum zwischen sowohl destilliertem Wasser als auch Innenwandung des Behälters ist über eine Abluftleitung mit dem Luftansaugkanal der Verbrennungseinrichtung verbunden. Weiterhin sind die Einrichtungen mit einer Füllstandsmesseinrichtung und einem Sensor zur Messung der Ionisation ausgestattet. Die Elektrode, die Luft liefernde Einrichtung, der Sensor und die Füllstandsmesseinrichtung sind mit einer Steuereinrichtung zusammengeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung.
Durch die Druckschriften DE 36 90 753 T1 (Verfahren und eine Vorrichtung zum Aktivieren von Benzin-Gemisch) und DE 691 30 500 T2 (Vorrichtung zur Ionisation) sind Lösungen bekannt, den jeweiligen Brennstoff optimal zu verbrennen. Dazu wird die notwendige Verbrennungsluft einschließlich des darin enthaltenen Brennstoffes aktiviert oder ionisiert. Bei der ersten Lösung wird eine kapazitive Komponente am Sekundärzündkreis einer Brennkraftmaschine mit der elektrischen Zündung verbunden. Diese kapazitive Komponente bewirkt bei der Entladung eine Verstärkung und Stabilisierung der elektrischen Entladungserscheinung zwischen den Zündkerzenelektroden. Das fördert eine Zerstörung einer Luftisolation und eine Bewegung von Ionen des Gasgemisches zwischen den Elektroden, wobei die Innenbewegung eine aktive Energie für eine gleichmäßige Bildung eines Flammenkerns ergibt.
Die zweite Lösung beinhaltet eine Resonanzkammer, in der eine Ionisation während der Verbrennung durch eine Homogenisierung des Brennprozesses erfolgt.
Die Ionisation bewirkt in beiden Lösungen eine Verbesserung der Verbrennung und daraus folgernd eine Erhöhung des Verbrennungswirkungsgrades. Gleichzeitig wird die Menge des unverbrannten Gases verringert. Bei beiden Varianten wird die Ionisation während der Verbrennung in der Brennkammer selbst erzeugt, wobei eine von außen gesteuerte Beeinflussung nicht möglich ist.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausbrand und damit den Wirkungsgrad bei der Verbrennung von Brennstoffen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Einrichtungen zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung zeichnen sich insbesondere durch einen verbesserten Ausbrand und damit erhöhtem Wirkungsgrad bei der Verbrennung von Brennstoffen aus. Vorteilhafterweise werden Brennstoffe eingespart.
Dazu sind in einem nicht vollständig mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter eine blasenbildende Vorrichtung und eine Elektrode angeordnet. Die blasenbildende Vorrichtung besteht aus mehreren Öffnungen aufweisenden, sternförmig angeordneten und im mittleren Bereich des Sterns miteinander verbundenen Rohren und wenigstens einer über den Rohren angeordneten und mit Löchern versehenen Platte, wobei die Zuluftzufuhr im mittleren Bereich der sternförmig angeordneten Rohre erfolgt. Dabei sind der mittlere Bereich der sternförmig angeordneten Rohre über eine Zuluftleitung mit einer Luft liefernden Einrichtung und der freie Raum zwischen sowohl destilliertem Wasser als auch Innenwandung des Behälters über eine Abluftleitung mit dem Luftansaugkanal der Verbrennungseinrichtung verbunden.
Weiterhin ist der Behälter mit einer Füllstandsmesseinrichtung für das destillierte Wasser versehen und im luftführenden Raum nach der Wasseroberfläche befindet sich ein Sensor zur Messung der Ionisation. Die Elektrode, die Luft liefernde Einrichtung, der Sensor und die Füllstandsmesseinrichtung sind mit einer Steuereinrichtung zusammengeschaltet. Luft liefernde Einrichtungen sind dabei zum Beispiel entweder eine bekannte Luft fördernde Pumpe oder über ein Ventil gesteuerter Druckluftbehälter.
Die Luft gelangt über die Verbindung zur blasenbildenden Vorrichtung in den Behälter. Die Blasen durchlaufen das destillierte Wasser im Behälter, die an der Wasseroberfläche platzen. Nach der Regel von COEHN wird dabei ein Teil der Ladungen getrennt und über der Wasseroberfläche ist eine negative Ladung vorhanden. Das wieder zur Oberfläche zurückfallende Wasser ist positiv geladen. Zur Ergänzung der die Ionisation verursachenden Elektronen befindet sich eine Katode wenigstens bereichsweise im destilliertem Wasser. Über der Oberfläche befinden sich damit negativ geladene Bestandteile der Luft als insbesondere Sauerstoffionen. Durch die Verbindung des Raumes über der Wasseroberfläche mit dem Luftansaugkanal der Verbrennungseinrichtung gelangen die Sauerstoffionen in die Verbrennungsluft. Das Einbringen dieser negativen Ionen führt zur Verringerung von Bindekräften im Brennstoff. Weiterhin erfolgt durch die Ionen vorteilhafterweise weiterhin das Einbringen einer Aktivierungsenergie und eines Verbrennungskatalysators in die Flamme. Um zum Beispiel eine kontinuierliche Verbrennung zu gewährleisten, muss eine Aktivierungsenergie von ca. 76 kJ/Mol Brennstoff aufgebracht werden. Diese Aktivierungsenergie stellt einen Verlust dar und verringert den Wirkungsgrad. Mit der Zugabe der negativen Sauerstoffionen wird nur noch eine Aktivierungsenergie von ca. 33 kJ/Mol benötigt.
Darüberhinaus erfolgt durch das Einbringen von Sauerstoffionen eine Optimierung der Verbrennung, so dass weniger Rußpartikel und Kohlenmonoxid bei gleichzeitiger Einsparung von Brennstoff resultieren.
Die Förderung der Luftmenge erfolgt über die Steuerung in Abhängigkeit zugeführter Ionen, so dass eine optimale Verbrennung der Brennstoffe gewährleistet ist. Brennstoffe sind dabei fossile Brennstoffe, biologische Brennstoffe oder synthetische Brennstoffe jeweils einzeln oder in wenigstens einer Kombination.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.
Die Größe des Querschnitts der Öffnungen der sternförmig angeordneten Rohre der blasenbildenden Vorrichtung nimmt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 in Richtung zur Innenwandung des Behälters zu. Dadurch wird vorteilhafterweise gewährleistet, dass überwiegend nur große Blasen entstehen. Die Größe der Blasen bestimmt dabei die Höhe der Ionisation der Luft über dem Wasserspiegel im Behälter. Dabei ist die Ionisation bei großen Blasen größer.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ist eine Füllstandsanzeige ein Bestandteil der Füllstandsmesseinrichtung.
Bei Betrieb der Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung wird destilliertes Wasser im Behälter verbraucht. Die Füllstandsmesseinrichtung dient der Kontrolle des Verbrauchs. Diese ist weiterhin mit der Steuereinrichtung verbunden, so dass eine akustische und/oder optische Signalisierung möglich ist. Dadurch können einfach Grenzwerte signalisiert werden.
Der Behälter besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 im Bereich der Wandung über dem Wasserspiegel des destilliertem Wassers ein Überdruckventil.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 ist der Sensor zur Messung der Ionisation ein rohrförmiger Körper, der wenigstens ein Bestandteil entweder der Abluftleitung oder einer Bypassleitung parallel zur Abluftleitung ist. Damit wird sichergestellt, dass ionisierte Luft durch den rohrförmigen Körper gelangt. Zur Ermittlung der Ionisation wird vorteilhafterweise die Leitfähigkeit ionisierter Luft als Maß der Ionisation gemessen.
In Fortführung befindet sich in der Abluftleitung oder in der Bypassleitung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 vorteilhafterweise ein Ventilator zum Transport ionisierter Luft. Weiterhin ist der Ventilator mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet. Damit kann die Strömung ionisierter Luft im rohrförmigen Körper als Sensor über den Ventilator gesteuert werden.
Der Behälter ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 mit einem Behältnis für ein gasförmiges oder flüssiges Medium über eine den Fluss steuernde Einrichtung so verbunden, dass das Medium in das destillierte Wasser gelangt. Weiterhin ist die den Fluss des Mediums steuernde Einrichtung mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet. Dadurch kann die Ionisation der Luft verbessert werden.
Der Behälter und die blasenbildende Vorrichtung bestehen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 aus einem elektrisch nichtleitendem Kunststoff. Dadurch ist vorteilhafterweise eine elektrische Isolation gegeben.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ist die Elektrode eine Katode, die über ein Netzteil mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Dadurch wird die Innenbildung positiv beeinflusst.
Die Katode besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 vorteilhafterweise aus Kupfer oder Edelstahl.
Die Steuereinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein Datenverarbeitungssystem. Weiterhin ist das Datenverarbeitungssystem über eine Schnittstelle und einem Datennetz mit wenigstens einem weiteren Datenverarbeitungssystem verbunden oder verbindbar. Dadurch kann die Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen ferngesteuert werden. Gleichzeitig können die Daten dieser Einrichtung fern abgefragt werden. Dabei erfolgt über das Datennetz ein Datenaustausch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1 eine Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung und
2 ein Bestandteil der blasenbildenden Vorrichtung im Behälter in einer Draufsicht.
Eine Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung besteht im Wesentlichen aus einem nicht vollständig mit destilliertem Wasser 2 gefüllten Behälter 1, einer blasenbildenden Vorrichtung 3, einer Elektrode 4, einer Luft liefernden Einrichtung, einer Füllstandsmesseinrichtung 5, einem Sensor 6 zur Messung der Ionisation, einer Verbindung zu dem Luftansaugkanal 7 der Verbrennungseinrichtung und einer Steuereinrichtung 8.
Die 1 zeigt eine Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung in einer prinzipiellen Darstellung.
Brennstoffe sind dabei fossile Brennstoffe, biologische Brennstoffe oder synthetische Brennstoffe jeweils einzeln oder in wenigstens einer Kombination.
Der Behälter 1 ist nicht vollständig mit destilliertem Wasser 2 gefüllt. Im destilliertem Wasser 2 befindet sich bereichsweise eine vorzugsweise aus Kupfer oder einem Edelstahl bestehende Elektrode 4 als eine Katode. Die Katode selbst ist über ein Netzteil 9 zur Bereitstellung einer Spannung mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Der Behälter 1 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff.
Auf dem Boden des Behälters 1 befindet sich eine blasenbildende Vorrichtung 3. Diese besteht aus zwei Bestandteilen, die übereinander beabstandet zueinander angeordnet sind. Das erste Bestandteil 10 besteht aus mehreren sternförmig angeordneten Rohren 11, deren Hohlräume über den mittleren Bereich als Mittelteil 12 miteinander verbunden sind. Der Mittelteil 12 mit den Rohren 11 ist mit einer Pumpe 14 als Luft liefernde Einrichtung. Dadurch wird die Zuluftzufuhr gewährleistet. Die zur Innenwandung des Behälters 1 weisenden Enden der Rohre 11 sind verschlossen. In den Wandungen der Rohre 11 sind in Richtung des Innenraumes des Behälters 1 weisende und beabstandet zueinander angeordnete Öffnungen 15 als Reihe von Öffnungen 15 eingebracht. Die Querschnitte der Öffnungen 15 werden in Richtung zur Innenwandung des Behälters 1 größer. Die blasenbildende Vorrichtung besteht insgesamt aus einem elektrisch nichtleitendem Kunststoff.
Die 2 zeigt diesen Bestandteil der blasenbildenden Vorrichtung im Behälter in einer Draufsicht in einer prinzipiellen Darstellung.
Über diesem Bestandteil ist wenigstens eine über den Rohren 11 und mit Löchern versehenen Platte 10 als zweiter Bestandteil der blasenbildenden Vorrichtung angeordnet (Darstellung in der 1).
Die Pumpe 14 ist mit der Steuereinrichtung 8 verbunden, so dass über die geförderte Luftmenge die Bildung der Blasen 13 im destilliertem Wasser 2 gesteuert wird.
Der freie Raum zwischen sowohl destilliertem Wasser 2 als auch der Innenwandung des Behälters 1 ist über eine Abluftleitung mit dem Luftansaugkanal 7 der Verbrennungseinrichtung verbunden. In dem freien Raum oder der Abluftleitung zum Luftansaugkanal 7 der Verbrennungseinrichtung ist ein Sensor 6 zur Messung der Ionisation angeordnet, der weiterhin mit der Steuereinrichtung 8 zusammengeschaltet ist.
Zur Messung des Füllstandes des destilliertem Wassers 2 ist der Behälter 1 mit der Füllstandsmesseinrichtung 5 versehen. Diese ist weiterhin mit der Steuereinrichtung 8 zusammengeschaltet. Die Füllstandsmesseinrichtung besitzt eine Füllstandsanzeige für das destillierte Wasser 2, so dass der Füllstand optisch kontrollierbar ist.
Der Behälter 1 weist im Bereich der Wandung über dem Wasserspiegel des destilliertem Wassers 2 ein Überdruckventil.
Der Sensor 6 zur Messung der Ionisation ist ein rohrförmiger Körper, wobei dieser rohrförmige Körper wenigstens ein Bestandteil entweder der Abluftleitung oder einer Bypassleitung parallel zur Abluftleitung jeweils zum Luftansaugkanal 7 ist. Dabei wird die Leitfähigkeit als Maß der Ionisation der den rohrförmigen Körper passierenden Luft kontinuierlich, periodisch oder zeitlich vorgegeben getaktet gemessen.
In einer Ausführungsform kann sich in der Abluftleitung oder in der Bypassleitung weiterhin ein Ventilator zum Transport ionisierter Luft befinden, der mit der Steuereinrichtung 8 zusammengeschaltet ist. Dadurch kann der ionisierte Luftstrom beeinflusst werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Ausführungsbeispiels ist der Behälter 1 mit einem Behältnis für ein gasförmiges oder flüssiges Medium, insbesondere Sauerstoff, über eine den Fluss steuernde Einrichtung so verbunden, dass das Medium in das destillierte Wasser gelangt. Die den Fluss des Mediums steuernde Einrichtung ist mit der Steuereinrichtung 8 zusammengeschaltet.
In einer weiteren Ausführungsform des Ausführungsbeispiels ist die Steuereinrichtung 8 ein bekanntes Datenverarbeitungssystem zum Beispiel in Form eines Computers. Das Datenverarbeitungssystem ist über eine Schnittstelle und einem Datennetz mit wenigstens einem weiteren Datenverarbeitungssystem verbunden oder verbindbar. Dadurch können alle Daten der Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen fern abgefragt werden. Weiterhin kann auch eine Fernabfrage/Fernsteuerung über einen Datenaustausch erfolgen.

Claims

Einrichtung zur besseren Verbrennung von Brennstoffen in wenigstens einer Verbrennungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nicht vollständig mit destilliertem Wasser (2) gefüllten Behälter (1) eine blasenbildende Vorrichtung (3) und eine Elektrode (4) angeordnet sind, dass die blasenbildende Vorrichtung (3) aus mehreren Öffnungen (15) aufweisenden, sternförmig angeordneten und im mittleren Bereich des Sterns miteinander verbundenen Rohren (11) und wenigstens einer über den Rohren (11) angeordneten und mit Löchern versehenen Platte (10) besteht, wobei die Zuluftzufuhr im mittleren Bereich der sternförmig angeordneten Rohre (11) erfolgt, dass der mittlere Bereich der sternförmig angeordneten Rohre (11) über eine Zuluftleitung mit einer Luft liefernden Einrichtung und der freie Raum zwischen sowohl destilliertem Wasser (2) als auch Innenwandung des Behälters (1) über eine Abluftleitung mit dem Luftansaugkanal (7) der Verbrennungseinrichtung verbunden sind, dass der Behälter (1) mit einer Füllstandsmesseinrichtung (5) für das destillierte Wasser (2) versehen ist, dass sich in einem luftführenden Raum nach der Wasseroberfläche ein Sensor (6) zur Messung der Ionisation befindet, dass die Elektrode (4), die Luft liefernde Einrichtung, der Sensor (6) und die Füllstandsmesseinrichtung (5) mit einer Steuereinrichtung (8) zusammengeschaltet sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Querschnitts der Öffnungen (15) der sternförmig angeordneten Rohre (11) in Richtung zur Innenwandung des Behälters (1) zunimmt.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandsanzeige ein Bestandteil der Füllstandsmesseinrichtung (5) ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) im Bereich der Wandung über dem Wasserspiegel des destilliertem Wassers (2) ein Überdruckventil besitzt.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) zur Messung der Ionisation ein rohrförmiger Körper ist und dass der rohrförmige Körper wenigstens ein Bestandteil entweder der Abluftleitung oder einer Bypassleitung parallel zur Abluftleitung ist, wobei die Leitfähigkeit als Maß der Ionisation der Luft gemessen wird.
Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Abluftleitung oder in der Bypassleitung ein Ventilator zum Transport ionisierter Luft befindet und dass der Ventilator mit der Steuereinrichtung (8) zusammengeschaltet ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einem Behältnis für ein gasförmiges oder flüssiges Medium über eine den Fluss steuernde Einrichtung so verbunden ist, dass das Medium in das destillierte Wasser (2) gelangt, und dass die den Fluss des Mediums steuernde Einrichtung mit der Steuereinrichtung (8) zusammengeschaltet ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) und die blasenbildende Vorrichtung (3) aus einem elektrisch nichtleitendem Kunststoff bestehen.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) eine Katode ist und dass die Katode über ein Netzteil (9) mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Katode aus Kupfer oder Edelstahl besteht.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) ein Datenverarbeitungssystem ist und dass das Datenverarbeitungssystem über eine Schnittstelle und einem Datennetz mit wenigstens einem weiteren Datenverarbeitungssystem verbunden oder verbindbar ist.