DE9103500U1

DE9103500U1 - Vorrichtung zur Energieeinsparung und Abgasminderung bei Verbrennungsmotoren u.dgl. Verbrennungsanlagen

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Publication number: DE9103500U1
Application number: DE9103500U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-21
Filing date: 1991-03-21
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2001-03-22

Description

3383 Sö/SU

Vorrichtung zur Energieeinsparung und Abgasminderung bei
Verbrennungsmotoren und dgl. Verbrennungsanlagen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieeinsparung und Abgasminderung bei Verbrennungsmotoren und dgl. Verbrennungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wahlweise kombinierbare Vorrichtung, insbesondere zur Anwendung an Verbrennungsmotoren oder Heizungsanlagen zu schaffen, die einerseits eine Steigerung des Verbrennungswirkungsgrades sowie die Einsparung von Energierohstoffen ermöglicht und andererseits die beim Verbrennungsvorgang entstehenden Abgasschadstoffe begrenzt.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt im wesentlichen der Gedanke zugrunde, eine Vorrichtung aus wahlweise kombinierbaren Einrichtungen, insbesondere zur Anwendung an einem Kraftfahrzeugverbrennungsmotor oder einer Heizungsanlage zu schaffen, die einzeln oder im Zusammenwirken die Steigerung des Verbrennungswirkungsgrads ermöglichen, fossile Energierohstoffe einsparen und die beim Verbrennungsvorgang im allgemeinen entstehenden Abgasschadstoffe begrenzen.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist hierzu ein Filtergerät vorgesehen, das einerseits der Feinstfilterung eines sich beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor im Druckum-

laufsystem befindenden Fluids, wie Motorenöl, dient und gleichzeitig dem zu filternden, im Betrieb erhitzten Motorenöl eine gewisse Wärmemenge entzieht, die zur Erwärmung von beispielsweise Dieselkraftstoff herangezogen wird. Hierzu ist das Filtergerät in vorteilhafter Weise zur Wärmeübertragung, beispielsweise vom Motorenöl auf den Dieselkraftstoff, ausgebildet. Das Filtergerät weist hierzu mindestens eine Filterkammer mit einem Feinstfilterelement, durch welches das während des Betriebs des Verbrennungsmotors erhitzte Motorenöl strömt und gefiltert wird, sowie mindestens eine zweite Kammer auf, durch die das zu erwärmende Fluid, beispielsweise Dieselkraftstoff strömt.

In vorteilhafter Weise wird hierzu eine geringe Menge des zu reinigenden Fluids, beispielsweise Motorenöl, aus dem Druckumlaufsystem abgezweigt und in das Filtergerät eingeleitet. Vom Filterelement mit einer Filterkapazität von im wesentlichen 1/1000 mm werden von dem zu filternden Motorenöl Schwebeteilchen, Wasser- und unverbrannte Treibstoffteilchen zurückgehalten. In vorteilhafter Weise wird damit die Schmier- und Kühlwirkung des Motorenöls über einen wesentlich längeren Zeitraum aufrechterhalten derart, daß nur jeder fünfte bis zehnte üblicherweise notwendige Ölwechsel durchgeführt werden muß. Dadurch werden in vorteilhafter Weise beträchtliche Mengen fossiler Energierohstoffe eingespart und Altöllasten deutlich reduziert.

Erfindungsgemäß ist in der Vorrichtung eine Einrichtung zur katalytischen Beeinflussung, beispielsweise des Motorenkraftstoffs, derart vorgesehen, daß beispielsweise in der im Filtergerät vorgesehenen zweiten Kammer Metallegierungen angeordnet sind, die in vorteilhafter Weise in Form übereinander oder nebeneinander angeordneter Kegel vorgesehen sind. Es ist zweckmäßig hierzu beispielsweise Zinnlegierungen vorzusehen. Diese sind in vorteilhafter Weise in der zweiten Kammer des Filtergerätes derart angeordnet, daß durch den durch diese Kammer fließenden Motorenkraftstoff

einzelne Moleküle gelöst werden und damit der Kraftstoff katalytisch beeinflußt wird. In vorteilhafter Weise wird durch diese Kraftstoffbeeinflussung eine Optimierung des Verbrennungsprozesses und eine Kraftstoffeinsparung von im wesentlichen 10 bis 20 % bewirkt. Wie leicht ersichtlich, führt dies zu einer Einsparung fossiler Energierohstoffe und ermöglicht darüber hinaus auch bei Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren älterer Bauart den Einsatz von bleifreiem Kraftstoff. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die vom Motorenkraftstoff gelösten Zinnmoleküle die ansonsten notwendigen Bleibestandteile an den Ventilen bei Motoren älterer Bauart ersetzen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das in der Vorrichtung eingesetzte Filtergerät Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise Thermostate, Heizstäbe, Meßgeräte oder dgl., aufweist. Ein in vorteilhafter Weise in der zweiten Kammer des Filtergeräts angeordneter Heizstab bewirkt in der Aufwärmphase eines Verbrennungskraftmotors die Vorwärmung des durch die zweite Kammer des Filtergeräts fließenden Dieselkraftstoffs und trägt damit zur Begrenzung der beim Verbrennungsvorgang entstehenden Abgasschadstoffe bei. Dies wird dadurch erreicht, daß durch die Dieselkraftstoffvorwärmung wirksam der Dieselrußausstoß reduziert ist.

In Weiterbildung ist an der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine magnetische Beeinflussung beispielsweise des Motorenkraftstoffs vorgesehen. Hierzu sind am Filtergerät und/oder am Leitungssystem, welches das Filtergerät mit dem Verbrennungsmotor verbindet, Magnete angeordnet. Diese führen in vorteilhafter Weise im Elektronenfeld des Kraftstoffs zu einer Ladungstrennung mit einer hohen positiven Ladung. Wenn der Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Motors gelangt, wird er zerstäubt bzw. in Dampf umgewandelt, zieht aufgrund seiner Ladung die in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffmoleküle an und bindet diese ionisch. Dieses neue Kohlenwasserstoffmolekül erhöht den Verbrennungs-

wirkungsgrad und reduziert die bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffe, beispielsweise CO, CO2, HC und &Ngr;0_&khgr;.

In weiterer Ausgestaltung ist an der Vorrichtung ein Abgaskatalysator auf zeolithischer Basis vorgesehen. Hierdurch werden die bei der Verbrennung entstandenen Abgasschadstoffe in vorteilhafter Weise gefiltert oder neutralisiert. Dieser Abgaskatalysator ist als Einkammersystem oder Mehrkammersystem ausgebildet, wobei letzteres eine katalytische Wirkung erzielt, ohne daß durch einen überhöhten Abgasrückstau eine negative Leistungsbeeinflussung des Verbrennungskraftmotors hervorgerufen wird.

Es liegt schließlich im Rahmen der Erfindung, daß die Vorrichtung zur weiteren magnetischen Beeinflussung des beispielsweise Motorenöls oder der Motorkühlflüssigkeit wenigstens einen Magneten aufweist. Dieser wird in vorteilhafter Weise beispielsweise im Bereich des Kühlwasserkreislaufs des Verbrennungsmotors angeordnet. Dies führt zu einer geringfügigen positiven Aufladung des Verbrennungsmotors und verstärkt die vorstehend beschriebene magnetische Beeinflussung.

Es liegt schließlich noch im Rahmen der Erfindung, daß die einzelnen Merkmale, nämlich Motorenölfeinstfilterung, Motorenkraftstoff vorwärmung, katalytische Kraftstoffbeeinflussung, magnetische Kraftstoffbeinflussung und magnetische Beeinflussung wahlweise kombinierbar sind.

Wie leicht ersichtlich, ist der Anwendungsbereich der Vorrichtung nicht nur auf Verbrennungsmotoren beschränkt, sondern erstreckt sich beispielsweise auch auf Heizkraftanlagen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dies zeigt in:

Fig. 1 schematisch im Schnitt das Filtergerät der Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform sowie
5

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform;

Fig. 4 schematisch und teilweise geschnitten die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, angeordnet an einem Dieselmotor sowie

Fig. 5 gemäß der zweiten Ausführungsform, angeordnet an einem Benzinmotor;

Fig. 6 schematisch eine weitere Variante der Vorrichtung, angeordnet an einem Benzinmotor und

Fig. 7 schematisch einen Abgaskatalysator gemäß der Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das dargestellte Filtergerät 1 der Vorrichtung ein Filterelement 2, ein eine Filterkammer 3 bildendes Gehäuse und eine im Filtergerät 1 mittig angeordnete zweite Kammer 4 auf. In dieser ist ein Heizstab 5 zur Vorwärmung des Dieselkraftstoffs während der Warmlaufphase des Motors angeordnet. Die Kammer 4 weist in der dargestellten Ausführungsform übereinander angeordnete kegelförmige Metall-Legierungen 6, beispielsweise Zinnlegierungen auf. Am unteren Ende des Filtergeräts 1 ist ein Olzulaufanschluß 7 vorgesehen, durch den das während des Betriebs des Motors erhitzte und zu filternde Motoröl in das Filtergerät 1 eintritt. Das gefilterte Motoröl verläßt das Filtergerät 1 über einen hieran am oberen Ende vorgesehenen Ölablaufanschluß 8. Am unteren Ende der Kanuner 4 sind Anschlüsse 9 und 10 zur Zu- und Ableitung des zu erwärmenden Dieselkraftstoffs vorgesehen. Der Dieselkraftstoff tritt in die Kammer 4 über den Zulaufanschluß 9 ein, und

verläßt diese nach Erwärmung und katalytischer Beeinflussung durch die kegelförmigen Zinnlegierungen über den Ableitungsanschluß 10. In der dargestellten Ausführungsform ist das Filtergerät 1 am oberen Ende mittels eines Verschlußdeckels 18 verschlossen und nach außen abgedichtet. Dieser weist mittig eine Durchgangsbohrung 19 zum Austritt des gefilterten Motorenöls auf und kann zum Wechseln des Filterelements 2 oder zum Reinigen der Filterkammer 3 leicht abgenommen worden.

Fig. 4 zeigt die Anwendung der Vorrichtung an einem Dieselmotor 20. Das Filtergerät 1 wird hierbei an einer geeigneten Stelle im Motorraum befestigt. Das zur reinigende und während des Betriebs des Motors erhitzte Motoröl wird in einem Teilstrom am Öldruckwarnschalter des Motors über eine Leitung 21 entnommen und dem Filtergerät 1 am unteren Ende zugeführt. Das gereinigte Motoröl verläßt das Filtergerät 1 im oberen Bereich und wird über eine Leitung 22 in den Ölwannenbereich des Motors 20 rückgeführt. Der erwärmte und katalytisch beeinflußte Dieselkraftstoff wird nach Durchströmen der Kammer 4 der Einspritzpumpe 24 des Motor 20 mittels einer Leitung 23 zugeführt. In der dargestellten Ausführungsform sind Magnete 16 zur magnetischen Beeinflussung des Dieselkraftstoffs sowohl an der Leitung 23 als auch an einzelnen Einspritzleitungen 25 des Dieselmotors 20 vorgesehen. Darüberhinaus weist die Vorrichtung eine elektrische Einrichtung 26 zur Steuerung des Heizelements 5 zur Kraftstoffvorwärmung in der Kaltlaufphase des Dieselmotors 20 auf.

Die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte zweite Ausführungsform der Vorrichtung ist insbesondere zum Betrieb an einem Benzinmotor vorgesehen. Sie unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Metallkegel 6 zur katalytischen Kraftstoffbeeinflussung in einer zweiten Kammer 13 außerhalb des Filtergeräts 1 nebeneinander angeordnet sind. Der Kraftstoff tritt in die Kam-

mer 13 über einen Zulaufanschluß 11 ein und verläßt diese nach katalytischer Beeinflussung über den Anschluß 12. Durch die Anordnung der Kammer 13 außerhalb des Filtergeräts 1 wird eine unerwünschte Dampfblasenbildung beim Ottokraftstoff wirksam vermieden.

Fig. 5 zeigt die Anordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 an einem Benzinmotor 27. Das zu reinigende Motoröl wird dem Benzinmotor in einem Teilstrom am Öldruckwarnschalter entnommen und strömt dem Oleintrittsanschluß 7 am unteren Ende des Filtergeräts 1 zu. Das gereinigte Motoröl verläßt das Filtergerät 1 über einen am Verschlußdeckel 18 des Filtergeräts 1 außermittig angeordneten Ablaufanschluß 8 und strömt dem Ölwannenbereich des Motors 27 über eine Leitung 29 wieder zu. Der katalytisch zu beeinflussende Motorkraftstoff tritt in die Kammer 13 über einen Zulauf anschluß 11 ein und verläßt diese über einen Ablaufanschluß 12. Im Anschluß hieran wird der Motorkraftstoff über eine Leitung 30 der Benzinpumpe 28 des Benzinmotors 27 zugeführt. In der dargestellten Ausführungsform sind Magnete 16 an der Leitung 30 und an der Steigleitung 31 von der Benzinpumpe 28 zur Kraftstoffaufbereitungseinrichtung des Motors 27 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ausführungsform der Vorrichtung mit jeweils zwei Filterelementen 2 und zwei Kammern 13. Das zu reinigende Motoröl tritt in die Filterkammer 3 über einen am Filtergerät 1 mittig unten angeordneten Ölzulaufanschluß 9 ein und verläßt das Filtergerät 1 nach Durchströmen der zwei Filterelemente 2 über einen am unteren Ende des Filtergeräts 1 angeordneten Ölablaufanschluß 10. Die Kammer 4 weist ein Wärmeaustauschrohr 33 zur Erwärmung des Dieselkraftstoffs auf. Der Dieselkraftstoff tritt in eine erste Kammer 13 über einen Zulaufanschluß 11 ein, und verläßt diese nach Erwärmung über einen Heizstab 5 und katalytischer Beeinflussung mittels der Metallkegel 6 über einen Ablauf anschluß 12. Nach Austritt aus der ersten Kam-

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mer 13 tritt der Dieselkraftstoff in eine zweite Kammer 13 ein und verläßt diese nach weiterer katalytischer Beeinflussung über einen Ablaufanschluß 12. Im Anschluß hieran wird der Dieselkraftstoff über eine Leitung 34 und einen Zulaufanschluß 14 dem Warmeaustauschrohr 33 zur Erwärmung zugeführt. Der erwärmte Dieselkraftstoff verläßt dieses über einen Ablauf anschluß 15. Die in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsform zeigt eine Anordnung von Magneten 16 am Leitungssystem zwischen den zwei Kammern 13 und der Leitung 34.

Die in Fig. 6 dargestellte weitere Variante zeigt die Kammer 4 mit darin übereinander angeordneten Metallkegeln 6. Der Kraftstoff tritt über den Zulaufanschluß 11 in die Kammer 4 ein, umströmt die hierin angeordneten Metallkegel 6 und tritt über den Ablaufanschluß 12 aus der Kammer 4 aus. Wie aus der dargestellten Ausführungsform ersichtlich, sind Magnete 16 zur magnetischen Beeinflussung des Kraftstoffs an einer Leitung 30 zwischen dem Ablaufanschluß 12 und der am Benzinmotor 27 angeordneten Benzinpumpe 28 vorgesehen. Die dargestellte Ausführungsform weist zudem einen an der Kammer 4 angeordneten, in vergrößerter Darstellung abgebildeten Magneten 16' auf. Wie beispielsweise aus Fig. 6 ersichtlich, sind als Zulauf- und Ablaufanschlüsse an der Kammer 4 Bajonettverschlüsse vorgesehen.

Wie insbesondere Fig. 7 zeigt, weist die Vorrichtung zur Reduzierung der durch die Verbrennung im Verbrennungsmotor entstandenen Abgasschadstoffe einen am Motor angeordneten Abgaskatalysator 17 auf zeolithischer Basis auf. In diesem werden in vorteilhafter Weise die während des Verbrennungsvorgangs entstandenen Abgangsschadstoffe gefiltert oder neutralisiert.

Die in Fig. 1-6 gezeigten Ausführungsformen zeigen die Anordnung der Magnete 16. Diese sind jeweils in Form von die einzelnen Leitungen umschließender Magnete angeordnet.

Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, sind Magnete 16' auch zur Anordnung um die Kammer 4 zur katalytischen Kraftstoffbeeinflussung vorgesehen.

Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht beschriebener Merkmale wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

OJ 5CD

Claims

PATENTANWALT G. ZEITLER

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POSTFACH 26 02 51 TELEX: 523 535 zeit d HERRNSTRASSE15

D-8000 MÜNCHEN 26 TELEFAX 089 / 22 26 27 D-8000 MÜNCHEN 22

3383 Sö/Br.

Anita SANDER
Monakamer Kirchweg 20

D-7263 Bad Liebenzeil 4

Vorrichtung zur Energieeinsparung und Abgasminderung bei
Verbrennungsmotoren und dgl. Verbrennungsanlagen

Schutzansprüche:
15

1. Vorrichtung zur Energieeinsparung und Abgasminderung bei Verbrennungsmotoren und dgl. Verbrennungsanlagen
dadurch gekennzeichnet,

*® daß ein Filtergerät (1) einerseits zur Filterung eines sich in einem Umlaufsystem befindenden ersten Fluids, wie Motorenöl, Kraftstoff, Wasser, Kühlflüssigkeit oder dgl., und andererseits zur Erwärmung und/oder Filterung und/oder katalytischen Beeinflussung eines anderen Fluids, beispiels-

weise Motorenkraftstoff, ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergerät (1) zur Wärmeübertragung von dem ersten Fluid auf das andere Fluid ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergerät (1) mindestens ein Feinstfilterelement (2) mit einer Filterkapazität von im wesentlichen 1/1000 mm aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergerät (1) mindestens

eine Filterkammer (3) und mindestens eine zweite Kammer (4) zur Erwärmung und/oder Filterung und/oder katalytischen Beeinflussung des anderen Fluids aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (4) Zusatzeinrichtungen (5), wie Thermostate, Heizstäbe, Meßgeräte und dgl., vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (4) Metallegierungen, wie beispielsweise Zinnlegierungen, zur katalytischen Beeinflussung des anderen Fluids vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegierungen in Form übereinander oder nebeneinander angeordneter Kegel (6) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Filtergerät (1) Magnete (16) zur magnetischen Beeinflussung des anderen Fluids vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergerät (1) an einem Verbrennungsmotor (20, 27) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbrennungsmotor (20, 27) ein Abgaskatalysator (17) auf zeolithischer Basis angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbrennungsmotor (20, 27) ein Magnet zur magnetischen Beeinflussung des ersten Fluids vorgesehen ist.