Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen. Unterschiedliche Vorrichtungen zur Aufbereitung von Kraftstoffen sind bekannt. So ist beispielsweise aus Dokument DE 202010011818 Ui ein Wirbelkammersystem zur Verbesserung der Qualität von flüssigem und/oder gasförmigem Kohlenwasserstoff bekannt. Weiterhin ist bekannt, dass an Kraftstoffleitungen Magnete angeordnet sind, die eine Diamagnetisierung und damit eine Ausrichtung der Kohlenwasserstoffmoleküle des Kraftstoffs bewirken. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, flüssige und gasförmige Kraftstoffe so aufzubereiten, dass die Kohlenstoffketten der Kohlenwasserstoffe verkürzt werden, dementsprechend die Kraftstoffe besser mit Sauerstoff reagieren und somit zündfreudiger sind und effizienter verbrennen. Die Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen, umfasst ein Gehäuse mit einer Zulauföffnung und einer Ablauföffnung. Durch die Zulauföffnung tritt der Kraftstoff
Hau n›- ii -> n›g-4r-1477.gni PCT/DE2024/000099 in die Vorrichtung ein und durch die Ablauföffnung wieder aus der Vorrichtung aus. Das Gehäuse umschließt einen Gehäuseinnenraum in dem innere Strukturen angeordnet sind, die den Kraftstoffstrom mehrfach umlenken und verwirbeln. Weiterhin wirkt auf den Gehäuseinnenraum ein Magnetfeld, vorzugsweise ausgehend von einem Permanentmagneten, ein. Durch die Mehrfachumlenkung und Verwirbelung des Kraftstoffstroms wird die Dauer der Einwirkung des Magnetfeldes auf den Kraftstoff erhöht. Infolgedessen wird die aus der Diamagnetisierung des Kraftstoffs resultierende Wirkung verbessert. Die inneren Strukturen weisen Kanten auf, die aufgrund der Umlenkung Turbulenzen bewirken. Diese Turbulenzen führen dazu, dass die Kohlenstoffketten der Kraftstoffe geteilt und damit verkürzt werden, so dass der Kraftstoff besser und mit mehr Sauerstoff reagiert. Da die Sauerstoffmoleküle paramagnetisch sind, erfahren sie aufgrund ihrer um Größenordnungen höheren Suszeptibilität ebenfalls eine starke magnetische Kraft, wodurch während des komplexen Reaktionsverlaufes weitere paramagnetische Radikale entstehen. Dementsprechend verbrennt der Kraftstoff zündfreudiger, effizienter und rückstandsfreier. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den nachgeordneten Ansprüchen offenbart. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zwei miteinander verbindbare Gehäuseteile umfasst und die Zulauföffnung sowie die Ablauföffnung einander gegenüberliegend in einem zentralen Bereich des Gehäuses angeordnet sind. Das Gehäuse ist bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet. Als zentraler Bereich des Gehäuses ist der Bereich zu verstehen, der sich entlang der Längsachse des Gehäuses von der Zulauföffnung zur Ablauföffnung erstreckt.
Hau ->n›rz-4r-1477r) -nni 4 PCT/DE2024/000099 Die beiden Gehäuseteile ermöglichen durch das Lösen voneinander, dass die inneren Strukturen montagefreundlich eingebracht sowie gegebenenfalls gereinigt beziehungsweise ausgetauscht werden können. Die inneren Strukturen umfassen bevorzugt zumindest ein erstes Umlenkelement, wobei das erste Umlenkelement scheibenförmig ausgebildet und quer zur Strömungsrichtung der Zulauföffnung gegenüberliegend - also im zentralen Bereich - angeordnet ist. Die Strömungsrichtung ist durch die direkte Verbindung zwischen Zulauföffnung und Ablauföffnung definiert. Der Außenrand des ersten Umlenkelements ist von der Begrenzung des Gehäuseinnenraums durch das Gehäuse zurückgesetzt, so dass der Kraftstoffstrom von der Zulauföffnung auf das erste Umlenkelement trifft, nachfolgend radial nach außen umgelenkt wird und zwischen dem von der Innenbegrenzung des Gehäuses zurückgesetzten Außenrand des ersten Umlenkelements und der Begrenzung des Gehäuseinnenraums in axialer Richtung strömt. Durch die Umlenkung des Kraftstoffstroms beim Auftreffen auf das scheibenförmige erste Umlenkelement sowie bei der zweiten Umlenkung an der Kante des Außenrandes des ersten Umlenkelements werden die Kohlenstoffketten des Kraftstoffs geteilt und somit gekürzt, so dass die oben genannten Vorteile eintreten. Gemäß einer verbesserten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die inneren Strukturen, weiterhin aus mindestens einem zweiten Umlenkelement bestehen. Auch das zweite Umlenkelement ist scheibenförmig ausgebildet, quer zur Strömungsrichtung orientiert und zum ersten Umlenkelement beabstandet angeordnet. Im Unterschied zum ersten Umlenkelement erstreckt sich das zweite Umlenkelement allerdings bis zur Begrenzung des Gehäuseinnenraumes, so dass der Kraftstoffstrom hier nach dem Umströmen des ersten Umlenkelements wieder in radialer Richtung zum zentralen Bereich umgelenkt wird. Im zentralen Bereich des zweiten Umlenkelements ist zumindest eine Durchlassöffnung eingebracht, so dass der Kraftstoffstrom wieder
umgelenkt wird und durch die Durchlassöffnung des zweiten Umlenkelements strömt. Durch die Kombination von mehreren ersten und zweiten Umlenkelementen erfolgt eine vorteilhafte Mehrfachumlenkung des Kraftstoffstroms, so dass die Kohlenstoffketten des jeweiligen Kraftstoffs geteilt und entsprechend gekürzt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind mehrere erste Umlenkelemente und zweite Umlenkelemente in Reihe wechselnd nacheinander angeordnet, wobei nach der Zulauföffnung und vor der Ablauföffnung jeweils ein erstes Umlenkelement angeordnet ist. Damit ist eine sinnvolle Anordnung der Umlenkelemente angegeben. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am ersten Umlenkelement und/oder am zweiten Umlenkelement mindestens ein Leitelement, bevorzugt bis angeordnet sind, wobei sich die Leitelemente von einem der Zulauföffnung gegenüberliegenden zentralen Bereich aus schräg nach außen erstrecken. Durch die Leitelemente erhält der Kraftstoffstrom einen Impuls und wird dementsprechend von der radialen Richtung in Umfangsrichtung der Umlenkelemente abgelenkt, so dass sich eine spiralförmige Strömung herausbildet. Damit erfolgt eine vorteilhafte zusätzliche Richtungsänderung und damit Umlenkung des Kraftstoffstroms. Einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung entsprechend sind die Leitelemente bogenförmig ausgebildet. Durch die bogenförmigen Leitelemente erfolgt auf vorteilhafte Weise die Umlenkung des Kraftstoffstroms am Rand der Umlenkelemente nahezu in Umfangsrichtung. Bevorzugt weisen die bogenförmigen Leitelemente die Krümmung einer Fibonacci- Spirale auf.
Die Fibonacci- Spirale ist wichtig für die naturnahe Verwirbelung von Flüssigkeiten und den größtmöglichen Effekt für Körper und den umgebenden Raum. Die positive Wirkung des Fibonacci- Spiralen- Prinzips wurde mit der Erfindung umgesetzt. Lässt man die Flüssigkeit durch die als Wirbelkammer ausgebildeten inneren Strukturen fließen, so entsteht am Ausgang eine Doppel- Helix- Struktur, die für eine optimale Grundresonanz der Moleküle sorgt. Diese optimale Grundresonanz trägt ebenfalls dazu bei, den Reaktionsprozess während der Verbrennung positiv zu beeinflussen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Leitelemente auf beiden Seiten des ersten oder zweiten Umlenkelements angeordnet. Dementsprechend kann das jeweils andere Umlenkelement ohne Leitelemente und damit als einfache Scheibe kostengünstig ausgeführt werden. Bevorzugt ist das erste Umlenkelement mit beiderseitig angeordneten Leitelementen ausgebildet. Einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung entsprechend ragen die am ersten Umlenkelement angeordneten Leitelemente über den Außenrand dieses Umlenkelementes hinaus. Bevorzugt erstrecken sie sich dabei bis zum Gehäuse, so dass damit vorteilhaft die Lage der ersten Umlenkelemente im Gehäuse fixiert ist. Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im zentralen Bereich des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten Umlenkelementes ein Verbindungselement angeordnet, wobei die ersten und zweiten Umlenkelemente auf das Verbindungselement aufsteckbar sind. Dazu sind die Umlenkelemente mit einer korrespondierenden Durchgangsöffnung versehen. Ein Umlenkelement kann auch fest mit dem Verbindungselement verbunden sein. Mit dem die Umlenkelemente verbindenden Verbindungselement werden diese auf vorteilhafte Weise fixiert und die Montage vereinfacht.
Hau n-; - 2r12-4E-1477n1-1-=! e - 7 PCT/DE2024/000099 Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Dauermagnet im zentralen Bereich des mindestens einen ersten oder zweiten Umlenkelementes angeordnet. Dementsprechend kann der Dauermagnet an vorteilhafter Position angeordnet und zugleich platzsparend in das Verbindungselement integriert werden. Ebenso ist vorteilhaft vorgesehen, dass mehrere Dauermagnete in das Gehäuse integriert sind. Damit kann auf vorteilhafte Weise das Magnetfeld verstärkt und damit die diamagnetische beziehungsweise paramagnetische Wirkung auf den die inneren Strukturen durchströmenden Kraftstoff gesteigert werden. Bevorzugt sind die Dauermagnete als Hochtemperaturmagneten ausgebildet. Aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit der Dauermagnete kann die erfindungsgemäße Vorrichtung hohen Temperaturen ausgesetzt und damit auf vorteilhafte Weise in unmittelbarer Nähe des Verbrennungsmotors angeordnet werden. Dementsprechend wird die Wirkung der Magnete und der inneren Strukturen auf den Kraftstoff bis unmittelbar vor der Einspritzung aufrechterhalten. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ablauföffnung als Ablaufrohr und/oder die Zulauföffnung als Zulaufrohr ausgebildet. Vorteilhaft ist das Gehäuse dementsprechend mit einem rohrförmigen Anschluss ausgebildet. Einerseits kann auf das Rohr vorteilhaft ein Kraftstoffschlauch aufgesteckt werden. Gegebenenfalls sind der Rohranschluss und der Kraftstoffschlauch mit korrespondierenden Schnellverschlüssen (z.B. Bajonett- und Schraubverschlüsse) ausgebildet. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Leitungen mit höherem Kraftstoffdruck ( beispielsweise nach der Einspritzpumpe installiert werden. Zugleich wird damit ist eine einfache und kostengünstige Integration in das Kraftstoffsystem ermöglicht.
Hau n›-m-,n2g-041477gni-H.. 9 PCT/DE2024/000099 Mit der Erfindung wird dementsprechend ein breites Anwendungsgebiet, wie insbesondere zum Einsatz für Fahrzeugmotoren, Blockheizkraftwerken und Heizkesseln relativ kostengünstig, abgedeckt. Besonders vorteilhaft ist das Ablaufrohr konisch verjüngt ausgebildet. Insbesondere ist die konische Verjüngung mit einem hyperbelförmigen Profil, ausgebildet. Damit wird auf vorteilhafte Weise erreicht, dass die Geschwindigkeit des Kraftstoffstroms allmählich erhöht wird, was sich positiv auf die Wirkung der nachfolgend angeordneten Venturidüse auswirkt. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Ablaufrohr eine Venturidüse angeordnet. Am Innenumfang der Venturidüse sind Zuführungsöffnungen vorgesehen, die eine Zuführung von Luft, Wasser, Additiven und/oder einem anderen Kraftstoff, wie beispielsweise Wasserstoff, ermöglichen. Bevorzugt ist die Zuführungsöffnung ringförmig ausgebildet. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass dem Kraftstoffstrom gleichmäßig Wasser, Wasserstoff und/oder andere, auf die Verbrennung des Kraftstoffs positiv wirkende Stoffe, dem Kraftstoffstrom gut vermischt zugesetzt werden können. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Venturidüse mit einer galvanischen Beschichtung, insbesondere mit einer Kupferbeschichtung versehen und/oder feinporig ausgebildet und/oder mit einer PTFE Membran ausgebildet. Zum einen bewirkt die Kupferbeschichtung eine erhöhte Verschleißfestigkeit und damit die Langlebigkeit der Venturidüse. Zum anderen vermeiden diese Materialien Verunreinigungen durch Mikroorganismen ( z.B. Bakterien) und können damit Schäden vom Verbrennungssystem abwenden.
Hau n›- n1 -, 11:)<-4n4:77r11-1-4,.p t—r-1019 PCT/DE2024/000099 Durch die feinporige Ausbildung der Zuführungsöffnungen kann die Zuführung der Zusatzstoffe in der Venturidüse sehr gut verteilt erfolgen. Durch die Erfindung wird weiterhin eine Anordnung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen bereitgestellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens eine Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer zu einem Verbrennungsmotor oder einem Heizkessel führenden Kraftstoffleitung angeordnet ist. Bevorzugt ist die Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen möglichst nahe am Brennraum angeordnet, um die mit der Erfindung bereitgestellten vorteilhaften Wirkungen bei der Verbrennung möglichst unvermindert wirksam werden zu lassen. Die Erfindung wird anhand von Figuren dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur eine Längsschnittdarstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen, Figur eine Perspektivdarstellung eines ersten Umlenkelements mit Leitelementen und eines zweiten Umlenkelements als Explosionsdarstellung, Figur eine Querschnittdarstellung eines ersten Umlenkelements mit Leitelementen gemäß Fig. Figur eine Längsschnittdarstellung einer modifizierten Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen mit einer in einem Ablaufrohr angeordneten Venturidüse. Die Figur zeigt die Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen. Das Gehäuse la, lb der Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen besteht aus zwei miteinander verbundenen Gehäuseteilen lb. Die Gehäuseteile lb können beispielsweise miteinander verschraubt sein. In den Gehäuseteilen
Hau n — 1 -4(-1477ri -H , et, - nr.12n PCT/DE2024/000099 lb ist eine Zulauföffnung und eine Ablauföffnung vorgesehen, durch die der aufzubereitende Kraftstoff der Vorrichtung als Kraftstoffstrom K zuströmt und wieder aus der Vorrichtung abströmt. Die Gehäuseteile lb umschließen einen Gehäuseinnenraum, in dem erfindungsgemäß die wirksamen inneren Strukturen die hier als Umlenkelemente und als Leitelemente ausgebildet, angeordnet sind. Die scheibenförmigen Umlenkelemente sind auf ein im zentralen Bereich lc des Gehäuses lb angeordnetes Verbindungselement aufgesteckt. In das Verbindungselement ist ein Dauermagnet integriert. Wie die Perspektivdarstellung einer bevorzugten Ausbildung der inneren Strukturen in Figur zeigt, trifft der durch die Zulauföffnung eintretende Kraftstoffstrom K zunächst auf ein erstes scheibenförmiges Umlenkelement wird von diesem in radialer Richtung abgelenkt und durch die bogenförmig ausgebildeten und mit dem ersten Umlenkelement verbundenen Leitelemente weiter in Umfangsrichtung des ersten scheibenförmigen Umlenkelementes abgelenkt. Nachfolgend erfolgt eine weitere Umlenkung des Kraftstoffstroms K am Außenrand 5a des ersten Umlenkelements wobei der Kraftstoffstrom K zwischen dem Außenrand 5a des ersten Umlenkelements und der Innenbegrenzung des Gehäuses la durchtritt. Nachfolgend trifft der Kraftstoffstrom K auf ein zum ersten Umlenkelement beabstandet angeordnetes, zweites scheibenförmiges Umlenkelement das hier aufgrund der Explosionsdarstellung mit einem größeren Abstand zum ersten Umlenkelement dargestellt ist. Tatsächlich liegt das zweite scheibenförmige Umlenkelement an den mit dem ersten Umlenkelement verbundenen Leitelementen an. Der Kraftstoffstrom K wird vom zweiten Umlenkelement und dem bogenförmig ausgebildeten Leitelement in radialer Richtung abgelenkt und letztlich zu dem zentralen Bereich 6z des zweiten scheibenförmigen Umlenkelements geführt, wo der Kraftstoffstrom
Hau n›- ni - PCT/DE2024/000099 K durch die im zentralen Bereich 6z angeordnete Durchlassöffnung 6a des zweiten Umlenkelements in axialer Richtung durchtritt. Anschließend folgt vorzugsweise wieder ein erstes Umlenkelement wie in Figur zu erkennen ist. Die Anordnung der ersten und zweiten Umienkelemente kann in wechselnder Folge fortgesetzt werden. Als letztes Umlenkelement ist vorzugsweise ein erstes Umlenkelement angeordnet nach dessen äußerer Umströmung der Kraftstoffstrom K in die hier als Ablaufrohr ausgebildete Ablauföffnung eintritt. Der Verlauf des Kraftstoffstroms K beim Auftreffen auf das erste Umlenkelement wird in der Querschnittsdarstellung in Figur noch einmal verdeutlicht. Letztlich tritt der in Umfangsrichtung abgelenkte Kraftstoffstrom K zwischen dem ersten Umlenkelement und dem Gehäuseteil la in axialer Richtung zum zweiten Umlenkelement hindurch. Wie in Fig. erkennbar, erfolgt nach dem Durchtritt des Kraftstoffstroms K zwischen erstem Umlenkelement und Gehäuseteil la ein Richtungswechsel, der einerseits aus der Orientierung der Leitelemente und andererseits daraus erfolgt, dass im zentralen Bereich 6z des zweiten Umlenkelements Durchtrittsöffnungen 6a für den Kraftstoffstrom K zwischen den Distanzstegen 6b vorgesehen sind. Mit den Distanzstegen 6b als Abstandshalter ist das zweite Umlenkelement auf das zylindrische Verbindungselement aufgeschoben und damit fixiert. Hier ist das zylindrische Verbindungselement fest mit dem ersten Umlenkelement verbunden. Genauso ist es möglich, dass alle Umlenkelemente auf das Verbindungselement aufgeschoben werden. Nachfolgend ist vorzugsweise wieder ein erstes Umlenkelement (nicht dargestellt) angeordnet. Durch die mehrfache Umlenkung werden die Kohlenstoffketten der Kraftstoffe erfindungsgemäß getrennt, damit verkürzt und
Hau rr›-ni->n›g-4r-1477tzni-H„ PCT/DE2024/000099 ermöglichen somit vorteilhaft eine bessere Reaktion mit Sauerstoff bei der Verbrennung, beispielsweise in einem Verbrennungsmotor. Nachdem die Umlenkelemente umströmt beziehungsweise durchströmt sind, tritt der Kraftstoffstrom K in die Ablauföffnung die hier als Ablaufrohr ausgebildet ist, ein, wie Figur zeigt. Auf das Ablaufrohr kann ein Schlauch aufgeschoben werden, der beispielsweise zu einem Verbrennungsmotor ( nicht dargestellt) führt. Im Verbindungselement ist ein starker Dauermagnet angeordnet, der durch eine diamagnetische/paramagnetische Wirkung die Ausrichtung der Kohlenwasserstoffketten und der Sauerstoffmoleküle des Kraftstoffs bewirkt. Damit bieten die Kohlenstoffketten des Kraftstoffs mehr Möglichkeiten, Verbindungen mit Sauerstoff einzugehen wodurch die Zündfreudigkeit und Effizienz der Verbrennung erhöht wird. Weiterhin sind im Gehäuseteil la Dauermagnete angeordnet, wie Fig. zeigt. Die Figur zeigt auf der linken Seite die im Wesentlichen aus Fig. bekannte Vorrichtung zur Aufbereitung/Aufschluss von Kraftstoffen. Das Ablaufrohr ist hier modifiziert ausgebildet. Nach den aus Fig. bekannten aktiven inneren Strukturen mit den scheibenförmigen Umlenkelementen und bogenförmig ausgebildeten Leitelementen schließt sich ein Auslaufabschnitt 3a des Ablaufrohres an. Der Auslaufabschnitt 3a weist einen hyperbelförmigen Längsguerschnittsverlauf auf. Durch die vom Bereich der inneren Strukturen ausgehende allmähliche Querschnittsverringerung wird erreicht, dass der Kraftstoffstrom K zunehmend beschleunigt wird. Damit kann die
Hau n2 -- ni->n,g-4r-1477ni 9 e — PCT/DE2024/000099 Wirkung der nachfolgend angeordneten Venturidüse 12 verstärkt werden. Zugleich rotiert der Kraftstoffstrom K im Auslaufabschnitt 3a infolge der Anregung durch die Leitelemente An den Auslaufabschnitt 3a schließt sich eine Venturidüse 12 an. In der Venturidüse 12 sind am Innenumfang eine oder mehrere Zuführungsöffnungen 14 angeordnet, die mittels eines Zuführungsanschlusses 13 die Zuführung von Luft, Wasser und/oder Wasserstoff zum Kraftstoffstrom K ermöglichen. Besonders vorteilhaft ist eine umlaufende schlitzförmige Zuführungsöffnung vorgesehen. Durch die Zuführung von Luft, Wasser beziehungsweise Wasserstoff zum Kraftstoffstrom K kann auf vorteilhafte Weise bewirkt werden, dass diese sich positiv auf die Verbrennung auswirken, nachdem diese Zusatzstoffe dem Kraftstoffstrom gut verteilt beigemischt werden. Durch die Zusatzstoffe wird die Verbrennung optimiert und damit das Emissionsverhalten deutlich verbessert. Des Weiteren zeigt der deutlich verbesserte Verbrennungsprozess auch im gesamten Antriebssystem ein reduzierteres Verschleißverhalten.