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Title:
FUEL TREATMENT DEVICE AND SYSTEM COMPRISING A FUEL TREATMENT DEVICE AND A COMBUSTION UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/073088
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel treatment device (1) which is used to treat a liquid fuel (2) and to feed the same to a combustion unit (50) for burning. An emulsion generating device (8) is provided, which has at least one inlet (9) and at least one outlet (10). The at least one outlet (10) is connectable to the combustion unit (50). Liquid fuel (2), water (3) and a process gas (4) can be supplied to the at least one inlet (9). The emulsion generating device (8) is designed to swirl the liquid fuel (2), the water (3) and the process gas (4), as a result of which a fuel emulsion (5) is formed. The emulsion generating device (8) is designed to discharge the fuel emulsion (5) at the at least one outlet.

Inventors:
TISCHNER JOHANN (DE)
KEOGH ERIC (DE)
SCHULTZ-BRUMMER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/080055
Publication Date:
May 04, 2023
Filing Date:
October 27, 2022
Export Citation:
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Assignee:
TISCHNER JOHANN (DE)
KEOGH ERIC (DE)
SCHULTZ BRUMMER STEFAN (DE)
International Classes:
F23K5/12
Domestic Patent References:
WO2011037077A12011-03-31
Foreign References:
US20100236134A12010-09-23
DE3213283A11982-11-18
EP2330286A12011-06-08
Attorney, Agent or Firm:
FLACH BAUER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) , um einen flüssigen Brennstoff (2) aufzubereiten und einer Verbrennungseinheit (50) zum Verbrennen zuzuführen, mit den folgenden Merkmalen:

- es ist eine Emulsionerzeugungseinrichtung (8) vorgesehen, die zumindest einen Eingang (9) und zumindest einen Ausgang (10) aufweist;

- der zumindest eine Ausgang (10) ist mit der Verbrennungseinheit (50) verbindbar;

- flüssiger Brennstoff (2) , Wasser (3) und ein Prozessgas (4) sind dem zumindest einen Eingang (9) zuführbar;

- die Emulsionerzeugungseinrichtung (8) ist dazu ausgebildet, den flüssigen Brennstoff (2) , das Wasser (3) und das Prozessgas (4) miteinander zu verwirbeln, wodurch eine Brennstoff emulsion (5) gebildet wird;

- die Emulsionerzeugungseinrichtung (8) ist dazu ausgebildet die Brennstoff emulsion (5) an dem zumindest einen Ausgang auszugeben.

2. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der flüssige Brennstoff (2) besteht aus oder umfasst eine Ölbasis wie Pflanzenöl, Erdöl, insbesondere Diesel, Heizöl, Benzin oder einen synthetischen Brennstoff; und/oder

- das Prozessgas (4) umfasst Luft, Wasserstoff, Sauerstoff und/oder Kohlenstoffdioxid. 3. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- es ist eine erste Dosiereinrichtung (20) vorgesehen und dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff (2) zu dosieren; und/oder

- es ist eine zweite Dosiereinrichtung (21) vorgesehen und dazu ausgebildet, um das Wasser (3) zu dosieren; und/ oder

- es ist eine dritte Dosiereinrichtung (22) vorgesehen und dazu ausgebildet, um das Prozessgas (4) zu dosieren .

4. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- die zweite Dosiereinrichtung (21) ist dazu ausgebildet, das Waser (3) derart zu dosieren, dass mehr als 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60% oder mehr als 65% aber vorzugsweise weniger als 70% der Gewichtseinheiten, die der Emulsionerzeugungseinrichtung (8) zugeführt werden, Wasser (3) sind;

- die erste und die dritte Dosiereinrichtung (20, 22) sind dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff (2) bzw. das Prozessgas (3) zu dosieren, die den restlichen Anteil der Gewichtseinheiten darstellen.

5. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:

- die erste, zweite und dritte Dosiereinrichtung (20, 21, 22) sind dazu ausgebildet, den flüssigen Brennstoff (2) , das Wasser (3) und das Prozessgas (4) simultan zu dosieren und der Emulsionerzeugungseinrichtung (8) simultan zuzuführen. 6. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:

- die erste und die dritte Dosiereinrichtung (20, 22) sind dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff (2) und das Prozessgas (4) derart zu dosieren, dass mehr Gewichtseinheiten von dem flüssigen Brennstoff (2) als von dem Prozessgas (4) der Emulsionerzeugungseinrichtung (8) zugeführt werden.

7. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale :

- die Emulsionerzeugungseinrichtung (8) umfasst einen Antriebsmotor (25) und eine Verwirbelungseinheit (26) ;

- die Verwirbelungseinheit (26) umfasst ein Gehäuse (27) und einen Rotor (30) ;

- der Rotor (30) ist mit einer Welle des Antriebsmotors (25) drehfest gekoppelt;

- das Gehäuse (27) umfasst den zumindest einen Eingang (9) und den zumindest einen Ausgang (10) ;

- die Verwirbelungseinheit (26) ist dazu ausgebildet, um durch Drehen des Rotors (30) zumindest den flüssigen Brennstoff (2) , das Wasser (3) und das Prozessgas (4) zu verwirbeln und die so gebildete Brennstoff emulsion (5) an dem zumindest einen Ausgang (10) auszugeben.

8. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der zumindest eine Eingang (9) ist an einer Stirnseite (37) des Gehäuses (27) angeordnet;

- der zumindest eine Ausgang (10) ist an einer Seitenfläche (38) des Gehäuses (27) angeordnet. 9. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der Rotor (30) umfasst mehrere kreisförmige Segmente,

(45, 46, 47) die verschiedene Durchmesser aufweisen und die radial voneinander beabstandet sind und sich um ein gemeinsames Zentrum (48) herum erstrecken;

- die mehreren kreisförmigen Segmente (45, 46, 47) umfassen voneinander beabstandete Öffnungen (55) , die derart angeordnet sind, dass sich ein Fluidstrom vom innersten Segment (45) zum äußersten Segment (47) einstellen kann.

10. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- die Öffnungen (55) erstrecken sich lediglich in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente (45, 46, 47 ) ; oder

- die Öffnungen (55) erstrecken sich in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente (45, 46, 47) und sind außerdem in Draufsicht auf den Rotor (30) geöffnet.

11. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch

9 oder 10, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- die Öffnungen (55) eines kreisförmigen Segments (45, 46, 47) sind zu den Öffnungen (55) eines benachbarten kreisförmigen Segments (45, 46, 47) in gleicher Winkellage oder in ihrer Winkellage um das gemeinsame Zentrum (48) herum versetzt angeordnet.

12. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal : zumindest zwei oder alle kreisförmige Segmente (45, 46, 47) erstrecken sich unterschiedlich weit in Richtung der Längsachse (57) des Rotors (30) , sodass ein Fluidstrom nicht nur radial, sondern auch mit einer Komponente in Richtung der Längsachse (57) es Rotors (30) bewegt wird.

13. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:

- das kreisförmige Segment (45) , welches am nächsten zum Zentrum (48) angeordnet ist, erstreckt sich am weitesten entlang der Längsachse (57) des Rotors (30) und das kreisförmige Segment (47) , welches am weitesten vom Zentrum (48) beabstandet ist, erstreckt sich am wenigsten weit entlang der Längsachse (57) des Rotors ( 30 ) ; oder

- das kreisförmige Segment (45) , welches am nächsten zum Zentrum (48) angeordnet ist, erstreckt sich am wenigsten weit entlang der Längsachse (57) des Rotors (30) und das kreisförmige Segment (47) , welches am weitesten vom Zentrum (48) beabstandet ist, erstreckt sich am weitesten entlang der Längsachse (57) des Rotors (30) .

14. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal :

- die Öffnungen (55) innerhalb zumindest eines kreisförmigen Segments (45, 46, 47) sind gleich groß; oder zumindest zwei Öffnungen (55) innerhalb zumindest eines kreisförmigen Segments (45, 46, 47) sind unterschiedlich groß.

15. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal :

- die Öffnungen (55) in zumindest zwei oder allen der kreisförmigen Segmente (45, 46, 47) sind gleich groß; oder

- eine Größe von zumindest einer Öffnung (55) oder von allen Öffnungen (55) in einem kreisförmigen Segment (45, 46, 47) unterscheidet sich von einer Größe zumindest einer Öffnung (55) oder allen Öffnungen (55) in einem anderen kreisförmigen Segment (45, 46, 47) .

16. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- die Verwirbelungseinheit (26) umfasst einen Stator (70) ;

- der Stator (70) umfasst ein kreisförmiges Segment (71) oder mehrere kreisförmige Segmente (71, 72, 73) , die verschiedene Durchmesser aufweisen und die radial voneinander beabstandet sind und sich um ein gemeinsames Zentrum (75) herum erstrecken;

- das eine kreisförmige Segment (71) umfasst oder die mehreren kreisförmigen Segmente (71, 72, 73) umfassen voneinander beabstandete Öffnungen (76) ; zwischen zwei benachbarten kreisförmigen Segmenten (45, 46, 47) des Rotors (30) ist ein kreisförmiges

Segment (71, 72, 73) des Stators (70) angeordnet.

17. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch

16, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Rotor (30) umfasst im Bereich seines Zentrums (48) gekrümmte Erhebungen (60) , die sich radial vom Zentrum (48) nach außen hin weg erstrecken;

- die gekrümmten Erhebungen (60) sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet;

- der Stator (70) umfasst im Bereich seines Zentrums (75) einen durchgehenden Versorgungskanal (80) , der an dem zumindest einen Eingang (9) der Verwirbelungseinheit (26) austritt;

- der durchgehende Versorgungskanal (80) des Stators (70) ist in etwa koaxial zum Zentrum (48) des Rotors (30) angeordnet.

18. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- das Gehäuse (27) umfasst eine erste und eine zweite Gehäusehälfte (27a, 27b) ;

- der Rotor (30) ist drehbar in der ersten Gehäusehälfte (27a) angeordnet;

- der Stator (70) ist in der zweiten Gehäusehälfte (27b) angeordnet oder der Stator (70) und die zweite Gehäusehälfte (27b) sind einteilig ausgebildet;

- die erste und die zweite Gehäusehälften (27a, 27b) sind miteinander verschraubt und/oder verschweißt.

19. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- an dem Antriebsmotor (25) ist ein Befestigungsflansch (32) angebracht;

- die erste Gehäusehälfte (27a) ist mit dem Befestigungsflansch (32) verschraubt und/oder verschweißt.

20. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der Rotor (30) besteht aus Metall oder einer Metalllegierung oder umfasst eine solche; und/oder

- der Stator (70) besteht aus Metall oder einer Metalllegierung oder umfasst eine solche.

21. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der Rotor (30) ist einteilig aufgebaut; und/oder

- der Stator (70) ist einteilig aufgebaut.

22. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 21, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal :

- der Stator (70) ist ortsfest angeordnet.

23. Brennstoff aufbereitungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- der Rotor (30) umfasst eine Öffnung, die im Zentrum (48) angeordnet ist;

- die Öffnung durchsetzt den Rotor (30) vollständig oder teilweise ;

- eine Welle des Antriebsmotors (25) taucht in diese Öffnung ein;

- die Öffnung umfasst einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt, sodass der Rotor (30) drehgekoppelt mit der Welle des Antriebsmotors (25) verbunden ist.

24. System (100) aufweisend die Brennstoff aufbereitungs- einrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine Verbrennungseinheit (50) umfasst das folgende Merkmal :

- das System (100) ist dazu ausgebildet, damit eine erzeugte Brennstoff emulsion (5) in weniger als 30s, 25s, 20s, 15s, 10s oder in weniger als 5s vom Ausgang der Verbrennungseinheit (50) zuführbar und in dieser verbrennbar ist.

25. System (100) gemäß Anspruch 24, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:

- die Verbrennungseinheit (50) ist ein Verbrennungsmotor oder eine Heizung.

Description:
Brennstoff aufbereitungsemrichtung und System mit einer

Brennstoff aufbereitungseinrichtung und einer Verbrennungseinheit

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff aufbereitungseinrichtung, um einen flüssigen Brennstoff aufzubereiten und einer Verbrennungseinheit zum Verbrennen zuzuführen, sowie ein System mit einer solchen Brennstoff aufbereitungseinrichtung und einer Verbrennungseinheit.

Seit längerem nimmt das Bedürfnis zu, dass die Energieerzeugung effizienter erfolgt, wobei der Schadstoffausstoß für die Energieerzeugung minimiert wird. So werden insbesondere Wege für eine saubere und effiziente Verbrennung gesucht.

Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung einen Weg aufzuzeigen, durch den eine saubere und effizientere Verbrennung mit einem deutlich verminderten Schadstoffausstoß und einem verminderten Einsatz von fossilen Brennstoffen möglich ist. Die Aufgabe wird durch die Brennstof f aufbereitungsein- richtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst . Anspruch 25 beschreibt ein System mit einer solchen Brennstof f aufbereitungseinrichtung und einer Verbrennungseinheit . In den Ansprüchen 2 bi s 23 werden erfindungsgemäße Weiterbildungen der Brennstof f aufbereitungseinrichtung beschrieben . Anspruch 25 beschreibt eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Systems .

Die erfindungsgemäße Brennstof f aufbereitungseinrichtung dient dazu, um einen flüssigen Brennstof f auf zubereiten und einer Verbrennungseinheit zum Verbrennen zuzuführen . Der flüssige Brennstof f umfasst insbesondere einen fossilen und/oder synthetischen Brennstof f . Hierzu ist eine Emulsionerzeugungseinrichtung vorgesehen, die zumindest einen Eingang und zumindest einen Ausgang aufweist . Der zumindest eine Ausgang der Emulsionerzeugungseinrichtung ist mit der Verbrennungseinheit verbindbar . Über den zumindest einen Eingang sind der Emulsionerzeugungseinrichtung zumindest flüssiger Brennstof f , Wasser und ein Prozessgas zuführbar . Die Emulsionerzeugungseinrichtung ist dazu ausgebildet , um den flüssigen Brennstof f , das Wasser und das Prozessgas miteinander zu verwirbeln, wodurch eine Brennstof f emulsion gebildet wird . Die Emulsionerzeugungseinrichtung ist weiterhin dazu ausgebildet , die Brennstof f emulsion an dem zumindest einen Ausgang aus zugeben . Bevorzugt wird die Brennstof femulsion unmittelbar der Verbrennungseinheit zugeführt .

Es ist besonders vorteilhaft , dass flüssiger Brennstof f , Wasser und ein Prozessgas miteinander verwirbelt werden, wodurch eine Brennstof femulsion gebildet wird . Bei Verbrennen dieser Brennstof femulsion in der Verbrennungs- einheit hat sich der überraschende Effekt ergeben, dass der Schadstoffausstoß deutlich reduziert wurde, wobei die Leistung mehr als zufriedenstellend ist.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn der flüssige Brennstoff aus einer Ölbasis wie Pflanzenöl oder Erdöl besteht oder eine solche umfasst. Insbesondere handelt es sich bei dem flüssigen Brennstoff um Diesel oder Benzin. Bei dem flüssigen Brennstoff kann es sich auch um synthetischen Brennstoff handeln bzw. der flüssige Brennstoff kann solchen umfassen.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn eine erste Dosiereinrichtung vorgesehen und dazu ausgebildet ist, um den flüssigen Brennstoff zu dosieren. Ergänzend oder alternativ ist eine zweite Dosiereinrichtung vorgesehen und dazu ausgebildet, um das Wasser zu dosieren. Bei dem Wasser kann es sich beispielsweise um Leitungswasser, aktiviertes Wasser, destilliertes Wasser und/oder Abwasser handeln. Ergänzend oder alternativ ist eine dritte Dosiereinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, um das Prozessgas zu dosieren. Bei dem Prozessgas handelt es sich um Luft, Wasserstoff, Sauerstoff und/oder Kohlenstof fdioxid.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn die zweite Dosiereinrichtung dazu ausgebildet ist, dass mehr als 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60% oder mehr als 65%, aber vorzugsweise weniger als 70% der Gewichtseinheiten, die der Emulsionerzeugungseinrichtung zugeführt werden, Wasser sind. Die erste und die dritte Dosiereinrichtung sind dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff bzw. das Prozessgas zu dosieren, die den restlichen Anteil der Gewichtseinheiten darstellen, die der Emulsionerzeugungseinrichtung zugeführt werden. Vorzugsweise wird mehr flüssiger Brennstoff verwendet als Prozessgas. Weiter vorzugsweise wird mehr als 10%, 20%, 30%, 40%, 60%, 70%, 80%, 100%, 120%, 140%, 160%, 180%, 200%, 250%, 300%, 350%, 400%, 450% oder mehr als 500% flüssiger Brennstoff verwendet als Prozessgas. Es wäre aber auch möglich, dass gleich viel flüssiger Brennstoff verwendet werden würde wie Prozessgas oder dass sogar mehr Prozessgas als flüssiger Brennstoff verwendet wird. So könnte z.B. mehr als 20%, 30%, 40%, 60%, 70%, 80%, 100%, 120%, 140%, 160%, 180%, 200%, 250%, 300%, 350%, 400%, 450% oder mehr als 500% mehr Prozessgas verwendet werden als flüssiger Brennstoff. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise für ein Verhältnis von 40% Wasser, 40% flüssiger Brennstoff und 20% Prozessgas erzielt. Wird der Emulsionerzeugungseinrichtung z.B. 1kg an Masse (Gewichtseinheit = 1 kg) zugeführt, so würden in diesem Fall 400g Wasser, 400g flüssiger Brennstoff und 200g Prozessgas hinzugeführt werden. Abweichungen hiervon von vorzugsweise weniger als 15%, 10% oder weniger als 5% wären denkbar. Die Zufuhr von Wasser, flüssigem Brennstoff und Prozessgas erfolgt vorzugsweise gleichmäßig also simultan.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn die Emulsionerzeugungseinrichtung einen Antriebsmotor und eine Verwirbelungseinheit umfasst. Die Verwirbelungseinheit umfasst ein Gehäuse und einen Rotor. Der Rotor ist mit einer Welle des Antriebsmotors drehfest gekoppelt. Dreht sich die Welle, so dreht sich auch der Rotor. Das Gehäuse umfasst den zumindest einen Eingang und den zumindest einen Ausgang. Die Verwirbelungseinheit ist dazu ausgebil- det , um durch Drehen des Rotors zumindest den flüss igen Brennstof f , Wasser und das Prozes sgas zu verwirbeln und die so gebildete Brennstof f emulsion an dem zumindest einen Ausgang aus zugeben . Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass durch Drehen des Rotors ein Unterdrück gebildet wird, sodass die Ausgangskomponenten ( flüssiger Brennstof f , Wasser und das Prozessgas ) angesaugt werden würden . Die Verwirbelungseinheit könnte auch als Kavita- tor bezeichnet werden .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der zumindest eine Eingang an einer Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist und wenn der zumindest eine Ausgang an einer Seitenfläche des Gehäuses angeordnet ist . Durch Drehen des Rotors wird eine Zentri fugalkraft erzeugt , durch welche die Brennstof f emulsion nach außen gedrückt wird, wodurch diese an dem zumindest einen Ausgang an der Seitenflächen des Gehäuses austritt .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der Rotor mehrere kreis förmige Segmente umfasst , die verschiedene Durchmesser aufweisen und die radial voneinander beabstandet sind und sich um ein gemeinsames Zentrum herum erstrecken . Die mehreren kreis förmigen Segmente umfassen voneinander beabstandete Öf fnungen, die auch als Unterbrechungen bezeichnet werden können, die derart angeordnet sind, dass sich ein Fluidstrom vom innersten Segment zum j eweils nachfolgenden, insbesondere hin zum äußersten Segment einstellen kann . Durch Drehen des Rotors werden die Ausgangsprodukte durch diese Öf fnungen hindurchgedrückt und vermischen sich miteinander, wodurch die Brennstof f emulsion gebildet wird . Ein weiterer Vorteil besteht, wenn sich die Öffnungen lediglich in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente hindurch erstrecken. In Draufsicht auf den Rotor wären die Segmente daher geschlossen. Die Öffnungen wären daher f ensterf örmig . Die Öffnungen können dabei jede beliebige Form aufweisen, also beispielsweise rechteckförmig, dreieckig, oval, kreisförmig. Alternativ können sich die Öffnungen sowohl in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente erstrecken und können außerdem in Draufsicht auf den Rotor geöffnet sein. In diesem Fall wären die kreisförmigen Segmente zahnkranzförmig. Die Öffnungen wären daher Lücken, durch die die "Zähne" voneinander beabstandet wären. Die Zähne können rechteckförmig bzw. dreieckig sein. Selbiges gilt auch für die Öffnungen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass ein kreisförmiges Segment gemäß der ersten Alternative und ein weiteres kreisförmiges Segment gemäß der zweiten Alternative aufgebaut sind. Natürlich können auch alle kreisförmigen Segmente gemäß der ersten oder der zweiten Alternative aufgebaut sein.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn die Öffnungen eines kreisförmigen Segments zu den Öffnungen eines benachbarten kreisförmigen Segments in ihrer Winkellage um das gemeinsame Zentrum herum versetzt angeordnet sind. So könnten einige Öffnungen eines ersten kreisförmigen Segments auf 40°, 80°, 120°, 160°, 200°, 240°, 280°, 320° und 360° angeordnet sein. Öffnungen eines zweiten kreisförmigen Segments könnten dann auf 20°, 60°, 100°, 140°, 180°, 220°, 260°, 300° und 340° angeordnet sein. Dadurch wird erreicht, dass der Fluidstrom nicht unmittelbar vom Zentrum in Richtung der Außenwand des Gehäuses strömen kann, wodurch eine bessere Vermischung erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht , wenn sich zumindest zwei kreis förmige Segmente unterschiedlich weit in Richtung der Längsachse des Rotors erstrecken, sodass ein Fluidstrom nicht nur radial , sondern auch in der Längsachse des Rotors bewegt wird . Auch dadurch kommt es zu einer besseren Vermischung .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn sich das kreis förmige Segment , welches am nächsten zum Zentrum angeordnet ist , am weitesten entlang der Längsachse des Rotors erstreckt und wenn sich das kreis förmiges Segment , welches am weitesten vom Zentrum beabstandet ist ( das äußerste Segment ) , am wenigsten weit entlang der Längsachse des Rotors erstreckt . Natürlich könnte dies auch umgekehrt sein, sodass sich das äußerste Segment am weitesten Richtung der Längsachse erstreckt , wohingegen sich das innerste Segment am wenigsten weit in Richtung der Längsachse erstreckt . Bei Einsatz von drei , vier, fünf oder mehr als fünf kreis förmigen Segmenten können sich alle Segmente gleich weit in Richtung der Längsachse erstrecken bzw . unterschiedlich weit . Die kreis förmigen Segmente müssen dabei nicht vom Zentrum nach außen hin abfallen bzw . von außen in Richtung des Zentrums abfallen . Es kann durchaus sein, dass sich das zweite Segment weiter in Richtung der Längsachse erstreckt als das erste und das dritte Segment . Dadurch wird ein Bewegungsvektor bzw . eine Komponente eines Bewegungsvektors des Fluidstroms in Richtung der Längsachse mehrfach geändert .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn die Öf fnungen innerhalb zumindest eines kreis förmigen Segments gleichgroß sind oder wenn zumindest zwei Öffnungen innerhalb zumindest eines kreisförmigen Segments unterschiedlich groß sind. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise die Verwirbelung beeinflusst werden.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn die Öffnungen in zumindest zwei oder allen der kreisförmigen Segmenten gleichgroß sind bzw. wenn eine Größe von zumindest einer Öffnung oder von allen Öffnungen in einem kreisförmigen Segment unterschiedlich zu einer Größe zumindest einer Öffnung oder allen Öffnungen in einem anderen kreisförmigen Segment ist. So könnte es durchaus sein, dass die Öffnungen in dem äußeren Segment kleiner sind als die Öffnungen in dem inneren Segment, um dadurch die Verweilzeit innerhalb der Verwirbelungseinheit zu erhöhen und einen höheren Ausgangsdruck aufzubauen. Auch der umgekehrte Fall wäre denkbar.

Ein weiterer Vorteil besteht außerdem, wenn die Anzahl der Öffnungen in dem äußeren Segment größer ist als die Anzahl der Öffnungen in dem inneren Segment. Grundsätzlich wäre denkbar, dass die Fläche der Öffnungen in allen Segmenten gleichgroß ist, was bedeutet, dass entweder alle Segmente gleich viele Öffnungen haben bzw. die Größe der Öffnungen von den inneren Segmenten zu den jeweils benachbarten äußeren Segmenten sukzessive abnimmt.

Ein weiterer Vorteil besteht, wenn die Verwirbelungseinheit einen Stator umfasst. Der Stator umfasst ein kreisförmiges Segment oder mehrere kreisförmige Segmente, die verschiedene Durchmesser aufweisen und die radial voneinander beabstandet sind und sich um ein gemeinsames Zentrum des Stators herum erstrecken. Dass eine kreis- förmige Segment oder die mehreren kreisförmigen Segmente des Stators umfassen voneinander beabstandete Öffnungen. Zwischen zwei benachbarten kreisförmigen Segmenten des Rotors ist ein kreisförmiges Segment des Stators angeordnet. Die kreisförmigen Segmente des Rotors und die kreisförmigen Segmente des Stators sind vorzugsweise berührungsfrei zueinander angeordnet. Das kreisförmige Segment des Stators ist dabei in einem ringförmigen (kreisförmigen) Spalt zwischen zwei kreisförmigen Segmenten des Rotors angeordnet. Grundsätzlich kann der Stator genauso viele kreisförmige Segmente haben wie der Rotor. Es ist allerdings auch möglich, dass der Rotor mehr oder weniger kreisförmige Segmente umfasst als der Stator. Der Fluidstrom muss sich daher durch die Öffnungen jedes kreisförmigen Segments des Rotors und durch die Öffnungen jedes kreisförmigen Segments des Stators zwängen, wobei sich der Rotor entsprechend dreht. Dadurch wird die Zentrifugalkraft erzeugt, um den Fluidstrom durch die Öffnungen zu zwängen, wodurch die Verwirbelung erfolgt und die Brennstof femulsion gebildet wird. Die kreisförmigen Segmente des Rotors und des Stators verlaufen vorzugsweise allesamt entlang der Längsachse des Rotors bzw. des Stators.

Die Erläuterungen, die für die kreisförmigen Segmente des Rotors gemacht werden, können auch für die kreisförmigen Segmente des Stators gelten.

Vorzugsweise sind die Öffnungen des Rotors und/oder des Stators vorzugsweise lediglich in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der Rotor im Bereich seines Zentrums gekrümmte Erhebungen umfasst , die sich radial vom Zentrum nach außen hin weg erstrecken . Die gekrümmten Erhebungen sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet . Der Stator umfasst im Bereich seines Zentrums einen durchgehenden Versorgungskanal , der an dem zumindest einen Eingang der Verwirbelungseinheit austritt (vorzugsweise an der Stirnseite des Gehäuses ) . Der durchgehende Versorgungskanal des Stators ist dabei in etwa koaxial zum Zentrum des Rotors angeordnet . Die gekrümmten Erhebungen bewirken bei Drehung des Rotors eine Art Saugeffekt , sodass der Rotor gleichzeitig auch als Pumpe fungiert , um den flüssigen Brennstof f , das Wasser und das Prozessgas anzusaugen . Die gekrümmten Erhebungen erstrecken sich mit zumindest einer Komponente entlang der Längsachse sind aber vorzugsweise gegenüber der Längsachse geneigt . In Draufsicht ( auf die Längsachse bzw . entlang der Längsachse ) haben sie vorzugsweise einen nach radial außen gekrümmten bzw . kurvenförmigen Verlauf .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn das Gehäuse eine erste und eine zweite Gehäusehäl fte umfasst . Der Rotor ist dabei drehbar in der ersten Gehäusehäl fte angeordnet . Der Stator ist in der zweiten Gehäusehäl fte angeordnet bzw . der Stator und die zweite Gehäusehäl fte sind einteilig ausgebildet . Die erste und die zweite Gehäusehäl fte sind dabei miteinander verschraubt und/oder verschweißt . Optional kann noch ein Dichtungsgummi zwischen beide Gehäusehäl ften eingelegt sein ( zum Beispiel in eine entsprechende Nut in der ersten und/oder zweiten Gehäusehäl fte ) . Ein derartiger Aufbau ist sehr einfach herzustellen . Ein weiterer Vorteil besteht , wenn an dem Antriebsmotor ein Befestigungs flansch angebracht ist und wenn die erste Gehäusehäl fte mit dem Befestigungs flansch verschraubt und/oder verschweißt ist . Hierzu könnte die erste Gehäusehäl fte ebenfalls einen z . B . flanschförmigen Befestigungsabschnitt umfassen .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der Rotor aus Metall oder einer Metalllegierung besteht oder eine solche umfasst . Ergänzend oder alternativ besteht ebenfalls ein Vorteil , wenn der Stator aus Metall oder einer Metalllegierung besteht oder eine solche umfasst . Bevorzugt wird hierzu Aluminium, insbesondere gehärtetes Aluminium verwendet .

Der Rotor ist vorzugsweise einteilig aufgebaut und/oder der Stator ist vorzugsweise einteilig auf gebaut . Sowohl der Rotor als auch der Stator können ein Aluminiumdruckgussteil und/oder ein Frästeil sein .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der Stator orts fest angeordnet ist .

Vorzugsweise beträgt ein Abstand zwischen einem kreisförmigen Segment des Stators zu einem kreis förmigen (benachbarten) Segment des Rotors in Radialrichtung weniger als 3 mm, 2 mm oder weniger als 1 mm .

Ein weiterer Vorteil besteht , wenn der Rotor eine Öf fnung umfasst , die im Zentrum angeordnet ist . Die Öf fnung durchsetzt den Rotor teilweise oder vollständig . Eine Welle des Antriebsmotors taucht in diese Öf fnung ein . Die Öf fnung umfasst einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt , sodass der Rotor drehgekoppelt mit der Welle des Antriebsmotors verbunden ist . In diesem Zusammenhang ist klar, dass auch die Welle einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt umfasst .

Das erfindungsgemäße System umfasst die Brennstof faufbe- reitungseinrichtung und eine Verbrennungseinheit . Das System ist dazu ausgebildet , eine erzeugte Brennstoffemulsion in weniger als 30s , 25s , 20s , 15s , 10s oder in weniger als 5s vom Ausgang der Emulsionerzeugungseinrichtung der Verbrennungseinheit zuzuführen, wo diese Brennstof f emulsion innerhalb der oben genannten Zeit verbrannt wird .

Ein weiterer Vorteil des Systems besteht , wenn die Verbrennungseinheit ein Verbrennungsmotor oder eine Hei zung ist .

Verschiedene Aus führungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben . Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugs zeichen auf . Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen :

Figur 1 : eine Übersicht des erfindungsgemäßen Systems mit der Brennstof faufbereitungsein- richtung und der Verbrennungseinheit ;

Figur 2 : ein Beispiel der erfindungsgemäßen Brenn- stof f aufbereitungseinrichtung; Figur 3: ein Beispiel einer ersten Gehäusehälfte des

Gehäuses der Verwirbelungseinheit der Brennstof f aufbereitungseinrichtung;

Figur 4: ein Beispiel eines Rotors;

Figur 5: ein Beispiel des Rotors aus Figur 4, der in die erste Gehäusehälfte aus Figur 3 eingesetzt ist;

Figuren 6A, 6B : verschiedene Ansichten eines Stators; und

Figur 7: das aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzte Gehäuse.

Die Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße System 100. Dieses umfasst eine Brennstof f aufbereitungseinrichtung 1 und eine Verbrennungseinheit 50.

Die Verbrennungseinheit 50 ist vorzugsweise ein Verbrennungsmotor oder eine Heizung.

Die Brennstoff aufbereitungseinrichtung 1 dient dazu, um einen flüssigen Brennstoff 2 aufzubereiten und der Verbrennungseinheit 50 zum Verbrennen (zur Energieerzeugung) zuzuführen. Unter dem Wortlaut "aufzubereiten" wird verstanden, dass der flüssige Brennstoff 2 zusammen mit Wasser 3 und einem Prozessgas 4 verwirbelt (stark vermischt) wird, wodurch eine Brennstof femulsion 5 gebildet wird. Hierzu umfasst die Brennstoff aufbereitungseinrichtung 1 eine Emulsionerzeugungseinrichtung 8, die zumindest einen Eingang 9 und zumindest einen Ausgang 10 aufweist. Der zumindest eine Ausgang 10 ist mit der Verbrennungseinheit 50 verbunden. Diese Verbindung 11 kann über einen Schlauch oder ein Rohr erfolgen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verbindung 11 um einen Druckkanal. Dies bedeutet, dass die Brennstoff emulsion 5 unter Druck stehend an die Verbrennungseinheit 50 übergebbar ist.

Vorzugsweise ist die Verbindung 11 kürzer als 200cm, 150cm, 100cm oder kürzer als 50cm. Insbesondere wird die Brennstoff emulsion 5 der Verbrennungseinheit 50 unmittelbar zugeführt und durch diese unmittelbar verbrannt. So wird die Brennstoff emulsion 5 vorzugsweise in weniger als 30s, 25s, 20s, 15s, 10s oder in weniger als 5s vom Ausgang 10 der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 der Verbrennungseinheit 50 zugeführt und in dieser Zeit durch die Verbrennungseinheit 50 verbrannt.

Flüssiger Brennstoff 2, Wasser 3 und ein Prozessgas 4 sind dem zumindest einen Eingang 9 zuführbar.

Die Emulsionerzeugungseinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, den flüssigen Brennstoff 2, das Wasser 3 und das Prozessgas 4 miteinander zu verwirbeln, wodurch die Brennstoff emulsion 5 gebildet wird.

Der flüssige Brennstoff 2 besteht aus oder umfasst bevorzugt eine Ölbasis wie Pflanzenöl, Erdöl oder besteht oder umfasst weiter vorzugsweise Diesel bzw. Benzin. Der flüssige Brennstoff 2 kann auch ein synthetischer Brennstoff sein bzw. einen solchen umfassen. Bei dem Prozess- gas 4 handelt es sich vorzugsweise um Luft, Wasserstoff, Sauerstoff und/oder Kohlenstoffdioxid.

Die Brennstoff aufbereitungseinrichtung 1 umfasst vorzugsweise einen ersten Vorratstank 15, in welchem der flüssige Brennstoff 2 gespeichert ist. Weiterhin umfasst die Brennstoff aufbereitungseinrichtung 1 vorzugsweise einen zweiten Vorratstank 16, in welchem das Wasser 3 gespeichert ist. Optional umfasst die Brennstoff aufbereitungseinrichtung 1 vorzugsweise einen dritten Vorratstank 17, in welchem das Prozessgas 4 gespeichert ist. Für den Fall, dass es sich bei dem Prozessgas 4 um Luft handelt, könnte das Prozessgas 4 auch direkt, zum Beispiel über einen Kompressor (nicht dargestellt) der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 zugeführt werden, wobei sich der Kompressor aus der Umgebungsluft speist.

Weiterhin sind eine erste, zweite und dritte Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 dargestellt. Die erste Dosiereinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff 2 zu dosieren. So wird lediglich eine bestimmte Menge pro Zeiteinheit aus dem ersten Vorratstank 15 entnommen und in Richtung des Eingangs 9 der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 weitergeleitet. Die zweite Dosiereinrichtung 21 ist dazu ausgebildet, um das Wasser 3 zu dosieren. Die dritte Dosiereinrichtung 22 ist dazu ausgebildet, um das Prozessgas 4 zu dosieren.

Die erste, zweite und dritte Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 können direkt mit dem Eingang 9 der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 verbunden sein. In Figur 1 sind diese allerdings mit einem gemeinsamen Versorgungsabschnitt 23, bei dem es sich im einfachsten Fall um ein Rohr handeln kann, verbunden. Der gemeinsame Versorgungsabschnitt 23 ist dann wiederum an den Eingang 9 der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 angeschlossen.

Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Vorratstank 15, 16 und 17 hin zur entsprechenden Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 ist vorzugsweise luftdicht und kann beispielsweise über einen Schlauch oder ein Rohr realisiert werden. Selbiges gilt auch für die Verbindung zwischen der jeweiligen Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 hin zu dem Eingang 9 der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 bzw. hin zu dem gemeinsamen Versorgungsabschnitt 23.

Die jeweiligen Dosiereinrichtungen 20, 21 und 22 sind dazu ausgebildet, um eine bestimmte Menge (Gewichtsmenge) in einem bestimmten Zeitraum von dem flüssigen Brennstoff 2, dem Wasser 3 und dem Prozessgas 4 aus den jeweiligen Vorratstanks 15, 16 und 17 zu entnehmen.

Ein optimales Mischungsverhältnis liegt dann vor, wenn die zweite Dosiereinrichtung 21 dazu ausgebildet ist, dass mehr als 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60% oder mehr als 65% aber vorzugsweise weniger als 70% der Gewichtseinheiten, die der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 zugeführt werden, Wasser 3 sind. Die erste und die dritte Dosiereinrichtung 20, 22 sind dazu ausgebildet, um den flüssigen Brennstoff 2 bzw. das Prozessgas 4 zu dosieren, die den restlichen Anteil der Gewichtseinheiten darstellen, die der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 zugeführt werden. Vorzugsweise wird mehr flüssiger Brennstoff 2 verwendet als Prozessgas 4. Weiter vorzugsweise wird mehr als 10%, 20%, 30%, 40%, 60%, 70%, 80%, 100%, 120%, 140%, 160%, 180%, 200%, 250%, 300%, 350%, 400%, 450% oder mehr als 500% flüssiger

Brennstoff 2 verwendet als Prozessgas 4. Es wäre aber auch möglich, dass gleich viel flüssiger Brennstoff 2 verwendet werden würde wie Prozessgas 4 oder dass sogar mehr Prozessgas 4 als flüssiger Brennstoff 2 verwendet wird. So könnte z.B. mehr als 20%, 30%, 40%, 60%, 70%, 80%, 100%, 120%, 140%, 160%, 180%, 200%, 250%, 300%,

350%, 400%, 450% oder mehr als 500% mehr Prozessgas 4 verwendet werden als flüssiger Brennstoff 2. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise für ein Verhältnis von 40% Wasser 3, 40% flüssiger Brennstoff 2 und 20% Prozessgas 4 erzielt. Abweichungen hiervon von vorzugsweise weniger als 15%, 10% oder weniger als 5% wären denkbar.

In Figur 1 ist ebenfalls dargestellt, dass die Emulsionerzeugungseinrichtung 8 einen Antriebsmotor 25 und eine Verwirbelungseinheit 26 umfasst. Die Verwirbelungseinheit umfasst ein Gehäuse 27 und einen Rotor 30 (in Figur 4 dargestellt) . Der Rotor 30 ist mit einer Welle (nicht dargestellt) des Antriebsmotors 25 drehfest gekoppelt. Das Gehäuse 27 umfasst den zumindest einen Eingang 9 und den zumindest einen Ausgang 10. Die Verwirbelungseinheit 26 ist dazu ausgebildet, um durch Drehen des Rotors 30 den flüssigen Brennstoff 2, das Wasser 3 und das Prozessgas 4 zu verwirbeln und die so gebildete Brennstoffemulsion 5 an dem zumindest einen Ausgang 10 auszugeben .

Über den Ausgang 10 wird die so gebildete Brennstoffemulsion 5 unmittelbar der Verbrennungseinheit 50 zugeführt und in dieser zur Energiegewinnung unmittelbar verbrannt . An dem Antriebsmotor 25 ist vorzugsweise ein Befestigungsflansch 32 angebracht (siehe auch Figur 2) . Das Gehäuse 27 ist mit dem Bef estigungs flansch 32 verschraubt und/oder verschweißt. Hierzu umfasst das Gehäuse 32 vorzugsweise ebenfalls einen Befestigungsflansch 33. Zwischen dem Befestigungsflansch 32 des Antriebsmotors 25 und dem Gehäuse 32 kann noch eine Dichtung angeordnet sein .

In Figur 1 ist weiterhin eine Steuereinrichtung 35 dargestellt. Bei dieser kann es sich im einfachsten Fall um einen Mikrocontroller handeln. Die Steuereinrichtung 25 ist dazu ausgebildet, um die erste, zweite und optional dritte Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 anzusteuern, sodass diese eine bestimmte Menge an flüssigem Brennstoff 2, Wasser 3 und Prozessgas 4 in einer bestimmten Zeiteinheit fördern bzw. dosieren. Die Steuereinrichtung 35 ist ebenfalls dazu ausgebildet, um den Antriebsmotor 25 derart anzusteuern, sodass dieser an- bzw. ausgeschaltet wird und eine entsprechende Drehzahl erreicht. Optional ist die Steuereinrichtung 35 auch dazu ausgebildet, um die Verbrennungseinheit 50 anzusteuern, sodass diese eine bestimmte Leistung erzeugt. Die gewünschte Leistung, bei welcher es sich beispielsweise um die Motorleistung eines Verbrennungsmotors handeln kann, ist entsprechend dynamisch voreinstellbar (z.B. je nach Fahrsituation (z.B. Stellung Gaspedal) ) , sodass die Steuereinrichtung 35 je nach Betriebszustand den Antriebsmotor 25 und die jeweilige erste, zweite und dritte Dosiereinrichtung 20, 21 und 22 derart ansteuert, dass die für den aktuellen Betriebszustand benötigte Menge an der Brennstoff emulsion 5 erzeugt und der Verbrennungseinheit 50 zugeführt wird . Die Steuereinrichtung 35 ist vorzugsweise dazu ausgebildet , die Verbrennungseinheit 50 derart anzusteuern, dass diese die Brennstof f emulsion 5 noch verbrennt , die bei Vorliegen eines Abschaltbefehls für die Verbrennungseinheit 50 noch in der Verbindung 11 vorliegt . Alternativ wäre es auch denkbar, dass die Brennstof f emulsion 5 aus der Verbindung 11 in den Versorgungsabschnitt 23 geführt wird, wenn ein Abschaltbefehl für die Verbrennungseinheit 50 vorliegt .

Zwischen der Emulsionerzeugungseinrichtung 8 und der Verbrennungseinheit 50 kann noch eine (weitere ) Pumpeneinrichtung angeordnet sein .

Die j eweilige erste , zweite und dritte Dosiereinrichtung 20 , 21 und 22 können ebenfalls eine Pumpeneinrichtung umfassen .

Mit Hinblick auf Figur 2 handelt es sich bei dem Antriebsmotor 25 vorzugsweise um einen Elektromotor .

Der zumindest eine Eingang 9 ist vorzugsweise an einer Stirnseite 37 des Gehäuses 27 angeordnet . Der zumindest eine Ausgang 10 ist vorzugsweise an einer Seitenfläche 38 des Gehäuses 27 angeordnet .

Das Gehäuse 27 umfasst vorzugsweise eine erste und eine zweite Gehäusehäl fte 27a, 27b .

Die erste und die zweite Gehäusehäl fte 27a, 27b sind vorzugsweise miteinander verschraubt und/oder verschweißt . Figur 3 zeigt ein Beispiel der ersten Gehäusehälfte 27a des Gehäuses 27 der Verwirbelungseinheit 26. Vorzugsweise besteht die erste Gehäusehälfte 27a aus einem Metall bzw. einer Metalllegierung oder umfasst eine solche. Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Metall bzw. der Metalllegierung um (gehärtetes) Aluminium. Die erste Gehäusehälfte 27a kann ein (Aluminium- ) Druckgussteil und/oder Frästeil sein. Die erste Gehäusehälfte 27a umfasst einen Aufnahmeraum 40, in welchem der Rotor 30 eingesetzt werden kann. Der zumindest eine Ausgang 10 ist vorzugsweise an der ersten Gehäusehälfte 27a angeordnet bzw. in diese integriert. Die erste Gehäusehälfte 27a ist zumindest in Teilen zylinderförmig. Nicht dargestellt ist, dass die erste Gehäusehälfte 27a auf der, dem Antriebsmotor 25 zugewandten Seite, eine Öffnung aufweist, durch die die Welle des Antriebsmotors 25 geführt ist.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Rotors 30. Der Rotor 30 umfasst vorzugsweise mehrere kreisförmige Segmente 45, 46, 47, die verschiedene Durchmesser aufweisen und radial voneinander beabstandet sind. Sie erstrecken sich weiterhin um ein gemeinsames Zentrum 48 des Rotors 30 herum. Die mehreren kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 umfassen voneinander beabstandete Öffnungen 55. Diese sind derart angeordnet, dass ein Fluidstrom vom innersten Segment 45 zum äußersten Segment 47 fließen kann. Die Öffnungen 55 können auch als "Unterbrechungen" bezeichnet werden.

Vorzugsweise umfasst der Rotor 30 zwei oder mehr als zwei, drei, vier oder mehr als fünf kreisförmige Segmen- te 45, 46, 47. Diese erstrecken sich vorzugsweise entlang der Längsachse 57 des Rotors 30.

Die Öffnungen 55 erstrecken sich vorzugsweise lediglich in Radialrichtung (also vom Zentrum 48 nach außen) durch die jeweils kreisförmigen Segmente 45, 46, 47. In Draufsicht auf den Rotor 30 wären die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 geschlossen. Alternativ erstrecken sich die Öffnungen 55 (wie in Figur 4 dargestellt) sowohl in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 und sind außerdem in Draufsicht auf den Rotor 30 geöffnet. In diesem Fall können die einzelnen kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 auch als Zahnkränze bezeichnet werden, wobei die Öffnungen 55 die Lücken zwischen den Zähnen 56 darstellen.

In diesem Fall gibt es in jedem kreisförmigen Segment 45, 47, 48 dieselbe Anzahl an Öffnungen 55 und dieselbe Anzahl an Zähnen 56. Dies bedeutet, dass die Öffnungen 55 und die entsprechenden Zähne 56 an dem innersten Segment 45 in Umfangsrichtung kleiner sind als die Öffnungen 55 und die entsprechenden Zähne 56 an dem äußersten Segment 47. Die Öffnungen 55 eines kreisförmigen Segments 45, 46, 47 sind zu den Öffnungen 55 eines benachbarten kreisförmigen Segments 45, 46, 47 in identischer Winkellage ausgerichtet. Dies bedeutet, dass beispielsweise alle Öffnungen 55 bei 5°, 10°, 15°, 20° usw. angeordnet sind. Es wäre auch möglich, dass die Öffnungen 55 eines kreisförmigen Segments 45, 46, 47 zu den Öffnungen 55 eines benachbarten kreisförmigen Segments 45, 46, 47 in ihrer Winkellage um das gemeinsame Zentrum 48 herum versetzt angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass die einzelnen kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Öffnungen 55 und Zähnen 56 aufweisen.

Dargestellt ist ebenfalls, dass sich die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 unterschiedlich weit in Richtung der Längsachse 57 des Rotors 30 erstrecken. Dadurch fließt der Fluidstrom nicht nur radial (vom Zentrum 48 nach außen) , sondern bewegt sich auch mit einer Komponente entlang der Längsachse 57. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich das kreisförmige Segment 45, welches am nächsten zum Zentrum 48 angeordnet ist, am weitesten entlang der Längsachse 57. Dagegen erstreckt sich das kreisförmige Segment 47, welches am weitesten vom Zentrum 48 beabstandet ist, am wenigsten weit entlang der Längsachse 57.

Dargestellt ist außerdem, dass alle Öffnungen 55 innerhalb eines kreisförmigen Segments 45, 46, 47 gleichgroß sind. Dagegen sind Öffnungen 55 in unterschiedlichen kreisförmigen Segmenten 45, 46, 47 unterschiedlich groß. Selbiges kann natürlich auch für die entsprechenden Zähne 56 gelten.

Grundsätzlich könnten zumindest zwei Öffnungen 55 innerhalb eines kreisförmigen Segments 45, 46, 47 unterschiedlich groß sein. Selbiges kann natürlich auch für die entsprechenden Zähne 56 gelten.

Zwischen zwei kreisförmigen Segmenten 45, 46, 47 ist jeweils noch ein ringförmiger (kreisförmiger) Spalt 58 angeordnet. Die Funktionsweise dieses ringförmigen Spalts 58 wird im Folgenden noch näher erläutert. Der Rotor 30 umfasst im Bereich seines Zentrums 48 außerdem gekrümmte Erhebungen 60. Diese erstrecken sich radial vom Zentrum 48 nach außen hin weg. Die gekrümmten Erhebungen 60 werden von dem innersten kreisförmigen Segment 45 umgeben. Vorzugsweise erstrecken sich die gekrümmten Erhebungen 60 weiter in Richtung der Längsachse 57 als das innerste kreisförmige Segment 45. Die gekrümmten Erhebungen 60 sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Diese gekrümmten Erhebungen 60 bilden eine Pumpe, um den flüssigen Brennstoff 2, das Wasser 3 und das Prozessgas 4 über den zumindest einen Eingang 9 anzusaugen wenn sich der Rotor 30 dreht.

Dargestellt ist ebenfalls, dass der Rotor 30 eine Öffnung umfasst, die im Zentrum 48 angeordnet ist. In diesem Fall durchsetzte Öffnung den Rotor 30 vollständig. Sie könnte den Rotor auch nur teilweise durchsetzen. Eine Welle des Antriebsmotors 25 taucht in diese Öffnung ein. Zu erkennen ist, dass die Öffnung einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt umfasst, sodass der Rotor 30 drehgekoppelt mit der Welle des Antriebsmotors 25 verbunden ist.

Der Rotor 30 besteht aus Metall oder einer Metalllegierung bzw. umfasst eine solche. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall bzw. der Metalllegierung um (gehärtetes) Aluminium. Der Rotor 30 ist insbesondere ein (Aluminium-) Druckgussteil und/oder Frästeil.

Der Rotor 30 ist insbesondere einteilig aufgebaut. Figur 5 zeigt den Rotor 30 wie er in den Aufnahmeraum 40 der ersten Gehäusehälfte 27a des Gehäuses 27 eingesetzt ist. Die Innenwandung der ersten Gehäusehälfte 27a kann ein Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen umfassen oder mit einem solchen beschichtet sein. Ergänzend oder alternativ kann dies auch für den Außenumfang des Rotors 30 gelten.

Die Verwirbelungseinheit 26 umfasst außerdem einen Stator 70, der in den Figuren 6A, 6B gezeigt ist. Der Stator 70 umfasst ein kreisförmige Segment 71 oder mehrere kreisförmige Segmente 71, 72, 73, die verschiedene Durchmesser aufweisen und die radial beabstandet voneinander angeordnet sind und sich um ein gemeinsames Zentrum 75 herum erstrecken. Dass eine kreisförmige Segment 71 bzw. die mehreren kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 umfassen voneinander beabstandete Öffnungen 76. Die Öffnungen 76 können auch als "Unterbrechungen" bezeichnet werden .

Für die kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 des Stators 70 gelten dieselben Aussagen wie diese bereits für die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 des Rotors 30 gemacht wurden .

Die Öffnungen 76 erstrecken sich vorzugsweise lediglich in Radialrichtung (also vom Zentrum 75 nach außen) durch die jeweils kreisförmigen Segmente 71, 72, 73. In Draufsicht auf den Stator 70 wären die kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 geschlossen. Alternativ erstrecken sich die Öffnungen 76 (wie in Figur 6A dargestellt) sowohl in Radialrichtung durch die kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 und sind außerdem in Draufsicht auf den Stator 60 geöffnet. In diesem Fall können die einzelnen kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 auch als Zahnkränze bezeichnet werden, wobei die Öffnungen 76 die Lücken zwischen den Zähnen 77 darstellen.

In diesem Fall gibt es in jedem kreisförmigen Segment 71, 72, 73 dieselbe Anzahl an Öffnungen 76 und dieselbe Anzahl an Zähnen 77. Dies bedeutet, dass die Öffnungen 76 und die entsprechenden Zähne 77 an dem innersten Segment 71 in Umfangsrichtung kleiner sind als die Öffnungen 76 und die entsprechenden Zähne 77 an dem äußersten Segment 73. Die Öffnungen 76 eines kreisförmigen Segments 71, 72, 73 sind zu den Öffnungen 76 eines benachbarten kreisförmigen Segments 71, 72, 73 in identischer Winkellage ausgerichtet. Dies bedeutet, dass beispielsweise alle Öffnungen 76 bei 5°, 10°, 15°, 20° usw. angeordnet sind. Es wäre auch möglich, dass die Öffnungen 76 eines kreisförmigen Segments 71, 72, 73 zu den Öffnungen 76 eines benachbarten kreisförmigen Segments 71, 72, 73 in ihrer Winkellage um das gemeinsame Zentrum 75 herum versetzt angeordnet sind.

Es ist auch denkbar, dass die einzelnen kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Öffnungen 76 und Zähnen 77 aufweisen.

Dargestellt ist ebenfalls, dass sich die kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 unterschiedlich weit in Richtung der Längsachse 78 des Stators 70 erstrecken. Dadurch fließt der Fluidstrom nicht nur radial (vom Zentrum 75 nach außen) , sondern bewegt sich auch mit einer Komponente entlang der Längsachse 78. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich das kreisförmige Segment 71, welches am nächsten zum Zentrum 75 angeordnet ist, am wenigsten weit entlang der Längsachse 78 Dagegen erstreckt sich das kreisförmige Segment 73, welches am weitesten vom Zentrum 75 beabstandet ist, am weitesten entlang der Längsachse 78.

Dargestellt ist außerdem, dass alle Öffnungen 76 innerhalb eines kreisförmigen Segments 71, 72, 73 gleichgroß sind. Dagegen sind Öffnungen 76 in unterschiedlichen kreisförmigen Segmenten 71, 72, 73 unterschiedlich groß. Selbiges kann natürlich auch für die entsprechenden Zähne 77 gelten.

Grundsätzlich könnten zumindest zwei Öffnungen 76 innerhalb eines kreisförmigen Segments 71, 72, 73 unterschiedlich groß sein. Selbiges kann natürlich auch für die entsprechenden Zähne 77 gelten.

Zwischen zwei kreisförmigen Segmenten 71, 72, 73 ist jeweils noch ein ringförmiger (kreisförmiger) Spalt 79 angeordnet. Die Funktionsweise dieses ringförmigen Spalts 79 wird im Folgenden noch näher erläutert.

Im zusammengesetzten Zustand werden die erste und die zweite Gehäusehälfte 27a, 27b des Gehäuses 27 aufeinandergesetzt und vorzugsweise miteinander verschraubt und/oder verschweißt. In der ersten Gehäusehälfte 27a ist der Rotor 30 angeordnet. In der zweiten Gehäusehälfte 27b ist der Stator 70 angeordnet bzw. der Stator 70 stellt gleichzeitig die zweite Gehäusehälfte 27b dar, weil dieser einteilig aufgebaut ist. Das kreisförmige Segment 45, 46, 47 des Rotors 30 taucht dabei in jeweils einen ringförmigen Spalt 79 im Stator 70 ein. Umgekehrt taucht das kreisförmige Segment 71, 72, 73 des Stators 70 in jeweils einen ringförmigen

Spalt 58 des Rotors 30 ein.

Vorzugsweise taucht das innerste kreisförmige Segment 71 des Stators 70 in denjenigen ringförmigen Spalt 58 im Rotor 30 ein, der zwischen den gekrümmten Erhebungen 60 und dem innersten kreisförmigen Segment 45 ausgebildet ist. Das nächste kreisförmige Segment 72 des Stators 70 taucht dann in den nächsten ringförmigen Spalt 58 im Rotor 30 ein, der zwischen den innersten beiden kreisförmigen Segmenten 45, 46 ausgebildet ist. Das äußerste kreisförmige Segment 73 des Stators 70 taucht dann in den nächsten ringförmigen Spalt 58 im Rotor 30 ein, der zwischen dem äußersten und dem dazu benachbarten kreisförmigen Segment 47, 46 ausgebildet ist.

Umgekehrt tauchen die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 des Rotors 30 in entsprechende ringförmige Spalte 79 im Stator 70 ein. So taucht vorzugsweise das innerste kreisförmige Segment 45 des Rotors 30 in einen ringförmigen Spalt 79 im Stator 70 ein, der zwischen dem innersten kreisförmigen Segment 71 und dem nach radialau- ßen beabstandeten nächsten kreisförmigen Segment 72 gebildet ist.

Das nächste kreisförmige Segment 46 des Rotors 30 taucht vorzugsweise in den ringförmigen Spalt 79 im Stator 70 ein, der zwischen dem nächsten kreisförmigen Segment 72 und dem äußersten kreisförmigen Segment 73 gebildet ist. Das äußerste kreisförmige Segment 47 des Rotors 30 taucht in einen ringförmigen Spalt 79 im Stator 70 ein, der radial nach außen hin zum äußersten Segment 73 des Stators 70 beabstandet ist.

Die einzelnen Zähne 56 des Rotors 30 sind im montierten Zustand des Gehäuses 27 beabstandet vom Boden des jeweiligen ringförmigen Spalts 79 des Stators 70 angeordnet. Nichts anderes gilt auch für die Zähne 77 des Stators

70, die im montierten Zustand des Gehäuses 27 vom Boden des jeweiligen ringförmigen Spalts 58 des Rotors 30 beabstandet angeordnet sind.

Die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 des Rotors 30 sind außerdem berührungsfrei zu den kreisförmigen Segmenten

71, 72, 73 des Stators 70 angeordnet.

Der Rotor 30 und der Stator 70 umfassen gleichviele kreisförmige Segmente 45, 46, 47 bzw. 71, 72, 73. Alternativ kann es auch sein, dass der Rotor 30 mehr oder weniger kreisförmige Segmente 45, 46, 47 umfasst als der Stator 70.

Die kreisförmigen Segmente 45, 46, 47 des Rotors 30 umfassen gleichviele oder mehr oder weniger Öffnungen 55 bzw. Zähne 56 als die kreisförmigen Segmente 71, 72, 73 des Stators 70.

Der Stator 70 umfasst außerdem im Bereich seines Zentrums 75 einen durchgehenden Versorgungskanal 80, der an dem zumindest einen Eingang 9 der Verwirbelungseinheit 26 austritt. Der durchgehende Versorgungskanal 80 des Stators 70 ist dabei in etwa koaxial zum Zentrum 48 des Rotors 30 angeordnet . Durch Drehung des Rotors 30 werden die gekrümmten Erhebungen 60 ebenfalls in Rotation versetzt . Dadurch wird ein Unterdrück erzeugt und der flüssige Brennstof f 2 , das Wasser 3 und das Prozes sgas 4 werden durch den zumindest einen Eingang 9 über den Versorgungskanal 80 angesaugt und können in der Verwirbelungseinheit 26 zu der Brennstof femulsion 5 vermischt werden . Der Versorgungskanal 80 hat vorzugsweise einen (vollständig) geraden Verlauf .

Vorzugsweise sind im zusammengesetzten Zustand des Gehäuses 27 die Öf fnungen 55 eines kreis förmigen Segments 45 , 46 , 47 des Rotors 30 zumindest teilweise überlappend zu den Öf fnungen 76 des j eweils benachbarten kreis förmigen Segments 71 , 72 , 73 des Stators 70 angeordnet .

Der Stator 70 besteht aus Metall oder einer Metalllegierung bzw . umfasst eine solche . Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall bzw . der Metalllegierung um ( gehärtetes ) Aluminium . Der Stator 70 ist insbesondere ein (Aluminium- ) Druckgussteil und/oder Frästeil .

Der Stator 70 ist insbesondere einteilig aufgebaut . In dem Aus führungsbeispiel der Figuren 6A, 6B bildet der Stator 70 außerdem die zweite Gehäusehäl fte 27b .

Der Rotor 30 dreht mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise mehr als 1000 U/min, 1500 U/min, 2000 U/min, 3000 U/min, 4000 U/min, 5000 U/min, 6000 U/min und von vorzugsweise mehr als 7000 U/min und von vorzugsweise weniger als 9000 U/min, 7500 U/min, 6500 U/min, 4500 U/min, 2500 U/min und von vorzugsweise weniger als 1500 U/min . Figur 7 zeigt nochmals das zusammengesetzte Gehäuse 27 , welches die erste und die zweite Gehäusehäl fte 27a, 27b umfasst .

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Aus führungsbeispiele beschränkt . Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar .