DE19917156A1 - Production of water-in-oil fuel emulsions, especially for use in internal combustion engines, comprises splitting a water stream into separate lamellae and introducing the lamellae into a diesel oil stream - Google Patents

Production of water-in-oil fuel emulsions, especially for use in internal combustion engines, comprises splitting a water stream into separate lamellae and introducing the lamellae into a diesel oil stream

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Abstract

Process (I) for producing an emulsion of water in diesel oil for use as a fuel, comprises splitting a liquid water stream into separate fluid lamellae with a thickness of less than 100 mu m and introducing the lamellae into a diesel oil stream so that the lamellae fragment into droplets. Independent claims are also included for the following: (1) use of process (I) to produce a fuel emulsion using a liquid other than water, the liquid being immiscible with diesel oil; (2) use of process (I) to produce a fuel emulsion using a liquid fuel other than diesel oil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wasser-in-Dieselöl- Emulsion als Kraftstoff sowie Verwendungen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing a water-in-diesel oil Emulsion as a fuel and uses of this process.

Die Verwendung von Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen als Kraftstoff zur Herabsetzung der Verbrennungstemperatur und damit zur Reduktion des Ruß- und Stickoxidanteils im Abgas ist bekannt. Weiterhin ist bekannt, daß die rasche Verdampfung von Wassertröpfchen im Verbrennungsraum zu einer Vergrößerung der Oberfläche der Dieselöl-Tröpfchen und damit einer Erhöhung der spezifischen Leistung führt. Solche Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen weisen feinste Wasser-Tröpfchen in einer kontinuierlichen Phase in Dieselöl auf. Gewünscht sind hierbei möglichst feindisperse Systeme, d. h. eine möglichst enge Größenverteilung der Wasser-Tröpfchen.The use of water-in-diesel emulsions as fuel Lowering the combustion temperature and thus reducing the soot and nitrogen oxide content in the exhaust gas is known. It is also known that the rapid evaporation of water droplets in the combustion chamber into one Increasing the surface area of the diesel oil droplets and thus increasing them performance. Such water-in-diesel oil emulsions exhibit finest water droplets in a continuous phase in diesel oil. Systems that are as finely dispersed as possible are desired, i. H. one if possible narrow size distribution of the water droplets.

Im Stand der Technik werden unterschiedliche Verfahren zur Herstellung solcher Emulsionen genannt. So wird ein Einspritzen von Wasser in eine rotationssymmetrische Wirbelkammer in den DE 44 08 392 A1, DE 44 14 488 C1 sowie der EP 0 392 545 A1 beschrieben. In der DE 43 41 038 A1 wird die Verwendung einer Emulsionsturbine vorgeschlagen. Diese Verfahren erfordern jedoch eine Zufuhr zumindest des Wassers mit hohem Druck und/oder bewegbare Teile, die damit einem Verschleiß unterliegen.Different methods of production are used in the prior art of such emulsions. This is how an injection of water into a rotationally symmetrical swirl chamber in DE 44 08 392 A1, DE 44 14 488 C1 and EP 0 392 545 A1. DE 43 41 038 A1 describes the Proposed use of an emulsion turbine. These procedures require however a supply of at least the water with high pressure and / or moving parts that are subject to wear.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Wasser-in-Dieselöl-Emulsion als Kraftstoff, das keine konstruktiv aufwendigen Vorrichtungen, insbesondere keine beweglichen Teile, bedarf, mit dem eine schnelle Änderung der Zusammensetzung der Emulsion und eine enge Wassertröpfchengrößenverteilung erzielt werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung Verwendungen des Verfahrens aufzuzeigen. The object of the invention is to provide a method for manufacturing a water-in-diesel emulsion as a fuel that is not constructive complex devices, in particular no moving parts, with a rapid change in the composition of the emulsion and a narrow water droplet size distribution can be achieved. Furthermore it is Object of the invention to show uses of the method.  

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im ersten Schritt ein Wasser- Flüssigkeitsstrom in räumlich getrennte Wasser-Fluidlamellen einer Breite < 100 µm aufgespalten wird. Anschließend werden diese Wasser-Fluidlamellen in mindestens einen Dieselöl-Flüssigkeitsstrom geleitet, wobei eine Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen in Wassertröpfchen stattfindet.The task is solved in that in the first step a water Liquid flow in spatially separated water-fluid lamellae of one width <100 µm is split. Then these water-fluid fins passed into at least one diesel oil liquid stream, one Fragmentation of the water-fluid lamella takes place in water droplets.

Bei der Aufspaltung des Wasser-Flüssigkeitsstroms sind keine beweglichen Teile erforderlich. Hierfür eignen sich beispielsweise miniaturisierte statische Mischer mit kapillarartigen Kanälen einer Breite < 100 µm, wie sie beispielsweise in V. Hessel, et al., Gas/Liquid Dispersion Processes in Micromixers: The Nexagonal Flow, in Process Miniaturization: 2nd International Conference on Microreacfion Technology, New Orleans, 1998 sowie W. Ehrfeld et al., Anwendungspotentiale chemischer und biologischer Mikroreaktoren, in Jahrbuch 1997 - Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, VDI-GVC 1997 beschrieben werden. Mittels solcher miniaturisierten Mischer konnten auch stabile gerahmte Emulsionen speziell aus Silikonöl mit Wasser oder einer wäßrigen Farbstofflösung erzeugt werden (V. Hessel, et al., Mehrphasen­ prozesse in Mikroreaktoren - Konzept, Systeme und Charakterisierung, in Chemie Ingenieur Technik 1998, 9, 1074 sowie W. Ehrfeld, et al., Mikroreaktoren - eine Herausforderung für die Verfahrenstechnik in Chemie und Biotechnologie, in GIT Labor-Fachzeitschrift 1998, 4, 346-350). Hierbei wurde das Prinzip der Multilamination ausgenutzt, bei dem die Fluidströme jeweils in eine Vielzahl von Teilströmen aufgespalten werden und die abwechselnd nebeneinander angeordnet werden. Der Einsatz des Prinzips der Multilamination bzw. von miniaturisierten statischen Mischern zur Herstellung von Kraftstoff-Emulsionen, insbesondere von Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen, ist jedoch nicht bekannt.When splitting the water-liquid flow there are no moving ones Parts required. Miniaturized static, for example, are suitable for this Mixers with capillary-like channels with a width of <100 µm, as they do for example in V. Hessel, et al., Gas / Liquid Dispersion Processes in Micromixers: The Nexagonal Flow, in Process Miniaturization: 2nd International Conference on Microreacfion Technology, New Orleans, 1998 and W. Ehrfeld et al., Potential applications of chemical and biological microreactors, in Yearbook 1997 - Process engineering and chemical engineering, VDI-GVC 1997 are described. Using such miniaturized mixers also stable framed emulsions especially made of silicone oil with water or a aqueous dye solution are generated (V. Hessel, et al., multiphases processes in microreactors - concept, systems and characterization, in Chemical engineer technology 1998, 9, 1074 and W. Ehrfeld, et al., Microreactors - a challenge for chemical and chemical engineering Biotechnology, in GIT Labor-Fachzeitschrift 1998, 4, 346-350). Here was exploited the principle of multilamination, in which the fluid flows in each case a large number of partial streams are split up and the alternating be arranged side by side. The use of the principle of Multilamination or miniaturized static mixers for production fuel emulsions, in particular water-in-diesel oil emulsions, is not known, however.

In den bekannten Experimenten mit Mikromischern wurden Wasser-Silikonöl- Emulsionen in Volumenverhältnissen von 1 : 1 bis 35 : 1 genau charakterisiert. Der Grund für die Beschränkung auf Volumenverhältnisse größer als 1 : 1 lag darin, daß bei einem Überschuß an Silikonöl im Vergleich zu Wasser keine gewünschten feindispersen Systeme erhalten wurden. Vielmehr erhielt man Silikonöl-Tröpfchen mit einer unerwünscht sehr breiten Größenverteilung, die in einer kontinuierlichen Phase aus Wasser vorlagen. In all diesen Experimenten wurde kein feindisperses System von Wassertröpfchen in einer kontinuierlichen Silikonöl-Phase erhalten.In the known experiments with micromixers, water-silicone oil Emulsions in volume ratios from 1: 1 to 35: 1 are precisely characterized. The reason for the limitation to volume ratios was greater than 1: 1 in that with an excess of silicone oil compared to water none  desired finely dispersed systems were obtained. Rather you got Silicone oil droplets with an undesirably very wide size distribution, which in a continuous phase of water. In all of these experiments was not a finely dispersed system of water droplets in a continuous Preserve silicone oil phase.

Darüber hinaus erfolgten die Experimente zur Herstellung von Silikonöl- Wasser-Emulsionen unter statischen Bedingungen. Eine rasche Änderung der Zusammensetzung der erhaltenen Emulsionen wurde nicht angestrebt.In addition, the experiments for the production of silicone oil Water emulsions under static conditions. A quick change in the The composition of the emulsions obtained was not sought.

Ausgehend von dieser vorliegenden experimentellen Erfahrung wären bei einer Übertragung auf ein System aus Wasser und Dieselöl eine Emulsion von Dieselöl-Tröpfchen in einer kontinuierlichen Wasser-Phase zu erwarten gewesen, die eine sehr breite Größenverteilung aufweist. Damit wäre die Verwendung von Mikromischern zur Herstellung von als Kraftstoff geeigneten Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen völlig ungeeignet gewesen.Based on this experimental experience, one would Transfer to a system of water and diesel oil an emulsion of Diesel oil droplets can be expected in a continuous water phase been, which has a very wide size distribution. That would be it Use of micromixers for the production of fuels Water-in-diesel emulsions have been completely unsuitable.

Hieraus war es nun gänzlich unerwartet und völlig überraschend, mit bekannten Mikromischern eine Emulsion von Wassertröpfchen in einer kontinuierlichen Phase von Dieselöl auch bei einem Volumenverhältnis von Wasser zu Dieselöl von kleiner als 1 : 1 erhalten. Zudem erwies sich die erhaltene Emulsion als feindispers, d. h. es wurden im Gegensatz zu den Silikonöl-Wasser-Systemen eine wesentlich engere Größenverteilung erhalten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß mit solchen Mikrovermischern ein rascher Wechsel der Emulsionszusammensetzung bei Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen erzielt werden kann, was bei einem Einsatz im Bereich von Verbrennungskraftmaschinen mit wechselnder Last erforderlich ist.From this it was now completely unexpected and completely surprising with known ones Micromixers an emulsion of water droplets in a continuous Phase of diesel oil even with a volume ratio of water to diesel oil received less than 1: 1. In addition, the emulsion obtained proved to be finely dispersed, d. H. it was in contrast to the silicone oil-water systems get a much narrower size distribution. Beyond that are shown that with such micromixers a rapid change of Emulsion composition can be achieved with water-in-diesel oil emulsions can what with an application in the field of internal combustion engines changing load is required.

Um ein Verstopfen von kapillarartigen Kanälen bei miniaturisierten statischen Mischern zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, ein vorgereinigtes, beispielsweise gefiltertes Dieselöl zu verwenden. Hierbei kann es ebenfalls von Vorteil sein, die Emulgiervorrichtung zu temperieren, insbesondere bei Außentemperaturen von unter 0°C, um beispielsweise ein Ausflocken von Bestandteilen des Dieselöls zu verhindern.To clog capillary-like channels in miniaturized static Avoiding mixers, it can be advantageous to use a pre-cleaned, for example to use filtered diesel oil. Here it can also from Be advantageous to temper the emulsifying device, especially at  Outside temperatures below 0 ° C, for example to prevent flocculation Prevent constituents of the diesel oil.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahren können Wasser-in-Dieselöl- Emulsionen einfach, d. h. ohne aufwendige Vorrichtungen und ohne bewegbare Teile, erhalten werden. Das Verfahren kann damit in unmittelbarer Nähe zum Verwendungsort, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Ölbrenners, eingesetzt werden. Hierfür ist es weiterhin von großem Vorteil, daß die Zusammensetzung der Emulsion mittels dieses Verfahrens rasch, d. h. ohne wesentliche zeitliche Verzögerung, an die im jeweiligen Lastzustand optimale Zusammensetzung angepaßt werden kann. Hierzu ist einfach der Volumenstrom des Wasser-Flüssigkeitsstroms im Verhältnis zum Dieselöl- Flüssigkeitsstrom einzustellen. Daher bedarf es nach diesem Verfahren auch keines Vorspeichers, in dem die Emulsion vor der Verbrennung zwischengespeichert wird.Using the method according to the invention, water-in-diesel oil Simple emulsions, d. H. without complex devices and without moving Parts. The process can thus be in the immediate vicinity of Place of use, for example an internal combustion engine or one Oil burner. For this it is of great advantage that the composition of the emulsion by this method rapidly, i. H. without any significant time delay, to those in the respective load state optimal composition can be adjusted. This is simply the Volume flow of the water-liquid flow in relation to the diesel oil Adjust liquid flow. Therefore, this procedure is also required no pre-storage in which the emulsion before combustion is cached.

Nach einer bevorzugten Variante wird auch der Dieselöl-Flüssigkeitsstrom vor dem Einleiten der Wasser-Fluidlamellen in Fluidlamellen einer Breite < 1 mm aufgespalten, wobei jeweils eine Wasser-Fluidlamelle mit jeweils mindestens einer Dieselöl-Fluidlamelle zusammengeführt wird. Dies ermöglicht beispielsweise ein gezieltes Zusammenführen einzelner Wasser- und Dieselöl- Fluidlamellen. So kann es vorteilhaft sein, jeweils eine Wasser-Fluidlamelle sowie mindestens eine Dieselöl-Fluidlamelle in einen gemeinsamen Kanal zu leiten. Hierbei wird jeweils ein Wasser-in-Dieselöl-Emulsionsteilstrom gebildet. Die Emulsionsteilströme werden zu einem Emulsionsstrom zusammengeführt.According to a preferred variant, the diesel oil liquid flow is also provided the introduction of the water-fluid lamellae into fluid lamellae of a width <1 mm split, each with a water-fluid lamella each with at least a diesel oil fluid lamella is brought together. this makes possible For example, a targeted merging of individual water and diesel oil Fluid fins. So it can be advantageous to have a water-fluid lamella each and at least one diesel oil fluid lamella in a common channel conduct. A partial water-in-diesel oil emulsion stream is formed in each case. The partial emulsion streams are combined to form an emulsion stream.

Vorteilhaft werden mehrere Wasser-Fluidlamellen und mehrere Dieselöl- Fluidlamellen derart gemeinsam in einen Raum geleitet, daß jeweils eine Wasser-Fluidlamelle benachbart mit mindestens einer Dieselöl-Fluidlamelle in diesen Raum austritt. Die Fluidlamellen können derart schachbrettartig zueinander versetzt in den Raum geleitet werden, daß jede Wasser- Fluidlamelle von beispielsweise vier Dieselöl-Fluidlamellen umgeben ist und umgekehrt. Die resultierende Emulsion wird kontinuierlich aus dem Raum abgeleitet. Hierfür geeignete miniaturisierte Mischer werden beispielsweise in der EP 0 758 918 B1 zur Durchführung chemischer Reaktionen beschrieben.Several water-fluid lamellae and several diesel oil Fluid lamellae passed together in such a way that one at a time Water fluid lamella adjacent to at least one diesel oil fluid lamella in exits this room. The fluid lamellae can be checkered like this staggered in the room so that each water Fluid lamella is surrounded by, for example, four diesel oil fluid lamellae and  vice versa. The resulting emulsion is continuously removed from the room derived. Suitable miniaturized mixers are, for example, in EP 0 758 918 B1 for carrying out chemical reactions.

Die Strömungsrichtung einer Wasser-Fluidlamelle kann im wesentlichen gleichgerichtet mit oder entgegengerichtet der Strömungsrichtung des Dieselöl- Flüssigkeitsstroms bzw. der Dieselöl-Fluidlamelle sein, in den bzw. die die Wasser-Fluidlamelle geleitet wird. Es ist jedoch auch denkbar, eine Wasser- Fluidlamelle in einem Winkel von 0° bis 180° dem Dieselöl-Flüssigkeitsstrom bzw. der Dieselöl-Fluidlamelle zuzuleiten.The direction of flow of a water-fluid lamella can essentially rectified with or opposite to the flow direction of the diesel oil Liquid flow or the Dieselöl-Fluidlamelle, in which or Water-fluid lamella is passed. However, it is also conceivable to use a water Fluid lamella at an angle of 0 ° to 180 ° to the diesel oil liquid flow or to the Dieselöl-Fluidlamelle.

Sind die Strömungsrichtungen im wesentlichen entgegengerichtet zueinander, so wird der resultierende Wasser-in-Dieselöl-Emulsionsstrom bevorzugt im wesentlichen senkrecht zu den beiden Strömungsrichtungen abgeleitet. Hierfür besonders geeignete Mikromischer werden beispielsweise beschrieben in: V. Hessel et al., Potentials and Realisation of Microreactors, Proc. of Internat. Symposiom of Microsystems, Intelligent Materials and Robots, Sendai, Japan, Sept. 1995 sowie V. Hessel, et al., Characterization of mixing in micromixers by a test reaction: Single mixing units and mixer arrays, Industrial and Engineering Chemistry Research 1999, (38) 3, 1075-1082.If the flow directions are essentially opposite to each other, so the resulting water-in-diesel oil emulsion stream is preferred in derived substantially perpendicular to the two flow directions. Therefor Particularly suitable micromixers are described, for example, in: V. Hessel et al., Potentials and Realization of Microreactors, Proc. of boarding school. Symposiom of Microsystems, Intelligent Materials and Robots, Sendai, Japan, Sept. 1995 and V. Hessel, et al., Characterization of mixing in micromixers by a test reaction: Single mixing units and mixer arrays, Industrial and Engineering Chemistry Research 1999, (38) 3, 1075-1082.

Bevorzugt sind Breiten der Dieselöl-Fluidlamellen < 500 µm, vorzugsweise < 100 µm. Je kleiner die Breiten der Dieselöl-Fluidlamellen, desto enger benachbart können die Wasser-Fluidlamellen, jeweils beabstandet durch mindestens eine Dieselöl-Fluidlamelle, eingeleitet werden. Dies ermöglicht es, unter Beibehaltung kleiner Wasser-Tröpfchengrößen ein großes Volumenverhältnis Wasser zu Dieselöl zu erzielen.Widths of the diesel oil fluid lamellae <500 μm are preferred, preferably <100 µm. The smaller the widths of the diesel oil fluid fins, the narrower the water-fluid lamellae can be adjacent, each spaced apart by at least one diesel oil fluid lamella. This enables a large one while maintaining small water droplet sizes To achieve volume ratio of water to diesel oil.

Bevorzugt wird nach dem Verfahren eine Wasser-in-Dieselöl Emulsion erhalten, die eine mittlere Größe der Wassertröpfchen im Bereich von 0,1 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 µm bis 15 µm, aufweist. Solche Emulsionen weisen vorteilhaft eine Standardabweichung der Wassertröpfchengrößen < 10 µm, insbesondere < 5 µm auf. Besonders vorteilhaft beträgt die Standardabweichung kleiner gleich der mittleren Größe der Wassertröpfchen in µm.A water-in-diesel oil emulsion is preferably obtained by the process, which have an average size of the water droplets in the range from 0.1 μm to 50 μm, particularly preferably in the range from 0.5 μm to 15 μm. Such Emulsions advantageously have a standard deviation of  Water droplet sizes of <10 µm, in particular <5 µm. Especially the standard deviation is advantageously less than or equal to the mean size the water droplets in µm.

Für solche Emulsionen wird die Breite der Wasser-Fluidlamellen bevorzugt < 50 µm, besonders bevorzugt < 10 µm, gewählt.The width of the water-fluid lamellae is preferred for such emulsions <50 µm, particularly preferably <10 µm.

Während eine möglichst kleine Breite der Wasser-Fluidlamellen bevorzugt wird, ist eine bevorzugte Höhe der Wasser- oder/und Dieselöl-Fluidlamellen größer gleich der Breite der Wasser- bzw. Dieselöl-Fluidlamellen, besonders bevorzugt < 250 µm. Aufgrund der im Vergleich zur Breite größeren Höhe kann bei im wesentlichen gleicher Tröpfchengrößenverteilung ein größerer Stoffdurchsatz erzielt werden.While the smallest possible width of the water-fluid lamellae is preferred, a preferred height of the water and / or diesel oil fluid fins is greater equal to the width of the water or diesel oil fluid lamellae, particularly preferred <250 µm. Due to the greater height compared to the width, the im essentially the same droplet size distribution, a larger material throughput be achieved.

Zur Erzeugung von Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen als Kraftstoff ist das Volumenverhältnis des Wasser-Flüssigkeitsstroms zum Dieselöl- Flüssigkeitsstrom entsprechend dem zu erzielenden Wasser-zu-Diesel- Verhältnis einzustellen. Bevorzugt ist der Bereich von 1 : 1000 bis 1 : 1, besonders bevorzugt im Bereich von 1 : 500 bis 1 : 3.That is for the production of water-in-diesel oil emulsions as fuel Volume ratio of water-liquid flow to diesel oil Liquid flow according to the water-to-diesel to be achieved Ratio. The range from 1: 1000 to 1: 1 is preferred. particularly preferably in the range from 1: 500 to 1: 3.

Die Fragmentation und damit die Tröpfchengrößenverteilung kann durch die Wahl des Gesamtvolumenflusses und der Volumenflüsse des Dieselöl- und Wasser-Flüssigkeitsstroms gezielt beeinflußt werden. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Fragmentation wird der Volumenfluß einer Wasser-Fluidlamelle bevorzugt im Bereich von 150 bis 0,1 ml/h, besonders bevorzugt im Bereich von 75 bis 15 ml/h, gewählt.The fragmentation and thus the droplet size distribution can be determined by the Choice of the total volume flow and the volume flows of the diesel oil and Water-liquid flow can be influenced in a targeted manner. To achieve a uniform fragmentation becomes the volume flow of a water-fluid lamella preferably in the range from 150 to 0.1 ml / h, particularly preferably in the range from 75 to 15 ml / h.

Die Herstellung der Emulsion erfolgt bevorzugt in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C, besonders bevorzugt von 0°C bis 60°C. Der Druck des Wasser- oder/ und Dieselöl-Flüssigkeitsstromes liegt bevorzugt im Bereich von 0 bis 30 bar, besonders bevorzugt von 1 bis 15 bar. The emulsion is preferably produced in a temperature range of 0 ° C to 100 ° C, particularly preferably from 0 ° C to 60 ° C. The pressure of the water or / and diesel oil liquid flow is preferably in the range from 0 to 30 bar, particularly preferably from 1 to 15 bar.  

Die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen zu Wassertröpfchen kann durch unterschiedliche Methoden unterstützt werden.The fragmentation of the water-fluid lamella into water droplets can be caused by different methods are supported.

Nach einer Methode werden hierzu mechanische Schwingungen, insbesondere Ultraschall, angewendet. Die allgemeine Idee, in einer Emulgationsvorrichtung zum Emulgieren von Kohlenwasserstoffen mit Wasser zu Verbrennungszwecken Ultraschallwellen einzusetzen ist aus der DE 195 44 554 A1 bekannt, die jedoch keinerlei Angaben zur konstruktiven Gestaltung der Vorrichtung oder zur Durchführung des Verfahrens enthält.According to one method, mechanical vibrations are used, in particular Ultrasound applied. The general idea in an emulsifying device for emulsifying hydrocarbons with water DE 195 44 554 A1 uses ultrasonic waves for combustion purposes known, but no information on the constructive design of the Contains device or to carry out the method.

So kann die gesamte Vorrichtung, in der der Wasserflüssigkeitsstrom mit dem Dieselöl-Flüssigkeitsstrom zusammengebracht wird, mit Ultraschall beaufschlagt werden.So the entire device in which the water liquid flow with the Diesel fluid flow is brought together using ultrasound be charged.

Nach einer Verfahrensvariante werden zumindest Bereiche des Dieselöl- Flüssigkeitsstroms, der Wasser-Fluidlamellen oder/und der Dieselöl- Fluidlamellen oder/und der Wasser-in-Dieselöl-Emulsion mechanisch mit Schwingung beaufschlagt. Besonders bevorzugt wird das Teil eines Mikrovermischers mit Schwingungen beaufschlagt, in dem die Bildung der Fluidlamellen erfolgt oder/und in dem die Wasser-Fluidlamellen mit dem Dieselöl-Flüssigkeitsstrom oder den Dieselöl-Fluidlamellen zusammengeführt werden.According to a process variant, at least areas of the diesel oil Liquid flow, the water-fluid lamellae and / or the diesel oil Fluid blades or / and the water-in-diesel oil emulsion mechanically Vibration applied. The part of a Micro-mixer vibrated, in which the formation of the Fluid lamellae takes place and / or in which the water-fluid lamellae with the Diesel oil-liquid flow or the Dieselöl-Fluidlamellen brought together become.

Bevorzugt erfolgt die mechanische Auslenkung als periodische Auslenkung parallel oder senkrecht zur Strömungsrichtung der Fluidlamellen des Wassers oder/und des Dieselöls.The mechanical deflection preferably takes place as a periodic deflection parallel or perpendicular to the flow direction of the fluid lamella of the water or / and the diesel oil.

Die Frequenz der mechanischen Schwingungen wird bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit des Wasser-Flüssigkeitsstroms und/oder Dieselöl- Flüssigkeitsstroms im Hinblick auf die zu erzielende Teilchengröße gewählt. Dies ist dahingehend möglich, daß durch die mechanische Schwingung der Vorgang der Fragmentation gezielt eingeleitet wird. Hierdurch wird zum einen bei gegebener Schwingungsfrequenz eine enge Verteilung der Wassertröpfchengrößen erzielt, zum anderen kann mit Erhöhung oder Erniedrigung der Schwingungsfrequenz das Maximum der Tröpfchengrößen­ verteilung hin zu kleineren bzw. größeren Werten verschoben werden. Dies ist von besonderem Vorteil bei der raschen Einstellung der Emulsion an die wechselnden Anforderungen bei Verbrennungskraftmaschinen.The frequency of the mechanical vibrations is given Flow rate of water-liquid flow and / or diesel oil Liquid flow selected in view of the particle size to be achieved. This is possible in that the mechanical vibration of the  The process of fragmentation is initiated. This will, on the one hand for a given oscillation frequency a narrow distribution of the Water droplet sizes achieved, on the other hand with increasing or Lowering the oscillation frequency the maximum of the droplet sizes distribution can be shifted towards smaller or larger values. This is of particular advantage in the rapid adjustment of the emulsion to the changing requirements for internal combustion engines.

Bevorzugt sind mechanische Schwingungen im Frequenzbereich von 1 kHz bis 100 kHz, besonders bevorzugt im Bereich von 10 kHz bis 50 kHz.Mechanical vibrations in the frequency range from 1 kHz to are preferred 100 kHz, particularly preferably in the range from 10 kHz to 50 kHz.

Nach einer zweiten Methode wird die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen durch das Anlegen eines elektrischen Feldes unterstützt. Hierzu kann beispielsweise an den den Emulsionsstrom aufnehmenden Bereich als Elektrode gegenüber den die Fluidlamellen bildenden Bereich als Gegenelektrode eine Spannung angelegt werden. Hierbei sind bekannte Techniken zur elektrostatischen Zerstäubung von Flüssigkeiten einsetzbar (H. Wiggers und P. Walzel, Chemie Ingenieur Technik 1997, (69) 8, 1066-1073.A second method is the fragmentation of the water-fluid lamellae supported by the application of an electrical field. This can for example to the area receiving the emulsion stream as Electrode opposite the area forming the fluid lamellae A voltage can be applied to the counter electrode. Here are known Techniques for the electrostatic atomization of liquids can be used (H. Wiggers and P. Walzel, Chemical Engineer Technology 1997, (69) 8, 1066-1073.

Nach einer dritten Methode wird die Fragmentation durch Einleiten eines Gases unterstützt. Das Gas kann hierzu dem Wasser-Fluidstrom, dem Dieselöl- Fluidstrom, den entsprechenden Fluidlamellen oder/ und der Wasser-in- Dieselöl-Emulsion zugeleitet werden. Im einfachsten Fall ist das Gas gegebenenfalls gereinigte Luft. Die so erhaltene Dispersion aus Wasser, Dieselöl und Gas kann als Kraftstoff verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, vorher das Gas wieder zumindest teilweise abzutrennen. Zum Zuführen eines Gases, also zum Herstellen von Gas-Flüssigkeits-Dispersionen können bekannte miniaturisierte statische Mischer und bekannte Verfahren eingesetzt werden (V. Hessel, et al., Gas/Liquid Dispersion Processes in Micromixers: The Hexagonal Flow, in Process Miniaturization: 2nd International Conference on Microreaction Technology, 1998, New Orleans). According to a third method, the fragmentation is carried out by introducing a gas supported. For this purpose, the gas can flow through the water-fluid flow, the diesel oil Fluid flow, the corresponding fluid lamellae and / or the water-in Diesel oil emulsion are supplied. In the simplest case, the gas if necessary, cleaned air. The water dispersion thus obtained, Diesel oil and gas can be used as fuel. However, it is also possible to separate the gas at least partially beforehand. To the Supply of a gas, i.e. for the production of gas-liquid dispersions can known miniaturized static mixers and known methods can be used (V. Hessel, et al., Gas / Liquid Dispersion Processes in Micromixers: The Hexagonal Flow, in Process Miniaturization: 2nd International Conference on Microreaction Technology, 1998, New Orleans).  

Ein Gas kann jedoch innerhalb des Wasser- oder/und Dieselöl- Flüssigkeitsstroms dadurch erzeugt werden, daß im Bereich des Mischers die Temperatur so erhöht wird, daß eine leicht flüchtige Komponente der Flüssigkeitsströme zu sieden beginnt und damit Gasblasen in der Flüssigkeit erzeugt werden. Es ist auch denkbar hierzu einem Flüssigkeitsstrom eine leicht flüchtige Flüssigkeit, beispielsweise einen kurzkettigen Kohlenwasserstoff, hinzuzugeben. Die zugemischte Flüssigkeit bzw. deren Gas kann als Bestandteil des Kraftstoffs mit zur Verbrennung beitragen. Es kann sich jedoch auch um einen inerten Stoff handeln, der beispielsweise nach der Erzeugung der Emulsion abgetrennt wird.However, a gas can flow within the water or / and diesel oil Liquid flow are generated in that in the area of the mixer Temperature is increased so that a volatile component of the Liquid flows begin to boil and with it gas bubbles in the liquid be generated. It is also conceivable that a liquid flow is easy volatile liquid, for example a short chain hydrocarbon, to add. The admixed liquid or its gas can be used as Part of the fuel contributes to the combustion. However, it can also act as an inert substance, for example after generation the emulsion is separated.

Zur Stabilisierung der zu erzeugenden Emulsion kann es vorteilhaft sein, dem Wasser- oder Dieselöl-Flüssigkeitsstrom mindestens ein die Emulsion stabilisierenden Stoff hinzuzugeben. Vorzugsweise beträgt das Volumenverhältnis Emulgator zu Emulsion bis zu 1 : 10, besonders bevorzugt 1 : 5000 bis 1 : 20. Geeignete Emulgatoren sind beispielsweise Polyethylenoxide und deren Derivate, beispielsweise Monoether, Polyethylen-Propylen- Copolymere, Naphthensäure und deren Salze, Fettsäuren und deren Salze, Fettalkohole, Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Alkylsulfite oder deren Kombinationen.To stabilize the emulsion to be produced, it can be advantageous to Water or diesel oil liquid flow at least one the emulsion add stabilizing substance. This is preferably Volume ratio of emulsifier to emulsion up to 1:10, particularly preferred 1: 5000 to 1: 20. Suitable emulsifiers are, for example, polyethylene oxides and their derivatives, for example monoethers, polyethylene propylene Copolymers, naphthenic acid and its salts, fatty acids and their salts, Fatty alcohols, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, alkyl sulfites or combinations thereof.

Bei Temperaturen unterhalb 0°C besteht die Gefahr, daß ein Zuleiten von Wasser durch Kristallbildung verhindert wird. Hierbei kann es von Vorteil sein, dem Wasser-Flüssigkeitsstrom mindestens ein die Kristallisationstemperatur des Wassers herabsetzenden Stoff zuzusetzen. Geeignete Stoffe sind beispielsweise ein- oder mehrwertige Alkohole, wie Methanol, Ethanol oder Ethylenglykol.At temperatures below 0 ° C there is a risk that a supply of Water is prevented by crystal formation. It can be an advantage the water-liquid flow at least one the crystallization temperature add water-reducing substance. Suitable substances are for example monohydric or polyhydric alcohols, such as methanol, ethanol or Ethylene glycol.

Des weiteren kann es vorteilhaft sein, dem Wasser- oder/und dem Dieselöl- Flüssigkeitsstrom mindestens ein die Kraftstoffeigenschaften verbessernden Stoff, wie beispielsweise Additive gegen Ablagerungen, zuzusetzen. Furthermore, it can be advantageous to add water or / and diesel oil. Liquid flow at least one improving the fuel properties Add substance such as additives against deposits.  

Nach einer Verwendung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Emulsion als Kraftstoff aus Dieselöl und einer nicht mit Dieselöl mischbaren Flüssigkeit oder Flüssigkeitsgemisches eingesetzt. Hierzu wird statt eines Wasser-Flüssigkeitsstromes ein Flüssigkeitsstrom der bzw. des nicht mit Dieselöl mischbaren Flüssigkeit oder Flüssigkeitsgemisches, beispielsweise eines oder mehrerer ein- oder mehrwertiger Alkohole, wie Ethanol oder Butanol, eingesetzt.After use, the process according to the invention is used for the production an emulsion as a fuel from diesel oil and one not with diesel oil miscible liquid or liquid mixture used. This will take place a water-liquid flow, a liquid flow or not with Diesel oil miscible liquid or liquid mixture, for example one or more mono- or polyhydric alcohols, such as ethanol or butanol, used.

Nach einer weiteren Verwendung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Emulsion als Kraftstoff eingesetzt, wobei anstelle von Dieselöl ein oder mehrere andere flüssige Brennstoffe, beispielsweise Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, Kerosin, Petrolether, Flüssiggas, aliphatische oder aromatische Nitroverbindungen, verwendet werden.After a further use, the method according to the invention is used for Production of an emulsion used as a fuel, instead of diesel oil one or more other liquid fuels, for example Hydrocarbons such as gasoline, kerosene, petroleum ether, liquid gas, aliphatic or aromatic nitro compounds can be used.

Besonders vorteilhaft wird das Verfahren direkt im Bereich der Kraftstoffzufuhreinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeug-Diesel-Motors, eingesetzt. Das Wasser-zu-Dieselöl- Volumenverhältnis kann hierbei, beispielsweise unter Verwendung einer elektronischen Steuerung, im Hinblick auf die momentane Belastung und/oder Abgaswerte der Verbrennungskraftmaschine eingestellt werden.The method is particularly advantageous in the area of Fuel supply device of an internal combustion engine, for example a motor vehicle diesel engine used. The water-to-diesel oil Volume ratio can be, for example, using a electronic control, with regard to the current load and / or Emission values of the internal combustion engine can be set.

Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Variants of the method according to the invention are described below with the aid of schematic drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 das bekannte Prinzip des Aufspaltens zweier Fluidströme in Fluidlamellen, Fig. 1 the known principle of splitting of two fluid streams into fluid lamellae,

Fig. 2 das Prinzip des Aufspaltens eines Fluidstromes in Fluidlamellen und Zusammenführens mit einem Fluidstrom, Fig. 2 shows the principle of splitting a fluid flow into fluid lamellae and merging with a fluid stream,

Fig. 3 den Gehäuseboden, das Mischelement und den Gehäusedeckel eines bekannten Mikrovermischers getrennt voneinander in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 shows the housing base, the mixing element and the housing cover of a known micromixer separated from each other, in a perspective view

Fig. 4a den Mikrovermischer nach Fig. 3 geschnitten durch die Ebene der Einlässe und des Auslasses, FIG. 4a the Micromixer of Fig. 3 cut by the plane of the inlets and the outlet,

Fig. 4b einen das Element mit Spalt darstellenden Ausschnitt aus Fig. 4a, FIG. 4b shows a the element performing with split section of Fig. 4a,

Fig. 5 den Übergang von parallelen Fluidlamellen über sich fragmentierende Fluidlamellen zu Fluidtröpfchen nach dem Mikrovermischer nach Fig. 3, Fig. 5 the transition from parallel fluid lamellae about fragmenting fluid lamellae to fluid droplets after the micromixer according to Fig. 3,

Fig. 6a einen Mikrovermischer mit längs zum Spalt bewegbarem und an einen Ultraschallgeber gekoppeltem Mischelement geschnitten von der Seite, FIG. 6a is a micromixer with longitudinally movable to the gap and coupled to an ultrasonic transducer mixing element cut from the side,

Fig. 6b den Mikrovermischer nach Fig. 6a mit abgenommenem Gehäusedeckel in Draufsicht, Fig. 6b the micromixer according to Fig. 6a with the housing cover removed, in plan view,

Fig. 6c den Übergang von parallelen Fluidlamellen über sich fragmentierende Fluidlamellen zu Fluidtröpfchen nach dem Mikrovermischer nach Fig. 6a, Fig. 6c the transition from parallel fluid lamellae about fragmenting fluid lamellae to fluid droplets after the micro-mixer of FIG. 6a,

Fig. 7a einen Mikrovermischer mit quer zum Spalt bewegbarem und an einem Ultraschallgeber gekoppeltem Mischelement geschnitten von der Seite, Fig. 7a is a micromixer with movable transversely to the slot and coupled to an ultrasonic transducer mixing element cut from the side,

Fig. 7b den Mikrovermischer nach Fig. 7a mit abgenommenem Gehäusedeckel in Draufsicht, Fig. 7b the micromixer according to Fig. 7a with the housing cover removed, in plan view,

Fig. 7c den Übergang von parallelen Fluidlamellen über sich fragmentierende Fluidlamellen zu Fluidtröpfchen nach dem Mikrovermischer nach Fig. 7a, Fig. 7c the transition from parallel fluid lamellae about fragmenting fluid lamellae to fluid droplets after the micromixer according to Fig. 7a,

Fig. 8 einen Mikrovermischer mit Elektroden zur Unterstützung der Fragmentation geschnitten von der Seite, Fig. 8 is a micromixer with electrodes to support fragmentation cut from the side,

Fig. 9 Diagramm der mit dem Mikrovermischer nach Fig. 3 erhaltenen Wasser-Tröpfchengrößenverteilung in Dieselöl. FIG. 9 diagram of the water droplet size distribution in diesel oil obtained with the micromixer according to FIG. 3.

In Fig. 1 ist ein bekanntes Prinzip zum Aufspalten zweier Fluidströme 2, 4 der Fluide A, B in Fluidlamellen 3a, 3b,. . . bzw. 5a, 5b,. . . dargestellt. Hierzu ist in einem Mischelement 12 ein Bereich der Zuführung 16 des Fluids A in Kanäle 19a, 19b,. . . zur Bildung von Fluidlamellen unterteilt. Ein gegenüberliegender Bereich der Zuführung 17 des Fluids B ist ebenfalls in Kanäle 20a, 20b,. . . zur Bildung von Fluidlamellen unterteilt, wobei die Kanäle 20a, 20b,. . . zwischen den Kanälen 19a, 19b,. . . angeordnet sind und zusammen eine sogenannte Interdigitalstruktur 13 bilden. Oberhalb der Interdigitalstruktur 13 des Mischelementes 12 ist ein weiteres, hier nicht dargestelltes Element angeordnet, das alle Bereiche des Mischelements 12 bis auf einen über der Interdigitalstruktur 13 liegenden, hier mit gestrichelten Linien angedeuteten Spalt 22 abdeckt. Die Lamellen 3a, 3b,. . ., 5a, 5b,. . . der Fluide A und B strömen benachbart zueinander durch den Spalt in einen darüberliegenden, hier nicht dargestellten Vermischungsbereich.In Fig. 1 is a known principle for splitting two fluid streams 2 , 4 of the fluids A, B in fluid lamellae 3 a, 3 b ,. . . or 5 a, 5 b ,. . . shown. For this purpose, a region of the supply 16 of the fluid A in channels 19 a, 19 b, is in a mixing element 12 . . . divided to form fluid lamellae. An opposite area of the feed 17 of the fluid B is also in channels 20 a, 20 b ,. . . divided to form fluid lamellae, the channels 20 a, 20 b ,. . . between the channels 19 a, 19 b ,. . . are arranged and together form a so-called interdigital structure 13 . A further element, not shown here, is arranged above the interdigital structure 13 of the mixing element 12 and covers all areas of the mixing element 12 except for a gap 22 lying above the interdigital structure 13 , indicated here by dashed lines. The slats 3 a, 3 b ,. . ., 5 a, 5 b ,. . . the fluids A and B flow adjacent to one another through the gap into an overlying mixing region, not shown here.

Bei dem bekannten System Silikonöl-Wasser wurde gefunden, daß die Silikonöl-Fluidlamellen beim Zusammenführen mit den Wasser-Fluidlamellen zu Silikonöl-Tröpfchen fragmentieren und eine Emulsion von Silikonöl-Tröpfchen in einer kontinuierlichen Wasser-Phase erhalten wird. Diese Emulsionen waren bei Volumenverhältnissen von Wasser zu Dieselöl von größer 1 : 1 feindispers, bei kleineren Volumenverhältnissen jedoch mit sehr breiter Verteilung der Größen der Silikonöl-Tröpfchen. In the known silicone oil-water system, it was found that the Silicone oil fluid fins when merging with the water fluid fins Silicone oil droplets fragment and an emulsion of silicone oil droplets in a continuous water phase is obtained. These were emulsions with volume ratios of water to diesel oil greater than 1: 1 finely dispersed, with smaller volume ratios, however, with a very broad distribution of the Sizes of silicone oil droplets.  

Entgegen diesen bekannten Erfahrungen ergaben neue Experimente mit Wasser-Dieselöl-Systemen überraschenderweise feindisperse Emulsionen von Wassertröpfchen in einer kontinuierlichen Dieselöl-Phase, insbesondere bei den für Kraftstoffen gewünschten Volumenverhältnissen von Wasser zu Dieselöl von kleiner als 1 : 1.Contrary to these known experiences, new experiments resulted Water-diesel oil systems surprisingly finely dispersed emulsions of Water droplets in a continuous diesel oil phase, especially at the volume ratios of water desired for fuels Diesel oil less than 1: 1.

Nach einer anderen Verfahrensvariante wird nur der Wasser-Flüssigkeitsstrom in Fluidlamellen aufgespalten und diese in einen Dieselöl-Fluidstrom eingeleitet, wobei eine Fragmentation der einzelnen Wasser-Fluidlamellen in Wassertröpfchen stattfindet. Drei entsprechende Elemente 41, 42, 51 eines Mikrovermischers sind in Fig. 2 schematisch voneinander getrennt und in perspektivischer Darstellung gezeigt. In dem Mischelement 42 befindet sich eine Zuführung 46 für den Wasser-Flüssigkeitsstrom, der dem Element 42 durch eine hier nicht dargestellte Bohrung von unten zugeführt wird. Die Zuführung 46 ist im rechten Bereich in Kanäle 49a, 49b,. . . zur Bildung von Fluidlamellen aufgeteilt. Auf diesem Element 42 ist ein Element 51 mit einem Spalt 52 derart angeordnet, daß der Spalt 52 sich über einen Bereich der Kanäle 49a, 49b,. . . erstreckt. Auf dem Element 51 wiederum ist ein Element 41 mit einer Zuführung 47 für den Dieselöl-Fluidstrom, einem Vermischungsbereich 48 und einer Abführung 43 derart angeordnet, daß der Vermischungsbereich 48 sich oberhalb des Spalts 52 befindet. Der Übersichtlichkeit halber sind die Elemente 41, 42, 51 nicht aufeinander, sondern voneinander getrennt dargestellt. Die Zuführung 47 und der Vermischungsbereich 48 sind als durch das Element 41 hindurchgehende Ausnehmungen ausgebildet. Erst durch die Anordnung des Elements 41 auf dem Element 51 sowie durch eine hier nicht dargestellte, Durchgangsöffnungen für die Zu- und Abführung aufweisende Deckplatte, die auf dem Element 41 anzuordnen ist, werden aus dem Zuführungsbereich 47 und dem Vermischungsbereich 48 kammerartige Kanäle gebildet. Zur Erzielung eines über alle Kanäle 49a, 49b,. . . gleichen Flusses sind Mikrokanäle ausreichenden Druckverlustes und ein Spalt 52 vorzusehen. Um eine Vereinigung der in den Kanälen 49a, 49b,. . . erzeugten Wasser-Fluidlamellen zu vermeiden, ist das Element 51 mit dem Spalt 52 in einer möglichst geringen Dicke, beispielsweise als geschlitzte Folie, ausgebildet. Es ist auch denkbar, ein statt eines quer über alle Kanäle 49a, 49b,. . . verlaufenden Spaltes 52 Einzelspalte derart vorzusehen, daß diese jeweils genau über einem Kanal 49a, 49b,. . . zu liegen kommen und die benachbarten Stegbereiche abdecken. Das Element 51 kann auch einstückiger Bestandteil des Elementes 41 sein.According to another variant of the method, only the water-liquid flow is split into fluid lamellae and this is introduced into a diesel oil fluid flow, whereby the individual water-fluid lamellae are fragmented in water droplets. Three corresponding elements 41 , 42 , 51 of a micromixer are schematically separated from one another in FIG. 2 and shown in perspective. In the mixing element 42 there is a feed 46 for the water-liquid flow, which is fed to the element 42 from below through a bore, not shown here. The feed 46 is in the right area in channels 49 a, 49 b ,. . . divided to form fluid lamellae. On this element 42 , an element 51 is arranged with a gap 52 such that the gap 52 extends over a region of the channels 49 a, 49 b ,. . . extends. An element 41 with a feed 47 for the diesel oil fluid flow, a mixing area 48 and a discharge 43 is arranged on the element 51 in such a way that the mixing area 48 is located above the gap 52 . For the sake of clarity, the elements 41 , 42 , 51 are not shown on top of each other, but separately from one another. The feed 47 and the mixing area 48 are designed as recesses passing through the element 41 . Only through the arrangement of the element 41 on the element 51 and through a cover plate (not shown here), which has openings for the supply and discharge and which is to be arranged on the element 41 , are chamber-like channels formed from the feed region 47 and the mixing region 48 . To achieve a through all channels 49 a, 49 b ,. . . Microchannels of sufficient pressure loss and a gap 52 must be provided in the same flow. To unite the channels 49 a, 49 b ,. . . To avoid generated water-fluid lamellae, the element 51 with the gap 52 is made as thin as possible, for example as a slotted film. It is also conceivable to use one instead of one across all channels 49 a, 49 b. . . running column 52 to provide individual columns such that these each exactly over a channel 49 a, 49 b ,. . . come to rest and cover the adjacent land areas. The element 51 can also be an integral part of the element 41 .

Ein bekannter Mikrovermischer 1, der nach dem zu Fig. 1 erläuterten Prinzip arbeitet, ist in Fig. 3 dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber drei Teile, der Gehäuseboden 10a, das Mischelement 12 und der Gehäusedeckel 10b, getrennt voneinander perspektivisch dargestellt sind.A known micromixer 1 , which operates according to the principle explained in relation to FIG. 1, is shown in FIG. 3, three parts, the housing base 10 a, the mixing element 12 and the housing cover 10 b, being shown in perspective separately for the sake of clarity.

Das Mischelement 12 weist zwei Zuführungen 16 und 17 sowie eine zwischen beiden angeordnete Interdigitalstruktur 13 zur Bildung von Fluidlamellen auf. Das Mischelement 12 ist in eine entsprechende Ausnehmung 11 im Gehäuseboden 10a einsetzbar. Der Gehäusedeckel 10b weist zwei Einlässe 14, 15 auf, die in Bohrungen zur Zu- und Abführung 16, 17 übergehen, die der entsprechenden Zu- und Abführung 16, 17 des Mischelementes 12 gegenüberliegen. In den Boden des Gehäusedeckels 10b ist ein Element 21 mit einem Spalt 22 derart angeordnet, daß der Spalt 22 über der Interdigitalstruktur 13 des Mischelementes 12 zu liegen kommt. Im Gehäusedeckel 10b und oberhalb des Spalts 22 und mit diesem verbunden ist ein hier gestrichelt angedeuteter Vermischungsbereich 18 angeordnet, in dem die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen zu Wassertröpfchen in einer Dieselöl-Phase stattfindet. Der Vermischungsbereich 18 geht in eine ebenfalls gestrichelt angedeutete Abführung 23 über, die mit dem Auslaß 24 verbunden ist. Zur Abdichtung zum Gehäuseboden 10a ist in den Boden des Gehäusedeckels 10b eine Ringnut 27 zur Aufnahme einer O-Ringdichtung eingearbeitet. Zur Positionierung von Gehäusedeckel 10b und -boden 10a zueinander weist der Gehäuseboden 10a auf seiner Oberseite zwei Paßstifte 28a auf, die in entsprechende Bohrungen 28b in der Unterseite des Gehäusedeckels 10b passen. Mittels vier hier nicht dargestellter Schrauben kann der Gehäusedeckels 10b gegen den Gehäuseboden 10a verspannt werden, wozu im Boden 10a vier mit Gewinde versehene Bohrungen 29 und im Gehäusedeckel 10b entsprechende vier Durchgangsbohrungen 30 vorgesehen sind.The mixing element 12 has two feeds 16 and 17 and an interdigital structure 13 arranged between the two for forming fluid lamellae. The mixing element 12 can be inserted into a corresponding recess 11 in the housing base 10 a. The housing cover 10 b has two inlets 14 , 15 which merge into bores for supply and discharge 16 , 17 , which are opposite the corresponding supply and discharge 16 , 17 of the mixing element 12 . In the bottom of the housing cover 10 b, an element 21 is arranged with a gap 22 such that the gap 22 comes to lie over the interdigital structure 13 of the mixing element 12 . In the housing cover 10 b and above the gap 22 and connected thereto a dashed line, indicated here mixing region 18 is arranged, in which the fragmentation of the water-fluid lamellae to water droplets in a held diesel oil phase. The mixing area 18 merges into an outlet 23 , likewise indicated by dashed lines, which is connected to the outlet 24 . For sealing to the housing bottom 10 a, an annular groove 27 is incorporated in the bottom of the housing cover 10 b for receiving an O-ring seal. To position the housing cover 10 b and bottom 10 a to each other, the housing base 10 a has two dowel pins 28 a on its top, which fit into corresponding bores 28 b in the underside of the housing cover 10 b. By means of four screws, not shown here, the housing cover 10 b can be braced against the housing base 10 a, for which purpose four threaded holes 29 are provided in the base 10 a and corresponding four through holes 30 are provided in the housing cover 10 b.

In Fig. 4a ist der Mikrovermischer 1 nach Fig. 3 geschnitten durch die die Einlässe 14, 15 und den Auslaß 24 erfassende Ebene dargestellt. Zur besseren Übersicht wurde auf die Darstellung von Details sowie eine Strichelung der geschnittenen Flächen verzichtet. Im Gegensatz zur Fig. 3 sind der Gehäusedeckel 10b und der Gehäuseboden 10a mit eingesetztem Mischelement 12 verbunden miteinander dargestellt. In Fig. 4b ist ein den Spalt 22 und den sich anschließenden Vermischungsbereich 18 umfassender Ausschnitt dargestellt.In FIG. 4a the micromixer 1 according to FIG. 3 is shown cut through the plane covering the inlets 14 , 15 and the outlet 24 . For a better overview, details and a dashed line of the cut surfaces have been omitted. In contrast to FIG. 3, the housing cover 10 b and the housing base 10 a are shown connected to one another with the mixing element 12 inserted. FIG. 4b shows a section that includes the gap 22 and the subsequent mixing region 18 .

Die Bildung von Wassertröpfchen 6a, 6b,. . . in einer kontinuierlichen Dieselöl- Phase 7 ist in den drei Zeichnungen der Fig. 5 schematisch vereinfacht dargestellt. Unmittelbar hinter dem in den vorherigen Figuren dargestellten Spalt und im Vermischungsbereich liegen Wasser-Fluidlamellen 3a, 3b,. . . in einem Dieselöl-Flüssigkeitsstrom vor, hier ebenfalls in Form von Fluidlamellen 5a, 5b,. . .. In einem als Fragmentation bezeichneten Vorgang bilden sich in den Fluidlamellen 3a, 3b,. . ., 5a, 5b,. . . Bereiche mit in Strömungsrichtung variierender Dicke aus, was in der mittleren Zeichnung dargestellt ist. Dieser Vorgang findet schließlich seinen Abschluß in der Ausformung von Wassertröpfchen 6a, 6b,. . . in einer kontinuierlichen Dieselöl-Phase 7 (obere Zeichnung).The formation of water droplets 6 a, 6 b ,. . . in a continuous diesel oil phase 7 is shown schematically simplified in the three drawings of FIG. 5. Immediately behind the shown in the previous figures gap and in the mixing area are water-fluid lamellae 3 a, 3 b ,. . . in a diesel oil liquid flow before, here also in the form of fluid lamellae 5 a, 5 b ,. . .. In a process called fragmentation, 3 a, 3 b,. . ., 5 a, 5 b ,. . . Areas with a varying thickness in the direction of flow, which is shown in the middle drawing. This process is finally concluded in the formation of water droplets 6 a, 6 b ,. . . in a continuous diesel oil phase 7 (upper drawing).

Der Vorgang der Fragmentation kann gezielt durch die Anwendung von mechanischen Schwingungen, wie Ultraschall, unterstützt werden. Hierfür geeignete Mikrovermischer sowie die damit verbundenen Vorgänge der Fragmentation sind in den Fig. 6a-c und 7a-c dargestellt. The process of fragmentation can be specifically supported by the use of mechanical vibrations, such as ultrasound. Micromixers suitable for this purpose and the associated fragmentation processes are shown in FIGS. 6a-c and 7a-c.

In der Fig. 6a ist ein Mikrovermischer 60 mit einem mechanischen Schwingungsgeber in Form eines Ultraschallgebers 65 geschnitten von der Seite dargestellt. Die Schnittebene verläuft senkrecht zu der in der Fig. 4a gezeigten Schnittebene und verläuft durch den Auslaß 64 und parallel durch den Spalt 63. Das Mischelement 62 ist in einer Ausnehmung 61 des Gehäusebodens 60a bewegbar angeordnet, wobei die mögliche Bewegungsrichtung durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Das Mischelement 62 ist über einen Stift 66 mit dem hier nur schematisch angedeuteten Ultraschallgeber 65 verbunden, wobei der Stift durch eine Durchgangsöffnung 67 durch den Gehäuseboden 60a geführt ist. Bis auf die mit der Bewegbarkeit des Mischelements 62 verbundenen Merkmale weist dieser Mikrovermischer 60 den gleichen Aufbau auf, wie der zuvor dargestellte Mikrovermischer 1.In Fig. 6a, a micromixer 60 is cut by a mechanical vibrator in the form of an ultrasonic sensor 65 shown from the side. The cutting plane runs perpendicular to the cutting plane shown in FIG. 4a and runs through the outlet 64 and parallel through the gap 63 . The mixing element 62 is movably arranged in a recess 61 of the housing base 60 a, the possible direction of movement being indicated by the double arrow. The mixing element 62 is connected via a pin 66 to the ultrasound transmitter 65 , which is only indicated schematically here, the pin being guided through a through opening 67 through the housing base 60 a. Except for the features associated with the mobility of the mixing element 62 , this micromixer 60 has the same structure as the micromixer 1 shown above.

Der Mikrovermischer 60 ist in Fig. 6b mit entferntem Gehäusedeckel 60b in Draufsicht von oben dargestellt. Zu erkennen ist die Interdigitalstruktur 68 in dem Mischelement 62 zur Bildung der Fluidlamellen. Das Mischelement 62 ist so über den Stift 66 mit dem Ultraschallgeber 65 verbunden und so in der Ausnehmung 61 angeordnet, daß das Mischelement 62 senkrecht zur durch die Interdigitalstruktur 68 vorgegebene Strömungsrichtung der Fluidlamellen und damit parallel zur Ausrichtung des Spalts 63 bewegbar ist.The micromixer 60 is shown in Fig. 6b b with housing cover removed 60 in plan view from above. The interdigital structure 68 can be seen in the mixing element 62 for forming the fluid lamellae. The mixing element 62 is connected to the ultrasound transmitter 65 via the pin 66 and arranged in the recess 61 in such a way that the mixing element 62 can be moved perpendicularly to the flow direction of the fluid lamellae predetermined by the interdigital structure 68 and thus parallel to the alignment of the gap 63 .

Wie die Bildung von Wassertröpfchen 72a, 72b,. . . in einer kontinuierlichen Dieselöl-Phase 73 in solch einem Mikrovermischer 60 erfolgt, ist in den zwei Zeichnungen der Fig. 6c vereinfacht dargestellt. Aufgrund der periodischen Bewegung des Mischelements 62 verlaufen die Fluidlamellen des Wassers 70a, 70b,. . . und des Dieselöls 71a, 71b,. . . nicht geradlinig, sondern wellenförmig. Durch diesen wellenförmigen Verlauf, d. h. durch die regelmäßige Verschiebung der Fluidlamellen gegeneinander, ist der Vorgang der Fragmentation schon gezielt vorgegeben. Aus den seitlich gegeneinander verschobenen Lamellen bilden sich schließlich Wassertröpfchen 72a, 72b,. . . in einer kontinuierlichen Dieselöl-Phase 73. How the formation of water droplets 72 a, 72 b ,. . . in a continuous diesel oil phase 73 in such a micro-mixer 60 is shown in simplified form in the two drawings of FIG. 6c. Due to the periodic movement of the mixing element 62 , the fluid lamellae of the water 70 a, 70 b,. . . and the diesel oil 71 a, 71 b ,. . . not straight, but wavy. The process of fragmentation is already specifically determined by this wave-shaped course, ie by the regular displacement of the fluid lamellae relative to one another. Water droplets 72 a, 72 b, are finally formed from the slats laterally displaced relative to one another. . . in a continuous diesel oil phase 73 .

Ein weiterer Mikrovermischer 80 mit bewegbarem Mischelement 62 ist in Fig. 7a geschnitten von der Seite dargestellt. Die Schnittebene verläuft senkrecht zu der in Fig. 6a gezeigten Schnittebene und sowohl durch die beiden Einlässe 81 und 82 als auch senkrecht zum Spalt 63. Zum einfacheren Vergleich wurden in den Fig. 7a-c für Elemente mit gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 6a-c verwendet. Wie auch aus der Fig. 7b, in der der Mikrovermischer 80 mit abgenommenem Gehäusedeckel in Draufsicht dargestellt ist, zu erkennen ist, ist das Mischelement 62 in einer Ausnehmung 61 im Gehäuseboden 60a parallel zu der durch die Interdigitalstruktur 68 vorgegebenen Strömungsrichtung der Fluidlamellen bewegbar angeordnet und entsprechend über einen Stift 66 mit einem Ultraschallgeber 65 verbunden. Der Stift 66 wird in einer Durchgangsöffnung im Gehäuseboden 60a geführt. Das Mischelement 62 kann also mit einer periodischen Bewegung parallel zur Strömungsrichtung und damit senkrecht zur Ausrichtung des Spalts 63 beaufschlagt werden.Another micro-mixer 80 with movable mixing element 62 is shown in section in FIG. 7a from the side. The sectional plane runs perpendicular to the sectional plane shown in FIG. 6a and both through the two inlets 81 and 82 and perpendicular to the gap 63 . For easier comparison, the same reference numerals as in FIGS. 6a-c have been used in FIGS. 7a-c for elements with the same function. As can also be seen from FIG. 7 b, in which the micro-mixer 80 is shown in a top view with the housing cover removed, the mixing element 62 is arranged in a recess 61 in the housing base 60 a so as to be movable parallel to the flow direction of the fluid lamellae predetermined by the interdigital structure 68 and correspondingly connected to an ultrasound transmitter 65 via a pin 66 . The pin 66 is guided in a through opening in the housing base 60 a. The mixing element 62 can therefore be subjected to a periodic movement parallel to the direction of flow and thus perpendicular to the alignment of the gap 63 .

Der Vorgang der Fragmentation hin zu Wassertröpfchen 72a, 72b,. . . ist in den zwei Zeichnungen der Fig. 7c schematisch vereinfacht dargestellt. Die Bewegung des Mischelements 62 erfolgt parallel zur Strömungsrichtung der Fluidlamellen, d. h. die Interdigitalstruktur 68 wird unterhalb des Spalts 63 periodisch in Richtung der Zuführung des Wassers und des Dieselöls hin und her bewegt. Aufgrund der in den Kanälen der Interdigitalstruktur 68 herrschenden Druckdifferenz wird bei der Auslenkung des Mischelements 62 in Richtung Wasser-Zuführung ein größerer Volumenstrom an Wasser- Fluidlamellen 70a, 70b,. . . und bei Auslenkung in Richtung Dieselöl-Zuführung ein größerer Volumenstrom an Dieselöl-Fluidlamellen 71a, 71b,. . . durch Spalt 63 geleitet. Die so resultierende Form der Fluidlamellen ist in der unteren Zeichnung in Fig. 7c dargestellt. Die durch eine Abschnürung von Bereichen der Fluidlamellen gezielt vorgegebene Fragmentation führt zur Bildung Wassertröpfchen 72a, 72b,. . . in einer Dieselöl-Phase 73. The process of fragmentation into water droplets 72 a, 72 b ,. . . is shown schematically simplified in the two drawings of FIG. 7c. The movement of the mixing element 62 takes place parallel to the direction of flow of the fluid lamellae, ie the interdigital structure 68 is periodically moved back and forth below the gap 63 in the direction of the supply of the water and the diesel oil. Due to the pressure prevailing in the channels of the interdigital structure 68 pressure difference of the mixing element 62 in the direction of water supply, in the deflection of a larger volume flow of water fluid lamellae 70 a, 70 b ,. . . and when deflecting in the direction of the diesel oil supply, a larger volume flow of diesel oil fluid lamella 71 a, 71 b ,. . . passed through gap 63 . The resulting shape of the fluid lamellae is shown in the lower drawing in FIG. 7c. The fragmentation which is deliberately predetermined by constricting areas of the fluid lamellae leads to the formation of water droplets 72 a, 72 b ,. . . in a diesel oil phase 73 .

Ein weiterer erfindungsgemäßer Mikrovermischer 90, bei dem die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen durch Anlegen eines elektrischen Feldes unterstützt wird, zeigt Fig. 8 im Schnitt von der Seite. Dieser Mikrovermischer 90 weist den gleichen Aufbau wie der Mikrovermischer 1 nach den Fig. 3, 4a und 4b auf. Das Mischelement 93 und der Auslaß 94, hier durch kreuzartige Schraffierung hervorgehoben, sind über elektrische Zuleitungen 95a, 95b mit einer Spannungsquelle 96 verbunden. Das Mischelement 93 ist zum Gehäusedeckel 92 und zum Gehäuseboden 91 sowie der Auslaß 94 zum Gehäusedeckel 92 elektrisch isoliert. Durch Anlegen einer ausreichend hohen Spannungsdifferenz zwischen dem Auslaß 94 und dem Mischelement 93, die sowohl von der Geometrie des Mikrovermischers als auch von den verwendeten Fluiden abhängt, kann die Fragmentation gezielt unterstützt werden. Hiermit können insbesondere kleine Tröpfchengrößen erzielt werden. The invention furthermore micromixer 90, wherein the fragmentation of the water-fluid lamellae is assisted by applying an electric field, Fig. 8 shows in section from the side. This micromixer 90 has the same structure as the micromixer 1 according to FIGS. 3, 4a and 4b. The mixing element 93 and the outlet 94 , here highlighted by cross-hatching, are connected to a voltage source 96 via electrical leads 95 a, 95 b. The mixing element 93 is electrically insulated from the housing cover 92 and the housing base 91 and the outlet 94 to the housing cover 92 . By applying a sufficiently high voltage difference between the outlet 94 and the mixing element 93 , which depends both on the geometry of the micromixer and on the fluids used, the fragmentation can be specifically supported. In particular, small droplet sizes can be achieved with this.

AusführungsbeispielEmbodiment

Wasser-in-Dieselöl-Emulsionen wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des in Fig. 3 dargestellten Mikromischers 1 hergestellt. In der Interdigitalstruktur 13 des Mischelements 12 weisen die jeweils 18 Kanäle 19a, 19b,. . ., 20a, 20b,. . . eine Breite von 25 µm und eine Tiefe von 300 µm auf. Das über der Interdigitalstruktur 13 angeordnete Element 21 wies einen Spalt einer Breite von 60 µm und einer Länge von 2 mm auf. Der Volumenfluß des Dieselöl-Flüssigkeitsstroms wurde mit 600 ml/h konstant gehalten. Der Volumenfluß des Wasser-Flüssigkeitsstroms wurde auf die in der folgenden Tabelle aufgeführten Werte eingestellt.
Water-in-diesel oil emulsions were produced by the method according to the invention using the micromixer 1 shown in FIG. 3. In the interdigital structure 13 of the mixing element 12 , the 18 channels 19 a, 19 b,. . ., 20 a, 20 b ,. . . a width of 25 µm and a depth of 300 µm. The element 21 arranged above the interdigital structure 13 had a gap with a width of 60 μm and a length of 2 mm. The volume flow of the diesel oil liquid flow was kept constant at 600 ml / h. The volume flow of the water-liquid flow was adjusted to the values listed in the following table.

Die Emulsionen wurden bei einer Temperatur von 22°C und ohne die Verwendung eines Emulgators hergestellt.The emulsions were at a temperature of 22 ° C and without the Made using an emulsifier.

Bei dem Mischungsverhältnis 1 : 20 wurde eine mittlere Wasser- Tröpfchengröße von etwa 5 µm bei einer Standardabweichung von 2,5 µm erzielt, d. h. 68,3% der Tröpfchen wies eine Größe im Bereich von 5 µm ± 2,5 µm auf. Die Fig. 9 zeigt die zu diesem Beispiel erhaltene, mit einem Lichtmikroskop bestimmte Größenverteilung der Wassertröpfchen in der Dieselöl-Phase. Das Maximum liegt bei einem Tröpfchendurchmesser von 5 µm. Etwa 90% der Wassertröpfchen weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 µm bis 8 µm auf. With the mixing ratio 1:20, an average water droplet size of about 5 µm was achieved with a standard deviation of 2.5 µm, ie 68.3% of the droplets had a size in the range of 5 µm ± 2.5 µm. FIG. 9 shows the size distribution of the water droplets in the diesel oil phase obtained for this example and determined with a light microscope. The maximum is a droplet diameter of 5 µm. About 90% of the water droplets have a diameter in the range from 1 µm to 8 µm.

BezugszeichenlisteReference list

11

Mikrovermischer
Micromixer

22nd

Wasser-Flüssigkeitsstrom
Water-liquid flow

33rd

a, a,

33rd

b, . . . Wasser-Fluidlamelle
b,. . . Water-fluid lamella

44th

Dieselöl-Flüssigkeitsstrom
Diesel fluid flow

55

a, a,

55

b, . . . Dieselöl-Fluidlamelle
b,. . . Diesel fluid lamella

66

a, a,

66

b, . . . Wasser-Tröpfchen
b,. . . Water droplets

77

kontinuierliche Phase Dieselöl
continuous phase diesel oil

1010th

a Gehäuseboden
a case back

1010th

b Gehäusedeckel
b Housing cover

1111

Ausnehmung
Recess

1212th

Mischelement
Mixing element

1313

Interdigitalstruktur
Interdigital structure

1414

Einlaß für Wasser-Flüssigkeitsstrom
Inlet for water-liquid flow

1515

Einlaß für Dieselöl-Flüssigkeitsstrom
Diesel fluid flow inlet

1616

Zuführung für Wasser-Flüssigkeitsstrom
Inlet for water-liquid flow

1717th

Zuführung für Dieselöl-Flüssigkeitsstrom
Inlet for diesel oil liquid flow

1818th

Vermischungsbereich
Mixing area

1919th

a, a,

1919th

b, . . . Kanal für Wasser-Fluidlamelle
b,. . . Channel for water-fluid lamella

2020th

a, a,

2020th

b, . . . Kanal für Dieselöl-Fluidlamelle
b,. . . Channel for diesel oil fluid lamella

2121

Element mit Spalt
Element with gap

2222

Spalt
gap

2323

Abführung
Exhaustion

2424th

Auslaß
Outlet

2727

O-Ring-Nut
O-ring groove

2828

a Paßstift
a dowel pin

2828

b Bohrung
b hole

2929

Bohrung mit Gewinde
Threaded hole

3030th

Bohrung
drilling

4141

Element mit Vermischungsbereich
Element with mixing area

4242

Mischelement
Mixing element

4343

Abführung
Exhaustion

4646

Zuführung für Wasser-Flüssigkeitsstrom
Inlet for water-liquid flow

4747

Zuführung für Dieselöl-Flüssigkeitsstrom
Inlet for diesel oil liquid flow

4848

Vermischungsbereich
Mixing area

4949

a, a,

4949

b, . . . Kanäle für Wasser-Fluidlamellen
b,. . . Channels for water-fluid lamellas

5151

Element mit Spalt
Element with gap

5252

Spalt
gap

6060

Mikrovermischer
Micromixer

6060

a Gehäuseboden
a case back

6060

b Gehäusedeckel
b Housing cover

6161

Ausnehmung
Recess

6262

Mischelement
Mixing element

6363

Spalt
gap

6464

Auslaß
Outlet

6565

Ultraschallgeber
Ultrasound transmitter

6666

Stift
pen

6767

Durchgangsöffnung
Through opening

6868

Interdigitalstruktur
Interdigital structure

7070

a, a,

7070

b, . . . Wasser-Fluidlamelle
b,. . . Water-fluid lamella

7171

a, a,

7171

b, . . . Dieselöl-Fluidlamelle
b,. . . Diesel fluid lamella

7272

a, a,

7272

b, . . . Wassertröpfchen
b,. . . Water droplets

7373

kontinuierliche Dieselöl-Phase
continuous diesel oil phase

8080

Mikrovermischer
Micromixer

8181

Einlaß für Wasser-Flüssigkeitsstrom
Inlet for water-liquid flow

8282

Einlaß für Dieselöl-Flüssigkeitsstrom
Diesel fluid flow inlet

9090

Mikrovermischer
Micromixer

9191

Gehäuseboden
Case back

9292

Gehäusedeckel
Housing cover

9393

Mischelement
Mixing element

9494

Auslaß
Outlet

9595

a, a,

9595

b, . . . elektrische Zuleitungen
b,. . . electrical leads

9696

Spannungsquelle
Voltage source

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung einer Wasser-in-Dieselöl-Emulsion als Kraftstoff, das folgende Schritte umfaßt:
  • a) Aufspalten eines Wasser-Flüssigkeitsstroms in räumlich getrennte Wasser-Fluidlamellen einer Breite < 100 µm,
  • b) Leiten der Wasser-Fluidlamellen in mindestens einen Dieselöl- Flüssigkeitsstrom, wobei eine Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen in Wassertröpfchen stattfindet.
1. A process for producing a water-in-diesel oil emulsion as a fuel, comprising the following steps:
  • a) splitting a water-liquid flow into spatially separated water-fluid lamellae with a width of <100 µm,
  • b) directing the water-fluid lamellae into at least one diesel oil-liquid stream, the water-fluid lamellae being fragmented in water droplets.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einleiten der Wasser-Fluidlamellen der Dieselöl-Flüssigkeitsstrom in Fluidlamellen einer Breite < 1 mm aufgespalten wird, wobei jeweils eine Wasser-Fluidlamelle mit jeweils mindestens einer Dieselöl-Fluidlamelle zusammengeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that before Introducing the water-fluid fins into the diesel-oil flow Fluid lamellae of a width <1 mm is split, one each Water-fluid lamella with at least one diesel oil fluid lamella is merged. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wasser-Fluidlamellen und mehrere Dieselöl-Fluidlamellen derart gemeinsam in einen Raum geleitet werden, daß jeweils eine Wasser- Fluidlamelle benachbart mit mindestens einer Dieselöl-Fluidlamelle in diesen Raum austritt.3. The method according to claim 2, characterized in that several Water-fluid lamellae and several diesel oil-fluid lamellae be led together into a room that one water Fluid lamella adjacent to at least one diesel oil fluid lamella in exits this room. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Wasser-Fluidlamellen < 50 µm, vorzugsweise < 10 µm, ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the width of the water-fluid lamellae <50 µm, preferably <10 microns.   5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Dieselöl-Fluidlamelle < 500 µm, vorzugsweise < 100 µm, ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the width of the diesel oil fluid lamella is <500 µm, preferably <100 microns. 6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wasser- oder/und Dieselöl- Fluidlamellen größer gleich der Breite der entsprechenden Fluidlamellen, vorzugsweise < 250 µm, ist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the amount of water or / and diesel oil Fluid lamellae greater than or equal to the width of the corresponding fluid lamellae, preferably <250 microns. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis des Wasser- Flüssigkeitsstroms zum Dieselöl-Flüssigkeitsstrom im Bereich von 1 : 1000 bis 1 : 1, vorzugsweise von 1 : 500 bis 1 : 3, beträgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the volume ratio of the water Liquid flow to diesel oil liquid flow in the range of 1: 1000 to 1: 1, preferably from 1: 500 to 1: 3. 8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Fluidlamelle einen Volumenfluß im Bereich von 150 bis 0,1 ml/h, vorzugsweise von 75 bis 15 ml/h, aufweist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the water-fluid lamella has a volume flow in Range from 150 to 0.1 ml / h, preferably from 75 to 15 ml / h, having. 9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen in Wassertröpfchen durch Anwendung von mechanische Schwingungen unterstützt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the fragmentation of the water-fluid lamellae in Water droplets through the use of mechanical vibrations is supported.   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fragmentation durch mechanische Schwingungen derart unterstützt wird, daß zumindest Bereiche des Dieselöl-Flüssigkeitsstroms oder/und der Wasser-Fluidlamellen oder/und der Dieselöl-Fluidlamellen oder/und der Wasser-in-Diesel-Emulsion mechanisch mit Schwingung beaufschlagt werden.10. The method according to claim 9, characterized in that the Fragmentation is supported by mechanical vibrations in such a way that at least areas of the diesel oil liquid flow and / or the Water-fluid lamellae and / or the Dieselöl-Fluidlamellen or / and the Water-in-diesel emulsion subjected to mechanical vibrations become. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Schwingung derart erfolgt, daß eine periodische Auslenkung parallel oder senkrecht zur Strömungsrichtung der Wasser- Fluidlamellen oder/und der Dieselöl-Fluidlamellen bewirkt wird.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the mechanical vibration takes place in such a way that a periodic Deflection parallel or perpendicular to the flow direction of the water Fluid lamellae and / or the Dieselöl-Fluidlamellen is effected. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der mechanischen Schwingungen bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit des Wasser-Flüssigkeitsstroms und/oder des Dieselöl-Flüssigkeitsstroms im Hinblick auf die zu erzielende Größe der Wassertröpfchen gewählt wird.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the frequency of the mechanical vibrations at a given Flow rate of the water-liquid flow and / or Diesel fluid flow in terms of the size to be achieved Water droplet is chosen. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch mechanische Schwingungen im Frequenzbereich von 1 kHz bis 100 kHz, vorzugsweise von 10 kHz bis 50 kHz.13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized by mechanical vibrations in the frequency range from 1 kHz to 100 kHz, preferably from 10 kHz to 50 kHz. 14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen durch Anlegen eines elektrischen Feldes unterstützt wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the fragmentation of the water-fluid lamellae Application of an electrical field is supported.   15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fragmentation der Wasser-Fluidlamellen durch ein Gas in dem Wasser-Flüssigkeitsstrom, in dem Dieselöl- Flüssigkeitsstrom, in den entsprechenden Fluidlamellen oder/und in den Wasser-in-Diesel-Emulsion dadurch unterstützt wird, daß hierzu das Gas eingeleitet oder/und eine niedrig siedende, bei Verdampfung das Gas bildende Flüssigkeit oberhalb ihres Siedepunktes verwendet wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the fragmentation of the water-fluid lamellae a gas in the water-liquid stream in which diesel oil Liquid flow, in the corresponding fluid lamellae and / or in the Water-in-diesel emulsion is supported by the fact that the gas initiated and / or a low-boiling, the gas when evaporating forming liquid is used above its boiling point. 16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser- oder/und Dieselöl-Flüssigkeitsstrom mindestens ein die Emulsion stabilisierender, die Kraftstoffeigenschaften verbessender oder/und die Kristallisationstemperatur des Wassers herabsetzender Stoff zugesetzt wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the water or / and diesel oil liquid flow at least one stabilizing the emulsion, the fuel properties improving or / and the crystallization temperature of the water reducing substance is added. 17. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Herstellung einer Emulsion als Kraftstoff, wobei anstelle von Wasser eine andere Flüssigkeit oder ein anderes Flüssigkeitsgemisch, die bzw. das nicht mit Dieselöl mischbar ist, verwendet wird.17. Use of the method according to one of claims 1 to 16 for Production of an emulsion as a fuel, using a instead of water another liquid or liquid mixture, the is not miscible with diesel oil. 18. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Herstellung einer Emulsion als Kraftstoff, wobei anstelle von Dieselöl ein oder mehrere andere flüssige Brennstoffe verwendet werden.18. Use of the method according to one of claims 1 to 17 for Production of an emulsion as a fuel, using instead of diesel oil or several other liquid fuels can be used. 19. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 im Bereich der Kraftstoffzufuhreinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine.19. Use of the method according to one of claims 1 to 18 in Area of the fuel supply device of an internal combustion engine.
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