SE531817C2 - Fordonsmotor och fordon innefattande en sådan motor - Google Patents

Description

:grå ». IJ m .må "' *J 1. Användning av standard pelletar, 2. Ingen netto omflyttning av koldioxid, som inte bidrar till växthuseffekten, 3. Låg utströmning av väte och svavel, som inte bidrar till försurning, 4. Ekocykel anpassning, då avfallet kan âterföras till naturen, . Förnybar energikälla, 6. Behov av liten hjälpenergi för produktion.

Av dessa skäl hänför sig uppfinningen till en motor för fordon, vilken motor innefattar en förbränningsdel, en värmemotor och en elgenerator. Förbränningsdelen är en pelletbrännarenhet. Med fördel är värmemotorn är en stirlingmotor. Med fördel är den elektriska generatorn en lnduktionsgenerator. Företrädesvis innefattar pelletbrännarenheten en förbränningskammare innefattande ett förbränningsområde, en transportenhet för att förse bränslepelletar som ska brännas i förbränningsomrâdet, en brännare som innehåller bränsle som ska brännas i förbränningsområdet, ett avgassystem för att avlägsna förbränningsgaser från förbränningskammaren, och eventuellt en blåsare för att rikta luft förbi avgassystemet och in i utrymmet som ska varmas.

Uppfinningen avser även ett fordon innefattande en elektrisk motor och en kraftgenereringsmotor, vilken kraftgenereringsmotor innefattar en förbränningsdel, en vännemotor och en generator för generering av elektrisk kraft. Förbränningsmotom är en pelletbrännarenhet. Företrädesvis är värmemotom en stirlingmotor. Med fördel är den elektriska generatorn en induktionsgenerator. Fordonet innefattar dessutom ett partikelfiltersystem anslutet till ett avgasrör och kan innefatta en anordning för produktion av pellets ombord.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l det följande kommer uppfinningen att beskrivas i mer detaljer med hänvisning till närslutna ritningar som visar exemplariska utföranden av uppfinningen: Fig. 1 visar schematiskt delar av ett motorsystem i enlighet med ett utförande av föreliggande uppfinning, Fig. 2 Fig. a Fig. 4 visar ett utföringsexempel av en värmegenererande enhet enligt Uppfinningen, visar en pellettillverkningsanordning, visar ett blockschema av uppfinningen, 53% 3%? Fig.5a och 5b visar två metodexempel av en motorkonstruktion enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 visar delar av en motor enligt ett utförande av föreliggande uppfinning. Motorn 100 innefattar ett externt värmesystem 110 som samverkar med en värmemotor 120 ansluten till en elgenerator 130.

Enligt uppfinningen innefattar det externa värmesystemet en pelletförbrännings eller - brännarvärmeenhet 110. En pelletrännarvärmeenhet 110, enligt detta exempel, som visas i Fig. 2, innefattar: en förbränningskammare som har ett förbrännlngsområde 111, en transportenhet 112 för att tillföra pelletar 113 som ska brännas iförbränningskammare, en brännare 114 som har bränsle som ska brännas i förbränningsområdet, en tryckregulator (eller fläkt) 115 som tillför luft till förbränningsområdet, och en valfri ventilator (ej visad) för att rikta luft förbi avgassystemet och inne i ett utrymme som ska värmas.

Självklart kan andra typer av pelletförbränningsenheter som har andra konstruktioner användas. Åter till Fig. 1,innefattar motorsystemet enligt föreliggande uppfinning dessutom ett partikelfiltersystem 140 ansluten till ett avgasrör av fordonet. Ett partikelfilter är en anordning som är formad att avlägsna partikelmaterial eller sot från avgaserna från en motor. Ett pelletdrivet fordon försett med ett filter kommer inte att avge synlig rök från dessa avgasrör.

Förutom att samla partiklar bör en metod formas för att bli av med det. Vissa filter är för att användas en gång (engàngsfilter), medan andra är utformade för att bränna bort de samlade partikarna, antingen genom att använda en katalysator (passivt) eller genom en aktivteknik, såsom en bränslebrännare som värmer filtret till sotförbränningstemperaturer, eller medelst motormodifieringar (motorn körs på ett speciellt sätt när filterlasten uppnår en förbestämd nivå, antingen genom att upphetta avgaserna eller producera stora mängder av N02, som oxiderar partiklarna vid relativt låga temperaturer). Denna process är känd som ”filterregenerering”.

Som tidigare nämndes, är det externa värmesystemet anordnat att driva en värmemotor såsom en stirlingmotor. Värmemotorn har en fast mängd arbetsmedium i gasform (väte 533 3%? med högtryck), som inryms och är instängd inom varje cylinder i värmemotom. En del av motorn är hàllen vid en konstant hög temperatur. Genom att bränna pelletbränslen i förbrännaren och överföra värme till väte via värmerör. Den andra delen av motorn hålles i en konstant låg temperatur genom att cirkulera väte genom en kylare. Arbetsgasen förs fram och tillbaka mellan de värma och kalla delama av motorn och alternerande expanderas och komprimeras genom motorns kolvrörelse.

Kolvrörelserna överföres sedan lill en rotationsrörelse som roterar en axel av generatorn 130. Företrädesvis kan en induktionsgenerator användas. Emellertid kan generatorn vara av en annan typ som kan alstra tillräcklig elektrisk energi.

En värmemotor kan alstra 2-5000 kW (kWe) av kontinuerlig elektrisk energi. Vännemotorn använder 50 % mindre rörliga delar än en förbränningsmotor med en bråkdel av avgaser och underhållskrav.

Om uppfinningens motor monteras l ett fordon, kommer fordonet att förses med ett lagringsutrymme för antingen pelletar eller material för att tillverka pelletar, såsom trädspân, träflis, sågspån, o.s.v. Fig. 3 visar en pellettillverkningsanordning 300 som kan anordnas ombord ett fordon eller en pàfyllningsstation. Pellettillverkaren 300 består av ett hus 301 som har en öppning 302 för att mottaga, t.ex. träflis 303, som ledes till komprimeringsvalsar 304, vilka pressar flisarna till pellet 305 genom en form 306. De tillverkade pelletarna transporteras sedan ut ur anordningen genom en annan öppning.

Anordningen drives medelst en elektrisk motor 307.

Fig. 4 visar ett blockdiagram över uppfinningens system. Systemet innefattar ett lagringsutrymme 410, innefattande en tank for lagring av pelletar, en mottagare 412 för mottagning av pelletar från tanken 411 och en rengöringsanordning 413 för mottagning av förbränningsrester (aska) från peiletbrännaren.

Ett transportsystem 420 transporterar pelletar fån tanken till brännaren. Systemet kan vara en skruvtransportör, vakuum eller blåsare, etc.

Motordelen 430 innefattar pelletbrännaren 431, värmemctor 432, generator 433 och uppsamlarutrymmet 434 för uppsamllng av aska från pelletbrännaren. Värme 435 från brännaren aktiverar värmemotorn som driver generatorn.

:Jil fall Ȋ Generatorn alstrar elektricitet som matas till en elektrisk motor 440. Styrelektronik 460 styr motorstyrningen och laddningen av batteriet 450.

Avgaserna från motordelen transporteras till avgasröret 460 efter att filtrerats i partikelfiltersystemet 480.

Motorn enligt uppfinningen kan monteras seriellt eller parallellt såsom illustreras i Fig. 5a och 5b. l Fig. 5a visas motorn 100 enligt föreliggande uppfinning anordnad seriellt med den elektriska motorn 510. Den elektriska kraften som genereras medelst generatorn 130 matas till den elektriska motorn 510 genom styrelektroniken 520. styrelektroniken 130 kan även styra batterimodulens 530 uppladdning. Kraften som tillföres den elektriska motorn används för att rotera fordonshjulen 540. l den parallellt monterade motorn, som visas i Fig. 5b är den elektriska motorn indirekt ansluten till motom 100. En växellåda 550 används för att överföra rotationen från värmemotorn till generatorn. I denna utföringsform kan värmemotorn användas för att driva hjulen 540. Annars liknar funktionen den föregående utföringsformen.

Uppfinningen är inte begränsad till den beskrivna och illustrerade utföringarna. Den kan modifieras och ändras på olika sätt inom uppfinningens skyddsomfång enligt bifogade patentkrav. l synnerhet kan pelletarna som används vara av trä, eller viket lämpligt material som helst. Pelletama kan utformas på olika sätt i olika former lämpliga för brännaren.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 PATENTKRAV En fordonsmotor (100), vilken motor innefattar en förbränningsdel (110), en värmemotor (120) och en elgenerator (130), kännetecknar! av, att nämnda förbränningsdel (110) är en pelletbrännarenhet, att nämnda förbränningsdel är anordnad att alstra värme genom bränning av pelletar och nämnda förbränningsdel är ansluten till nämnda värmemotor (120), vilken värmemotor är- anordnad att omvandla värme från nämnda förbränningsdel till rörelseenergi, vilken rörelseenergi och att nämnda elgenerator är anordnad att drivas medelst nämnda rörelseenergi från nämnda värmemotor och generera elektrisk energi för drivning av fordonets hjul. Motor enligt krav 1, vari nämnda värrnemotor är en stirlingmotor. Motor enligt krav 1, vari nämnda elektriska generator är en induktionsgenerator. Motor enligt krav 1, vari nämnda pelletbrännare (110) innefattar en förbränningskammare innefattande ett förbränningsområde (111), en transportenhet (112) för att förse bränslepelletar (113) som ska brännas i förbränningsområdet, en brännare (114) som innehåller bränsle som ska brännas i förbränningsområdet, ett avgassystem (116) för att avlägsna förbränningsgaser från förbränningskammaren, och eventuellt en blâsare för att rikta luft förbi avgassystemet och in i utrymmet som ska värmas. Ett fordon innefattande en elektrisk motor (510) och en kraftgenereringsmotor (100), vilken kraftgenereringsmotor innefattar en förbränningsdel (110), en värmemotor (120) och en generator (130) för generering av elektrisk kraft, kännetecknat av, att nämnda förbränningsmotor är en pelletbrännarenhet, att nämnda förbränningsdel är anordnad att alstra värme genom bränning av pelletar och nämnda förbränningsdel är ansluten till nämnda värmemotor (120), vilken värmemotor är anordnad att omvandla värme från nämnda förbränningsdel till rörelseenergi, vilken rörelseenergi och att nämnda elgenerator är anordnad att drivas medelst nämnda rörelseenergi från nämnda värmemotor och generera elektrisk energi för drivning av fordonets hjul. 533 Bi? . Fordon enligt krav 5, vari nämnda värmemotor är en stirlingmotor. . Fordon enligt krav 5, vari nämnda elektriska generator år en induktionsgenerator. . Fordon enligt krav 5, dessutom innefattande ett partikelfiltersystem (140) anslutet till ett avgasrör.