DE102009056309A1 - Kraftfahrzeug mit zumindest einer Fahrtwindturbine - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug mit zumindest einer Fahrtwindturbine (8, 9), welche durch den Fahrtwind während der Fahrt des Kraftfahrzeugs (1) angetrieben wird und einen Generator (12) zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt, wobei am Kraftfahrzeug (1) zumindest ein Luftkanal vorgesehen ist, durch welchen der Fahrtwind zur Fahrtwindturbine (8, 9) geleitet wird, und die Fahrtwindturbine (8, 9) am Dach des Kraftfahrzeugs (1) und/oder am Boden des Kraftfahrzeugs (1) und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und die Achse der Fahrtwindturbine (8, 9) in vertikaler Richtung verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer Fahrtwindturbine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Gattungsgemäße Fahrzeuge nutzen den Fahrtwind, um während der Fahrt durch den Fahrtwind Energie zu erzeugen. Dazu wird vom Fahrtwind eine Turbine angetrieben, welche wiederum einen Generator antreibt. Der Generator erzeugt dann elektrische Energie zur Verwendung im Fahrzeug.
  • Bei gattungsgemäßen Kraftfahrzeugen wird häufig der Kühlerpropeller als Turbine benutzt oder es werden wuchtige, ausladende und unästhetische Anbauten am Kraftfahrzeug angebracht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden und ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrtwindturbine vorzuschlagen, bei welchem die Fahrtwindturbine unabhängig und kontinuierlich betrieben werden kann und Platz sparend ästhetisch integriert am Kraftfahrzeug angeordnet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug zumindest eine Fahrtwindturbine auf, welche durch den Fahrtwind während der Fahrt des Kraftfahrzeugs angetrieben wird und einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt, wobei am Kraftfahrzeug zumindest ein Luftkanal vorgesehen ist, durch welchen der Fahrtwind zur Fahrtwindturbine geleitet wird, und die Fahrtwindturbine am Dach des Kraftfahrzeugs und/oder am Boden des Kraftfahrzeugs und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die Achse der Fahrtwindturbine in vertikaler Richtung verläuft.
  • Der am Kraftfahrzeug vorgesehene Luftkanal dient der Zuleitung des Fahrtwindes zur Fahrtwindturbine. Dieser Luftkanal kann nach außen hin im Wesentlichen unsichtbar bleiben, um die Optik und Ästhetik des Kraftfahrzeugs nicht zu stören. Weiterhin kann dadurch auch die Fahrtwindturbine selbst nach außen hin im Wesentlichen unsichtbar bleiben, weil die Zuführung des Fahrtwindes nicht direkt erfolgt, was eine zumindest teilweise Sichtbarkeit der Fahrtwindturbine nach sich ziehen würde, sondern mittelbar über den Luftkanal erfolgt.
  • Somit ergibt sich eine ästhetische und nach außen hin wenig sichtbare Anordnung am Kraftfahrzeug.
  • Durch die Anordnung der Fahrtwindturbine am Dach des Kraftfahrzeugs und/oder am Boden des Kraftfahrzeugs und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs und durch den Verlauf der Achse der Fahrtwindturbine in vertikaler Richtung kann eine geringe Höhe des Fahrtwindturbinenanbaus erreicht werden. Die Anordnung wird dadurch Platz sparend.
  • Durch die Wahl der Achslage in vertikaler Richtung kann beispielsweise bei einer Schaufelradturbine eine besonders flache Aufbauhöhe erreicht werden ohne die Effizienz der Turbine zu benachteiligen. Die Achslänge einer Turbine ist nämlich der Parameter, welcher am einfachsten variiert, insbesondere verkleinert, werden kann, ohne die Effizienz zu benachteiligen. Anderseits ist die Höhe der Anordnung in vertikaler Richtung diejenige Dimension, die am Kraftfahrzeug bei schlechter Dimensionierung schnell zur Sichtbarkeit und insbesondere unästhetischer Sichtbarkeit der Anordnung beiträgt.
  • Durch Wahl der Achslage genau in dieser vertikalen Richtung kann also die Größe der Turbinenanordnung unter geringen Effizientseinbußen leicht optimiert werden und ästhetisch in das Design des Fahrzeugs integriert werden.
  • Durch Anordnung der Fahrtwindturbine am Dach des Kraftfahrzeugs und/oder am Boden des Kraftfahrzeugs und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs kann eine besonders unauffällige Anordnung der Fahrtwindturbine erreicht werden. Da diese relativ einfach durch das Dach bzw. die Motorhaube verdeckt werden kann bzw. am Boden des Kraftfahrzeugs schwer einsehbar ist.
  • Durch die Anordnung der Fahrtwindturbine unabhängig vom Kühlerpropeller kann diese kontinuierlich betrieben werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Fahrtwindturbine unabhängig von klimatischen Umgebungsbedingungen betrieben werden kann.
  • Bei kombinierter Nutzung des Kühlerpropellers als Fahrtwindturbine schaltet sich nämlich der Kühler bei fehlendem Bedarf während der Fahrt ab und wird dann als Turbine betrieben. Bei dieser nachteiligen kombinierten Nutzung des Kühlerpropellers ist die Umschaltung der Laufrichtung eine aufwändige Technik. Weiterhin ist der Radius des Lüfterpropellers zu klein, um damit ausreichend Energie zu erzeugen. Weiterhin nachteilig an der kombinierten Nutzung ist es, dass an heißen Tagen der Kühlventilator häufig ein und ausgeschaltet werden muss, und dadurch die Energieerzeugung entsprechend häufig unterbrochen wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung hingegen ist die Fahrtwindturbine unabhängig vom Kühlerpropeller vorgesehen und kann somit unabhängig von beispielsweise klimatischen Umgebungsbedingungen betrieben werden und kann kontinuierlich Energie erzeugen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Luftkanal zumindest einen Einlass und einen Auslass auf, wobei der Auslass bei der Fahrtwindturbine angeordnet ist. Am Einlass strömt der Wind in den Luftkanal ein, wird dann vom Luftkanal durch das Kraftfahrzeug und/oder am Kraftfahrzeug entlang zum Auslass des Luftkanals geleitet, um dort durch Anordnung bei der Fahrtwindturbine in diese geleitet zu werden.
  • Somit kann einerseits der Luftkanal selbst als auch andererseits die Fahrtwindturbine von außen unsichtbar im Kraftfahrzeug angeordnet werden und die Fahrtwindturbine kann trotzdem vom Fahrtwind durchströmt werden. Einzig sichtbar bliebe bei einer derartigen Konstellation der Einlass des Luftkanals.
  • Weiterhin kann der Auslass des Luftkanals derart angeordnet werden, dass lediglich derjenige Bereich der Fahrtwindturbine angeströmt wird, der für die Drehung der Turbine bewegt werden muss. Bei vollflächiger Anströmung beispielsweise einer Schaufelradturbine würde diese sich nämlich nicht drehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Einlass des Luftkanals an der Front des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Nähe des Kühlers, zwischen Kühler und Motorhaube und/oder unter der Stoßstange angeordnet. Damit kann sogar das wie oben beschrieben einzig sichtbare Element der Anordnung, nämlich der Einlass, der Wahrnehmung eines Betrachters des Kraftfahrzeugs weitestgehend entzogen werden. In der Nähe des Kühlergrills ist der Betrachter es nämlich gewohnt, zumindest teilweise verdeckte Lufteinlässe zu sehen, und unter der Stoßstange bleibt ein Einlass schwer einsehbar.
  • Die Anordnung des Einlasses an der Front des Kraftfahrzeugs, also nach vorne hin, gegen die Richtung des Fahrtwindes bietet weiterhin den Vorteil, dass der Fahrtwind mit größtmöglicher Geschwindigkeit und Druck in den Einlass des Luftkanals einströmen kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Einlass über der Windschutzscheibe angeordnet. Dies bietet bei einer Anordnung der Fahrtwindturbine am Dach des Kraftfahrzeugs die eben genannten Vorteile, um die Einströmgeschwindigkeit des Fahrtwindes in den Einlass des Luftkanals zu maximieren.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Einlass mit zumindest einer verschließbaren Abdeckung versehen. Damit kann die Fahrtwindturbine vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt werden, wenn diese nicht betrieben wird.
  • Weiterhin kann eine derartige Abdeckung auch zum Ein-/Ausschalten der Energieerzeugung mittels der Fahrtwindturbine benutzt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird mit der erzeugten elektrischen Energie ein Akkumulator im Kraftfahrzeug aufgeladen. Derartige Akkumulatoren kommen bei Hybridfahrzeugen sowie auch bei voll elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz. Es kann sich dabei auch um einen Zweit-Akkumulator handeln, welcher beispielsweise als Notbatterie agiert.
  • Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Fahrtwindturbine eine Achslänge von 10 bis 12 cm auf und der Durchmesser der Fahrtwindturbine korrespondiert mit der Breite des Kraftfahrzeugs.
  • Damit ist die Fahrtwindturbine mit einer Bauhöhe von 10 bis 12 cm einfach – wie oben beschrieben – am Dach und/oder am Boden und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs anordenbar und nach außen hin unauffällig. Dazu erstreckt sich die Fahrtwindturbine bei dieser vorteilhaften Ausführungsform über nahezu die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs, um eine größtmögliche Effizienz zu erreichen.
  • Bei einer derartigen Achslänge von 10 bis 12 cm, welche im Wesentlichen der Bauhöhe der Anordnung entspräche und einem derartigen Durchmesser über die Fahrzeugbreite kann beispielsweise eine Schaufelradturbine mit ausreichend großen Lamellen versehen werden, um ausreichend Energie zu erzeugen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Kraftfahrzeug zwei Fahrtwindturbinen auf, welche nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind. Die Anordnung kann dabei – wie oben beschrieben – sowohl am Dach und/oder am Boden und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs erfolgen. Der Durchmesser einer Fahrtwindturbine korrespondiert demnach bei der Anordnung nebeneinander beispielsweise entsprechend mit der Breite des Kraftfahrzeugs dadurch, dass die Breite des Kraftfahrzeugs sich nunmehr auf beide Fahrtwindturbinendurchmesser aufzuteilen hat.
  • Dadurch werden die Fahrtwindturbinen folglich bezüglich ihres Durchmessers kleiner und leichter betätigbar.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Durchleitung des Fahrwindes mittig zwischen den zwei Fahrtwindturbinen. Andererseits kann die Durchleitung des Fahrtwindes bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform auch jeweils an den äußeren Seiten der zwei nebeneinander angeordneten Fahrtwindturbinen erfolgen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Kraftfahrzeug aus einem PKW oder einem LKW oder einem Bus oder Bahn gebildet. Beispielsweise kann die Turbinenanordnung beim LKW, Bus und bei der Bahn über die gesamte Dachlänge oder Bodenlänge erfolgen.
  • Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Ansicht von außen einer an einem PKW angeordneten Turbinenanordnung
  • 2 eine schematisierte Ansicht von oben einer Turbinenanordnung an einem PKW.
  • 3 eine schematisierte Ansicht von oben einer weiteren Turbinenanordnung an einem PKW.
  • 1 zeigt einen PKW 1 mit einer Turbinenanordnung 2, welche auf dem Dach des PKW 1 angeordnet ist. Die Turbinenanordnung 2 kann hier leicht in das Design des PKWs 1 integriert werden, indem die Dachlinie des PKWs 1 über die Turbinenanordnung 2 gelegt wird.
  • Die Turbinenanordnung 2 umfasst einen Einlass 3 in einem Luftkanal, der den Fahrtwind in die in der Turbinenanordnung 2 befindliche Turbine leitet. Der Einlass 3 ist über der Windschutzscheibe 4 des PKWs 1 angeordnet. Die Turbine selbst ist hier nicht erkennbar.
  • Weiterhin verfügt der PKW 1 über weitere Turbinenanordnungen, welche ebenfalls von außen nicht erkennbar sind. Eine dieser weiteren Turbinenanordnungen befindet sich unterhalb der Motorhaube und eine andere am Boden des PKWs 1.
  • Der Einlass 5 in einen weiteren Luftkanal ist am Kühler des PKWs 1 angeordnet, welcher insbesondere bei Fahrzeugen ohne Verbrennungsmotor derart genutzt werden kann. Der Einlass 5 steht über den zugehörigen nicht erkennbaren Luftkanal mit der Turbinenanordnung unterhalb der Motorhaube in Verbindung.
  • Ein weiterer Einlass 6 in einem weiteren Luftkanal ist an der Stoßstange des PKWs 1 angeordnet und steht mit dem zugehörigen Luftkanal, welcher ebenfalls von außen nicht erkennbar ist, mit der Turbinenanordnung in Verbindung, welche am Boden des PKWs 1 angeordnet ist.
  • Weiterhin wäre auch ein Einlass in einem Luftkanal denkbar, der unterhalb der Stoßstange von außen weitestgehend unsichtbar angeordnet ist. Ein derartiger Einlass 7 ist in 2 dargestellt. Dort tritt die Luft durch den Einlass 7 unter der Stoßstange ein. Sie wird dann durch einen nicht gezeigten Luftkanal unter das Fahrzeug geleitet und dort einer ebenfalls nicht erkennbaren Turbinenanordnung zugeführt, die am Boden des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Weiterhin ist der Einlass 5 am Kühlergrill in 2 erkennbar, durch welchen die Luft über den zugehörigen Luftkanal der Fahrtwindturbine 8 zugeführt wird. Der Einlass 5 ist dabei zwischen Kühlergrill und Motorhaube angeordnet, um den Kühler selbst beispielsweise noch zur Kühlung von Verbrennungsmotor und/oder Hybridaggregaten nutzen zu können und um einen möglichsten direkten und kurzen Verlauf des Luftkanals zur Fahrtwindturbine 8 hin zu ermöglichen.
  • Bei der Fahrtwindturbine 8 handelt es sich um eine Schaufelradturbine. Die Fahrtwindturbine 8 ist an der Motorhaube von unten befestigt, um sie einerseits von außen nicht in Erscheindung treten zu lassen und andererseits den restlichen Raum darunter beispielsweise für einen Verbrennungsmotor und/oder Hybridaggregate nutzen zu können. Hier ist es wiederum von besonderem Vorteil, die Achse der Fahrtwindturbine 8 in vertikaler Richtung anzuordnen weil dadurch der restliche Raum unter der Motorhaube und unter der Fahrtwindturbine 8 nicht durch die Fahrtwindturbine 8 belegt wird.
  • Weiterhin verfügt das Fahrzeug über eine weitere Fahrtwindturbine 9, die wie in 1 gezeigt auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnet ist. Auch bei dieser weiteren Fahrtwindturbine 9 handelt es sich um eine Schaufelradturbine.
  • Beide Turbinen 8 und 9 verfügen über einen Windabweiser 10, welcher den Wind von den sich auf den Fahrtwind zu bewegenden Turbinenlamellen fern hält und den Fahrtwind nur den Lamellen 11 zuführt, die die Bewegung der Turbinen 8 und 9 erzeugen.
  • Die Turbinen 8 und 9 treiben jeweils einen Generator 12 an, welcher elektrische Energie erzeugt.
  • Der Durchmesser der Turbinen 8 und 9 korrespondiert mit der Fahrzeugbreite. Der Durchmesser der Fahrtwindturbine 8 ist derart maximiert, dass er unter eine ggf. gewölbte Motorhaube passt. Der Durchmesser der Fahrtwindturbine 9 ist derart maximiert, dass die Fahrtwindturbine 9 sich nahezu über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt. Somit ist eine größtmögliche Effizienz gewährleistet, weil die Dimensionierung des Generators 12 umso größer ausfallen kann, je größer die Fahrtwindturbine 8, 9 dimensioniert ist.
  • Bei beiden Turbinen 8 und 9, sowie der auch nicht gezeigten am Boden des Fahrzeugs befindlichen Turbinen ist die Achse der Fahrtwindturbine jeweils in vertikaler Richtung ausgerichtet. Somit kann eine besonders flache Bauweise der Turbinen 8, 9 erzielt werden und die Effizienz über die Dimension der Breite relativ zum Fahrzeug erhalten bleiben.
  • 3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie 2. Jedoch sind anstatt der jeweils einen Fahrtwindturbine 8, 9 jeweils zwei Fahrtwindturbinen 8a und 8b sowie 9a und 9b vorgesehen. Jede Turbine 8a, 8b, 9a und 9b verfügt über jeweils einen Windabweiser 10 und treibt jeweils einen Generator 12 an. Die Fahrtwindturbinen 8a und 8b sowie 9a und 9b könnten auch jeweils hintereinander angeordnet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    PKW
    2
    Turbinenanordnung
    3
    Einlass in Luftkanal am Dach
    4
    Windschutzscheibe
    5
    Einlass in Luftkanal am Kühler
    6
    Einlass in Luftkanal an der Stoßstange
    7
    Einlass in Luftkanal unter der Stoßstange
    8
    Fahrtwindturbine
    9
    weitere Fahrtwindturbine
    10
    Windabweiser
    11
    Lamellen
    12
    Generator

Claims (11)

  1. Kraftfahrzeug mit zumindest einer Fahrtwindturbine (8, 9), welche durch den Fahrtwind während der Fahrt des Kraftfahrzeugs (1) angetrieben wird und einen Generator (12) zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass am Kraftfahrzeug (1) zumindest ein Luftkanal vorgesehen ist, durch welchen der Fahrtwind zur Fahrtwindturbine (8, 9) geleitet wird, und die Fahrtwindturbine (8, 9) am Dach des Kraftfahrzeugs (1) und/oder am Boden des Kraftfahrzeugs (1) und/oder an der Motorhaube des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und die Achse der Fahrtwindturbine (8, 9) in vertikaler Richtung verläuft.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal zumindest einen Einlass (3, 5, 6, 7) und zumindest einen Auslass aufweist, wobei der Auslass bei der Fahrtwindturbine (8, 9) angeordnet ist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (5, 6, 7) an der Front des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere in der Nähe des Kühlergrills und/oder unter der Stoßstange, angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (3) über der Windschutzscheibe (4) angeordnet ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (3, 5, 6, 7) mit zumindest einer verschließbaren Abdeckung versehen ist.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der erzeugten elektrischen Energie ein Akkumulator im Kraftzeug (1) aufgeladen wird.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtwindturbine (8, 9) eine Achslänge von 10 bis 12 cm aufweist und der Durchmesser der Fahrtwindturbine (8, 9) mit der Breite des Kraftfahrzeugs (1) korrespondiert.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) zwei Fahrtwindturbinen (8a, 8b, 9a, 9b) aufweist, welche nebeneinander angeordnet sind.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchleitung des Fahrtwindes mittig zwischen den zwei Fahrtwindturbinen (8a, 8b, 9a, 9b) erfolgt.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchleitung des Fahrtwindes jeweils an den äußeren Seiten der zwei nebeneinander angeordneten Fahrtwindturbinen (8a, 8b, 9a, 9b) erfolgt.
  11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) aus einem PKW oder einem LKW oder einem Bus oder einer Bahn gebildet wird.
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