DE19949001B4 - vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere eine Zugmaschine mit Sattelauflieger und/oder Anhänger mit mindestens einer Plane zum Abdecken der Ladefläche, die aus biegsamen Solarzellenstreifen bestehend oder mit ihnen versehen auf einer Walze aufrollbar angeordnet ist, welche auf einer Gestänge-Konstruktion oberhalb der Ladefläche drehbar und abnehmbar aufliegt. Um mit einem Minimum an mitzuführendem umweltschonen dem Kraftstoff auszukommen und weitere Energieverbraucher für größere Ansprüche versorgen zu können, wird als Antrieb ein Gasmotor für Kryokraftstoff verwendet, der auch zum Betrieb einer Kühl- und/oder Kälteanlage verwendbar ist, und für die Klimatisierung ein solarthermisches System.The invention relates to a vehicle, in particular a tractor with a semi-trailer and / or trailer with at least one tarpaulin for covering the loading area, which consists of flexible solar cell strips or is provided with them and can be rolled up on a roller which is mounted on a linkage structure above the Loading area rotates and removably rests. In order to get by with a minimum of environmentally friendly fuel and to be able to supply other energy consumers for larger demands, a gas engine for cryofuel is used as the drive, which can also be used to operate a cooling and / or cooling system, and a solar thermal system for air conditioning ,

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere eine Zugmaschine mit Sattelauflieger und/oder Anhänger mit mindestens einer Plane zum Abdecken einer Ladefläche, die aus biegsamen Solarzellenstreifen bestehend oder mit ihnen versehen auf einer Walze aufrollbar angeordnet ist, welche auf einer Gestänge-Konstruktion oberhalb der Ladefläche drehbar und abnehmbar aufliegt. Ein solches Fahrzeug ist aus der DE 199 35 009 A1 bekannt. Gleich ob ein derartiges Fahrzeug zur Fortbewegung als Treibstoff Diesel- oder Benzinkraftstoff verwendet, in jedem Fall werden umweltschädigende Abgase ausgestoßen.The invention relates to a vehicle, in particular a tractor with semi-trailer and / or trailer with at least one tarpaulin for covering a loading surface, consisting of flexible solar cell strips or provided with them rollable on a roll, which on a rod construction above the Loading surface rotatably and removably rests. Such a vehicle is out of the DE 199 35 009 A1 known. Whether such a vehicle used for propulsion diesel or gasoline fuel, in any case environmentally harmful exhaust gases are ejected.

Bei längeren Fahrstrecken und da vor allem bei höheren Umgebungstemperaturen wird eine Klimaanlage, die den Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen angepasst werden kann, oft zwingend erforderlich. Die hierfür notwendige Energie kann in der Regel von den Solarzellen der Plane aufgebracht werden, wenn nicht weitere Energieverbraucher größere Ansprüche stellen. Weitere Energie zum Aufrechterhalten niedriger Temperaturen für Kühlgut unterschiedlicher Art und Menge benötigt eine ergänzende Anlage mit einem entsprechenden Mehrverbrauch an Treibstoff.For longer distances and especially at higher ambient temperatures, air conditioning, which can be adapted to the well-being of the vehicle occupants, often imperative. The energy required for this can usually be applied by the solar cells of the tarpaulin, if no other energy consumers make greater demands. Further energy for maintaining low temperatures for refrigerated goods of different types and quantities requires a supplementary system with a corresponding increase in fuel consumption.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug vorzuschlagen, das mit einem Minimum an mitzuführenden Treibmittel auskommt, wobei dieses Treibmittel ein umweltschonender, emmissionsfreier und emissionsarmer Kraftstoff ist‚ und weitere Energieverbraucher auch für größere Ansprüche versorgt werden können.It is an object of the invention to provide a vehicle that manages with a minimum of entraining propellant, this propellant is an environmentally friendly, emission-free and low-emission fuel, and other energy consumers can be supplied for larger claims.

„Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Als Antrieb ist ein Gasmotor zu verwenden, dessen Betriebsmittel ein Kryokraftstoff ist, der gleichzeitig auch zum Betrieb einer Kühl- und/oder einer Kälteanlage verwendbar ist, wie dies die EP 07 88 908 A2 lehrt. Zusätzlich wird noch ein solarthermisches System angetrieben, das allein für den Betrieb der Klimatisierung einsetzbar ist, um auf diese Weise den Verbrauch an Treibmittel zu verringern und für den Betrieb der Klimaanlage nicht benötigte Solarenergie anderen Verbrauchern zuführen zu können.The solution of this object is achieved with the features of claim 1. The drive is a gas engine to use, the resources is a Kryokraftstoff, which is also used to operate a cooling and / or a refrigeration system at the same time, as the EP 07 88 908 A2 teaches. In addition, a solar thermal system is still driven, which can be used alone for the operation of air conditioning, in this way to reduce the consumption of propellant and to supply unnecessary for the operation of the air conditioning solar energy to other consumers.

Als Kryokraftstoff werden in der EP 07 88 908 A2 flüssiger Stickstoff, flüssiger Wasserstoff und flüssiges Erdgas vorgeschlagen. Jedoch kann als Betriebsmittel auch Methan verwendet werden. Die Auswahl des Betriebsmittels hängt von den jeweiligen Beschaffungs- und Verwendungsmöglichkeiten des Herstellers sowie den Erwartungen des Kunden ab. Kryokraftstoffe erzeugen sehr viel weniger Ozon, Kohlenmonoxide, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe. Zur Mitnahme im Fahrzeug ist ein kälteisolierter Tank aus hochwertigem Material erforderlich. Um den für den Betrieb der Kühl- und/oder Kälteanlage notwendigen Anteil an Betriebsmittel sicherzustellen, sollte bei Verwenden eines gemeinsamen Behälters für Antriebsmotor und Kältekreislauf – was für den Raumbedarf und den Einfüllvorgang günstiger als zwei getrennte Behälter ist – eine Trennwand im Behälter vorgesehen sein, wobei der tiefergelegene Abschnitt für den Kältekreislauf vorgesehen ist. In dieser Trennwand ist ein Rückschlagventil angebracht, das sich nur in Richtung des Abschnitts für den Kältekreislauf öffnet und manuell oder über einen Sensor betätigbar ist. Dadurch wird sichergestellt, daß im tiefergelegenen Abschnitt stets genügend Betriebsmittel für den Kältekreislauf zur Verfügung steht, um ein Verderben von Nahrungsmitteln und dergleichen zu vermeiden, während der Flüssigkeitsstand im oberen Abschnitt für das Betriebsmittel des Antriebsmotors durch einen Sensor überwacht und im Führerhaus ablesbar angezeigt wird. Gegebenenfalls kann diese Anzeige durch ein akustisches Signal ergänzt werden, dessen Lautstärke und Betätigungsmodus entsprechend dem verbleibenden Restbestand an Betriebsmittel variierbar bereits vom Hersteller eingestellt werden kann.As cryofuel are used in the EP 07 88 908 A2 proposed liquid nitrogen, liquid hydrogen and liquid natural gas. However, methane can also be used as a resource. The selection of the equipment depends on the respective procurement and application possibilities of the manufacturer as well as the expectations of the customer. Cryofuels produce much less ozone, carbon monoxide, nitrogen oxides and hydrocarbons. For transport in the vehicle, a cold-insulated tank of high-quality material is required. In order to ensure the necessary for the operation of the cooling and / or refrigeration system portion of resources, when using a common container for drive motor and refrigeration cycle - which is cheaper than two separate containers for the space and the filling process - a partition should be provided in the container, wherein the lower-lying portion is provided for the refrigeration cycle. In this partition wall, a check valve is mounted, which opens only in the direction of the section for the refrigeration circuit and can be actuated manually or via a sensor. This ensures that there is always sufficient equipment for the refrigeration cycle available in the lower section to prevent spoilage of food and the like, while the liquid level is monitored in the upper portion for the operating means of the drive motor by a sensor and displayed in the cab readable. Optionally, this display can be supplemented by an audible signal whose volume and operating mode can be adjusted according to the remaining balance of resources already variable by the manufacturer.

Bei der Anwendung thermischer Energie zur Kälteerzeugung sind gemäß einer Abhandlung der Hochschule für Technik – Fachhochschule Stuttgart von Prof. Dr. Ursula Eicker und von Gerrit Höfker ”Offene solare Sorptionskühlung mit Luftkollektoren” (Tagungsband 8. Symposium Thermische Solarenergie, Staffelstein, Mai 1998) sorptionsgestützte Prozesse ausschlaggebend. Während Absorptionskältemaschinen durch die Verdichtung in einem thermischen Kompressor anstelle eines mechanischen Kompressors in einer üblichen Kompressionskältemaschine arbeiten, wird bei den offenen Adsorptionskühlsystemen (englisch: Desiccant Cooling Systems) die Luft in einem offenen Prozess direkt als Kühlmedium eingesetzt. Das Prinzip des Desiccant Cooling Prozesses ist die künstliche Differenzerhöhung von Feucht- und Trockentemperatur der Luft und die anschließende Kühlung durch Luftbefeuchtung. Die Vortrocknung der Außenluft durch Sorptionsmittel erfolgt durch als Trockenmittel in sogenannten Sorptionsrädern – mit Sorptionsmitteln beschichtete regenerative Rotationswärmetauscher – eingesetzte Materialien wie amorphe Silikate (Silikagel) oder Lithiumchlorid bei Temperaturen von 60–90°C. Für den speziellen Anwendungsfall der Solarenergienutzung im Niedertemperaturbereich können durch das niedrigere Temperaturniveau kostengünstige Flachkollektoren verwendet und somit ein höherer solarer Deckungsgrad erzielt werden. Die durch das Sorptionsrad vorgetrocknete Zuluft wird einem konventionellen regenerativen Wärmetauscher zugeführt und durch die bis zur Sättigung befeuchtete Raumluft vorgekühlt. Durch einen im Zuluftstrang befindlichen Luftbefeuchter kann die Zuluft nun bis maximal zur Taupunkttemperatur gekühlt werden. Im Fortluftstrang der Anlage wird die durch den regenerativen Wärmetauscher vorerwärmte Abluft durch Einsetzen thermischer (Solar-)Energie auf Regenerationslufttemperatur gebracht. Dieses Temperaturniveau ist für den Feuchteaustrieb aus dem Sorptionsmittel notwendig.In the application of thermal energy for cooling are according to a paper by the University of Applied Sciences - University of Applied Sciences Stuttgart by Prof. dr. Ursula Eicker and of Gerrit Höfker's "Open Solar Sorption Cooling with Air Collectors" (Proceedings of the 8th Symposium on Solar Thermal Energy, Staffelstein, May 1998) are based on sorption-assisted processes. While absorption chillers work by compression in a thermal compressor instead of a mechanical compressor in a conventional compression chiller, in the open desiccant cooling systems (Desiccant Cooling Systems) the air is used directly as a cooling medium in an open process. The principle of the desiccant cooling process is the artificial increase in the difference between the wet and dry air temperature and the subsequent cooling by air humidification. The predrying of the outside air by sorbents is carried out by means of drying agents in so-called sorption wheels - coated with sorbents regenerative rotary heat exchanger - used materials such as amorphous silicates (silica gel) or lithium chloride at temperatures of 60-90 ° C. For the specific application of solar energy use in the low temperature range can be used by the lower temperature low cost flat plate collectors and thus a higher solar coverage can be achieved. The pre-dried by the sorption inlet air is fed to a conventional regenerative heat exchanger and pre-cooled by the humidified to saturation room air. By means of a humidifier located in the supply air duct, the supply air can now be cooled to a maximum of the dew point temperature. In the exhaust air line of the system, the exhaust air preheated by the regenerative heat exchanger is brought to regeneration air temperature by the application of thermal (solar) energy. This temperature level is necessary for the moisture discharge from the sorbent.

Die Anteile von Zu- und Abluft sowie die jeweils erforderlichen Temperaturen während des Klimatisierungsvorgangs können über sensorbetätigte Luftklappen automatisch geregelt werden.The proportions of supply and exhaust air and the respective required temperatures during the air conditioning process can be controlled automatically via sensor-operated air dampers.

Um die Solarzellen auf einem maximalen Wirkungsgrad-Stand zu halten, ist es nicht nur erforderlich, sie in bekannter Weise mit einer die Energieaufnahme nicht hindernden Schutzschicht zu versehen, die Schmutzteilchen weniger Halt gibt und auch eine Abnutzung durch Reibeffekte zumindest verringert, sondern an ihrer Rückseite Kanäle vorzusehen, durch welche gasförmiges (z. B. Kaltluft) oder flüssiges Kühlmittel geleitet wird.In order to keep the solar cells at a maximum level of efficiency, it is not only necessary to provide them in a known manner with a non-energy absorbing protective layer that gives dirt less grip and at least reduced wear by friction effects, but at its rear Provide channels through which gaseous (eg., Cold air) or liquid coolant is passed.

Es soll nicht ausgeschlossen werden, neben der Solarenergie vorhandene latente Energiequellen ergänzend zu verwenden, um die benötigte Treibmittelmenge zu verringern. Hierzu gehört die Bremsenergie, die z. B. über die Antriebswelle etwa in einer Schwungscheibe oder elektrisch speicherbar ist, über ein Windrad erzeugte Energie und dergleichen mehr.It should not be ruled out to use latent energy sources in addition to solar energy in order to reduce the amount of blowing agent required. This includes the braking energy z. B. about the drive shaft as in a flywheel or electrically storable, generated via a wind turbine energy and the like.

Zum Speichern der elektrischen Energie dienen u. a. Batterien unterschiedlicher Ausbildung, Hochleistungskondensatoren, Nickel-Metall-Hydride-Batterien und dergleichen mehr.To store the electrical energy u. a. Batteries of different design, high power capacitors, nickel metal hydride batteries and the like.

Neben einer Verwendung der erfindungsgemäßen Merkmale und Maßnahmen insbesondere bei Zugmaschinen im Straßen- und Schienenverkehr können diese auch beim Antrieb von Schiffen einschließlich deren Klimatisierung Vorteile durch Verringern der erforderlichen Betriebsmittel bringen, zumal für das Anbringen von Solarzellenstreifen genügend Fläche zur Verfügung steht. Bei einem kleineren Fahrzeug wie z. B. einem Pkw müßte zuvor geprüft werden, welcher Aufwand für zusätzlich bereitgestellte Energie etwa für einen Kühlbehälter im Kofferraum, eine Tiefkühltruhe im Campingwagen beim Fehlen eines Anschlusses an ein örtliches elektrisches Netz und dergleichen mehr von der Kundschaft angenommen wird und inwieweit Betriebsmittel für einen Gasmotor beschafft werden können. Bei Fahrzeugen im – erweiterten – Stadtverkehr, auf Golfplätzen und dergleichen wird das Umweltbewußt sein für eine saubere und gesunde Luft im Vordergrund stehen, um die erfindungsgemäßen Vorschläge bei finanziell tragbarren Belastungen zu akzeptieren, wobei eine größtmögliche Fläche für Solarzellen oft ausreichen dürfte, ergänzt evtl. durch einen schadstoffarmen Motor.In addition to a use of the features and measures of the invention, especially in tractors in road and rail transport, they can also bring benefits in driving propulsion of ships including their air conditioning by reducing the required resources, especially for the installation of solar cell strip enough space is available. In a smaller vehicle such. As a car would have to be checked beforehand, which effort for additional energy provided for a cooling container in the trunk, a freezer in the caravan in the absence of a connection to a local electrical network and the like is more accepted by the clientele and procured to what extent resources for a gas engine can be. For vehicles in - extended - city traffic, golf courses and the like, the environment will be aware of a clean and healthy air in the foreground to accept the proposals according to the invention in financially viable burdens, with the largest possible area for solar cells is often sufficient, possibly. through a low-emission engine.

Größere Schwierigkeiten können entstehen, wenn die Zugmaschine einen Anhänger wie z. B. einen Campingwagen zieht, der auf engstem Raum in abgekoppeltem Zustand rangiert werden muß. Hier kann in der Regel nicht auf die Batterie der Zugmaschine zurückgegriffen werden. Um dann nicht von manuellen Kräften abhängig zu sein, können Betätigungsmittel vorgesehen werden, die an jeder Seite des Campingwagens an einem Reifen angreifen, um ihn zu betätigen. Die hierfür benötigte Energie kann den Energiespeichern der am Campingwagen angebrachten Solarzellen entnommen werden. Für die Betätigung kann eine Fernbedienung vorgesehen werden.Greater difficulties may arise when the tractor is a trailer such. B. pulls a camper, which must be ranked in a confined space in uncoupled state. As a rule, the battery of the tractor can not be used here. In order then not to be dependent on manual forces, actuating means can be provided which engage on each side of the camping car on a tire to operate it. The energy required for this purpose can be taken from the energy storage of solar cells mounted on the caravan. For the operation, a remote control can be provided.

Claims (14)

Fahrzeug, insbesondere Zugmaschine mit Sattelauflieger und/oder Anhänger, mit mindestens einer Plane zum Abdecken der Ladefläche, die aus biegsamen Solarzellenstreifen bestehend oder mit ihnen versehen auf einer Walze aufrollbar angeordnet ist, welche auf einer Gestängekonstruktion oberhalb der Ladefläche drehbar und abnehmbar aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb und/oder als Zusatzantrieb ein Gasmotor vorgesehen ist, dessen Betriebsmittel ein Kryokraftstoff ist, der gleichzeitig auch zum Betrieb einer Kühl- und/oder einer Kälteanlage verwendbar ist, und dass zum Klimatisieren ein solarthermisches System vorgesehen ist.Vehicle, in particular tractor unit with semitrailer and / or trailer, with at least one tarpaulin for covering the loading surface, consisting of flexible solar cell strips or provided with them rollable on a roll, which rotatably and removably rests on a linkage structure above the loading surface, characterized in that a gas engine is provided as the drive and / or auxiliary drive, the operating means of which is a cryofuel, which can also be used to operate a cooling and / or refrigeration system, and that a solar thermal system is provided for conditioning. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsmittel für den Gasmotor und die Kühl- und/oder Kälteanlage Methangas vorgesehen ist.Vehicle according to Claim 1, characterized in that methane gas is provided as operating means for the gas engine and the cooling and / or refrigerating plant. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Vorratsbehälter des Betriebsmittels für den Gasmotor und die Kühl- und/oder die Kälteanlage vorgesehen ist.Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that a common reservoir of the operating means for the gas engine and the cooling and / or the refrigeration system is provided. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmittel für die Kühl- und/oder Kälteanlage in einem tiefergelegenen Abschnitt des Vorratsbehälters angeordnet ist, der gegenüber dem Raum für das Betriebsmittel des Gasmotors durch eine Trennwand abgeschlossen ist.Vehicle according to claim 3, characterized in that the operating means for the cooling and / or refrigeration system is arranged in a lower-lying portion of the reservoir, which is closed off from the space for the operating means of the gas engine by a partition wall. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand ein in Richtung des tiefergelegenen Abschnitts sich öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist.Vehicle according to claim 4, characterized in that a check valve opening in the direction of the lower section is arranged in the dividing wall. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil manuell oder über Sensoren betätigbar ist.Vehicle according to claim 5, characterized in that the check valve can be actuated manually or via sensors. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als solarthermisches System ein offenes Adsorptionssystem vorgesehen ist, in dem Luft in einem offenen Prozeß direkt als Kühlmedium (Desiccant Cooling Prozesses) eingesetzt wird. Vehicle according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the solar thermal system provided is an open adsorption system in which air is used directly as a cooling medium (desiccant cooling process) in an open process. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenmittel amorphe Silikate (Silikagel) oder Lithiumchlorid verwendet wird.Vehicle according to Claim 7, characterized in that amorphous silicates (silica gel) or lithium chloride are used as the desiccant. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen an ihrer Rückseite Kanäle aufweisen, durch welche flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel geleitet wird.Vehicle according to one of claims 1 to 8, characterized in that the solar cells have on their rear side channels through which liquid or gaseous coolant is passed. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schwungscheibe als Energiespeicher vorgesehen ist.Vehicle according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one flywheel is provided as energy storage. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsenergie über die Antriebsscheibe speicherbar ist.Vehicle according to one of claims 1 to 10, characterized in that the braking energy can be stored via the drive pulley. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher mindestens ein Hochleistungskondensator und/oder eine Nickel-Metall-Hydrid-Batterie vorgesehen ist.Vehicle according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one high-performance capacitor and / or a nickel-metal hydride battery is provided as the energy store. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Betätigungsmittel für die Reifen des Anhängers zum Rangieren auf engstem Raum aufweist, dessen Betätigungsenergie von den Solarzellen kommt.Vehicle according to one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises an actuator for the tires of the trailer for maneuvering in a confined space, the actuation energy of which comes from the solar cells. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel eine Fernbedienung aufweist.Vehicle according to claim 13, characterized in that the actuating means comprises a remote control.
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