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Die Erfindung betrifft ein mobiles Kraftwerk zur Bereitstellung von elektrischer und/oder mechanischer Energie, mit einem Fahrmotor in der Art einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Mobile Kraftwerke sind seit der Frühzeit der Industrialisierung bekannt und werden z.B. von Lokomobiles, die Dampfkraft - betrieben waren und zunächst mechanische Energie nach Bedarf bereitstellten, gebildet. Solche Lokomobiles weisen Riemenscheiben als Abtriebselemente auf, die z.B. zum Abgriff der Energie durch auf diesen laufenden Riemen hatten.
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Solche Lokomobiles trieben auch Generatoren zur Erzeugung von elektrischem Strom an, der beispielsweise zum Betrieb von Fahrgeschäften auf Jahrmärkten eingesetzt wurde.
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In der Regel waren die genannten mobilen Kraftwerke wenig flexibel einsetzbar und ihre Mobilität war durch ihr enormes Gewicht und ihre Größe stark eingeschränkt.
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Mobile Kraftwerke sind auch durch die Nutzkraftwagen von Technischen Hilfseinrichtungen, wie dem Technischen Hilfswerk THW oder der Feuerwehr bekannt. Diese führen von Brennkraftmaschinen betriebene Elektrogeneratoren mit und stellen so an häufig nicht mit einer Energieversorgung erschlossenen ländlichen Gegenden Elektrizität in Notfällen bereit.
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Für den täglichen Gebrauch sind sie selbstredend nicht gedacht und geeignet, da zu kostenintensiv.
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Die genannten mobilen Kraftwerke eignen sich aufgrund ihrer Größe wenig für eine kostengünstige Energieversorgung in ländlichen Regionen und für Kleinverbraucher der bereitgestellten elektrischen Energie.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein mobiles Kraftwerk bereitzustellen, das im Aufbau und der Bedienung einfach ist und dessen Betrieb kostengünstig darstellbar ist.
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Die Aufgabe wird mit einem mobilen Kraftwerk mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dadurch, daß das mobile Kraftwerk als mobiles Kleinkraftwerk mit höchstens 20 kW elektrischer Leistung gebildet ist, wobei von einem mechanischen Abtrieb des Fahrmotors des mobilen Kraftwerkes ein elektrischer Generator angetrieben ist, der eine 380 V Drehspannung und/oder eine 230 V Wechselspannung und/oder eine Gleichspannung gleichen oder niedrigeren Niveaus erzeugt und daß der elektrische Generator von dem mechanischen Abtrieb unter Zwischenschaltung eines die Drehzahl des mechanischen Abtriebes an die vorgeschriebene Drehzahl des elektrischen Generators anpassendes Getriebe angetrieben ist, ist ein mobiles Kraftwerk geschaffen, das sich zum ständigen, kostengünstigen Gebrauch an verschiedenen geographischen Orten eignet, dessen Einsatzbereich und Eignung für den Antrieb verschiedenartigster Maschinen und Geräte des täglichen Lebensbedarfs geeignet ist und dessen Bedienung einfach ist.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des mobilen Kraftwerks wird der mechanische Abtrieb durch eine Scheibe gebildet, die Teil eines Zugmittelgetriebes ist.
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Das Getriebe und der elektrische Generator können als Zurüstteile, die spezifisch auf ein jeweiliges Kraftfahrzeug ausgelegt sind, hergestellt sein und separate, handelbare Einheiten bilden.
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Der mechanische Abtrieb kann ein Nebenabtrieb des Fahrmotors sein. Es kann auch vorteilhaft sein, den mechanischen Abtrieb von der Kurbelwelle des Fahrmotors zu wählen, sodaß beispielsweise an der Kurbelwelle des Fahrmotors eine an die jeweiligen Drehzahlbereiche des elektrischen Generators und des Fahrmotors angepaßte Riemenscheibe mit geeignetem Durchmesser angeflanscht ist.
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Das Getriebe zwischen Fahrmotor und elektrischem Generator kann schaltbar oder nicht schaltbar ausgeführt sein.
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Es kann auch vorteilhaft ein Getriebe mit stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis eingesetzt sein. Etwa als Zugmittelgetriebe mit Variatoren als Riemenscheiben oder Kettenscheiben.
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Für die Zielgruppe der das mobile Kraftwerk betreibenden Personen, meist sind es Einzelpersonen, die ein Gewerbe, etwa ein Handwerksgewerbe in Schwellenländern betreiben, ist es zweckmäßig und ausreichend, wenn der eingesetzte Generator eine elektrische Leistung von etwa 5 kW erzeugt.
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Die elektrische Energie kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines mobilen Kraftwerkes an einer fest an dem Kraftfahrzeug, und vorzugsweise an einer Aussenwand angebrachten Steckerleiste zur Verfügung gestellt werden.
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Die Zufuhrleitung zu der Steckerleiste kann lösbar an dem elektrischen Generator, etwa durch Steckverbindungen an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
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Für eine derartige Anordnung eignet sich besonders, wenn das Kraftfahrzeug einen Kastenaufbau aufweist, in dem der elektrische Generator und das Getriebe angeordnet sind. Der Generator ist so vor Einflüssen durch Regenwasser geschützt.
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Die Steckerleiste kann dabei an einer Außenwand des Kastenaufbaues angeordnet sein. Man kann auf diese Weise mehrere Verbraucher gleichzeitig mit elektrischer Energie versorgen.
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Die in Schwellenländern oft verfügbaren, dreirädrigen Kraftfahrzeuge von Motorroller-Herstellern eignen sich besonders aufgrund der guten Zugänglichkeit und Positionierung ihres Fahrmotors als mobiles Kraftwerk.
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Der Fahrmotor ist häufig bei diesen Fahrzeugen im Bereich der Hinterachse angeordnet und von dem Kastenaufbau überdeckt.
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Eine Öffnung in einem Boden des Kastenaufbaues sorgt für eine Möglichkeit, vom Antrieb des dreirädrigen Kraftfahrzeugs einen Abtrieb zu dem elektrischen Generator zu schaffen.
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Ein solches Kraftahrzeug mit einem geschlossenen Kastenaufbau eignet sich auch für den Transport und die Aufbewahrung von Elektrogeräten, die von dem elektrischen Generator angetrieben werden können. So lassen sich z.B. für bestimmte Arten von handwerklichen Tätigkeiten bestimmte dazu erforderlichen elektrisch oder auch mechanisch betätigte Geräte und Werkzeuge in einer Kiste unterbringen und in dem geschlossenen Kastenaufbau lagern.
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Eine weitere, farblich von einer jeweiligen anderen Kiste abgesetzte Kiste, kann zur Aufbewahrung von elektrischen Geräten für eine andere handwerkliche Tätigkeit genutzt werden, usw.
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Der mechanische Abtrieb an dem Fahrmotor eignet sich also grundsätzlich auch, um mittels eines Zugmittels beispielsweise eine Leistungsübertragung auf Verbraucher in mechanischer Form zu ermöglichen.
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Das mobile Kleinkraftwerk eignet sich besonders vorteilhaft aufgrund seiner überschaubaren Anschaffungskosten im Vergleich zu den bisher bekannten mobilen Kraftwerken für den ländlichen Betrieb von Getreidemühlen bei einem Endverbraucher, der jeweils dazu angefahren werden kann.
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Es können auch Trockner für landwirtschaftliche Produkte oder Windsichter mit dem aus dem elektrischen Generator gewonnen Strom betrieben werden. Betreibbar sind damit auch eine kleine Ölpresse oder ein Pflanzenschutzgerät zum Sprühen oder Spritzen. Es können auch kostengünstige Kühlgeräte für landwirtschaftliche Produkte, wie etwa Milch auf ihrem Transport oder auch Lebensmittel mit dem mobilen Kraftwerk betrieben werden.
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In Gegenden, in denen keine stationär eingerichtete Wasserversorgung von Menschen oder auch Pflanzen und Tieren gewährleistet ist, können auch Wasserpumpen damit betrieben werden.
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Es können auch Ventilatoren oder Kompressoren damit betrieben werden oder Elektrowerkzeuge zur Holz- und Metallbearbeitung.
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Ferner läßt sich mit dem elektrischen Generator auch eine Ladestation für Akkumulatoren betreiben.
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Haushaltsgeräte, die nicht jeden Tag zu benutzen sind, wie eine Schneid- oder Schälmaschine oder eine Saftmaschine oder eine Eismaschine können ebenso von dem mobilen Kraftwerk angetrieben werden und z.B. ein oder zweimal wöchentlich damit betrieben werden.
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Insgesamt ist somit das mobile Kleinkraftwerk auch als materielle Existenzgrundlage für einen Dienstleister in Schwellenländern zu sehen oder als hilfreiche Betriebsausstattung für Betriebe handwerklicher oder landwirtschaftlicher Ausrichtung.
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Das mobile Kleinkraftwerk läßt sich auch ökologisch betreiben, wenn insbesondere dessen Fahrmotor als Dieselmotor gebildet ist und mit einem Treibstoff auf pflanzlicher Basis, wie etwa aus einem Pflanzenöl, betrieben ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische, nicht maßstäbliche Seitenansicht eines mobilen Kleinkraftwerkes,
- 2 ein Blockschaltbild der wesentlichen Komponenten des Kleinkraftwerkes in 1
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In 1 ist in einer schematischen, nicht maßstäblichen Seitenansicht ein mobiles Kraftwerk 1 in der Art eines dreirädrigen Kraftfahrzeugs 3 mit Fahrerkabine gezeigt. Das mobile Kraftwerk 1 dient zur bedarfsweisen Bereitstellung von elektrischer und/oder mechanischer Energie und weist einen Fahrmotor 2 zur Fortbewegung des mobilen Kraftwerks 1 auf. Wie in 1 unschwer zu erkennen ist, ist das Kraftfahrzeug 3 eher von einer niedrigen bis mittleren Leistungsklasse und man kann das mobile Kraftwerk 1 daher auch als mobiles Kleinkraftwerk 4 bezeichnen.
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Wie auch in 2 in einem schematischen Blockschaltbild der hier interessierenden, wesentlichen Komponenten des mobilen Kleinkraftwerks 4 zeigt, weist dieses einen mechanischen Abtrieb 5 des Fahrmoors 2 auf, der zugleich zum Antrieb eines elektrischen Generators 6 genutzt wird. Der elektrische Generator 6 hat eine Maximalleistung von etwa 20 kW und kann 230 V Wechselstrom und auch Gleichstrom mit 12 V oder 24 V Spannung erzeugen.
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Der elektrische Generator 6 wird unter Zwischenschaltung eines Getriebes 7 zwischen den Abtrieb 5 des Fahrmotors 2 und dem elektrischen Generator 6 angetrieben um die Drehzahl des Fahrmotors 2 an die erforderliche Drehzahl des elektrischen Generators 6 anzupassen. Spannungsregler und Gleichrichter sind hier nicht gezeigt.
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In einem kostengünstigen und einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel ist der Abtrieb 5 durch eine Scheibe 8 für den Umlauf eines Zugmittels 9 darauf ausgebildet. Die Scheibe 8 kann eine Sonderfertigung im Rahmen einer Zurüstmaßnahme für ein in der Art käuflich frei erwerbbares Kraftahrzeug 3 sein.
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Es kann auch vorteilhaft sein, das gesamte Getriebe 7 als Zugmittelgetriebe 10, wie in den 1 und 2 schematisch gezeigt, zu bilden.
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Der mechanischen Abtrieb 5 kann ein Nebenabtrieb oder ein direkter Abtrieb an einer Kurbelwelle 11 des Fahrmotors 2 sein.
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Das Getriebe 7 oder Zugmittelgetriebe 10 kann schaltbar oder nicht schaltbar sein.
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Es kann auch stufenlos regelbar sein, insbesondere wenn es als Zugmittelgetriebe 10 gebildet ist und beispielsweise über zwei Variatoren verfügt. Es kann auch hydraulisch stufenlos ausgebildet sein. Somit läßt sich besonders einfach die Drehzahl des Fahrmotors 2 und dessen Abtriebe 5 an die erforderliche Drehzahl des elektrischen Generators 6 anpassen.
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Für die Anwendung in Schwellenländern beispielsweise ist ein elektrischer Generator 6 mit etwa 5 kW Leistung ausreichend.
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1 zeigt in dem Ausführungsbeispiel, daß die von dem elektrischen Generator 6 erzeugte Energie an einer fest an dem Kraftfahrzeug 3 angebrachten Steckerleiste 12 abgegeben wird. Die Steckerleiste 12 befindet sich an einer Außenwand eines Kastenaufbaus 14 des mobilen Kleinkraftwerks 4 unterhalb der Dachlinie des Kastenaufbaus 14.
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Die Steckerleiste kann sowohl Steckerplätze für den Abgriff von 380 V Drehstrom als auch 230 V Wechselstrom oder auch Steckerplätze für den Abgriff von 12 V oder 24 V Gleichstrom aufweisen.
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Beim Einsatz des mobilen Kleinkraftwerks 4 steht dieses meist still an einem Ort, beispielsweise vor einem Haus ohne ständige Stromversorgung in einer kleinen Ortschaft eines Schwellenlandes, oder auch vor einem Gebäude das in einer Gegend ohne elektrische Infrastruktur sonst irgendwo auf dem Lande steht. Dann können auch mehrere Verbraucher 15 an die Steckerleiste 12 angeschlossen sein.
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Die Verbindungsleitung 13 zwischen der Steckerleiste 12 und dem elektrischen Generator 6 kann lösbar an dem elektrischen Generator 6 angeordnet sein, sodaß der Generator 6 während der Fahrt ausgebaut und das Zugmittel 9 des Zugmittelgetriebes entfernt werden kann.
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Auch das Getriebe 7 kann lösbar in dem Kastenaufbau 14 angeordnet sein und während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 3 in dem Kastenaufbau 14 in geeigneter Weise verstaut sein.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Fahrmotor 2 im Bereich einer Hinterachse des Fahrzeugs 3 gelegen. Dadurch läßt sich besonders einfach die mechanische Leistung des Fahrmotors 2 an dessen mechanischen Abtrieb 5 abgreifen und das Getriebe 7 in dem Kastenaufbau 14 zu dem elektrischen Generator 6 leiten.
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Das mobile Kleinkraftwerk 4 kann so auch den elektrischen Generator 6 während der Fahrt betreiben und an der Steckerleiste 12 angeschlossene Verbraucher, wie etwa eine Kühlmaschine 17 betreiben.
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Auf diese Weise sind Kühltransporte aller Art mit dem mobilen Kleinkraftwerk 4 durchführbar. Dabei kann der Kastenaufbau 14 als Ganzes ein Kühlbehältnis bilden oder es wird ein Kühlbehältnis im Kastenaufbau 14 vorgesehen.
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Wie 1 zeigt, kann auch an dem Kastenaufbau 14 und vorzugsweise auf dessen Dach ein Kühlgenerator 19 fest angeordnet sein. Mit Hilfe des Kühlgenerators 19 als Verbraucher 15 kann der Innenraum des Kastenaufbaues 14 gekühlt werden.
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Um eine Redundanzebene der Stromerzeugung bei dem mobilen Kraftwerk 1 vorzusehen und ohne Unterbrechung elektrischen Strom insbesondere auch während des Standes des mobilen Kraftwerkes 1 zur Verfügung zu haben, kann es vorteilhaft sein, ein Photovoltaik-Panel 18 auf dem Dach des Kastenaufbaues 13 dauerhaft zu installieren.
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Es versteht sich, daß auch alle denkbaren Arten von Elektrogeräten 16 und - maschinen damit betreibbar sind.
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Beispielsweise können mit dem mobilen Kleinkraftwerk 4 Getreidemühlen bei Endverbrauchern betrieben werden oder Handwerker-Maschinen, wie Bohr-Schleif- oder Schneidmaschinen angetrieben werden.
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Ist der Fahrmotor 2 als Dieselmotor gebildet, so ist in besonders einfacher Weise der Betrieb dessen mit Pflanzenöl in ökologischer Weise möglich. Ist der Fahrmotor 2 als Ottomotor gebildet, so kann dieser auch ökologisch mit synthetischem Kraftstoff pflanzlichen Ursprungs betrieben werden.
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Wie 1 zeigt, kann auch an dem Kastenaufbau 14 und vorzugsweise auf dessen Dach ein Kühlgenerator 19 fest angeordnet sein. Mit Hilfe des Kühlgenerators 19 als Verbraucher 15 kann der Innenraum des Kastenaufbaues 14 gekühlt werden.
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Um eine Redundanzebene der Stromerzeugung bei dem mobilen Kraftwerk 1 vorzusehen und ohne Unterbrechung elektrischen Strom, insbesondere auch während des Standes des mobilen Kraftwerkes 1 zur Verfügung zu haben, kann es vorteilhaft sein, ein Photovoltaik-Panel 18 auf dem Dach des Kastenaufbaues 14 dauerhaft zu installieren (vgl. 1).
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- Mobiles Kraftwerk
- (2)
- Fahrmotor
- (3)
- Kraftfahrzeug
- (4)
- Mobiles Kleinkraftwerk
- (5)
- Mechanischer Abtrieb
- (6)
- Elektrischer Generator
- (7)
- Getriebe
- (8)
- Scheibe
- (9)
- Zugmittel
- (10)
- Zugmittelgetriebe
- (11)
- Kurbelwelle
- (12)
- Steckerleiste
- (13)
- Leitung, elektrisch
- (14)
- Kastenaufbau
- (15)
- Verbraucher
- (16)
- Elektrogerät
- (17)
- Kühlmaschine
- (18)
- Photovoltaik-Panel
- (19)
- Kühlgenerator
