DE60030656T2 - Fahrzeug mit einer Haupt- und Hilfskraftquelle - Google Patents
Fahrzeug mit einer Haupt- und Hilfskraftquelle Download PDFInfo
- Publication number
- DE60030656T2 DE60030656T2 DE60030656T DE60030656T DE60030656T2 DE 60030656 T2 DE60030656 T2 DE 60030656T2 DE 60030656 T DE60030656 T DE 60030656T DE 60030656 T DE60030656 T DE 60030656T DE 60030656 T2 DE60030656 T2 DE 60030656T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas turbine
- engine
- vehicle
- fuel cell
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/32—Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/50—Application for auxiliary power units (APU's)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Triebwerke, die einerseits ein zugeordnetes Fahrzeug, sei es ein Landfahrzeug, ein Schiff oder ein Luftfahrzeug antreiben und die andererseits wichtige Versorgungen übernehmen und beispielsweise eine elektrische Leistung zur Beleuchtung erzeugen oder dann, wenn das Fahrzeug ein Flugzeug ist, eine Druckluftatmosphäre zur Verfügung stellen.
- Wenn das Haupttriebwerk ein Gasturbinenstrahltriebwerk ist und wenn dieses in einem Flugzeug installiert ist, dann ist es bekannt, außerdem ein Hilfsgasturbinentriebwerk darin zu installieren, das eine sehr viel kleinere Abmessung aufweist als das Haupttriebwerk. Das kleinere Triebwerk ist mit einer Kompressorwelle des größeren Triebwerks über einen Elektromotor verbunden, und beim Start des kleineren Triebwerks treibt der Elektromotor seinerseits die Kompressorwelle an und leitet so den Startanlauf des Haupttriebwerks ein. Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Haupttriebwerk selbst läuft, treibt das kleinere Hilfstriebwerk auch andere Zusatzgeräte an, wie dies oben erwähnt wurde. Nachdem das Haupttriebwerk jedoch hochgelaufen ist, übernimmt dieses von dem kleineren Hilfstriebwerk den Antrieb, und das Hilfstriebwerk wird dann abgeschaltet. Beispielsweise beschreibt die US-A-5152141 ein System zum Antrieb mehrerer Zusatzgeräte durch Elektromotoren, die einem Gasturbinentriebwerk zugeordnet sind.
- Die vorbeschriebene Anordnung hat eine Anzahl von Nachteilen. Beispielsweise benötigt das kleinere Triebwerk auch einen Lufteinlass und einen Abgasströmungsauslass, und diese Strukturen müssen in die Flugzeugstrukturen eingebaut werden, was ein zusätzliches Gewicht und einen zusätzlichen Raumbedarf erfordert. Außerdem wird flüssiger Brennstoff benutzt, der entweder die für das Haupttriebwerk zur Verfügung stehende Menge vermindert oder eine getrennte weitere Zufuhr für das kleinere Triebwerk erfordert, was wiederum Gewicht und Raumbedarf erhöht. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die Benutzung des Haupttriebwerks zum Antrieb der Zusatzgeräte während des Fluges des zugeordneten Flugzeuges, weil die Leistung, die von der Schubleistung zum Antrieb jener Zusatzgeräte abgezogen wird, den Wirkungsgrad des Triebwerks im Hinblick auf dessen Primäraufgabe zum Vortrieb des zugeordneten Flugzeuges durch die Luft vermindert.
- Es ist auch schon erwogen worden, Gasturbinentriebwerke so auszubilden, dass sie kontinuierlich laufen, sodass die Benutzung von Hilfsmaschinen zum Antrieb der Zusatzgeräte überflüssig wird, aber auch hierdurch können die meisten der oben beschriebenen Nachteile nicht vermieden werden.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes duales Leistungssystem zum Antrieb eines Fahrzeugs und zum Antrieb der diesem Fahrzeug zugeordneten Zusatzgeräte zu schaffen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein duales Fahrzeugantriebssystem ein Gasturbinentriebwerk und Zusatzgeräte, wobei eine elektrochemische Brennstoffzelle sowohl mit dem Triebwerk als auch mit den Zusatzgeräten über Elektromotore verbunden ist, wobei die Verbindungsmittel Schaltmittel aufweisen, die selektiv betätigbar sind um entweder den Kompressor des Gasturbinenschubtriebwerks zum Hochlauf anzutreiben und gleichzeitig die Zusatzgeräte anzutreiben, oder um entweder den Kompressor oder die Zusatzgeräte allein anzutreiben.
- Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In
1 ist schematisch ein Kompressor eines Gasturbinenschubtriebwerks mit zugeordneten Zusatzgeräten dargestellt, die gemäß der Erfindung in einer Antriebsverbindung mit einer Brennstoffzelle stehen;2 zeigt eine abgewandelte Anordnung der Schaltung gemäß1 . - Zunächst wird auf
1 Bezug genommen. Ein Kompressor10 eines Gasturbinenschubtriebwerks (nicht dargestellt) ist über ein Getriebe11 in bekannter Weise mit einem Elektromotor12 verbunden. Der Motor12 bewirkt eine Drehung des Kompressors10 in einem ersten Schritt beim Einleiten des Hochlaufs eines (nicht dargestellten) Gasturbinenschubtriebwerks, wie dies allgemein bekannt ist. - Ein zweiter Elektromotor
14 ist an ein Gehäuse16 angeschlossen, das beispielsweise Pumpen enthält, um die Kabine eines (nicht dargestellten) Flugzeuges unter Druck zu setzten, das durch das zugeordnete Gasturbinentriebwerk (nicht dargestellt) angetrieben wird, von dem der Kompressor10 einen Teil bildet. - Die Elektromotoren
12 und14 sind parallel an eine gemeinsame Brennstoffzelle18 über einen Dreiwegeschalter20 angeschlossen. Durch „Weg" soll der Modus der elektrischen Verbindung verstanden werden. Der Schalter20 führt, in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung, gleichzeitig elektrische Leistung beiden Motoren12 und14 über die entsprechenden Kontakte22 und24 zu. Wenn jedoch der Schalter20 gemäß Betrachtung der Zeichnung im Uhrzeigersinn um eine Achse26 gedreht wird, sodass der Kontakt22 von der Leitung, der nach dem Motor12 führt, getrennt wird, dann bleibt der Kontakt24 über einen relativ langen bogenförmigen Kontaktabschnitt27 noch in elektrischer Verbindung mit dem Motor14 . Auf diese Weise wird die Leistung individuell über den Motor14 den Pumpen im Gehäuse16 zugeführt. Eine Gegenuhrzeigersinndrehung des Schalters20 um die Achse26 , bewirkt eine Umschaltung auf den Motor12 , um eine Drehung des Kompressors10 zu bewirken. - Die Brennstoffzelle
18 kann irgendeine bekannte Type sein, vorausgesetzt, dass ihre Charakteristik ein hohes Verhältnis zwischen Leistung und Gewicht besitzt, sodass die durch die Benutzung erlangten Vorteile nicht ausgelöscht werden. - Durch die Arbeitsweise der Brennstoffzelle
18 ergibt sich ein Nebenprodukt, nämlich CO2. Das CO2 kann durch irgendwelche (nicht dargestellten) Mittel gesammelt und dem Brennstofftank30 des Gasturbinenschubtriebwerks zugeführt werden, um den Raum einzunehmen, der sich durch den Brennstoffverbrauch des Triebwerks im Betrieb ergibt. Hierdurch wird verhindert, dass explosive. Brennstoffdämpfe im Tank gebildet werden können. Die Brennstoffzelle18 kann auch die elektrische Leistung zur Betätigung einer (nicht dargestellten) Pumpe liefern, mit der die Übertragung des CO2 erfolgen kann. - Dem Fachmann, der diese Beschreibung liest, wird klar, dass in der Praxis der Schalter
20 eine sehr viel kompliziertere Ausbildung haben muss, einschließlich elektronischer Schaltungen, und er weiß, dass, wie oben erwähnt, Schaltungen bekannt sind, um eine Brennstoffzelle an ein Gerät derart anzuschalten, dass ein elektrischer Antrieb dieses Gerätes bewirkt wird. - Der Ausdruck „Zusatzgeräte" soll auch die Benutzung der Brennstoffzelle zum Antrieb elektromagnetischer Lager (nicht dargestellt) umfassen, wenn derartige Vorrichtungen benutzt werden, um die Wellen reibungsfrei in einem Magnetfeld abzustützen, sodass keine Schmierung benötigt wird.
- Nunmehr wird auf
2 Bezug genommen. Bei dieser Ausführungform ist ein einziger Motor32 vorgesehen, der die Motoren12 und14 in1 ersetzt, und der Schalter20 ist zwischen Motor32 und Kompressor10 und Motor32 und das Zusatzgerät10 geschaltet, um entweder beide gleichzeitig oder einzeln anzutreiben, wie dies unter Bezugnahme auf1 beschrieben wurde. - Die vorliegende Erfindung ergibt eine Anzahl von Vorteilen bei der Benutzung einer Hilfsgasturbinentriebwerkeinheit, und diese Vorteile sind die folgenden:
- a) Die vom Hauptgasturbinentriebwerk abgezogene Leistung, wird beträchtlich vermindert, wodurch sich die Leistung erhöht, die zum Schubantrieb des zugeordneten Flugzeuges zur Verfügung steht.
- b) Die Abgasemissionen, die von der Verbrennung des Kohlenwasserstoffbrennstoffes herrühren, werden vermindert, wodurch die Umweltverschmutzung verringert wird.
- c) Es steht mehr steuerbare elektrische Leistung für elektromagnetische Lager zur Verfügung.
- d) Die von der Brennstoffzelle erzeugten Gase sind geeignet zur Übertragung auf die Brennstofftanks des Gasturbinenschubtriebwerks, um den verbrauchten Brennstoff zu ersetzen und eine nicht explosive Atmosphäre zu schaffen.
- e) Es wird der vom Hilfstriebwerk erzeugte Lärm vermieden.
Claims (5)
- Duales Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Gasturbinentriebwerk und zugeordneten Zusatzgeräten (
16 ), mit elektromotorischen Antriebsmitteln (12 ,14 ) zum Antrieb der zugeordneten Zusatzgeräte (16 ) und zum Antrieb eines Kompressors (10 ) des Gasturbinentriebwerks zur Einleitung des Startanlaufs und mit Schaltmitteln (20 ), die selektiv derart betätigbar sind, dass die zugeordneten Zusatzgeräte (16 ) und der Kompressor (10 ) individuell oder zusammen mit den elektromotorischen Antriebsmitteln (12 ,14 ) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorischen Antriebsmittel (12 ,14 ) durch eine elektrochemische Brennstoffzelle (18 ) gespeist werden. - Duales Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorischen Antriebsmittel (
12 ,14 ) einen ersten und einen zweiten Elektromotor aufweisen, wobei der erste Elektromotor (12 ) einen Kompressor (10 ) des Gasturbinentriebwerks antreibt, um den Startanlauf einzuleiten und der zweite Elektromotor14 dazu dient, die zugeordneten Zusatzgeräte anzutreiben. - Duales Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptschalter (
28 ) zwischen die elektrochemische Brennstoffzelle (18 ) und den Schalter (20 ) eingeschaltet ist, sodass die beiden Elektromotoren (12 ,14 ) elektrisch von der elektrochemischen Brennstoffzelle elektrisch abgeschaltet sind, bis der Schalter (20 ) sich in eine gewählte Stellung bewegt hat. - Duales Fahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die elektrochemische Brennstoffzelle (
18 ) erzeugten Gase in einen Brennstofftank (30 ) geleitet werden, der dem Gasturbinenschubtriebwerk zugeordnet ist, um den vom Gasturbinentriebwerk verbrauchten Brennstoff zu ersetzen und auf die Weise eine nicht explosive Atmosphäre innerhalb des Brennstofftanks (30 ) zu erzeugen. - Duales Fahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Flugzeug ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9924545.8A GB9924545D0 (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Vehicle main and auxiliary power units |
GB9924545 | 1999-10-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE60030656D1 DE60030656D1 (de) | 2006-10-26 |
DE60030656T2 true DE60030656T2 (de) | 2006-12-21 |
Family
ID=10862870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE60030656T Expired - Lifetime DE60030656T2 (de) | 1999-10-19 | 2000-10-09 | Fahrzeug mit einer Haupt- und Hilfskraftquelle |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6349537B1 (de) |
EP (1) | EP1094212B1 (de) |
DE (1) | DE60030656T2 (de) |
GB (1) | GB9924545D0 (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19902051C2 (de) | 1999-01-20 | 2001-07-19 | Daimler Chrysler Ag | Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug |
US20040069897A1 (en) * | 2002-01-28 | 2004-04-15 | Corcoran William L. | Zero emitting electric air vehicle with semi-annular wing |
US20080088169A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-04-17 | Daniel Lee Janzen | Fastener Systems for Seat Cushions |
US10287909B2 (en) * | 2015-05-29 | 2019-05-14 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and kit for preserving a fuel system of an aircraft engine |
US10774741B2 (en) * | 2016-01-26 | 2020-09-15 | General Electric Company | Hybrid propulsion system for a gas turbine engine including a fuel cell |
JP7128704B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-08-31 | 川崎重工業株式会社 | 航空機エンジンの補機システム |
EP4305653A1 (de) | 2021-03-12 | 2024-01-17 | Essex Industries, Inc. | Wippschalter |
WO2022197730A1 (en) | 2021-03-15 | 2022-09-22 | Essex Industries, Inc. | Five-position switch |
US20240294262A1 (en) * | 2022-12-06 | 2024-09-05 | Airbus Operations Sas | Autonomous air conditioning system for aircraft |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5031516A (de) * | 1973-07-24 | 1975-03-28 | ||
US3971210A (en) * | 1975-01-22 | 1976-07-27 | Dresser Industries, Inc. | Start-up compressed air system for gas turbine engines |
JPH03148332A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-25 | Mitsubishi Motors Corp | ハイブリッドエンジン |
US5152141A (en) * | 1991-04-08 | 1992-10-06 | Avco Corporation | Management of electrically driven engine accessories |
US5482791A (en) * | 1993-01-28 | 1996-01-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Fuel cell/gas turbine combined power generation system and method for operating the same |
JPH11200888A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池式タービンエンジン |
US6230496B1 (en) * | 2000-06-20 | 2001-05-15 | Lockheed Martin Control Systems | Energy management system for hybrid electric vehicles |
-
1999
- 1999-10-19 GB GBGB9924545.8A patent/GB9924545D0/en not_active Ceased
-
2000
- 2000-10-09 EP EP00308897A patent/EP1094212B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-09 DE DE60030656T patent/DE60030656T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-11 US US09/685,555 patent/US6349537B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1094212A2 (de) | 2001-04-25 |
DE60030656D1 (de) | 2006-10-26 |
US6349537B1 (en) | 2002-02-26 |
EP1094212B1 (de) | 2006-09-13 |
EP1094212A3 (de) | 2004-04-28 |
GB9924545D0 (en) | 1999-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19911018C1 (de) | Hilfstriebwerk für ein Luftfahrzeug | |
DE112007001611B4 (de) | Leistungsgeneratorsystem für Luftfahrzeuge unter Verwendung einer Brennstoffzelle | |
DE60030656T2 (de) | Fahrzeug mit einer Haupt- und Hilfskraftquelle | |
EP1355051A2 (de) | Energierückgewinnungssystem | |
DE212009000046U1 (de) | Mehrfachbatteriesystem für ein Kraftfahrzeug | |
DE102020121350A1 (de) | Autobetonpumpe | |
EP2082955A1 (de) | Hybridmodul für Wasserfahrzeuge | |
WO2007068514A1 (de) | Hybrid-antriebssystem für ein wasserfahrzeug | |
DE3533720A1 (de) | Notversorgungssystem | |
DE3501608A1 (de) | Fahrzeug, insbesondere nutzlastfahrzeug mit diesel-hydraulischem antriebsstrang | |
DE112021005105T5 (de) | Kühlmittelsteuerungsmodul | |
DE102017127724A1 (de) | Antriebsanordnung | |
DE112021001853T5 (de) | Gasmotor-Stromerzeugungssystem | |
DE60036717T2 (de) | Anlasskreis für elektrisches anlassen von verbrennungsmotoren | |
DE1938299B2 (de) | Antriebsvorrichtung für Hilfseinnch tungen eines Gasturbmenstrahltnebwerks | |
DE102012018712A1 (de) | Luftfördereinrichtung und Brennstoffzellensystem | |
DE4203528C2 (de) | Kraftfahrzeug mit mittels Abgasturbolader aufladbarer Brennkraftmaschine und hydrostatisch-mechanischem Antrieb der Nebenaggregate | |
DE102019214465B3 (de) | Brennstoffzellenbaugruppe und Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fortbewegungsmittels und ein solches Fortbewegungsmittel | |
DE2410683B2 (de) | Aufladeeinrichtung fuer einen verbrennungsmotor | |
DE19953534A1 (de) | Kraftfahrzeug-Bordnetz | |
DE102015012047A1 (de) | Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems | |
DE102005056972A1 (de) | Energiespeichermodul | |
DE102018010138A1 (de) | Energieversorgungs- und -verteilungseinheit für eine Scrubberanlage eines mit einer mit Schweröl betriebenen Antriebsvorrichtung ausgerüsteten Schiffes oder Wasserfahrzeugs | |
DE102019209833A1 (de) | Elektrofahrzeug | |
DE10117245A1 (de) | Kühlerlüfter, Kühlsystem und Verfahren zur Steuerung eines Kühlerlüfters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |